Computador como detector de crack na usina nuclear

Um programa aprendível identifica trincas nos componentes de aço de reatores nucleares

As paredes e os componentes do reator só podem ser monitorados com câmeras com controle remoto - um programa adaptável facilitará isso no futuro. © Universidade Purdue
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Mais perspicaz que seres humanos: o software ajudará a detectar pequenas rachaduras nos componentes de aço dos reatores nucleares no futuro. O programa adaptativo desenvolvido por pesquisadores dos EUA avalia as gravações de vídeo de câmeras com controle remoto das bacias do reator. Com base na textura, ele pode distinguir rachaduras melhor e mais rapidamente de meros arranhões ou soldas do que seres humanos, como relatam os pesquisadores.

Uma usina nuclear é segura apenas enquanto os materiais de proteção do reator permanecerem firmes. Mas esse é precisamente o problema: a forte exposição ao calor e à radiação intensa fatiga aço e concreto e pode levar a pontos fracos - como evidenciado pelas milhares de rachaduras na carcaça das usinas nucleares belgas Doel e Tihange. Mas as usinas nucleares alemãs também mostram sinais de envelhecimento.

Difícil de reconhecer

Um dos problemas é que é difícil detectar micro-rachaduras no aço dos vasos e tubos de pressão. Por um lado, porque são muito pequenos e dificilmente distinguíveis de meros arranhões ou marcas de solda. Por outro lado, porque eles geralmente estão na parte de água de resfriamento do reator.

"Portanto, uma inspeção direta dessas estruturas não é possível devido às altas temperaturas e exposição à radiação", explica Mohammad Jahanshahi, da Universidade de Purdue. “Então você está usando vídeos de câmeras com controle remoto para inspeção.” Mas os estudos mostram que os observadores humanos têm uma enorme dificuldade em identificar microfissuras nessas imagens de vídeo.

Rachaduras ou apenas arranhões e marcas de suor? O software reconhece isso. © Universidade Purdue / EPRI

Programa de aprendizagem como um localizador de crack

Um remédio agora poderia ser fornecido por um programa adaptável de detecção de crack desenvolvido por Jahanshahi e seus colegas. Ao contrário dos sistemas automatizados atuais, esse programa não apenas analisa um quadro de vídeo por vez, mas também processa vários quadros de vídeo ao mesmo tempo. Além disso, ele não detecta as rachaduras com base em desvios de brilho, mas na textura que as distingue das áreas de aço ao redor. display

"Usamos a chamada fusão de dados bayesiana para rastrear rachaduras descobertas em vários quadros de vídeo e para coletar as informações desses quadros", explica Jahanshahi. “O sistema marca todas as descobertas com um marcador que também mostra o nível de confiança.” Por exemplo, as rachaduras detectadas com grande certeza são emolduradas por uma caixa vermelha.

Teste bem sucedido

"Então, um técnico pode verificar manualmente esses dígitos para garantir que haja uma rachadura", diz Jahanshahi. Em um primeiro teste, os pesquisadores usaram seu sistema de aprendizado para encontrar microfissuras em 304 chapas de aço submersas com sucesso. O programa distinguiu as rachaduras dos arranhões e as marcas de suor com alta precisão, como relatam os pesquisadores.

Mohammad Jahanshahi explica a função de seu localizador de crack para reatores nucleares, Purdue Engineering

Os cientistas já solicitaram uma patente para seu programa. Atualmente, eles estão trabalhando em uma segunda versão que se tornará ainda mais adaptável e precisa com a ajuda de redes neurais. A esperança deles é que o localizador de crack possa tornar as usinas nucleares dos EUA mais seguras. (Engenharia Civil e de Infraestrutura Auxiliada por Computador, 2017; doi: 10.1111 / mice.12256)

(Universidade de Purdue, 20.02.2017 - NPO)