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Internet of things, Big data, data analytics, inteligencia artificial, realidad aumentada, fabricación aditiva...Estos, entre otros, son los campos de desarrollo tecnológico de lo que hoy llamamos la cuarta revolución industrial o industria 4.0.

La tendencia natural es que las fábricas vayan incorporando poco a poco alguna de éstas tecnologías en su proceso de digitalización. De hecho, se estima, que para el año 2020 el 80% de las fabricas estarán digitalizadas, dando lugar a un 20% de empresas que dejarán de ser competitivas.

Desde las instituciones públicas, nos recuerdan día a día de lo importante que es la digitalización en las fábricas. Para ello, existe un paquete de ayudas que permiten a empresas ir incorporando soluciones de este tipo en sus instalaciones. Como por ejemplo, desde las instituciones vascas (SPRI), ofrecen la ayuda “Industria Digitala”, en la que ofrecen una ayuda económica para la incorporación tecnológica en pymes industriales manufactureras. Así como la “Basque Industry 4.0”, que apoya económicamente a aquellas empresas que desarrollen soluciones que aborden la transferencia tecnológica.

Gracias a este bombo platillo que se están dando de la industria 4.0, las oportunidades de negocio en este sector están creciendo exponencialmente. Y consecuentemente, están aflorando una infinidad de empresas que desarrollan soluciones para la digitalización de fábricas.

 

¿Cualquier solución tecnológica es válida para nuestra fábrica?

 

La respuesta es un claro y rotundo NO.

Desde mi punto de vista, en la actualidad hay una mayor oferta tecnológica para la industria 4.0 que demanda existente. En estos momentos he podido comprobar que existen dos escenarios diferentes:

1- Empresas cuyos gerentes o responsables han podido ver las excelencias de la industria 4.0 en ferias o eventos de índole institucional, los cuales consideran que pueden mejorar procesos o productividad de sus plantas incorporando alguna solución de este tipo.

2- Empresas manufactureras de pequeño mediano tamaño que su principal objetivo, debido a la situación económica de éstas, es principalmente la producción diaria.

Para aquellas empresas que están dentro del grupo 1, normalmente no saben muy bien que es lo que deberían incorporar para su digitalización. Por lo que les recomiendo que hagan un profundo análisis interno de que es lo que necesitan.

Cada vez se instalan más soluciones de captación de datos en las máquinas, para obtener parámetro de las mismas en tiempo real. Desgraciadamente, hay empresas que invierten en este tipo de instalaciones y luego a la larga no hacen absolutamente nada con los datos. Por tanto, lo primero de todo es preguntarse si esa obtención de datos va a derivar en una acción, puede ser preventiva o mismamente predictiva.

 

Por lo que vuelvo a remarcar, hay que preguntarse que es lo que me va aportar la solución que voy a instalar, para asegurarse el éxito de su implantación. Posiblemente, el uso de gafas de realidad aumentada para controlar la calidad de las piezas en una calderería de 15 personas, puede que esté sobredimensionado.

La mayoría de las soluciones de industria 4.0 que se ofrecen hoy en día están diseñadas para la mejora de los siguientes campos:

• Producción
• Organización (rrhh, empresa)
• Mantenimiento
• Calidad

Por lo que mi recomendación es antes de nada, tener bien identificado cual de estos campos es el que queremos mejorar, para luego hacer un estudio de la oferta de soluciones tecnológicas.

Para aquellas empresas que están dentro del grupo 2, es muy complicado hacerles ver que una inversión en digitalización les puede ayudar, ya que en su cabeza siempre hay números y el retorno de inversión de la implantación de estas soluciones no es temprana y a veces no está del todo clara.

 

Beneficiados

 

A mi parecer, existe un sector que se ha visto muy beneficiado de la irrupción de la industria 4.0, y son los proveedores de ERPs.

Estas empresas han hecho bien sus deberes y ya ofrecen al día de hoy dentro de sus ERPs módulos de mantenimiento 4.0 y están preparados para una conectividad máquina a máquina.

Además, muchas fábricas en su proceso de digitalización, puede que solo necesiten mejorar a nivel organizativo, por lo que la adquisición de un ERP se presenta como el primer peldaño en dicho proceso.

Empresas como Ibermatica, Spyro y Sisteplant entre otras, están muy involucradas en esta integración.

Una de las mayores debilidades de un ERP, es que suelen ser complejos en su uso y no muy económicos. Además al incorporar soluciones tecnológicas en planta, va a recaer un mayor peso en el operario, mediante uso de tablets y otros dispositivos, por lo que el uso de un ERP complejo puede generar un rechazo para el operario.

 

Amenazas

 

Existen unas cuantas amezanas para aquellas empresas que desarrollan soluciones para la industria 4.0, como pueden ser la falta de interés de muchas empresas, ya que hasta hoy no han tenido necesidad de instalar nada y han sobrevivido sin problemas, por lo que hay que tener bien alineados los clientes potenciales.

También, dependiendo del entramado empresarial al que se quiera llegar, puede que abunde las caldererías o empresas de subcontratación que no están preparadas para este tipo de instalaciones.

Y por último y no por ello menos importante, los fabricantes de maquinaria industrial, empiezan a incorporar en su máquinas soluciones de este tipo. Por lo que puede que estos fabricantes fagociten a éstas empresas desarrolladoras, aportando una mayor confianza al cliente.

 

Conclusión:

 

La tendencia indica que va ser necesario en los próximos años tener en las fábricas un mínimo nivel de digitalización para ser competitivos, por lo que respondiendo al título del artículo, SÍ va a ser necesaria la cuarta revolución industrial. Posiblemente el ritmo de implantación de soluciones tecnológicas sea más lento del que creemos o queremos.

En la correcta elección del tipo de tecnología a implantar está el éxito de mejoras en nuestra planta y el éxito de negocio para las empresas desarrolladoras. Por lo que el estudio previo de proceso a mejorar y el análisis de personal cualificado que tenemos en planta para el uso de tecnologías, se hace indispensable.


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Todos recordaremos de nuestra estancia escolar que la materia tiene tres estados: sólido, líquido y gaseoso y de como pasar de un estado a otro aportando o restando energía. Pero como todo en esta vida se modifica, se complementa o se elimina, no iba a ser menos en la física.

El plasma está considerado como el cuarto estado de la materia y de hecho es el estado más común en el Universo, no así en nuestro planeta Tierra.

La fuente generadora de plasma más cercana a nuestro planeta se encuentra en el Sol. Todas las estrellas son gigantescas bolas de plasma y concretamente el sol nos envía plasma a la Tierra con las erupciones que se producen en su superficie, de las cuales hablé en este artículo(click aquí).

Aparte de las estrellas, el Universo está repleto de plasma, representando el 99% de la materia visible. Desde nebulosas plasmáticas, toroides de plasma en planetas, hasta galaxias conectadas entre sí por puentes de plasma.

 

¿Qué es realmente el plasma?

 

El plasma es un fluido que tiene propiedades similares al estado gaseoso, por tanto podemos concluir que es una mezcla entre líquido y gas. Una de sus principales características es que sus partículas están cargadas eléctricamente y no poseen un equilibrio electromagnético. Por ello, el plasma es un gran conductor eléctrico.

-Usos del plasma en la industria aeronáutica y en defensa- El plasma es un fluido que tiene propiedades similares al estado gaseoso, por tanto podemos concluir que es una mezcla entre líquido y gas

 

Plasma en la Tierra

 

Aunque la presencia del plasma es muy común en el espacio, como hemos dicho antes, en nuestro planeta no lo es tanto y solamente lo podemos observar de forma natural en ciertos procesos meteorológicos como son los rayos de las tormentas eléctricas.

Pero nadie ha dicho que no se pueda crear artificialmente, de hecho algunas bombillas de uso comercial generan luz proveniente de un plasma. Para ello, lo único que tenemos que hacer es ionizar átomos, es decir, arrancar los electrones de esos átomos bajo unas condiciones óptimas de presión y temperatura y dejar que estos mismos electrones se desplacen libremente.

El plasma puede contener electrones, iones positivos, átomos y moléculas de gas neutro y excitado, las cuales contienen una gran energía que al ir perdiéndola emiten luz brillante de color rosa y morado, dependiendo de la composición gaseosa.

 

Plasma en la aeronáutica

 

El futuro de los motores en la aeronáutica pasa por el uso del plasma para su propulsión. En la Universidad Carlos III de Madrid tienen un proyecto que consiste en analizar cuales son las posibles mejoras en los motores de las futuras naves espaciales y obviamente el plasma es el actor principal de esta investigación.

Desde el departamento de Ingeniería Aeroespacial de la UC3M, se han centrado en el desarrollo de sistemas propulsión por plasma. A diferencia de las naves espaciales actuales, las cuales se propulsan gracias al calor generado por la combustión de un combustible, en las de propulsión por plasma se utilizaría energía electromagnética.

Para ello, generan un plasma y lo confinan en una cámara a través de un campo magnético, gracias a la aplicación de un campo eléctrico muy potente, el plasma es acelerado y expulsado a gran velocidad en forma de chorro, creando un empuje bestial capaz de expulsar el cohete del campo gravitatorio terrestre.

-Usos del plasma en la industria aeronáutica y en defensa- El plasma es un fluido que tiene propiedades similares al estado gaseoso, por tanto podemos concluir que es una mezcla entre líquido y gas

Armas de plasma

 

Como no iba a ser menos en esta ocasión, parece que también vamos a imitar las armas que utilizan en las películas de ciencia ficción, en las cuales se aprecia como sale del arma un filamento luminoso direccional hacia el blanco, capaz de matar a personas y destruir todo aquello que se ponga en su camino.

Investigadores de la Universidad de Missouri han desarrollado un método de creación y lanzamiento de plasma a través del aire, que inicialmente tiene como objeto la investigación en el campo de la generación y almacenamiento de nuevas energías, pero obviamente el sector armamentístico ya está interesado en ello.

En este caso los investigadores han desarrollado un sistema que lanza anillos de plasma a través del aire. Para ello, se crea el plasma ionizando y éste es expulsado a través del dispositivo de forma parecida que en el caso de lo motores espaciales, a diferencia que aquí el mismo plasma genera su propio campo magnético para conservar la forma una vez está en contacto con el aire.

 

Cierre:

 

Aunque el plasma ya ha estado presente en diferentes artículos comercializados, sus grandes propiedades está abriendo campos de investigación para el desarrollo de la aeronáutica y las nuevas energías.

El problema inicial que presentaba el plasma de confinamiento, se está solucionando aplicando campos magnéticos para su contención, hecho que lo convierte en un líquido-gas controlable.

Como ya ha ocurrido con otros dispositivos que han aparecido en películas de ciencia ficción, parece que en un futuro no muy lejano veremos naves propulsadas por plasma y policías usando armas al estilo soldado clon de Star Wars. Así que no os queda otra que entrenar duramente, para encontrar el lado de la fuerza...


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Han pasado años desde la aparición del primer láser, nada más y nada menos que 50, y desde aquel momento se ha convertido en un elemento cotidiano en nuestras vidas. Lo hemos visto en discotecas, en aparatos electrónicos, en tiendas de chinos y hasta en centros de depilación.

Pero cuando parecía que la evolución de esta tecnología se había quedado un poco estancada, aparece el ultraláser.

Antes de meternos con la explicación de lo que es el ultraláser deberíamos explicar lo que es realmente el láser. El láser es un acrónimo de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, es decir es una luz creada artificialmente debido a la emisión estimulada de radiación, donde dicha estimulación se consigue, a grandes rasgos, gracias a la pérdida de energía de ciertos electrones en los átomos producida por fotones.

Sin entrar en explicaciones complicadas, la diferencia principal de un ultraláser con un láser convencional es su potencia.

 

¿Qué es un ultraláser?

 

El ultraláser o laser ultra intenso, tiene una potencia de un petawatio (1 pW) y aunque es una cifra realmente alta, no nos hacemos a la idea hasta que os diga que se puede asemejar a la potencia creada por todo el parqué automovilístico del planeta o un millón de veces la potencia eléctrica instalada en España.

-Un ultraláser llamado Vega-Vega, como el nombre de la estrella más brillante del hemisferio norte, es uno de los 10 láseres más potentes del mundo y está situado en el Centro de Láseres Pulsados Ultracortos de Salamanca (CLPU).

Si nos fijamos en la ecuación física de potencia, vemos que es la energía partida por el tiempo (P=E/t). Por tanto, para conseguir esas elevadas potencias se puede realizar de dos formas, uno teniendo grandes energías en unos pulsos relativamente largos, técnica utilizada en láseres de fusión nuclear o teniendo unas energía relativamente moderadas y que el pulso de luz sea muy muy pequeño, exactamente del orden de los femtosegundos (1x10-15 segundos).

 

Proyecto Vega

 

Vega, como el nombre de la estrella más brillante del hemisferio norte, es uno de los 10 láseres más potentes del mundo y está situado en el Centro de Láseres Pulsados Ultracortos de Salamanca (CLPU).

Vega es un láser ultracorto y ultrapotente y su pulso de luz dura unos 30 fs, más o menos lo que tardaría la luz en atravesar el espesor de una hoja de papel. Vega, a diferencia de otros láseres convencionales hechos a través de gas o diodo, está construido con zafiros artificiales de un tamaño de 30 cm a los que se le han añadido impurezas de titanio. El titanio tiene como propiedad la capacidad de absorver luz y emitirla en diferente color y en Vega convierte el láser verde en laser de luz infrarroja.

El láser generado por Vega es de unos 24 cm de diámetro y gracias a unas lupas muy sofisticadas consiguen concentrar ese haz en uno de unas 100 micras, con una densidad de energía descomunal.

El CPLU utiliza a Vega como un centro de usuarios no como un centro de investigación, es decir, los miembros del CPLU no investigan con Vega, sino que es una herramienta abierta a los diferentes grupos de investigación del planeta que quieran hacer experimentos con este tipo de láseres tan poco comunes.

-Un ultraláser llamado Vega-Vega, como el nombre de la estrella más brillante del hemisferio norte, es uno de los 10 láseres más potentes del mundo y está situado en el Centro de Láseres Pulsados Ultracortos de Salamanca (CLPU).

 

Aplicaciones de los ultraláser

 

Debido a la duración tan corta de los pulsos de luz de estos ultraláser, a un ritmo de miles de pulsos por segundo, permite estudiar fenómenos muy rápidos como podría ser el movimiento de los electrones en las moléculas, casi de un forma estroboscópica.

Otra importante aplicación es la creación de fuentes de rayos x de diferente naturaleza a los actualmente existentes, con el fin de poderlos usar en campo médico, aumentando la nitidez de las imágenes que ofrecen los actuales.

También se podría utilizar este láser para direccionar electricidad a través del aire, tanto para un uso de pararayos o otras aplicaciones más sofisticadas donde se necesite transportar electricidad a grandes distancias sin la necesidad de cables.

Al fin y al cabo, Vega o el resto de ultraláser son aceleradores de partículas y han abierto nuevas línea de investigación dentro del campo de la física de partículas, debido a su interacción con la materia y a la capacidad de generación de aceleración.

 

Cierre:

 

A parte de los láseres de recreo existen otros modelos más desconocidos y de gran utilidad en el sector industrial y médico.

Los ultraláser se han convertido, debido a sus propiedades, en la principal competencia de los aceleradores de partículas, ya que para su construcción no se necesitan grandísimas inversiones ni gigantescas infraestructuras. Así que puede que algún día lleguen a desaparecer estos gigantescos donut y podamos realizar los mismos experimentos en una sala de laboratorio.


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Vivimos en una época donde la electricidad es un bien preciado, y además, tenemos una incipiente industria automotriz eléctrica sentando las bases de nuestra movilidad a medio plazo, por lo que todo indica que nuestras necesidades eléctricas van a ir en aumento considerablemente.

Tenemos al viento moviendo aspas, al sol brillando para excitar células fotoeléctricas y ahora al mar generando electricidad. Con las olas del mar, el humano cierra el circulo en su búsqueda por el aprovechamiento de todos los recursos naturales que tiene a su alcance.

Pero el concepto de obtención de energía de las olas no es nuevo, ya que científicos de todo el mundo llevan muchos años investigando cual sería la forma más eficiente para aprovechar el incesante vaivén del mar y en Euskadi han encontrado una de las mejores alternativas.

 

¿Porqué Euskadi como referente en obtención de energía de las olas?

 

Para los que no conozcáis Euskadi o País Vasco, es una comunidad autónoma situada al norte de España. Es bien conocida por su gastronomía, su gente y su verde paisaje. Además, es el lugar donde resido, por lo que os dejo un enlace aquí, para aquellos que no la conozcáis.

Euskadi tiene alrededor de 250 kilómetros de costa y siempre ha sido un referente turístico a nivel mundial para los surfista, gracias al mar bravío que golpea sus costas.

Además, en esta región siempre ha habido un potente entramado empresarial afín al sector eléctrico. Por lo que olas grandes y experiencia en generación eléctrica, convierten a Euskadi en una localización ideal para esta clase de proyectos.

-Obtención de energía de las olas made in Euskadi-El proyecto contiene 16 cámaras para que entre las olas del mar con sus 16 turbinas correspondientes y pueden generar una potencia de 400 MWh anuales.

Proyecto Mutriku

 

Mutriku es un pueblo pesquero vasco que lleva muchos años viviendo de la pesca. Pero corren tiempos nuevos y ahora sus habitantes ya no solo miran el estado de la mar para poder ir a pescar, sino también para obtener energía.

Para este proyecto han aprovechado uno de los antiguos diques de la entrada del puerto que tiene Mutriku, el cual realiza dos labores, una para proteger la entrada al puerto en días de gran oleaje y otra para la instalación de todo el sistema de obtención de energía.

En la parte más expuesta al mar de este dique, han montado unas cámaras de aire para que entren las olas. Este agua que entra con fuerza accede a unas columnas vacías, empuja el aire que la columna contiene y genera un movimiento de aire a presión, responsable del movimiento de una turbina, tecnología nombrada como columna de agua oscilante.

-Obtención de energía de las olas made in Euskadi-El proyecto contiene 16 cámaras para que entre las olas del mar con sus 16 turbinas correspondientes y pueden generar una potencia de 400 MWh anuales.

El proyecto contiene 16 cámaras para que entre las olas del mar con sus 16 turbinas correspondientes y pueden generar una potencia de 400 MWh anuales. Las turbinas están conectadas a unos inversores que convierten la corriente continua en alterna y así poder inyectar la electricidad generada a la red eléctrica.

En caso de oleaje excesivo, a través de un centro de control, se cierran unas válvulas de las turbinas para que éstas no se dañen.

Según cuentan los responsables del proyecto, todavía la potencia obtenida es muy baja, pero estiman que la obtención de energía de las olas pueda llegar a representar un 10% del total de la energía generada en el país.

-Obtención de energía de las olas made in Euskadi-El proyecto contiene 16 cámaras para que entre las olas del mar con sus 16 turbinas correspondientes y pueden generar una potencia de 400 MWh anuales.

Parte frontal del dique, donde lleva instalas las cámaras

 

Proyecto BIMEP

 

A parte del proyecto Mutriku, se está desarrollando también en territorio vasco el proyecto BIMEP (Biskay Marine Energy Platform), concretamente en la zona de Armintza.

Dicho proyecto consiste en un conjunto de boyas, estratégicamente situadas en un área del mar, las cuales están conectadas a unos cables en el fondo marino para realizar ensayos de dispositivos de captación de energía de las olas. Los diferentes dispositivos a estudiar se conectarán a los cables submarinos y tomarán medidas en función del tipo de oleaje.

El área ocupada por las boyas es de unos 5´3 km2, pero según los responsables del proyecto la idea es ampliarla para convertirla en uno de los más importantes zonas de ensayos sobre el mar a nivel mundial.

 

Cierre:

 

España ha sido uno de los países más pioneros en el desarrollo de energías renovables, que a pesar de no tener una ley de autoconsumo acorde, no cesan de aparecer proyectos de obtención de energía alternativa.

Las condiciones marinas y una amplia experiencia en el sector eléctrico, han animado a los gobiernos regional y central, a financiar proyectos en este campo.

Así que posiblemente en un futuro, la energía obtenida de las olas tenga un peso en la generación eléctrica del país igual o mayor que la obtenida con la eólica.


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