Por: Stephen Reynolds, Director de la Industria de Productos Químicos en AVEVA*
La sostenibilidad en los negocios no es negociable, especialmente para la industria química. El sector ya ha sido identificado como el mayor consumidor de energía industrial y el tercer subsector industrial en términos de emisiones directas de CO2, según datos de la Agencia Internacional de la Energía.
Si bien la mitigación de estos resultados a través de objetivos ESG sigue siendo importante, el enfoque principal del sector radica en la creación de modelos sostenibles y más ecológicos para mejorar la eficiencia y el crecimiento.
La transformación digital está impulsando la evolución de la industria química. Las últimas herramientas digitales ya están permitiendo a las empresas de los sectores de la energía, los productos químicos y la energía abordar de forma proactiva el panorama general minimizando su huella de carbono, promoviendo materias primas y productos reciclables, y electrificando y automatizando los procesos operativos.
Al aprovechar tecnologías como el big data, la inteligencia artificial (IA), la simulación, la automatización, la nube y el Internet industrial de las cosas (IIoT), las empresas químicas están obteniendo ganancias tanto de sostenibilidad como de valor.
El marco digital de tres pasos impulsa la sostenibilidad
En las plantas industriales tradicionales y en los desarrollos nuevos, estos objetivos se pueden lograr con la ayuda de un marco sustentado en modelos construidos en torno a tecnologías basadas en datos, como plataformas de gestión de datos basadas en la nube o gemelos digitales.
Tres pilares son esenciales para desbloquear los objetivos de sostenibilidad de las empresas químicas:
- Mejorar la eficiencia para crear agilidad
Las plantas confiables y eficientes pueden producir productos más rápidamente con menos recursos a un costo menor. La operación gana en términos de flexibilidad y puede adaptarse mejor a las condiciones dinámicas del mercado. Por ejemplo, la producción se puede ajustar rápidamente en respuesta a los cambios en la demanda o para armonizarse con los cambios en la disponibilidad de materias primas.
Las herramientas digitales se pueden aprovechar para mejorar la eficiencia en varios frentes. Mediante el uso de un gemelo digital para determinar el estado ideal, el modelado y la simulación de procesos pueden identificar áreas de mejora y determinar las formas más eficientes de reducir el desperdicio y aumentar el rendimiento. Además, con las simulaciones impulsadas por IA, la optimización de activos ayuda a garantizar que los equipos funcionen con la máxima eficiencia y fiabilidad. Además, también se puede mejorar la eficiencia humana, por ejemplo, mejorando la competencia de la fuerza laboral a través de programas de capacitación experiencial para desarrollar las habilidades de los empleados y mejorar la salud y la seguridad.
2. Adoptar enfoques más ecológicos para la producción
La incorporación de elementos de tecnología limpia en toda la cadena de valor permite obtener resultados más ecológicos para las operaciones químicas. Dichas medidas incluyen la modificación de los procesos existentes y el desarrollo de métodos de producción innovadores.
La incorporación de materias primas que tienen una huella más baja, como los materiales de base biológica, puede reducir drásticamente las emisiones. Con la ayuda de un gemelo digital de procesos, las empresas pueden evaluar el impacto de los cambios en las materias primas y determinar cuándo cambiar a materiales más limpios, como los procedentes de las cadenas de recuperación.
Del mismo modo, las tecnologías digitales pueden ayudar a los ingenieros a identificar y diseñar procesos novedosos y sostenibles. El uso de la simulación de IA, el análisis predictivo y las soluciones de gestión de la información y la cadena de suministro permiten ciclos de ingeniería rápidos y de bajo riesgo, optimizando cada fase de los proyectos de capital y dando a las empresas el control sobre sus cadenas de valor.
3. Cambiar de marcha para avanzar en la economía circular
En un panorama empresarial que cambia rápidamente, la adopción de la economía circular cambia las reglas del juego para la industria química. Las tecnologías digitales iluminan el camino hacia los enfoques sostenibles y regenerativos que son esenciales para la circularidad, mostrando cómo los recursos se pueden utilizar de manera más eficiente, minimizar los residuos y reciclar y reutilizar los materiales.
La simulación de procesos apoya el cambio a la circularidad al ayudar a los operadores a comprender cómo las diferentes fuentes de energía pueden afectar sus operaciones. Por ejemplo, la sustitución de los generadores de vapor de gas por calderas eléctricas reduce drásticamente el consumo de energía. Del mismo modo, con la ayuda de paneles solares, turbinas eólicas y un repositorio de datos meteorológicos en tiempo real, las empresas pueden crear simulaciones de 360 grados de la producción de hidrógeno verde, modelando la fluctuación eléctrica y prediciendo la producción de hidrógeno.
La verdadera circularidad requiere el uso de materias primas recicladas. Aquí, un gemelo digital de proceso sirve como una herramienta valiosa para monitorear, optimizar y visualizar las operaciones en tiempo real para la absorción eficiente de materiales reciclados.
Una tercera aplicación proviene de la supervisión y la elaboración de informes de KPI en tiempo real. Los gemelos digitales proporcionan una visión holística de los datos operativos, lo que permite a las empresas cuantificar y optimizar las métricas críticas. Con programas como AVEVA Process Simulation, las organizaciones pueden realizar un seguimiento de los KPI ambientales en tiempo real y realizar visualizaciones realistas para lograr una excelencia operativa sostenible.
Los éxitos de la industria química en el mundo real desbloquean los dividendos de los datos
Las empresas industriales están implementando cada vez más tecnologías basadas en datos, incluido el gemelo digital, por sus numerosos beneficios.
En todo el sector industrial, los primeros inversores ya están cosechando los beneficios de esta nueva tecnología.
En Asia, SCG Chemicals, por ejemplo, logró un impacto transformador con la adopción de una plataforma de confiabilidad digital unificada. Los equipos del líder petroquímico se beneficiaron de la visibilidad integrada y en tiempo real de varias facetas de las operaciones, lo que permitió mejorar la eficiencia operativa y reducir el tiempo de inactividad no planificado en toda la cadena de valor. Gracias a esta visibilidad mejorada y a los modelos analíticos, SCG Chemicals pudo demostrar resultados excepcionales, incluida una fiabilidad del 100% de la planta y un impresionante retorno de la inversión (ROI) nueve veces mayor en solo seis meses.
Por otra parte, Eastman Chemical, un productor de materiales, productos químicos y fibras avanzados, pudo impulsar la circularidad y mejorar la sostenibilidad de sus operaciones con una plataforma de transformación digital, SEIGA (Seamless EPCom Integrated Global Access). Con los documentos de ingeniería reemplazados por un sistema centrado en los datos, los equipos se benefician de un intercambio de datos fluido y una mejor colaboración entre las funciones de ingeniería, construcción, operaciones y mantenimiento. Se han reducido los errores de ingeniería y la repetición de trabajos, al tiempo que se ha mejorado la eficiencia del proyecto. La empresa ahora puede emprender nuevos proyectos de capital de manera más sostenible.
Mientras tanto, Covestro, un fabricante líder de materiales poliméricos de alta calidad y sus componentes, utilizó un sistema de gestión de datos basado en la nube para mejorar la integración vertical dentro de la organización y facilitar la integración horizontal, o B2B, con socios autorizados de la industria. Las partes interesadas internas se beneficiaron de una versión de la verdad y de una comprensión compartida de cómo abordar los problemas, mientras que los datos compartidos respaldaron la innovación y las mejoras de los servicios para los proveedores externos. El sistema permite a los equipos estandarizar los datos de energía y producción e identificar oportunidades de ahorro de recursos. Como resultado, Covestro pudo reducir el consumo de energía en un 30 % y reducir las emisiones de CO2 en un 39 % por tonelada de producto. Ahora está en camino de reducir en un 50% los consumos y las emisiones para 2030.