Pulizia del serbatoio del carburante
I serbatoi di stoccaggio del carburante fuori terra richiedono una pulizia regolare. Il fango viene rimosso per eliminare la contaminazione del carburante e recuperare la capacità di stoccaggio persa. La rimozione del fango con metodi convenzionali richiede un serbatoio vuoto, il che comporta lunghi tempi di inattività. La pulizia manuale dei serbatoi di stoccaggio dell'olio porta, oltre a lavorare in un ambiente combustibile, esplosivo e tossico, a una bassa efficienza e a problemi di inquinamento ambientale. Nel frattempo, sistemi per lo più personalizzati hanno trovato la loro strada per pulire con successo serbatoi e tubi. I robot per la pulizia dei serbatoi usano un metodo di diluizione che non richiede lo svuotamento del serbatoio. Diluendo il fango e riscaldandolo (a circa 60°C), controllano costantemente la viscosità del fango in modo che raggiunga e mantenga una consistenza alla quale può essere pompato fuori dal serbatoio. Questo metodo permette il recupero del carburante intrappolato nel fango. La successiva centrifugazione separa le piccole particelle e le libera dall'olio, il che riduce ulteriormente i rifiuti tossici. Mentre operano all'interno del serbatoio, i robot di pulizia del serbatoio – o dispositivi robotici - possono essere guidati dall'esterno tramite un controllo remoto e telecamere sensibili alla luce.
Rimozione della ruggine
La rimozione della ruggine da un serbatoio di gas può essere effettuata utilizzando abrasivi, come ghiaia o rondelle, acidi (acido muriatico o aceto), soda, o kit di rivestimento del serbatoio. Per realizzare questo compito, i robot mobili possono essere equipaggiati con strumenti per il getto d'acqua, utensili elettrici per la rimozione della ruggine e della vernice, o sistemi di aspirazione a vuoto.
Pulizia del serbatoio dell'acqua
Un mercato nuovo ed emergente è la pulizia dei serbatoi d'acqua dolce. I serbatoi d'acqua devono essere puliti tra uno e cinque anni per conformarsi a specifiche leggi nazionali. Fino ad ora, questo compito è stato eseguito da personale professionale certificato per lavorare in spazi confinati. I serbatoi sono spesso svuotati fino a due settimane per eseguire il lavoro. A causa delle cattive condizioni di lavoro e degli alti salari, è stato esplorato il potenziale per l'uso di robot. Il principio di base è quello di schierare un veicolo che attraversa automaticamente il serbatoio d'acqua e può anche funzionare come un aspirapolvere subacqueo. I veicoli sono tipicamente dotati di un sonar a ultrasuoni per la navigazione. Inoltre, il video è spesso fornito per consentire a un operatore di monitorare il progresso delle macchine e documentare il processo di pulizia.
Pulizia di tubi e condotti
La pulizia di tubi e condotti è diventata abbastanza comune a causa della mancanza di alternative riguardo all'accessibilità di tubi e condotti. Sono stati suggeriti diversi design che tipicamente condividono una piattaforma mobile su ruote o cingolata che trasporta una spazzola. Generalmente, i dispositivi robotici teleoperati dominano il mercato in questo settore. I robot sono di solito controllati tramite una connessione via cavo che trasmette l'immagine di una telecamera.
Livello di distribuzione
Mentre i veicoli controllati a distanza per l'ispezione di ambienti confinati esistono dagli anni '90, i robot con un grado di autonomia sono ancora poco comuni e, in molti casi, prototipi di ricerca. La Sprint Robotics Collaborative (un'iniziativa guidata dall'industria che promuove le tecniche di robotica nelle ispezioni tecniche e nella manutenzione di infrastrutture ad alta intensità di capitale) ha identificato numerosi scenari di applicazione della robotica nel compito, ispezione sul campo, pulizia e manutenzione. Gli sviluppi e gli scenari attuali e particolarmente futuri sono descritti nella loro tabella di marcia.
Pulizia del serbatoio del carburante
Numerosi fornitori di servizi di pulizia e manutenzione utilizzano attrezzature robotizzate come parte dei loro servizi di pulizia per serbatoi di stoccaggio del petrolio, raffinerie, terminali di trasbordo del carburante, impianti chimici e serbatoi di carburante per centrali elettriche a petrolio. Tipicamente, le basi robotizzate sono teleoperate usando un monitor televisivo per pulire dall'esterno di una nave:
- Un flusso ad alta pressione di "fluido di taglio" mobilita il fango.
- Il fango viene pompato in un sistema di separazione e purificazione multifase.
Il sistema separa il contenuto del fondo del serbatoio in tre flussi: solidi, acqua riciclabile e olio di alto valore o altri liquidi separabili. L'uso di robot per la pulizia dei serbatoi, dei tubi e delle tubature migliora la sicurezza generale. I loro sensori (per il rilevamento di rifiuti, materiali, inquinamento, ecc.) sono più adatti dell'osservazione visiva e dell'esperienza dei lavoratori umani, in modo da eliminare possibili fonti di accensione, fumi combustibili e cariche elettrostatiche.
I produttori sono, per esempio, Gerotto Federico e Koks Robotics. Wolftank Adisa offre una piattaforma mobile con un braccio estensibile per pulire le superfici verticali dei serbatoi.
Pulizia del serbatoio dell'acqua
Per la pulizia dei serbatoi d'acqua, l'attrezzatura automatizzata controllata a distanza, di Weda, per esempio, elimina la necessità di attirare personale professionale e di smantellare il serbatoio. Il veicolo cingolato permette al pulitore di muoversi in modo affidabile in condizioni sabbiose senza rimanere bloccato. In genere, il robot è tele-controllato, ma può essere programmato per missioni ripetibili. Scantron Robotics e Deep Trekker offrono sistemi simili. Sistemi grandi e pesanti sono quelli di TechCor’s Track Driven Robotic Unit. Un bisogno crescente di pulizia subacquea deriva anche dal numero crescente di allevamenti di pesce.
Pulizia di tubi e condotti
La pulizia dei condotti dell'aria condizionata è essenziale per mantenere il flusso d'aria disponibile e prevenire i rischi per la salute. Molte piattaforme seguono un design modulare in modo che vari attrezzi e strumenti siano forniti per applicazioni specifiche nella manutenzione, ispezione e pulizia di serbatoi, tubi e altre infrastrutture. È soprattutto il caso della pulizia dei condotti. Un esempio è il robot mobile Anatroller, famiglia di Robotic Design Inc., che si occupa di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell'aria, nonché di pulizia e ispezione dei condotti di diverse categorie di dimensioni. Altri produttori sono Danduct Clean e Environmental Solutions. Altre applicazioni includono la pulizia di tubi d'acqua e fogne. Un sistema cingolato in grado di operare in tubi di diametro compreso tra 350 e 710 mm è, per esempio, disponibile da JettyRobot e Ibak.
Considerazioni sui costi-benefici e sfide di marketing
Pulizia del serbatoio del carburante
Nel 2018, il mercato della pulizia dei serbatoi di benzina è stato stimato in 895 milioni di dollari. Il lavoro, che finora è per lo più condotto manualmente, comporta rischi elevati. I pericoli non sono solo il soffocamento, il contatto con le sostanze chimiche e le esplosioni, ma anche lo scivolamento e la caduta all'interno dei serbatoi. Solo nel Regno Unito, circa 25 dipendenti muoiono ogni anno mentre lavorano in spazi confinati. Questi rischi sembrano favorire un uso più ampio di sistemi automatizzati in futuro. Tuttavia, le basse frequenze di pulizia dei serbatoi, anche se stanno aumentando, sono attualmente ancora una restrizione in termini di rendere l'acquisizione di un robot finanziariamente fattibile. Nei serbatoi ad "alto rischio", per esempio, in quelli in cui le emissioni del sistema di ventilazione del serbatoio o i materiali piroforici escludono la possibilità di rilascio di gas, il dispositivo robotico può operare sotto una coperta di azoto o in un'altra atmosfera inerte. Può essere guidato dall'esterno tramite controllo remoto e telecamere sensibili alla luce, isolando i lavoratori dal pericoloso lavoro all'interno del serbatoio. Poiché i robot sono costruiti abbastanza piccoli da passare attraverso l'apertura del serbatoio o possono espandersi da soli, l'assemblaggio del robot all'interno del serbatoio non è più necessario, riducendo ulteriormente le ore di lavoro in vasca. Inoltre, il coperchio del passo d'uomo può essere chiuso dopo l'installazione del robot, il che riduce il rilascio di gas e aumenta la sicurezza. Il metodo robotico riduce significativamente il tempo di pulizia (da tre a cinque volte più veloce del lavoro manuale). In primo luogo, i robot possono rimanere nel serbatoio più a lungo degli esseri umani, il che risparmia le lunghe pause di recupero. In secondo luogo, il pompaggio del fango è molto più veloce del metodo convenzionale. Inoltre, il serbatoio non ha bisogno di essere svuotato completamente (può anche essere utilizzato durante il funzionamento), il che riduce significativamente i tempi di inattività e riduce la necessità di serbatoi di stoccaggio aggiuntivi. Ci sono elevate riduzioni dei rifiuti (fino al 90%), in parte grazie agli alti tassi di recupero del combustibile (fino al 98%).
Pulizia del serbatoio dell'acqua
Una sfida all'innovazione pubblicata da Singapore’agenzia nazionale dell'acqua nel 2020 indica i benefici attesi dall'uso di robot per la pulizia dei serbatoi d'acqua. In primo luogo, non c'è bisogno di personale qualificato che lavori in spazi ristretti. Inoltre, il personale attualmente deve essere testato regolarmente per le malattie trasmesse dall'acqua, come il tifo e il colera: mentre un robot può essere facilmente pulito e disinfettato prima di essere inserito in un nuovo serbatoio. Il lavoro manuale deve essere svolto in caverne non illuminate, dove le superfici sono spesso scivolose. L'uso dei robot riduce quindi anche il rischio di inciampare e cadere.
Pulizia di condotti e tubi
La maggior parte dei produttori di robot per la pulizia dei condotti riportano rendimenti molto alti sugli investimenti per molti tipi di condotti. La navigazione dei robot attraverso i condotti verticali o quelli con giunzioni complesse rimane ancora un problema centrale.