Eficiencia Energética en la Industria 4.0

La Industria 4.0 va a ser un revulsivo tecnológico de la industria,  en cuanto se va conseguir fabricar productos con mayores niveles de calidad, de forma más rápida, y más baratos, gracias a esa optimización de los recursos. Y dentro de esta optimización de los recursos la eficiencia energética será uno de los puntos más destacados, ya que la energía supone uno de los costes más representativos en la industria.

La Industria 4.0. también conocida como Ciber-industria hace referencia a la cuarta revolución industrial, y que se fundamenta en la introducción de la tecnología digital en el ámbito industrial, donde su objetivo principal es tratar de organizar los medios productivos hasta lograr que las fábricas actuales se transformen en “factorías inteligentes” (smart factories), con el fin de adaptarse de forma óptima a las necesidades productivas y, por tanto, a los propios procesos de producción, para conseguir una asignación mucho más eficiente de los recursos.

Efectivamente, hoy en día, en el mundo el consumo energético de la industria representa aproximadamente un tercio del consumo energético total. Por lo que el control y gestión del consumo energético de los procesos industriales van a estar presentes y serán un objetivo clave de la industria 4.0, ya que afectará enormemente en la competitividad de cada factoría.

Por otra parte, debemos recordar el programa más ambicioso de la humanidad en favor de la sostenibilidad y el medio ambiente que se ha fraguado en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) impulsados por las Naciones Unidas, y cuya repercusión en el las formas de uso y consumo energético pretenden que ser determinantes.

De entre los 17 ODS definidos por Naciones Unidas, se han identificado una serie de ellos que encajan perfectamente en el sector industrial y con los procesos productivos. Serían los siguientes:

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante
• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
• ODS 12: Producción y consumo responsable
• ODS 13: Acción por el clima

En este sentido, en estos entornos de gran complejidad conformados por las factorías de la Industria 4.0, las plataformas MES/MOM permitirán simplificar la gestión y la operativa de fábrica, manteniendo altos niveles de productividad, ya que permiten planificar las órdenes de fabricación de forma ágil, reaccionar a tiempo ante las incidencias de producción, gestionar de forma óptima la disponibilidad de maquinaria, etc. Pero, además, simplifican la visión integrada de los diferentes objetivos de los departamentos de las fábricas, por lo que se facilita el seguimiento de los principales KPIs y la afección particularizada de cada proceso a los mismo, pudiendo reaccionar a tiempo para cumplir con los plazos comprometidos.

Así pues, gracias a los sistemas MES/MOM, la industria 4.0 a pesar de su complejidad podrán tener controladas las variables energéticas, obteniendo consumos de energía eléctrica y térmica, de agua o de gas o vapor. Pero también, como se ha comentado, se podrán obtener consumos de las instalaciones industriales de cada una de las líneas de procesos, o incluso de los dispositivos o máquinas, así como la parte proporcional atribuible a cada uno de los productos fabricados.

Además, evidentemente, permitirán tener un control de los KPIs de consumo energético, por ejemplo, por unidad fabricada.

En este sentido se comportarán como módulos de gestión energética o se comunicarán con sistemas de gestión energética específicos y totalmente especializados, desarrollados para realizar la monitorización de los consumos energéticos en tiempo real, al ser capaces de capturar grandes cantidades de datos, de forma que pueden calcular, utilizando tecnología Big Data, la línea base de consumo de toda una factoría o si fuese necesario por departamentos.

Además, en el marco de la Industria 4.0, mediante el uso de tecnologías como Machine Learning o Deep Learning, o directamente usando Inteligencia Artificial, se podrá interpretar, pronosticar y posteriormente actuar en consecuencia, de forma automática tras un proceso decisivo para optimizar aspectos relativos a la eficiencia energética como:

• El tipo de consumo energético: detectando aquellos consumos ineficientes o identificando malos hábitos que supongan consumos de energía sin que repercutan directamente en la producción.
• El indicador de eficiencia energética y su seguimiento con el fin de optimizar los resultados derivados de la producción, así como compararse con otras factorías del grupo industrial o con sus competidores directamente, de forma precisa y fiable.
• La contratación de la energía: calculando de forma ajustada las diferentes variables de la tarifa de consumo energético, ajustando parámetros como la potencia requerida para la factoría, la discriminación horaria que suponga un ahorro económico en el suministro energético, pronosticando patrones energéticos a partir de la línea base de consumo, etc. Todo ello con el fin de poder contratar la energía de la forma más eficiente posible.
• Las medidas de eficiencia energética: que se podrían aplicar, de forma que se puedan identificar posibilidades de recuperación energética eléctrica o térmica, o de otras medidas complementarias como la implantación de cogeneraciones,
• La identificación de alternativas de generación/consumo energético: de forma que, mediante un sistema de gestión y control se pueda decidir a la hora de priorizar o decidir qué alternativa es la más eficiente y más efectiva en cada momento. Y, en definitiva, por medio de un sistema de micro-red inteligente con capacidad de aprendizaje, se podrá decidir en tiempo real cuál es el recurso energético más adecuado, desde el punto de vista de la eficiencia energética, que proporcione el kWh más barato a la factoría.

En definitiva, la eficiencia energética en instalaciones industriales ya es hoy en día un factor clave a la hora de conseguir que una factoría sea más competitiva. Pero la revolución que introduce en cuanto a procedimientos y tecnologías que ponen en juego, podrá estimar esta búsqueda por optimizar los usos y consumos energéticos, es decir, por conseguir una mayor eficiencia energética en las industrias.

¿Te interesa la eficiencia energética en instalaciones industriales?

Consulta nuestro Máster en Energías Renovables y Eficiencia Energética (módulo VII: Eficiencia energética en instalaciones industriales y estudios de viabilidad y financiación de proyectos de energías renovables).

Autor: José Javier Díez Vidal, docente Máster en Energías Renovables y Eficiencia Energética de EADIC.