El siglo del fotón

El siglo del fotón

Lo más seguro es que la palabra fotónica no forme parte de tu vocabulario habitual, pero las tecnologías desarrolladas en este campo son cada vez más usadas en el discurrir diario de nuestras vidas.

Albert Einstein

Si atendemos a la definición que da la RAE de la fotónica: «Perteneciente o relativo a los fotones» lo más seguro es que esto no os diga nada, a no ser que conozcáis trabajos de investigación como los del gran físico Albert Einstein. Concretamente su explicación del fenómeno fotoeléctrico descubierto por Hertz en 1887 y por el que, curiosidades de la vida, Einstein recibió hace exactamente 100 años (1921), el premio Nobel y no por su famosa teoría de la relatividad.

La fotónica se entiende mejor si usamos otras definiciones, como la formulada por la plataforma española fotónica21 de la que CARTIF forma parte:

«La Fotónica es la ciencia del aprovechamiento de la luz, cubriendo la generación, detección, gestión del guiado, manipulación de la luz y, lo que es más importante, su utilización en beneficio de la humanidad»

Por tanto, la luz es el centro de la fotónica. Fenómeno físico cuya explicación ha necesitado de cientos de años y de grandes genios para su comprensión sino en su totalidad al menos en un alto grado. Desde las escuelas griegas con Aristóteles y Euclides como ejemplos destacados, numerosos científicos, como Al Haytham, Newton, Young, Maxwell o el propio Einstein dedicaron parte de su vida a dar respuesta a la pregunta ¿Qué es la luz?.

Si resumimos algunas de las conclusiones de estos padres de la fotónica, podemos decir que la luz se define tanto por una onda como por una partícula, lo que se ha denominado la dualidad onda-partícula de la luz. Esta dualidad fue fuente de enconadas discusiones como la llevada a cabo entre Huygens y Newton en el siglo XVII, Huygens defendía la naturaleza ondulatoria de la luz, mientras que Newton solo entendía la luz como un conjunto de corpúsculos luminosos. En el siglo XIX fueron Young con su famoso experimento de la doble rendija y Maxwell con su tratado del electromagnetismo los que confirmaron la naturaleza ondulatoria de la luz, mientras que a principios del siglo XX, Plank y Einstein demostraron la necesidad de cuantificar la luz en forma de paquetes discretos de energía para poder explicar la radiación de un cuerpo negro y el ya mencionado efecto fotoeléctrico. En 1926, Gilbert Lewis denominó fotón a este «quantum» de energía.

Dualidad onda-partícula de la luz Fuente: https://www.youtube.com/c/inanutshell

Por otra parte, la luz no es solo la radiación que podemos ver con nuestros ojos, lo que se conoce como el espectro visible, sino que también se asocia a la radiación infrarroja, la ultravioleta, los microoondas, las ondas de radio y a los rayos X y gamma ya que dichas radiaciones son de la misma naturaleza como demostró Maxwell. De hecho, la International Society of Photonics and Optics (SPIE) en su informe anual del 2020 establece que la fotónica cubre todo el rango del espectro electromagnético, desde los rayos gama hasta las ondas de radio.

fotónica espectro electromagnético
Espectro electromagnético

Podríamos decir, de forma simplificada que:

«La luz está formada por un conjunto de partículas, llamadas fotones, que se propagan en forma de ondas electromagnéticas con un amplio rango de frecuencias.»

Donde los fotones son partículas de luz que interaccionan con la materia a nivel subatómico. De forma que si estas partículas tienen el valor adecuado de energía, definido por la frecuencia de la onda, provocarán que los electrones de los átomos absorban su energía y se posicionen en niveles superiores de energía. Del mismo modo, estas partículas de luz son liberadas en los átomos cuando los electrones regresan de forma espontánea o estimulada a niveles de energía menores o más estables.

Interacción de los fotones con la materia Fuente: https://www.clpu.es/

Pues bien, estos fenómenos que ocurren a nivel subatómico son la base para el desarrollo de dispositivos como los LED o los LASER sin los cuales no podríamos, entre otros usos, mejorar la eficiencia energética de nuestras casas o tener cada vez mayores anchos de banda en las comunicaciones por fibra óptica. Estas son una pequeña parte de las aplicaciones de la fotónica, pero da una idea de la magnitud de su importancia ya que está presente en un sinfín de sectores de aplicación.

Por lo que cuando enciendas las luces, oigas las noticias en la radio o las veas en la televisión, te conectes por internet mediante fibra óptica o a través de wireless con tu tablet o smartphone para ver tu serie favorita, actives los sensores de la alarma de tu casa, te hagas fotos, calientes tu desayuno en el microondas e infinidad de acciones más del día a día, piensa como la fotónica ha cambiado nuestras vidas. No es de extrañar que el siglo XXI se haya definido como el siglo del fotón del mismo modo que el siglo XX fue el del electrón y que la fotónica sea una de las tecnologías claves para que la humanidad siga su desarrollo y supere muchos de los complicados retos a los que se enfrenta actualmente y a los futuros.

Desde el 2020 CARTIF forma parte de PhotonHub Europe una plataforma formada por más de 30 centros de referencia en fotónica de 15 países europeos en el que más de 500 expertos en fotónica ofrecen su apoyo a empresas (principalmente PYMES) para ayudarlas a mejorar sus procesos productivos y productos a través del uso de la fotónica. Para ello se han articulado hasta el año 2024 acciones formativas, de desarrollo de proyectos y de asesoramiento a nivel técnico y financiero. Por otro lado, para estar al tanto de lo que ocurre en el mundo de la fotónica os animamos a formar parte de la comunidad creada en PhotoHub Europe. En esta comunidad podéis estar al tanto de las actividades de la plataforma como de noticias y eventos relacionados con la fotónica.

La consciencia no es computable, es cuántica

La consciencia no es computable, es cuántica

Mucho del nuevo bombo alrededor de la Inteligencia Artificial (IA) está directamente relacionada con la potencialidad para imitar o superar las capacidades del cerebro humano (en cuanto a volumen de datos manejados y velocidad de procesamiento) mediante el uso de los ordenadores. El neurocientífico Henry Markram en 2009 anunció un proyecto que pretendía simular el cerebro humano en una super-computadora con diferentes objetivos como «comprender la percepción o la realidad y tal vez incluso comprender también la realidad física».

La denominada «singularidad tecnológica» establece como la IA y la robótica nos sobrepasará a los humanos. Hay diferentes predicciones sobre cuándo ocurrirá este apocalipsis. Elon Musk coloca esta singularidad en 2025, el millonario ruso Dmitri Itskov en 2045, por citar varios ejemplos. El continuo avance de las capacidades de los microprocesadores también alimenta, erróneamente, este bombo de la IA. Si uno compara únicamente el número de neuronas (unos 86.000 millones) con el número de transistores del último chip M1 de Apple (16.000 millones) puede estar tentado de asegurar que la «capacidad de computación» del ser humano es fácilmente superable. Lo sé, las comparaciones son odiosas, y en este caso , muy atrevidas.

Hasta hace poco yo también me encontraba entre los expectantes de tales predicciones, pero con un grado de escepticismo razonable. Todo esto cambió para mí en lo más crudo del confinamiento del 2020. Andaba yo deambulando por YouTube en búsqueda de vídeos interesantes relacionados con la IA y llegue a uno muy curiosos y que da título a este post, y que atrajo mi curiosidad: 1la consciencia no es computable. En este vídeo, un más que lúcido Sir Roger Penrose, físico, matemático y filósofo, es entrevistado por el vlogger Lex Fridman, experto en IA y conducción autónoma.

He de decir que, aunque el nivel científico de lo expuesto en el vídeo es muy alto, la lucidez, detalle y afabilidad demostradas por Penrose, me atrapó y logró mantenerme atento durante toda la entrevista. Especialmente, hay una parte que me pega a la silla y me hace rebobinar varias veces para tratar de comprender con el mayor detalle posible. La entrevista empieza directamente con esta tesis demoledora (la mantengo en inglés por ser más fiel): «I´ m trying to say that whatever consciuosness is, it´s not a computation…it´s not a physical process which can be described by computation».

Durante la entrevista, Penrose explicó cómo su curiosidad por la neurofisiología le llevó a explorar los principios básicos de la física, la cosmología, las matemáticas y la filosofía en su libro de 1989 «The Emperor´ s New Mind» para proponer que el pensamiento humano nunca podría ser emulado por una máquina, en contra de las tesis «mainstream» de entonces acerca de cómo las computadoras usando «inteligencia artificial» pronto podrían hacer todo lo que un humano puede hacer.

¿Qué le lleva a asegurar de forma tan tajante la imposibilidad de emular la consciencia humana mediante un ordenador? ¿No se supone que juntando muchos chips de nuestros ordenadores podemos superar el número de neuronas de nuestro cerebro y su capacidad de computación ( si me permitís esa burda comparación)?. Igual que la vida no es un conjunto de células agrupadas en órganos, la «emulación» de las capacidades del cerebro no es una cuestión de agrupar un alto número de transistores y sus impulsos eléctricos. Todos recordamos las explicaciones de cómo las neuronas transportan la información a través de impulsos eléctricos. En su análisis de la fisiología del cerebro, Penrose, ni siquiera al final de su libro pudo llegar a explicar completamente como era posible que las señales nerviosas pudiesen transmitirse mediante impulsos eléctricos de forma coherente por el cerebro. Algo no le cuadraba o le faltaba en su teoría. Pero parece que, a un lector de su libro, el anestesiólogo Stuart Hameroff, fue al único que le cuadró. «Creo que te has olvidado de algo, ¿ no sabes lo que son los microtúbulos?» le dijo a Penrose. «Es lo que te falta para que funcione tu teoría». Los microtúbulos podrían ser la respuesta a la búsqueda de Penrose sobre una fuente no computable en la consciencia humana, desde un punto de vista fisiológico.

¿Pero qué demonios son los microtúbulos? Que me perdonen los biólogos moleculares, pero parece ser que son unas estructuras moleculares de forma tubular que encontramos en las diferentes células de nuestro cuerpo, desde los glóbulos rojos hasta las neuronas. Estas estructuras que «habitan» las interconexiones de nuestras células grises, tienen la propiedad de conservar de una manera muy efectiva su estado (estado de tipo cuántico, pero esto lo dejamos para otro post) y permiten que de alguna forma volvamos a ser los mismos que éramos tras una pérdida de consciencia, por ejemplo, después de una anestesia. Podríamos decir que estos microtúbulos son la unidad almacenamiento (cuántico) básico de nuestro cerebro. Algunos científicos los llaman «el cerebro de la neurona«.

Otra de las razones para poder aspirar a emular el cerebro ha sido poder replicar el número de conexiones que existen entre nuestras neuronas. Es un número bastante grande en realidad. Se estima que cada neurona posee un promedio de 1.000 conexiones. Con 86.000 millones de neuronas esto nos daría unos 86 billones de conexiones. Aunque los números dan vértigo, para algunos expertos parecen conseguibles con la capacidad de cálculo actual en operaciones por segundo (FLOP) de los procesadores. Volviendo al M1 de Apple, este procesador declara ser capaz de efectuar 2.6 TFLOP, 2.6 billones de operaciones por segundo (10 elevado a la 12 ceros). Otra vez, un número aparentemente «cercano» a nuestras conexiones si juntamos un montón de chips trabajando a la vez. Pero parece que la consciencia es algo más que conexiones ¿no?

Si nos centramos únicamente en la cuestión cuantitativa y volvemos a los microtúbulos que habitan nuestras neuronas, ¿cuántos de ellos podemos tener? La neurobiología dice que algo más de 1.000 microtúbulos por cada una de nuestras 86 mil millones de neuronas, o sea, 86.000.000.000.0000 microtúbulos (86 billones, similar a las conexiones neuronales) que «almacenan la información cuántica» en la que algunos científicos afirman, reside nuestra consciencia. Podríamos decir en realidad que nuestro cerebro es un ordenador cuántico, ¿no os parece?. Vaya, siento caer de nuevo en una analogía computacional. Volvamos de nuevo a la tecnología para finalizar este post. IBM, promete un ordenador cuántico de 1.000 qubits para 2023. Bastante inferior a los 86 billones de microtúbulos de nuestra cabecita. En mi humilde opinión, y comparando solo aspectos cuantitativos de capacidades de computación actuales y futuras, la denominada singularidad tecnológica informática actual e inteligencia artificial se encuentra aún muy lejos o parece casi inalcanzable. No sé vosotros, pero yo todavía veo un poco lejos la singularidad tecnológica, ¿no os parece?


1 Capacidad del ser humano de reconocer la realidad circundante y de relacionarse con ella

Industria 5.0: ¿en serio?

Industria 5.0: ¿en serio?

Parece mentira, pero ya han pasado 5 años desde que en CARTIF inauguramos nuestro blog con el post sobre la Industria 4.0 en el que analicé algunas de las claves de la llamada “cuarta revolución industrial” y como podría afectar a la industria de nuestro país. Siempre me ha parecido arriesgado tratar de definir esta revolución desde dentro. Supongo que el tiempo y la perspectiva histórica nos dejara más claro si de verdad ha sido una revolución o simplemente un mantra tecnológico. Abróchense los cinturones porque, si aún no hemos asimilado esta revolución, ahora nos “amenazan” con la siguiente, Industria 5.0 la llaman. Original, ¿verdad?

Si la cuarta prometía interconectar los medios productivos de toda la cadena de valor para hacer una transición a la industria inteligente o Smart Industry (todo tiene que ser Smart como cuando hace muchos años cualquier electrodoméstico que se preciase necesitaba llevar “fuzzy logic”), la quinta revolución industrial, trata de humanizar el concepto más allá de solo producir bienes y servicios con fines de lucro económicos. El reto de esta revolución pretende incluir en su propósito consideraciones sociales y ambientales. Las palabras clave de esta revolución, según la definición de la Comisión Europea, deben ser: enfoque centrado en el ser humano, sostenibilidad y resiliencia.

Al desarrollar tecnologías innovadoras con un enfoque centrado en el ser humano, la Industria 5.0 puede apoyar y empoderar a los trabajadores, en lugar de reemplazarlos; asimismo, otros enfoques complementan esta visión desde el punto de vista del consumidor de tal forma que pueda tener acceso a productos lo más personalizados posibles o adaptados a sus posibilidades, de tal forma que conceptos como alimentación personalizada o ropa hecha a medida se apliquen virtualmente a cualquier producto de consumo.

La sostenibilidad en el desarrollo de la industria necesita compatibilizar los objetivos de progreso económico y ambiental. Para conseguir los objetivos ambientales comunes es necesario incorporar nuevas tecnologías e integrar las existentes repensando los procesos de fabricación introduciendo los impactos ambientales en su diseño y operación. La industria debe ser un ejemplo en la transición verde.

La resiliencia de la industria implica desarrollar un mayor grado de robustez en su producción, preparándola contra interrupciones y asegurando que pueda responder en tiempos de crisis como la pandemia de la COVID-19. El enfoque actual de producción globalizada ha demostrado una gran fragilidad durante la pandemia que nos asola. Las cadenas de suministro deben ser también suficientemente resilientes, con capacidad de producción adaptable y flexible, especialmente en aquellos aspectos productos que satisfacen necesidades humanas básicas, como la atención médica o la seguridad.

Al igual que la cuarta necesitaba de unos habilitadores digitales, esta nueva revolución necesita aspectos tecnológicos que la ayuden a materializarse. Desde un punto de vista práctico podemos decir que los habilitadores que revisamos hace un tiempo son de plena actualidad para la Industria 5.0. Podríamos incluir algunos adicionales como la computación cuántica o el block-chain, incipientes hace 4 o 5 años. Si los habilitadores son similares, ¿por qué estamos hablando de una nueva revolución? Es cuestión de prioridades. Si en la cuarta se habla de una hiper-conectividad de procesos al mundo digital a través de sistemas ciberfísicos o el IoT, en la quinta se busca una cooperación entre el humano y la tecnología digital, ya sea en forma de robots industriales colaborativos, robots sociales o sistemas de inteligencia artificial que complementen o ayuden en cualquier tarea relacionada con la producción, desde instalar una puerta en un coche o decidir cómo organizar el siguiente turno de trabajo para cumplir con el objetivo de productividad de la planta de fabricación.

Tecnología IoT para mejorar la eficiencia de las empresas industriales

Tecnología IoT para mejorar la eficiencia de las empresas industriales

Con la promesa de 75 mil millones de dispositivos conectados a Internet por todo el mundo en 2025, el ‘internet de las cosas’ (IoT) abre las puertas a un futuro de oportunidades para que las empresas optimicen sus procesos, ya sea en la forma de fabricar sus productos, supervisando su calidad o vigilando las máquinas críticas en las fábricas: hornos, líneas de fabricación o almacenes refrigerados.

En nuestro día a día como consumidores, nos podemos encontrar multitud de ofertas tecnológicas en dispositivos IoT que integramos en nuestras vidas de una forma rápida y, en ocasiones, impulsiva, ya sea por modas o beneficios reales. Sin embargo, la incorporación de estas tecnologías en las empresas no se realiza de una forma tan impulsiva, pues conlleva un estudio cuidadoso de factibilidad y rentabilidad, en muchas ocasiones complejo de demostrar, como sucede habitualmente con las tecnologías nuevas.

A estos factores, se une la flexibilidad del IoT para integrarse en las infraestructuras IT de las fábricas. La ‘i’ de IoT significa “internet”, lo que parece que lleva asociado automáticamente una conexión directa a Internet de “cosas” en las fábricas, y esto genera pánico por posibles amenazas de ciberseguridad para casi cualquier empresa. Para luchar contra estas barreras, la información y la formación son aspectos clave.

En este marco, se desarrolla el proyecto de cooperación transfronteriza España-Portugal IOTEC, que tiene como objetivo crear una red de colaboración de diferentes actores (investigadores, organismos públicos, proveedores de soluciones TIC y empresas industriales) de ambos países que facilite la creación e integración del IoT en las empresas. Los participantes en IOTEC hemos analizado diferentes empresas industriales y TIC para buscar carencias y fortalezas y poder así relacionar la oferta y la demanda de IoT. Desde CARTIF, coordinamos las actividades alrededor de las empresas industriales con el objetivo de conocer sus necesidades de IoT a través de un análisis detallado de sus procesos organizativos y productivos que incluyen la gestión, el diseño del producto, su proceso de fabricación y la logística.

Este análisis detallado incluyó la realización de una serie de auditorías tecnológicas a diferentes empresas agroindustriales, analizando el potencial de aplicación de IoT en diferentes partes de su proceso productivo. Se evaluaron 40 parámetros organizativos diferentes según la metodología definida dentro del proyecto IOTEC. Por ejemplo, en el apartado de los procesos de fabricación, se analizaron minuciosamente cuatro aspectos de gran relevancia:

  • El tipo de proceso o transformación productiva, que queda definido fundamentalmente por aspectos como las materias primas usadas o los pasos de fabricación.
  • Los requerimientos de trazabilidad de las materias primas, los productos intermedios y productos finales. Esta trazabilidad tiene especial relevancia en las empresas agroalimentarias.
  • El control del proceso de producción que se desencadena por diferentes mecanismos según la empresa: ordenes de producción, bajo demanda, disponibilidad de materias primas (e.g. vendimia).
  • La necesidad de captura de datos en planta como primera fase de digitalización completa de un proceso productivo.

Una vez analizados todos los parámetros, se realizó una clasificación exhaustiva de diferentes tecnologías IoT que podrían ser de aplicación en la industria y tener un impacto directo en la mejora de la eficiencia. A continuación, pueden verse dichas tecnologías:

Todas las tecnologías identificadas fueron priorizadas por los asistentes al «Foro de oportunidades de negocio a través de IoT y Blockchain» que tuvo lugar el pasado 14 de noviembre de 2018 en Valladolid. Los asistentes al evento tuvieron la oportunidad de reflexionar y votar sobre este conjunto de tecnologías para valorar su necesidad y la importancia de su difusión por parte del proyecto IOTEC. Una vez establecidas estas prioridades, ahora es necesario darlas a conocer para que los proveedores de soluciones IoT puedan adecuar sus ofertas a necesidades reales.

Asimismo, se trabaja en actividades de difusión y formación para acercar las tecnologías IoT y ejemplos concretos de su aplicación al conjunto de empresas industriales de las regiones de Castilla y León y Centro de Portugal participantes en la red IOTEC. Cualquier empresa proveedora o demandante de tecnologías IoT puede participar en el foro del proyecto y beneficiarse de forma directa a través de oportunidades de colaboración y formación en este apasionante conjunto de soluciones tecnológicas como es el IoT.

La realidad aumentada transformará nuestra forma de trabajar

La realidad aumentada transformará nuestra forma de trabajar

Después de unos inicios bastante tibios, la realidad aumentada se está dejando ver como una tecnología con un futuro bastante prometedor. Buena parte de este cambio de imagen surge del fenómeno Pokémon Go que, hace aproximadamente dos años, mostró al público generalista la realidad aumentada de una forma natural mediante los personajes del famoso videojuego. Este golpe de efecto ha servido para que muchos programadores se hayan dado cuenta de las múltiples posibilidades que ofrece esta tecnología, lanzándose al desarrollo de aplicaciones sencillas que, al igual que en el videojuego, permiten utilizar las capturas realizadas con la cámara del teléfono y/o la posición GPS para incorporar escenas y modelos 2D y 3D al mundo físico a través de la pantalla del móvil.

Esto ha hecho que actualmente nos podamos encontrar numerosas animaciones utilizando realidad aumentada en catálogos comerciales, paneles publicitarios, aplicaciones turísticas o juegos educativos para los más pequeños, entre otras aplicaciones.

Grandes compañías como Google, Apple, Microsoft o Facebook no quieren perder este tren y están tomando posiciones para sacar el mayor partido a las grandes posibilidades que proporciona el uso de la realidad aumentada. A finales de 2017 todas ellas han ido mostrando plataformas y herramientas software para incorporar realidad aumentada a sus dispositivos.

  • Google: ARCore es la plataforma de Google que permite crear experiencias de realidad aumentada. En el Google I/O celebrado en mayo se han presentado nuevas aplicaciones sobre todo para entornos colaborativos. ARCore está disponible actualmente para dispositivos con las últimas versiones de Android.
  • Apple: ARKit, incluido en los dispositivos con el sistema operativo iOS11, permite a los desarrolladores crear fácilmente aventuras de realidad aumentada que integran objetos virtuales en el mundo real combinando datos procedentes de las cámaras e información del sensor de movimiento.
  • Microsoft: kit de desarrollo Windows Mixed Reality, es la plataforma de realidad mixta que permite crear realidad virtual y mixta presentando hologramas virtuales junto a elementos reales. Está fundamentalmente desarrollado para las gafas inteligentes Microsoft Hololens.
  • Facebook: ha lanzado AR Studio para crear efectos de realidad aumentada sobre las imágenes capturadas, y que las personas puedan colocar objetos en 3D en su entorno e interactuar con ellos en tiempo real. Lo último que ha presentado es el AR Target Tracking que permite iniciar las experiencias de RA apuntando a una imagen, creando experiencias persistentes.

Más allá de los juegos y el entretenimiento, un futuro muy interesante para la RA, desde el punto de vista de CARTIF como centro de investigación, es el desarrollo de aplicaciones para profesionales en el ámbito laboral. El acceso a la información en cualquier lugar y la asistencia sobre la marcha, pueden marcar una gran diferencia en velocidad y eficiencia a la hora de ejecutar ciertas tareas.

Todas estas herramientas pretenden llegar a los usuarios a través de los dispositivos de los que ya disponen: smartphones, tablets o PC. Pero la incorporación de esta tecnología al ámbito laboral (industria, salud, logística,…) se topa en muchos casos con la exigencia de que el trabajador tenga las manos libres para realizar su trabajo, cosa que no se puede hacer con los dispositivos mencionados. En este sentido, las Smart Glasses se presentan como el dispositivo más adecuado para este tipo de entornos, aunque, tras la decepción de las gafas de Google lanzadas en 2013, la oferta de dispositivos físicos de este tipo sobre los que desarrollar las aplicaciones es escasa. Además, las herramientas de desarrollo son muy específicas para cada dispositivo, lo que complica el proceso, y la tecnología disponible todavía presenta precios sumamente elevados para el público general o para una implantación generalizada en una empresa.

A pesar de esto, según un estudio de Forrester Research, se estima que 14,4 millones de trabajadores estadounidenses llevarán gafas inteligentes para el desarrollo de su trabajo en el año 2025. En CARTIF apostamos por que la incorporación de este tipo de dispositivos a los procesos industriales se vaya produciendo poco a poco, y que los trabajadores se vayan habituando a su uso como una herramienta más de trabajo. Mediante el uso de gafas inteligentes, los empleados pueden acceder a instrucciones y contenido detallado sobre la tarea en cuestión sin interrumpir su trabajo.

En el ámbito industrial, existen multitud de procesos que pueden facilitar información en forma de realidad aumentada de una forma rápida y no invasiva. CARTIF, dentro del proyecto HABITAT-RA, está trabajando para acercar esta tecnología a las Pymes, utilizando realidad aumentada para tres aspectos diferentes:

  • Monitorización: visualización de información sobre el estado de una máquina o proceso.
  • Mantenimiento industrial: obtener información y alertas sobre las tareas periódicas de mantenimiento preventivo en máquinas.
  • Prevención de riesgos laborales: obtener información y alertas sobre zonas de riesgo y perímetros de seguridad en entornos industriales.

Por otro lado, en el proyecto MARCA, integrado en el sector de tratamiento y distribución de agua, CARTIF ha trabajado en el desarrollo de herramientas que permiten el acceso de un operario de mantenimiento a recursos avanzados de apoyo basados en RA, y a la comunicación intermodal avanzada utilizando para ello unas gafas inteligentes.

Por último, en el proyecto PUMAN se desarrolla un interfaz de realidad aumentada para los puestos de montaje manual en la industria mediante el guiado y presentación de información de los pasos del montaje de modo inmersivo. También se informa sobre los riesgos de seguridad del operario.

Aunque todavía está en una fase incipiente, la incorporación de realidad aumentada en la realización de muchas tareas en el entorno industrial puede marcar una gran diferencia en velocidad y eficiencia. Existen muchos factores por mejorar: la tecnología todavía no está lo suficientemente madura, el elevado coste de producir contenidos de realidad aumentada o las limitaciones técnicas de los dispositivos para poder proporcionar experiencias totalmente inmersivas. En todo caso, esta tecnología está en continuo crecimiento. Las grandes firmas están apostado por ella y poco a poco los usuarios se están acostumbrando a disponer de contenidos en forma de RA. El futuro pasa por disponer de un dispositivo que combine una alta capacidad óptica con tecnologías de comunicación y las características de un wearable, y cuyo precio permita una distribución masiva.

Reducción de costes y emisiones en fábricas: casos reales

Reducción de costes y emisiones en fábricas: casos reales

La industria es uno de los sectores con mayor participación en la demanda energética, en muchos casos, originada a partir de transformaciones previas de recursos fósiles no renovables. Dicha transformación, a veces ineficiente, genera desechos energéticos que pueden ser recuperados (y en muchos casos, reincorporados al mismo proceso) usando nuevas estrategias y equipos. Asimismo, la incorporación de energías renovables y optimización de los procesos ayudan a disminuir aún más los impactos nocivos al ambiente, reduciendo al mismo tiempo el consumo de combustibles.

La recuperación de energía protege el medio ambiente y aumenta la competitividad de la industria al disminuir los costes de producción. No obstante, recuperar energía no es una tarea fácil, requiere alta tecnología y buenas prácticas de operación. Además, muchas fábricas tienen procesos complejos y autónomos poco relacionados entre sí o integrados en su entorno. Cada producto y proceso de fabricación es específico de cada industria, por tanto, es difícil encontrar una solución global que abarque la reducción de energía, la integración de renovables y la recuperación de energía, mediante un uso más eficiente de los recursos, tecnologías de fabricación más limpias o el reciclado de materiales.

Tradicionalmente, los factores que se tenían en cuenta en los procesos de fabricación eran económicos, de gestión, producción, etc. Sin embargo, por suerte, esa situación ha cambiado en los últimos años. La eficiencia en sus procesos y la gestión sostenible, son aspectos fundamentales que muchas empresas han incorporado. Conscientes de esa realidad, CARTIF viene acompañando a las empresas para promover en ellas el concepto de “Factoría del Futuro”. Un ejemplo del trabajo hecho en este ámbito es el proyecto colaborativo europeo REEMAIN.

CARTIF por tanto, busca ayudar a las empresas para evolucionar hacia la fabricación eficiente, buscando reducir emisiones a través del uso inteligente de tecnologías de energía renovable y estrategias de ahorro de recursos como la compra, generación, conversión, distribución, utilización, control, almacenamiento y reutilización de energía de manera holística e integrada.

A partir de la experiencia del proyecto REEMAIN, hemos elaborado un breve folleto, en el cual hemos destacado 13 medidas de eficiencia implementadas y probadas en tres fábricas, una del sector agroalimentario, otra del textil y una última de fundición de hierro. Esas medidas se clasificaron en integración de energías renovables, recuperación de energía, reciclado y uso de materiales ecológicos y por último, optimización de la producción, el proceso y el producto. Cada medida se expone de una forma breve y visual incluyendo su título, resumen, ahorros obtenidos en el proyecto y factores clave de éxito en su implementación. Esto último es una recomendación que hacemos para animar a las empresas que estén interesadas en replicar las medidas en su fábrica. Es un conjunto breve de requisitos que su proceso de fabricación debería cumplir para lograr resultados similares a los del proyecto REEMAIN.

Por último, bajo el epígrafe del folleto “Extrapolación a otras fábricas”, se presenta una valoración cuantitativa de potencial de réplica de la medida a otras fábricas, según cuatro factores principales, como son:

  • Facilidad de instalación: una puntuación alta indica que la medida no comporta grandes inversiones y es sencilla de llevar a cabo según nuestra opinión.
  • Criticidad del proceso: la instalación de un nuevo equipamiento puede implicar un aumento de complejidad y reducción de la fiabilidad del proceso afectado. Una puntuación alta indica que la medida de eficiencia no afectará negativamente al funcionamiento de la instalación, por ejemplo, resultando fácilmente puenteable en caso de avería o mantenimiento.
  • Ahorros previstos: valora los ahorros en base a diferentes factores.
  • Retorno de la inversión: tiene en cuenta los ahorros y la facilidad de instalación.

El folleto, finaliza con un resumen visual de los ahorros totales conseguidos en las tres fábricas que formaron parte del proyecto.

El folleto está disponible on-line y para descarga gratuita