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A era do drone

A EDP Labelec conta com uma ajuda muito especial para controlar a qualidade da rede e dos ativos elétricos. Bem-vindo à era do drone.

O negócio da eletricidade implica conseguir transportar este bem, de forma contínua, até ao seu destino — seja ele para utilização em indústrias, em veículos elétricos ou simplesmente nos eletrodomésticos que temos em casa. É esse o propósito das redes elétricas: redes constituídas por cabos de alta, média e baixa tensão, que transportam a eletricidade, produzida em centros produtores, como centrais hídricas e térmicas ou parques eólicos, até todos os pontos do país.

Mas uma rede de cabos desta dimensão implica, naturalmente, vigilância e manutenção apertada, de forma a garantir perfeitas condições de funcionamento. E este é um grande desafio — tão grande quanto os milhares de quilómetros de extensão da rede elétrica. Como garantir a inspeção eficaz e atempada dos vários troços de rede espalhados pelo país?

Primeiro a pé… depois, a voar

A partir dos anos 80, a solução passou pelo “patrulhamento” a pé, realizado por profissionais que inspecionavam as linhas, em busca de anomalias. Mas com o tempo e a evolução tecnológica, as inspeções passaram a ser feitas de outra forma. 

Se, primeiro, se apostou no uso de helicópteros, passo a passo, foi-se avançando até ao desenvolvimento de equipamentos voadores mais pequenos e sofisticados — os tão conhecidos drones.

Foi na EDP Labelec que se fizeram as primeiras tentativas de trazer a atividade de inspeção das linhas elétricas para um outro nível de engenharia e inovação. Esta empresa é o Centro de Excelência Técnica da EDP, estando dedicada à criação de soluções inovadoras, especializadas na área da energia.

Os mais de 100 profissionais que lá operam desenvolvem projetos direcionados ao sector da energia nas áreas do Ambiente, Certificação e Qualificação, Consultoria Energética e ainda Testes e Ensaios. É ao abrigo desta última que se realizam as inspeções à rede elétrica.


Potenciais problemas na rede elétrica

Em 1994, a Labelec começou a realizar a inspeção de linhas com recurso a meios aéreos tripulados, nomeadamente helicópteros, tendo dois tipos de preocupação: a necessidade de realizar uma avaliação termográfica e uma avaliação visual. 

A termografia implicava a presença utilização de um tipo de câmara específico, que permitisse avaliar a temperatura das linhas e dos condutores. Isto porque, havendo um sobreaquecimento, ele seria sintoma de um potencial defeito na rede elétrica. Assim, no helicóptero, ia um operador com uma câmara termográfica que registava as temperaturas e detetava as anomalias resultantes dos chamados “pontos quentes”.

Já a avaliação visual era realizada por outro colega no helicóptero, que estava focado em defeitos visíveis — qualquer coisa que o olho humano detetasse. 

A partir de 2006, passou a haver uma inspeção tripla — ao controlo visual e termográfico juntou-se um sensor, denominado de LiDAR. Trata-se de um sistema laser que permite medir as distâncias entre as linhas elétricas e potenciais obstáculos que possam trazer problemas à rede e ao fornecimento elétrico.

Construir um drone 

A hipótese de utilizar drones como meio alternativo aos helicópteros pôs-se a partir de 2015, tendo sido a própria Labelec a estudar esta solução e dedicar esforços ao seu desenvolvimento. 

O primeiro desafio do projeto foi a construção dos drones em si, já que o mercado não oferecia modelos adequados ao tipo de atividade que se pretendia realizar. Esta necessidade fez nascer uma parceria com o Instituto de Engenharia de Sistemas e Computadores do Porto (INESC-TEC), de onde resultaram duas versões de drones que ainda hoje funcionam.

O desenho do drone foi especificado pela Labelec, segundo indicações fornecidas pelo INESC-TEC, que ficou responsável por todo o comando e controlo do equipamento. Os únicos componentes comprados foram os motores, por estarem disponíveis no mercado. De resto, todo o hardware foi construído na Labelec.

Contudo, a construção de drones implica um nível de investimento que deixou de se justificar a partir do momento em que o mercado começou a oferecer soluções robustas.

Assim, hoje, o foco não é tanto a construção dos equipamentos, uma vez que podem simplesmente ser adquiridos. A principal preocupação agora é encontrar formas de analisar o enorme volume de dados recolhidos, de forma a entregá-los aos clientes que solicitam o serviço, de uma forma simplificada e fácil de aplicar ao seu dia a dia.

Inspetores incansáveis

A Labelec presta serviços a diversos clientes, ou seja, os drones operam diariamente para dar resposta a pedidos que justificam esta operação, sempre com o objetivo de entregar resultados a um cliente — tanto interno (a própria EDP) como externo.

O recurso a drones é solicitado para várias tarefas, da inspeção de linhas à de outros ativos do sector elétrico, como os próprios centros produtores: barragens, parques eólicos e solares, centrais elétricas, etc. Mas no fundo pode servir para todo o tipo de atividades de monitorização aérea.

O equipamento sobrevoa os ativos no local, em busca de eventuais falhas, e devolve um alargado conjunto de dados, incluindo a localização concreta de todas as situações que impliquem uma intervenção.

Por exemplo, no que toca aos painéis fotovoltaicos dos Parques Solares, a inspeção termográfica é imprescindível, o que faz do drone um excelente aliado. Quando uma célula fotovoltaica interrompe a produção de eletricidade por algum motivo, apresenta um pico de temperatura, devido ao sobreaquecimento que acontece antes de o sistema falhar. As câmaras de termografia instaladas nos drones permitem captar um “mapa térmico” do local, sendo possível identificar as células fotovoltaicas danificadas. Esses dados resultam depois num relatório completo, disponível numa plataforma interativa, através do qual se podem planear as reparações necessárias.

A elevada resistência às condições climatéricas mais difíceis é outra vantagem na utilização de drones, nomeadamente na monitorização das turbinas eólicas onshore ou offshore. Os sensores que integram o sistema de navegação a bordo garantem um controlo da posição do drone face aos obstáculos, tornando possível efetuar as inspeções aos ativos de forma totalmente autónoma, sem recurso a um operador especializado, e repetindo o processo sempre que necessário. Com o drone, conseguem-se inspecionar vários ativos, em alturas, distâncias e ângulos que não seriam alcançáveis de outro modo. 

Nas palavras de Rui Martins, Diretor da área de Testes e Ensaios da Labelec, a introdução do drone tem sido um sucesso: “foi uma surpresa, a aceitação do mercado é muito interessante. Por isso, acreditamos que daqui a um ano ou dois teremos duplicado a nossa frota de drones. É um meio que consideramos seguro, fiável, adaptável aos vários tipos de trabalho que nos é pedido e portanto acreditamos que será para durar.”
 

Planos para voar mais alto

Para o futuro, espera-se uma evolução no tipo de drone e na capacidade de análise de dados. Atualmente, a Labelec opera apenas drones de asa rotativa, mas também existem drones de asa fixa — um equipamento a que estão atentos e que também pretendem integrar.

“Neste momento só operamos com asa rotativa, que garante uma boa proximidade dos ativos e um detalhe na inspeção que o helicóptero não permite”, explica Rui Martins. “Portanto, o drone para nós é um complemento da inspeção do helicóptero.” Enquanto um helicóptero voa a 30 km/h e pode cobrir cerca de 20 mil kms por ano, o drone está reservado a trabalhos mais localizados, e não em distância. 

“Tem sido muito desafiante e vê-se a motivação das pessoas. Para já esta é uma tecnologia nova, que mostra que a EDP e a Labelec estão atentas a novos desafios. E temos tido aqui muita força, da administração da Labelec e do grupo EDP, para conseguirmos um projeto sólido e que traga mais valias, para a Labelec e para os seus clientes.”
Rui Martins, Diretor da área Testes e Ensaios, EDP Labelec
 

Além de pretender alargar o espectro de drones, Rui Martins considera também interessante aumentar o seu nível de automatismo. Os voos atuais são planeados previamente: o operador introduz o conjunto de coordenadas dos pontos que se pretende analisar e dá ordem de voo. A partir daí, o drone ganha autonomia e faz a inspeção automática. Mas é preciso mais: “como é que se tratam tantos terabytes de dados de uma forma automática? Porque, no final do dia, o que os nossos clientes querem é receber informação de valor acrescentado sobre os ativos inspecionados… e é esse o grande desafio”, conta.