Tecnologías avanzadas para mejorar la coordinación de los procesos en las plantas industriales
DICYT - El Grupo de Investigación Reconocido (GIR) Control y Supervisión de Procesos de la Universidad de Valladolid (UVa) forma parte de un proyecto europeo, denominado CoPro y financiado por el programa Horizonte 2020, que tiene como fin último mejorar la coordinación de los distintos procesos que tienen lugar en las plantas industriales mediante el uso de modelos matemáticos, algoritmos y sistemas de cálculo avanzado.
La iniciativa, puesta en marcha en noviembre de 2016, cuenta con un presupuesto de más de 6’5 millones de euros y la participación de 17 centros de investigación e industrias de Alemania, España, Francia, Reino Unido, Bélgica, Suiza y Grecia, donde se van a implementar y probar las tecnologías desarrolladas.
Como explican a DiCYT César de Prada y José Luis Pitarch, responsables del proyecto en la UVa, la iniciativa surge de un proyecto europeo anterior, el proyecto MORE, en el que ya se trabajó en integrar sistemas de monitorización y optimización de recursos en tiempo real en grandes plantas de producción, con el fin último de mejorar la eficiencia en estas industrias, reducir costes y minimizar el impacto ambiental.
“Fuimos conscientes de que era necesario ampliar y extender las ideas y los métodos que habíamos puesto en marcha en este proyecto, ya teníamos relación con varios de los socios y planteamos uno nuevo”, recuerdan. No obstante, en este proyecto el equipo da un paso más. “Más allá de considerar procesos aislados en los cuáles se puede conseguir un ahorro energético o un aumento de la producción, hay que tener en cuenta que en las industrias todos los procesos están muy interconectados, y muchas veces por mejorar un proceso concreto se puede empeorar otro”.
De este modo, añaden, es necesario “poner en marcha soluciones globales que consideren la interacción de las distintas partes de una factoría, coordinar secciones y distribuir los recursos de la mejor manera posible”. Así, el proyecto CoPro se ocupa “de buscar soluciones óptimas considerando las distintas interrelaciones entre las partes del proceso”, contemplando los problemas de una forma “más global”.
La metodología que utiliza el equipo está basada fundamentalmente en modelos. “Estudiamos el proceso y, a partir de este estudio y de los datos de planta, obtenemos modelos con los que es posible tomar decisiones. Utilizamos algoritmos y sistemas de cálculo basados en estos modelos para obtener en tiempo real las mejores alternativas de operación y decidir sobre ellas”, detallan.
Uno de los avances más importantes del proyecto es la consideración de horizontes de predicción, es decir, se tienen en cuenta las consecuencias futuras que puede tener una decisión inmediata. “Las decisiones inmediatas pueden influir en cómo se va a comportar el proceso al cabo de un cierto tiempo. Tratamos de que una decisión que pueda ser buena en el momento no genere después un cuello de botella o una degradación de parte del proceso”, explican.
Cinco casos prácticos
El proyecto, coordinado por la Universidad Técnica de Dortmund (Alemania) y cuya conclusión está prevista a finales de abril de 2020, incluye la implementación de este tipo de soluciones en cinco demostradores, cinco industrias de los ámbitos petroquímico, de producción de polímeros, celulosa, envasado de productos de consumo y procesamiento de alimentos.
El grupo de investigación de la UVa, que ha recibido cerca de 300.000 euros de la Comisión Europea para desarrollar el proyecto, está trabajando más estrechamente con la conservera Frinsa del Noroeste, con factorías en la provincia de La Coruña, donde ya se han realizado los estudios e instalado diversas soluciones de coordinación y planificación de la producción, de cara a realizar pruebas en un entorno real. Sin embargo, la participación del grupo en CoPro no se limita al ámbito nacional, como muestra su larga colaboración con la fábrica de fibra viscosa Lenzing AG en Austria, donde se abordan problemas de coordinación de la producción y tareas de mantenimiento en redes de evaporación y recuperación de calor.
Tal y como apuntan los investigadores, “el proyecto está ya bastante avanzado, en todos los casos se han realizado los estudios, hay resultados en simulación y ahora se está trabajando en su implementación práctica”. Estas industrias serán las beneficiarias finales de la tecnología diseñada en el proyecto, pero el objetivo es que no solo se quede ahí, sino que los sistemas resultantes “puedan ser aplicados en multitud de industrias”. “Aunque los problemas de una determinada industria puedan ser concretos, todos tienen una base común y el proyecto nos prepara muy bien para poder dar una solución similar en diferentes tipos de procesos”, concluyen. El proyecto tendrá su colofón en mayo en Alemania, donde se realizará un evento final, abierto al público, en el que se presentarán los resultados.