WO2022096756A1 - Procedimiento de medición de la corrosión por ultrasonidos de una estructura metálica - Google Patents

Procedimiento de medición de la corrosión por ultrasonidos de una estructura metálica Download PDF

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Ainhoa Cortes Vidal
Juan Francisco Sevillano Berasategui
Antonio IRIZAR PICON
Fernando Arizti Urquijo
Marcos LOSADA GOBANTES
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Asociacion Centro Tecnologico Ceit
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    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Definitions

  • the present invention is related to corrosion measurement systems, and more specifically to a procedure for measuring and estimating ultrasonic corrosion in metallic structures.
  • the corrosion process is a random process and it is important to measure the entire structure to detect and prevent or repair localized corrosion.
  • ultrasound-based systems are used to monitor large structures.
  • solutions are known in which the ultrasonic inspection of the casing of a tank or fuel tank is carried out, or also used in the inspection of wind turbine structures.
  • These wall thickness monitoring solutions include a dry-coupled ultrasonic scanner to provide increased efficiency and improved inspection data.
  • the ultrasonic tracker is in the form of a vehicle that is magnetically coupled to the outer surface of the structure, being at all times connected, preferably by wiring, to a touch panel controller that must be managed by an operator. Said tracker performs a continuous scan of the tank wall (or other type of structure) to obtain an image of its condition in order to calculate the thickness of the wall and detect corrosion problems.
  • This type of system has the drawback of not being an unattended system, and it is always necessary for a specialized operator to control it. In addition, being connected by cable to the controller, makes it difficult to use in locations that are difficult to access.
  • Tower sections are normally constructed by rolling a flat plate and welding a longitudinal seam. These individual tapered sections are then girth welded together in sections small enough to be transported and connected in the field by flanged sections.
  • the girth weld is a critical weld that must be thoroughly inspected.
  • the known solutions carry out a circumferential scanner of the longitudinal weld of the structure, with a device that continuously scans the weld, adapting to the shape of the structure to be analyzed and that also must be manipulated by an operator through a controller.
  • a circumferential scanner of the longitudinal weld of the structure with a device that continuously scans the weld, adapting to the shape of the structure to be analyzed and that also must be manipulated by an operator through a controller.
  • the present invention provides a method for measuring ultrasonic corrosion of a metallic structure that comprises arranging a cloud or matrix of points isolated points fixed in the metallic structure, take the corrosion measurement exclusively in said isolated points and send the measurement to a base station for corrosion estimation.
  • Said isolated points will be selected in the structure so that measurement data of the structure can be obtained for the estimation of corrosion in its entirety.
  • a complete scan of the structure is not necessary to obtain an image of the corrosion in the entire structure as in the known solutions, but with the measurement at discrete points of the structure, the corrosion of its entire extension can be estimated.
  • High accuracy is achieved by minimizing the error in the estimate of thickness loss due to corrosion.
  • Said base station can be located in the metallic structure itself or in any other place that allows the reception of the measurement data, which will preferably be carried out wirelessly.
  • the measurement is taken by means of a plurality of fixed sensor nodes permanently arranged in respective lower isolated points, called lower because they correspond to points of difficult access that are normally found in the area bottom of the metal structure, but it may be in any other area of the same.
  • the measurement is carried out autonomously and unattended without the need for any operator to manipulate the measurement system.
  • a real-time measurement is obtained without the need for an operator to travel to the measurement site. Reducing the periodic inspections that entail a very high cost and allowing to know in advance the state of the structure and, therefore, to be able to better plan the obligatory inspections or stops for repairs, etc.
  • the measurement is taken by at least one mobile sensor node that is arranged in different upper isolated points for the measurement, called upper points because they usually correspond to points of better access that They are normally found in the upper area of the metal structure, but may be in any other area of the same.
  • said mobile sensor node it is possible to take the measurement in the different prefixed isolated points in the metallic structure, reducing the number of fixed sensor nodes, minimizing the use of fixed sensor nodes exclusively for areas of difficult access in which it is not possible to move the mobile sensor between the different isolated points and it is necessary to permanently fix a fixed sensor node. Therefore, the cost of installation and maintenance of the structure is reduced.
  • the measurement procedure comprises arranging the mobile sensor node integrated in a vehicle for its positioning in the different upper isolated points.
  • said vehicle will be a drone, so that this drone will cover the entire accessible area measuring point by point at each predetermined isolated point in the structure, with the ability to detect at which points corrosion is occurring and the level of corrosion at those points.
  • the invention being preferably configured for a wind turbine tower and more preferably for an offshore wind turbine tower.
  • the lower isolated points where the fixed sensor nodes are located will correspond to the splash zone of the wind turbine tower, or even to the floating platform if this zone is of interest.
  • the mobile sensor node will be located by means of the drone in correspondence with isolated points of the atmospheric zone of the wind turbine tower, thus covering the entire surface. In this way, the cost of operation and maintenance of offshore wind platforms will be reduced.
  • sensor nodes will be used to perform the measurement, process it and send it to the base station, preferably using high-bandwidth wireless communications that are capable of sending data with a high degree of reliability in a metallic environment such as the wind turbine towers, with high humidity and a hostile environment in which radio signals are also affected and attenuated.
  • the isolated points are arranged on the internal surface of the wind turbine tower. So the fixed sensor nodes are fixed to the inner surface of the tower. Consequently, the vehicle or drone carrying the node
  • the mobile sensor will preferably be located inside the wind turbine tower to position the mobile sensor node at the different isolated points predetermined on the internal surface of the tower.
  • the invention contemplates that at least one of the fixed sensor nodes remains inactive for a predetermined time interval. That is, the fixed nodes preferably remain in a dormant or inactive state as long as a measurement or information is not to be carried out, being activated remotely when necessary or, for example, by means of an RTC (real time clock) according to a set time.
  • RTC real time clock
  • Figure 1 shows a schematic view of a wind turbine tower in which the corrosion measurement procedure is carried out. With a section of the tower, where the isolated points of the splash zone are indicated inside with dots and with crosses the isolated points of the atmospheric zone of the wind turbine tower.
  • the present invention relates to a procedure for measuring ultrasonic corrosion of a metallic structure (1) that comprises arranging a cloud or matrix of isolated points (2, 3) prefixed on the metallic structure (1), taking the measurement of corrosion exclusively in said isolated points (2, 3), and send the measurement to a base station for corrosion estimation.
  • Figure 1 corresponds to a non-limiting example of a practical implementation of the invention, with variations being possible in the conformation of the procedure and the corrosion measurement system without altering its essence.
  • the points (3) marked with a black dot are those that correspond to the splash zone of the tower, that is, points of the structure that are difficult to access and where corrosion occurs to a greater extent due to being an area submerged in the sea or wave splashes.
  • a plurality of fixed sensor nodes (5) are fixed permanently arranged in respective lower isolated points (3), distributed in the form of a predetermined matrix that allows corrosion to be measured in each of the isolated points (3) predetermined.
  • a fixed solution is chosen because a drone (7) cannot access said area. It may also correspond to the area of the floating platform of the wind turbine tower (1), being an area also of interest for estimating corrosion.
  • the fixed sensor node (5) preferably consists of an ultrasound sensor with a piezoelectric, which is fixed to the wind turbine tower (1) fixing its piezoelectric to the structure itself, preferably by adhesive, with its casing in the area where best possible to deploy it inside the tower (1).
  • This fixed sensor node (5) comprises a temperature sensor and wireless communication.
  • the fixed sensor node (5) is preferably based on a microprocessor with an integrated transceiver and a module with a subGHz transceiver connected via external SPI to the microprocessor.
  • Wireless communications will be used as a back-up to UWB communications (Ultra Wide Band communications), which are the main communications of the system, and also as an alternative to increase robustness depending on the use case and reduce consumption.
  • UWB communications Ultra Wide Band communications
  • the fixed sensor node (5) comprises a transducer that allows the time of flight of the ultrasound signal to be measured. So that the fixed sensor node (5) obtains data on the thickness of the tower (1) from the time of flight, the temperature measured with the temperature sensor, compensating the thickness measurement based on said temperature, and the time in which said average was made. These data are sent wirelessly to a base station (4) for corrosion estimation.
  • This fixed sensor node (5) can be configured through different types of wireless communications technologies and protocols, or through other means such as a USB or a serial port. This information and configuration can be stored in a memory of the fixed sensor node itself (5).
  • said fixed sensor node (5) is going to be permanently fixed to the tower (1) to carry out continuous corrosion monitoring
  • said fixed sensor node (5) is preferably powered by a battery of up to 4.2 v. It also has a protection circuit to prevent damage when reversing the battery polarity and a switch to turn the system off or on. Comprising a battery status check system. In such a way that it can have an autonomy of up to 5 years, avoiding the displacement of an operator to the installation as in other known solutions in which an operator is necessary to carry out the corrosion measurement.
  • the fixed sensor node (5) will remain asleep or inactive as long as it does not have to perform a measurement or send information or a beacon.
  • the fixed sensor node (5) will perform a measurement every time interval that has been configured and for this it will be woken up preferably by an external RTC (real time clock).
  • This fixed sensor node (5) bases its operation on two operating modes, the low consumption mode and the active mode.
  • the node (5) manages the switching on or off of the power supplies that feed the devices necessary to carry out the corrosion estimation, memory storage or communications operations. wireless.
  • low power mode all devices remain off except the RTC.
  • the transition between both modes is controlled by the clock in real time, according to the time that has been configured for one mode or the other. In this way consumption is reduced to increase its autonomy.
  • isolated points (3) are prefixed as can be seen in figure 1, indicated in the form of a cross so that the entire tower (1) is covered by a matrix of points. defaults. So the number of sensors is reduced, thus reducing the cost of the corrosion measurement system.
  • a drone (7) located inside the tower (1) that incorporates a mobile sensor node (6) moves between the different points of the atmospheric zone of the tower (1), coupling the mobile sensor node (6) to the corresponding upper isolated point (2).
  • a single sensor will cover the entire atmospheric zone measuring point by point with the ability to detect in which isolated points (2) corrosion is taking place and the level of corrosion in said points (2).
  • the drone (7) can set predetermined trajectories covering the isolated points (2) above.
  • Said drone (7) is positioned at the point (2) to be measured and couples the mobile sensor node (6) to the tower (1) preferably by injecting a coupling gel, so that only the piezoelectric of the mobile sensor node (6) touches the tower (1) through the gel.
  • the drone (7) gives the order to the mobile sensor for the measurement and the mobile sensor node (6) sends said measurement to the base station (4) indicating the position that has been measured, so that later the drone cleans the area and moves to another upper isolated point (2) repeating the same operation.
  • Said mobile sensor node (6) preferably consists of a piezoelectric ultrasound sensor that is mounted on the drone (7) to be coupled by means of gel to the tower (1). It has a temperature sensor and wireless communication just like the fixed sensor node (5).
  • the communications interface between the mobile sensor node (6) and the drone (7) is preferably a UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter).
  • the mobile sensor node (6) can be configured through different types of technologies and wireless communications protocols, or through other means such as a USB or serial port. This information and configuration can be stored in a memory of the mobile sensor node itself (6).
  • This mobile sensor node (6) is powered by the drone's main battery (7).
  • both sensor nodes (5, 6) comprise the same PCB design that includes the necessary hardware for both nodes (5, 6), with the only difference being communication with the drone and power supply, in addition to being able to use different piezoelectric.
  • Said base station will synchronize the fixed sensor nodes (5) through wireless communication so that each one sends the measurement in a different time slot.

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Abstract

Procedimiento de medición de la corrosión por ultrasonidos de una estructura metálica (1) que comprende disponer una nube o matriz de puntos aislados (2, 3) prefijados en la estructura metálica (1), tomar la medición de corrosión exclusivamente en dichos puntos aislados (2, 3), y enviar la medición a una estación base para la estimación de la corrosión.

Description

DESCRIPCIÓN
PROCEDIMIENTO DE MEDICIÓN DE LA CORROSIÓN POR ULTRASONIDOS DE UNA ESTRUCTURA METÁLICA
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con los sistemas de medida de la corrosión, y más concretamente con un procedimiento de medida y estimación de la corrosión por ultrasonidos en estructuras metálicas.
Estado de la técnica
El proceso de la corrosión de las estructuras metálicas es materia de preocupación para un buen mantenimiento y salud de este tipo de instalaciones, para evitar su deterioro y prolongar su vida útil. Este factor se hace más evidente si estas estructuras se disponen en el mar alejadas de la costa, como puede ser el caso de aerogeneradores offshore, plataformas petrolíferas, embarcaciones, etc.
El proceso de la corrosión es un proceso aleatorio y es importante medir toda la estructura para detectar y prevenir o reparar la corrosión localizada. Para medir la corrosión en este tipo de estructuras se emplean sistemas basados en ultrasonidos para monitorizar grandes estructuras.
En este sentido, son conocidas soluciones en las que se realiza la inspección ultrasónica de la carcasa de un tanque o depósito de combustible, o también empleadas en la inspección de estructuras de aerogeneradores. En estas soluciones para monitorear el espesor de la pared, comprenden un rastreador ultrasónico acoplado en seco para brindar una mayor eficiencia y mejora de datos de las inspecciones. El rastreador ultrasónico es de la forma de un vehículo que se acopla por imantación a la superficie exterior de la estructura, estando en todo momento conectado, preferentemente mediante cableado, a un controlador de panel táctil que debe ser administrado por un operario. Dicho rastreador realiza un escaneado continuo de la pared del tanque (u otro tipo de estructura) para obtener una imagen del estado de la misma con el objetivo de calcular el espesor de la pared y detectar problemas de corrosión. Este tipo de sistemas tiene el inconveniente de no ser un sistema desatendido siendo siempre necesario que un operario especializado lo controle. Además, al estar conectado mediante cableado al controlador, dificulta su uso en emplazamientos de difícil acceso.
Otra desventaja derivada de la necesidad de un operario es que el propio operario se tiene que desplazar a la estructura en cada momento que se desea realizar una medición. Esto incrementa considerablemente los costes de mantenimiento de la estructura a monitorizar, y no permite detectar la tasa de corrosión para analizar y predecir en tiempo real como se genera la corrosión. Siendo además este tipo de equipos de elevado coste.
Existen otros sistemas más específicos de tipología similar a los anteriormente mencionados, cuya función está orientada a la comprobación de la soldadura longitudinal de las torres de aerogenerador. Las secciones de la torre se construyen normalmente enrollando una placa plana y soldando una costura longitudinal. Estas secciones cónicas individuales luego se sueldan juntas con soldadura circunferencial en secciones lo suficientemente pequeñas para ser transportadas y conectadas en el campo por secciones de brida. La soldadura circunferencial es una soldadura crítica que debe inspeccionarse a fondo.
Con el fin de inspeccionar este tipo de soldaduras, las soluciones conocidas llevan a cabo un scanner circunferencial de la soldadura longitudinal de la estructura, con un dispositivo que escanea de manera continua la soldadura, adaptándose a la forma de la estructura a analizar y que también debe ser manipulada por un operario mediante un controlador. Este tipo de soluciones que no se realizan de manera totalmente autónoma son complejas y tienen un elevado coste.
A la vista de las descritas desventajas o limitaciones que presentan las soluciones existentes en la actualidad, resulta necesario un procedimiento que permita llevar a cabo el cálculo de la corrosión de manera desatendida, a la vez que se reduce el coste del sistema empleado.
Objeto de la invención
Con la finalidad de cumplir este objetivo y solucionar los problemas técnicos comentados hasta el momento, además de aportar ventajas adicionales que se pueden derivar más adelante, la presente invención proporciona un procedimiento de medición de la corrosión por ultrasonidos de una estructura metálica que comprende disponer una nube o matriz de puntos aislados prefijados en la estructura metálica, tomar la medición de corrosión exclusivamente en dichos puntos aislados y enviar la medición a una estación base para la estimación de la corrosión.
Dichos puntos aislados serán seleccionados en la estructura de forma que se puedan obtener datos de medición de la estructura para la estimación de la corrosión en toda su extensión. De esta forma no es necesario un escaneado completo de la estructura para obtener una imagen de la corrosión en toda la estructura como en las soluciones conocidas, sino que con la medición en puntos discretos de la estructura se puede estimar la corrosión de toda su extensión. Se consigue una alta precisión minimizando el error de la estimación de pérdida de grosor debida a la corrosión.
Dicha estación base puede estar emplazada en la propia estructura metálica o en cualquier otro lugar que permita la recepción de los datos de medición, que preferentemente se realizarán de forma inalámbrica.
Según una característica de la invención en al menos un grupo de puntos aislados inferiores se toma la medición mediante una pluralidad de nodos sensores fijos dispuestos permanentemente en respectivos puntos aislados inferiores, denominados inferiores por corresponder con puntos de difícil acceso que normalmente se encuentran en la zona inferior de la estructura metálica, pero pudiendo ser en cualquier otra zona de la misma.
Gracias a esta configuración la medición se realiza de manera autónoma y de forma desatendida sin necesidad de que ningún operario tenga que manipular el sistema de medición. Además, se obtiene una medición en tiempo real sin que sea necesario que un operario se desplace al lugar de medición. Reduciendo las inspecciones periódicas que conllevan un coste muy elevado y permitiendo conocer de antemano el estado de la estructura y, por tanto, poder planificar mejor las inspecciones obligatorias o paradas para reparaciones, etc.
Según otro aspecto de la invención en al menos un grupo de puntos aislados superiores se toma la medición mediante al menos un nodo sensor móvil que se dispone en distintos puntos aislados superiores para la medición, llamados puntos superiores por corresponder usualmente con puntos de mejor acceso que normalmente se encuentran en la zona superior de la estructura metálica, pero pudiendo ser en cualquier otra zona de la misma. De esta manera, con dicho nodo sensor móvil es posible tomar la medición en los distintos puntos aislados prefijados en la estructura metálica, reduciendo el número de nodos sensores fijos, minimizando el empleo de nodos sensores fijos exclusivamente para zonas de difícil acceso en las que no se pueda mover el sensor móvil entre los distintos puntos aislados y sea necesario fijar permanentemente un nodo sensor fijo. Por lo tanto, se reduce el coste de la instalación y del mantenimiento de la estructura.
Preferentemente, el procedimiento de medición comprende disponer el nodo sensor móvil integrado en un vehículo para su posicionamiento en los distintos puntos aislados superiores.
Está previsto que dicho vehículo sea un dron, de forma que este dron recorrerá toda la zona accesible midiendo punto a punto en cada punto aislado prefijado en la estructura, con la capacidad de detectar en qué puntos se está produciendo la corrosión y el nivel de corrosión en dichos puntos.
Con esta solución se pueden inspeccionar o monitorizar grandes estructuras, siendo la invención preferentemente configurada para una torre de aerogenerador y más preferentemente para una torre de aerogenerador offshore.
Así, los puntos aislados inferiores en los que se emplazan los nodos sensores fijos corresponderán con la zona de salpicadura de la torre de aerogenerador, o incluso en la plataforma flotante si fuera de interés esta zona.
Adicionalmente el nodo sensor móvil se situará mediante el dron en correspondencia con puntos aislados de la zona atmosférica de la torre de aerogenerador, cubriendo así toda la superficie. De esta forma se reducirá el coste de operación y mantenimiento de las plataformas eólicas offshore. Se emplearán para ello nodos sensores que realizan la medida, la procesan y la envían a la estación base utilizando preferentemente unas comunicaciones inalámbricas de gran ancho de banda que sean capaces de enviar los datos con alto grado de fiabilidad en un entorno metálico como los son las torres de aerogenerador, con alto grado de humedad y un entorno hostil en el que las señales de radio también se ven afectadas y atenuadas.
Adicionalmente de forma preferente, está previsto que los puntos aislados se dispongan en la superficie interna de la torre del aerogenerador. De forma que los nodos sensores fijos se fijan a la superficie interna de la torre. Consecuentemente el vehículo o dron portador del nodo sensor móvil preferentemente se emplazará en el interior de la torre de aerogenerador para posicionar el nodo sensor móvil en los distintos puntos aislados prefijados en la superficie interna de la torre.
De esta forma se puede medir la corrosión de la cara exterior de la estructura desde dentro de la torre. Es posible realizar una medición continua al estar en el interior de la estructura, dado que si estuviera en el exterior no sería posible o los datos obtenidos no serían del todo fiables debido a las condiciones atmosféricas. Esta configuración además permite realizar las mediciones incluso con las capas de protección que se aplican sobre el material de la estructura para protegerla y retrasar el inicio de la corrosión, obteniéndose mediciones más fiables que con las soluciones conocidas.
De acuerdo con otro aspecto, la invención contempla que al menos uno de los nodos sensores fijos permanezca inactivo un intervalo de tiempo predeterminado. Es decir, los nodos fijos preferentemente permanecen en estado dormido o inactivo mientras no se tenga que realizar una medida o enviar información, siendo activado de manera remota cuando sea necesario o por ejemplo mediante un RTC (reloj en tiempo real) según un tiempo establecido.
Con ello se reduce el consumo y se aumenta la autonomía, obteniéndose un diseño muy optimizado en consumo con el fin de aumentar su autonomía, que puede establecerse entre 3 y 5 años.
Descripción de las figuras
La figura 1 muestra una vista esquemática de una torre de aerogenerador en la que se lleva a cabo el procedimiento de medición de la corrosión. Con una sección de la torre, donde se señalan en su interior con puntos los puntos aislados de la zona de salpicadura y con aspas los puntos aislados de la zona atmosférica de la torre de aerogenerador.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento de medición de la corrosión por ultrasonidos de una estructura metálica (1) que comprende disponer una nube o matriz de puntos aislados (2, 3) prefijados en la estructura metálica (1), tomar la medición de corrosión exclusivamente en dichos puntos aislados (2, 3), y enviar la medición a una estación base para la estimación de la corrosión.
La figura 1 corresponde a un ejemplo no limitativo de realización práctica de la invención pudiéndose darse vanantes en la conformación del procedimiento y el sistema de medición de la corrosión sin que se altere la esencia del mismo.
En dicha figura 1 se puede observar como en la estructura metálica (1), en este caso una torre de aerogenerador (1), hay prefijados una serie de puntos (2, 3) que son definidos previamente de forma que se cubre toda la extensión de la torre de aerogenerador (1) para la detección de la corrosión.
Los puntos (3) señalados con un punto negro son los que corresponden con la zona de salpicadura de la torre, es decir puntos de la estructura de difícil acceso y en los que la corrosión se da en mayor medida debido a ser zona sumergida en el mar o de salpicaduras por oleaje.
En estos puntos aislados (3) inferiores, se fijan una pluralidad de nodos sensores fijos (5) dispuestos de forma permanente en respectivos puntos aislados (3) inferiores, distribuidos en forma de una matriz prefijada que permite medir la corrosión en cada uno de los puntos aislados (3) predeterminados.
En esta zona se opta por una solución fija debido a que un dron (7) no puede acceder a dicha zona. Pudiendo corresponder además con la zona de la plataforma flotante de la torre de aerogenerador (1) siendo una zona también de interés para la estimación de la corrosión.
Así, el nodo sensor fijo (5) consta preferentemente de un sensor de ultrasonidos con un piezoeléctrico, que es fijado a la torre de aerogenerador (1) fijando su piezoeléctrico a la propia estructura, preferentemente por adhesivo, con su carcasa en la zona donde mejor sea posible desplegarlo dentro de la torre (1).
Este nodo sensor fijo (5) comprende un sensor de temperatura y comunicación inalámbrica. El nodo sensor fijo (5) se basa preferentemente en un microprocesador que lleva integrado un transceptor y conectado por SPI externo al microprocesador un módulo con un transceptor subGHz. Las comunicaciones inalámbricas se utilizarán como back-up a las comunicaciones UWB (comunicaciones de Banda ultraancha), que son las comunicaciones principales del sistema, y también como alternativa para incrementar la robustez en función del caso de uso y reducir el consumo.
El nodo sensor fijo (5) comprende un transductor que permite medir el tiempo de vuelo de la señal de ultrasonidos. De forma que el nodo sensor fijo (5) obtiene datos del grosor de la torre (1) a partir del tiempo de vuelo, la temperatura medida con el sensor de temperatura, compensando la medida de grosor en base a dicha temperatura, y el tiempo en que se ha realizado dicha media. Dichos datos son enviados de manera inalámbrica a una estación base (4) para la estimación de la corrosión.
Este nodo sensor fijo (5) puede ser configurado a través de diferentes tipos de tecnologías y protocolos de comunicaciones inalámbricas, o a través de otros medios como un USB o un puerto serie. Esta información y configuración puede ser almacenada en una memoria del propio nodo sensor fijo (5).
Dado que el nodo sensor fijo (5) se va a disponer fijo de forma permanente a la torre (1) para llevar a cabo una monitorización continua de la corrosión, dicho nodo sensor fijo (5) preferentemente se alimenta con una batería de hasta 4.2V. Dispone igualmente de un circuito de protección para evitar daños al invertir la polaridad de la batería y un interruptor para apagar o encender el sistema. Comprendiendo un sistema de comprobación del estado de la batería. De manera que puede tener una autonomía de hasta unos 5 años evitando el desplazamiento de un operario a la instalación como en otras soluciones conocidas en las que es necesario un operario para llevar a cabo la medición de la corrosión.
De forma preferente, el nodo sensor fijo (5) permanecerá dormido o inactivo siempre y cuando no tenga que realizar una medida o enviar información o un beacon.
El nodo sensor fijo (5) realizará una medida cada intervalo de tiempo que haya sido configurado y para ello será despertado preferentemente por un RTC externo (reloj en tiempo real).
Este nodo sensor fijo (5) basa su funcionamiento en dos modos de operación, el modo de bajo consumo y el modo en activo. En el modo activo, el nodo (5) gestiona el apagado o encendido de las fuentes de alimentación que alimentan a los dispositivos necesarios para realizar las operaciones de estimación de corrosión, guardado en memoria o comunicaciones inalámbricas. En el modo de bajo consumo todos los dispositivos permanecen apagados excepto el RTC. La transición entre ambos modos es controlada por el reloj en tiempo real, según el tiempo que se haya configurado para un modo u otro. De esta forma se reduce el consumo para aumentar su autonomía.
Para cubrir la zona atmosférica de la torre de aerogenerador (1), se prefijan puntos aislados (3) como se puede ver en la figura 1 señalados en forma de aspa de forma que se cubre toda la torre (1) mediante una matriz de puntos predeterminados. De forma que se reduce el número de sensores, reduciendo así el coste de sistema de medición de la corrosión.
Para tomar los datos de medición de la corrosión en estos puntos está previsto que un dron (7) situado en el interior de la torre (1) que incorpora un nodo sensor móvil (6) se desplace entre los distintos puntos de la zona atmosférica de la torre (1), acoplando el nodo sensor móvil (6) al punto aislado (2) superior correspondiente. Así, un solo sensor recorrerá toda la zona atmosférica midiendo punto a punto con la capacidad de detectar en qué puntos aislados (2) se está produciendo corrosión y el nivel de corrosión en dichos puntos (2). Siendo el dron (7) quien decide cuando realizar la medición.
El dron (7) puede fijar trayectoria predeterminadas cubriendo los puntos aislados (2) superiores. Dicho dron (7) se posiciona en el punto (2) a medir y acopla el nodo sensor móvil (6) a la torre (1) preferentemente inyectando un gel acoplante, de forma que sólo el piezoeléctrico del nodo sensor móvil (6) toca la torre (1) a través del gel. El dron (7) da la orden al sensor móvil para la medición y el nodo sensor móvil (6) envía dicha medida a la estación base (4) indicando la posición que se ha medido, para después el dron limpiar la zona y moverse a otro punto aislado (2) superior repitiendo la misma operación.
Dicho nodo sensor móvil (6) consta preferentemente de un sensor de ultrasonidos piezoeléctrico que se monta en el dron (7) para ser acoplado mediante gel a la torre (1). Dispone de un sensor de temperatura y comunicación inalámbrica al igual que el nodo sensor fijo (5).
La interfaz de comunicaciones entre el nodo sensor móvil (6) y el dron (7) es preferentemente una UART (Transmisor-Receptor Asincrono Universal).
El nodo sensor móvil (6) puede ser configurado a través de diferentes tipos de tecnologías y protocolos de comunicaciones inalámbricas, o a través de otros medios como un USB o un puerto serie. Esta información y configuración puede ser almacenada en una memoria del propio nodo sensor móvil (6).
Este nodo sensor móvil (6) es alimentado por la batería principal del dron (7).
Está previsto que ambos nodos sensores (5, 6) comprendan un mismo diseño de PCB que contempla el hardware necesario para ambos nodos (5, 6), con la única diferencia de la comunicación con el dron y la alimentación, además de poder emplear diferente piezoeléctrico.
Así, todas las medidas realizadas por los nodos sensores (5, 6) desplegados en las dos zonas a monitorizar serán enviadas de manera inalámbrica a la estación base (4) que preferentemente se encuentra en la propia torre (1).
Dicha estación base sincronizará los nodos sensores fijos (5) a través de la comunicación inalámbrica para que cada uno envíe la medida en un slot de tiempo diferente.
De esta forma se gestionan todos los datos de medición obtenidos y se realiza una estimación de la corrosión de la torre (1), obteniéndose una medición en tiempo real que permite realizar una monitohzación continua de la corrosión para su prevención o mantenimiento, evitando la manipulación por parte de un operario y reduciendo así el coste tanto del sistema como del mantenimiento de la torre (1).

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Procedimiento de medición de la corrosión por ultrasonidos de una estructura metálica (1) caracterizado porque comprende disponer una nube de puntos aislados (2, 3) prefijados en la estructura metálica, tomar la medición de corrosión exclusivamente en dichos puntos aislados (2, 3), y enviar la medición a una estación base (4) para la estimación de la corrosión.
2.- Procedimiento de medición de la corrosión según reivindicación anterior caracterizado porque en al menos un grupo de puntos aislados (3) inferiores se toma la medición mediante una pluralidad de nodos sensores fijos (5) dispuestos permanentemente en respectivos puntos aislados (3) inferiores.
3.- Procedimiento de medición de la corrosión según reivindicación anterior caracterizado porque en al menos un grupo de puntos aislados (2) superiores se toma la medición mediante al menos un nodo sensor móvil (6) que se dispone en distintos puntos aislados (2) superiores para la medición.
4.- Procedimiento de medición de la corrosión según reivindicación anterior caracterizado porque el nodo sensor móvil (6) se dispone integrado en un vehículo (7) para su posicionamiento en los distintos puntos aislados (2) superiores.
5.- Procedimiento de medición de la corrosión según reivindicaciones anteriores caracterizado porque la estructura metálica (1) es una torre de aerogenerador.
6.- Procedimiento de medición de la corrosión según reivindicación anterior caracterizado porque los puntos aislados (2, 3) se disponen en la superficie interna de la torre del aerogenerador (1).
7.- Procedimiento de medición de la corrosión según reivindicación anterior caracterizado porque el vehículo (7) se dispone en el interior de la torre del aerogenerador (1).
8.- Procedimiento de medición de la corrosión según reivindicación 4 caracterizado porque al menos uno de los nodos sensores fijos (5) permanece inactivo un intervalo de tiempo predeterminado.
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