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Inspeção Inteligente nas Pás de Turbinas Hidráulicas

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Inspeção Inteligente nas Pás de Turbinas Hidráulicas

Sponsor: Jonatan Ross 
Líderes: Fernando de Almada & Waldson Melo

Como podemos realizar a inspeção nas pás de turbinas hidráulicas de forma automatizada e eficiente, reduzindo a necessidade de paradas, sem a necessidade de realizar o esgotamento da Unidade Geradora, e aumentando a precisão no monitoramento de desgaste?

Descrição do desafio:

O processo atual de inspeção nas pás das turbinas hidráulicas envolve paradas programadas longas e métodos que não permitem o acompanhamento contínuo de curto prazo e com baixo custo operacional da evolução do desgaste. Esse cenário gera impactos relevantes na operação, como perda de eficiência hidráulica, custos com paradas com prazo maior do que o planejado, dificuldade operacional em atender simultaneamente várias unidades que necessitam de intervenção corretiva e riscos de falha que podem comprometer a integridade do equipamento.

Além disso, cada instalação apresenta características distintas – como diferentes tipos de erosão (por cavitação ou combinação de abrasão com cavitação) e configurações de turbinas horizontais ou verticais – o que exige soluções flexíveis e adaptáveis. Tecnologias tradicionais, como a boroscopia, são utilizadas nesse contexto, mas possuem limitações quanto à precisão, necessidade de intervenção física e abrangência da análise.

A proposta deste desafio é buscar soluções inovadoras para realizar a inspeção das pás de forma inovadora, reduzindo a necessidade de paradas com prazo maior do que o planejado e aumentando a eficiência do processo de acompanhamento das erosões e de planejamento de intervenções, com captação precisa dos dados de desgaste e maior segurança operacional.

Requisitos da Solução:

  • Capacidade de realizar a inspeção com a máquina não ensecada (sem necessidade de montagem de painéis ensecadeiras, esgotamento da Unidade Geradora e acesso do colaborador ao recinto do rotor da turbina).
  • Captura das informações de comprimento, largura e profundidade dos desgastes nas pás com precisão adequada (erro de medição <= 1mm).
  • Solução flexível para diferentes configurações de turbinas (horizontais e verticais, Kaplan e Francis).
  • Geração de relatórios técnicos que apoiem a tomada de decisão sobre a necessidade de intervenção.
  • Possibilidade de integração com sistemas de manutenção e operação existentes.
  • Interface amigável e intuitiva para os usuários.

 

Tecnologias Possíveis:

As soluções podem envolver, mas não se limitam a:

  • Veículos Remotamente Operados (ROVs) ou Drones Subaquáticos – Equipados com câmeras e sensores para realizar inspeções em ambiente submerso ou de difícil acesso.
  • Soluções de Imageamento Avançado e Reconstrução 3D – Como LIDAR submerso, fotogrametria automatizada ou câmeras ópticas 3D de alta resolução.
  • Boroscopia de Nova Geração ou Tecnologias Endoscópicas Avançadas – Desde que superem as limitações da abordagem tradicional, oferecendo maior precisão, abrangência e minimização da intervenção física.
  • Gêmeos Digitais e Simulação Numérica – Modelagem numérica (Dinâmica dos Fluidos computacional, Análise por elementos finitos ou a combinação de ambos), para análise do comportamento do escoamento, das pás e predição do desgaste com base em dados reais de operação.
  • Inteligência Artificial Aplicada à Análise de Dados e Imagens – Para diagnóstico automatizado e classificação do tipo de desgaste.
  • Medição por sensoreamento indutivo – Desde que ofereçam precisão nas medições e permitam mapeamento adequado considerando as dimensões elevadas das turbinas.

Impactos ao Negócio:

  • Aumento da assertividade na inspeção, com captação precisa dos desgastes das pás.
  • Redução de custos operacionais, devido à diminuição de paradas, com prazos longos e não planejados.
  • Melhoria da eficiência operacional, com maior disponibilidade das turbinas.
  • Planejamento de manutenção mais assertivo, baseado em dados reais e contínuos.
  • Elevação dos padrões de segurança, evitando a necessidade de acesso físico manual em situações de risco.

Benefícios esperados:

  • Inovação do processo de inspeção das pás, reduzindo o esforço humano e o tempo dedicado à atividade.
  • Prevenção de falhas críticas, evitando perdas de eficiência e custos emergenciais.
  • Prolongamento da vida útil dos equipamentos, por meio de monitoramento mais preciso e contínuo.
  • Maior confiabilidade na tomada de decisão, com dados qualificados e históricos estruturados.
  • Contribuição para a transformação digital da operação, com tecnologias inovadoras aplicadas à manutenção preditiva.

Prazo: O formulário de envio de propostas ficará disponível até 22/08/2025.

Dúvidas: Dúvidas ou informações adicionais mande e-mail identificando no assunto o Título deste Desafio para: innovationgrid@eletrobras.com.

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