La foto muestra el área en el motor diesel de Spencer del guardacostas donde el "Tablero" desarrollado por el MIT detectó daños que podrían haber causado un incendio. El daño se ocultó debajo de la tapa marrón en el centro. Crédito:Instituto de Tecnología de Massachusetts
Un nuevo sistema ideado por investigadores del MIT puede monitorear el comportamiento de todos los dispositivos eléctricos dentro de un edificio, Embarcacion, o fábrica, determinar cuáles están en uso en un momento dado y si alguno muestra signos de una falla inminente. Cuando se prueba en un cortador de la Guardia Costera, el sistema identificó un motor con cableado quemado que podría haber provocado un incendio grave a bordo.
El nuevo sensor, cuyas lecturas se pueden monitorear en una pantalla gráfica fácil de usar llamada tablero NILM (monitoreo de carga no intrusivo), se describe en la edición de marzo de Transacciones IEEE sobre informática industrial , en un artículo del profesor de ingeniería eléctrica del MIT Steven Leeb, Andre Aboulian MS '18 recién graduado, y otros siete en el MIT, la Guardia Costera de los Estados Unidos, y la Academia Naval de los Estados Unidos. Un segundo artículo aparecerá en la edición de abril de Tecnología Marina , la publicación de la Sociedad de Arquitectos e Ingenieros Navales.
El sistema utiliza un sensor que simplemente se conecta al exterior de un cable eléctrico en un solo punto, sin necesidad de cortar o empalmar cables. Desde ese único punto, puede sentir el flujo de corriente en el cable adyacente, y detectar las "firmas" distintivas de cada motor, bomba, o pieza de equipo en el circuito mediante el análisis de pequeños, fluctuaciones únicas en el voltaje y la corriente cada vez que un dispositivo se enciende o apaga. El sistema también se puede utilizar para monitorear el uso de energía, para identificar posibles mejoras de eficiencia y determinar cuándo y dónde los dispositivos están en uso o inactivos.
La inspección mostró que algunas de las bobinas de calentamiento de agua del motor diesel, A la derecha, estaban severamente corroídos. A la izquierda se muestra una bobina sin corrosión. Crédito:Instituto de Tecnología de Massachusetts
La tecnología es especialmente adecuada para relativamente pequeños, contenía sistemas eléctricos como los que sirven a un barco pequeño, edificio, o fábrica con un número limitado de dispositivos para monitorear. En una serie de pruebas en un barco de la Guardia Costera con base en Boston, el sistema brindó una demostración dramática el año pasado.
Cerca de 20 motores y dispositivos estaban siendo rastreados por un solo tablero, conectado a dos sensores diferentes, en la cortadora USCGC Spencer. Los sensores que en este caso tenía una conexión cableada, mostró que una cantidad anómala de energía estaba siendo consumida por un componente de los principales motores diesel del barco llamado calentador de agua de camisa. En ese punto, Leeb dice:los miembros de la tripulación se mostraron escépticos acerca de la lectura, pero fueron a comprobarlo de todos modos. Los calentadores están ocultos bajo cubiertas protectoras de metal, pero tan pronto como se quitó la cubierta del dispositivo sospechoso, salió humo a raudales, y la corrosión severa y el aislamiento roto se revelaron claramente.
"El barco es complicado, "Dice Leeb." Está magníficamente administrado y mantenido, pero nadie podrá detectarlo todo ".
Una descripción general del cúter Spencer de la Guardia Costera, donde el tablero desarrollado por el MIT detectó problemas que podrían haber provocado un incendio eléctrico, a tiempo para evitar el peligro. Crédito:Instituto de Tecnología de Massachusetts
Teniente Coronel Nicholas Galanti, oficial de máquinas en el cortador, dice "la advertencia anticipada de NILM permitió a Spencer adquirir y reemplazar estos calentadores durante nuestro período de mantenimiento en el puerto, y desplegar con un sistema de agua de chaqueta totalmente compatible con la misión. Es más, NILM detectó un grave peligro de descarga eléctrica y puede haber evitado un incendio [eléctrico] de clase Charlie en nuestra sala de máquinas ".
El sistema está diseñado para ser fácil de usar con poca formación. El tablero de la computadora presenta diales para cada dispositivo que se está monitoreando, con agujas que se quedarán en la zona verde cuando las cosas sean normales, pero pase a la zona amarilla o roja cuando detecte un problema.
Detectar anomalías antes de que se conviertan en peligros graves es la tarea principal del tablero, pero Leeb señala que también puede realizar otras funciones útiles. Al monitorear constantemente qué dispositivos se están utilizando y en qué momento, podría permitir que las auditorías energéticas encuentren dispositivos que se encienden innecesariamente cuando nadie los usa, o detectar motores menos eficientes que consumen más corriente que sus contrapartes similares. También podría ayudar a garantizar que se sigan los procedimientos adecuados de mantenimiento e inspección. mostrando si se ha activado o no un dispositivo según lo programado para una prueba determinada.
El sistema de monitoreo proporciona una pantalla de fácil lectura para mostrar a los miembros de la tripulación el estado de los diversos dispositivos eléctricos que se monitorean. Mientras la aguja permanezca en el área verde, el dispositivo está funcionando normalmente, pero si va a los segmentos naranja o rojo, significa que hay un problema que debe revisarse. Crédito:Instituto de Tecnología de Massachusetts
"Es un taburete de tres patas, ", Dice Leeb. El sistema permite" llevar una puntuación de energía, seguimiento de actividad, y monitoreo basado en condiciones ". Pero es esa última capacidad la que podría ser crucial, "especialmente para personas con sistemas de misión crítica, ", dice. Además de la Guardia Costera y la Marina, él dice, que incluye empresas como los productores de petróleo o los fabricantes de productos químicos, que necesitan monitorear fábricas y sitios de campo que incluyen materiales inflamables y peligrosos y, por lo tanto, requieren amplios márgenes de seguridad en su operación.
Una característica importante del sistema que es atractiva tanto para aplicaciones militares como industriales, Leeb dice:es que todos sus cálculos y análisis se pueden realizar localmente, dentro del propio sistema, y no requiere conexión a Internet en absoluto, para que el sistema pueda aislarse física y electrónicamente y, por lo tanto, sea altamente resistente a cualquier manipulación externa o robo de datos.
Aunque para propósitos de prueba, el equipo ha instalado versiones cableadas y sin contacto del sistema de monitoreo (ambos tipos se instalaron en diferentes partes del vehículo de la Guardia Costera), las pruebas han demostrado que la versión sin contacto probablemente podría producir suficiente información. haciendo que el proceso de instalación sea mucho más sencillo. Si bien la anomalía que encontraron en ese cortador provino de la versión con cable, Leeb dice:"si se instaló la versión sin contacto" en esa parte del barco, "Veríamos casi lo mismo".
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.
