La presión aumenta: cómo los sensores están haciendo avanzar la energía

Preguntas y respuestas

4 de abril de 2023

Conoce a Jonny MacGregor. Le encanta la presión, ejecuta más de 100 proyectos de sensores y conduce su auto de carreras más allá de sus límites.

Actualmente soy el líder tecnológico de la línea de productos de instrumentación y sensores de precisión de Druck, parte del segmento comercial de tecnología energética e industrial de Baker Hughes.

Comencé como ingeniero mecánico líder en el departamento submarino. Estábamos diseñando sensores submarinos para colocarlos en “árboles de Navidad” (los sistemas de válvulas y accesorios que regulan el flujo de petróleo y gas de los pozos) y, como ingeniero mecánico, los desafíos que esto planteaba me parecieron realmente fascinantes, dadas las diferentes cargas y la implacabilidad del medio ambiente.

Todo progresó a partir de ahí y tuve la oportunidad de trabajar en una amplia gama de sectores desde una sola empresa, desde el espacio de servicios petroleros hasta el gas, el hidrógeno y aplicaciones industriales como la aeroespacial, la fabricación eléctrica y la meteorología.

Estamos a la vanguardia en el desarrollo de tecnologías e instrumentación de medición de presión de precisión. Como puedes imaginar, dada la carrera hacia el cero neto, estamos enfocados en desarrollar nuevos productos que apoyen la transición energética, alineados con nuestra estrategia. Esto requiere una cantidad increíble de colaboración cruzada.

Nos especializamos en desarrollar tecnología que funcione en los entornos más hostiles, desde las altitudes más altas hasta los océanos más profundos, e incluso en el espacio exterior, en una amplia variedad de sectores. Nuestros clientes confían en nuestros productos para obtener información sobre el rendimiento de los activos para mejorar la seguridad, la eficiencia de conducción o la economía de combustible, independientemente de la temperatura, el terreno, el clima, la vibración, la velocidad o la altitud. Una parte fundamental de mi trabajo es supervisar los equipos que diseñan productos nuevos o tecnologías que son modificaciones de productos existentes para satisfacer las necesidades de un cliente en particular. Actualmente, tenemos siete desarrollos de productos importantes en preparación y más de 100 proyectos para clientes específicos. Eso significa muchos programas, proyectos y… muchas reuniones.

Como miembro del equipo de liderazgo de la línea de productos, también contribuyo a las operaciones, servicios, finanzas e incluso marketing. Ya te haces una idea: ¡hay mucha colaboración! Es clave para desarrollar tecnología de precisión y clave para garantizar que, como empresa, estemos tomando las decisiones correctas. Me encanta la responsabilidad y me encanta la variedad de mi trabajo.

Entramos en el mercado aeroespacial hace 20 años y desde entonces hemos ido ampliando nuestra presencia. Hoy tenemos más de 500.000 sensores en el cielo. Es poco probable que abordes un vuelo sin que uno de nuestros sensores controle algo: como el tren de aterrizaje o los flaps que controlan hacia dónde se dirige el avión; la presión del aire en la cabina; el sistema de combustible; el sistema de lubricación del motor; y más.

En el sector aeroespacial, el producto se adapta en gran medida a la aplicación del cliente. Intentamos ver lo que tenemos en cartera a través de diseños estándar en los que basar un producto personalizado. Aprovechamos la oportunidad de una breve pausa en la construcción de aviones durante la pandemia de COVID-19 para desarrollar una nueva plataforma de sensores que pueda reducir la necesidad de un alto nivel de personalización para cada cliente y, por lo tanto, acortar el tiempo de comercialización. Está previsto que despegue en un evento de lanzamiento durante el Salón Aeronáutico de París en junio de este año.

En este sector, hay una gran cantidad de pruebas para verificar el rendimiento y la confiabilidad de cualquier producto porque solo tiene que funcionar a entre 40 000 y 60 000 pies sobre el suelo; no hay margen de error. Al actualizar la plataforma estándar a productos actuales probados y aprobados, podemos hacer que todo el proceso sea más rápido y sencillo.

En el sector aeroespacial, la confiabilidad es el requisito crítico número uno, ya que está intrínsecamente ligada a la seguridad de quienes están a bordo de la aeronave.

Aunque la seguridad es una gran preocupación en todas las industrias, otro beneficio clave de nuestra tecnología es la capacidad de optimizar las operaciones de los clientes. Ya sea que estén fabricando chips de computadora, que dependen de controladores de flujo másico basados ​​en la presión, ya sea que estén haciendo funcionar una turbina u otras aplicaciones en la industria, nuestros sensores proporcionan datos que ayudan a optimizar sus procesos. Esto puede significar mejorar el rendimiento, minimizar los costos de funcionamiento, garantizar una mejor economía de combustible o menores emisiones.

La transición energética tiene grandes desafíos por delante, entre ellos la reducción del uso de energía, lo que hará que la energía sea más asequible. Para lograrlo, todo debe ser más eficiente en cuanto a combustible, lo que reducirá el costo de funcionamiento de los equipos.

No se puede optimizar ningún proceso ni reducir costos y mejorar la eficiencia sin datos en los que basar las decisiones. Para ser más eficientes energéticamente, las industrias necesitan datos.

Las dos cosas que más se miden son la presión y la temperatura. Se necesita una detección de alta fidelidad para registrar pequeñas variaciones porcentuales: si las tecnologías registran datos que no son tan precisos como podrían ser, los clientes industriales no podrán tomar las decisiones de optimización más efectivas.

Por ejemplo, nuestra tecnología de sensores de presión proporciona datos que nos permiten mejorar la eficiencia del combustible de nuestras turbinas de gas, optimizando el rendimiento y, en última instancia, ayudando a reducir las emisiones.

Tomar decisiones de optimización eficaces es especialmente clave cuando se trabaja con gases impredecibles, como el hidrógeno.

La medición de la presión en aplicaciones de hidrógeno puede ser tan simple como confirmar cuánto hidrógeno hay en un tanque de almacenamiento, o puede usarse para controlar el suministro de combustible a las turbinas de gas o para realizar autopruebas periódicas para detectar fugas en el sistema. En todas estas aplicaciones, es esencial proporcionar datos precisos.

Sin embargo, existen dos desafíos importantes con los sensores de hidrógeno tradicionales. En primer lugar, el hidrógeno puede penetrar o moverse a través del metal, particularmente si el material es delgado, por lo que puede escapar o moverse hacia el elemento sensor y causar problemas. En segundo lugar, puede causar fragilidad en una variedad de materiales; esto puede hacer que los sensores no diseñados para entornos de hidrógeno sean susceptibles a fallas o se vuelvan menos precisos.

Por lo tanto, estamos desarrollando una serie de técnicas nuevas (materiales, recubrimientos y mejoras de fabricación) para abordar estos problemas y garantizar que el rendimiento de nuestra tecnología sea constante a lo largo del tiempo.

La línea de productos Druck tiene una larga y exitosa trayectoria en todos los niveles del deporte del motor. Ojalá pudiera decir lo mismo de mí, aunque he tenido éxito en el Campeonato Británico de Resistencia.

Como mencioné anteriormente, nuestros sensores son confiables en entornos hostiles. En los deportes de motor decimos: "para terminar primero, primero debes terminar". Sin componentes fiables, un coche no va a terminar una carrera porque el entorno es muy duro y todo se ve obligado a forzarlo mucho, a menudo más allá de los límites previstos.

En algunas de las carreras en las que compito, el coche es llevado al límite durante hasta seis horas seguidas. Para ello, necesita la máxima fiabilidad en todos los componentes del vehículo.

Por ejemplo, utilizamos sensores de presión para medir la presión del aire que entra al motor. La precisión de esos datos nos ha permitido observar el diseño del sistema de admisión de aire y realizar pequeños cambios en el diseño, optimizarlo y permitirnos obtener más potencia del automóvil. Los instrumentos de prueba y calibración también son esenciales para calibrar los sensores y garantizar que los datos sean precisos.

La gente dice que el automovilismo es un deporte perjudicial para el medio ambiente. Hay una gran huella de carbono fuera de la carrera en sí: en la logística, etc. Pero también es muy importante apreciar que los deportes de motor de alto nivel, como la Fórmula Uno, están superando los límites de lo que los motores y las tecnologías de combustión son capaces de hacer.

Cada año, estos motores son cada vez más eficientes en cuanto a combustible y los diseñadores obtienen más potencia de motores más pequeños. Hace veinte años, un automóvil de carretera de dos litros recorría 30 millas por galón con 150 caballos de fuerza. Ahora puedes obtener eso de un motor de un litro, y recorre 60 millas por galón. Ese tipo de tecnología se filtra desde la Fórmula Uno y está ayudando a reducir las emisiones de carbono derivadas de la conducción diaria. El deporte también analiza todo tipo de combustibles más limpios, como el hidrógeno.

El aspecto del análisis de datos del deporte del motor también se está trasladando a muchos sectores diferentes. Por ejemplo, empresas como McLaren están trabajando con la industria, ayudándolas con capacidades de análisis de datos. En la Fórmula Uno, es obvio que los coches necesitan ser competitivos, pero lo que finalmente les da la ventaja es la estrategia derivada de los datos proporcionados durante la carrera. Toda esa experiencia, no sólo en cómo recopilan los datos, sino también en qué hacen con ellos y en las decisiones que toman, ese enorme conjunto de habilidades se está transfiriendo a otras industrias.

Saber que estamos diseñando, desarrollando y llevando al mercado tecnologías y soluciones de vanguardia que apoyan la transición energética. Nuestros productos desempeñan un papel en muchas aplicaciones que están mejorando el mundo: desde defensas contra inundaciones que salvan vidas hasta pronósticos meteorológicos para ciudades inteligentes; desde proporcionar agua potable hasta hacer más eficiente la producción industrial.

Siento una gran satisfacción al saber que estamos desempeñando nuestro pequeño papel en todas esas aplicaciones y en muchas más. También es una lección de humildad ser parte de Baker Hughes, apoyar la transición energética y hacer avanzar la energía a una escala mucho mayor.

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