Avances en Tecnologías Marinas: Producción Naval y Offshore. A-Tempo

Transcripción

1 Avances en Tecnologías Marinas: Producción Naval y Offshore 22/10/2015 1

2 Líneas de actividad A fin de mejorar la oferta de servicios de I+D en el sector naval, y más concretamente en el sector de las explotaciones offshore, la UDC pretende externalizar la realización de determinadas actividades de I+D, centradas en aspectos industriales y de prototipado Estas actividades corresponden a una serie de trabajos de investigación y desarrollo, que abordan problemas y desafíos del diseño, fabricación, instalación y mantenimiento de las estructuras offshore. Estos trabajos se estructuran en forma de tres Actuaciones. Cada una de ellas consistente en el desarrollo de un sistema específico. 22/10/2015 2

3 Actuaciones Actuación 1 Plataforma robótica subacuática de inspección para el mantenimiento de estructuras offshore Actuación 2 Embarcación de apoyo al montaje de una solución integrada del conjunto cimentacionesaerogeneradores offshore Actuación 3 Sistema inmersivo para la asistencia remota al mantenimiento Ámbito de aplicación Estructuras Offshore y otros elementos Oceánicos 22/10/2015 3

4 Actuación 1: Plataforma robótica subacuática de inspección para el mantenimiento de estructuras offshore MARCO DE TRABAJO: La inspección y el mantenimiento de estructuras offshore bajo el agua generalmente se llevan a cabo empleando buzos profesionales ayudados de herramientas diseñadas para dichas tareas. En la actualidad, no existen sistemas robóticos operativos que satisfagan completamente las necesidades y requerimientos que se precisan en este ámbito. Los pocos que hay se encuentran en una fase muy incipiente de su desarrollo (trabajos muy específicos, como por ejemplo, inspección de tuberías) y su implantación es aún escasa. Principales problemas: Costes de operación elevados Riesgos para la seguridad humana 22/10/2015 4

5 Actuación 1: Plataforma robótica subacuática de inspección para el mantenimiento de estructuras offshore OBJETIVO Y DESCRIPCIÓN: El principal objetivo que se plantea en esta Actuación de I+D Desarrollo de una plataforma robótica subacuática que permita la realización de tareas de inspección para el mantenimiento en una estructura offshore PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS QUE PRESENTARÁ LA PLATAFORMA ROBÓTICA SUBACUÁTICA Capacidad de alcanzar cualquier punto de la estructura: desplazándose sobre las superficies de la misma (sistema de fijación) o mediante un sistema de desplazamiento subacuático, adaptándose a las formas de la carena y sorteando posibles obstáculos. Contar con la mayor autonomía posible. Compuesta de (por lo menos) los siguientes sistemas: fijación al casco, desplazamiento, alimentación, sensorización y capacidad de actuación modular. Concebida para que pueda acoger o integrar módulos específicos para inspección y mantenimiento. Incluyendo Software que dote de autonomía al robot y que permita también su control, posicionamiento, operación remota, captación y envío de información, etc. 22/10/2015 5

6 Actuación 1: Plataforma robótica subacuática de inspección para el mantenimiento de estructuras offshore SOLUCIONES & RETOS TECNOLÓGICOS PLATAFORMA ROBÓTICA SUBACUÁTICA DE INSPECCIÓN PARA EL MANTENIMIENTO DE ESTRUCTURAS OFFSHORE Aplicación a estructuras offshore flotantes o fijas. Aplicación a cimentaciones de estructuras offshore (pilotes de aerogeneradores, jackets,...). Aplicación a instalaciones submarinas: risers, tuberías, cables,... Elevada eficiencia en labores de inspección. Adaptación a diferentes geometrías de las estructuras. Adaptación a diferentes materiales de las estructuras. Capacidad de actuación durante períodos extensos (horas). Máximo grado de autonomía de control. Capacidad de soportar condiciones de mar complicadas. Modularidad (capacidad de intercambio de componentes de forma estándar) Capacidad de manejo de pequeñas herramientas. 22/10/2015 6

7 Actuación 2: Embarcación de apoyo al montaje de una solución integrada del conjunto cimentaciones-aerogeneradores offshore MARCO DE TRABAJO: Con esta actuación se aborda la instalación de aerogeneradores marinos en el rango de los m de profundidad. Para estas profundidades, las estructuras de gravedad, o Gravity Based Foundations (GBF), representan la alternativa más económica, debido al aprovechamiento de la construcción en serie y la economía del hormigón). La instalación de este tipo de conjuntos implica una logística más compleja que en el caso de otras alternativas como los monopilotes: En este último caso un mismo buque puede realizar el pilotado en el fondo, el transporte de la torre y el generador y la instalación de estos sobre el pilote. Gravity Based Foundations (GBF): Estructuras de hormigón que se apoyan directamente sobre el fondo y que dan soporte a la torre del generador 22/10/2015 7

8 Actuación 2: Embarcación de apoyo al montaje de una solución integrada del conjunto cimentaciones-aerogeneradores offshore MARCO DE TRABAJO (cont): Actualmente en el caso de las GBF, se requiere: Un buque que realice el acondicionamiento del fondo. Otro buque o barcaza que transporte la base de hormigón hasta su ubicación. Una grúa offshore que la sitúe sobre el fondo. Un tercer buque que instale el generador. 22/10/2015 8

9 Actuación 2: Embarcación de apoyo al montaje de una solución integrada del conjunto cimentaciones-aerogeneradores offshore OBJETIVO Y DESCRIPCIÓN: El principal objetivo que se plantea en esta Actuación de I+D Diseño preliminar de un buque o artefacto capaz de transportar y situar en su localización definitiva el conjunto GBF generador. De este modo, se reduciría tanto el tiempo de instalación (el ensamblaje del generador y la GBF se realizará en tierra), como el coste de dicho proceso (al reducir el número de etapas e infraestructura necesaria). El núcleo del producto es el diseño de un buque que integre la totalidad de las tareas de instalación de estos sistemas. Este buque deberá cumplir tanto los altos requisitos de estabilidad estática necesarios para el transporte de las estructuras completas, como de posicionamiento dinámico, para asegurar su correcta instalación. Asimismo, se plantea también el diseño de los elementos de elevación y sujeción del aerogenerador, precisos para su instalación. 22/10/2015 9

10 Actuación 2: Embarcación de apoyo al montaje de una solución integrada del conjunto cimentaciones-aerogeneradores offshore SOLUCIONES & RETOS TECNOLÓGICOS DISEÑO CONCEPTUAL DE UNA EMBARCACIÓN DE APOYO AL MONTAJE DE UNA SOLUCIÓN INTEGRADA DEL CONJUNTO CIMENTACIONES- AEROGENERADORES OFFSHORE Aplicación a la instalación de aerogeneradores marinos en aguas someras. Sistema autosuficiente para las operaciones de instalación. Capacidad para tener una alta operatividad en la costa europea, especialmente Mar del Norte y Mar Báltico. Reducción de los tiempos / costes de instalación. Cumplimiento de los estándares / requerimientos de las Sociedades de Clasificación. Capacidad de escalar el sistema para parques eólicos de mayor potencia. 22/10/

11 Actuación 3: Sistema inmersivo para la asistencia remota al mantenimiento MARCO DE TRABAJO: Los operadores y las empresas de mantenimiento de buques y plataformas se ven, a menudo, forzadas a parar instalaciones o barcos a la espera de que sea enviado un técnico adecuado para solucionar un problema que ha surgido, o con el objeto de realizar operaciones de mantenimiento para las que el personal a bordo (que normalmente es el mínimo posible) no tiene una cualificación especial. Por motivos económicos y temporales no es posible tener a bordo expertos en todos los sistemas ahí presentes. Esto provoca, como consecuencia, pérdidas económicas a las empresas del sector que no pueden realizar el servicio contratado. En algunos casos de averías cuya reparación es crítica, algunas empresas de mantenimiento tratan de guiar de forma remota la actuación del personal presente en ese momento en el buque o instalación, utilizando conexiones telefónicas vía satélite y poniéndolos en contacto con un experto en el sistema particular. En general este tipo de interactuación es muy problemática debido a que el experto no tiene una percepción clara del problema y de lo que está haciendo el operario a bordo, ni éste recibe unas instrucciones lo suficientemente precisas y claras. 22/10/

12 Actuación 3: Sistema inmersivo para la asistencia remota al mantenimiento OBJETIVO Y DESCRIPCIÓN: El principal objetivo que se plantea en esta línea de I+D Desarrollo de un producto (sistema integrado) basado en tecnologías de presencia remota y de comunicaciones avanzadas que permita facilitar la realización de tareas de mantenimiento y reparación en buques y estructuras offshore por parte del personal embarcado en ellas con la asistencia remota de especialistas deslocalizados. El desarrollo que se plantea no existe actualmente en el sector naval e implica abordar tres áreas: Los sistemas inmersivos que permitan al experto en tierra una percepción más fidedigna del entorno y el problema, así como de lo que está ocurriendo durante su solución. Los medios de transferencia de información y trabajo conjunto entre el experto y el operario. Las comunicaciones tanto dentro del buque o instalación, como con el experto remoto. 22/10/

13 Actuación 3: Sistema inmersivo para la asistencia remota al mantenimiento OBJETIVO Y DESCRIPCIÓN (cont): Con este producto se buscan tres objetivos fundamentales: Que el experto disponga de una perspectiva mucho más parecida a que estuviese en la propia localización que una simple descripción telefónica. Que el operario disponga de información precisa que evite ambigüedades en la actuación que ha de realizar (ambigüedades típicas del lenguaje hablado con cambios de idioma). Finalmente, que el sistema permita llevar una trazabilidad de las operaciones realizadas y un registro de lo que ha ocurrido. Además se ha de contemplar que el sistema: Proporcione acceso digital a manuales, esquemas y otras fuentes de información relevantes. Que la comunicación con el operario pueda incluir voz e imagen así como la posibilidad de compartir un desktop común (por ejemplo, usando un tablet) que contemple los elementos interactivos necesarios para que el operario y el experto realmente trabajen sobre el mismo esquema o visión. 22/10/

14 Actuación 3: Sistema inmersivo para la asistencia remota al mantenimiento SOLUCIONES & RETOS TECNOLÓGICOS SISTEMA INMERSIVO PARA LA ASISTENCIA REMOTA AL MANTENIMIENTO Sistema inmersivo visual 3D con audio y otras variables para el experto. Transmisión de información en tiempo real. Comunicaciones robustas. Trazabilidad de las tareas de mantenimiento. Coordinación y seguimiento de los procesos de mantenimiento Soporte a la realización de tareas complejas de mantenimiento Elemento visualizador adaptable al entorno y al operario. Software de interacción adecuado para el tipo de personal presente. 22/10/

15 Muchas Gracias Vicente Díaz 22/10/