El Acuerdo de París de 2015 ha obligado a muchos países a elaborar estrategias a largo plazo y contribuciones determinadas a nivel nacional (NDC) para reducir las emisiones. Una de las estrategias adoptadas consiste en transformar los residuos en combustibles utilizables. Raven SR es una empresa dedicada a la producción de combustibles limpios que sigue esta estrategia. Sin embargo, utiliza un proceso que requiere altas temperaturas y un control preciso para mantener la eficiencia y la rentabilidad. Para agilizar el proceso de transformación de la energía de Raven SR, la empresa de tecnología de calentamiento industrial Watlow puso su amplia experiencia al servicio del diseño de sistemas térmicos, así como al control de Industry 4.0.
Raven SR es una empresa de combustibles limpios que transforma residuos sólidos urbanos, residuos orgánicos y metano en hidrógeno limpio de alta calidad y combustibles sintéticos. Se trata de combustibles sintéticos Fischer-Tropsch, lo que significa que se producen empleando una técnica de polimerización de gas a líquido que convierte el monóxido de carbono y el hidrógeno en combustibles de hidrocarburo líquidos que pueden sustituir productos derivados del petróleo.
Raven SR se basa en un proceso de reformado de CO2 que transforma materias primas y residuos orgánicos mezclados en productos respetuosos con el medio ambiente sin necesidad de combustión. Por ello, no se producen emisiones, solo hidrógeno y combustibles limpios.
La actividad desarrollada por Raven SR es un paso crucial para lograr energía limpia y mayor independencia energética. Su proceso crea combustible a partir de residuos que de otro modo acabarían en el vertedero y, además, sus productos se pueden crear a nivel local y suministrar directamente a las gasolineras de la región sin necesidad de transporte ni de tuberías de larga distancia.
• El reto
Si bien no se utiliza combustión en la tecnología de Raven SR, se requiere un control térmico preciso para conseguir un proceso eficiente y seguro. Existe una clara conexión entre los objetivos operativos que plantea Raven SR y el contenido térmico del sistema. Con altas temperaturas es posible alcanzar el 99,9 % del rendimiento deseado, un nivel de eficiencia que también hace que el proceso sea más rentable. Para alcanzar temperaturas elevadas se hace necesario el uso de calentadores a su máxima capacidad durante largos periodos de tiempo.
Sin embargo, resulta difícil sustituir estos calentadores si algo falla. En consecuencia, no solo se requiere un control preciso de la temperatura, sino que también hay que monitorizar todo el sistema para detectar indicios de problemas o de degradación del rendimiento.
• La potencia de un sistema térmico completo
Watlow, que fabrica sistemas térmicos eléctricos desde hace cien años, ofrece una amplia experiencia que ha ayudado a Raven SR a superar su reto, diseñando un sistema térmico completo de principio a fin.
El sistema térmico completo proporciona una extraordinaria gama de control de la temperatura por medio de diferentes componentes. Incluye el calentador de alta temperatura MULTICELL™, que ofrece tres grandes ventajas en relación con otros calentadores de inserción: capacidad de temperatura de proceso extrema, control de zonas independientes para conseguir una uniformidad precisa de la temperatura y diseño de ajuste flexible para facilitar la inserción y la extracción. El diseño propietario de los calentadores MULTICELL™ con sensores de termopar integrados proporciona un sistema de zonificación y control muy pensado que permite controlar con precisión las tres dimensiones del reactor.
Watlow también conectó el sistema a otros sensores de composición, flujo y presión del gas. Mediante los paneles de control WATCONNECT®, que incluyen controladores de temperatura y proceso, Watlow pudo monitorizar todas las características térmicas y eléctricas para garantizar la estabilidad adecuada del proceso para la aplicación. Por último, la arquitectura conectada da un carácter integral al sistema.
La «caja» de Internet de las cosas (IoT) es el núcleo del sistema e incluye hardware de conectividad y sincroniza datos de ocho controladores F4T® con bucles de control en cuatro paneles WATCONNECT®.
La conectividad con la nube a través de un router celular permite el posterior enrutamiento de los datos a otras aplicaciones y dispositivos, mientras que una pantalla de interfaz hombre-máquina (HMI) muestra el estado total del sistema en cualquier momento mediante un panel diseñado a medida. Estas características permiten el registro de datos casi en tiempo real y la monitorización del rendimiento del sistema.
• Aplicación de Industry 4.0
Este proyecto concreto es una magnífica demostración de Industry 4.0 en acción. Como mínimo, Industry 4.0 implica una capa física de dispositivos interconectados, pero en los casos avanzados también se utiliza una capa de simulación que modela y predice el comportamiento de un sistema conforme se desarrolla a lo largo del tiempo.
Los sensores, controladores y conectores constituyen los cimientos de dicho sistema, una función importante que sirve de base para el análisis predictivo y diagnóstico. Uno de los principios fundamentales de los sistemas de Industry 4.0 es recoger datos granulares para mejorar el funcionamiento del sistema y evitar ciclos de mantenimiento innecesarios. Por ejemplo, si un sistema se puede supervisar y estudiar en tiempo real, es posible buscar indicios del posible fallo de una pieza, lo que permite a los ingenieros repararla o sustituirla de forma proactiva.
Con el tiempo, estos datos también pueden utilizarse para comprender el desgaste del sistema y la longevidad de las piezas, lo que permite a los ingenieros conocer mejor los ciclos de mantenimiento y las ineficiencias del sistema y prolongar su vida útil.
Los sensores, la arquitectura de control y el panel de Watlow funcionan conjuntamente para permitir que los ingenieros de Raven SR capturen datos y los utilicen de forma proactiva para mantener la eficiencia y la disponibilidad del sistema.
Transformar los residuos en combustible es una de las formas más importantes de hacer un aprovechamiento eficiente de los recursos y contribuir a los objetivos del Acuerdo de París. Empresas como Raven SR son clave para impulsar esta iniciativa, pero sin sistemas térmicos que engloben la tecnología Industry 4.0, la eficiencia de estos procesos cruciales resulta limitada.
Para obtener más información sobre Watlow, Industry 4.0 o las aplicaciones de los sistemas térmicos para el medio ambiente, visite www.watlow.com. Para conocer más sobre Raven SR y sus proyectos, visite www.ravensr.com/.
• Acerca de Watlow:
Watlow es una empresa global de tecnología industrial que utiliza su experiencia en ingeniería de categoría mundial, sistemas térmicos avanzados y excelencia en la fabricación para enriquecer la vida cotidiana. Muchas de las empresas más importantes del mundo utilizan nuestra tecnología en aplicaciones vitales, como procesamiento de semiconductores, soluciones energéticas respetuosas con el medio ambiente y equipos médicos y clínicos que salvan vidas, por citar algunas. Fundada en 1922, Watlow tiene el propósito de «Enriquecer la vida de las personas mediante una innovación que inspire», lo que nos permite ofrecer soluciones de alto impacto que mejoran la ventaja competitiva de nuestros clientes.
