Nuevo software tiende puente para ayudar a optimizar antiguas fábricas

Muchos fabricantes han descubierto que la construcción sostenible en sus procesos y fábricas es una buena forma de ganar ventaja económica.

Los administradores de instalaciones de fábricas recién construidas tienen la ventaja de ser capaces de acceder a elementos de diseño sostenible para hacer sus operaciones más medioambientalmente racionales. De hecho, la sostenibilidad a menudo es un punto clave en el diseño de esas instalaciones. Esos elementos de diseño son evidentes en el exterior del edificio, como los paneles solares en los tejados o los aparcamientos, y en el interior, como los medidores de energía instalados en la maquinaría.

Particularmente útil resulta que las infraestructuras modernas usualmente van acompañadas de software 3D de su diseño y arquitectura.

De cualquier modo, más o menos a menudo, las fábricas existentes son instalaciones más antiguas que derrochan ineficiencias y necesitan ser adaptadas. Estos edificios industriales fueron erigidos en un tiempo en que había combustibles fósiles de sobra, pero no herramientas para hacer las fábricas más “verdes”.

La principal diferencia entre las nuevas instalaciones y las antiguas es que no se necesitan esfuerzos manuales para cambiar las nuevas. Quizá la razón es que la sostenibilidad formó parte del diseño desde el inicio—y no como un nuevo apéndice de un antiguo proceso.

Modelado digital para adaptaciones verdes

Así que, ¿la solución para hacer más verdes las instalaciones existentes es coger una bola de demolición y empezar de cero? No necesariamente.

En realidad, las instalaciones más antiguas son perfectas candidatas para “remodelados verdes” a través de diseño digital. Un modelo digital permite una experimentación inteligente con datos reales— la clave para alcanzar los objetivos ecológicos de fabricación.

Los modelos digitales, cuando se utilizan con modelado de información de edificio (BIM, por sus siglas en inglés) y software de prototipado digital, ayudan a proporcionar una visión de principio a fin en el proceso de fabricación, con modelos 3D inteligentes en cada paso. De cualquier modo, algunos propietarios no cuentan con modelos digitales de sus fábricas. Como mucho, tienen planos o archivos CAD en 2D. Esta falta de modelos digitales 3D limita la capacidad de llevar a cabo una aproximación estratégica a la sostenibilidad. ¿Necesitas simular cuánta agua o energía consumen tus operaciones? Buena suerte averiguándolo a partir de un plano.

Afortunadamente, hay formas de evitar este problema: la nueva tecnología está disponible para ayudar a los fabricantes a digitalizar de forma rápida y sencilla sus entornos industriales.

Escáneres 3D. Cuando no hay planos ni dibujos disponibles, los propietarios pueden utilizar escáneres 3D para “escanear” sus entornos industriales y recoger millones de datos que pueden ser utilizados para construir modelos digitales 3D.

Fotografía-costura. De manera alternativa, los propietarios pueden tomar fotografías digitales de sus instalaciones, y utilizar un software especial para crear modelos 3D a partir de estas imágenes—un proceso llamado costura fotográfica.

Nuevos paquetes de software, con completas características de disposición de fabricas, permiten a los fabricantes crear modelos 3D de sus fabrican ya existentes para así poder explorar oportunidades de mejora sin tener que apagar las máquinas. De forma crucial, el software de diseño de fábricas puede importar modelos digitales creados a través de escáneres 3D o foto costura, permitiendo a los fabricantes optimizar sus viejas fábricas tan fácilmente como las nuevas.

En cualquier opción, los ingenieros de instalaciones pueden capturar la infraestructura de la fábrica existente sin enormes cantidades de medición manual.

Implementando lo Verde

Una vez que un entorno de fábrica digital nuevo o existente ha sido creado, los directores de construcción pueden realizar varias operaciones para “hacerlas más verdes”.

• Determinar las mejores fuentes de energía. Para las instalaciones existentes, donde los fabricantes tienen poca influencia sobre la mezcla de carburantes que utiliza, una estrategia es explorar el potencial energético in situ de recursos disponibles, como energía solar o eólica. El lugar donde está geográficamente situada una fábrica determina que tipo de fuentes de energía locales puede obtener. Una fábrica en un desierto, por ejemplo, cuenta con diferentes fuentes de energía locales a las que recurrir que una situada en un clima frío y boscoso. El software puede ser útil para determinar la mezcla óptima de energía, basada en cuánta energía puede ahorrarse, según cálculos comparativos.

Mediante la observación de los datos climatológicos y los ángulos de luz solar en varios momentos del año en un lugar dado, los robustos paquetes de software pueden ayudar a concretar el potencial de las energías renovables.

Por ejemplo: ¿Cómo cambia el perfil de gases de efecto invernadero de una instalación si se implementan energías renovables in situ? ¿Qué superficie del techo se pude dedicar a la instalación de placas solares sin comprometer el espacio disponible para poder utilizar luz natural?

• Mejorar el envoltorio del edificio. Los muros, el suelo y el techo que envuelven el espacio de fabricación suelen estar preparados para mejoras verdes de diseño. Una de las adaptaciones más populares es el uso de la luz natural. La luz natural pueden reducir la cantidad de electricidad consumida que se necesita para operar durante el día, y proporciona unas mejores condiciones de trabajo. Se ha comprobado que la luz natural mejora el humor y la salud del personal, lo que disminuye el absentismo laboral. Una mejor iluminación también incrementa la seguridad de los empleados en la línea de producción.

Mediante la utilización de datos meteorológicos y simulación, arquitectos e ingenieros pueden emplear diferentes herramientas de software para medir las posibilidades de la luz natural y ajustar las zonas de sombreado, los vidrios y otras características del exterior del edificio para maximizar la cantidad de luz natural en el interior.

• Realizar un análisis de rendimiento de los materiales. A través de una fábrica fluye gran cantidad de energía. Los fabricantes deben preguntarse i la están aprovechando al máximo. Los modelos digitales—incluso los modelos CAD en 2D—pueden ser utilizados en estos análisis. Cambiando el secuenciado y disposición de las líneas de producción se puede conseguir una reducción de la cantidad de energía necesaria para mover materiales y componentes de un lugar a otro.

• Optimizar los sistemas HVAC. En muchas fábricas, los sistemas HVAC están funcionando  mayor rendimiento del necesario para enfriar o calentar el aire. Actualizar el exterior del edificio—añadiendo ventanas polarizadas o aislantes—puede ayudar a controlar la temperatura interna y reducir la el uso de los sistemas HVAC. El uso de herramientas de software como el modelado rápido de energía serán necesarias para calentar o enfriar un edificio—y entonces aislar donde se de la mejor eficiencia.

• Crear un círculo de retroalimentación para una mejora continua. Los diseñadores de producto a menudo carecen de visibilidad acerca de los impactos medioambientales de sus decisiones de diseño. Educar a los equipos de diseño de producto sobre procesos que consumen menos energía o agua o generan menos residuos es una estupenda manera de reducir el impacto medioambiental de los futuros productos.

Mediante la utilización de herramientas que miden el impacto de materiales individuales utilizados para crear un producto, los fabricantes pueden asegurar que el peso, coste de transporte y uso de agua se minimicen, sin comprometer la resistencia y durabilidad que buscan en el producto final.

• Mejora en el rendimiento de la maquinaria mediante mantenimiento predictivo. De forma parecida al cuchillo que se embota y no es capaz de cortar un tomate, el rendimiento de las herramientas de corte utilizadas en fábricas se deterioran con el tiempo. Entonces requieren de más recursos—como energía o lubricantes industriales, los cuales pueden tener un perfil medioambiental tóxico—para realizar su tarea. Esta pérdida de rendimiento puede ser minimizada a través del mantenimiento predictivo.

Trazar el rendimiento normal de una máquina con sensores y herramientas de software analítico contra los niveles actuales de rendimiento e intercambiar las herramientas de cortado de forma proactiva y en intervalos regulares puede mantener la maquinaria en un excelente estado operacional. Se puede dar un beneficio energético adicional, dado que el tiempo de inactividad es previsto y minimizado.

Estas son sólo algunas de las formas en que las fábricas pueden hacer más “verdes” sus operaciones utilizando software de sostenibilidad. De hecho, algunas de estas mejoras son posibles sin acceso a herramientas de software que puedan analizar los procesos de fabricación.

Fabricación Verde en acción

Numerosas empresas han aplicado tecnología de diseño de instalaciones 3D para ayudar a implementar algunas de las medidas expuestas previamente. Por ejemplo:

• Un fabricante de automóviles estaba considerando implementar luz natural o paneles solares en el techo de sus instalaciones. Tel software de sostenibilidad utilizado indicó que añadir un sistema de energía solar sería financiera y ecológicamente beneficioso. Se optó por instalar claraboyas en el techo, así como paneles solares en el aparcamiento que sirvieran como techado para los coches de los empleados al tiempo que generaban electricidad. Esto fue una doble victoria, ya que los paneles solares producen electricidad para la fábrica e incrementan la satisfacción de los empleados, que vuelven a casa en coches más frescos al final de sus turnos.

• Un fabricante de productos de construcción utiliza un simple tablón de anuncios para crear retroalimentación entre los trabajadores y el equipo de diseño. Los trabajadores comentan ideas para ensamblar productos con menos herramientas y en menos pasos.

• Un fabricante de empaquetados mide todas sus máquinas y traza su rendimiento. Es capaz de ver, en tiempo real, qué máquinas quedan inactivas más a menudo y es capaz de programar mantenimiento predictivo.

Pasos sencillos producir resultados significativos

Claramente, hacer “verde” una fábrica no es un obstáculo insuperable o una tarea onerosa. Al contrario, incluso un pequeño y simple paso—como crear una mejor retroalimentacioón con el equipo de diseño de producto—puede producir resultados operativos significativos.

Con las herramientas de software disponibles actualmente, los fabricantes pueden alcanzar cualquier cosa, desde análisis a mejoras exteriores en los edificios con esfuerzos sorprendentemente pequeños.