Inspección de tuberías con un ROV sumergible

SSM diseña para Iberdrola el primer robot que optimiza la limpieza de grandes tuberías en centrales térmicas

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La empresa española SubSea Mechatronics (SSM), ganadora del start-up challenge de PERSEO Inspección y limpieza de grandes tuberías en 2022, ha diseñado un ROV (abreviatura de “vehículo operado a distancia”, por sus siglas en inglés) submarino pionero, bautizado como SOLEA, que permita al equipo de Iberdrola inspeccionar y limpiar las grandes tuberías de nuestras centrales térmicas de generación de electricidad bajo los más altos estándares de calidad y seguridad. Un proyecto piloto que entró en su segunda fase en 2023 con vocación de seguir madurando hasta tener lista una solución comercial y escalable en 2024.

 Una de las características fundamentales de las centrales térmicas de ciclo combinado es el uso del agua en el circuito de refrigeración, que en la mayoría de los casos consiste en recircular el agua proveniente de fuentes naturales como ríos, mares y océanos. Entre las operaciones de mantenimiento de la planta, se encuentra la inspección y limpieza de sedimentos, también llamados biofouling, de las grandes tuberías por las que discurre este agua, que alcanzan los varios cientos de metros de longitud.

El ROV diseñado por SSM permite reemplazar la forma tradicional de llevar a cabo estas operaciones de mantenimiento y limpieza o dragado, ejecutadas hasta la fecha por buceadores, con las limitaciones y los potenciales riesgos que ello conlleva. Gracias a la robótica y la última tecnología, algunas tareas críticas pueden ejecutarse con mayor precisión y en menor tiempo, lo que conlleva además un menor tiempo de parada de las plantas y un menor trastorno al consumidor final.

El CEO de SubSea Mechatronics Enlace externo, se abre en ventana nueva., Darío Sosa Cabrera, nos cuenta en una entrevista más detalles sobre el trabajo de la start-up canaria, su experiencia en el sector de la energía y su proyecto de innovación con una compañía internacional como Iberdrola. Una colaboración vertebrada a través del programa de start-ups PERSEO y enmarcada en la apuesta de nuestro Grupo por la innovación como forma de crear valor sostenible en la sociedad.

¿Con qué solución innovadora ganasteis el Start-up Challenge de Inspección y limpieza de grandes tuberías?

Con gran experiencia en tareas complejas de investigación submarina y de desarrollo de vehículos teleoperados (ROVs), SSM hizo un plan claro sobre qué tipo de equipo se requería para completar el desafío de inspección y limpieza de grandes tuberías. 

Esta no fue una tarea de investigación submarina ordinaria, ya que incluía varios factores que hacen que el uso de equipos convencionales sea ineficaz. Por eso, desde SSM propusimos una solución personalizada que comprendiera equipos seleccionados como el vehículo, la tecnología de imágenes y el posicionamiento.

¿Cómo era ese contexto extraordinario que requería de una nueva aplicación de vuestra tecnología? 

En las centrales eléctricas la producción de energía genera mucho calor que es necesario disipar para mantener la planta a una temperatura óptima. El sistema de enfriamiento con circuitos de agua recirculada de fuentes naturales es extenso y extremadamente complejo.

El agua en las tuberías expuestas, especialmente a esa temperatura, estimula el crecimiento de organismos y la acumulación de sedimentos. Para que este sistema de refrigeración funcione de manera óptima, hay que vigilar la acumulación de esos sedimentos y asegurar que el caudal de agua se mantenga a un nivel satisfactorio. 

La planta se cierra dos veces al año por motivos de mantenimiento, que involucran grandes esfuerzos para reducir la acumulación de materia orgánica adherida al interior de las tuberías del sistema de enfriamiento. Estos esfuerzos se planifican en base a inspecciones visuales de tuberías, donde el objetivo es limpiarlas de la manera más eficiente en las áreas con mayor cantidad de sedimentación. 

¿Visteis clara desde el principio la aplicación de vuestra tecnología en este desafío?

SSM tenía experiencia previa tanto en el sector de la energía, como con otras plantas industriales costeras que comparten ciertas similitudes y problemáticas. La empresa también tiene experiencia en inspecciones en hidroeléctricas situadas en cauces de ríos. 

Dado que estamos centrados en el nicho de la inspección y limpieza de espacios confinados inundados, este reto está alineado tanto con nuestra experiencia como con nuestro enfoque de mercado. En cuanto a sistemas teleoperados para limpieza y dragado, la empresa cuenta con una amplia experiencia, incluyendo desarrollos como RetroROV Enlace externo, se abre en ventana nueva. o Toolbot. 

 VER INFOGRAFÍA: Ventajas de la inspección y limpieza de grandes tuberías mediante ROVs [PDF]

¿Qué funcionalidades concretas necesita vuestro ROV para llevar a cabo el trabajo de inspección de tuberías en plantas de ciclo combinado? 

Respecto al vehículo:

La boca de acceso a la tubería tiene un espacio restringido de un metro de diámetro, lo que impuso algunas limitaciones sobre el tamaño total del vehículo, además de sobre el tipo de herramientas que se podían usar. El equipo de dragado desarrollado, SOLEA, es un vehículo con orugas para poder desplazarse en las condiciones esperadas.

Respecto a las imágenes:

Debido a la visibilidad casi nula causada por la gran cantidad de partículas en el agua, una cámara subacuática normal no sería adecuada para documentar visualmente los hallazgos de manera adecuada, por lo que se seleccionaron equipos sonar específicos para tuberías como el perfilador de tuberías de Imagenex.

Respecto al posicionamiento:

Los espacios estrechos y confinados combinados con penetración o recepción de señal cero, nos hicieron descartar el uso de cualquier forma de GPS o sistemas de posicionamiento USBL para la tarea. Por esta razón integramos un DVL (sistema de Registro de velocidad Doppler) de WaterLinked.

¿Eliminaría la implantación de ROVs para este trabajo el uso de buceadores o son sistemas complementarios? 

La idea general con la aplicación de la robótica en casos como este es minimizar las situaciones de riesgo para las personas; puede haber situaciones en las que se requieran buzos, pero la integración de un vehículo como SOLEA en los procesos recurrentes de la planta incidirá de manera drástica en este sentido.

Las ventajas principales de hacer este trabajo mediante ROVs son:

• Reducción de riesgos para las personas

• Eliminación de las limitaciones de tiempo con respecto al uso de buzos

• Reducción de costes

• La usabilidad de los datos provistos al cliente en 3D, con capacidad para medir y analizar en detalle permitiendo un mantenimiento predictivo de la instalación 

¿Cuál es el mayor reto que habéis encontrado y qué es lo que más os ha motivado del proyecto?

El mayor reto es encontrar una única solución versátil que se adapte a los diferentes tamaños, materiales y secciones de las tuberías y espacios a limpiar, y todo ello utilizando los métodos actuales de acceso a las tuberías, reducidos en tamaño.

Nuestra mayor motivación es esa que nos define como start-up, es decir buscar soluciones a problemas globales y escalables. En este caso el reto es complejo y estamos seguros de que podemos escalar esta solución después de tener esta oportunidad de trabajar con Iberdrola.

¿Cuál es el propósito empresarial de SSM en el corto/medio plazo?

Nuestro propósito a medio plazo es validar el concepto y crecer junto con Iberdrola para añadir incrementalmente nuevas capacidades al vehículo, de manera que sea lo más modular y adaptable posible para sus diferentes plantas con las mismas necesidades. Nuestro objetivo es estar a nivel comercial con la solución a partir de 2024 y escalarla.