Lo que parecía ciencia ficción es ahora una realidad.
La tecnología de los gemelos digitales está en marcha como parte de la Cuarta Revolución Industrial.
Un gemelo digital (digital twin) viene a ser una representación digital de un objeto, un proceso o servicio físico (p.ej. un motor a reacción, una planta de energía, un edificio, etc) al que se le incorporan datos en tiempo real, que pueden ser captados a través de sensores o tecnologías relacionadas con el Big Data, y que, una vez procesados (inteligencia artificial, cloud computing o machine learning), son capaces de hacer simulaciones antes de que se creen o implementen cambios en los sistemas reales.
Esto permite obtener una predicción de los que sucederá y los resultados que se obtendrán.
Ahora bien, para crear un gemelo digital es necesario recopilar muchos datos como los relativos al ciclo de vida de un producto, sus especificaciones de diseño, procesos de producción, información de ingeniería, etc.
Estos datos son los que van a permitir crear un modelo computacional que represente los comportamientos o estados del producto, servicio u objeto físico que replicar.
La cantidad de datos recogidos va a condicionar la precisión del modelo digital creado, respecto al modelo físico, y esto también determina que su implantación sea más o menos compleja.
Las empresas que quieran aplicar esta tecnología deben afrontar retos como la monitorización y digitalización masiva de sus procesos, aumentar la capacidad de almacenamiento, gestión y análisis de datos, y pasar de las representaciones digitales a las múltiples copias digitales simultáneas.
Las simulaciones generadas por el gemelo digital pueden mostrarse a través de representaciones 3D y modelado de realidad aumentada, facilitando la comprensión de los resultados obtenidos.
Con la tecnología del gemelo digital, las empresas pueden predecir diferentes resultados en base a datos variables, y anticipar cómo va a ser el funcionamiento o los resultados antes de implementarlos en los modelos físicos.
Gemelo digital para plantas de energía
La aplicación de la tecnología de gemelo digital en una planta de energía permite realizar un control predictivo de la planta, su optimización y el poder proponer mejoras en el diseño, gracias a la inteligencia artificial.
Una copia virtual idéntica de la planta puede mostrar el funcionamiento previsto y ofrecer sistemáticamente los datos disponibles de la planta, teniendo en cuenta la distribución, las distintas partes que componen la instalación y sus necesidades.
Además, al facilitar el control de la planta y la coordinación de la misma, se puede mejorar la eficiencia de su funcionamiento.
Ventajas de la tecnología de gemelos digitales
Las ventajas de los gemelos digitales aplicados a las plantas de energía vienen a ser, por tanto, las siguientes:
-
- Permite un mejor conocimiento sobre el funcionamiento de la planta, facilitando su optimización y la predicción del estado futuro de producción.
- Facilita el mantenimiento predictivo y reduce los riesgos asociados.
- Se reducen los costes de operación y mantenimiento.
- Se pueden llevar a cabo simulaciones de diferentes tipos de operación de la planta para la mejora de distintos procesos.
- Permite testar la planta o una operación concreta ante acciones no habituales y probar cambios antes de llevarlos a cabo.
- Se alarga la vida útil de las instalaciones.
- Se reducen las emisiones de CO2 asociadas a la producción energética, con lo que se mejora la salud ambiental.
Un gemelo digital para mejorar la producción sostenible de biogás
Esta tecnología de gemelo digital está a punto de convertirse en una realidad para las plantas de producción de gases renovables.
El Clúster Aragonés de Alimentación (Asociación Aragón Innovalimen) lidera un innovador proyecto para la mejora de la rentabilidad y sostenibilidad de las plantas de producción de biogás a través de la aplicación de esta tecnología.
El proyecto de investigación industrial, que lleva por nombre “DigitalTwin4AgroBiogas” diseñará y desarrollará un gemelo digital, basado en inteligencia artificial, con el fin de mejorar la viabilidad de las plantas y ofrecer una solución sostenible para el tratamiento de los residuos orgánicos.
Para ello, se analizarán las instalaciones que producen biogás a partir de residuos ganaderos (purines de cerdo) y residuos Sandach (subproductos de origen animal no destinados a consumo humano).
Con este proyecto se espera lograr mejorar la producción de biometano por tonelada de residuo, al tiempo que minimizar los costes relativos a la gestión de los residuos e incrementar el potencial de descarbonización del gas renovable generado.
Genia Bioenergy colabora en el desarrollo de este proyecto, junto a AEI-Gasnam, la empresa tecnológica Soluciones Cuatroochenta y la Ganadera Unida Comarcal (GUCO) del Grupo Arcoiris, resultando un proyecto multidisciplinar que integra a todos los actores implicados en la cadena de valor de la producción del biogás y a los agentes tecnológicos capaces de aportar las soluciones digitales.
Este proyecto “DigitalTwin4AgroBiogas” cuenta con el apoyo del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, dentro del marco del plan de recuperación, transformación y resiliencia, en su convocatoria 2022b de ayudas a agrupaciones empresariales innovadoras con el objetivo de mejorar la competitividad de las pequeñas y medianas empresas.
Una apuesta clara por la innovación para la mejora de los procesos que servirá para dar más impulso al potencial del desarrollo del biogás en nuestro país, de una forma eficiente y sostenible.
