Las inspecciones de represas y energía hidroeléctrica podrían facilitarse con el desarrollo del dron Hycopter
El Hycopter es un dron industrial multirrotor de hidrógeno eléctrico capaz de varias horas de tiempo de vuelo continuo (hasta 3.5 horas) utilizando una pila/batería de combustible híbrido, donde el hidrógeno es la principal fuente de energía.
Como el hidrógeno es muy liviano, el dron puede volar por más tiempo que los drones con batería, que solo pueden volar de 20 a 30 minutos a la vez. Esto cambia la oportunidad de inspecciones aéreas en grandes áreas o en grandes sitios de infraestructura, como represas hidroeléctricas.
Las dimensiones de Hycopter (1,45 m de rotor a rotor, 0,5 m de altura y un peso de 14 kg) permiten una muy buena estabilidad durante el vuelo, al tiempo que alcanzan una velocidad horizontal de 56 km/h y una velocidad de ascenso vertical de 3,2 m/seg.
El dron está alimentado por una celda de combustible de 1500 W especialmente diseñada llamada Aerostak, acoplada a cilindros de almacenamiento de hidrógeno de fibra de carbono ultraligeros. Este mismo sistema de energía ha sido galardonado con la etiqueta de solución eficiente por la Fundación Solar Impulse, una designación prestigiosa asignada a soluciones que logran ser ecológicas, sostenibles y económicas.
Figura 1. El compartimento abierto de carga útil de Hycopter permite transportar cámaras y otros tipos de sensores, como infrarrojo y tecnología lidar, con un peso total de hasta 2.5 kg
Hycopter ayuda a crear la historia digital de las represas
Las imágenes recopiladas por el Hycopter se pueden cargar en su plataforma en la nube llamada H3 Zoom, donde un algoritmo de Machine Learning patentado convertirá los datos sin procesar en informes de inspección. El sistema primero reconoce los materiales en la imagen, luego localiza anomalías y defectos, y finalmente los marca en un modelo 2D/3D de la estructura inspeccionada, clasificándolos por nivel de gravedad.
Un portal especial permite a los expertos en ingeniería comentar los hallazgos, que luego también se aplican al informe final de inspección, que ahora está digitalizado.
La creación de un archivo digital de historia de todas las presas y su condición, que hasta ahora nunca se ha hecho, también forma parte del objetivo de esta iniciativa.
Tres empresas involucradas en el desarrollo de Hycopter
Tres empresas están involucradas en el desarrollo del dron.
HES Energy Systems en Singapur se especializa en el desarrollo de los sistemas de energía de celdas de combustible más livianos del mundo con un enfoque especial en permitir el vuelo eléctrico de larga duración. Su instalación de investigación y desarrollo con sede en Texas ha aplicado estos sistemas de energía al desarrollo del Hycopter.
Mientras tanto, H3 Zoom ha desarrollado un motor de machine learning o de análisis visual en la nube, que convierte los datos de imágenes en bruto en informes de gestión de defectos automatizados e interactivos. Las entradas de datos pueden provenir de cualquier tipo de cámara, ya sea desde un teléfono celular, drones o incluso vehículos submarinos.
Por otro lado, EPH Engineering una empresa brasileña con gran experiencia en el diseño, gestión y consultoría de proyectos de ingeniería en el campo de la generación de energía hidroeléctrica. Ha desarrollado varias actividades como diseño, gestión de proyectos, estudios de ruptura de presas, inspección, plan de acción de emergencia e interfaz con clientes, constructores y proveedores de equipos.
La celda de combustible liviana impulsada por hidrógeno en el dron Hycopter le permite tomar vuelos de larga duración que podrían ayudar a la inspección aérea de presas a gran escala e instalaciones hidroeléctricas.
Hasta ahora ha participado en el desarrollo de 65 proyectos básicos, 35 proyectos ejecutivos, tres ingenieros de propietarios, 14 diligencia debida y 11 planes de seguridad de presas.
Control de presas con Hycopter
Actualmente, las represas son monitoreadas a través de equipos de instrumentación e inspecciones visuales. Dado que muchas de estas estructuras son muy altas y/o muy extensas, las inspecciones visuales generalmente se realizan en automóvil y a pie desde la cresta de la presa.
Hasta entonces, una forma única de cubrir el 100% de las áreas de presas inspeccionadas visualmente era a través de la escalada, pero no es una práctica común para las inspecciones de rutina.
En los últimos años, los drones han comenzado a utilizarse para facilitar este proceso, pero los drones con batería no vuelan por mucho tiempo, por lo que se requieren muchos vuelos para inspeccionar grandes estructuras. En vista de acelerar todo el proceso, un nuevo tipo de dron de larga duración asociado a un sistema de procesamiento de datos más rápido que usa IA comienza a resolver el problema de una manera más integral.
Del mismo modo, en el caso de la ruptura de la presa, los drones pueden usarse como herramientas de apoyo como parte del plan de acción de emergencia de cada presa.
Figura 2. La presa Vossoroca en la instalación hidroeléctrica de Chaminé en Brasil fue la primera presa en ser inspeccionada por el Hycopter y las imágenes son parte del conjunto importante que se utilizará para crear un modelo 3D de la presa y calcular la mejor trayectoria de vuelo para una coherencia Colección de imágenes
El dron Hycopter se probó con éxito en un sitio de la presa hidroeléctrica Copel en Brasil durante agosto de 2019. Los primeros vuelos se realizaron sobre la presa Vossoroca, que forma parte del complejo hidroeléctrico Chaminé, para recopilar un conjunto importante de imágenes.
Estas imágenes fueron recopiladas por un software especial de automatización de trayectoria de vuelo desarrollado por H3 Zoom para crear un modelo 3D de la presa y calcular la mejor trayectoria de vuelo para colecciones de imágenes consistentes.
Figura 3. Captura de pantalla de FlightMap, el software propietario utilizado para calcular la ruta de vuelo de Hycopter y garantizar que las imágenes recopiladas sean adecuadas para el análisis de AI H3 Zoom
Las inspecciones regulares han sido obligatorias en Brasil desde que el Plan Nacional para la Seguridad de las Presas 2010 fue establecido por la ley federal. El Hycopter permitirá cumplir con las regulaciones y establecer inspecciones regularmente.
Noticia de: NS Media Group Limited / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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