Industria de Energía 4.0: cuatro tecnologías para lograr la optimización de activos
Con las presiones globales constantes y el abaratamiento de las tecnologías inteligentes, la digitalización de la industria energética es una necesidad imperativa.
El sector energético está en un punto de inflexión debido a la acelerada transición energética en un contexto de nuevas tensiones geopolíticas y de la cadena de suministro. La volatilidad de los últimos años ha generado la necesidad de fuentes de energía más estables y predecibles.
En una publicación reciente de la multinacional tecnológica EMAP Systems Inc., titulada «How the Digital Evolution Accelerates the Transition to Energy 4.0», se analizó cuál es el panorama para esta industria, especialmente el petróleo y el gas, en el marco de la Industria 4.0, que ha dibujado un camino expedito para la integración sistemática de tecnologías en los procesos de fabricación tradicionales.
A continuación, se detallan cuatro tecnologías claves que están optimizando los activos en el sector energético.
1. Internet de las Cosas (IoT) Industrial
El IoT industrial está transformando la manera en que las empresas energéticas monitorean y gestionan sus activos. Sensores avanzados y dispositivos conectados permiten una supervisión en tiempo real de equipos críticos, desde turbinas eólicas hasta plataformas petrolíferas. Esta tecnología no solo facilita el mantenimiento predictivo, reduciendo así los tiempos de inactividad no planificados, sino que también mejora la eficiencia operativa y la seguridad.
En las plataformas de petróleo y gas, por ejemplo, los sensores IoT pueden detectar anomalías en el funcionamiento de las bombas y válvulas, alertando a los operadores antes de que se produzcan fallos catastróficos. Además, la recopilación y análisis de datos en tiempo real permiten a las empresas optimizar el rendimiento de sus activos y reducir costos operativos.
2. Inteligencia Artificial (IA) y Aprendizaje Automático
La IA y el aprendizaje automático están revolucionando la toma de decisiones en el sector energético. Estas tecnologías permiten el análisis de grandes volúmenes de datos para identificar patrones y tendencias que los humanos podrían pasar por alto. En la gestión de redes eléctricas, por ejemplo, los algoritmos de IA pueden predecir el consumo de energía con mayor precisión, permitiendo a las empresas equilibrar la oferta y la demanda de manera más eficiente.
En el contexto del petróleo y el gas, la IA se utiliza para mejorar la precisión en la localización de reservas y en la optimización de los procesos de extracción. El aprendizaje automático, por su parte, puede ayudar a predecir el comportamiento de los pozos petroleros y a diseñar estrategias de perforación más efectivas y menos riesgosas.
3. Gemelos Digitales
Los gemelos digitales son réplicas virtuales de activos físicos que permiten a las empresas simular, analizar y optimizar sus operaciones en un entorno digital antes de implementar cambios en el mundo real. Esta tecnología es particularmente útil en el sector energético, donde las infraestructuras son complejas y las decisiones incorrectas pueden ser costosas.
Por ejemplo, en una planta de energía, un gemelo digital puede simular diferentes escenarios operativos y evaluar el impacto de diversas variables como cambios en la demanda de energía o fallos en los equipos. Esto permite a los operadores tomar decisiones informadas y minimizar riesgos. En el sector del petróleo y el gas, los gemelos digitales pueden ayudar a optimizar la producción y prolongar la vida útil de los pozos mediante la simulación de diferentes técnicas de extracción.
4. Blockchain
La tecnología blockchain está emergiendo como una solución eficaz para mejorar la transparencia y la seguridad en la industria energética. Las cadenas de bloques permiten el registro seguro y transparente de transacciones, contratos y datos operativos, lo que es crucial en un sector donde la integridad de la información es vital.
En el comercio de energía, el blockchain puede facilitar transacciones más rápidas y seguras entre productores y consumidores. También puede mejorar la trazabilidad de los recursos energéticos, garantizando que la energía que llega al consumidor final proviene de fuentes certificadas y sostenibles. Además, en el ámbito del petróleo y el gas, esta tecnología puede mejorar la gestión de la cadena de suministro, reduciendo el riesgo de fraude y errores.
La digitalización de la industria energética mediante la implementación de tecnologías avanzadas como IoT, IA, gemelos digitales y blockchain está marcando el camino hacia una operación más eficiente, segura y sostenible. Enfrentar las tensiones geopolíticas y la volatilidad del mercado requiere adoptar estas innovaciones que no solo optimizan los activos actuales sino que también preparan a las empresas para los desafíos futuros.
La transformación hacia una Industria Energética 4.0 es inevitable y quienes se adapten rápidamente no solo sobrevivirán, sino que prosperarán en este nuevo paradigma energético global.
Tecnología predictiva, económica y amigable con el medioambiente
La volatilidad de los últimos años y la necesidad de fuentes de energía estables, en los últimos años, hemos presenciado una volatilidad sin precedentes en el mercado energético.
Factores como fluctuaciones geopolíticas, cambios en la demanda global y los efectos del cambio climático han resaltado la necesidad urgente de fuentes de energía más estables y predecibles.
En respuesta a estos desafíos, la industria ha comenzado a invertir significativamente en tecnologías de energía renovable, una tendencia que está transformando el panorama energético mundial.
Inversiones crecientes en energías renovables y su impacto en el mercado del petróleo
La inversión en energías renovables no solo responde a una necesidad ambiental, sino también a una económica. La capacidad de las tecnologías renovables para generar energía de manera más predecible y a menor costo está creando, por primera vez en la era moderna, un mercado competitivo en precios frente al petróleo. Este fenómeno está obligando a la industria del petróleo y gas a reconsiderar y optimizar sus operaciones.
La competitividad de precios
Las tecnologías de energía renovable, como la solar y la eólica, han visto una reducción significativa en sus costos de producción en la última década.
Según el informe de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), el costo de la electricidad generada por la energía solar fotovoltaica ha caído un 82% desde 2010, mientras que la energía eólica terrestre ha visto una reducción del 39%.
Esta tendencia no solo hace que las energías renovables sean más atractivas desde un punto de vista económico, sino que también presiona al sector del petróleo y gas a mejorar su eficiencia y reducir costos para mantenerse competitivo.
Optimización de costos en la industria del petróleo y gas
Para enfrentar esta nueva realidad, las empresas de petróleo y gas están adoptando tecnologías avanzadas para optimizar sus operaciones. Esto incluye la implementación de tecnologías predictivas y de automatización que mejoran la eficiencia y reducen los costos operativos.
Tecnologías predictivas
Las tecnologías predictivas utilizan inteligencia artificial (IA) y análisis de datos para anticipar fallas y optimizar el mantenimiento de los equipos. Esto no solo reduce el tiempo de inactividad y los costos de reparación, sino que también mejora la seguridad operativa y minimiza el impacto ambiental. Por ejemplo, el uso de sensores y sistemas de monitoreo en tiempo real permite a las empresas detectar problemas potenciales antes de que se conviertan en fallas críticas, permitiendo intervenciones preventivas más económicas y efectivas.
Activos inteligentes
La digitalización de los activos en la industria del petróleo y gas es otra tendencia clave. Los activos inteligentes, equipados con tecnologías IoT (Internet de las Cosas), recopilan y analizan datos en tiempo real para optimizar el rendimiento y la eficiencia. Estos sistemas pueden ajustar automáticamente las operaciones en función de las condiciones cambiantes, lo que resulta en un uso más eficiente de los recursos y una reducción en las emisiones.
Tecnología para el apoyo medioambiental
El informe también subraya la necesidad de tecnologías que no solo optimicen los costos, sino que también apoyen la sostenibilidad ambiental. La industria está adoptando soluciones innovadoras para reducir su huella de carbono y minimizar el impacto ambiental de sus operaciones.
Captura y almacenamiento de carbono (CCS)
Una de las tecnologías más prometedoras en este ámbito es la captura y almacenamiento de carbono (CCS), que permite a las empresas capturar el dióxido de carbono emitido durante la producción y almacenarlo de manera segura en formaciones geológicas subterráneas. Esta tecnología tiene el potencial de reducir significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero y es una pieza clave en la transición hacia una economía baja en carbono.
Energías limpias y eficiencia energética
Además, las empresas están invirtiendo en proyectos de energía limpia y eficiencia energética. Esto incluye el uso de fuentes de energía renovable para alimentar las operaciones de extracción y producción, así como la implementación de tecnologías de eficiencia energética para reducir el consumo de energía y las emisiones.
La transición hacia un mercado energético más predecible, económico y amigable con el medio ambiente está en marcha. La creciente inversión en tecnologías de energía renovable está nivelando el campo de juego, obligando a la industria del petróleo y gas a adaptarse mediante la optimización de costos y la adopción de tecnologías avanzadas. Este cambio no solo es necesario para la competitividad económica, sino también crucial para la sostenibilidad ambiental. Las tecnologías predictivas, los activos inteligentes y las soluciones para el apoyo medioambiental están allanando el camino hacia un futuro energético más limpio y eficiente.
Cuatro aliados para la optimización de activos en la industria del petróleo y gas
La industria del petróleo y gas está en una encrucijada, enfrentando la necesidad de mejorar la eficiencia, reducir costos y minimizar el impacto ambiental. Las herramientas predictivas y la digitalización se presentan como aliados esenciales para alcanzar estos objetivos. Entre las tecnologías más prometedoras se encuentran la computación en el borde, los gemelos digitales, la robótica y la inteligencia artificial (IA). Estas soluciones no solo ayudan a anticipar el mantenimiento y la sustitución de equipos antes de que fallen, sino que también optimizan el rendimiento y la seguridad operativa.
Computación en el borde
La computación en el borde es una tecnología que procesa y almacena datos cerca de su origen, mejorando significativamente los tiempos de respuesta y reduciendo la latencia. Esta capacidad es crucial en aplicaciones donde la detección inmediata de anomalías y condiciones peligrosas es vital, como en sitios de perforación y producción.
Beneficios de la computación en el borde
- Detección inmediata de anomalías: Permite respuestas rápidas a eventos imprevistos, reduciendo riesgos operativos.
- Mejora de la seguridad y confiabilidad: Aumenta la eficacia del monitoreo remoto y el control de activos.
- Reducción de la latencia: Al procesar datos localmente, se minimizan los retrasos, lo cual es esencial para la seguridad y el rendimiento en tiempo real.
Por ejemplo, en un sitio de perforación, la computación en el borde puede detectar una presión anormal en tiempo real, permitiendo una intervención inmediata que previene posibles desastres.
Gemelos digitales
Los gemelos digitales son réplicas digitales de activos físicos basadas en datos de sensores y dispositivos IoT. Esta tecnología es fundamental para el mantenimiento predictivo y la gestión del ciclo de vida de los equipos, especialmente en entornos remotos o en alta mar.
Impacto de los gemelos digitales
- Mantenimiento predictivo: Permite anticipar fallos antes de que ocurran, optimizando el tiempo de operación y reduciendo costos de mantenimiento.
- Gestión del ciclo de vida: Facilita una mejor planificación y utilización de los activos.
- Ahorros significativos: Un despliegue de gemelos digitales en un solo activo puede generar millones en valor comercial anual. Las empresas están viendo cómo este valor se multiplica al desplegar estas características predictivas en múltiples procesos y activos.
Un ejemplo destacable es el uso de gemelos digitales en plataformas offshore, donde se ha logrado un ahorro de $8 millones anuales en un solo activo, demostrando el inmenso potencial de esta tecnología.
Robótica
La robótica incluye sistemas mecánicos diseñados para realizar tareas de forma autónoma o semiautónoma. En la industria del petróleo y gas, los vehículos operados a distancia (ROVs) son utilizados para la inspección submarina y el mantenimiento, y la automatización de procesos, incluyendo la perforación, está en constante evolución.
Ventajas de la robótica
- Reducción de costos: La automatización disminuye la necesidad de intervención humana directa, reduciendo costos operativos.
- Mejora de la seguridad: Minimiza la exposición de los trabajadores a entornos peligrosos.
- Enfoque en análisis y decisiones: Permite al personal centrarse en tareas de mayor valor añadido, como el análisis de datos y la toma de decisiones estratégicas.
Por ejemplo, los ROVs pueden realizar inspecciones detalladas de tuberías submarinas, detectando daños o corrosión que podrían provocar fugas, todo sin poner en riesgo a los trabajadores humanos.
Inteligencia Artificial (IA)
La IA es una herramienta poderosa para optimizar el mantenimiento y reducir el tiempo de inactividad mediante la toma de decisiones automatizada. La IA procesa vastas cantidades de datos, reconoce patrones y hace predicciones que permiten programar tiempos de inactividad y equilibrar los costos de vida útil del equipo y su sustitución.
Aplicaciones de la IA en el sector energético
- Optimización del mantenimiento: Permite anticipar necesidades de mantenimiento y programar intervenciones de manera eficiente.
- Predicción y prevención de fallos: Procesa datos en tiempo real para identificar y corregir problemas antes de que se conviertan en fallos críticos.
- Optimización de la producción: Mejora la seguridad y la eficiencia al optimizar automáticamente la producción a nivel de campo.
EPAM ha implementado con éxito la plataforma de IA GRAIN, que recoge datos de diferentes sensores y los procesa mediante aprendizaje automático inteligente. Esta tecnología es ideal para detectar anomalías en tuberías, realizar inspecciones automatizadas y vigilar la construcción de oleoductos.
Transformación para un futuro sostenible de la industria energética
Estas tecnologías no solo mejoran la eficiencia y la seguridad, sino que también posicionan a las empresas de petróleo y gas para competir en un mercado cada vez más orientado hacia energías renovables y sostenibles. La transformación digital es la clave para un futuro más seguro, eficiente y sostenible en la industria energética. La adopción de herramientas predictivas como la computación en el borde, los gemelos digitales, la robótica y la inteligencia artificial no solo reduce costos operativos, sino que también minimiza el impacto ambiental y mejora la seguridad operativa, allanando el camino hacia un sector energético más resiliente y responsable.
Hacia un sector energético más resiliente y responsable
Estas tecnologías no solo mejoran la eficiencia y la seguridad, sino que también posicionan a las empresas de petróleo y gas para competir en un mercado cada vez más orientado hacia energías renovables y sostenibles. La transformación digital es la clave para un futuro más seguro, eficiente y sostenible en la industria energética. La adopción de herramientas predictivas como la computación en el borde, los gemelos digitales, la robótica y la inteligencia artificial no solo reduce costos operativos, sino que también minimiza el impacto ambiental y mejora la seguridad operativa. Esto allana el camino hacia un sector energético más resiliente y responsable, capaz de enfrentar los desafíos del futuro con innovaciones que promueven la sostenibilidad y la eficiencia.
Por Marcelo Lozano – General Publisher IT CONNECT LATAM
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