Industria 4.0 Sostenible o cómo reducir el shock energético

La sostenibilidad ya no es algo que se plasma solo en los objetivos de RSC (responsabilidad social corporativa) o en algún párrafo dentro de esa definición de misión, visión y valores empresariales. La búsqueda de la eficiencia energética va mucho más allá. Ahora, además de ser un criterio cada vez más demandado por la sociedad, los inversores o los reguladores, es un aspecto determinante en la competitividad empresarial.

Tecnología e ingeniería en busca de la deseada eficiencia energética, que se traduce en ahorro de costes y mayor competitividad

Según un informe de CaixaBank Research, el sector de manufactura se posiciona como el principal consumidor de energía si sumamos las tres fuentes que mayor incremento de precios están experimentando: petróleo (70%), electricidad (27%) y gas natural (26%). En concreto, para poner en contexto, su consumo en el ámbito de la energía eléctrica es mayor que el asignado al total de los hogares españoles, que es de un 26% del total.

Imaginemos lo que puede suponer para una empresa que más de la mitad de sus costes de operación correspondan a costes energéticos… ¿Qué porcentaje de este sobrecoste se debe traspasar al cliente? ¿Cómo afecta eso a la competitividad?

En un contexto tan complejo, la tecnología y los servicios de ingeniería especializados se convierten en un aliado perfecto en busca de la deseada eficiencia energética, traducida en ahorro de costes y mayor competitividad.

Para profundizar sobre este escenario —y sobre el modo de entender mejor estos costes, integrarlos en el modelo de producción y hacer más eficiente el consumo energético— hemos hablado con Miquel Melero, Solution Leader de Smart Factory by aggity, y Luis Marzá, director de Innovation to Market en Sener.

Optimizar los procesos operativos

Aparte de lo relacionado con la materia prima, hay un factor que está influyendo especialmente en la competitividad de las empresas industriales: el incremento de los costes de la energía que necesitan para fabricar su producto.

A partir de aquí, según comenta Miquel Melero, la respuesta puede llegar a través del incremento del precio de venta de los productos —trasladando parte de esos sobrecostes al cliente— o tratar de contenerlo en la medida de lo posible optimizando los procesos operativos y los consumos de energía, lo que influye de forma positiva en la competitividad empresarial.

Según Luis Marzá, cerca del 90% del gas —y el 70% de la electricidad— que se consume en nuestro país se destina a actividades económicas. Es decir, los grandes volúmenes de consumo siguen estando en el ámbito empresarial.

Es más, hay determinadas empresas —las de mayor consumo energético— en las que el coste de la energía solía suponer entre un 50% y un 60% de sus costes de producción, pero que en estos últimos meses este porcentaje ha superado el 75%. “Imaginemos lo que esto puede suponer en términos de competitividad”.

Eficiencia y sostenibilidad

Aggity y Sener cuentan con una propuesta conjunta en el ámbito de la Industria 4.0 Sostenible, basada en la combinación de tecnología e ingeniería en busca de la eficiencia operativa y la sostenibilidad medioambiental.

Por un lado, cuando se habla de generación de energía, en esta Industria 4.0 Sostenible se incluyen dos elementos principales: proyectos de ingeniería y plataforma de gestión. En el primero de ellos se busca contar con información real y contextualizada sobre los costes energéticos actuales, las fuentes de energía alternativas que se podrían utilizar o el retorno de la inversión que se consigue.

Es posible planificar o ejecutar la producción buscando que sea lo más eficiente posible

En lo que respecta a la plataforma, el objetivo es ayudar a definir cómo se orquestan las diferentes fuentes de energía. “Esta plataforma permite, por ejemplo, planificar o ejecutar la producción buscando que sea lo más eficiente posible, tomando el consumo energético como un vector más en la eficiencia operativa, que se suma a otros como los plazos de entrega, la disponibilidad de materias primas o la capacidad de los recursos, etc.”.

Antes, la eficiencia operativa se centraba en mejorar los procesos que soportan la producción, pero sin tener muy en cuenta la sostenibilidad. “El consumo de energía es un vector más a la hora de ser eficiente desde un punto de vista operativo. Ya no vale producir de cualquier manera. Si no le das importancia a estos temas, igual todavía puedes dar los últimos coletazos, pero, como planeta, no te lo vamos a perdonar”.

La sostenibilidad ha pasado de ser algo relacionado con los valores a ser un tema puro de negocio

Efectivamente, la sociedad está muy concienciada con estos temas, pero es que esto también atañe al nivel de competitividad. Los criterios ESG son un factor cada vez más determinante en todos los procesos de fabricación, que afectan ya a toda la cadena de valor de un producto, especialmente desde el punto de vista de la eficiencia operativa.

“La sostenibilidad ha pasado de ser algo relacionado con los valores a ser un tema puro de negocio. Como no seas así, no vas a ser competitivo, es decir, te van a echar del mercado”.

Medir la sostenibilidad

Simplificando el mensaje, cuanto mayor sean el ahorro, cuanto más sostenible se sea y más se puedan reducir los costes en el consumo energético o de materia prima, más se está ayudando al planeta y, por ende, aumenta la competitividad. Pero, para ello es necesaria la ayuda de las tecnologías y herramientas vinculadas al concepto de Industria 4.0 Sostenible.

Pero, como bien apunta Luis Marzá, ¿Es que sería viable una industria sostenible sin ese 4.0? El concepto de Industria 4.0 se centra sobre todo en digitalizar los procesos productivos y en la captura de datos de múltiples fuentes que ayuden a tomar decisiones informadas, a hacer predicciones…

“Estos datos, y las tecnologías asociadas, van a permitir contar con información real respecto a todos los procesos productivos en toda la cadena de valor. Esto, además, permite que se puedan hacer comparaciones desde un punto de vista más cuantitativo, y no tan cualitativo”.

De hecho, uno de los grandes problemas es la dificultad para medir cuál es el nivel de sostenibilidad de una empresa. “Saber cuándo se está cumpliendo con ciertos parámetros es algo que todavía está por resolver y estandarizar. La industria 4.0 permite planificar, ejecutar y medir conceptos relacionados con la sostenibilidad y darles credibilidad a través de tecnologías como blockchain”.

La industria 4.0 permite planificar, ejecutar y medir conceptos relacionados con la sostenibilidad y darles credibilidad

Tal y como apunta Miquel Melero, quizá el indicador más adecuado para medir ese índice de sostenibilidad sea la huella de carbono. “Ahora la tecnología permite contar con información en este ámbito, incluso a nivel de pieza producida. Pero no de manera global, haciendo la media, sino a través de datos capturados durante todo el proceso de fabricación de esa pieza en concreto, contemplando el consumo en función de, por ejemplo, el precio de la energía en el momento de su fabricación (horarios valle)”.

La integración es la clave

Una de las claves de este concepto de Industria 4.0 Sostenible es la posibilidad de integrar, ser capaces de establecer canales de comunicación con todo lo que afecta a los procesos de producción. Por ejemplo, que los contadores de energía se integren con el sistema de gestión de la producción. “En ese momento, sé lo que estoy consumiendo, lo que estoy gastando en energía, y lo que estoy produciendo”.

Además, toda esta información se debe registrar e historizar para que, a través de tecnologías como machine learning, sea posible hacer predicciones en función de múltiples escenarios. “Si tengo una red de placas fotovoltaicas y una batería, se pueden tomar decisiones respecto al consumo o almacenaje de esa energía en función del clima venidero (si los próximos días serán más o menos nublados) o de las fluctuaciones que tiene el precio de la energía”.

Y el siguiente paso es automatizar. Con toda esa información digitalizada, el sistema —la plataforma— puede tomar determinadas decisiones por sí solo, sin que sea necesaria la presencia de un operario.

Pero todo esto hay que basarlo en la información adecuada, en capturar los datos que son relevantes con respecto a esta búsqueda de la eficiencia energética. En palabras de Luis Marzá, unir el conocimiento de una empresa especializada en el ámbito de la energía y el de otra que sabe mucho sobre nuevas tecnologías. Eso es lo que hace que surja la magia.

Lo que se busca es que todas esas inversiones proporcionen unos ahorros claros en meses

“Cuando abordamos este tipo de proyectos se suele dar el caso de que los datos que necesitamos ya existían —no es necesario introducir sensórica adicional— pero nadie estaba haciendo uso de esa información”.

Pero cuando esos datos no existen, la tecnología tiene que ayudarte a conseguirlos y a entregarlos allí donde se requiere, en el momento adecuado y en el formato preciso, definiendo también cómo se van a correlacionar con el resto de los sistemas o los insight que se pueden extraer de ahí. “Al final, se trata de conseguir una serie de herramientas que ponemos en manos de un ingeniero energético para que pueda buscar un mayor nivel de eficiencia en la operativa”.

Además, lógicamente, el ROI (return on investment) es algo que está ligado de forma clara a estos proyectos. “Lo que se busca es que todas esas inversiones proporcionen unos ahorros claros en meses”.

Operación sostenible

En este escenario, Sener está realizando una importante apuesta por el EMS (energy management system). Este es un concepto muy utilizado ya, que se basa en un cerebro operado por expertos en el ámbito de la energía empleando tecnologías de diversas índoles. Se trata de una plataforma multisectorial, accesible por cualquier empresa que quiera optimizar su consumo energético.

A grandes rasgos, cuenta con tres grandes áreas de actuación. Una primera de monitorización, es decir, saber lo que consumes. “Esto no es ninguna obviedad: hay empresas que no tienen información al respecto más allá de la factura mensual”.

El siguiente paso es el de optimización. Incluso sin que sea necesario realizar inversiones adicionales en equipos o tecnologías, el objetivo es sacar el máximo partido posible a lo que ya hay, y hacer que sea lo más eficiente posible.

La tercera etapa es la de dimensionamiento, en la que se prescribe qué les falta a las empresas teniendo en cuenta el potencial al que podrían llegar. Ahí entran soluciones relacionadas con el autoconsumo, baterías, energías alternativas, etc.

Ahí es donde entra aggity, conectando el mundo de la energía con el de la operación en planta

Pero, según recuerda Miquel Melero, las plataformas EMS se suelen quedar en el proceso de monitorización de la energía, y no tienen en cuenta lo relativo a la producción. Este concepto de sostenibilidad se basa en saber cuál ha sido el impacto en la huella de carbono por cada unidad producida.

“Ahí es donde entra aggity, conectando el mundo de la energía con el de la producción o la operación en planta. Ese es un punto diferenciador de esta plataforma con respecto a otros EMS”.

De hecho, podríamos llegar a un punto en el que hubiera un modo de operación en el sector industria que fuera «sostenible», dirigido por el EMS y por el MES (manufacturing execution system). “Entre ellos se pondrían de acuerdo para —en función de parámetros de demanda, de stock u otros— decidir cambiar del modo de máxima producción a otro en el que se priorice la sostenibilidad”.

Aplicación en TMB Barcelona

Es muy habitual encontrar este tipo de tecnologías aplicadas al mundo de la climatización. De hecho, hay un caso muy interesante en la red de Metro de TMB Barcelona a través de la solución Respira.

Por dar algunas cifras, en el último año ha permitido a TMB Barcelona ahorrar 1,7 millones de euros y reducir un 20% el gasto eléctrico de sus estaciones. Aparte del ahorro de costes, también ha evitado la emisión de 1600 toneladas de CO₂ a la atmósfera, pero lo más importante es que, además, respondió a las demandas de los usuarios.

“Cuando empezamos a trabajar con TMB Barcelona, su principal preocupación era curiosamente el confort de los usuarios: Barcelona es una ciudad a nivel del mar: mayor humedad relativa en el ambiente. Ahora, no solo han mejorado los resultados en las encuestas de satisfacción, también han conseguido una mayor eficiencia energética, un importante ahorro económico y una mejora del índice de sostenibilidad”.

Además, en estos sistemas de climatización a través de BMS (building management system) es muy típico tener un modo manual que gestiona directamente un operario. La propuesta que pone encima de la mesa aggity “es que se pueda definir también un sistema superior, que es el que da órdenes a este modo local, SCADA o BMS, activando un “modo sostenible”. Esto debería ser algo habitual en sistemas de climatización o BMS”.

Otras aplicaciones

Evidentemente, esta necesidad de optimizar el consumo energético afecta especialmente a las empresas más electro intensivas, en el ámbito de la industria, que son las que están ya dando pasos en este sentido.

Simplemente aplicando optimizaciones ya se están consiguiendo ahorros superiores al 25%

En el caso del sector industrial, Miquel Melero nos habla de un interesante proyecto que están desarrollando en una empresa del sector de automoción. “Estamos integrando todo lo relativo a la gestión de la energía con procesos propios de producción. Uno de los objetivos de este proyecto es, por ejemplo, interferir en el consumo de los aparatos de aire comprimido y ser capaces de decidir cuándo hay que ponerlo en marcha o pararlo en función de la producción”.

Por su parte, Luis Marzá pone el acento sobre los ahorros que están consiguiendo —superiores al 25%— simplemente aplicando optimizaciones, sin tener en cuenta otros factores relacionados con el dimensionamiento o la introducción de activos diferentes.

“Por ejemplo, en lo que tiene que ver con edificación o infraestructuras, estamos trabajando en la Universidad del País Vasco, en el Ayuntamiento de Bilbao, en el aeropuerto de Valencia y, evidentemente, también en nuestras propias oficinas”.