General Electric terá sensores RFID em hidro turbinas

Os dispositivos da Asygn estão sendo testados na produção de energia hidrelétrica e também na agricultura e construção, para capturar as condições no campo ou nas instalações de produção

Claire Swedberg

A General Electric (GE) Renewable Energy, localizada em Grenoble, França, está entre um apanhado de empresas de uma ampla gama de indústrias que está planejando testar ou implantar sensores habilitados para RFID que podem ser colados ou fixados em um ativo sem a necessidade de uma fonte de energia. A empresa de tecnologia francesa Asygn tem testado a tecnologia em seu próprio laboratório, enquanto a GE Renewable Energy também testou o sistema em produtos em seu próprio laboratório. A empresa planeja lançar um piloto no local de um cliente para determinar se as leituras de tag RFID podem identificar as condições do equipamento usado para produzir energia hidrelétrica.

Para a aplicação de energia, o sistema consiste no sensor IC da Asygn embutido em tags com funcionalidade UHF RFID embutida, fixados nas peças giratórias e na linha do eixo dos geradores hidro turbina. As tags capturam as medições de temperatura e tensão e, em seguida, encaminham esses dados para leitores RFID para identificar quando uma máquina requer inspeção ou manutenção. A Asygn tem fornecido sensores para monitoramento de condição na última década e, mais recentemente, incluiu o sensor UHF RFID IC em seus dispositivos.

O sensor IC AS321X da Asygn utiliza o poder de uma interrogação RFID para capturar essas medições do sensor e transmiti-las a um leitor, junto com um identificador exclusivo. Outras empresas que estão testando ou implantando a etiqueta do sensor incluem não apenas empresas de energia, mas também empresas de saúde, agricultura e construção, de acordo com Frederic Maricourt, diretor comercial da Asygn. Para energia hidrelétrica, diz Vincent Bouillet, chefe de desenvolvimento de IIoT da GE Renewable Hydro, o objetivo é rastrear as peças do gerador e a temperatura e tensão da linha do eixo em condições muito adversas, onde as soluções tradicionais são ineficazes. “Estamos usando sensores com fio em partes estáticas de geradores de turbina para verificar suas condições”, afirma ele, “mas as peças de alta movimentação, como os pólos do gerador, são menos instrumentadas hoje, embora sejam uma parte crítica do equipamento”.

Um sensor com fio, diz Maricourt, não poderia ser aplicado às peças giratórias do rotor, embora o primeiro sinal de um problema operacional tenda a ser exibido pelas peças giratórias antes do superaquecimento do motor. Se tal problema for detectado precocemente, ele observa, o problema de manutenção normalmente é mais fácil de resolver. Na verdade, no momento em que um motor está superaquecendo, alguns danos ao rotor do hidro-gerador podem já ter ocorrido. Isso pode significar que o gerador precisará ser desligado para reparo ou substituição não planejada, atrasando a produção de energia por dias ou semanas.

A etiqueta do sensor mede aproximadamente 7 centímetros por 2,5 centímetros (0,4 polegadas por 2 polegadas) e pode ser aplicada aos pólos salientes de uma hidroturbina “após uma análise cuidadosa por especialistas da GE”, diz Bouillet. Ao afixar etiquetas diretamente nas conexões entre pólos na linha do eixo, os usuários podem medir os níveis de temperatura e detectar tensões usando um leitor portátil ou fixo, a uma distância de cerca de 5 metros (16,4 pés). Cada gerador pode ter até 150 sensores, proporcionando redundância de dados, com até cinco tags de sensores em cada eixo do rotor. Os sensores podem acomodar temperaturas que variam de -40 graus a +125 Celsius (-40 graus a +257 graus Fahrenheit). Os usuários podem configurar o software para criar parâmetros do sistema, como solicitar um alerta se o leitor capturar uma alta temperatura.

Uma variedade de outras aplicações estão atualmente em andamento em todo o mundo, relata Maricourt. Por exemplo, uma empresa de horticultura está testando o sensor para rastrear as condições das flores dentro de uma grande estufa, monitorando os níveis de temperatura e umidade, bem como a iluminação das plantas, em alguns casos. As tags representam o aglomerado de plantas em uma área específica, explica. O sistema está sendo implantado agora, diz Maricourt, e provavelmente incluirá antenas de leitura fixas no teto da estufa. A solução também está sendo testada com carrinhos de leitura RFID, acrescenta, que podem ser rolados por corredores. O objetivo da empresa, acrescenta, é usar a tecnologia para entender melhor as condições e o impacto que elas têm na saúde do cultivo de flores.

Por exemplo, a solução pode medir os níveis de umidade do solo e, assim, entender quando ajustar a rega ou as luzes à medida que as plantas crescem. De acordo com Maricourt, várias empresas buscam implantar o sistema em campos ao ar livre, e as tags seriam lidas por drones de leitura RFID. Espera-se que a solução economize energia, água e produtos químicos para o produtor e traga as plantas para a colheita mais rapidamente. Além disso, a Asygn está desenvolvendo uma solução para detectar a integridade de pontes e outras estruturas, para uso em manutenção preditiva. Atualmente, a empresa está em conversações com construtoras interessadas em implantar o sistema em seus próprios canteiros. Para atender a essa aplicação, a Asygn desenvolveu um estudo de viabilidade, e diz que deve ter os resultados até o final deste verão.

Frederic Maricourt

As etiquetas do sensor podem ser embutidas no concreto e detectar informações de umidade e deformação para identificar quando pode haver uma rachadura. Normalmente, diz Maricourt, a tecnologia usada para esse propósito tem limitações no que diz respeito à duração da bateria. “Esse tipo de sistema já existe para detectar rachaduras”, afirma ele, “mas todos os sistemas são fornecidos com baterias que têm uma vida útil de dois ou três anos. Para manutenção crítica”, explica Maricourt, “o sensoriamento sem bateria é fundamental e é nossa vantagem. ” Como a etiqueta não requer baterias, ela pode, teoricamente, operar durante toda a vida útil da estrutura. A empresa também está trabalhando diretamente com fabricantes de concreto para permitir que a tecnologia seja construída em blocos de concreto. Para capturar os dados do sensor, os usuários podem passar pela estrutura com um leitor RFID e realizar inspeções periódicas da integridade.

Além disso, Asygn está construindo e testando sensores para uma solução para rastrear a saúde de implantes médicos. Atualmente, diz Maricourt, “quando você está implantando um implante, a única maneira de verificar se há algum problema é se o paciente está com doença ou dor”. Em muitos casos, acrescenta, isso é tarde demais “Nosso sistema é um sensor de temperatura e tensão” que poderia ser integrado a um dispositivo médico. Se ocorrer uma infecção ou quebra, o sensor detectará superaquecimento ou uma mudança nas medições de deformação. A etiqueta do sensor seria interrogada através do corpo do paciente, e os médicos poderiam capturar os dados e, assim, ver se algum problema estava surgindo, mesmo se o paciente não exibisse sintomas.

Vincent Bouillet

Um fabricante de implantes de coluna está agora avaliando a tecnologia, relata Maricourt, embora o dispositivo ainda não esteja pronto para ser implantado em pacientes humanos. A tecnologia ainda exigirá mais testes e certificação, diz ele, e a empresa espera que isso ocorra no início do próximo ano. Asygn antecipa que a solução será amplamente adotada assim que concluir o processo, diz Maricourt, acrescentando que existem atualmente 1,6 milhão de implantes espinhais apenas nos Estados Unidos.

Uma empresa não identificada na Ásia começou a testar o sensor IC para uso no rastreamento de temperaturas e movimentos de vacas, com planos de eventualmente implantar cerca de 50.000 sensores entre os rebanhos. Cada etiqueta é aplicada à orelha de um animal, onde captura os dados de temperatura e movimento. As tags são interrogadas por meio de leitores fixos, portáteis ou montados em veículos para verificações periódicas, ou com drones que voam sobre um campo ou pátio de estoque. Ao capturar dados de temperatura e movimento, observa a empresa, o sistema pode identificar qualquer animal que possa estar se comportando de maneira anormal ou que esteja com temperatura elevada. Dessa forma, o animal pode ser separado do rebanho e ser tratado de sua enfermidade.

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