La digitalización, con sistemas de monitoreo en línea, el uso de software de modelamiento, además de utilizar drones con sensores especiales y herramientas robóticas son parte de las nuevas técnicas que se aplican por parte de las principales empresas generadoras en el mantenimiento de centrales termoeléctricas en el sistema eléctrico nacional.

Los actores del sector destacan a Revista ELECTRICIDAD la relevancia de estas nuevas formas de aplicación tecnológica para el mantenimiento del parque termoeléctrico.

Importancia

Michele Siciliano, gerente de Generación Térmica de Enel Generación Chile, explica que el mantenimiento es fundamental para “garantizar y maximizar el valor de una planta durante su vida operativa, manteniendo la máxima disponibilidad y performance técnica”.

Los principales equipos que son objeto de mantenimiento en estas plantas son, de acuerdo a José Miguel Espinoza, gerente de Centrales Térmicas de Colbún, “son las turbinas de gas y vapor, calderas recuperadoras de calor, generadores, interruptores de máquina, trasformadores, bombas de agua de enfriamiento, bombas de agua de alimentación y recirculación de condensado y el resto de los equipos auxiliares”.

Innovaciones

De acuerdo a las principales empresas generadoras con parque termoeléctrico, las nuevas técnicas de mantenimiento no son únicas, sino que son utilizadas de diversas formas. Michele Siciliano menciona que en Enel Generación Chile se recurre a la “digitalización y la innovación, que están contribuyendo de manera importante en la evolución de los procesos de mantenimiento”.

“Ya hemos implementado la utilización de modelos y plataforma de big data para algunas contingencias, como por ejemplo la previsión de rotura de componentes. Esta es la más reciente tecnología para monitorear la operación de las plantas y definir cuándo y qué tipo de mantenimiento realizar. Además, es añadida a los estándares de mantenimiento tradicional optimizándolos”, precisa el ejecutivo.

Norberto Corredor, gerente del Complejo Centro de AES Gener, destaca la implementación de herramientas tecnológicas de gestión de activos para la optimización de los mantenimientos “como EtaPRO, BoilerOpt, Meridium, las cuales permiten identificar aquellos equipos que presentan las mayores desviaciones de rendimiento y cuantificar su influencia en el ciclo completo de generación eléctrica”.

Según el ejecutivo esta tecnología permite “focalizar los recursos (personal y económicos) en reparar estos equipos. También, se han incorporado técnicas de recuperación y reparación de componentes, utilizando ingeniería reversa y aplicaciones de mantenimiento de última generación, como levantamientos digitales en 3D, radiografía digital y uso de drones y robots, entre otros”.

Otras innovaciones que se aplican apuntan a la inspección de las unidades térmica. José Miguel Espinoza señala que en las plantas de Colbún se usan sistemas de monitoreo en línea y software de modelamiento que permiten “predecir el estado futuro de equipos y así tener un control oportuno de posibles fallas, permitiendo evitarlas”.

“Por otra parte, hemos ejecutado e instalado partes con tecnologías que permiten ampliar los intervalos entre mantenimientos por mayor resistencia y mejor comportamiento de diferentes elementos, y también hemos optado por tecnologías con mayor capacidad y velocidad de procesamiento de datos, que permiten alcanzar mejores resultados respecto de la confiabilidad operacional de las unidades”, agrega el ejecutivo.

En las plantas de Colbún, según José Miguel Espinoza, también se usan “nuevas herramientas de robótica y realidad aumentada, que hacen más confiables, seguras y eficientes las actividades de mantenimiento”.

La utilización de drones es otra técnica destacada en Enel Generación Chile. Michele Siciliano sostiene que cuentan con estos aparatos “para inspeccionar diferentes áreas de las plantas, lo que permite recolectar mucha información, ya que pueden ser usados en lugares de alto riesgo para las personas, como zonas con alto voltaje o áreas submarinas”.

“La digitalización es también un potente apoyo en la capacitación para sistemas de realidad virtual, ya que permite simular la operación completa de un mantenimiento, permitiendo tener anticipadamente soluciones para reducir el tiempo de ejecución”, agrega el ejecutivo.

Examinación de planos antes de iniciar la actividad de mantenimiento. Foto: Gentileza Enel Generación Chile.Examinación de planos antes de iniciar la actividad de mantenimiento. Foto: Gentileza Enel Generación Chile.

Emisiones

De acuerdo a los ejecutivos encargados de las termoeléctricas de las principales generadoras, estas tecnologías de mantenimiento contribuyen a tener menores emisiones de CO2 en el país. José Miguel Espinoza dice que en Colbún las tecnologías que se usan para minimizar estas emanaciones “son quemadores eficientes de bajas emisiones por menor temperatura de llama, un sistema de control con autotuning (regulador) de combustión, y un hardware de álabes (paletas curvas) de turbina con mejor aerodinámica y mayor eficiencia”.

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Por su lado Michel Siciliano señala que las centrales de Enel Generación Chile −como Bocamina− cuentan con la tecnología de quemadores lentos para óxidos nitrosos (low NOx burner en inglés), filtros de manga, planta de desulfurización y cancha de carbón techada, “cuyo funcionamiento requiere de la aplicación de las mejoras técnicas de mantenimiento”.

Norberto Corredor finaliza mencionando que en AES Gener están en la etapa experimental para la reducción de emisiones en las plantas de la empresa, usando microalgas “que se alimentan con el CO2 y lo transforman en biodiésel. Otra tecnología es la inyección de los gases a las capas inferiores de la corteza terrestre (no usada por Gener)”.

Los desafíos operacionales y el costo del mantenimiento
Jorge Moreno, co fundador de Inodú Consultores, señala que los nuevos modos de operación, a partir de la mayor presencia de la generación renovable variables (solares y eólica), plantean desafíos para el mantenimiento de termoeléctricas.

“Con la incorporación de fuentes de generación renovables variables y la presencia de restricciones en el sistema de transmisión al norte de Polpaico, es económicamente eficiente y seguro para el sistema en su conjunto que ciertas unidades térmicas operen siguiendo la demanda neta del sistema eléctrico, y en algunos casos, con partidas y paradas frecuentes. Estos nuevos modos de operación pueden aumentar los costos de operación y mantenimiento de estas unidades”, afirma el especialista.

Según Moreno, “el efecto más significativo del ciclaje en los Costos Variables No Combustibles (CVNC) se produce por el aumento del número de partidas y detención de las centrales, lo que puede causar un daño acumulativo en ciertas partes metálicas de la central. El factor crítico es la tasa de cambio de la temperatura en las partes metálicas; la tasa de cambio de temperatura recomendada generalmente es menor a 100 grados centígrados por hora. Una tasa más alta implica un mayor desgaste de las partes metálicas y, consecuentemente, un mayor mantenimiento”.

El especialista indica que desde el punto de vista regulatorio, en este nuevo contexto de operación flexible de centrales termoeléctricas, se vuelve crítico revisar el procedimiento de determinación del CVNC de las unidades.