Realidad virtual aumentada y XR, el futuro de la operación y el mantenimiento de las empresas de energía eléctrica

La tecnología de realidad virtual (VR) se refiere a una especie de sistema de simulación por computadora, que puede emular la realidad en forma de un mundo virtual con el que los usuarios pueden interactuar. Utiliza una computadora para generar un entorno virtual en el que los usuarios pueden sumergirse en un entorno artificial. La tecnología de realidad virtual implica utilizar datos de la vida real, a través de la señal electrónica generada por la tecnología informática, y combinarlos con varios dispositivos de salida, para que se puedan transformar en fenómenos que las personas puedan sentir. Estos fenómenos pueden ser objetos reales o elementos que no podemos ver a simple vista, que pueden expresarse mediante un modelo tridimensional. Debido a que estos fenómenos no son lo que podemos ver directamente en el mundo real, sino que son simulados por tecnología informática, esta tecnología es la llamada realidad virtual.

¿Qué es la realidad aumentada?

La realidad aumentada (AR) es una tecnología que superpone información virtual sobre el mundo de la realidad física, la cual puede ser percibida por las personas de muchas formas, como ver, escuchar, tocar, etc. Hay muchos tipos de información virtual, que pueden ser dos -etiqueta de plano dimensional, estructura de objeto tridimensional y señal de audio circundante tridimensional. La información virtual se activa y muestra de acuerdo con ciertas reglas, y la interacción se realiza a través de la interacción persona-computadora.

La tecnología de realidad virtual (VR) puede permitir escenarios de inmersión total, que representan la actividad real basada en una simulación por computadora en 3D. Por otro lado, la RA es la tecnología que superpone objetos virtuales sobre el entorno real en el que se encuentra inmerso el usuario a través de smartphones, tabletas, PC o gafas conectadas. Por lo tanto, la realidad virtual combina objetos reales y virtuales en un espacio unido. En una aplicación de realidad virtual, hay una representación de escenario virtual total, que puede ser una inmersión total del usuario o un caso semi-inmersivo dentro de una sala dedicada. En un entorno virtual, el usuario se sumerge en una palabra paralela, donde es capaz de tener sentidos reales con representación virtual. El AR puede beneficiar a las empresas de servicios públicos de propiedad de inversores, municipales y cooperativas en la mejora de los procesos comerciales.

Aplicación de las tecnologías AR y VR

En el proceso tradicional de operación y mantenimiento de energía, los operadores a menudo encuentran problemas como equipos complejos, alta responsabilidad, operación inconveniente, búsqueda limitada de ayuda en el sitio, búsqueda de datos engorrosa e incapacidad del centro de comando para ver el estado de cada sitio de operación en forma tiempo real. En la actualidad, las tecnologías AR y VR se pueden aplicar a múltiples partes de los procesos comerciales complejos de las empresas de servicios de energía:

1. Capacitación en tecnología AR / XR: un operador calificado necesita mucho tiempo de capacitación técnica; La tecnología AR puede acelerar el proceso. En la estación de entrenamiento, la información se traza en el equipo real, que puede mostrar el modelo tridimensional y la estructura interna del equipo para comprender el principio de funcionamiento. Después de un entrenamiento de realidad aumentada, los operadores se sienten más cómodos con el modo de trabajo en el proceso de trabajo real.
2. Inspección de equipos AR: hay muchos equipos en subestaciones, centros de datos y otros lugares. Al usar un casco inteligente industrial de realidad aumentada, los inspectores pueden verificar el estado del equipo de acuerdo con la secuencia de inspección basada en la tecnología de seguimiento de registro de SLAM (Simulation Localization and Mapping). Esta tecnología se basa en un sistema para la segmentación, el rastreo y el registro precisos de imágenes. Para cada elemento de inspección, pueden ver la tendencia histórica de los datos del sensor, los resultados de la evaluación del estado y otra información virtual fusionada en la entidad física y utilizan la información de interacción persona-computadora para completar los informes de información de inspección en tiempo real. Puede ayudar a los inspectores a dominar el estado de los equipos de manera más completa e intuitiva y mejorar la eficiencia del trabajo de inspección.
3. Instalación de equipos AR: en el caso de una conexión compleja entre dispositivos, el personal de instalación a menudo necesita pasar mucho tiempo buscando la interfaz correspondiente. Con la tecnología de realidad aumentada, la información virtual, como el modo de interfaz y la relación de conexión, se rastrea y se ubica en el equipo. El personal de instalación puede completar rápidamente el acoplamiento y la instalación de dispositivos y equipos de acuerdo con la información de orientación.
4. Operación de seguridad visual AR: con tecnología AR, la cerca electrónica se puede usar para advertencia de seguridad en el sitio de operación de energía eléctrica, y SLAM se usa para advertencia visual de peligros en sitios de operación de alto voltaje y gran altitud, de modo que los operadores que usan cascos industriales inteligentes pueden siempre mantente alerta.
5. Diseño de ingeniería de potencia de realidad virtual: con la tecnología de realidad virtual, los usuarios pueden llevar a cabo una comunicación intuitiva y en profundidad en un diseño usando gafas inteligentes y otros dispositivos terminales y usando el modo de interacción de reconocimiento de gestos, y también pueden reemplazar y ajustar el modo de trabajo. De esta forma, la cognición y comprensión del esquema por parte de los participantes ya no se limita a dibujos planos, y los ajustes finales se solidifican en el modelo existente, evitando las diferencias de percepción entre los participantes. Es fácil imaginar un momento en el que las tecnologías inmersivas compitan en igualdad de condiciones con un enfoque tradicional de registros de activos en papel y planificación inicial.

Los sistemas de servicios públicos se expanden y evolucionan debido a muchos factores. El cambio climático y el paso a fuentes de energía renovables, el crecimiento de la población y la adopción de vehículos eléctricos han impuesto y plantearán nuevas demandas a los sistemas de transmisión y distribución. Los operadores de servicios públicos no están dispuestos a actualizar los registros de activos dentro de la vida útil de un activo. Hasta ese momento, es probable que los beneficios se limiten a la infraestructura de nueva construcción. En el punto en el que se haya expandido a la mayor parte del sistema, entonces los beneficios reales de AR y VR deberían comenzar a fluir. Un sistema totalmente integrado con sensores integrados para reducir el tiempo de diagnóstico y las herramientas de inspección remota probablemente esté todavía muy lejos para muchos operadores de sistemas. Se necesitarán muchos pasos graduales para alcanzar una meseta que ya es técnicamente alcanzable, pero costosa de implementar. Esto no debería impedir la adopción.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas?

Las ventajas y desventajas de la tecnología AR / VR / XR se pueden resumir en la siguiente tabla:

Ventajas	Desventajas
Soporte remoto y trabajo con manos libres	Provisión de capacitación y perfeccionamiento adecuados en el uso de nuevas tecnologías, a menudo a la sombra de una fuerza laboral que envejece.
Advertencia visual de peligros en sitios de operación de alta tensión y gran altitud	Formación costosa en el uso de un paquete.
Reducción del tiempo de diagnóstico y las herramientas de inspección remota	Los visores de realidad virtual no son algo que podamos usar durante horas
Operación de seguridad visual	Lo que ves cuando usas AR / VR rara vez es tan bonito como lo que ves en la vida real
Finalización rápida del acoplamiento e instalación de dispositivos y equipos de acuerdo con la información de orientación	No podemos ver el mundo real que nos rodea para hacer cosas pequeñas pero importantes.
Método de formación rápido y de alta calidad para los trabajadores	AR / VR no están bien equipados para algunas funciones como el seguimiento ocular
Ayude a los inspectores a dominar el estado de los equipos de manera más completa e intuitiva

Nuestro Grupo de Trabajo WG D2.49 en CIGRE quisiera ayudar a las empresas de servicios públicos a expandir el uso de AR y VR en el dominio de operación y mantenimiento. Un desafío común para todas las empresas es el desarrollo exitoso de un caso de negocios para el gasto de capital, capturando a fondo los beneficios primarios y secundarios para justificar el costo inicial de implementación. Si bien muchos casos de aplicación para AR y VR se centran en el soporte remoto y el trabajo con manos libres, esto a menudo no es suficiente para romper la barrera de la adopción. 

Otros beneficios más sutiles deben entenderse y cuantificarse para agregar más valor al caso de solicitud. Las futuras publicaciones propuestas para este GT, incluido el folleto técnico y el tutorial, ayudarán en este sentido. El folleto técnico proporcionará ejemplos de mejores prácticas de sistemas que ya han sido adoptados por los operadores del sistema.

Artículo original en inglés Augmented & Virtual reality & XR, Future of Electric power utilities O&M.