Aplicaciones de los robots en el sector de la energía y los recursos naturales

A medida que los sistemas no tripulados dejan de ser meros experimentos científicos y evolucionan hacia herramientas industriales esenciales, comparables a los habituales destornilladores, su diseño se enfoca cada vez más en la fiabilidad y la resistencia. Esto les permite operar en entornos exigentes como plantas químicas, estaciones de energía y plataformas petroleras, enfrentando riesgos ambientales y de impacto.

En este contexto, Robotnik, empresa con sede en España, ha desarrollado el RB-WATCHER un sistema avanzado que integra una amplia variedad de sensores en un cuerpo robusto. Este diseño le permite navegar e inspeccionar instalaciones industriales, tanto en interiores como en exteriores, minimizando el riesgo ante condiciones ambientales adversas y reduciendo los puntos de fallo.

El RB-WATCHER tiene unas dimensiones de 904 x 731 x 614 mm y un peso de 73 kg sin carga, pudiendo transportar hasta 50 kg adicionales. Se desplaza a una velocidad de 2,5 m/s (9 km/h) en misiones típicas de inspección industrial y ofrece una autonomía operativa de cinco horas, gracias a la tracción eléctrica en sus cuatro ruedas (4WD). La plataforma cuenta con una clasificación IP54, lo que significa que está protegido contra la entrada limitada de polvo y agua a baja presión.

Con más de dos décadas de experiencia en el desarrollo de sistemas robóticos, Robotnik ha trabajado en la creación de robots y manipuladores móviles para diversas aplicaciones profesionales. Gracias a esta trayectoria y al diseño del RB-WATCHER, la empresa ha logrado posicionarse en el mercado con un robot de inspección industrial de alta gama, utilizado ya por varios clientes y con varios más en proceso de adopción.

El desarrollo del RB-WATCHER se remonta a 2018 como una evolución del el RB-SUMMIT, una plataforma robótica que Robotnik diseñó y sigue comercializando desde hace más de 15 años como un vehículo terrestre no tripulado (UGV) multipropósito.

«Buscábamos nuevos casos de uso con mayor demanda y detectamos un interés creciente en el sector energético en España, especialmente en la inspección autónoma de infraestructuras eléctricas», explica Marta Millet Pascual-Leone, directora de desarrollo de negocio en Robotnik.

«Durante un largo periodo de consultas con nuestros clientes, probamos diferentes configuraciones de robots y combinaciones de sensores y subsistemas, incluyendo varios tipos de LiDAR, cámaras, tecnologías GNSS y algoritmos de navegación autónoma. Esto nos permitió definir las necesidades ideales de la plataforma robótica, no solo para ese caso específico, sino también para aplicaciones generales de inspección».

El proceso de desarrollo incluyó importantes aprendizajes, como la necesidad de garantizar la seguridad electrostática en entornos eléctricos, minimizar vibraciones y maximizar la resistencia ambiental tanto en interiores como en exteriores. Para los componentes expuestos fuera de la carcasa IP54 del robot, encontrar opciones resistentes a la intemperie sin disparar los costos fue un desafío clave para los ingenieros de Robotnik.

Aunque la navegación en interiores parecía ser el mayor reto para el equipo de software, la operación en exteriores también presentó dificultades debido a factores como las condiciones climáticas cambiantes, que podían generar interferencias impredecibles, o la presencia de estructuras de hormigón y metal, que afectaban la señal GNSS y otros sensores.

Para superar estos desafíos, Robotnik desarrolló un prototipo del RB-WATCHER, que fue desplegado y probado con éxito por sus clientes. Gracias a su capacidad para operar de manera fiable en entornos industriales adversos, se firmó un contrato de renovación que incluyó la compra de diez unidades adicionales.

«Con estos datos y la confianza adquirida, pudimos perfilar el AMR de manera que nos permitió adaptar el diseño para otros sectores e industrias similares, como la inspección en otras compañías energéticas, aeropuertos e instalaciones industriales», agrega Millet.

«Un robot para la industria del petróleo y el gas o para aplicaciones en el sector de los recursos naturales, debe someterse a rigurosas pruebas operativas y un proceso continuo de optimización. Ningún sistema alcanza su máximo nivel de rendimiento y fiabilidad en su fase inicial; es la validación en entornos reales lo que permite refinar su diseño, mejorar su resistencia y garantizar su operatividad en condiciones altamente exigentes, como las presentes en infraestructuras petroleras y energéticas.»

Como explica Millet, el sistema EO/IR (sistemas electroópticos infrarrojos) situado en la parte superior del RB-WATCHER se utiliza únicamente para las misiones de inspección si lo valora el usuario final, y nunca es necesario para la navegación.

La elección de las cámaras de inspección se basó principalmente en su tamaño; un sensor demasiado grande en la parte superior del UGV habría generado vibraciones e inercia que afectarían tanto la estabilidad de las imágenes capturadas como la del propio movimiento del robot.

“Por supuesto, también era fundamental que el sistema de giro tuviera un control muy preciso de paneo e inclinación para obtener imágenes estables y sin temblores”, añade Millet.

Optar por una cámara térmica de alta calidad fue un aspecto clave, ya que la fotografía infrarroja se consideró (acertadamente) como la parte más importante del trabajo de inspección del robot. Las imágenes térmicas permiten detectar grietas, degradación y puntos calientes en activos industriales con un nivel de detalle que las cámaras ópticas no pueden igualar.

Durante el proceso de ingeniería, garantizar una salida de datos y comunicación constante entre las cámaras y el UGV fue esencial, dado que esto constituye el primer paso para lograr un monitoreo y análisis en tiempo real de la información de inspección generada.

Una serie de luces LED integradas en la plataforma donde se encuentra el sistema de giro proporciona visibilidad a la cámara óptica en condiciones de poca luz. Además, emite señales luminosas específicas según la situación, como indicaciones de carga o detección de fallos. También ayuda a alertar al personal cercano sobre la presencia del robot, reduciendo el riesgo de colisiones en áreas con alto tráfico peatonal o vehicular. Robotnik probó distintos modelos de LED para asegurar su compatibilidad electromagnética, compatibilidad con el software y estabilidad eléctrica antes de seleccionar los componentes ideales.

Además de las dos cámaras y los LEDs, el RB-WATCHER también cuenta con un micrófono, una herramienta clave para la detección auditiva de fugas de gas, fallos en sistemas eléctricos y otras anomalías críticas en entornos industriales.

También se instala un altavoz para que el operador o la tripulación del AMR transmita avisos sonoros cuando proceda. 

«También necesitábamos que su firmware fuera compatible con nuestro software, incluida la capacidad de activar el micrófono o el altavoz desde la HMI del operador con buena coherencia y baja latencia. Esto incluye la posibilidad de que los usuarios activen la grabación de audio automática cuando haya indicios de que una máquina o un elemento de la infraestructura está fallando. Así que sólo después de probar muchos sistemas encontramos buenas soluciones para ambos».

La robótica en la industria del petróleo y el gas, así como en el sector energético en general, es una importante ayuda para ofrecer un entorno de trabajo más seguro, rentable y eficiente. 

Robots como el RB-WATCHER impulsan procesos más seguros y precisos para entornos de alto riesgo, reduciendo la exposición humana y evitando fallos que pueden ser prevenidos con una inspección estable. 

Gracias a los avances recientes en sensores, navegación y software, la industria del petróleo y el gas puede responder a la creciente demanda de mayor productividad y seguridad. La robótica se ha consolidado como una solución clave optimizando operaciones, reduciendo costos y minimizando la exposición de los trabajadores a entornos de alto riesgo.