A ExRobotics diz que “muitas empresas” adotaram essa forma de trabalhar e, como resultado, agora existem 30 de seus robôs operando diariamente em todo o mundo.
Por que as empresas industriais enviam funcionários para ambientes potencialmente perigosos (ambientes ATEX Zona 1) quando os robôs podem fazer parte do trabalho? Vários estudos mostraram que a inspeção de ambientes perigosos por robôs é a solução para prevenir lesões humanas durante a inspeção. Os robôs realizam inspeções com mais precisão, produtividade e economia do que os humanos.
Com esse pensamento em mente, a ExRobotics começou a desenvolver o robô certificado ATEX Zona 1 há vários anos. O EXR-1 chegou ao mercado em 2019, pela primeira vez no mundo, e a ExRobotics começou a trabalhar com a Shell e a Dow para aprender como implantar essa nova tecnologia nas operações diárias.
Embora a primeira versão do robô atendesse aos requisitos de segurança contra explosão, as empresas industriais ainda estavam limitadas em sua capacidade de usá-lo para inspeções. Na prática, o robô falhou em várias áreas, incluindo recursos de inspeção visual, capacidade de carga útil, localização e navegação e detecção de vibração e calor.
Implementação
As empresas petroquímicas estão implementando um processo de três etapas usando os robôs de inspeção autônomos da ExRobotics. Na primeira etapa, o robô coleta todos os dados necessários de forma autônoma, seguindo uma rota pré-definida e pontos de inspeção que podem ser definidos por meio de uma interface web.
Na segunda etapa, vários algoritmos convertem os dados em informações que são resumidas em um relatório de missão. Quaisquer discrepâncias são sinalizadas e enviadas para a sala de controle na terceira etapa, ou podem ser enviadas por meio de uma API para outros sistemas do cliente. Os robôs também podem receber comandos e serem enviados para coletar dados por meio dessa interface.
No período entre o início de 2020 e abril de 2022, foi feito um trabalho intensivo entre ExRobotics, Shell e Dow para ajudar a aprender como a inspeção normalmente realizada pelos operadores pode ser realizada por robôs.
A visão desenvolvida em paralelo dentro da Shell é que os operadores só entrem em uma fábrica quando precisarem usar as mãos. Assim, todas as tarefas de não manipulação serão assumidas por robôs e outras tecnologias. Daí surge o título, Rondas de Operadores por Exceção.
Nos primeiros dias, os pilotos eram conduzidos com o robô ExR-1, mas logo ficou claro que sua implantação era muito limitada. Com essa experiência, o robô ExR-2 foi desenvolvido. A maior inovação é que o novo robô pode operar de forma totalmente autônoma. Nenhum controle remoto é mais necessário, como era o caso da primeira variante.
A solução atualmente utilizada por muitas empresas petroquímicas pode ser resumida em três etapas.
- Na etapa 1, o robô coleta autonomamente todos os dados desejados. A rota e os pontos de inspeção podem ser definidos pelos próprios clientes através de uma interface web. Após esta “rodada de ensino”, o robô repetirá a inspeção todas as vezes. Após a rodada de inspeção, todos esses dados são publicados na nuvem, onde se inicia a etapa 2.
- Na etapa 2, os dados são convertidos em informações por diversos algoritmos (Inteligência Artificial). Com base em um estudo trabalhista realizado pela Shell, agora sabemos que são necessários 47 algoritmos para simular uma rodada de inspeção do operador.
- etapa 3 é quando as informações são resumidas em um relatório de missão e se houver discrepâncias, uma notificação é enviada para a sala de controle.
Outra possibilidade é enviar todos os dados “brutos”, incluindo a interpretação, por meio de uma API, para outros sistemas do cliente. Um exemplo aqui é um link com o DCS da fábrica.
Para este propósito, a ExRobotics desenvolveu uma API padrão com a Yokogawa no Japão (fornecedor de sistemas DCS). Por meio dessa interface, os dados podem ser vinculados a outras fontes de dados, mas também o robô pode receber comandos e ser enviado para coletar dados.
Próximos passos
A ExRobotics está nesse meio tempo trabalhando na próxima etapa: a combinação de um gêmeo digital, dados de inspeção e inteligência artificial. O robô agora está gerando seu próprio gêmeo digital para localização e navegação (ponto nuvem gêmea).
No próximo desenvolvimento, este gêmeo será “fundido” com os modelos 3D dos clientes (ativo gêmeo) e todos os dados coletados serão “costurados” no mundo digital em uma série temporal. Como o robô pode perceber mais do que os humanos (infravermelho, ultrassônico, vibração, etc.) e esses dados são “lembrados” por muito tempo, muitas novas aplicações surgem.
Os clientes podem incluir outros dados nos modelos 3D, como dados de fábrica, dados de IoT e dados de inspeções de drones. A combinação de inteligência artificial e um gêmeo digital oferece novas possibilidades e vai um passo além.
Quando o gêmeo digital identifica uma anomalia, mas ao mesmo tempo precisa de mais dados para ter certeza, ele automaticamente manda o robô embora. “O gêmeo digital combinado com a inteligência artificial pode, assim, se tornar o gerente da frota de robôs, drones e outros dispositivos de operação autônoma”.
Detecção de emissão
Os gases voláteis podem ser prejudiciais aos seres humanos e ao meio ambiente. Eles são liberados durante a evaporação da combustão incompleta de produtos petrolíferos e outras substâncias orgânicas.
O contato prolongado com essas emissões voláteis pode causar irritação respiratória, irritação ocular, dores de cabeça, náuseas, problemas cardíacos e até danos ao sistema nervoso.
O robô de detecção de emissões da ExRobotics permite que as fábricas detectem esses tipos de vazamentos. É uma ferramenta essencial na luta para reduzir as emissões fugitivas de metano, benzeno e outros gases nocivos.
O Detector de Emissões funciona sem intervenção humana. O robô pode detectar diferentes níveis de gases. Ele realiza verificações autônomas diárias nas quais o robô segue rotas pré-planejadas.
Se o robô detectar gases nocivos, ele enviará uma notificação automática com a localização do vazamento em questão para a sala de controle da planta, operada por um operador. O operador pode agir com segurança e reduzir ou conter os gases fugitivos.
Os robôs da ExRobotics podem ser equipados com diferentes recursos e funções para que o robô possa ser usado para diferentes propósitos.
Isso levou aos quatro robôs:
- Detector de Emissões;
- Primeiro Respondente;
- Cooperador; e
- Inspetor.
Os robôs são a nova referência para inspecionar e investigar um fator potencialmente explosivo na planta.
O resultado
Com a ajuda da Shell e da DOW, além de outros clientes, o robô ExR-2 está em uso em várias empresas da Shell ao redor do mundo (Holanda, Cingapura, Canadá e Alemanha), mas também em outras empresas como a Equinor (Noruega ), BP (Reino Unido), Chevron (EUA), INPEX (EAU), Yokogawa (Japão), DOP (Omã), Repsol (Espanha), BASF (Alemanha), Woodside (Austrália) e Wood (EUA).
O que chama a atenção é que, além de tirar as pessoas de uma situação de perigo, cada rodada também pode ser verificada quanto à emissão de metano (pequenos vazamentos). Cerca de 25% das emissões de metano vêm da indústria de petróleo e gás.
Em todo o mundo, 70 milhões de toneladas de gás vazam a cada ano e o metano tem 30 vezes mais efeito no aquecimento global do que o CO2. A boa notícia é que esse problema está resolvido hoje, em sete anos os efeitos disso podem ser medidos.
O metano se decompõe muito mais rápido sob a luz solar do que o CO2. Assim, a Comissão Europeia argumenta que as políticas de emissões de metano podem desempenhar um “papel muito importante” para permitir que a UE cumpra suas ambições climáticas para 2030.
Metas de desenvolvimento sustentável
A ExRobotics diz que está comprometida com a saúde, a segurança e o meio ambiente e também contribui para vários Objetivos de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas. Esforçar-se para melhorar a saúde e o bem-estar adequados (ODS 3), tirando as pessoas de situações perigosas.
A ExRobotics acrescenta que contribui para “trabalho decente e crescimento econômico” (ODS 8), criando empregos de alta tecnologia. Por fim, a ExRobotics contribui para a ação climática (SDG 13) ao detectar emissões fugitivas com o robô de detecção de emissões.
Assim, metas como redução de metano, segurança e economia de custos ainda podem andar de mãos dadas. Esta solução permite que os robôs meçam e detectem diferentes níveis de gases. Com o sensor de gás integrado, o robô mapeia a área relevante. Esta invenção dá aos clientes acesso a mapas de exposição a emissões e demonstra a detecção precoce de vazamentos.
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