Desarrollo de una metodología para el diseño e implementación de sistemas de monitorización y control avanzados para la mejora de la gestión energética en tiempo real de plantas industriales. Aplicación a una industria del sector cárnico con un consumo de 35 GWh/año ubicada en España.
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Título: Desarrollo de una metodología para el diseño e implementación de sistemas de monitorización y control avanzados para la mejora de la gestión energética en tiempo real de plantas industriales. Aplicación a una industria del sector cárnico con un consumo de 35 GWh/año ubicada en España.
Autor: Bejarano Cáceres, Daniel Samuel
Resumen:
[ES] En un mundo caracterizado por un crecimiento continuo de la demanda de energía, es necesario un cambio en las pautas de uso de los consumidores si se quieren mitigar los impactos del cambio climático, que ya se están produciendo. En este aspecto, la eficiencia energética se ha convertido en un aspecto crítico para la sostenibilidad de las operaciones industriales y del crecimiento de la sociedad. La gestión eficiente de la energía no solo conlleva beneficios económicos al reducir los costes operativos, sino que también desempeña un papel fundamental en la mitigación de los impactos ambientales negativos. La industria cárnica en España, con una cifra de negocio de aproximadamente 32.000 M dentro de la industria de alimentación en 2022, se enfrenta, como muchos otros sectores industriales, a desafíos significativos en términos de consumo energético y emisiones de gases contaminantes. La necesidad de abordar estos desafíos y mejorar la eficiencia energética ha sido la fuerza impulsora detrás de este trabajo. El presente trabajo tiene como objetivo principal desarrollar una metodología integral que permita el diseño e implementación de sistemas de control y monitorización para la mejora de la gestión energética en entornos de producción de plantas industriales convencionales, incluyendo estrategias de gestión aplicadas a los procesos específicos de la instalación industrial considerada. La primera tarea a realizar consistirá en la realización de un estudio energético y de producción detallado, recopilando información y realizando mediciones, en caso necesario, para obtener datos como los consumos de electricidad, agua, gas natural y evaluar el estado de las instalaciones desde una perspectiva de la eficiencia energética. La segunda tarea consistirá en definir los medios materiales necesarios para implementar las soluciones diseñadas, garantizando su viabilidad. Finalmente, el tercer y último paso consistirá en implementar los sistemas de control y monitorización diseñados para optimizar los procesos de producción y medir el impacto energético y económico de las acciones de gestión diseñadas. Este trabajo presenta un enfoque práctico de manera que, para su validación en campo, se aplicará a una planta industrial del sector cárnico ubicada en España con un uso intensivo de energía. El trabajo persigue que la metodología diseñada sirva de guía para que otras empresas que buscan mejorar su rendimiento operativo y reducir su huella ambiental a través de la implementación de sistemas de control y monitorización avanzados puedan hacerlo de una forma estandarizada.
[EN] This work focuses on developing an integral methodology for designing and implementing control and monitoring systems in conventional industrial plant production environments. To illustrate this methodology, a case study has been carried out in a meat plant located in Spain. In the first stage of the methodology, we proceeded to collect technical data and data on electricity, water and natural gas consumption, essential for designing control and monitoring systems to optimize production processes. This includes an exhaustive evaluation of the state of the facilities, their performance and the analysis of the use of resources from an energy efficiency perspective. In a second step, the procurement process of the equipment needed to implement the proposed solutions is described. This step was essential to ensure the feasibility and effectiveness of the planned improvements. Finally, we proceeded to implement the proposed solutions with the objective of improving energy management and achieving significant economic savings. These control and monitoring systems allow a more efficient management of resources, which translates into a reduction of operating costs and greater sustainability in the operation of the industrial plant. This work represents a practical and applied approach to address the challenges related to energy efficiency and process optimization in industrial plants. It highlights the specific case of the meat sector in Spain, which is one of the sectors that emits the most polluting gases. The methodology presented can serve as a valuable guide for other companies seeking to improve their operational performance and reduce their environmental footprint through the implementation of advanced control and monitoring systems.
[ES] En un mundo caracterizado por un crecimiento continuo de la demanda de energía, es necesario un cambio en las pautas de uso de los consumidores si se quieren mitigar los impactos del cambio climático, que ya se están produciendo. En este aspecto, la eficiencia energética se ha convertido en un aspecto crítico para la sostenibilidad de las operaciones industriales y del crecimiento de la sociedad. La gestión eficiente de la energía no solo conlleva beneficios económicos al reducir los costes operativos, sino que también desempeña un papel fundamental en la mitigación de los impactos ambientales negativos. La industria cárnica en España, con una cifra de negocio de aproximadamente 32.000 M dentro de la industria de alimentación en 2022, se enfrenta, como muchos otros sectores industriales, a desafíos significativos en términos de consumo energético y emisiones de gases contaminantes. La necesidad de abordar estos desafíos y mejorar la eficiencia energética ha sido la fuerza impulsora detrás de este trabajo. El presente trabajo tiene como objetivo principal desarrollar una metodología integral que permita el diseño e implementación de sistemas de control y monitorización para la mejora de la gestión energética en entornos de producción de plantas industriales convencionales, incluyendo estrategias de gestión aplicadas a los procesos específicos de la instalación industrial considerada. La primera tarea a realizar consistirá en la realización de un estudio energético y de producción detallado, recopilando información y realizando mediciones, en caso necesario, para obtener datos como los consumos de electricidad, agua, gas natural y evaluar el estado de las instalaciones desde una perspectiva de la eficiencia energética. La segunda tarea consistirá en definir los medios materiales necesarios para implementar las soluciones diseñadas, garantizando su viabilidad. Finalmente, el tercer y último paso consistirá en implementar los sistemas de control y monitorización diseñados para optimizar los procesos de producción y medir el impacto energético y económico de las acciones de gestión diseñadas. Este trabajo presenta un enfoque práctico de manera que, para su validación en campo, se aplicará a una planta industrial del sector cárnico ubicada en España con un uso intensivo de energía. El trabajo persigue que la metodología diseñada sirva de guía para que otras empresas que buscan mejorar su rendimiento operativo y reducir su huella ambiental a través de la implementación de sistemas de control y monitorización avanzados puedan hacerlo de una forma estandarizada.
[EN] This work focuses on developing an integral methodology for designing and implementing control and monitoring systems in conventional industrial plant production environments. To illustrate this methodology, a case study has been carried out in a meat plant located in Spain. In the first stage of the methodology, we proceeded to collect technical data and data on electricity, water and natural gas consumption, essential for designing control and monitoring systems to optimize production processes. This includes an exhaustive evaluation of the state of the facilities, their performance and the analysis of the use of resources from an energy efficiency perspective. In a second step, the procurement process of the equipment needed to implement the proposed solutions is described. This step was essential to ensure the feasibility and effectiveness of the planned improvements. Finally, we proceeded to implement the proposed solutions with the objective of improving energy management and achieving significant economic savings. These control and monitoring systems allow a more efficient management of resources, which translates into a reduction of operating costs and greater sustainability in the operation of the industrial plant. This work represents a practical and applied approach to address the challenges related to energy efficiency and process optimization in industrial plants. It highlights the specific case of the meat sector in Spain, which is one of the sectors that emits the most polluting gases. The methodology presented can serve as a valuable guide for other companies seeking to improve their operational performance and reduce their environmental footprint through the implementation of advanced control and monitoring systems.
URI: http://hdl.handle.net/10251/211534
Fecha: 2024-11-10
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