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La era de los drones

EDP Labelec cuenta con una ayuda muy especial para controlar la calidad de la red y de los activos eléctricos. Bienvenido a la era de los drones.

El negocio de la electricidad implica poder transportar este bien a su destino de forma continua, ya sea para su uso en industrias, en vehículos eléctricos o simplemente en los electrodomésticos que tenemos en casa. Este es el propósito de las redes eléctricas: redes compuestas por cables de alta, media y baja tensión que transportan electricidad producida en centros de producción, como centrales hidroeléctricas y térmicas o parques eólicos, hasta cualquier punto del país.

Pero, como es lógico, una red de cables de estas dimensiones requiere de una estrecha vigilancia y un buen mantenimiento para garantizar su perfecto funcionamiento. Y esto supone un gran desafío, tan grande como los miles de kilómetros de extensión de la red eléctrica. ¿Cómo garantizar una inspección efectiva y oportuna de los distintos tramos de la red extendidos por todo el país?

Primero a pie... después volando

A partir de la década de los ochenta, el sistema utilizado fue el de «patrullaje» a pie, realizado por profesionales que inspeccionaban las líneas en busca de anomalías. Pero con el tiempo y los avances tecnológicos, las inspecciones comenzaron a hacerse de manera diferente. 

Si bien en un primer momento se apostó por el uso de helicópteros, poco a poco se fue avanzando hacia el desarrollo de dispositivos de vuelo más pequeños y sofisticados, los famosos drones.

Fue en EDP Labelec donde se hicieron los primeros intentos para tratar de llevar la actividad de inspección de las líneas eléctricas a otro nivel de ingeniería e innovación. Esta empresa es el Centro de Excelencia Técnica de EDP, que se dedica a crear soluciones innovadoras especializadas en el campo de la energía.

Los más de cien profesionales que trabajan allí desarrollan proyectos dirigidos al sector de la energía en las áreas de medioambiente, certificación y calificación, consultaría energética, y pruebas y ensayos. Las inspecciones que se llevan a cabo en la red eléctrica pertenecen a esta última categoría.
 

Posibles problemas en la red eléctrica

En 1994, Labelec comenzó a inspeccionar las líneas mediante vehículos aéreos tripulados, principalmente helicópteros, con dos objetivos fundamentales: llevar a cabo una evaluación termográfica y otra visual. 

Para poder efectuar una evaluación termográfica, se necesita un tipo de cámara específico que permite determinar la temperatura de las líneas y de los conductores. Esto se debe a que los sobrecalentamientos indican un posible fallo en la red eléctrica. Así que, en el helicóptero, iba un operador con una cámara termográfica que registraba las temperaturas y detectaba las anomalías resultantes de los llamados «puntos calientes».

La evaluación visual la realizaba otro compañero que iba en el helicóptero. Esta persona se centraba en detectar cualquier defecto visible por el ojo humano. 

A partir del 2006, comenzó a hacerse una inspección triple: al control visual y termográfico se añadió un sensor, denominado LiDAR. Se trata de un sistema láser que permite medir las distancias entre las líneas eléctricas y los posibles obstáculos que pueden ocasionar problemas en la red y el suministro eléctrico.
 

Construir un dron 

La posibilidad de usar drones como alternativa a los helicópteros empezó a considerarse a partir del 2015, ya que la propia Labelec comenzó a estudiar esta solución y a dedicar esfuerzos a su desarrollo. 

El primer desafío del proyecto fue la construcción de los drones, ya que el mercado no ofrecía modelos apropiados para el tipo de actividad que se pretendía realizar. Esta necesidad llevó a una colaboración con el Instituto de Ingeniería de Sistemas y Ordenadores de Oporto (INESC-TEC), que dio como resultado dos versiones de drones que aún funcionan actualmente.

El diseño del dron fue especificado por Labelec de acuerdo con las indicaciones proporcionadas por el INESC-TEC, que era responsable de la dirección y el control del equipo. Los únicos componentes que se compraron fueron los motores, ya que estaban disponibles en el mercado. El resto del hardware se fabricó en Labelec.

Sin embargo, la construcción de drones implica un nivel de inversión que dejó de estar justificado una vez que el mercado comenzó a ofrecer soluciones sólidas. 

Así que, actualmente, el foco principal no está puesto en fabricar el equipo, ya que existe la posibilidad de comprarlo. La principal preocupación ahora es encontrar formas de analizar la gran cantidad de datos recopilados para entregárselos a los clientes que solicitan el servicio de una forma simplificada y fácil de aplicar en su día a día.

Inspectores incansables

Labelec ofrece servicios a varios clientes. Es decir, los drones trabajan diariamente para dar respuestas a solicitudes de clientes, tanto internos (la propia EDP) como externos. 

Los drones se utilizan para diversas tareas, desde la inspección de líneas hasta la vigilancia de otros activos del sector eléctrico, como los propios centros de producción (presas, parques eólicos y solares, centrales eléctricas, etc.). Lo cierto es que puede utilizarse para todo tipo de actividades de supervisión aérea. 

El equipo sobrevuela los activos de la zona en busca de posibles fallos y obtiene una gran cantidad de datos, entre los que se incluyen la ubicación concreta de todas las situaciones que requieren de intervención.

Por ejemplo, resulta vital llevar a cabo una inspección termográfica de los paneles fotovoltaicos de los parques solares, y los drones constituyen unos excelentes aliados para llevar a cabo esta tarea. Cuando una célula fotovoltaica deja de producir electricidad por algún motivo, tiene un pico de temperatura como consecuencia del sobrecalentamiento que se produce antes de que falle el sistema. Las cámaras de termografía instaladas en los drones permiten obtener un «mapa térmico» de la zona mediante el cual se pueden identificar las células fotovoltaicas dañadas. Estos datos dan como resultado un informe completo, disponible en una plataforma interactiva, que permite planificar las reparaciones necesarias.

Otra importante ventaja del uso de drones es la gran resistencia que presentan ante condiciones climáticas extremas, principalmente en la supervisión de turbinas eólicas ubicadas en tierra o en alta mar. Los sensores que forman parte del sistema de navegación del dron aseguran el control de su posición con respecto a los obstáculos, lo que permite inspeccionar los activos de forma totalmente autónoma, sin necesidad de operadores especializados, y repetir el proceso siempre que sea necesario. Con el dron, se pueden inspeccionar activos que se encuentran situados a alturas, distancias y ángulos que, de otra forma, serían inaccesibles. 

En palabras de Rui Martins, director del Departamento de Pruebas y Ensayos de Labelec, la introducción de los drones ha sido un éxito: «Nos ha sorprendido. Ha habido una buena aceptación por parte del mercado. Así que creemos que en un año o dos habremos duplicado nuestra flota de drones. Es un método que consideramos seguro, fiable y adaptable a los distintos tipos de trabajo que nos solicitan y, por lo tanto, creemos que seguiremos utilizándolo en el futuro». 

Proyectos para volar más alto

En el futuro, se espera una evolución en el tipo de drones y en la capacidad de análisis de datos. Actualmente, Labelec solo opera drones de ala rotatoria, pero también existen drones de ala fija, un equipo que conocen y que también pretenden incorporar.

«Por el momento, solo operamos con ala rotatoria, lo que garantiza un buen acercamiento a los activos y un detalle en la inspección que no permiten los helicópteros», explica Rui Martins. «Por lo tanto, las inspecciones que hacemos con drones son para nosotros un complemento a las que efectuamos con helicópteros». Los helicópteros vuelan a una velocidad de 30 km/h y pueden cubrir unos 20 000 km al año, mientras que los drones se reservan para trabajos más localizados, no a tanta distancia. 
 

«Ha supuesto todo un reto, y se ve la motivación de las personas. Por ahora, esta es una nueva tecnología que demuestra que EDP y Labelec están listos para enfrentarse a nuevos desafíos. Y, desde la dirección de Labelec y del Grupo EDP, hemos puesto todo el empeño posible para desarrollar un proyecto sólido que aporte un valor adicional a Labelec y a sus clientes».
Rui Martins, director del Departamento de Pruebas y Ensayos de EDP Labelec
 

Además de intentar ampliar el espectro de los drones, Rui Martins considera interesante también aumentar su grado de automatización. Los vuelos actuales se planifican previamente: el operador introduce el conjunto de coordenadas de los puntos que se pretenden analizar y da la orden de vuelo. A partir de ahí, el dron actúa de forma autónoma y realiza la inspección de forma automática. Pero es necesario algo más. «¿Cómo se tratan automáticamente tantos terabytes de datos? Porque, a fin de cuentas, lo que quieren nuestros clientes es recibir información de valor añadido sobre los activos inspeccionados, y ese es el gran desafío», cuenta.