Mejor juntos: una gestión más eficaz de «sistemas de sistemas»

Es probable que nuestro futuro sea emplear múltiples «sistemas de sistemas», es decir, redes de operaciones técnicas que funcionen de forma independiente pero también, necesariamente, de forma coordinada. El paso siguiente en el proceso de optimizar la eficiencia de las tecnologías podría consistir en crear las condiciones para que sistemas de toda clase puedan cooperar. Finalizado en septiembre de 2016, el proyecto financiado con fondos europeos DYMASOS (Dynamic Management of Physically Coupled Systems of Systems) ha desarrollado nuevos métodos de gestión y herramientas de ingeniería pensando en estos sistemas de sistemas «ciberfísicos». Una mejora de la gestión traería consigo una mejora del rendimiento y podría reducir notablemente el consumo de recursos y la huella de carbono.

«Nuestro proyecto ha realizado una aportación importante; ha dado los primeros pasos concretos para la materialización de un campo de investigación nuevo: el Internet de las Cosas», informó el Dr. Iiro Harjunkoski, de ABB Corporate Research (Alemania) e integrante del consorcio de DYMASOS. Ello hará posible conectar en red, mediante Internet, objetos cotidianos de manera que puedan enviar y recibir datos y de modo que cualquier sistema posea la capacidad de ser «inteligente» y coordinarse con otros sistemas.

Estudios de casos industriales reales

DYMASOS se fundamentó en una serie de estudios de casos industriales reales. Estos se complementaron con un análisis exhaustivo de los mercados, las necesidades industriales y los retos para los socios industriales del proyecto. «La investigación se orientó conforme a los casos de aplicación, pero también pretendía obtener resultados fundamentales y conocimientos novedosos», explicó el coordinador del proyecto, el profesor Sebastian Engell de la Universidad Técnica de Dortmund.

Los estudios de casos trataron sobre los campos de la producción de sustancias químicas —de las empresas BASF e INEOS, dos de los mayores productores del mundo— y sobre el funcionamiento y la ingeniería de infraestructuras de distribución de energía eléctrica y carga de vehículos eléctricos, empleando datos de HEP ODS (Croacia) y AYESA (España). «La modelización y la simulación realistas son algunas de las cuestiones fundamentales abordadas por DYMASOS», afirmó el Dr. Patrick Panciatici, consejero científico de RTE (Francia).

DYMASOS desarrolló cuatro métodos distintos para modelizar sistemas de sistemas. El Instituto Federal de Tecnología de Zúrich (ETH, Suiza) realizó una comparación con el comportamiento de los sistemas biológicos para tratar de entender y controlar el comportamiento de la población. Por ejemplo, sus investigadores trataron de modelizar las costumbres de los propietarios de automóviles eléctricos en cuanto a la recarga nocturna, disponiendo únicamente de información sobre el comportamiento de la población general. La Universidad de Sevilla, por su parte, estudió el caso de los vehículos eléctricos en Málaga y modelizó el control «coalicional», esto es, cómo optimizar conjuntamente el comportamiento de los distintos elementos de determinado proceso.

La Universidad Técnica de Dortmund también modelizó mecanismos que imitaban el mercado e intentaban optimizar los resultados mediante una fijación de precios dinámica o restringiendo los recursos para equilibrar oferta y demanda. Este método se aplicó a una instalación petroquímica de INEOS en Colonia (Alemania) y a un sistema de reactor de BASF. Por su parte, la Universidad de Zagreb (Croacia) desarrolló un modelo de control jerárquico. En este, la configuración de la red eléctrica puede cambiar de forma dinámica para minimizar las pérdidas de potencia, basándose en el estudio de un caso sobre una red de distribución eléctrica facilitado por HEP ODS.

Implantación a mayor escala

Mediante simulaciones a gran escala de estos sistemas tan complejos, se validó satisfactoriamente los algoritmos de gestión y control creados. La plataforma de ingeniería de DYMASOS proporciona directrices para el diseño de sistemas de sistemas en evolución que puedan equilibrar autonomía local y gestión global.

Mark Lewis, miembro de DYNAMOS y asesor sobre reducción del carbono en Tees Valley Unlimited (Reino Unido), declaró: «Este proyecto ha creado una serie de demostraciones prácticas que serán de interés para otros complejos en múltiples empresas y organizaciones y les animarán a averiguar más al respecto».

Ahora los miembros industriales del proyecto están poniendo en práctica las soluciones desarrolladas por DYMASOS, que brindarán ventajas competitivas estratégicas a los operadores europeos de grandes sistemas técnicos y a los proveedores de tecnologías de gestión y automatización, ventajas como puedan ser ahorros de costes, eficiencia energética, mayor estabilidad y más resiliencia ante fallos y cambios de la demanda.

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