Una startup crea un sistema que monitorea las instalaciones eléctricas industriales en tiempo real

Es una tecnología desarrollada por una empresa emergente brasileña que cuenta con el apoyo de la FAPESP, y que no requiere de inspección manual, lo que le imprime rapidez y exactitud al diagnóstico, aparte de aumentar la precisión de los servicios de mantenimiento y achicar los costos

Por Fábio de Castro  |  FAPESP Investigación para la Innovación – En las instalaciones eléctricas industriales no hay margen para fallas. Problemas tales como el sobrecalentamiento de conductores o las descargas eléctricas producto de desperfectos en el aislamiento de algún componente pueden llevar a una desconexión inesperada o a un incendio, con consecuencias negativas de proporciones mayúsculas.

No obstante, los procedimientos de monitoreo que se aplican para evitar estos problemas son trabajosos y caros, y no siempre resultan eficaces. Para resolver estas dificultades, la empresa brasileña Brax, una startup con sede en la localidad de Rio Claro (en el estado de São Paulo), ha desarrollado un innovador sistema de monitoreo activo que no requiere de inspecciones manuales, lo que le imprime rapidez y exactitud al diagnóstico de las instalaciones eléctricas, aparte de incrementar la precisión de los servicios de mantenimiento y disminuir los costos.

La compañía, fundada en 2014, contó con el apoyo del Programa de Investigación Innovadora en Pequeñas Empresas (PIPE) de la FAPESP para el desarrollo del método de monitoreo y del dispositivo que en este se emplea. Esta innovación puede aplicarse en tableros eléctricos, subestaciones eléctricas, disyuntores, conmutadores, buses o canales y cables, aisladores y transformadores de instalaciones industriales.

Según el ingeniero André Luiz Casimiro, fundador de Brax, el monitoreo convencional de este tipo de instalaciones se lleva a cabo mediante inspecciones manuales periódicas in situ.

“Para monitorear la temperatura, los inspectores se dirigen al lugar y utilizan cámaras termográficas a los efectos de producir imágenes de algunos puntos de la instalación y localizar puntos de calentamiento. También emplean equipos ultrasónicos para detectar ruidos que puedan ser señales de descargas parciales”, explica Casimiro.

La descarga parcial –o arco eléctrico–, según dice, se produce cuando el aislamiento del equipo comienza a disminuir y, al igual que el calentamiento, puede generar desconexiones inesperadas e incendios.

“En una subestación de energía, por ejemplo, los equipamientos quedan expuestos a la intemperie y, con el correr del tiempo, el aislamiento comienza a disminuir, produciendo descargas parciales en el interior de los transformadores, los tableros eléctricos y los disyuntores”, dice.

Empero, debido a la alta tensión, los inspectores no pueden acercarse a los equipamientos y, por eso, realizan el monitoreo desde la parte exterior. En las subestaciones de energía, es necesario desconectar y desarmar todo periódicamente por precaución, lo que genera altos costos, y riesgos.

“Las instalaciones eléctricas industriales de gran porte poseen equipos robustos que no pueden fallar. Con nuestra solución, es posible optimizar el trabajoso proceso de prevención, al cambiar las inspecciones periódicas por un monitoreo remoto en tiempo real”, afirma Casimiro.

De acuerdo con el ingeniero, el sistema de Brax se destina a la industria y también al sector eléctrico de distribución de energía. “Cuanto mayor es la potencia de una instalación, más interesante resulta la utilización del nuestro equipo. Por eso este es sumamente adecuado para el monitoreo de subestaciones de concesionarias de energía”, sugiere.

Según Casimiro, el proyecto PIPE-FAPESP hizo posible el desarrollo de dos sensores: uno para monitorear la temperatura de los equipos por contacto y otro para hacer lo propio con las descargas parciales.

“Los sensores son inalámbricos y se ubican en los buses, en puntos que consideramos esenciales para el monitoreo. No tienen baterías, lo cual evita la necesidad de desconectar la instalación eléctrica para cambiarlas. Los datos se envían directamente al gateway que desarrollamos y, a través de nuestra plataforma, logramos visualizar toda la información en tiempo real, aparte del historial de funcionamiento”, dice Casimiro.

Este método aporta una mayor precisión en el diagnóstico y redunda una disminución de los costos, al no requerir la presencia de inspectores ni de equipos suplementarios. “El sistema previene accidentes, pues nuestro sensor logra detectar un posible problema con suma precisión. Asimismo, se trata de un proceso rápido. Cuando el inspector pasa por el lugar, el calentamiento ya podría estar produciéndose desde hace meses. Con nuestra solución, se advierte al cliente entre tres y cuatro horas después del comienzo de un calentamiento o de una descarga parcial.”

Durante la etapa I del proyecto PIPE-FAPESP, aprobada en el año 2016, se desarrollaron los sensores de detección de arcos eléctricos mediante ultrasonido. En la etapa II, que empezó en 2018, el enfoque recayó sobre el monitoreo de la temperatura, que se detecta por contacto directo de los dispositivos con los buses.

“La descarga parcial, cuando sucede, emite energía en forma de luz, calor y sonido. El sensor logra captar las ondas ultrasónicas, procesar la señal y detectar la descarga. Y también monitora la temperatura del ambiente y la humedad”, afirma Casimiro.

Según el ingeniero, el software está programado para monitorear constantemente los datos que llegan desde la instalación eléctrica y emite la advertencia automáticamente. En forma inmediata, se dispara un e-mail destinado al responsable de la industria cuando surge algún desperfecto.

“Un dashboard permite que el cliente visualice los gráficos de tendencia de temperatura y de descargas. Esto hace posible realizar un monitoreo sistemático, que puede estar a cargo de la propia empresa, o de Brax, según le convenga al cliente”, dice Casimiro.

La diminución de riesgos

La empresa se encuentra actualmente en la fase de transición entre el proyecto piloto y su aplicación comercial, según Casimiro. “Estamos en la etapa inicial, pero ya tenemos algunos clientes. Anteriormente, fue necesario presentar pruebas de concepto para que algunos clientes implementen la solución, pero ahora ya estamos dirigiéndonos hacia un modelo de negocio sostenible”, afirma.

El modelo que la empresa adoptó prevé un costo de instalación del hardware en el sitio y la prestación del servicio de monitoreo. El impacto de esta solución puede ser crucial para evitar los enormes trastornos derivados de los cortes inesperados y de incendios ocasionados por sobrecalentamientos o arcos eléctricos.

El incendio en una subestación del estado norteño de Amapá, a finales de 2020, que dejó a dicho estado completamente a oscuras durante 20 días, constituye un ejemplo acerca de cómo estos accidentes pueden tener consecuencias dramáticas. “En ese momento se alegó que el incendio habría sido producto de un rayo, pero se sabe que la subestación estaba sin un mantenimiento adecuado y es más probable que haya sido causado por un sobrecalentamiento”, dice.

Los impactos pueden incluso ganar escala mundial. También a finales de 2020, un problema de sobrecalentamiento en el centro de datos de IBM hizo caer la conexión de millones de usuarios de Brasil que intentaban tener acceso a sitios web, servicios y juegos de empresas, bancos tales como Caixa Económica, Itaú, Nubank, y la Empresa de Correos y Telégrafos y WhatsApp, entre otras.

“Hubo también un caso de sobrecalentamiento de uno de los buses en el servidor de Facebook, que hizo caer la red durante varias horas. En Estados Unidos, un aeropuerto estuvo seis horas sin energía a causa de un problema en las instalaciones eléctricas. Estos inconvenientes no suceden tan a menudo; pero, cuando suceden, las consecuencias pueden ser muy graves, al afectar servicios y causar pérdidas materiales, pero también porque ponen en riesgo a los trabajadores expuestos en estas instalaciones”, culmina Casimiro.