El mantenimiento manual de líneas vivas en redes de distribución de 10 kV expone a los operarios a riesgos de choque eléctrico, arco voltaico y radiación electromagnética, además de limitar la eficiencia operativa por la necesidad de ajustes constantes de posición. Desde finales del siglo pasado, países como Japón, Canadá y China han desarrollado robots de operación en tensión que evolucionaron en tres generaciones: equipos sin sensores visuales auxiliares dependientes de la observación directa, sistemas maestro-esclavo con sensores de posicionamiento y, más recientemente, manipuladores hidráulicos de 6 grados de libertad. Pese a estos avances, la mayoría de los prototipos permanece en fase de validación de laboratorio, limitada por dos cuellos de botella: la falta de esquemas maduros de bloqueo ante errores de operación y aislamiento integral, y la baja eficiencia derivada del reemplazo frecuente de herramientas y del ajuste manual previo de la posición del vehículo antes de iniciar la captura de datos.
Para responder a estas limitaciones, se construyó una plataforma robótica de 20 grados de libertad montada sobre un vehículo tipo araña con orugas y aislamiento total, equipado con brazos telescópicos, una unidad de elevación vertical independiente y dos manipuladores insulados de 6 grados de libertad. El sistema completo se organiza en cuatro módulos: una estación maestra con manipuladores de retroalimentación de fuerza y visor de mixed reality (MR); una estación esclava terrestre que ejecuta las órdenes de movimiento; un módulo de percepción multimodal que combina LiDAR Livox Mid70 y cámara binocular ZED 2i para extraer características de conductores y herrajes; y un dron de apoyo que aporta una vista aérea para inspección previa, seguimiento durante la tarea y verificación posterior. Los rieles de elevación independientes, con un recorrido individual de 1,3 m, permiten un rango vertical combinado superior a 2,6 m, suficiente para completar en un solo posicionamiento la conexión trifásica sin reubicaciones repetidas del vehículo.
La propuesta central del trabajo es un marco de seguridad de cuatro dimensiones que integra protección de aislamiento por capas, con umbrales de ruptura superiores a 30 kV y ensayos de tercero certificados a 45 kV durante un minuto sin fuga relevante de corriente; comunicación WiFi6 dual de 2,4 y 5 GHz con protocolo de enlace por handshake cada 2,5 segundos que bloquea el manipulador ante pérdida de señal; restricción de riesgo en la interacción humano-robot mediante fusión de datos LiDAR e infrarrojo bajo ROS con verificación previa de trayectoria; y supervisión de proceso apoyada en inspección aérea antes, durante y después de la intervención. A esto se suma un esquema de retroalimentación visual de fuerza dentro del visor MR, con barras de color codificadas por intensidad de contacto que siguen al extremo operativo del manipulador, reduciendo así el desplazamiento de la mirada del operador entre el objetivo y los indicadores.
Los ensayos de campo, realizados en una base de entrenamiento certificada en Guangzhou con operadores calificados, arrojaron una latencia promedio de video de 98 ms y de señal de control de apenas 12 ms, junto con un error máximo de posicionamiento de 4,4 mm frente a un límite admisible de ±10 mm para trabajos en tensión de 10 kV. El tiempo promedio de operación del sistema robótico se ubicó cerca de 1,74 horas, por debajo del promedio manual documentado de referencia de 2,25 horas, aunque los autores advierten que esta comparación no constituye evidencia estadística rigurosa por las diferencias en las condiciones de prueba. Adicionalmente, la incorporación de retroalimentación visual de fuerza elevó la tasa de éxito en tareas de sujeción y pelado de cable, pasando de un rango de 40 a 50% a 18 de 20 intentos exitosos entre operadores novatos. Estos resultados posicionan al desarrollo como una referencia técnica útil para empresas de energía que evalúan alternativas de automatización robótica orientadas a reducir la exposición de personal en labores de mantenimiento en tensión sobre redes de distribución.
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