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Conoce la tecnología que está revolucionando el sector azucarero-energético

Generación de energía Industria Tecnología de Simulación

Brasil es una referencia mundial en el desarrollo de energías limpias, con un amplio uso de fuentes de energía renovables en sus matrices energética y eléctrica. El Informe de Síntesis BEN 2021, elaborado por la Empresa de Investigación Energética – EPE, vinculada al Ministerio de Minas y Energía, muestra que en 2020 cerca del 48% de toda la energía ofrecida fue de origen renovable. En relación con la energía eléctrica, concretamente, alrededor del 85% de todo el suministro procede de fuentes renovables. Otros datos importantes son el aumento del 4% en la oferta de energía obtenida a partir de la biomasa de la caña de azúcar en relación con el año anterior y el crecimiento de casi el 40% en el uso del bagazo de la caña de azúcar en la industria, un dato importante para el sector azucarero-energético. 

Por otro lado, la pandemia generó una reducción del 6,4% en el consumo de combustible en el mercado brasileño. Además, las prolongadas sequías y los efectos de La Niña también provocaron una reducción de la cosecha. Así pues, el mercado del etanol sigue funcionando lejos de su punto óptimo, ya que la fabricación de azúcar está siendo más rentable para los ingenios y la cosecha de azúcar será más atractiva para el mercado. 

Este escenario ha provocado una gran actividad en el sector y ha fomentado el crecimiento de las grandes fábricas, con mayor liquidez financiera y de almacenamiento, en detrimento de las más pequeñas. Según RPA, empresa consultora especializada en la agroindustria de la caña de azúcar, el 6% de los actuales ingenios están en quiebra y el 22% en reorganización judicial.

Ante esta realidad, el mercado recurre cada vez más a las nuevas tecnologías para lograr una mayor productividad, reducir los costes y aumentar la previsibilidad de los procesos. Entre estas tecnologías, la evolución de la simulación es más evidente, destacando en las macrotendencias del mercado: la digitalización, la inserción de la automatización, los procesos de electrificación y la popularización de los dispositivos inteligentes. 

¿Qué es la simulación y qué papel desempeña en la industria azucarero-energética?

La simulación es una moderna técnica de ingeniería que puede aplicarse a diferentes sectores, productos y procesos. La tecnología, basada en la física, la ingeniería y los métodos numéricos, permite crear un prototipo de equipo totalmente digital. En el entorno virtual es posible predecir cómo se comportará el objeto en el mundo real con extrema precisión. 

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Verificación de recipientes a presión industriales mediante el método de los elementos finitos 

Este recurso permite considerar con agilidad nuevos escenarios y modificaciones para obtener un modelo óptimo, que responda a las exigencias previstas para el proyecto: reducción de masa, aumento de la rigidez, mejora de la eficiencia, mejora de la disipación térmica, correlación de fuerzas e incluso reacciones químicas son algunas de las posibilidades.

La inversión en simulación computacional ha crecido a razón de dos dígitos anuales en los últimos 40 años, impulsada por el uso masivo y los avances de los computadores, según un estudio de la consultora de marketing Cambashi. Grandes, medianas y pequeñas empresas invierten en simulación para ser aún más competitivas en el mercado. Además, el retorno de la inversión en simulación es favorable en aspectos como la reducción del tiempo de comercialización, la reducción de la necesidad de prototipos físicos, la planificación de las paradas de mantenimiento y, por supuesto, el aumento de la productividad. Esta realidad se refleja en diferentes esferas del universo del azúcar y el alcohol, desde los fabricantes de equipos comunes hasta los vehículos utilizados en la cosecha, pasando por los equipos de mantenimiento de los propios ingenios. 

En el ámbito de la automoción, son habituales los estudios de difusores y picadores de caña, el análisis de ejes y barras de torsión y el análisis de grietas del subsolador, entre otros, con el objetivo de optimizar los equipos. En el sector industrial, la simulación puede utilizarse para explorar el mantenimiento de los equipos viejos, el análisis de la separación del bagazo, las paradas inesperadas de los compresores, las mejoras de las calderas y los hornos, el análisis de los ejes de los molinos, las cubas de fermentación, el cumplimiento de las normas estructurales vigentes en las plantas, los estudios de revestimiento, etc.

Casos de éxito en el sector azucarero-energético

Según Tiago Cervantes, ingeniero de aplicaciones de Caldema, que ofrece soluciones en calderas para la generación de vapor y componentes en varios segmentos industriales, “la simulación permite realizar una serie de estudios para encontrar la mejor solución técnica. El desgaste prematuro solía llevar a la sustitución de parte del equipo cada temporada baja, lo que suponía un elevado coste de mantenimiento. Hoy en día esto ya no es una realidad.”

Todas estas ventajas han impulsado la difusión de la cultura de la simulación en los distintos sectores de la industria y sector azucarero-energético y en la cadena de suministro y servicios que la abastece. “El método de los elementos finitos está ya muy extendido en el mercado, lo que nos ha llevado a trabajar con un número de análisis cinco veces superior al que había hace unos años”, afirma Eduardo Campos, ingeniero mecánico de Welding, proveedor de servicios de inspección técnica, análisis y ensayos de laboratorio para materiales metálicos e ingeniería aplicada.

Una parte interesante de esta evolución de la tecnología es el hecho de que no se limita a los equipos de desarrollo de productos y también se ha implantado en los equipos de mantenimiento, que desempeñan un papel crucial en el funcionamiento de cualquier planta. Helio Rubens, actual ingeniero de proyectos de Bracell, que lleva más de 10 años dedicado al mantenimiento industrial en ingenios, añade: “El sector del azúcar y el alcohol está muy consolidado. Por ello, es habitual que se utilicen equipos antiguos, que no fueron diseñados con los recursos tecnológicos que tenemos hoy en día. En otras palabras, hay un enorme potencial de optimización. Normalmente, en el caso del azúcar y el alcohol, el equipo trabaja por encima de su capacidad. La simulación permite mejorar el equipo para aumentar su capacidad nominal y mejorar su eficiencia, produciendo más”.

 

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Business Developer

Ingeniero mecánico egresado de la Faculdad de Engenharia Industrial (FEI), con Maestría en Propulsión y Energía en el Instituto de Tecnológico de Aeronáutica (ITA) y Maestría en Gestión Empresarial en la Business School São Paulo (BSP), en Brasil. Tiene experiencia en fluidodinámica y simulación multifísica y es el gerente de producto de Ansys Discovery.


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