¿Son los drones intrínsecamente seguros?

La cuestión de si los drones son intrínsecamente seguros es una de las primeras que les viene a la mente a los profesionales del petróleo, el gas y la química. Como distribuidor del fabricante del primer dron del mundo diseñado para la inspección industrial en interiores, hemos tenido que responder a esta pregunta innumerables veces.
Hasta ahora la respuesta es no.
Pero, ¿eso impide que se utilicen drones en estas industrias? Aquí hay una respuesta completa a esa pregunta compleja.

¿Quién hace esta pregunta y por qué?

«¿Son los drones intrínsecamente seguros?»

La pregunta es definitivamente la primera que viene a la mente de los profesionales preocupados por realizar inspecciones visuales y mantenimiento en ambientes sujetos a materiales peligrosos.

La segunda pregunta suele ser: «¿Hay o habrá drones que cumplan con ATEX/EEx?» 

Las instalaciones de petróleo, gas y productos químicos almacenan gasolina, gas natural y otras sustancias altamente inflamables y peligrosas en contenedores como recipientes a presión y tanques de almacenamiento. Estos activos deben someterse a inspecciones visuales y de mantenimiento sin poner en peligro la seguridad en el sitio. Lo mismo se aplica a las centrales eléctricas y otras instalaciones de infraestructura crítica.

Sin embargo, incluso si no existe un dron intrínsecamente seguro, no impide que los drones se apliquen para la inspección visual en las industrias del petróleo, el gas y la química. 

Para cubrir adecuadamente el tema del dron intrínsecamente seguro, comencemos analizando lo que se necesita para construir un dron intrínsecamente seguro real. Luego buscaremos soluciones para mitigar los riesgos y usaremos drones donde naturalmente no los usaríamos. Finalmente, veremos los beneficios de usar drones a pesar de los procedimientos de mitigación de riesgos.

¿Qué se necesita para construir un dron intrínsecamente seguro?

Para empezar, es importante explicar qué significa seguridad intrínseca en primer lugar.  

La seguridad intrínseca es un enfoque de diseño que garantiza el funcionamiento seguro de los equipos eléctricos en áreas peligrosas al limitar la energía (eléctrica y térmica) que podría encender una atmósfera explosiva. 

También es importante definir el nivel de seguridad intrínseca que se debe lograr.  

Se utilizan diferentes estándares en todo el mundo para regular el uso de equipos electrónicos en una atmósfera explosiva. Las normas difieren en nomenclatura y especificidades, pero todas coinciden en que pasada cierta concentración de material peligroso y cierta probabilidad de estar en presencia de materiales peligrosos, los equipos electrónicos deben presentar ciertas características para mitigar el riesgo de explosión. Este es el nivel de seguridad intrínseca del que estamos hablando. 

Quizás lo más importante es que un dispositivo intrínsecamente seguro no debe generar chispas ni carga estática. Para conseguirlo se utilizan diferentes técnicas: inmersión en aceite, relleno de polvo, encapsulación o purga y presurización. Además, la temperatura de la superficie de un dispositivo intrínsecamente seguro no debe superar los 25 °C (77 °F).

Si ocurriera una explosión dentro del dispositivo, su estructura debe ser capaz de contener la explosión y garantizar que no se liberen gases calientes, piezas calientes, llamas o chispas en el entorno explosivo. Como consecuencia, los dispositivos intrínsecamente seguros suelen ser unas diez veces más pesados ​​que sus equivalentes sin seguridad intrínseca. 

Drones y características intrínsecamente seguras

Los drones disponibles comercialmente aún no cumplen con estos estándares. De hecho, tienen todas las características de un equipo peligroso para volar en un entorno explosivo:

  • Los drones contienen baterías, motores y potencialmente LED que pueden calentarse mucho cuando están en funcionamiento. 
  • Los drones tienen hélices giratorias de alta velocidad que pueden generar chispas y cargas estáticas. 
  • Las hélices están montadas en motores sin escobillas expuestos al medio ambiente para su enfriamiento, lo que contribuye a la generación de estática. 
  • Los drones diseñados para volar en interiores emiten luz que puede generar calor por encima de los 25 °C como máximo.
  • Los drones deben ser lo suficientemente livianos para volar, lo que los hace considerablemente más livianos que los dispositivos intrínsecamente seguros.

Teniendo en cuenta todas estas limitaciones, hasta que descubramos cómo compensar la gravedad de una manera más eficiente que la que está disponible hoy en día, no se imaginará un dron serio e intrínsecamente seguro. 

¿Por qué la seguridad intrínseca es la respuesta incorrecta a la pregunta correcta?

En un entorno explosivo, ningún ser humano puede respirar y ninguna máquina puede volar. Algunas soluciones robóticas, como los rastreadores robóticos o los sumergibles controlados a distancia, pueden hacerlo, pero tienen un grado limitado de autonomía.

Sin embargo, los seres humanos son muy ingeniosos y las limitaciones mencionadas anteriormente se han superado utilizando diferentes técnicas de mitigación de riesgos.

Si bien es posible que los drones no sean aptos para volar en una atmósfera explosiva, existen técnicas de mitigación de riesgos que pueden hacer que el entorno sea seguro para los drones.

Estas son las tres técnicas más comunes utilizadas por los inspectores en la actualidad:

LIMPIEZA Y DESGASIFICACIÓN

Si se requiere la presencia humana en el sitio, el enfoque a seguir es limpiar y desgasificar el ambiente hasta que no quede rastro de explosivos. El mismo enfoque también se puede utilizar para preparar un entorno para el despliegue de drones, por supuesto.

PURGA DE NITRÓGENO

Otro enfoque común que ayuda a prevenir explosiones es purgar o inertizar espacios cerrados con nitrógeno. La desventaja de este método es que los humanos no pueden respirar en una atmósfera tratada con nitrógeno. Una persona que ingrese al entorno debe usar equipo de protección, al mismo tiempo que maneja todos los riesgos asociados con la entrada a espacios confinados.

Sin embargo, los drones pueden volar en un entorno rico en nitrógeno y sin ningún riesgo de explosión. Múltiples pruebas han demostrado que esta solución segura y simple puede permitir con éxito vuelos de drones en espacios confinados que contienen materiales peligrosos. Algunas de las empresas químicas más grandes del mundo utilizan regularmente la purga de nitrógeno, lo que les permite utilizar herramientas más potentes para realizar inspecciones visuales, como drones.

EXCEDER EL LÍMITE EXPLOSIVO SUPERIOR

Técnicamente, también hay una tercera solución posible. Una mezcla de aire y combustible que ha superado su límite explosivo superior es demasiado “rica” para quemarse, por lo que se elimina el riesgo de explosión. (Sin embargo, creemos que probar este método es peligrosamente imprudente y no animaríamos a nadie a probarlo).

 

¿Cómo mejoran los drones el proceso de inspección?

En la gran mayoría de los casos, las medidas de mitigación de riesgos como las anteriores solo tendrán un impacto leve en el levantamiento de drones, sin problemas de rendimiento significativos.

Si bien depende de la inspección que se realice o de un caso de uso específico, al sopesar los beneficios de desplegar drones versus humanos, hay muchos factores que favorecen a los drones.

Aquí están los mejores. 

1. SEGURIDAD

En primer lugar, considere el impacto en la seguridad. El esfuerzo de implementar tecnología de drones en su lugar de trabajo vale la inversión simplemente porque no tiene que enviar humanos a un espacio confinado o un área peligrosa para inspeccionar visualmente un activo.

Estos incluyen una mayor seguridad humana y de activos, ahorros de costos debido a la reducción del tiempo de inactividad y la eliminación de andamios, y la capacidad de realizar inspecciones visuales remotas de forma rápida y más frecuente y otros métodos de pruebas no destructivas (NDT) .

2. VELOCIDAD

Las inspecciones con drones son increíblemente eficaces en el tiempo. Un inspector debidamente capacitado que utilice tecnología operada a distancia será mucho más eficiente y rápido que si tuviera que realizar la misma inspección ingresando físicamente al activo. Los drones acortan la duración de una inspección entre un 50 % y un 98 % del tiempo original previsto. 

Según el activo, es posible que ni siquiera tenga que detener las operaciones para realizar una inspección, como lo haría para una entrada humana. Esto a veces puede marcar una gran diferencia en el tiempo de inactividad.

3. ACCESO

Los drones pueden encontrar problemas que serían difíciles o absolutamente imposibles durante las inspecciones manuales, especialmente en áreas que una persona encontraría difíciles o imposibles de alcanzar. 

4. REDUCIR 

Finalmente, si la inspección indica que se necesita la intervención humana para realizar una reparación, los datos recopilados pueden permitir que un gerente de mantenimiento se centre solo en las áreas que necesitan reparaciones. La inteligencia de datos proporcionada por los drones de inspección los convierte en una herramienta poderosa para un equipo de inspección. 

«En lugar de montar andamios en toda la estructura, es posible que solo tenga que montar andamios en una sola pared o en una sola ubicación», Richard Schutte , Viper Drones.