El actuador de válvula submarino de Bosch Rexroth reduce el consumo energético un 75% y gana premio de diseño

Lanzado hace menos de un año, el innovador Actuador de Válvula Submarino (SVA) de Bosch Rexroth —un concepto totalmente nuevo para actuadores submarinos que ofrece niveles de seguridad SIL3 y hasta un 75% menos de consumo energético— ha recibido un Premio de Diseño de Ingeniería Mecánica.

Desafíos de las tecnologías anteriores

El SVA se desarrolló para ayudar a abordar algunos de los desafíos y deficiencias asociados con la tecnología de actuadores puramente electromecánicos o electrohidráulicos utilizados en el lecho marino para sistemas de exploración y producción de petróleo y gas.

Hasta ahora, los actuadores submarinos requerían grandes unidades de potencia hidráulica centralizadas sobre el agua. Diseñadas para suministrar fluido a los actuadores, las tuberías de fluido en sí pueden tener kilómetros de longitud.

Además de la complejidad y el gasto añadidos, las largas tuberías y acoplamientos tienen el potencial de filtrar fluido al mar.

Las soluciones puramente electromecánicas, por otro lado, tienen desventajas relacionadas con la seguridad porque no permiten intervención mecánica para ajuste desde el exterior.

Como resultado de la fricción, se produce desgaste mecánico en el sistema de transmisión de fuerza, dificultando que los sistemas alcancen su vida operativa esperada de 25 años sin mantenimiento.

El SVA: alternativa autónoma y eficiente

El SVA proporciona una alternativa segura y energéticamente eficiente a los actuadores utilizados anteriormente en la producción offshore de petróleo y gas. Los SVA son conjuntos autónomos con su propio circuito de fluido y una unidad de bomba de velocidad variable.

Como resultado, no hay necesidad de una unidad de potencia central y tuberías de fluido de muchos kilómetros. Los SVA simplemente requieren una línea de alimentación y una línea de datos. Un sistema de control de desplazamiento ajusta el caudal prácticamente sin pérdidas basándose en la velocidad.

Esto simplifica el diseño y aumenta significativamente la eficiencia energética: en comparación con actuadores puramente electromecánicos, los SVA requieren hasta un 75% menos de electricidad en cargas pico.

Seguridad y redundancia

El cilindro integrado abre y cierra válvulas de perforación en el lecho marino. Una válvula de seguridad con un muelle mecánico asegura que el cilindro pueda cerrar la válvula de perforación de forma fiable sin suministro de energía externo incluso si falla la alimentación eléctrica.

Además, el cilindro puede operarse desde el exterior mediante un robot submarino a través de un husillo. Todos los componentes en el tren de transmisión tienen un diseño doblemente redundante. Como resultado, la solución ofrece varios niveles de seguridad.

Compatibilidad con Industria 4.0 y mantenimiento predictivo

Compatible con tecnología Industria 4.0, el sistema de sensores integrado registra continuamente los estados operativos dentro del actuador —incluyendo posición, temperatura y presión— y reenvía los datos al sistema de control de nivel superior.

Este sistema de control es capaz de evaluar tendencias y puede detectar y rectificar desviaciones del estado operativo normal tempranamente —reduciendo la probabilidad de tiempo de inactividad y permitiendo programar mantenimiento predictivo cuando sea necesario.

El Dr. Alexandre Orth, gerente de tecnologías marinas y submarinas en Rexroth, dice: «El SVA tiene las ventajas de la actuación electromecánica y electrohidráulica: proporciona la densidad de potencia de la actuación hidráulica para grandes válvulas de compuerta con una interfaz eléctrica más simple que elimina la necesidad de umbilicales hidráulicos».

Reconocimiento internacional

Un sistema submarino único, el SVA ofrece ventajas distintas para el usuario y el medio ambiente. Proporcionando una solución más segura, limpia, eficiente y modular para la activación de válvulas submarinas, el SVA ya ha atraído atención internacional.

En mayo de 2019, el SVA recibió el Premio al Mérito como uno de los cinco finalistas en el Premio Woelfel 2019 al Mejor Logro en Ingeniería Mecánica. El premio fue presentado en la Conferencia de Tecnología Offshore en mayo de 2019 por la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos.