Por Aline Hernández García, Académica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Anáhuac México

En los últimos años se ha comentado mucho sobre el término Industria 4.0, también conocida como la cuarta Revolución Industrial, pero ¿exactamente a qué se refiere esto? La industria 4.0 busca la transformación digital de la industria, combinando la fabricación aditiva con la robótica colaborativa y herramientas de planificación de producción; todo esto mediante la visión artificial y la realidad virtual.

La industria 4.0 tiene el propósito de generar una nueva era donde la gestión de las cadenas de valor, así como la organización cuantitativa y cualitativa tengan un mayor grado de automatización, conectividad y globalización.

Algunos autores mencionan que lo único que se necesita para poder fusionar los planos físico y digital, favoreciendo los procesos productivos, es únicamente a través de cámaras (que pueden ser, incluso, las de celulares) y una computadora. Con esta medida se ha demostrado el aumento de la productividad hasta en un 25 por ciento en empresas mexicanas, reduciendo el time to market hasta en un 50 por ciento, en conjunto con mayor flexibilidad de producción, mayor calidad y ahorros hasta de un 20 por ciento en la facturación del consumo eléctrico, logrando mejorar la rentabilidad y las ganancias nacionales. De esta manera se posicionaría estratégicamente a México en el mercado internacional.

Y entonces, ¿dónde entra el sector energético en este panorama? El sector energético es una pieza clave y vital en la economía del país, ya que es un proveedor indispensable del resto de los sectores económicos. No se puede vislumbrar un proceso productivo sin que exista algún tipo de energía involucrada, por lo que es importante adaptar este sector de acuerdo con las tendencias del mercado para continuar desarrollando la competitividad de nuestro país.

En este ámbito, es indispensable que el sector energético logre conectar los sistemas actuales con los considerados en la Industria 4.0, para alcanzar la digitalización necesaria, y así abastecer la demanda actual de los procesos productivos. Por eso no es de extrañar que cada día sea más común escuchar los términos: blockchain, inteligencia artificial, data science e internet de las cosas (IoT), que son parte de la Industria 4.0.

Afortunadamente nuestro país ha demostrado su gran capacidad de adaptación, y una de las estrategias para poder alcanzar esta meta de digitalización es el Smart grid. El Smart grid tiene como objetivo principal la sustentabilidad en la calidad de la energía, asegurando la confiabilidad en el suministro de una microrred, mediante un data center.

Un primer paso para hacer la transición hacia una red inteligente (Smart grid) es a través de colocar sensores y contadores en las instalaciones eléctricas, los cuales ayudarán a reducir costos, debido a que se tendrá un mejor control y previsión del consumo. Una correcta gestión de la electricidad, basada en las necesidades del consumidor, logrará generar un equilibrio en la red y a través de un sistema dinámico bidireccional se le dará más valor al cliente, logrando convertir al consumidor en un prosumidor (fusión de las palabras productor y consumidor).

El propósito de involucrar al cliente es hacerlo responsable de su consumo y evitar que envíe energía que desestabilice la red. Actualmente vemos empresas de gran renombre generando soluciones con microrredes donde se pueden administrar tanto las fuentes de ingreso como de consumo de energía.

Un ejemplo de lo que se desea lograr con la Industria 4.0 y apostando al uso de energías renovables, es grupo Bimbo, que en 2021 construyó el parque Eólico “Piedra Larga” con una capacidad instalada de 38 MW, pudiendo generar al año 333 GWh, logrando así una mayor diversificación de los agentes generadores de energía. Sin embargo, para poder realizar una transición energética de este tipo, se deben considerar al menos tres criterios: la eliminación de los incentivos al consumo que no tengan eficiencia energética, la utilización en un mayor porcentaje de recursos propios y que el consumidor sea el centro del sistema energético para que forme parte activa de la gestión de la demanda energética en el proceso.

Al tener una mejor gestión en los puntos de consumo, se logra determinar los horarios pico de consumo diferenciándolos de los que no lo son, generando la posibilidad de utilizar fuentes de energía más económicas en determinados momentos de la producción. De esta manera la administración de la red interna puede lograr ahorros energéticos que se traducen hasta en una disminución del 30 por ciento en la facturación del servicio eléctrico.

La ventaja adicional de incursionar en el uso de nuevas fuentes de energía es que requiere de la implementación de microrredes, favoreciendo la participación de más de un proveedor en sistemas aislados o interconectados a la red.  Además, es una tecnología abierta y relacionada con el internet de las cosas, por lo que permite alcanzar un balance entre la generación y el consumo eléctrico.

Un gran reto, que contribuye a la mitigación del cambio climático en el sector energético, es la incorporación a gran escala de las energías renovables, debido a que la generación actual de energía representa el 25 por ciento de las emisiones de dióxido de carbono a nivel mundial. Sin embargo, la masificación del aprovechamiento de estas energías requiere de mayores líneas de interconexión en el sistema de transmisión o requiere de sistemas de almacenamiento de alta calidad. Por otro lado, la implementación de sistemas de generación distribuida lograría una disminución en las afectaciones de las redes de distribución y se evitarían islas energéticas que afecten la calidad de la electricidad en zonas residenciales e industriales.

Adicional a la gestión del sistema eléctrico, la Industria 4.0 se involucra en las diferentes etapas de exploración y distribución de hidrocarburos, logrando procesos más eficientes y reduciendo costos, así como una reducción hasta del 40 por ciento en la emisión de contaminantes, con solo digitalizar los procesos.

¿Y el futuro? De acuerdo con el Bloomeberg New Energy Finance (fundada en 2004 para brindar servicios de información, datos y noticias basados en la industria de la energía limpia) se generarán 64 mil millones de ingresos en la cadena de valor asociada del sector energético para el 2025. Por lo tanto, es fundamental que el sector energético nacional migre de su sistema tradicional al ofertado por la Industria 4.0 para optimizar la gestión de una red cada vez más robusta, entendiendo el valor de la digitalización. Se estima que se requerirán diez mil millones de pesos para la automatización de la red eléctrica.

Es necesario estar preparados para hacer frente a las nuevas necesidades de productos y servicios de vanguardia, que cubran la cadena de valor energético, mediante la unión del mundo real con el virtual, o en otras palabras transitar en el dominio de la Industria 4.0.

Acerca de la autora:
Aline Hernández es Ingeniera Química Metalúrgica por la UNAM. Maestra en Tecnologías para el Desarrollo Sustentable por la Universidad Anáhuac México y Maestra en Ingeniería Química por la UNAM. Especialidad en Desarrollo Sustentable. Ha colaborado en congresos nacionales e internacionales, participaciones con publicaciones en revistas indexadas y diversas asesorías a industria. Sus principales temas de investigación son: Materiales avanzados y Biorremediación.