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ETPIS: Safety for Sustainable European Industry Growth

Mantenimiento y PRL en sector Eólico:papel de las Plataformas Tecnológicas en

apoyo a la I+D+i y la Seguridad

Jornadas aee ( Madrid, 27 Septiembre 2012)

Javier LARRAÑETAPESI Secretario General

ETPIS Executive Board Officer

aee -Jornadas Técnicas (Madrid, 27 Septiembre 2012)PESI, Secretaría General (Javier Larrañeta, TECNALIA)

Indice1. Plataformas Tecnológicas de Seguridad Industrial: ETPIS-PESI

– Visión 2020 de ETPIS, SRA y GGTT– Organización de PESI– Servicios de apoyo a la I+D+i– Iniciativa europea ETPIS: SafeFuture

2. Sector Eólico: retos de Seguridad en operación y mantenimiento– Retos en seguridad ocupacional y PRL– Retos en seguridad de instalaciones y procesos– Retos sociales y ambientales

3. Aportaciones de SafeFuture a la I+D+i en Sector Eólico– Safe-Infrastructures– Safety & Health at Work: Safe-Production/Safe-Products– Safe-Energy

4. Sector Eólico: I+D+i para la Seguridad – Innovación e I+D en Seguridad y PRL– I+D en Seguridad (operación y mantenimiento)– Algunos ejemplos de I+D: monitorización y mantenimiento inteligente

• ANEXO: Safe Infrastructures (safety, reliability & resiliance)


Plataformas Tecnológicas de Seguridad Industrial: ETPIS y PESI


Visión ETPIS 2020 / PESI

Las 4 áreas de despliegue de PESI:• Seguridad procesos e instalaciones• Seguridad y salud en el trabajo• Seguridad ambiental• Seguridad patrimonial de la Empresa

« Innovación y desarrollo tecnológico (I+D+i) con visión global e

integradora de la SeguridadIndustrial»

(Safety + Security)


ETPIS/PESI: Estructuración de la SRA desde los GGTT• 6 Ejes Temáticos (Focus Groups)

– Tecnologías avanzadas para la reducción del riesgo– Metodologías para la evaluación y gestión del riesgo– Seguridad estructural– Factores humanos y organizacionales– Riesgos emergentes y Nanoseguridad– Tecnologías para la Seguridad Patrimonial (ciber-seguridad,

infraestructuras críticas industriales y continuidad del servicio)

• 2 Ejes transversales (Hub)– Educación y formación– Seguridad del Transporte (mercancías peligrosas)

• Nueva estrategia frente al Programa Marco Europeo HORIZON-2020: iniciativa europea SafeFuture de ETPIS


PESI: organización interna

Verde: Nivel de GobiernoAmarillo: Nivel adm/gestiónAzul: Nivel operativoBlanco: Nivel consultivo

ASAMBLEA GENERAL(Representación de todos los Socios)

ConsejoEjecutivo

Enlace ETPIS –NTPISVoc. Comunicación

CoordinadoresGG.TT. (7)

Presidencia

1.- Tecnologías avanzadaspara reducción riesgos

4.- Factores humanos y organizacionales

2.- Metodologías evaluacióny gestión del riesgo

3.- Seguridad estructural

5.- Riesgos emergentes y nanoseguridad

Secª. TécnicaSecª. Económica

Seguridad Industrial

Seguridad y Salud en el Trabajo

Seguridad Ambiental

Seguridad Patrimonial HUB – Educación y

formación

Grupo de Enlace con otras Plataformas

Grupo Asesor

JUNTA DIRECTIVA(Aprobada por la AG)

6.- Técnologias para la Seguridad Patrimonial

Despliegueoperacional /sectorial Grupos de Trabajo

Comité de Honor

Hub - Seguridad Transporte mercancías peligrosas

UII (Proy. europeos)

Rptes. Administración

Miembros Colaboradores

PP.TT. Españolas


Seguridad IndustrialSeguridad y Salud en el TrabajoSeguridad AmbientalSeguridad Patrimonial

NormalizaciónAREAS DE INVESTIGACIÓN

FOCALIZADAEMPRESA AGENTE TECNOLÓGICO

2.- Metodologías para evaluación y gestión del riesgo1.-Tecnologías avanzadas para reducir riesgos

3.- Seguridad estructural4.- Factores humanos y organizacionales5.- Riesgos emergentes y nanoseguridad6.- Tecnologías en Seguridad Patrimonial HUB Educación y formación

Ministerio de Industria, Energía y TurismoMinisterio de Empleo y Seguridad SocialMin. de Fomento y Min. Agricultura, Alim. y Medioambiente

Asociación Española de Normalización

DESPLIEGUE OPERACIONAL DE LA PLATAFORMA

Ministerio del Interior (DG Protección Civil y Em., CNPIC)

PresidenciaSecretaria General – UII– Enlace TP/ETPISVocalía Científica

GESTIÓN DE LA PLATAFORMA ESPAÑOLAIBERDROLA (D. Antonio Moreno Ucelay)

Fundación TECNALIA Research & Innovation IQS (Univ. Ramon Llul)

Vocalía de Comunicación PARÉS Comunicación

REPSOL (con INERCO)IBERDROLA

IBVIntegrado en GT-1 (en coordinación con PTEC)

TECNALIASecª PESI – ISF – Intermark (coordinado con eSEC-AMETIC)

IQS –Univ Ramon Llul

Planificación Nacional de I+D+i Ministerio de Economía y Competitividad

HUB Seguridad transporte mercancías peligrosas ITS España (Foro E. ERTRAC)


Servicios en apoyo de la I+D+i

• Acciones de dinamización y promoción de iniciativas en los Gruposde Trabajo: reuniones de Empresas, Ingenierías y Centros Tecnológicos.

• Información anticipada de las convocatorias Nacionales y Europeas (VII Programa Marco FP7 y otros programas de la Unión Europea).

• Portal Web http://www.pesi-seguridadindustrial.es/ : información, documentación y espacio de colaboración para los miembros.

• Jornadas multisectoriales (Inter-Plataformas)• Apoyo en la definición de proyectos I+D+i: detección de

oportunidades (propuestas y consorcios) a los que Empresas puedan sumarse.

• Ayuda individual a las empresas para la participación en programas europeos (desarrollo de una estrategia específica).

• Asesoramiento y apoyo durante el ciclo de vida de proyectos I+D• Identificación de nuevos retos tecnológicos de interés a empresas

españolas: lobby para su inclusión en los programas europeos (topics)

• Presencia en órganos de influencia (UE) vía ETPIS: EB, HLG y NTPIS


Ciclo de vida de un proyecto I+D+i

Otherprogrammes

E ComissionEvaluators

Consortium FP7 / CIP Call

Expressions of Interest

PESI: Working GroupsEU-EC: “Roadmaps”Work Programmes

Idea

Búsqueda de socios : UII- contacts

CORDISIdeal-ISTInfodays, Congresos ...

cordis.europa.eu

¿success?Negociation &

Contract signature

EvaluationProcess

Assesment

APC+, CCAA …Develop a proposal

external AuditorsComission

Alternatives

NOYes

AssesmentAgreement

Monitoringproject development

Retos (topics) e iniciativas

Lobby


Propuesta de nuevo enfoque para los GGTT de PESI (potenciación de iniciativas a nivel nacional y europeo)

• Modelo de GGTT válido para estructura inicial de la SRA y definición de Prioridades I+D+i, pero no del todo eficiente para la generación de propuestasde proyecto.

– Los proyectos son multidisciplinares e integrados en el que convergen enfoques y miembros de varios GGTT

– Sinergias entre sectores: acciones Multi-Plataformas

• Nuevo Modelo encaminado a ámbitos concretos o problemáticas: nuevosGrupos de Proyecto (campos de aplicación)

– Envejecimiento en el puesto de trabajo– Equipos y sistemas de protección individual y colectivo– Nano-seguridad (conjunta con MaterPlat, SusChem y NanoMed)– Cultura preventiva y formación (herramientas y toma decisiones)– Seguridad Vial Laboral

• Y enmarcado en la propuesta de referencia europea: SafeFuture– Producción segura / productos de seguridad: entornos inteligentes de trabajo– Infraestructuras seguras: envejecimiento y monitorización– Energías seguras: retos específicos en las Renovables


SafeFutureSafety as a trade-mark of the technology “made in EU”

Safe innovation for sustainable future

Safe Infrastructures:

•Life extension of process plants, power plants, transport & utility infra-structure networks, …•Intensification ofNatCat (NaTech)•Design and monitoringfor long term operation

Safe Energy:

•New safety challenges in renewable energies (wind, H2, solar, bio-fuels, fuel cells, photovoltaic,…)•Safe energy production and storage •Smart grids

Safe Products/Production :•Green jobs•Value chain and interdependencies•Nanosafety•PPEs & Smart Working Environments

Example: Multi-Risk / Risk-Risk tradeoffs – safety for sustainable integration, interaction and risk governance:

•“Agreed Approach to Risk-Risk Tradeoff management” (the Multi-Risk initiative); difficulties in putting together different risk mitigation policies and ensuring their compatibility

Way to achieving (by 2020) a new safety paradigm for European industry. Safety as a key factor for successful business and an inherent element of business performance. Industrial safety performance progressively and measurably improved in terms of reduction of reportable accidents at work, occupational diseases, environmental incidents and accident-related production losses. “Incident elimination” and “learning from failures” cultures embedded in design, maintenance, operation at all levels in enterprises. Structured self-regulated safety programs in all major industry sectors in all European countries. Measurable performance targets for accident elimination and accident free mind set workplaces as the norm in Europe.

Sector eólico involucrado en los 3 ejes


Sector Eólico: retos de seguridad en operación y

mantenimiento


Retos en seguridad y PRL• Ley de PRL y normativas sector eléctrico: ir más

allá del cumplimiento– Mejora en la evaluación de riesgos– Actuación en situaciones de emergencia (rescates,

evacuaciones)– Aprendizaje de los accidentes e incidentes

• Formación:– Profesionalidad de los Centros de Formación

(conexión con el sector, know-how en seguridad, investigación…)

– Medios /equipamientos reales – Simulación y prácticas de situaciones reales– Nuevas tecnologías de formación (EAO, RV…)– Qualificaciones profesionales (perfiles bien

definidos)• Otros retos:

– Herramientas avanzadas para Operadores (acceso documentación técnica, actuaciones, toma decisiones)

– seguridad vial laboral


Retos en Seguridad de instalaciones y procesos

• Diseño intrínsecamente seguro de los parques, equipamientos y maquinaria:

– integrar la seguridad en la Ingeniería para la mejora de eficiencia energética

– Diseño de los espacios de trabajo para operadores y personal de mantenimiento

• Monitorización de la operación

• Gestión del mantenimiento – Modelo de ciclo de vida– Gestión del envejecimiento– Enfoque RAMS


Retos sociales y medio-ambientales

• Responsabilidad social corporativa: alto impacto en la imagen de la empresa

• Coste de la no-seguridad (economía del riesgo)– Accidentalidad laboral– Costes por daños en instalaciones/parques, – Seguros e indemnizaciones– Gestión económica de la seguridad, integrada en el

modelo de negocio

• Condiciones Ambientales – Características orográficas, – Situaciones metereológicas– Efectos del cambio climático y desastres naturales– Modelos integrados de gestión y monitorización


Aportaciones de SafeFuture a la I+D+i en Sector Eólico


Safe-Infrastructures vision• SafeFuture / Safe-Infrastructures vision:

safety-reliability-resiliance– Research towards new concepts and products, but

Safety & Reliability as essential elements in Energy and Utilities networks

– Avoiding duplication of efforts (similar challenges in different business sectors: production, energy, construction…)

– Industrial infrastructures: similar technology & organizational challenges related to ageing >>>common research objetives for safety & reliability


SafeFuture: general contributions to Wind sector

• Safety and Health at work (building process, machinery)– Smart Working Environments (+ advanced PPE)

• Ageing of Infrastructures and extend life-time:– Sensoring, inspection technologies, structural HMS– New materials (replacement, reinforce, upgrade,

smart…) – Engineering techniques, maintenance, repairment

• Safety and reliability: – Inherent safety and risk-based design– Modelling systems, DSS…


Safety and Health at Work: towards Smart Working Environments (SWE)Key element of Safe-Production, a pillar of ETPIS´s SAFEFUTURE initiative

(high relationship with PPP FoF)


LEVEL 3LAN (i-PPE / i-PPE )

InterWorker

LEVEL 2 BAN (i-PPE / i-PPE)

IntraWorker

LEVEL 1BAN (End user / i- PPE)

LEVEL 4LAN

(i- PPE / SWE)

Leve

l of I

nter

actio

n &

Com

plex

ity

PPE & Smart Environments at

work (SWE)


Safe-Energy

• En una fase inicial de desarrollo del Roadmap (ETPIS)

• Recopilación de retos tecnológicos de las energías renovables (España: Jornada Inter-Plataformas PESI con PPTT Energéticas, aee, Madrid 3 de julio 2012)

• Riesgos:– Industriales: genéricos similares a otras industrias– Comunes para el Sector de producción energía (aprender del

sector nuclear en metodologías de gestión de riesgos)– Específicos por tipo instalación/renovable– emergentes: Hidrógeno (producido en los procesos)


Sector Eólico: I+D+i para la Seguridad


Innovación e I+D en seguridad y PRL• Formación, cualificación y medios del Equipo Humano:

– Technology-based Training – Qualificaciones profesionales – EPIs– Señalización– Dispositivos de evacuación– Mejoras en el diseño de accesos y areas de trabajo (inspección,

trabajos en altura, espacios confinados)– Sistemas de seguridad (riesgo eléctrico, incendios…)

• Mejora organizativa (tareas O&M)– Herramientas avanzadas para Operadores (Realidad Virtual:

acceso a documentación técnica, instrucciones de actuación y toma decisiones)

– Comunicación y coordinación de actuaciones en emergencias (protección civil y servicios internos)

– Alertas tempranas y avisos por contingencias ambientales y desastres naturales


I+D en seguridad (operación y mantenimiento)

• Diseño intrínsecamente seguro de instalaciones y maquinaria– Seguridad estructural

(sensórica y monitorización)

– Aerogenerador (monitorización)

– Elementos (palas…)– Estación y parque eólico

• Materiales para estructuras y componentes– Metálicos/acero– Composites– Otros materiales


I+D en seguridad (operación y mantenimiento)

• RAMS (fiabilidad, disponibilidad, mantenimiento y seguridad) como modelo de referencia

– Análisis y Evaluación riesgos (etapas del ciclo de vida)

– Sistemas integrados de monitorización– Modelo predictivo del mantenimiento

(basado en las condiciones de situación: diagnosis y prognosis)

– Aprendizaje del comportamiento (inteligencia artificial)

– Gestión y evaluación de riesgos– Ciclo de vida y gestión del envejecimiento

Behaviour modelisation (Markov nets, Altarica,etc…)

FMECA (Failure Mode, Effects and Criticality Analysis)

FTA (Fault Tree Analysis) and ETA (Event Tree Analysis)


Algunos ejemplos de proyectos I+D:MONITORIZACIÓN Y MANTENIMIENTO INTELIGENTE

Dispositivos distribuidos (cableados einalámbricos) para la monitorizacióninteligente basada en la condición

Algoritmos de inteligencia artificialpara la detección temprana de fallos

Optimización de los planes demantenimiento

Caracterización del comportamientoy análisis masivo de datos


Proyecto TECNALIA: Instrumentación, Optimización y Mantenimiento Inteligente

• Monitorización de Aerogeneradores.– Monitorización de diversas

variables en multiplicadora y acoplamiento con generador en aerogeneradores.

– Control remoto del sistema vía GPRS y descarga de datos por WiFi


METEO Wind energy – Tecnalia Products and Services


Tecnalia R&D and Services : METEO Wind energy


Tecnalia R&D: MATERIALS FOR ENERGY

Main contribution of the Materials for Energy Area to the Wind Energy sector is concentrated on the following topics:

- Materials characterization and selection - Improvement of materials behaviour in service conditions- Surface treatments for metallic and composite materials- Corrosion Protection- Corrosion Monitoring

In order to achieve these objectives we have laboratories to perform:

- Mechanical, chemical, microstructural characterization- Evaluation of the Behaviour of materials in onshore and offshore conditions- Corrosion, Atmosferic aging (wind, erosion, UV aging,..)


Tecnalia R&D: MATERIALS FOR ENERGY. CORROSION

Improved correlation between lab corrosion test and real conditions & Early detection of corrosion degradation for reducing corrosion damage and maintenance costs in off shore wind energy.

Atmospheric zone

REDUCT

ION CORR

OSION DAMAGE

Corrosion Testing & Analysis

Corrosion Monitoring

Corrosion Protection

Early detection of corrosion mechaismsSensor TechniquesRemote monitoringDioagnostics

Electrochemical impedance spectroscopyElectrochemical Noise MeasurementsInmersion tests,…

Coating protectionCorrosion resistant composite materialsCathodic protection

Modeling and Life time prediction

ENVIRONMEN

TAL CO

NDITIONS

Splash zone

Inside the tower

Sub‐merged zone


Conclusiones

• Existen retos múltiples para la I+D+i sectorial, en sus vertientes energéticas/ tecnológicas, pero es preciso incorporar una base metodológica centrada en la seguridad y fiabilidad para la sostenibilidad y un mayor valor de nuestra inversión en I+D

• ETPIS/PESI: foro idóneo para potenciar la Innovación y el desarrollo tecnológico (I+D+i) aportando una visión integradora de la Seguridad Industrial a cada sector (Eólico)

• Trabajo conjunto Inter-plataformas (sector eólico y resto de energías renovables): ofrecer un adecuado marco de referencia en los Programas Europeos de apoyo a la I+D que contemple el valor de la Seguridad


ANEXOETPIS Safe-Infrastructures:

safety, reliability & resiliance


Safe-Infrastructures Roadmap: development

Background information from previous ETPIS Workshops (see at ETPIS website) :

• WS New challenges in Structural Safety (31/05/2010)• WS SafeFuture (08/12/2010)• 6th ETPIS General Assembly (10/03/211)

• WS Safe-Infrastructures: R&D roadmap(Bilbao, Spain, 12-13/11/2011)supported by TECNALIA and PESI (+30 experts)

Sectors: construction, wind energy, smart grids, gas, steel, manufacturing, engineering, electronics-ICT, NDT, security

Multidisciplinary Pannels:Business sectors (R&D needs)MaterialsICT: Sensoring, testing SystemsEngineering maintenanceResiliance & (cyber)security


Structural safety topics

• Methods to maintain safety of aged and repaired structures and provide technologies for life extension & Reliability based design and structural health monitoring (SHM) and risk based inspection technologies

• Data collection:– Reliability of testing methods depending on structure type– Optimization of testing type and frequency

• Inspection plan :– Priority in the inspection – Sensibility of the methods to main parameters – Accidental and environmental risk involved by a degraded state – Influence of degraded physical state on potential domino effect

• Lifetime assessment:– Some specific modes of failure to investigate (effect and kinetic)– Basics methods versus more advanced models– Safety criteria and security factor


Structural safety: Ageing and life-time of the structures

High dependancy on planned/calculated operations (maintenance, repair, restoration…) for success: need of modelling & simulations


Ageing-based Risk Management

Ageing & Risk management: key elements for a SHM


ICT & Inspection Technologies: grand challenges• Improved performance and resolution testing methods with

application for existing and new materials

• Monitoring and assessing resilience based on performance modeling, computer vision and signal processing algorithms

• Prognosis (forecasting) of the potential damages (in its early stage) in infrastructures, predicting corrosion lifetime, calculating the remaining lifetime

• Infrastructure data analyzing by means of Artificial Intelligence techniques and knowledge based model generation

• Cost effectiveness and lower impacts in the infrastructure (less noise, vibration, energy consumption, air pollution)

• Reliable and accurate data acquisition, analysis and transmission, enabling energy harvesting to provide long-term power supply,

• Innovative Design, Materials and Concepts for New Sensors and Sensing Systems


• New sensors and new smart sensing and communication techn.

• Innovative and ultra low-cost embedded monitoring technologies

• Advanced signal processing techniques• High performance computing: larger, faster

simulation capacity• Advanced non-linear modeling capabilities• Innovative data collection, processing and

aggregation systems• AI (artificial intelligence) algorithms for the diagnosis

and prediction of abnormal infrastructure conditions• Development of innovative structural control systems• Advanced DSS (decision support systems)

ICT & Inspection Technologies: enabling technologies


Inspections: new techniques and means

Traditional methods combined with new means (UAVs…) and multiscale observation (optics, Satellite, meteo-radar…)


NonNon--destructive Testing: some challengesdestructive Testing: some challenges

New Technologies:PHASED ARRAYTOFDDIGITAL RADIOGRAPHYGUIDED WAVES TERMOGRAPHYACOUSTIC EMISSIONS

New Personnel capacities:Training CERTIFICATONICT Systems

New applications:New sectors (Wind Energy)MATERIALSPROCESSES


Impact

Easier and cheaper inspection of buried or non‐accessible structures

Hostile environments

Ageing structures & corrosion

Continuous monitoringof critical areas.


…

INSPECTED AREALOCA

L INSPEC

TION

LONG ULTRA

SONIC

INSPEC

TION

ONLY ONE ACCESS POINT TO REACH BIG AREA

≡ LRUT

R&D Example: Long Ultrasonic Testing (LUT) for longitudinal infrastructures

New Techn.


¿Preguntas o comentarios…?Muchas gracias por su atención

J. Javier Larrañeta, Secretario [email protected]

[email protected]

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