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Reducir el coste energético de los procesos de depuración de agua industrial es posible

proyecto Gedai

25/06/2024

El desafío de la mejora permanente de la eficiencia energética, entendido en un contexto de mejora de su productividad y consecuente competitividad, siempre ha estado en el horizonte de las industrias manufactureras. Esta mejora energética, más allá de políticas empresariales específicas características principalmente de grandes empresas, tenía su motivación principal en el coste energético inherente a cada proceso industrial y en exigencias o ventajas de distinta índole por ser más eficiente energéticamente. Ello daba lugar, por un lado, a que las empresas más energéticamente intensivas, como las refinerías de petróleo, las metalúrgicas o la industria química, por poner algunos ejemplos, abordaron la mejora permanente de la eficiencia de sus procesos por una cuestión de sostenibilidad tanto medioambiental como económica de su actividad.

Por otra parte, en el último lustro, y principalmente a raíz de acontecimientos como la pandemia de la COVID-19 o la invasión de Rusia a Ucrania, la energía ha evolucionado de la categoría de “coste” a la de “recurso estratégico” de una manera generalizada en la práctica totalidad de las industrias manufactureras. Si, además, consideramos las exigencias de emplear el agua de manera más racional como otro de los recursos estratégicos clave, se concluye que el binomio formado por el agua y la energía deben formar parte del núcleo de las estrategias de sostenibilidad de las empresas a las que aplique.

Proyecto Gedai

En este contexto el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) ha desarrollado el proyecto Gedai, cuyo propósito es mejorar el rendimiento productivo y optimizar el consumo energético, así como la huella de carbono, de aquellas empresas que como consecuencia de su actividad generan residuos de agua industrial.

Para Alejandro Rubio, responsable del proyecto «Gedai nace para dar respuesta efectiva a esta necesidad. El proyecto busca desarrollar y validar una metodología de despliegue rápido y efectivo de ‘gemelos digitales’ para la mejora productiva, energética y medioambiental«. En este proyecto se desarrolla y aplica una exitosa metodología de prototipado rápido de ‘gemelos digitales’, que aborda el reto de la digitalización, así como la optimización energética y productiva a la cadena de valor de generación y tratamiento del agua residual industrial, asociada a un proceso manufacturero.

Sin embargo, uno de los principales retos que se abordan en el despliegue de esta herramienta habilitadora es proporcionar un enfoque estandarizado para que cualquier empresa pueda tener acceso a esta tecnología con independencia de sus particularidades y limitaciones. «Esta tecnología de vanguardia permite virtualizar el proceso y plantear escenarios de optimización, realizar funciones de seguimiento o incluso predecir comportamientos e impacto de medidas, entre otras cosas. La importancia de la metodología a desarrollar en Gedai radica en el acceso limitado de que disponen gran parte de las empresas a esta tecnología», ha explicado Alejandro Rubio.

Otra barrera que multitud de empresas señalan es la poca capacidad de inversión que se tiene en proyectos de implantación de este tipo, dada la indefinición del alcance de implementación y puesta en marcha a la que en ocasiones se enfrentan. Por ello, uno de los principales objetivos del proyecto es mejorar el rendimiento energético y medioambiental de procesos con efluentes de agua de proceso mediante el desarrollo y aplicación de una metodología de despliegue rápido que se adapte a la necesidad de cada empresa, buscando la aplicación del concepto de Gemelo Digital que resulte óptima para dicho caso.

La metodología aplicada tiene el potencial de abordar mejoras productivas, así como reducción consumo energético y huella de carbono. Para Alejandro Rubio los sectores directamente beneficiados con este propósito «son aquellos que dispongan de maquinaria o procesos que generen agua que deba ser tratada, planteando un enfoque transversal, si bien la metodología se diseña con el fin de poder ser potencialmente aplicada a cualquier empresa manufacturera».

Beneficios para las empresas

De esta manera, el proyecto busca conseguir una serie de beneficios para las empresas participantes en él. Entre ellos, se incluye mejorar su capacidad de predicción del consumo energético y estimación de impacto medioambiental, en el cual la huella hídrica juega un papel muy importante. De la misma manera, la potencia que proporciona el gemelo digital energético para realizar multitud de simulaciones en entorno totalmente digital permite disminuir el riesgo y maximizar la representatividad de las conclusiones que se obtengan, considerando tantos escenarios como necesidades tenga la empresa. Además, uno de los elementos centrales de la generación y aplicación de los gemelos digitales en el contexto del proyecto es la aportación de valor para la empresa, entendiendo sus necesidades e implementando soluciones que las resuelvan de manera sólida.

Además, participan en el proyecto dos perfiles de empresa. Por un lado, empresas del sector del tratamiento de agua, participando con el fin de alinear el desarrollo de los gemelos digitales de las empresas en plantas industriales con los estándares de dicha tecnología tal y como se aplica en las plantas de tratamiento de agua residual. El segundo perfil de empresa habilitadora tecnológica, usualmente asociado a empresas de ingeniería especializada, representa asimismo un socio clave para la implementación efectiva de los gemelos digitales en la planta.

Precisamente, esta herramienta encuentra una de sus principales y más prometedoras líneas de explotación en su uso para la mejora de la eficiencia energética de los procesos industriales de manufactura, ya que permite simular en un entorno digitalizado la mejor manera de operar en la planta industrial con el fin de minimizar el impacto energético. Y, sin embargo, a pesar de la potencia de los Gemelos Digitales Energéticos y su capacidad de predecir las acciones más eficientes y sostenibles en planta, existen una serie de condicionantes o limitantes a su implantación, entre los cuales destaca el bajo grado de digitalización energética (sobre todo característico de Pymes), el desconocimiento de su uso, o los problemas de estandarización de la solución al caso de cada empresa. 

Sin duda, el proyecto Gedai forma parte de los nuevos retos para afrontar el cambio climático con el objetivo de alcanzar la neutralidad energética para 2050. Por ello, que los planes estratégicos nacionales se centran en la necesidad de superar deficiencias en materia de eficiencias energéticas y de procesos en las plantas de tratamiento; energías renovables; emisiones de efecto invernadero; así como subproductos para la mejora de los procesos con incidencia en los objetivos de energía y clima; así como también en economía circular.

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