‘PROENER’, prototipar un gemelo digital para analizar y predecir el comportamiento energético

Con el objetivo principal de prototipar un gemelo digital de un proceso productivo para analizar y predecir su comportamiento energético según la influencia de distintas variables, el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) ha desarrollado con éxito el proyecto PROENER, financiado por el IVACE.

PROENER arrancó en el 2019 y año tras año, sus avances han sido muy positivos. En términos generales, al proyecto tiene como misión la modelización y simulación del funcionamiento físico de un proceso productivo desde el punto de vista del impacto y la optimización energética, permitiendo conocer de antemano cómo va a responder y comportarse el proceso ante diferentes cambios y perturbaciones.

En concreto, durante el pasado 2021 se ha trabajado en el desarrollo de un prototipo de gemelo digital energético del proceso de transformación de biomasa como materia prima. La simulación busca modelizar el comportamiento real de este tipo de sistemas para conocer el comportamiento productivo del proceso industrial, ligado a la energía que consume.

El equipo investigador de ITE -centro tecnológico de referencia que cuenta con el apoyo del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) de la Generalitat Valenciana- detalla que en la pasada anualidad el proyecto ha culminado con el desarrollo de funcionalidades clave del gemelo digital, como son el ajuste de comportamiento real del modelo, mejoras gráficas, integración de componentes y mejora del rendimiento.

Aplicaciones de los resultados de PROENER
El empleo de la tecnología de un gemelo digital aplicado a la mejora de la eficiencia energética de cualquier tipo de proceso es una de las tendencias estratégicas más actuales. En el caso de PROENER, se busca reproducir digitalmente el comportamiento de un proceso de transformación termoquímica de biomasa mediante un modelado multifísico diseñado y configurado para actuar a modo de gemelo digital.

Las funcionalidades a las que se orienta, como la representación de escenarios alternativos o la variación de parámetros de proceso para ver el impacto energético, han sido planteadas y desarrolladas para resultar representativas para empresas, tanto del sector como de sectores afines.

Algunas de estas funcionalidades son la generación de escenarios productivos alternativos, la evaluación del impacto de variables en el consumo energético y rendimiento operacional del proceso o las posibilidades de análisis de integración renovable, siento estas últimas adaptadas al caso concreto de estudio.

Los investigadores de ITE destacan que el modelado del proceso de transformación sienta un precedente en cuanto a posibilidades de reprogramación y operación de estos procesos. Es el caso, por ejemplo, de medir el impacto energético y económico de variables como el tiempo de residencia o la temperatura de tratamiento. El procesado de toda la información arrojada por el gemelo digital es clave para adecuar las condiciones productivas al escenario óptimo en cuanto a impacto medioambiental, productivo y económico.

En general, en un proceso productivo de transformación de biomasa -sea en energía o materiales de valor añadido como el carbón activado- esta herramienta permitirá tener indicadores fiables y simulaciones predictivas de respuesta de la planta productiva en cuanto a parámetros críticos de su comportamiento, como el térmico, así como su relación con el comportamiento energético en el propio entorno de producción.

El proyecto PROENER con número de expediente IMAMCL/2021/1, ha sido financiado mediante convenio de I+D con Generalitat Valenciana.