Aplicaciones de drones a la distribución eléctrica

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Aplicaciones de drones a la distribución eléctrica

Aplicaciones de drones al negocio eléctrico de la distribución.

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Antecedentes

Una de las principales misiones de una empresa de distribución eléctrica es mantener una fiabilidad alta en el suministro de energía. para ello, las instalaciones eléctricas son sometidas a actuaciones recurrentes de mantenimiento preventivo y predictivo. Unas de estas principales actividades son las inspecciones periódicas de las instalaciones. Estas inspecciones no son únicamente visuales, es necesario utilizar equipos que permitan la captura de información en el espectro infrarrojo y ultravioleta. Además, se requiere la obtención de otros datos como referencias GPS o distancias entre elementos de las instalaciones y ajenos.

Para realizar las inspecciones se han desarrollado mejoras continuas en los equipos y técnicas utilizadas. durante los últimos años, las inspecciones de las líneas eléctricas se realizan con un helicóptero para la captura de la información y con personal formado y capacitado para subir a los apoyos y detectar los defectos inaccesibles y complementar la información capturada por el helicóptero.

En los helicópteros típicamente se instalan los siguientes equipos:

  • Sistemas de grabación de video.
  • Plataforma dual giroestabilizada, con cámara infrarroja y de espectro visible.
  • Sistema de captura de termogramas que permitirá la evaluación cuantitativa de los puntos calientes detectados.
  • Receptor GpS.

En las subestaciones, por el contrario, los trabajos lo realizan únicamente personal capacitado para tales trabajos, no obteniéndose habitualmente información mediante vuelos.

Para realizar este trabajo en las instalaciones, son necesarias una serie de actuaciones que condicionan la forma de trabajar así como los riesgos asociados. Los trabajos en tensión requieren de personal formado, equipo necesario para realizar la actividad y protocolos de actuación que eviten posibles accidentes. Los trabajos sin tensión, reducen los riesgos de la actividad, pero resulta necesario trabajos adicionales como la operación de descargo de la instalación. Esta operación amplía los tiempos dedicados a cada instalación, ya que es necesario realizar la petición de descargo al centro de control, seguir el protocolo para constatar que la instalación efectivamente no está en tensión y al terminar el trabajo, regularizar la explotación de la instalación. en muchas ocasiones, en las que los trabajos se van a extender en el tiempo más de una jornada de trabajo y la instalación es sensible para la fiabilidad del sistema, es necesario el descargo y reposición de la instalación cada día.

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Aplicaciones

El uso de los drones nos da la posibilidad de mejorar los métodos de trabajo actuales. La flexibilidad y rapidez de operación los hacen especialmente interesantes en el sector de la distribución eléctrica. detectar fallos y defectos en las instalaciones en un tiempo muy breve o la posibilidad de combinar este tipo de trabajos con otros realizados de forma habitual como pueden ser las inspecciones visuales, nos permitirán obtener información de las características y estado de la instalación, coordenadas UTM o topografía del terreno.

A la vista de estas posibilidades, se convierte en una apuesta en innovación tecnológica este segmento, para lo cual se han promovido con empresas colaboradoras de vuelo de drones una serie de pilotajes en distintas instalaciones, implantando diferentes técnicas de trabajo para asegurar la calidad de la información obtenida y la seguridad de las personas, como distancias del aparato a la instalación, condiciones meteorológicas de operación o protocolos de actuación en caso de situaciones imprevistas que interfieran en el correcto funcionamiento del aparato.

Con la información obtenida de este tipo de trabajo se pretende obtener el mismo producto que se está obteniendo con las técnicas actuales.

Informe de defectos: Este informe se centra en los puntos más importantes de cada instalación. en el caso de las líneas aéreas, por apoyo debe revisarse por cada fase:

  • — Estado de grapas y del conductor a su salida.
  • — Cadena de aisladores.
  • — Herrajes de anclaje de la cadena al apoyo.
  • — El cable de tierra del apoyo: estado de la grapa y la conexión al apoyo.

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En el caso de las subestaciones de intemperie:

  • — Cadenas de aisladores.
  • — Herrajes de anclaje de la cadena a estructura y conductor.
  • — En la puesta a tierra: estado de la grapa y la conexión a la estructura.
  • — Transformadores: bornas, palas terminales, posibles fugas de dieléctrico.
  • — Autoválvulas.
  • — Transformadores de medida.

Informe de distancias: este informe georreferencia los elementos y realiza el cálculo de distancias entre las fases de una misma línea, entre el conductor y el suelo, edificios, arbolado lateral y arbolado bajo vano, cruzamientos y paralelismos.

Videos de la filmación: videos en el espectro visible en formato de alta calidad de forma continúa durante toda la actividad.

Termografía: video en el espectro infrarrojo, que permite detectar los puntos calientes de la instalación.

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•Inspección ultravioleta: videos en el espectro ultravioleta que permita detectar el efecto corona debido al deterioro del conductor, rotura en los separadores, suciedad o contaminación en los aisladores, degradación en aisladores de composite, anomalías en elementos (tornillería, grapas, descargadores, amortiguadores, preformados, separadores, etc.), venas rotas y objetos desconocidos.

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•Imágenes: se obtienen imágenes de las instalaciones desde distintos puntos en formato de alta definición.

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El uso de los drones no sólo nos permitirá obtener el mismo producto sino que, además permitirán ejecutar actividades hasta ahora imposibles de realizar, gracias a la flexibilidad y coste de los drones, lo que facilita su viabilidad para multitud de instalaciones.

Las actividades de inspección en las subestaciones estaban acotadas tradicionalmente a la revisión a pie in situ, no siendo posible obtener información aérea a menos que se realizara un descargo en la instalación y el personal formado y capacitado accediera a la misma. el registro de la información se realizaba en papel mediante fichas de campo. en los pilotajes realizados con drones, se ha obtenido imágenes y videos aéreos de las instalaciones en formatos de alta definición con posibilidad de realizar zoom. también se ha montado una cámara termográfica que ha permitido la captura de imágenes térmicas aéreas. Las cubiertas de los edificios son un elemento sensible para su inspección y se han podido inspeccionar de la misma forma que las demás instalaciones, cuando hasta ahora era necesario utilizar una barquilla o andamiajes para elevar a un trabajador.

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En las actividades de inspección en líneas eléctricas, también existen trabajos en los que únicamente existiría la posibilidad de realizarlos si el personal es elevado a la altura correspondiente mediante técnicas convencionales.

En las inspecciones exhaustivas de los apoyos se requiere un mínimo de 3 personas, 2 para realizar el trabajo y un recurso preventivo. La actividad requiere ausencia de tensión y por ello es necesario solicitar un descargo, poner tierras al apoyo, subir al apoyo para inspeccionar los elementos (ya que desde abajo sólo se tiene una visión parcial), y una vez terminado la inspección retirar las tierras y pedir la reposición de la línea. con un dron, el trabajo se simplifica, requiriendo únicamente del piloto para realizar las grabaciones aéreas en el espectro visible e infrarrojo y el trabajo de análisis de la información en la oficina.

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Otro tipo de actividad que se realiza actualmente son las inspecciones oculares. el personal recorre la línea, y analiza la línea visualmente desde pie de campo. esto implica que todos aquellos defectos inaccesibles desde abajo es necesario esperar a las inspecciones exhaustivas en las que se sube el personal para poder detectarlo.

Es muy interesante las posibilidades que se abren en el uso de estos aparatos con la funcionalidad de establecer una ruta predeterminada mediante GPS que se pueda realizar de forma autónoma para realizar mediciones periódicas independientemente de la disponibilidad de trabajadores. A medida que esta tecnología se perfeccione para proporcionar mayor precisión ante los obstáculos podría suponer mayores eficiencias en esta actividad.

Especialmente interesante se convierte en las inspecciones de emergencia o tras efectos meteorológicos severos, en los que la rapidez de reacción se convierte en la componente más importante. La capacidad de estos aparatos de desplazarse en situaciones con el terreno desfavorable (terreno embarrado, carreteras cortadas, incendios, etc.) les hace perfectos para realizar tareas de inspección que permitan a los profesionales conocer el estado de las instalaciones de una forma rápida y rigurosa para la toma de decisiones.

Esta información es clave para poder tomar decisiones correctas a la hora de asignar recursos para solucionar los fallos en la red en función de la criticidad de las averías.

Así mismo, es una opción interesante la filmación infrarroja y emisión del contenido en directo para poder utilizarlo en el campo de la seguridad. esta posibilidad es compatible y complementaria a los métodos utilizados actualmente ya que aporta una visión aérea de una zona extensa que facilita la detección en un emplazamiento de posibles intrusos, pero sin sustituir al personal formado ni a los equipos de protección.

Conclusiones

El uso de drones para el sector de distribución de electricidad presenta oportunidades para realizar los trabajos con una mayor eficiencia y mejora en la seguridad de las personas. esta mayor eficiencia se obtiene por la optimización y especialización de recursos y tiempos utilizados en las actividades así como en la captura de información asociada a las condiciones y estado de las instalaciones.

La introducción paulatina de los drones complementa a los medios utilizados actualmente.

Aumenta la seguridad de las personas, ya que pueden llegar a sustituirse trabajos en los que existe riesgo eléctrico o posibles caídas en altura, por actividades por control remoto controladas desde la distancia.

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La fiabilidad de las inspecciones es mayor, ya que se asegura obtener información de las instalaciones desde todos los puntos de vista y se incrementan detecciones de defectos que de otra manera serían imperceptibles.

La calidad de los datos obtenidos en las inspecciones aumenta, dado que quedan almacenados los registros de las instalaciones desde todos los puntos de vista, en video, con espectro visual e infrarrojo.

Es un sector en rápida evolución por el negocio que se presenta y las empresas están invirtiendo grandes cantidades en I+D, pero no es menos importante la mejora en los equipos que puedan portar los drones, reduciendo peso y aumentando la calidad de las cámaras y sensores.

El marco normativo actual no permite que las aeronaves puedan operar más allá del nivel visual del piloto cuando excedan 2 kg de peso, por lo que la posibilidad de inspeccionar líneas eléctricas de forma autónoma no es posible en la actualidad dado que los drones de menos de 2 kg tienen una autonomía muy baja.

A medida que vaya incrementándose el desarrollo de nuevas aplicaciones y la normativa avance en el ámbito regulatorio, las posibilidades de integración de estas nuevas tecnologías aumentarán en el negocio eléctrico de distribución.

 

Juan Carlos Cuesta Jara y Diego Ruiz del Busto

Oficina Técnica Red de Alta Tensión

Unión Fenosa Distribución