Un sistema de monitoreo IoT para la Marina italiana
Acerca del cliente
El cliente representa la sede de ingeniería de la Marina de la República Italiana, una de las seis divisiones de las Fuerzas Armadas Italianas. La Marina italiana tiene una fortaleza de unos 30,923 elementos activos con aproximadamente 184 embarcaciones en servicio. Las primeras tres bases de la Marina italiana, cada una equipada con un astillero militar, se ubican en La Spezia, Taranto y Augusta.
Resumen del proyecto
Nuestro equipo de Industries eXcellence colaboró con la Marina italiana en una iniciativa innovadora para infraestructura inteligente concentrada en el puente giratorio naval de Taranto en Apulia, Italia, Para ayudar a la Marina italiana a optimizar los procesos mediante los cuales el puente se monitoreaba y mantenía, nuestro equipo construyó e implementó un innovador sistema de monitoreo de puente empleando sensores de Internet of Things (IoT), adquisición de datos de tiempo real y análisis avanzado.
Actividades del proyecto
- Se diseñaron y construyeron sensores IoT a medida en el puente para monitorear y recolectar continuamente datos de vibraciones.
- Se desarrolló una plataforma digital integral para adquisición de datos en tiempo real y análisis avanzado de salud del puente.
- Se desarrolló aplicación basada en web para ver y analizar tendencias de respuesta del puente y KPIs estructurales relevantes.
- Se habilitaron alertas automáticas para mantenimiento si las respuestas dinámicas del puente sobrepasaban el umbral de seguridad.
- Soporte a planes futuros para análisis de imágenes video e IA integrados para expandir las capacidades del sistema entregado.
Conductores del negocio del cliente
- Desarrollo rápido y flexible de plataforma
- Mejorar confiabilidad y desempeño de infraestructura
- Optimización de la planeación e intervenciones de mantenimiento de puente
- Reducción de costos de mantenimiento para infraestructura naval
- Habilitar recolección de datos y monitoreo del puente en tiempo real
- Proporcionar análisis certero acerca de la salud del puente para promover la mejora continua y toma de decisiones más informada
- Facilitar el monitoreo de estructuras críticas de difícil acceso (puentes, celosías, rieles, turbinas de viento, etc.)
Más acerca de la infraestructura
Construido en 1887 y renovado en 1958, el puente giratorio San Francesco di Paola de Taranto tiene 295 pies de largo y 30 pies de ancho. El puente permite el paso de grandes barcos militares hacia el astillero naval al abrirse. La importancia de este puente para operaciones navales ha llevado a la aplicación de un programa riguroso de verificaciones físicas e intervenciones de mantenimiento, que aseguran que continúe funcionando como se espera.
A causa de la única estructura y física del puente giratorio, estas intervenciones frecuentes son realizadas por operadores altamente especializados, que emplean equipo muy caro. Además de ser costosas, las verificaciones interrumpen drásticamente el flujo normal de tráfico urbano en el puente. Como resultado, la sede de ingeniería de la Marina en Taranto decidió invertir en nuevas tecnologías para facilitar y mejorar las actividades de monitoreo, gestión y mantenimiento para el puente San Francesco di Paola. Gracias al expertís de nuestra compañía en el diseño, implementación e integración de soluciones digitales para una larga lista de clientes líder de Aeroespacial, Espacial, Naval y Defensa tanto en los EE. UU. como en Europa, el cliente se asoció con Engineering para esta iniciativa.
Más acerca del proyecto
1. Poderosos sensores IoT para monitorear el puente naval.
Nuestro equipo primero diseñó y construyó sensores poderosos que se instalaron en el puente para monitorear continuamente la estructura y recolectar datos vibracionales en tiempo real. Estos sensores pueden procesar una cantidad de datos que es demasiado grande y de gran volumen como para poder recolectarse manualmente. El sistema IoT muestrea vibraciones de puentes a 200 Hz, lo que significa que los sensores recolectan 4,000 instancias de vibración cada 5 segundos.
2. Recolección de datos de tiempo real en plataforma central.
Conforme los sensores miden vibraciones de puente, recolectan automáticamente y envían esta información a una plataforma integrada para gestión y análisis de datos en tiempo real. El sistema, diseñado e implementado por nuestro equipo de desarrollo de software, es un repositorio centralizado seguro para todos los datos vibracionales recolectados, creando un continuamente creciente lago de datos relativo al desempeño del puente giratorio al que se puede acceder, estudiados y utilizados por el cliente ahora y en el futuro.
3. Desempeño inteligente y evaluación de salud de puente para optimización de mantenimiento.
La plataforma también tiene la capacidad para analizar los datos vibracionales y usarlos para deducir información acerca de la estabilidad del puente. Los eventos vibracionales se consumen como entradas por un algoritmo sofisticado desarrollado por el Teniente Fabio Campeggio, Ingeniero Naval y Civil de la Marina italiana. El algoritmo se basó en los resultados de un piloto de 6 meses usando el FEM, Método de Elemento Finito, método poderoso para calcular los desplazamientos, tensiones y presiones en una estructura bajo un conjunto de cargas. Si la respuesta dinámica del puente cambia en cantidad exagerada a lo largo del tiempo o se mueve más allá de un intervalo específico, el sistema envía notificaciones automáticas para alertar a personal relevante. Esta información será utilizada por la Marina para optimizar planeación de mantenimiento e intervenciones para el puente giratorio, ahorrando así costos y recursos. También les habilitará para identificar tempranamente problemas y retos, y cerrar el puente para evitar posibles fallos inesperados.
4. Tableros de monitoreo para indicadores clave de desempeño (KPIs) y análisis avanzado de datos.
La solución usa los datos que se van recolectando para calcular y proporcionar análisis de desempeño de puente a los que pueden acceder personal naval mediante una aplicación basada en web. Ahí, las y los usuarios autorizados pueden ver y entender las respuestas dinámicas del puente bajo diferentes periodos temporales. Pueden correr análisis a fondo para KPIs de los que los sensores se han configurado para extraer de señales de vibración, incluyendo Tiempo de Inundación, Transformada Fourier, Frecuencia Pico, Vibración Pico, Velocidad, Desplazo y Respuesta Dinámica.
La ventaja de Engineering
Nuestro equipo se enorgullece de la exitosa compleción de este proyecto de Gestión de Desempeño de Activos (APM), que fue verdaderamente resultado de íntima colaboración entre los equipos de la Marina de Italia, Engineering Industries eXcellence y Engineering Italia. El sistema de monitoreo dinámico ahora corre exitosamente en el puente Taranto, y el cliente analiza los resultados de los datos que se van recolectando por el sistema. Anticipamos el poder continuar asociándonos con el cliente en iniciativas futuras que expandirán más las capacidades de su nuevo sistema de monitoreo, incluyendo la integración de Inteligencia Artificial y análisis de imágenes video para así habilitar reconocimiento de patrones avanzado y análisis predictivo.
Creemos que la solución entregada es una muestra poderosa del valor que puede brindar la digitalización al desempeño de infraestructura, estabilidad, mejora y prevención de desastres. El proyecto incluso fue mencionado en el Parlamento por el Ministro de Defensa italiano como iniciativa ejemplar para la modernización de sistemas de control eléctrico y automatización de puente en el país. También creemos robustamente que esta iniciativa será un caso de uso crítico para el futuro de infraestructura inteligente, mostrando cómo y por qué proyectos de este tipo deben de expandirse para asegurar la estabilidad de puentes, edificios y estructuras críticas no solo en Italia, sino en los EE. UU. y alrededor del mundo. ¿Le gustaría conocer más acerca de este estudio de caso de cliente? Contáctenos en info@indx.com.
