¿Por qué Shell utiliza drones en las inspecciones de sus refinerías?

Los drones ayudan a mejorar tiempos y seguridad de las inspecciones en las refinerías de Shell

By Malek Murison Malek Murison
junio 20, 2021

Shell Deer Park es una instalación de refinería y planta química totalmente integrada que ocupa 930 hectáreas a unos 32 kilómetros al este del centro de Houston, Texas, EE. UU. 

Las unidades de destilado del crudo, craqueo catalítico, hidrotratamiento catalítico de gasolina e hidrocraqueo selectivo funcionan continuamente para producir gasolina, queroseno, diésel y una amplia gama de otros hidrocarburos sobre los que se basa la industria estadounidense. 

El sitio cuenta con su propio equipo de seguridad, instalaciones médicas y parques de bomberos, además de un ferrocarril, muelles de carga y redes de conductos para transportar sus productos al exterior. El cielo sobre Deer Park está dominado por columnas de humo y fogonazos. 

Shell M300 Deer Park Skyline

A primera vista, parece un lugar intimidante en el que trabajar. Sobre todo para los ingenieros que deben mantener todo este equipamiento industrial.

Desde el verano de 2016, el equipo de Shell Deer Park ha estado empleando drones para reducir la necesidad de realizar trabajos en altura desalentadores y peligrosos, con lo que se ha mejorado la seguridad y se han reducido los costes de las inspecciones en el proceso. 

Inspecciones aéreas y la creación de un programa de drones

Todo comenzó hace cuatro años con una barandilla floja a 80 m del suelo. Dio la casualidad de que, una semana antes, un especialista en VANT había presentado una demostración de qué podían hacer los drones al equipo de seguridad del centro. 

En lugar de instalar una grúa en el lugar del incidente y enviar al personal de mantenimiento a que lo inspeccionara de cerca, llamaron de nuevo al equipo de VANT para que les ayudase en un caso real. 

Como recuerda el piloto de drones jefe de Shell Deer Park, John McClain, "En cuestión de quince minutos, nos facilitaron un vídeo de gran calidad del estado de la barandilla específica. El ingeniero estuvo atento a la situación todo el tiempo y pudo realizar la inspección así".

El único inconveniente fue el tamaño de la factura que les llegó al día siguiente. Estaba claro que, de ahí en adelante, la mejor opción era contar con esta capacidad internamente. 

La esencia del programa de drones de Shell es un objetivo sencillo: aprovechar la movilidad y la perspectiva que ofrecen los drones y evitar poner en riesgo al personal a no ser que sea absolutamente necesario. 

"Lo primordial es la seguridad: siempre que se pueda poner un dispositivo en lugar de a una persona a trabajar en alturas, es una ventaja. Así es como hemos desarrollado nuestras políticas para el sitio", afirma McClain. 

Desde 2016, las operaciones con drones de Shell en Deer Park han pasado de consistir en un equipo de dos hombres a ser pioneras en la puesta en práctica de procedimientos operativos estándares con VANT para los sitios de la empresa en todo el mundo. Ahora, McClain supervisa a siete pilotos calificados y una flota de aeronaves de DJI, y a la vez colabora estrechamente con los departamentos de Aviación de Shell y nuestro director de Robótica Adam Serblowski para integrar nuevo hardware y nuevas aplicaciones. 

Como suele ocurrir en los lugares de trabajo industriales dinámicos que adoptan tecnología de drones, las misiones que aborda el equipo de McClain consisten en una combinación de inspecciones programadas y respuestas a incidentes. Las bocas de las antorchas y los tanques de techo flotante son dos ejemplos de las infraestructuras de Deer Park que requieren inspecciones programadas; su condición y actividad son difíciles de valorar desde el nivel del suelo. 

Las fugas en el sistema de vapor y otras situaciones anormales requieren un análisis aéreo. Existen procedimientos para garantizar que el equipo de drones esté al tanto cuando se presentan estos incidentes. 

Shell M300 Two Pilots

"Nos llaman por teléfono o se menciona en las reuniones matinales del sitio", explica McClain. "Me entero de primera mano de lo que necesitan los ingenieros y podemos crear rápidamente un plan de misión, realizar las evaluaciones de riesgos y contar con un dron en el aire en solo unos 20 o 30 minutos".

Independientemente de si la misión está planificada con antelación, los ingenieros de Shell siempre están disponibles para dirigir los vuelos y evaluar la situación en tiempo real. "Siempre quiero que la persona que solicita la inspección participe en ella", afirma McClain. 

Primeras impresiones del nuevo Matrice 300 RTK

El nuevo M300 RTK y los instrumentos multisensores Zenmuse H20 de DJI han establecido nuevos estándares de colaboración y rendimiento operativo en Shell Deer Park.

La flota del sitio ha evolucionado y ha pasado de contar con equipos para el consumo general, como el Phantom 4 y el Inspire 1 de DJI en 2016, a modelos de nivel empresarial como el Matrice 200 Series. Aun así, los desafíos ambientales y operativos a los que se ha enfrentado el equipo de McClain ponen de manifiesto que no ha habido una solución que se ajuste perfectamente a la mayoría de misiones. Hasta ahora. 

Por varios motivos, se puede argumentar que el mayor desafío particular al que se enfrenta el equipo de drones de Deer Park es la proximidad. 

Shell M300 Proximity

La inspección de estructuras y la navegación por sistemas de conducción de vapor suele ser cuestión de encontrar el punto justo. Los pilotos tienen que acercarse lo suficiente como para tener una visión clara, pero a la vez mantenerse a una distancia segura, algo esencial en los procedimientos operativos estándares del equipo. Estas reglas de proximidad reducen al mínimo las interferencias eléctricas y magnéticas y reducen la posibilidad de que los sistemas de detección de obstáculos del dron alteren la ruta de vuelo. 

El M300 y los instrumentos H20 ofrecen tres soluciones para abordar ese desafío en particular. La primera es el telémetro láser del H20, que ofrece gran precisión hasta a una distancia de 1200 m.

"No nos acercamos a menos de 15 metros de ningún equipo. Antes de tener el M300, siempre lo calculábamos a ojo. Ahora tenemos el telémetro, que nos informa cuando no debemos acercarnos más", explica McClain

La segunda es la cámara con zoom de 20 MP del H20, con un zoom óptico de 23x. Esta nueva capacidad permite al equipo tomar primeros planos a distancia sin sacrificar la calidad de imagen. 

"La mayor ventaja del M300, que seguiré defendiendo mientras exista, es el H20", argumenta McClain.

"Con el zoom digital sigues obteniendo una imagen nítida de lo que quieras analizar. Consigues el nivel de detalle deseado, siempre". 

Shell M300 H20
DJI Zenmuse H20 

La tercera solución para los problemas de proximidad del equipo es el nuevo sistema anticolisión omnidireccional del M300. Sus nuevos sensores visuales y de tiempo de vuelo duales ofrecen tranquilidad en entornos complejos. 

McClain pone como ejemplo la inspección de racks de tuberías. "El dron puede corregir su trayectoria y volar entre los objetos antes de volver a la altitud a la que se supone que debe volar. Ya no tenemos que preocuparnos de que el dron se detenga tras detectar un obstáculo ni de que ponga al piloto en una situación comprometida". 

Detalles que se combinan para crear una solución completa

Tras haber pasado un número de horas interminable a los mandos del M200 Series de DJI, algunos de los aspectos favoritos de la nueva plataforma para McClain son pequeñas variaciones que marcan una gran diferencia en las operaciones cotidianas y el buen funcionamiento del programa de drones de Deer Park. 

El tiempo de vuelo extendido del M300, que puede mantenerse en el aire durante 45 minutos ininterrumpidos si se utiliza con el H20, es ideal para las misiones más exigentes. Sin embargo, para McClain y su equipo, el hecho de que se puedan cambiar las baterías TB60 rápidamente y en caliente sin interrumpir la misión es igual de valioso. También elimina el riesgo de que aparezcan actualizaciones del firmware inesperadas e inconvenientes.

Otra incorporación muy apreciada es el nuevo sistema de gestión de estado del VANT de DJI, que simplifica el mantenimiento de la flota y controla los datos de vuelo de cada aeronave a lo largo del tiempo. Esto implica que el equipo de Shell Deer Park puede comprender mejor el rendimiento de su flota y tomar decisiones basadas en datos sobre el mantenimiento. 

"El M300 ya viene de serie con un programa de mantenimiento y un software que supervisa los motores y las distintas funciones de la aeronave. Sé exactamente cuántas horas ha estado funcionando cada motor y el rendimiento de cada motor", explica McClain. 

Inspecciones más inteligentes en condiciones complejas

Tanto para las inspecciones regulares como para la respuesta ante emergencias, la capacidad de repetir misiones de forma precisa es valiosísima. Los errores humanos e incluso los cambios mínimos en las condiciones de vuelo pueden dar resultados incoherentes. 

La nueva herramienta de focalización (AI Spot-Check) por inteligencia artificial del M300 RTK ha sido diseñada para resolver ese problema. Mediante la combinación de algoritmos visuales de aprendizaje automático con la precisión al centímetro del sistema integrado de cinemática en tiempo real (RTK), los equipos pueden automatizar las inspecciones rutinarias y estar tranquilos, ya que sabrán que se recopilarán los puntos de datos correctos una y otra vez. 

McClain cree que esta funcionalidad resultará útil en muchos escenarios. "Después de un huracán hace algunos años, tuvimos una fuga de vapor bastante importante. La única manera de que los ingenieros podían tener controlada la fuga era con el dron, sacando una foto cada treinta minutos. Utilizamos el GPS e intentamos mantener la misma inclinación y ángulos de cámara a mano. 

Pues bien, con la focalización por IA (AI Spot-Check), podremos sacar las imágenes una primera vez, darle a un botón, y con eso el dron recuperará la posición y el enfoque para recopilar los mismos datos de forma independiente y precisa". 

Shell M300 John McClain

Tras haber reducido enormemente el tiempo y el dinero necesarios para realizar las inspecciones manuales, la última herramienta basada en la IA de DJI parece destinada a eliminar los elementos manuales incluso de este proceso. 

Con 47 tanques de techo flotante que inspeccionar a la semana, el proceso es tan simple como configurar el ángulo deseado para cada tanque. 

"Ya no tenemos que hacer conjeturas. Podemos sacar la misma foto del mismo tanque cada semana, lo que facilita muchísimo comparar los posibles problemas y tomar decisiones de mantenimiento más inteligentes", afirma McClain.

La característica final de la que nos habla McClain es otra iteración, pequeña pero significativa. El M300 RTK tiene una clasificación del nivel de protección (IP) de 45, lo que indica que puede trabajar de forma segura en condiciones de lluvia ligera o media. Haz clic aquí para obtener más información sobre el M300 RTK.

"La protección IP mejorada nos ayuda en la respuesta a emergencias", afirma McClain. "Saber que podemos evaluar un incidente en la mayoría de situaciones climáticas nos permite estar tranquilos. Durante el último acontecimiento meteorológico grave (el huracán Harvey), tuvimos que esperar hasta que la lluvia y el viento se detuvieran casi por completo antes de poder volar. La próxima vez, no tendremos el mismo problema". 

El futuro de los drones en las inspecciones industriales

Todo apunta a que los drones cobrarán cada vez más importancia en sitios como Shell Deer Park. Las ventajas en términos de seguridad y costos son claras y convincentes. Además, la calidad de los datos recopilados es cada vez más persuasiva, con el lanzamiento de plataformas como el M300. 

Es solo cuestión de tiempo que estos robots voladores funcionen de forma más independiente, Más allá de la línea de visión (BVLOS) y sin necesidad de supervisión directa. 

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Tags: Hidrocarburos, Energía

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