02-03_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 8:57 Página 2 Pictures of the Future | Editorial Joe Kaeser, Presidente y Director Ejecutivo de Siemens AG. Las Innovaciones generan prosperidad y competitividad sostenible. Suiza, Singapur, los países escandinavos, los EE.UU. y Alemania encabezan regularmente la lista de la Federación de Industrias Alemanas en su índice de innovación. En estos países, la interacción de la ciencia, la educación, los negocios, el gobierno, y la sociedad funcionan mejor en la actualidad. Sin embargo, otros países también están mejorando su capacidad de innovación. China, por ejemplo, cuenta hoy con una quinta parte de los investigadores del mundo; la inversión de China en investigación y desarrollo (I + D) es significativamente mayor que la de Japón, y en términos de patentes nacionales registradas, China es el líder mundial. Las reglas que se aplican a los países son también válidas para las empresas. Las ganancias generadas por productos y servicios innovadores permiten a las empresas invertir más en I + D, en plantas más modernas, en crecimiento y en empleo. Werner von Siemens creía que el éxito de su compañía radicaba en el hecho de que "los productos que hacemos se basan en gran medida en nuestras propias invenciones". El nombre de Siemens está vinculado con el comienzo de la era de la electricidad, las primeras plantas de energía, ferrocarriles eléctricos, automatización industrial, y en ser pionera en procesos de imagen en técnica médica. En los rankings publicados por las oficinas de patentes, Siemens ha estado encabezando el grupo por muchos años. En una reciente encuesta realizada por el Boston Consulting Group, a 1.500 altos directivos se les pide que nombren las “Compañías más innovadoras en el 2012 ", nuestra empresa se encontraba entre las primeras treinta. Además, Siemens ha recibido el premio Future Prize– que otorga el PrePortada: La innovación, la capacidad de recuperación y la integración de tecnologías impulsarán el desarrollo de extracción automatizada de energía en alta mar. Esta imagen prevé los futuros sistemas impulsados por sus propias redes eléctricas - Como los que están siendo desarrollados hoy por Siemens en Trondheim, Noruega (pp. 60, 90). 2 La Innovación como Factor de Éxito sidente de Alemania a la Tecnología y a la Innovación - cuatro veces. Eso es más de lo que cualquier otra compañía ha recibido. Sin embargo, a pesar de un promedio de 41 innovaciones por día de trabajo y un continuo incremento en la inversión en I + D a lo largo de los años, y más de 4 mil millones de €, el margen bruto de Siemens recientemente disminuyó en varios cientos de puntos bases. Después de la deducción de los costos de fabricación, Siemens obtuvo menos utilidades de sus ventas. En pocas palabras, ahora recibimos una menor ganancia por nuestros productos. Por lo tanto, tenemos que hacernos algunas preguntas clave: ¿Ha disminuido nuestra fuerza innovadora? ¿Estamos invirtiendo en las áreas más atractivas y orientadas al futuro? ¿Están nuestros procesos de transformación de una invención hacia una innovación de éxito comercial, en el mercado mundial, siendo lo suficientemente rápidos y eficaces? Una mirada a nuestra área de negocios más rentable es reveladora. La mayoría no sólo ocupa el número uno o el número dos de posición en el mercado mundial, sino que también son líderes tecnológicos. Fomentan una cultura de excelencia en su innovación y en sus procesos de producción, que mejoran continuamente. También se comparan a sí mismos regularmente con sus mejores competidores. Así es como deben ser las cosas a lo largo y ancho de todo Siemens en el futuro! Debemos continuamente luchar por el liderazgo en innovación y defender nuestras ganancias. Los que se detengan serán alcanzados! Porque las exigencias del mercado, competidores, y tecnologías están en constante cambio. Las condiciones son cada vez más difíciles, y eso es lo que demuestra esta edición de Pictures of the Future. Estamos en el comienzo de una nueva era de la energía. La demanda de energía eléctrica está creciendo tres veces más rápido que la población mundial. La necesidad que tiene la sociedad de sostenibilidad está impulsando los avances en la eficiencia energética. Y la digitalización está entrando en el campo de la electrificación. En parte como resultado de nuevas aplicaciones: centros de cómputo para el creciente volumen masivo de tráfico de datos (p.84), la automatización industrial (pp. 30, 32), las redes inteligentes o Smart Grids, (p. 62), nuevos métodos de extracción de petróleo y gas (p. 60), y la movilidad eléctrica (p. 105). Al mismo tiempo, los sistemas de energía están en un estado de transición en todo el mundo. En las ciudades del mañana (p. 17), será necesario combinar estos sistemas de forma inteligente para que sean capaces de proporcionar un suministro ecológico, verde y costo eficiente de energía, calor, aire acondicionado, gas y agua potable (p. 24). La construcción y las infraestructuras de tráfico deben ser integradas. En todas partes, incluido el sector de la salud, será necesario integrar complejos sistemas independientes en una operación en conjunto. La integración de sistemas (pp. 12-43) es un reto clave de nuestro tiempo. Aquí veremos que un proveedor ampliamente estructurado, como Siemens, está idealmente equipado para aportar soluciones en infraestructura. Se puede ayudar a hacer que éstas sean más sólidas – haciéndolas capaces, por ejemplo, de hacer frente a desastres naturales (pp. 48-85) o creando utilidades para los clientes a partir de grandes volúmenes de datos (p. 80). Pero no sólo las tecnologías y los mercados están cambiando. Los métodos de innovación también se están reinventado (pp. 90-113). Hoy en día, el énfasis ya no está en las ideas individuales de los investigadores, creadas en sus laboratorios, sino en la cooperación entre investigadores, científicos, compañías pioneras, y clientes como las empresas internacionales líderes. Una empresa como Siemens debe abordar estos factores si quiere seguir siendo rentable. Después de todo, hay un hecho que no ha cambiado desde los tiempos de Werner von Siemens: Nosotros tendremos éxito sólo si impresionamos a nuestros clientes a través de nuestro talento en ingeniería, nuestra capacidad de innovación, nuestro sentido de la calidad, y nuestra confiabilidad. Estos son los factores que Siemens representa! Ellos personificaron nuestra empresa ayer - y lo seguirán haciendo en el futuro. Pictures of the Future | Otoño 2013 02-03_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 8:57 Página 3 Pictures of the Future | Contenido Sistemas Integrados Infraestructuras Resilientes Cómo Maduran las Ideas 112 148 190 114 117 119 120 120 122 124 128 130 132 134 135 137 139 141 Escenario 2062 Utopía en un Chip Tendencias Dando Sentido a la Complejidad Eficiencia Energética Urbana La Ciudad Vecina Plataforma de Inteligencia de la Ciudad Ciudades con Cerebros Gestión de Tecnología de Edificios Academia de la Fuerza Aérea de E.E.U.U. baja a tierra los costos de energía SENSEable City Lab Investigadores de MIT viviendo en un Computador al aire libre Redes Eléctricas Armonía entre Oferta y Demanda Optimización de Energía La Promesa de las Redes Inteligentes1 Calefacción por Viento La Energía Eólica Toma la Palabra Controles Inteligentes Aprendiendo de los Robots Planificación de Obras Construyendo en el Espacio Virtual Datos y Pronósticos Ciudades Inteligentes: Pioneras Urbanas con un Gran Potencial de Negocios Sistemas de Seguridad Las Sinergias de Datos Significan Mayor Seguridad Fusionando Ultrasonido con TC Abriendo una Ventana en 3D Prótesis Personalizadas De los Bytes a los Huesos Soluciones en TI Conectando en red la Salud en los EE.UU Secciones 150 153 156 158 160 162 164 166 169 171 173 174 176 178 180 182 184 184 186 189 144 Pictures of the Future | Otoño 2013 Escenario 2050 La Isla Protectora Tendencias Un Mundo de Riesgos La Ciudad de Nueva York Asegurando la Ciudad Entrevista con el Prof. Peter Höppe Cuando los niveles de CO2 Aumentan, los Fenómenos Climáticos Abundan Datos y Pronósticos Una Gama Creciente de Riesgos Tecnología Bajo el Mar Investigación en Aguas Inexploradas Redes de Energía en E.E.U.U Manteniendo las Luces Encendidas Almacenamiento de Energía La Luz Solar en Una Botella Tsunami en Japón Visitando de nuevo Odaka Redes Inteligentes Protegiendo el Paraíso de la Oscuridad Energía Geotérmica Energía de la Tierra Redes de Acueducto Grandes Ahorros en la Tubería Sensores Inalámbricos Midiendo Toneladas en Microsegundos Gestión de Tráfico Cortando el Smog con Datos Infraestructuras Históricas Resistiendo los Estragos del Tiempo Grandes Datos Sistemas de Advertencia Temprana Entrevista con el Prof. Hans Uszkoreit Un Marco Legal en el Mundo Virtual Centros de Cómputo Dieta Inteligente para “Devoradores” de Energía Tomas Cortas Noticias de los Laboratorios de Siemens Transición hacia los Renovables El Futuro Energético de Alemania Africa Los Angoleños Vuelven a Casa Cuidado de la Salud en Áreas Rurales Del Sacrificio Animal a la Ciencia 192 195 196 198 100 102 105 106 109 109 111 186 187 188 114 115 Escenario 2035 Visión Profunda Tendencias Reinventando la Innovación Estrategias De las Ideas a las Innovaciones Datos y Pronósticos Liderando a través de la Innovación Patentes El Negocio de Defender Ideas Creando Ideas La Cultura del Intercambio de Conocimientos Pictures of the Future Prediciendo la Siguiente Gran Cosa Movilidad Eléctrica Prueba de Manejo en Suecia TTB en Munich El Paraíso para las Startups Entrevista con el Pionero de las “Startups”, Alex Farcet Donde se unen la Curva del Miedo y la Curva de la Experiencia Entrevista con el Dr. Sven Scheuble, TTB Siemens y las Startups: Muchos Beneficios Mutuos Laboratorio a Grandes Alturas Investigación Vanguardista en la Cima del Mundo La Escuela Mandela La Escuela de Pensamiento de Sudáfrica Energía Verde para Sudáfrica Un Viento Fresco a lo Largo de la Costa El Zoológico de Leipzig Tecnología para los Trópicos Retroalimentación Internet y Publicaciones 3 04-05_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 8:59 Página 4 Pictures of the Future | Tomas Cortas Biocombustibles a partir de Gases de Escape, en una Fábrica de Acero La Primera plataforma de HVDC de Siemens en el Mar del Norte transmitirá energía de parques eólicos en el mar a tierra firme. Conversión a Ahorro de Energía Un proyecto diseñado para conectar los parques de energía eólica en el mar en Alemania, a la red eléctrica terrestre dio un gran paso en agosto de 2013, cuando Siemens completó la instalación de su primera plataforma de transmisión a alta tensión en corriente directa (HelWin1) en el Mar del Norte. La plataforma tendrá un papel clave, al llevar la electricidad generada por turbinas eólicas en el mar, hacia tierra firme. Convertirá la corriente alterna (AC) de las turbinas de viento en corriente directa (DC). Esto es muy importante, debido a que el cable que transporta la electricidad a tierra es de 130 kilómetros de largo (85 km bajo el agua) y sus pérdidas de transmisión serían excesivas si se utilizara la corriente alterna. El uso eficiente de la tecnología de Corriente Directa arroja pérdidas de menos del 4%. El cliente, TenneT, operador de la red, comenzará la entrega de electricidad, generada limpiamente, a unos 500.000 hogares en el territorio continental de Alemania en el 2014. La contraparte de la plataforma, una estación en tierra que también fue suministrada por Siemens, se encuentra en Büttel, cerca de Hamburgo. Esta planta transforma la corriente continua de nuevo en corriente alterna - La forma de electricidad utilizada por la red. HelWin1, que está totalmente automatizada, está programada para entrar en servicio en el segundo semestre de 2014. Será posible supervisar y controlar la plataforma de forma remota desde tierra, gracias a numerosas cámaras y sensores. En total, se necesitaron siete días para el transporte de la plataforma por barco hasta su destino final y otros cuatro días para instalarla y anclarla. HelWin1 es una planta colosal: Mide 75 mts. de largo y 50 mts. de ancho, y su peso es de 12.000 toneladas. Los diez pilones de acero que se anclan al fondo del mar son de hasta 100 metros de largo - casi tan altos como el símbolo arquitectónico de Londres, el Big Ben. HelWin1 tiene siete cubiertas que albergan su sistema de transmisión a alta tensión en corriente directa, así como cuartos que serán utilizados por los equipos de mantenimiento. La plataforma está diseñada para funcionar de forma confiable durante décadas, en las turbulentas aguas del Mar del Norte. 4 Siemens y la compañía de biotecnología LanzaTech están trabajando juntos para utilizar el gas, que es rico en carbono, como materia prima básica y fuente de energía. Su atención se centra en los gases de escape de los molinos de acero, que se pueden convertir en biocombustibles y en químicos básicos. La tecnología se basa en un proceso de fermentación desarrollado por LanzaTech. El proceso permite a los fabricantes de acero convertir los gases de escape como el CO, CO2 e hidrógeno en combustibles y químicos ambientalmente compatibles. El procedimiento reduce las emisiones de CO2 del molino y abre una nueva fuente de biocombustibles, que no entran en conflicto con la producción de alimentos. En el corazón de esta nueva tecnología hay microorganismos especiales que convierten el CO y el CO2 en etanol, ácido acético, acetona y otros químicos. El etanol puede reemplazar los biocombustibles actualmente derivados Las bacterias hacen biocombustibles a partir de los gases de escape de la acería. de productos agrícolas. El balance de CO2 del etanol, a partir de gases de escape del molino de acero, es de un 50 a 70 % menor que el de los combustibles a base de petróleo. La tecnología fue lanzada con éxito en la planta de Baosteel en Shanghái, China, en 2012. En promedio, alrededor de 1,8 toneladas de CO2 se producen por cada tonelada de acero fabricado. Las industrias del hierro y el acero representan aproximadamente el 6,7 por ciento de las emisiones globales de CO2. Un molino de acero, que actualmente utiliza sus gases de escape para generar electricidad, puede reducir sus emisiones de CO2 en un tercio al utilizar el nuevo proceso de fermentación. Pictures of the Future | Otoño 2013 04-05_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 8:59 Página 5 Pictures of the Future | Tomas Cortas Planta de Energía de Ciclo Combinado en Corea del Sur Establece Récord mundial de eficiencia Las nuevas cerámicas están haciendo los transformadores más pequeños Las Cerámicas son la Clave Gracias al desarrollo de nuevos tipos de cerámica, en el cual se incrustan los transformadores para el suministro de energía, ahora se puede reducir a una quinta parte de su tamaño anterior. La reducción de tamaño también hará posible la integración de las fuentes de energía conmutadas en los disipadores de calor de los módulos LED. Estas unidades eran anteriormente un componente separado. Los investigadores de Siemens desarrollaron, en conjunto con algunos socios, un proyecto para la activación de los LED mediante módulos LTCC-ferrita (ALFerMo). Para miniaturizar los transformadores, los científicos aumentaron su frecuencia de conmutación en un factor de cuatro y desarrollaron un nuevo sistema basado en capas de películas cerámicas magnéticas. Eficiencia en el Estadio El nuevo estadio nacional Mané Garrincha, en Brasilia, se considera el estadio deportivo más moderno y con el mejor diseño sostenible en América Latina. Esta fue la sede del partido inaugural de la Copa Confederaciónes de 2013 y será el anfitrión de siete partidos de la Copa del Mundo en 2014. Siemens suministra sistemas de última tecnología en automatización de edificios, incluida la tecnología que administra no sólo la demanda, la medición y el uso de agua y energía, sino también los equipos de climatización y la integración de los sistemas de control de incendios, alarma y seguridad. Gracias a su tecnología limpia, el Mané Garrincha puede convertirse en el primer estadio deportivo en el mundo en recibir la certificación de sostenibilidad LEED Platino. Estadio Mané Garrincha en Brasília. Pictures of the Future | Otoño 2013 La Planta de Energía fósil más eficiente de Asia está ahora en funcionamiento, con una eficiencia bruta de casi el 61 por ciento. La planta Dangjin 3 logró este resultado con la ayuda de una turbina Siemens Clase H, récord mundial, con un ciclo especial de vapor. La planta de ciclo combinado Dangjin 3 fue construida por Siemens en la ciudad de Dangjin, alrededor de 120 kilómetros al sur de Seúl. Siemens se desempeñó como líder del consorcio con GS E & C en un proyecto llave en mano que se entregó más de 12 días antes de lo programado. Corea del Sur se ha hecho cargo de ocho de las 24 turbinas Clase H vendidas por Siemens hasta la fecha (ver Pictures of the Future, Primavera 2013, p. 60). El país importa casi todo su gas como gas natural licuado, el cual se transporta por el mar. La eficiencia de las centrales eléctricas de gas, juega un papel muy importante en Corea del Sur. Por eso tiene previsto aumentar su capacidad de generación desde el nivel actual, de 9 gigavatios a 150 para el 2030. En ese momento, las plantas a gas representarán cerca de un tercio de la generaLa planta de energía Dangjin 3 al sur de Seúl. ción de energía de Corea del Sur. Aceite Vegetal: Mucho más que un aderezo para Ensaladas Siemens ha construido el primer transformador de aceite de origen vegetal. La unidad, que se encuentra en la subestación Bruchsal-Kändelweg, cerca de Karlsruhe, Alemania, enlazará el nivel de ultra alta tensión de 380 kV con la red de 110 kV. Los transformadores aumentan o reducen una corriente alterna, de manera que la energía pueda ser transmitida apropiadamente. Debido a las altas corrientes y tensioPrimer transformador del mundo a base de nes implicadas, los transformadoaceite vegetal. res se calientan y se deben enfriar con el uso de aceite. Hasta ahora, los aceites de petróleo o de silicona han sido utilizados para este propósito, ya que conducen el calor muy bien y también proporcionan un buen aislamiento contra descargas disruptivas eléctricas. Sin embargo, estos aceites son muy inflamables y pueden causar daños al medio ambiente. Por el contrario, los aceites vegetales a base de colza, soya o girasol son biodegradables y tienen un punto de inflamación mucho mayor. Su clasificación superior en protección contra incendios también significa que puede ser utilizado en áreas residenciales densamente pobladas. El nuevo transformador Siemens pesa poco menos de 340 toneladas y contiene 100 toneladas de aceite, elaborado exclusivamente con materias primas renovables de origen vegetal. 5 06-11_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:02 Página 6 Pictures of the Future | Transición hacia los Renovables Siemens presentó nueve áreas de acción en sistemas de energía sostenible ante el gobierno y líderes de la industria, en el evento de Berlín. El Futuro de la Energía en Alemania En junio, Siemens fue anfitrión durante nueve días de un Diálogo sobre Transición Energética, en Berlín. El evento reunió a políticos alemanes, representantes de las comunidades empresariales y científicas, así como a expertos de Siemens para discutir el desarrollo del sistema energético de Alemania. El diálogo reveló una necesidad urgente de nuevos enfoques, así como muchas soluciones ya existentes para la conformación de la nueva era de la energía. La transición energética es el proyecto del siglo en Alemania. El país planea cambiar fundamentalmente su sistema de energía para el año 2050, de una manera que lo hará único en términos de sostenibilidad, protección del medio ambiente e independencia de los combustibles fósiles. Los planes para Alemania también incluyen abandonar la energía nuclear. Sin embargo, todavía hay muchos problemas. Por un lado, los precios de la energía están en constante aumento y se han duplicado desde el año 2000. Los costos de la electricidad en Alemania son hoy dos o tres veces mayores que en la industria de EE.UU. La industria alemana está, por lo tanto, preocupada por su competitividad. Por otra parte, a pesar del hecho de que las fuentes de energía renovables representan actualmente más del 20 por ciento de la mezcla de energía en Alemania, las emisiones de CO2 van en aumento en el país (dos por ciento en 2012), debido al aumento del uso del carbón. Afortunadamente, la duración del corte de energía en Alemania sigue siendo muy baja, unos 15 minutos por persona por año (el pro6 medio de la OCDE es de 53 minutos). Sin embargo, las redes alemanas están cada vez más al límite de sus posibilidades. Poner la transición energética de nuevo en marcha requiere con urgencia un diálogo constructivo entre todas las partes interesadas - es decir, el gobierno, los ciudadanos, los científicos y la industria. El evento Siemens Energy Transition Dialog (3 al 11 de junio del 2013, en Berlín) ofreció a los tomadores de decisiones del gobierno, la industria, las asociaciones y la comunidad científica, así como a las personas interesadas, la oportunidad de hablar con los expertos de Siemens sobre el futuro del sistema energético alemán. Las discusiones se centraron en las soluciones existentes, las que aún no se han desarrollado, los cambios que deben introducirse en el marco general y los ejemplos internacionales de las mejores prácticas. El objetivo era obtener una visión global de las áreas en las cuales hay que tomar acción. La pieza central del evento fue una exhibición que contó con numerosas exposiciones y descripciones de pro- yectos de referencia, que dieron a los visitantes una idea de lo que significa reestructurar el sistema de energía de todo un país. La exposición también demostró que Siemens es la única empresa del mundo que ya ofrece, o está desarrollando, soluciones en todas las áreas en las que hay que actuar. Estas soluciones incluyen innovaciones para las turbinas eólicas y de gas, sistemas de gestión de edificios inteligentes, redes inteligentes, dispositivos de almacenamiento de energía, y súper autopistas de electricidad que cruzan fronteras. Todo esto es importante para la competitividad de la economía alemana y para la calidad de vida de los ciudadanos del país. La Gran Carpa del evento Siemens también contó con debates y presentaciones entre representantes de alto rango del gobierno, la industria y la comunidad científica. Las fechas para este evento en Berlín fueron elegidas cuidadosamente. Por ejemplo, la Conferencia de Municipios de Alemania, también se celebró en Berlín del 3 al 4 de junio, y contó con la presencia de unos 800 alcaldes de todo el país. Pictures of the Future | Otoño 2013 06-11_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:02 Página 7 La carpa Siemens presentó discusiones sobre políticas y soluciones. La "Danza de la Energía" fue un gran éxito. Las conferencias anuales de la Asociación Alemana de Fabricantes de la Electrónica y Electrotecnia (ZVEI, junio 5-6) y la Federación de Industrias Alemanas (BDI, 11 de junio) tuvieron lugar en el Tempodromo de Berlín, justo al lado de la carpa de exposición de Siemens. El diálogo atrajo a unos 2.000 ejecutivos de las principales compañías de Alemania, así como a políticos de alto rango, entre ellos el ministro del Medio Ambiente y los líderes parlamentarios de los partidos Verde y Socialdemócrata. Todos los participantes pudieron obtener un conocimiento profundo de los retos, las oportunidades y las soluciones asociadas a la transición energética. "Creemos que estamos en la obligación de explicar a los políticos lo que es posible y práctico, y cómo las tendencias en el sector de la energía se están desarrollando", dijo el Dr. Udo Niehage, responsable de Siemens para asuntos relativos a la transición energética. Muchas empresas alemanas tienen una visión similar de los retos asociados con la transición energética. Esto fue revelado en Pictures of the Future | Otoño 2013 una encuesta de Siemens a 250 clientes de diversos sectores. Por ejemplo, el 90 por ciento de las empresas dijeron que apoyan la transición energética, pero el 93 por ciento no estaba satisfecho con la implementación. La asequibilidad, la seguridad del suministro y la eficiencia energética son las principales prioridades de más del 90 por ciento de las empresas. Asimismo, manifestaron su deseo de una reestructuración del mercado de la energía, un mayor apoyo a la eficiencia energética, y más investigación sobre las soluciones de almacenamiento de energía. Plan de tres puntos. Los miembros del Comité Directivo de Siemens estuvieron presentes en el diálogo para discutir las discrepancias que resultaron en la reestructuración del sistema energético y para presentar posibles soluciones. Peter Löscher, quien era en ese momento CEO de Siemens, sugirió a los políticos, líderes empresariales, expertos en energía y medios de comunicación, que el objetivo de expansión de las energías renovables debe ser abandonado y en su lugar el foco debe estar en las reducciones de CO2. Para ello, se debe hacer un mayor uso de las plantas de energía de ciclo combinado altamente eficientes y de las turbinas eólicas. Esto se debe a que la alta tecnología de las plantas de ciclo combinado, que tienen un índice de eficiencia de más del 60 por ciento, genera menos de la mitad del nivel de las emisiones de CO2 producidas por una nueva planta de carbón, mientras que el costo de la energía eólica se establece al declinar las plantas de energía convencionales, en el futuro. Este enfoque también permitirá a Alemania cumplir con sus objetivos de protección ambiental. Un estudio realizado por el Sector Energy de Siemens encontró que las inversiones y gastos de funcionamiento necesarios para lograr esto sería al menos € 150 mil millones menos en 2030 si Alemania adopta este enfoque, en lugar del uso de la expansión sin límites de las energías renovables. "Nuestro objetivo para 2030 se puede lograr con un nivel más bajo de las energías renovables y a un costo mucho más bajo", dijo Löscher. "Tiene 7 06-11_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:02 Página 8 Pictures of the Future | Transición hacia los Renovables sentido, tanto en lo económico como en lo ambiental, luchar por una participación del 40 por ciento de energías renovables en el mix para el 2030, en lugar del previsto." Por lo tanto, Siemens ha elaborado un plan de tres puntos para una transición costo eficiente de la energía. El primer punto consiste en una reestructuración del mercado de la electricidad y una reformulación radical de la Ley de Energías Renovables de Alemania (EEG). Esto también significa que los proveedores de energías renovables tendrán que enfrentarse a la competencia y asumir más responsabilidad cuando realicen la alimentación de energía a la red. Tienen que proporcionar electricidad tan confiable como otros proveedores de energía, lo que significa que tendrán que amortiguarse a sí mismos con centrales eléctricas flexibles o dispositivos de almacenamiento de energía. Un paso como este crearía un mercado de la energía en el que se suministra sólo la cantidad de electricidad que se necesita realmente. Los subsidios para las energías renovables tendrán que ser estructurados de acuerdo con las fuer- Desafíos, desde la Perspectiva de los Clientes 97% 95% 89% 86% 80% 73% 72% Sostenibilidad medioambiental Asequibilidad Oportunidades para la Transición Energética "¿Qué puede aprender Alemania de los mejores ejemplos internacionales?" Esta pregunta fue abordada por la empresa de consultoría McKinsey, con el apoyo de Siemens, en un estudio presentado durante la El Diálogo sobre Transición Energética en Berlín. El estudio examinó 20 ejemplos seleccionados de las mejores prácticas en todo el mundo en términos de compatibilidad con el medio ambiente, la rentabilidad y la seguridad del suministro energético. También estudió por qué ciertas medidas aún no se han implementado en Alemania, o se están aplicando de modo insuficiente. Soluciones internacionales se han desarrollado para toda la cadena de valor de la energía - desde la generación y distribución - hasta una mayor eficiencia en los edificios, la industria y el transporte. EE.UU., por ejemplo, es hoy líder en el control selectivo de consumo de electricidad a través de medidas que reduzcan temporalmente la demanda de energía; mientras que Brasil, Dinamarca y los Países Bajos están modernizando sus sistemas de energía con la ayuda de subastas para contratos de parques de energía eólica. 8 Se As gu eq rid ui bi ad lid de ad ls Ef um ici in en ist cia Po ro lít en Pr ica ot e r ec gé En ció tic Am er n a bi gét en ica Am b ta y i e nt Su l en de bs to pro al id io da E tec se ur ció o n in M no pa ay v ac en or p io er ar ne gí ti s as cip re ac no ió n va d bl e es Seguridad del suministro que a pesar de las muy diferentes soluciones propuestas, los representantes de los partidos políticos de Alemania están de acuerdo en cuanto a dónde se encuentran los problemas. El ministro alemán de Medio Ambiente, Peter Altmaier, señaló los desafíos que aún falta superar. "Necesitamos topes máximos de precios de la energía, y el EEG debe reformarse ampliamente", dijo. "También tenemos que garantizar que las plantas que producen energía a base de combustibles fósiles en forma eficiente y limpia, estén además integradas con los productores de energía renovable, y que todos estos sistemas estén mucho más en línea con la meta de expansión de la red." El diálogo también fue un gran acontecimiento para el público, ofreciendo una gran cantidad de información, así como de entretenimiento. Por ejemplo, una Danza de la Energía, coreografiada, fue puesta en escena en el Sony Center en Potsdamer Platz, y se hizo un Camino hacia la Transición Energética, en el cual los visitantes realizaban una búsqueda del tesoro basada en la nueva era de la electricidad. Mucha gente vino a ver la exposición en la gran carpa, donde varias exhibiciones y expertos de Siemens proporcionaron a los visitantes información detallada acerca de la transición energética. El Diálogo sobre la Transición Energética ilustró que la mayoría de las soluciones técni- Plan de tres puntos para una transición rentable de la energía: un mercado eléctrico reestructurado, una mayor eficiencia energética, y estar de acuerdo a nivel Europeo. zas del mercado, con énfasis en una mayor eficiencia, y con subastas como otra opción. En segundo lugar, debe haber un mayor énfasis en la eficiencia energética, ya que la energía ya desperdiciada también produce emisiones. El gobierno y el sector privado tendrán que alinear sus políticas, y por último, tiene que haber una mayor coordinación entre los distintos países de Europa y los diferentes estados de Alemania. Nuevas Soluciones Técnicas. Junto con otros expertos, Klaus Helmrich, CTO de Siemens, organizó una Jornada de Innovación (Innovation Day) dentro del Diálogo sobre la Transición Energética. El evento resaltó la importancia de las soluciones técnicas para la transición energética, como las usadas en las redes inteligentes y los dispositivos de almacenamiento de energía. Al día siguiente, el CEO del Sector Energy de Siemens, Michael Süß, habló con políticos de alto rango y expertos acerca de una nueva estructura para el mercado energético. Quedó claro cas que se necesitan para lograr una transición, ya existen. Siemens ofrece, o está desarrollando soluciones en Alemania y en proyectos internacionales de referencia en todas las áreas en las que hay que tomar acción, para asegurar una transición exitosa de la energía. Más del 90 por ciento del portafolio del Grupo y más de € 30 mil millones de sus ventas provienen de productos y tecnologías para sistemas de energía sostenible. Un total de € 23 mil millones en ventas se debe a productos altamente eficientes en energía para edificios, la industria y el transporte. Siemens cree que si Alemania implementa la transición energética de una manera inteligente, creará oportunidades económicas para el país y sus industrias. Después de todo, las tecnologías para fuentes de energía renovables, las plantas eléctricas de gas altamente flexibles, y las redes inteligentes y –más que nada–, la eficiencia energética, se necesitarán también en muchos otros países. Sebastian Webel Pictures of the Future | Otoño 2013 06-11_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:02 Página 9 Pictures of the Future | Africa Los Angoleños Vuelven a Casa Durante mucho tiempo, África era considerado el "continente perdido." Sin embargo, las economías de algunos países africanos, como Angola, están creciendo, incluso más rápido que China. Siemens está apoyando los esfuerzos de Angola para lograr un crecimiento sostenible. Y está ayudando a innumerables personas al aumentar la capacidad y la resistencia de la sobrecargada infraestructura de este país. Hace tiempo que Gisela Gonçalves aprendió a lidiar con el viento frío y la llovizna de Londres. Gonçalves, de Mozambique, ha estado trabajando en Londres como directora de Elite, una firma de consultoría de recursos humanos, durante los últimos cinco años. Ella es la encargada de la contratación de personas para puestos de trabajo en África. "Las compañías de petróleo y gas de Angola, especialmente, están buscando trabajadores altamente capacitados", dice ella. Al mismo tiempo, en el calor sofocante de Luanda, José Miranda toma un sorbo de jugo de naranja que cuesta 10 dólares americanos por vaso. Él está observando a través de la bahía de la capital de Angola. Desde que llegó aquí, Miranda, de 29 años, ya no va a un pub británico después del trabajo, en su lugar, se sienta en la terraza del Espaço Bahia, un popular bar de Luanda. "Aunque extraño Londres, por supuesto, extraño a mi esposa e hijos aún más, ya que he tenido que dejarlos atrás por ahora", dice. Sin embargo, cuando una compañía petrolera ofreció a Miranda un trabajo en África, no lo pudo rechazar. Su historia es típica de toda una generación de jóvenes angoleños que se han dispersado por todo el mundo con el fin de escapar de décadas de guerra civil, pero que ahora están de vuelta en casa, gracias al auge del petróleo y el gas en su país. Miranda estudió en una universidad del Reino Unido, donde obtuvo una licenciatura con honores en marketing y publicidad. Sin embargo, no pudo conseguir trabajo después, a causa de la difícil situación económica del país. "Por supuesto que podría haber trabajado llenando estanterías en un supermercado, pero no es para eso que fui a la universidad", explica Miranda. Por recomendación de Gonçalves ', Miranda obtuvo una especialización en gestión de la cadena de suministro. Luego, en una feria de empleo para los angoleños, consiguió trabajo en compras en una compañía de petróleo de EE.UU., en Luanda. La mayoría de las economías del norte del Mediterráneo apenas están creciendo. En contraste con el crecimiento económico promedio de casi el 5% al año, en el África subsahariana, en los últimos tres años. Es más, algunos de los países de esta región están registrando tasas de crecimiento superiores a China. La economía de Angola, por ejemplo, se espera que crezca un 8,2 % este año. Las llamas de la planta de gas natural en Soyo, dan a muchos angoleños la esperanza de que van a tener un trabajo y una vida mejor. El go- bierno desea que la proporción de la creación de valor local aumente, para continuar creciendo. Pictures of the Future | Otoño 2013 9 06-11_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:02 Página 10 Pictures of the Future | Africa Ha caído la noche en la bahía de Luanda. Las luces se encienden en los viejos edificios coloniales portugueses, los cuales se están eclipsando por los numerosos rascacielos. Excavadoras están abriendo la tierra con el fin de crear un elegante boulevard a lo largo de la playa. El diseño de sus adoquines será algo similar al de Copacabana, en Río de Janeiro. Con el fin de ganarse la vida, los niños y los adultos ofrecen a los conductores que pasan goma de mascar, botellas de agua y otros artículos pequeños. Entonces, ¿de dónde viene exactamente la nueva riqueza de Angola? Alrededor del 60 % de las reservas de petróleo y gas comprobadas de Angola se encuentran en Soyo, a más de 300 kilómetros al norte de Luanda. La mayoría de estos depósitos se encuentran bajo el suelo marino. Siemens ha finalizado recientemente la primera central eléctrica pequeña, que funciona con gas natural extraído de tales depósitos. "La producción de la planta, 24 megavatios (MW), pronto debería cubrir las necesidades más modestas de Soyo," dice José Figueiredo. Sus 30.000 habitantes esperan que pronto se acabe el traqueteo y el mal olor de los costosos generadores diésel que hoy funcionan, una vez que esta nueva planta de energía entre en servicio. Teóricamente, deberá ser capaz de producir más electricidad que 20.000 generadores. Figueiredo, de 43 años, ha estado trabajando para Siemens desde hace sólo unos pocos meses. A principios de 2013 se mudó de su casa en la costa atlántica de Portugal a una habitación a las orillas del mismo mar en Angola. "En ese momento, yo quería cambiar de carrera", dice. "El trabajo con Siemens fue la más emocionante de todas las ofertas que he recibido. Estaba claro desde el principio que no iba a trabajar en Portugal, sino en Angola”. Muchos otros portugueses además de Figueiredo se están trasladando a la ex colonia. Ellos van donde están los empleos, a lugares como Soyo. En Soyo, Figueiredo y su equipo han construido una planta de energía más grande, con 150 MW de capacidad. Está equipada con tur10 binas de gas de Siemens, y suministrará energía a la planta vecina de gas natural licuado (GNL). La planta de GNL enfría y comprime el gas natural que se extrae en alta mar para que pueda ser cargado en buques de gran tamaño y transportado a los consumidores de todo el mundo. Figueiredo puede ver la planta de GNL durante sus paseos por la Praia dos Pobres (Playa de los Pobres). La fábrica se parece a una nave espacial que ha aterrizado en la selva. Es un laberinto de tuberías que llegan a los grandes tanques de almacenamiento. "Las condiciones ambientales aquí en Soyo son extremas", dice Figueiredo. viven al día y deben subsistir con el equivalente de menos de un dólar americano diariamente. Armando António Kombu, de 26 años, solía ser uno de ellos. Él tiene siete hermanos y tenía que ganar dinero para su familia después de que su padre murió. Kombu no podía permitirse el lujo de estudiar medicina y tuvo que abandonar la universidad. Empezó a trabajar como taxista en Luanda. Sin embargo, el alto costo de la vida no le permitió ahorrar mucho dinero. El auge del petróleo ha hecho de Luanda un lugar caro para vivir. De hecho, se considera la segunda ciudad más cara del mundo, justo después de Tokio. El crecimiento en el África subsahariana tiene un promedio del 5 por ciento anual durante los últimos tres años. Se espera que alcance el 8,2 por ciento en Angola en el 2013. En Soyo (izquierda), a 300 kilómetros al norte de la capital, Luanda, una planta de energía a gas de Siemens (centro) suministrará electricidad a una planta de gas natural licuado (derecha) y a alrededor de 30.000 residentes de la ciudad. "Es caliente y húmedo, y la salinidad del aire corroe el metal. Sólo productos de primera calidad pueden soportar esta combinación. Elementos de baja calidad se corroen rápidamente "A modo de ejemplo, señala una lata de bebida oxidada, tirada en la playa. Gran Oportunidad. Las Plantas de GNL generalmente queman algunos componentes de los gases que procesan, es decir, las impurezas como el sulfuro, lo que podría causar daños cuando se queman en las turbinas de gas. Por la noche, la altura de la llama puede ser vista a muchos kilómetros de distancia. Esta ilumina también el patio de la nueva casa de Figueiredo. Su cálida luz da a los habitantes de Soyo esperanza - esperanza de empleo y prosperidad. A diferencia de Miranda y Figueiredo, los lugareños generalmente no tienen títulos universitarios de Londres o Lisboa. Muchos de ellos Hoy, Kombu se para orgulloso delante de la nueva terminal del Aeropuerto de Soyo, que será inaugurada oficialmente para vuelos de pasajeros a finales de 2013. La última tecnología se ha instalado en los pasillos, detrás del negro ventanal de la terminal que refleja su fachada. Entre otras cosas, Siemens suministra e integra sistemas contra incendios, suministro de energía, video vigilancia e iluminación. "Empecé aquí como un obrero, pero me ascendieron luego de unos meses", dice Kombu. "Ahora hago los chequeos finales, lo que significa que tengo que asegurarme de que todos los sistemas funcionen correctamente. Siemens me ha dado una gran oportunidad, y muchos de mis amigos me envidian por tener este trabajo. También estoy orgulloso de ser capaz de volver a mi ciudad natal, Soyo, y contribuir al desarrollo económico de Angola”. Las palabras de Kombu reflejan los sentimientos de muchos hombres y mujeres jóvenes de su generación. El gobierno de Angola está trabajando para asegurarse de que una parte cada vez mayor del valor económico creado en el país genere puestos de trabajo, para que más angoleños puedan beneficiarse del auge del petróleo y el gas de la nación. Pictures of the Future | Otoño 2013 06-11_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:02 Página 11 Pictures of the Future | Africa Moviendo los recursos locales. Sonangol, una compañía de petróleo y gas de propiedad estatal, presta especial atención a la creación de valor local cuando está llamando a licitación para la construcción y mantenimiento de las nuevas plantas de perforación, tales como "producción flotante, almacenamiento y unidades de descarga" (FPSO). Hablamos de barcos que llevan petróleo y gas desde diferentes pozos para ser procesados y transportados a una refinería. El Paz Flor FPSO, estacionado frente a las costas de Angola, ha empleado a los angoleños para trabajos como soldadura y pintura durante la construcción de las plataformas de perforación. Pero eso no es todo. Los materiales aislantes utilizados para su plataforma de aterrizaje de helicópteros fueron hechos en Angola. Siemens suministró los motores que accionan las bombas en el suelo ma- rino, los variadores de frecuencia, y también se encarga de su mantenimiento. La destacada actuación del proyecto de la construcción naval fue honrada con un premio internacional en el 2013. Raúl Madaleno ayudó a planear el Paz Flor. Madaleno fue entrenado como ingeniero de minas en Lisboa. Su plan original era ir a la provincia angoleña de Lunda Sul a trabajar para una empresa de diamantes. Sin embargo, finalmente se interesó más por trabajar en la industria del petróleo y el gas, y hoy es un empleado de Sonangol EP en Luanda. A él le encantaría tener la oportunidad de trabajar con Siemens nuevamente, tras la finalización del proyecto Paz Flor. "Siemens ha estado en Angola desde 1950, por lo que es un socio confiable a largo plazo", dice. "Por supuesto que nos gusta trabajar con socios que tienen mucha experiencia internacional y pueden cumplir con lo que prometen. El hecho de que Siemens esté claramente comprometida con la ética y el cumplimiento también es importante para nosotros. No vamos a hacer negocios con empresas que no cuentan con un historial limpio”. Pictures of the Future | Otoño 2013 Angola es ampliamente considerado como uno de los países más corruptos del mundo, después de haber sido clasificado en el puesto 157 de 174 naciones en el 2012, en el ranking de Transparencia Internacional. Sin embargo, estas clasificaciones se basan en el nivel de percepción de la corrupción, porque la corrupción por naturaleza no es algo que se pueda medir con precisión. Expertos internacionales como Sofie Geerts del Instituto de Ética de Sudáfrica son optimistas. "Estamos observando un progreso continuo", dice Geerts. "Las empresas entienden que si quieren asociarse con los principales actores del extranjero, tienen que tener prácticas éticas en los negocios." El Instituto de Ética de Sudáfrica ha unido fuerzas con empresas angoleñas para elaborar un código conocido como los "Principios de ética de negocios en Angola." Este proyecto es Armando António Kombu (centro), solía conducir un taxi. Ahora, es un empleado de Siemens en la nueva terminal del aeropuerto de Soyo (iz- quierda). Manuel García Primeiro (a la izquierda, de pie en la foto de la derecha) también está trabajando duro para mejorar sus ingresos. financiado en parte por Siemens. "Nos sorprendió gratamente ver lo comprometidos y activos que están nuestros socios en el proceso de desarrollo de los principios", dice Geerts. "Creemos que en cuanto a corrupción, Angola pronto mejorará su reputación." Desarrollo Acelerado. Los inversionistas suelen ver a países como Angola como "mercados de frontera", es decir las economías que crecen rápidamente, pero también albergan riesgos políticos y económicos sustanciales. Los mercados fronterizos normalmente se quedan hasta 20 años por detrás de los mercados emergentes establecidos. Sin embargo, el ministro de Finanzas de Nigeria, Ngozi Okonjo-Iweala cree firmemente que el desarrollo de África se está acelerando. En un artículo publicado en un suplemento de "The Economist", Okonjo-Iweala escribió, "El año 2013 marcará un punto de in- flexión para el África subsahariana. A menudo vistas como mercados de frontera, las economías subsaharianas están avanzando gradualmente hacia los primeros lugares de las economías emergentes. "Nunca ha habido más esperanza que la que hay ahora, de que África tendrá éxito, y también de que el mayor número posible de africanos se beneficiarán de este desarrollo. Pero para que esto suceda, Angola necesita capacitar mejor a su gente. Cada vez hay más academias profesionales que se están estableciendo, con el fin de garantizar que en el futuro los trabajadores obtengan conocimientos más rápidamente y lo transmitan a sus compatriotas. Una de estas academias es El Centro Integrado do Formación Tecnológica (Cinfotec), que está situado cerca de la oficina de Sie- mens en Luanda y ha ejecutado programas con la empresa. En el sótano de la escuela Cinfotec, una docena de jóvenes se reúnen alrededor de una mesa llena de cables y componentes eléctricos. "Hoy vamos a armar un transformador", dice Manuel García Primeiro, un electricista de 36 años de edad. Primeiro gana buen dinero en su trabajo, para poder pagar los $ 560 dólares para el curso de formación. "Definitivamente, vale la pena para mí, porque ahora, por primera vez entiendo completamente todos los componentes de un transformador y cómo interactúan unos con otros", añade. Mientras Primeiro está trabajando en el transformador, José Miranda está tomando un último sorbo de su jugo de naranja en la terraza del Espaço Bahía. Es hora de que se vaya. Tiene muchas ganas de llegar a casa, ya que debe levantarse a las 5 am del día siguiente para evitar la hora pico de tráfico, camino al trabajo. "Por el momento, Angola está experimentando una fase extraordinaria en su desarrollo económico", dice. "En 50 años, me gustaría ser capaz de mirar hacia atrás y decir a mis nietos que yo hice parte de su desarrollo." Andreas Kleinschmidt 11 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:05 Página 12 Destacados 17 La Ciudad Vecina Aspern - una ciudad planeada cerca de Viena, Austria - será un laboratorio viviente de clase mundial, en el cual las interacciones energéticas entre los edificios y los sistemas de suministro de energía serán estudiadas y optimizadas para identificar las ventajas sinérgicas. 22 A/ustando la ferta y la Demanda En el contexto del futuro de Internet en la UE para el proyecto Smart Energy, los ingenieros de Siemens están esbozando una red de datos que apoye la transición energética y pueda hacer la construcción de una red inteligente mucho más fácil. 24 La promesa de Las Redes Inteligentes Los investigadores de Siemens están desarrollando las redes inteligentes del futuro. La idea es combinar todo el sistema energético de tal forma que los proveedores, los consumidores, y la creación de los sistemas estén integrados. 32 Construyendo en el espacio virtual Una planta desalinizadora en la, muy propensa a la sequía, isla de Mallorca es un modelo en su campo. Los ingenieros de Siemens han desarrollado y probado la planta en el mundo virtual. 38 Una ventana 3-D al cuerpo. Gracias a una nueva tecnología que integra automáticamente las imágenes de ultrasonido en tiempo real con imágenes previamente adquiridas en 3-D de TC, los médicos pueden ver dentro del cuerpo como nunca antes, realizando así las biopsias con aguja y ablaciones. ara conmemorar el 2.500C ani- versario de la construcción de la Acrópolis, los gobiernos han encargado la planificación y prueba de una ciudad del futuro en el mundo virtual - una ciudad basada en dimensiones humanas y en la arquitectura clásica de la antigua Atenas. ucho antes de que la ciudad se construya en el mundo físico, los futuros residentes utilizan sistemas de inmersión profunda para visitarla - incluyendo a los estudiantes de un curso masivo abierto en línea, quienes intentan probar una hipótesis de ahorro de energía. 12 Pictures of the Future | Otoño 2013 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:05 Página 13 Utopía en un Chip Sistemas Integrados | Escenario 2062 Una ciudad virtual trae modelos antiguos de la vida urbana al futuro y se convierte en un centro de aprendizaje para los estudiantes que deseen crear un ambiente urbano perfecto. "Realmente está empezando a tomar forma," le dije a Solon mientras mirábamos a través de la enorme ágora. Solon y yo - mi nombre es Ligeia - somos Jefes de Arquitectura de Sistemas Integrados del proyecto. Pero cientos de personas, entre ellos historiadores, sociólogos y todo tipo de especialistas en tecnología de todo el mundo, también están involucrados. Nos hemos estado reuniendo por meses en una poderosa red de laboPictures of the Future | Otoño 2013 ratorios de realidad virtual en "inmersión profunda". Los laboratorios proporcionan una intensa sensación de realidad que algunos de nosotros, Solón y yo incluidos, hemos empezado a proyectar vistiendo con ropa de la época. La mayoría de nosotros no nos hemos conocido físicamente, pero estábamos todos reclutados por los gobiernos de Grecia y la Unión Europea para conceptualizar, crear y optimizar una ciudad virtual basada en los principios democrá- ticos, la dimensión humana, y el estilo arquitectónico de la antigua Atenas. Diseñada para conmemorar el aniversario número 2.500 de la construcción de la Acrópolis en el año 438 antes de Cristo, la nueva ciudad se llamará Aristópolis. Por supuesto, por ahora, sólo estoy hablando de la versión virtual de la ciudad. Pero se trata de una versión funcional, construida totalmente, provista con infraestructuras como recursos optimizados e integrados de agua y ener13 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:05 Página 14 Sistemas Integrados | Escenario 2062 gía, hasta comunicaciones virtuales ubicuas; y desde la jardinería hidropónica subterránea, hasta un transporte integrado y atención en salud predictiva - en resumen, y por el momento, se trata de una ciudad en un chip. Un lugar impresionante, en lo alto del mar Egeo se ha destinado para el equivalente físico de la ciudad; y su infraestructura básica subterránea, incluida desde una línea de metro y tuberías hasta una planta de desalinización bajo el agua, se ha instalado. Pero antes de que comience la construcción a nivel del suelo, se ha alentado a los contratistas a realizar sus edificios e infraestructuras en el mundo virtual, donde se pueden probar, analizar, y optimizar. Cerca de 7.000 unidades residenciales virtuales ya se han realizado. Los futuros residentes pueden usar sus propias unidades de inmersión profunda para explorar la ciudad a pie o en un vehículo eléctrico, tener una idea del panorama y los sonidos de su futuro barrio, y familiarizarse nuevamente con el, ya perdido, arte del contacto cara a cara. Aristópolis ya se está utilizando como banco de pruebas para una serie de MOOCs - cursos masivos abiertos online. Por ejemplo, esta mañana, una clase que incluye a estudiantes de todo el mundo presentó un algoritmo para prueba. Usando sistemas de inmersión profunda de sus escuelas, dos niños, uno de Dubái y otro de Bakú, Azerbaiyán, se unieron a nosotros - virtualmente, por supuesto. "Vamos a echar un vistazo a lo que están haciendo", le dije a Solón, y utilicé un lápiz de desplazamiento virtual en un dispositivo de proyección atado a mi muñeca. Los niños, cuyos rostros aparecieron en el visor después de un segundo de control de seguridad, explicaron que su algoritmo fue diseñado para predecir la cantidad de energía que una ciudad puede ahorrar en cuanto a costos de calefacción y refrigeración, si invierte en un material que permite a sus pavimentos alterar su color- y por lo tanto su absorción térmica - con base en la temperatura ambiente y en las condiciones climáticas. "Hemos examinado los principales productos y construimos una base de datos", dijo uno de los chicos, que se identificó como Faruq. "Queremos poner a prueba nuestra mejor opción, en sitio." "Suena como una idea excelente", le dije. "Pero es este producto lo suficientemente resistente como para soportar décadas de desgaste?" "No vemos ningún problema", respondió el joven con mucha seguridad en sí mismo. "Hemos identificado un producto que consiste en un polímero solvente de átomos de carbono microencapsulado, basado en nanotubos. Este, radicalmente cambia su color en función de la temperatura, es impermeable a la degradación, y se puede rociar sobre la mayoría de las super14 Sistemas Integrados | Tendencias ficies en las calles, por cualquier equipo de mantenimiento automatizado estándar”. ¿Es caro? ", Le pregunté. "Eso depende de la cantidad de energía que ahorre", respondió el otro estudiante, Wahib, sin perder el ritmo. "Con su permiso, vamos a descargar nuestro algoritmo en la Plataforma de Inteligencia de la ciudad para iniciar el experimento." "Desde luego, vinieron bien preparados", le dije a Solón y activé nuestro Centro de Control 3-D virtual de la Ciudad (VC3) en mi Proyector. El centro es una cabina para las infraestructuras de la ciudad. Toqué el panel llamado "Calles", entonces seleccioné un icono para ubicar el algoritmo de los chicos. Simulando el paso acelerado de los días y los meses; las calles en el visor de imágenes comenzaron a oscurecerse y aclararse en rápida sucesión - al igual que la superficie del ágora a nuestro alrededor, que nos recuerda que, después de todo, nosotros también estamos en el mundo virtual. "El algoritmo asume la cobertura del disolvente de polímero en todas las superficies pavimentadas que están expuestas a la luz solar directa durante al menos el 10 por ciento del año", explicó Wahib. "Esto se determina midiendo el ángulo del sol por cada metro cuadrado de superficie en más de un año, y al mismo tiempo tiene en cuenta las sombras proyectadas por los edificios cercanos. Luego calcula la diferencia de temperatura con el tiempo entre la superficie estática actual y la dinámica, lo que resulta en energía radiada y una estimación de la cantidad de energía ahorrada por vivienda para mantener una temperatura confortable”. "¿Su programa toma en cuenta la iluminación", preguntó Solón. "Después de todo, en una oscura noche de invierno uno no quiere tener pavimento oscuro. Eso requeriría más energía para la iluminación". “Ese es un tema que nos gustaría examinar, en colaboración con los fabricantes de polímero-solvente, " intervino Faruq. "Podría incluirse una capa fotocrómica en el material pulverizado. El pavimento entonces trabajaría como unos lentes de sol, que se vuelven transparentes cuando el nivel de luz disminuye, y regresando el material a su tez blanca original en la noche”. "Y hay una ventaja adicional", dijo Wahib; "dado que las calles y las aceras son contiguas, el material de nanotubos de carbono, que es conductor, forma una red de información virtual que cubre toda la ciudad. El sistema sería capaz de identificar patrones de circulación en toda la ciudad en tiempo real, así como de las estaciones. Si se piensa bien ", añadió," se podría sumar a una nueva clase de “democracia de circulación” en la que los negocios y las áreas centrales de la ciudad tendrían la información para ofrecer servicios basados en donde la gente realmente se encuentra - el equivalente moderno de la antigua ágora”. Arthur F. Pease Dando No podemos verlo, pero está sucediendo a nuestro alrededor. Como una malla de fibras invisibles, informática y comunicaciones de alta velocidad están haciendo posible a los sistemas de todas las clases hablar unos con otros, compartir información, distribuir el trabajo, y optimizar una gama de funciones colectivas. "Este fenómeno, que, en su forma más fundamental, integra el software con el hardware, y por lo tanto el mundo virtual con el mundo real, es generalmente conocido como la integración de sistemas," dice Thomas Hahn, Jefe de Expertos en software de Siemens Corporate Technology (CT). La mayoría de los expertos en software estaría de acuerdo en que una de las principales tendencias en la integración de sistemas es Pictures of the Future | Otoño 2013 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:05 Página 15 La integración del hardware y el software, y por lo tanto de los mundos real y virtual, se conoce generalmente como integración de sistemas. Sentido a la Complejidad La Integración de Sistemas tiene muchas caras - la creciente convergencia de hardware y software, la integración de los sistemas de generación de energía con edificios y redes inteligentes, y la fusión de imágenes médicas de diversas modalidades. En última instancia, lo que todos tienen en común es la búsqueda de una forma comprensible de representar un mundo cada vez más complejo. que, "con el fin de acelerar los procesos y reducir las posibilidades de error, se está incrementando cada vez más la necesidad del mundo virtual" afirma el Dr. Ulrich Löwen, Ingeniero Senior Principal en Siemens CT y un pionero en el campo de la ingeniería de sistemas. Además, afirma que," este proceso está siendo impulsado por la necesidad de simplificar y facilitar la aplicación en el mundo real "e, irónicamente, por el hecho de que a medida que nuestros sistemas -todos, desde las redes de sensores hasta las ciudades - se vuelven cada vez más complejos, nuestra capacidad de entenderlos y gestionarlos eficazmente depende de nuestro éxito en poder representarlos en formas simples y sin ambigüedades. Pictures of the Future | Otoño 2013 Como el nacimiento de los objetos hechos por el hombre pasa del mundo real al mundo virtual, arquitectos de software han migrado desde el viejo paradigma de la programación prueba y error, hacia el sofisticado nuevo mundo del desarrollo basado en modelos — es decir, el uso de modelos conceptuales de aplicaciones en lugar de conceptos de computación. "Por ejemplo", explica el Dr. Lothar Borrmann, director de Desarrollo de Arquitectura de Software en CT, "si usted trabaja en la automatización, se programa en términos del dominio de la automatización y no en términos de los sistemas informáticos. Usted tiene una descripción gráfica de su sistema y luego tiene una pieza más compleja de software que traduce, automáticamente, este modelo en el software ejecutable”. Sed de Software. Pocos lugares en el mundo pueden beneficiarse más del software basado en modelos, que la isla mediterránea de Mallorca. Allí, la planta de desalinización por ósmosis inversa Alcudia (ver página 32), que se desarrolló en gran medida usando software de Siemens, ahora produce unos 14.000 metros cúbicos de agua dulce por día. La planta no sólo es un ejemplo de la tecnología de desalinización más moderna, sino también un caso de estudio en diseño y pruebas de una planta de alta complejidad en el mundo virtual, basado en modelos. 15 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:05 Página 16 Sistemas Integrados | Tendencias La facilidad de programación del desarrollo basado en modelos es también el secreto detrás de Totally Integrated Automation Portal de Siemens, que ofrece un enfoque de diseño de construcción en bloques, lo que permite una integración del hardware y el software, casi sin esfuerzo. El Portal ha hecho posible que los ingenieros desarrollaran rápidamente los mini robots para uso en ambientes peligrosos (véase la página 30). La integración de sistemas es también un impulso en el campo de la energía regenerativa. Por ejemplo, un programa de la Unión Europea, coordinado por Siemens está investigando cómo las plantas eólicas, solares, de biomasa y de cogeneración pueden intercambiar información en tiempo real a través de Internet, para maximizar el nivel de energía regenerativa en la red (ver página 22). El programa no sólo tiene en cuenta la integración de los sistemas de generación de energía con sistemas de comunicación, sino también la integración de la Internet de las cosas (cajas de medidores, transformadores, etc.), con una evolución de la Internet de servicios, como por ejemplo, información de precios en tiempo real para los clientes. Una Ciudad como Laboratorio Viviente. Al igual que todas las redes eléctricas están necesitando de nuevas tecnologías que puedan equilibrar eficazmente la fluctuación de la energía de fuentes renovables, con energía de fuentes convencionales, también hay un número creciente de pequeñas comunidades que dependen de las energías renovables, en gran parte. Estas comunidades están buscando soluciones de redes inteligentes que, de forma fiable y segura, puedan pasar con facilidad entre las fuentes de energía, no sólo a medida que fluctúan, sino también en respuesta a los cambios de la demanda. Con esta tendencia en mente, los investigadores de Siemens en el Centro de Desarrollo para la Descentralización de la Poligeneración, en Erlangen, Alemania (véase la página 24) están investigando la forma de gestionar los ecosistemas de información, que optimizan la generación de energía, su almacenamiento y uso. Aspern, una nueva ciudad planificada en las afueras de Viena, Austria, está llevando este concepto un paso más allá (véase la página 17). Allí, una empresa conjunta entre La Ciudad de Viena, la empresa de servicios públicos de la ciudad (Wien Energie), y Siemens, pide que la ciudad se convierta en un "laboratorio viviente" para estudiar la integración de tecnologías que apoyan la eficiencia energética y el desarrollo urbano sostenible. Lo novedoso es el estudio de la información en tiempo real, generado por 16 Sistemas Integrados | Eficiencia Energética Urbana ejércitos de sensores en los edificios, que ofrecen al proyecto un desarrollo de algoritmos especializados, capaces de dar sentido a los datos. "Se espera que la información resultante pueda generar dividendos en términos de energía, medio ambiente, y en relación con los conocimientos tecnológicos, los cuales se espera que puedan beneficiar a ciudades de todo el mundo", dice el Dr. Gerald Murauer, quien dirige la empresa conjunta en Aspern. Naturalmente, la integración de sistemas no se limita al mundo de las fábricas, edificios, redes e infraestructuras. También desempeña un papel importante en el cuidado de la salud. Veamos las imágenes de eSieFusion ™, por ejemplo (véase la página 37). Esta nueva tecnología de Siemens crea una ventana virtual en 3D a través del cuerpo mediante la integración de la información de dos fuentes completamente diferentes: el escaneo 3-D en TC del paciente e imágenes de ultrasonido en tiempo real. La integración de sistemas está cerrando aún más la brecha entre el mundo de la tecnología médica e industrial (véase la página 40). Trabajando en colaboración con los principales fabricantes de implantes ortopédicos, investigadores de Siemens e ingenieros han desarrollado un proceso llamado "Imagen-aimplante" que permitirá a la tomografía computarizada y a la resonancia magnética exploraciones que se traducirán automáticamente a los dispositivos protésicos personalizados para rodillas, caderas, hombros, u otras articulaciones. Hospitales, médicos y pacientes también se benefician de la integración de sistemas, la fuerza detrás de la historia clínica electrónica (véase la página 41). A medida que más y más elementos de nuestro mundo físico nacen en el mundo virtual, se generan enormes cantidades de datos (véase página 35), digeridos y transformados en información procesable - un proceso que es impulsado por nuestra necesidad de reducir la energía y la demanda de recursos, mediante la aceleración de la computación y el poder de la simulación. Aunque nuestro instinto sea dar la bienvenida a nuestro universo cada vez más integrado, ya que promete cada vez más eficiencia, una advertencia de precaución debe tenerse en cuenta. Como el profesor Carlo Ratti, del MIT menciona (ver página 20), "Hay varios temas pendientes a tener en cuenta: ¿Quién tiene acceso a la información que generamos? ¿Cómo será archivada? Y qué sucede en un mundo en el que nada se pueda olvidar? Todo esto debemos tenerlo en cuenta, y debatirlo ampliamente en público, ya que dará forma a la sociedad del mañana”. Arthur F. Pease A primera vista, una pista de aterrizaje abandonada en las afueras del noreste de Viena, Austria puede parecer un lugar extraño para construir un laboratorio. Pero, más adelante, este laboratorio va a necesitar bastante espacio para moverse – de hecho lo suficiente para casi 20.000 personas. Esto, debido a que el "laboratorio" será una ciudad - quizás el primero en ser construido para que los científicos y los planificadores urbanos puedan aprender cómo los edificios, las energías renovables, las redes de distribución eléctrica local, y toda la red pueden optimizar su interacción, con el fin de maximizar su eficiencia y minimizar el uso de la energía colectiva. (Otro proyecto de infraestructura urbana importante en el que Siemens participa está en Tianjin, China, ver Pictures of the Future, Primavera, 2012, p. 90.) Aspern podría ser muy importante para las ciudades de todo el mundo, ya que queremos ganar la batalla para contener el cambio climático, y ésta tendrá lugar en las ciudades, donde se consume el 75 por ciento Pictures of the Future | Otoño 2013 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:06 Página 17 El proyecto Aspen ha sido diseñado para probar las tecnologías que podrían hacer que las ciudades del futuro sean extremadamente eficientes en energía. La Ciudad Vecina Viena tiene previsto construir una ciudad donde los edificios y el suministro de energía estén tan interconectados que se creen efectos sinérgicos. La visión: Un laboratorio viviente de clase mundial, donde las tecnologías de ahorro de energía necesarias para la ciudad del mañana puedan ser optimizadas. de la energía mundial y se genera el 85 por ciento de los gases de efecto invernadero. Conocido como "Aspern – La ciudad a orillas del lago", el laboratorio de 240 hectáreas es uno de los proyectos de desarrollo más grandes de Europa. A pesar de que hoy en día es poco más que una estación de metro y un edificio terminado, a principios de 2015, se espera que haya 3.420 apartamentos, parte del campus de una escuela, y los dormitorios. Y para el 2028 Aspern está programado para tener alrededor de 8.500 apartamentos, 20.000 empleos, una gran área comercial, así como un centro de investigación – y todo a Información de Energía Procesable para las Ciudades Investigación en el Mundo Real Fuente: Wien Energie / Siemens La Infraestructura eléctrica de Aspern es objeto de intensa investigación. Los laboratorios del mundo real, en tiempo real, incluyen un edificio de usos múltiples, un edificio de apartamentos, y un plantel educativo. Centro Municipal de Datos 0100101101001011 0100101101 01001011010 Edificios y generación de energía renovable descentralizada Contadores inteligentes, redes inteligentes Redes de Baja Tensión Pictures of the Future | Otoño 2013 El centro de control de la ciudad conecta los elementos de este sistema complejo: la generación de energía, la distribución, el almacenamiento y el uso. Usuario Tablet PC PC/Portátil Teléfono Inteligente Todo el sistema se hace más inteligente gracias a la óptima creación de redes con los usuarios. Salida Los resultados de la investigación constituyen la base del nuevo modelo inteligente Productos de mercado. La eficiencia energética, la reducción de los niveles de CO2, y la facilidad de uso son los temas clave de análisis. Modelos de Negocios Aplicaciones sólo un paseo de 25 minutos en metro desde el centro de Viena. Aspern no es sólo otro gran proyecto de desarrollo inmobiliario. ¿Qué lo distingue de decenas de otros importantes proyectos en todo el mundo? Un recién firmado acuerdo de cinco años, € 40 millones (estimados) de una empresa conjunta (JV) entre la ciudad de Viena, la empresa de servicios públicos de la ciudad (Wien Energie), y Siemens - el único socio industrial involucrado en el proyecto. De hecho, un plan coordinado de investigación e impulsado por Corporate Technology (CT), las Divisiones Smart Grids y Building Technologies de Siemens, así como del Sector Infrastructure and Cities, hizo que la ciudad se convirtiera en un "laboratorio viviente", según el Dr. Wolfgang Heuring, Jefe del Centro de Investigación y Tecnología de CT. "Aspern", afirma, "proporciona un banco de pruebas para la integración de tecnologías que apoyan la eficiencia energética y el desarrollo urbano sostenible. Aprender cómo estas tecnologías pueden ser integradas en campo es extremadamente importante para Siemens y para nuestras actividades de investigación y desarrollo”. También es una prioridad para la ciudad de Viena, que ha hecho un gran compromiso para minimizar su impacto ambiental, al tiempo que mejora la calidad de vida. "Queremos tener una idea de cuáles serán nuestras necesidades energéticas en el futuro", dice Marc H. Hall, miembro del Directorio Ejecutivo de la Wiener Stadtwerke Holding AG (corporación de servicios municipales de Viena) a cargo de la energía, la investigación, la tecnología y la innovación. "Esto tiene que ver con el manejo inteligente de la energía y con las soluciones inteligentes para el hogar y sobre cómo las tecnologías convencionales, tales como la calefacción urbana se pueden combinar con soluciones nuevas y descentralizadas." Siendo ya número 1 en el Índice de Ciudades Habitables de la ONU y encabezando la lista de "Las 10 principales ciudades inteligentes del planeta," Viena quiere aprender cómo reducir su huella ambiental. Pero el cumplimiento de este objetivo de una manera significativa requiere determinar objetivamente el nivel actual de la eficiencia energética, que es el primer paso en el camino a la medición de los progresos en el tiempo. "Para hacer eso, debe superar el problema de los datos que se distribuyen entre los silos," explica el Dr. Bernd Wachmann, cabeza del Proyecto de Innovación Tecnológica para ciudades Sostenibles en CT. "Usted tiene que recoger diferentes tipos de datos a partir de la construcción de sistemas de automatización, combinarla con información actual y pronosticada, e 17 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:06 Página 18 Sistemas Integrados | Eficiencia Energética Urbana integrarlos. Así sería posible la previsión conjunta de datos, optimización y soporte de decisiones en tiempo real”. Ciudades y Ciudadanos: Beneficiándose de la integración de sistemas ¿Cómo cambiarán las ciudades y la vida de sus habitantes a medida que los datos de los servicios que antes estaban separados, se integren? La respuesta es: lenta pero profundamente. Considere la posibilidad de un edificio de apartamentos de 100 unidades en una hipotética comunidad de Aspern, en Viena. En este caso, se integrarán los datos de muchas fuentes para minimizar los costos de energía de cada uno de los apartamentos y las emisiones de CO2. Mucho antes de que el sol y el termómetro desciendan en una tarde helada de invierno, el calor almace- nado en el pozo de agua se distribuye a través del edificio a través de una bomba de calor accionada por electricidad, almacenada en bancos de baterías. Y esas baterías han sido cargadas al principio del día - o de la semana - por el sistema de energía solar, en la azotea del edificio. Por otra parte, todo este proceso sería coordinado por el sistema de automatización del edificio, basado en predicciones de temperatura, sensores de ocupación, y datos históricos. Las unidades residenciales del edificio participarían en programas de incentivos - un tema de investigación de Siemens - diseñado para reducir al mínimo la demanda individual de energía en el contexto de la demanda colectiva. Con el tiem- po, nuestro hipotético edificio aprenderá a minimizar su demanda de energía colectiva- como sucedería en decenas de otras instalaciones - y podrían compartir información con la red de baja tensión. "Se espera que la información resultante genere dividendos en términos de energía, medio ambiente y conocimientos en tecnología, y que se puedan beneficiar ciudades de todo el mundo", dice Siemens Gerald Murauer, quien dirige esta empresa conjunta en Aspern. De hecho, una parte clave de la nueva ciudad y su primer edificio es el "Centro Aspern IQ de Tecnología", una instalación plus de energía, diseñada para albergar a las empresas jóvenes. "Esperamos que el conocimiento generado a partir de Aspern se convierta en una plataforma de lanzamiento para una variedad de negocios inteligentes de la ciudad", añade Murauer. 18 Cuando los Edificios Hablan. Esto es exactamente a lo que Siemens está apuntando en Aspern. La compañía ha formado un paquete de tres partes que incluye tecnologías de gestión de energía en los edificios inteligentes, soluciones para la red de baja tensión - el sistema de distribución de energía desde los transformadores hasta edificios y apartamentos individuales - y las soluciones para la gestión de "grandes datos", que incluyen el establecimiento de un Centro de Datos de la ciudad. A diferencia de casi cualquier otro proyecto de desarrollo urbano a gran escala, en Aspern todos los elementos de estos sistemas - independientemente del fabricante - deben ser capaces de compartir datos. Esta especificación ha sentado las bases para un proceso de contratación, que es tan novedoso como Aspern. "Si se va a tratar de construir una ciudad inteligente mediante el anticuado sistema de licitación, nunca se podrían integrar los servicios. Usted se vería obligado a comprar componentes baratos que, de todos modos, no serían capaces de hablar el uno con el otro ", dice Vesna Mikulovic, responsable de la coordinación estratégica de los proyectos pilotos de Siemens Building Technologies, en Europa. "Lo que estamos haciendo en Aspern es crear nuevas reglas para las empresas que se basan en la integración de servicios, en lugar de un enfoque de silos. En resumen, la integración es el mayor reto al que nos enfrentamos en los grandes proyectos urbanos”. Pero superar este reto tiene un precio - por lo menos en términos de desembolsos iniciales de capital. Es por eso que la empresa conjunta Aspern JV está cubriendo la diferencia de costos entre los componentes convencionales e inteligentes -, así como la instalación de muchos de los sistemas de energías renovables - y por eso, tales sistemas serán instalados en sólo una sección representativa de los edificios de Aspern. La empresa de riesgo compartido apoya la instalación de diferentes "combinaciones" de tecnologías que van desde los paneles fotovoltaicos y bombas de calor a una gran variedad de soluciones de almacenamiento de energía. La integración y el control coordinado del uso de energía local, la generación y los elementos de almacenamiento de la misma, se llevarán a cabo mediante un sistema de administración de energía diseñado para minimizar el consumo, al tiempo que maximiza la eficiencia de costos. Los sistemas de calefacción y otros usos importantes de energía en dichos edificios, los sistemas de automatización, y en alguPictures of the Future | Otoño 2013 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:06 Página 19 Sistemas Integrados | Eficiencia Energética Urbana nos casos incluso algunos electrodomésticos, estarán equipados con sensores para rastrear el uso de la energía y su eficiencia. La información seleccionada - con el debido permiso de los ocupantes del edificio en alquiler y según los contratos de compra - como la previsión de carga de un edificio, se intercambiarán con los servicios públicos de energía a través de la comunicación bilateral establecida. Además, la totalidad de la red de baja tensión de Aspern será nueva, dando a la empresa de riesgo compartido una oportunidad única para dotarla de una red de sensores para la medición de su comportamiento, en tiempo real. Finalmente, todos los datos resultantes irán a un Data Center City. "Después de todo", afirma la Dra. Monika Sturm, Gerente de Ciudades Inteligentes, y que coordinará los proyectos de Aspern de CT ", mediante el análisis de las combinaciones más eficientes entre tecnologías, y su influencia en el comportamiento del usuario final, esperamos que esta unión avanzada de infraestructuras IT pueda ayudarnos a entender las correlaciones entre los sistemas subyacentes con respecto a nuestros objetivos de optimización”. Entender esas correlaciones planteará importantes desafíos en términos de interpretación. "Tendremos que aprender lo que significa la información", dice Sturm, quien señala que el seguimiento de la red de baja tensión es casi una nueva área de investigación. "Tan pronto como los primeros edificios estén ocupados y sus sistemas funcionando, vamos a comenzar a evaluar los datos que generan, con el fin de entender las relaciones entre las variables y los factores que afectan a la red eléctrica y a los edificios. La información resultante será de particular importancia, ya que los planes exigen un alto nivel de integración de los sistemas de energía renovable. "Tenemos que saber cómo todas estas fuentes, que trabajan en diferentes combinaciones, y bajo condiciones variables del tiempo afectarán a la red y a los edificios", dice Sturm. "Esta línea de investigación nos llevará en la dirección de optimizar la prevención y los niveles más altos de eficiencia energética." Generación Local de Energía. Entre los aspectos que son únicos del concepto del "laboratorio viviente" de Aspern es que la rentabilidad de su red eléctrica no se basa en un sistema de demanda-respuesta normal. "Lo que buscamos es la producción de la mayor cantidad de generación local y usarla tanto como sea posible, habilitando un almacenamiento de energía, también local", dice Mikulovic, especialista en tecnología de edificios. "Después de eso, como lo vemos nosotros, el siguiente nivel es interactuar con la red inteligente de baja tensión. Una vez que se Pictures of the Future | Otoño 2013 Estadística del Clima durante el Apagón (+ -1 día) Presión Cantidad de nubes Dirección y Velocidad del Viento Velocidad del Viento Temperatura Ciudades con Cerebros, Podría Ser lo Siguiente Los científicos de Siemens Corporate Technology (CT) quieren que las ciudades funcionen tan suave como un motor eléctrico. Con el fin de reducir el uso de energía y las emisiones de dióxido de carbono, y mejorar al mismo tiempo la calidad de vida, ellos están realizando un sistema piloto escalable de integración de da- tos llamada "Plataforma de Inteligencia de la Ciudad." Capaz de manejar sistemas tan variados como edificios de apartamentos, plantas de energía, infraestructuras de tráfico, agua e iluminación. Elementos de la platafor- ma se están probando en Milán, Italia y Timisoara, Rumania, donde se están utilizando para reducir las fugas de agua y minimizar el consumo de energía, mediante la integración de datos de las infraestructuras de agua y de distribución y generación de energía de las ciudades. (Para más información, véase la página 73). Incluso se es- tán poniendo en marcha proyectos piloto diseñados para optimizar el transporte en Berlín, Alemania; Rovereto, Italia, y Tampere, Finlandia. Se espera que dichos proyectos generen enormes cantidades de datos - bloques de nuevos conocimientos. "A medida que los datos alimenten una plataforma de inteligencia de la ciudad, los algoritmos de análisis de datos serán capaces de evaluar cómo los sistemas, a lo largo de una ciudad, se comportan en tiempo real", explica Bernd Wachmann, jefe de proyecto de Tecnología de Ciudades Sostenibles e Innovación en CT. Pero la visión a largo plazo detrás de la plataforma va más allá. "Lo que prevemos es un tipo de ecosistema de datos", dice Christian Schwingenschlögl, director del proyecto de la plataforma. "Será como un sistema natural en el que todo tendrá un ciclo de retroalimentación para este sistema- finalmente una ciudad entera - se autorregula dentro de sus límites naturales de energía." Un grupo modular de programas que puede adaptarse a los requisitos únicos de una ciudad particular, la Plata- forma de Inteligencia de la Ciudad, recopila datos de una variedad de dominios de infraestructura, estandariza los formatos, establece relaciones entre sus contenidos, y los combina con otra información, como las previsiones meteorológicas y patrones históricos de datos. El resultado, según Wachmann, es una presentación clara y conectada en red, que permite que los procesos de una ciudad sean entendidos, y abre la puerta a la identifica- ción de opciones para el ahorro de recursos y la reducción de costos. Plataforma Inteligente de la Ciudad Arthur F. Pease Comparación de los valores de medición y tarifas promedio y valores de previsión Errores absolutos de promedio de tarifa y valores de pronóstico de valores de medición 19 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:06 Página 20 Sistemas Integrados | Eficiencia Energética Urbana llegue a ese nivel, la coordinación entre los edificios y la red será mucho más sencilla”. Mikulovic explica que en edificios equipados con tecnologías de ahorro de energía de la empresa conjunta de Aspern, un sistema de gestión de edificios coordinará el suministro de energía a partir de sistemas solares para las bombas de calor del edificio. "Para ello, usted requiere previsión, generación y gestión de almacenamiento de energía", explica. "Todo esto se suma a un gran reto de integración de datos a nivel del edificio, y analizar diferentes combinaciones de opciones de generación de energía." "Aspern será un punto de prueba muy importante para las redes inteligentes", dice Robert Simon, director de proyectos de Smart Grid Core Technology Initiative en CT, quien señala que los edificios de hoy en día ya son sistemas multimodales, que emparejan energía eléctrica, gas, calefacción o enfriamiento. "Nuestro Sistemas Integrados | Entrevista enfoque de red inteligente comienza con las redes eléctricas - integrar edificios y plantas de producción en la red - y en últimas, tiene como objetivo hacer crecer el papel de los sistemas de energía multi-modal en este panorama. Por lo tanto, Aspern es el lugar ideal para llevar estos nuevos desarrollos al mundo real y anticiparse a las nuevas necesidades del mercado. " "Veo una recompensa", añade Siemens Gerald Murauer, jefe de la empresa conjunta de Aspern. "Es conocimiento. Es la creación de prototipos de aplicaciones. Se trata de una prueba final de que el concepto de ciudad inteligente realmente puede funcionar. Y suponiendo que el concepto funciona, entonces las tecnologías de Siemens que participan en ella se beneficiarán. Estas incluyen tecnología de edificios y automatización de energía, tecnologías de redes inteligentes y la capacidad de integrar todo lo anterior”. Arthur F. Pease Academia de la Fuerza Aérea baja a tierra costos de energía De acuerdo con estudios recientes de la Administración de Información de Energía de Estados Unidos, se espera que el uso global de la energía suba por encima del 50 % para el año 2035. Para abordar de manera pro- activa esta tendencia, Siemens Corporate Technology, en una alianza estratégica con Boeing Energy, ha presentado una solución con la cual quiere demostrar un 40 % de ahorro de energía en edificios y una reducción de la carga pico del 25 %, utilizando avanzadas tecnologías de automatización y control para edificios y gestión energética, de Siemens. Siemens y Boeing, junto con la Universidad de California en Berkeley y KEMA Services Inc., están trabajando para coordinar la implementación del Sistema de Gestión de Tecnología de Edificios de Siemens en la Academia de la Vivir en un computador al Aire Libre El SENSEable City Lab, que forma parte del Instituto Tecnológico de Massachusetts, es un grupo de investigación que explora la "ciudad en tiempo real" mediante el estudio del creciente desarrollo de los sensores y la electrónica miniaturizada en la red, así como su relación con el entorno urbano. El laboratorio se ha hecho famoso por su investigación sobre las ciudades y sus inventivos diseños. Uno de estos diseños, La Rueda de Copenhagen, que fue presentada en el COP15, ha ganado numerosos premios, incluidos el U.S.James Dyson Award y el Thomas Edison Award. Fuerza Aérea de EE.UU. en Colorado. El sistema está diseñado para permitir la perfecta integración de los edifi- cios controlados individualmente y de los subsistemas de control, para lograr el máximo ahorro de energía. Este Sistema de Gestión de Siemens ofrece a los consumidores de energía y los proveedores una solución más inte- grada, en comparación con otros sistemas en el mercado", explica el Dr. Yan Lu, jefe del grupo de investigación en tecnologías de control y automatización en CT en Princeton, Nueva Jersey”. Los servicios que antes eran sumi- nistrados por varios proveedores, ahora pueden consolidarse en un sistema simplificado y proporcionar solucio- Sistema de Gestión de Tecnología de Edificios Orquestador Precio de la Energía Clima Programación Microredes DRAS** Optimización holística, orientada al mercado Generación Cargas HVA* Iluminación * Calefacción, Ventilación y Aire Acondicionado ** Sistema de Automatización en Respuesta a la Demanda 20 nes dinámicas de ahorro de energía, óptimas para un campus entero. "Mediante la integración de va- rios subsistemas y edificios en un sistema de control monitorizado de la energía global, el sistema de gestión de tecnología puede tomar decisiones de Assaf Biderman (36) es un inventor de tecnología, au- tor y empresario. Es profesor en el MIT, donde es el director asociado del SEN- SEable City Lab. As- administración de la energía para un edificio - o un saf tiene múltiples patentes y es coautor de los ambientes internos y externos. Aunque la mayo- física, diseño e informática, se reúne en su configuración estática, el Sistema de Gestión de tecnologías digitales. Su trabajo ha apare- conjunto de edificios - en respuesta a cambios en ría de los sistemas se basan en la programación y la Tecnología de Edificios utiliza procesos de toma de decisiones dinámicas e innovadoras que facilitan el uso de energía más eficiente, mediante la adapta- más de 40 publicaciones. Su formación en obra sobre la evolución de las ciudades y las cido en todo el mundo, en lugares como el Museo de Arte Moderno de Nueva York y en más de 1.000 publicaciones y medios de ción a los cambios dinámicos del clima y la ocupa- comunicación como la BBC y el Discovery responder a precios fluctuantes de la energía. En empresa que desarrolla vehículos ligeros ción. Ahorros adicionales pueden ser alcanzados al Channel. Fundó "Superpedestrian", una este momento, demos de eficiencia energética y conectados en red, con el fin de conectar a están siendo probados. entorno urbano, en formas novedosas. de la demanda de respuesta, a nivel de microrredes, Arthur F. Pease los conductores, ciclistas y sensores con el Pictures of the Future | Otoño 2013 12-21_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:06 Página 21 Sistemas Integrados | Entrevista Kristian Kloeckl (36) lleva la iniciativa de la Ciudad en Tiempo Real en el MIT SENSEable City Lab en Boston y Singapur y enseña diseño en el MIT y la Universidad de Venecia. Un diseñador industrial, que estudió en Alemania, Austria, Italia y el Reino Unido y tiene un doctorado en Ciencias de Diseño. Sus proyectos han sido expuestos en el MoMA (2008), la Bienal de Arquitectura de Venecia (2008), el MAK de Viena (2009), el Museo de Arte de Singapur (2011), y el Mu- seo del Monumento del Milenio de Artes Digitales de China (2012). Las ciudades son el hogar de más del 50% de la población mundial y son las responsables del 67 % del uso de energía del mundo. ¿Cómo puede la integración de fuentes de datos ayudar a que éstas sean más eficientes y más humanas? Kloeckl: Muchos sistemas, que sirven a los entornos urbanos, generan enormes cantidades de datos. En Singapur, por ejemplo, donde hemos creado un laboratorio en el 2010, uno de nuestros puntos de enfoque es la movilidad. Hemos hecho acuerdos con las autoridades de tránsito de ese país, del aeropuerto, con una compañía de taxis, con la agencia ambiental, el puerto, y el proveedor de electricidad, con el fin de compartir datos agregados anónimos y experimentar con combinaciones de flujos de datos. Por ejemplo, un proyecto está estudiando datos de 16.000 taxis y combinándolos con datos de las condiciones del clima de alta precisión, especialmente con respecto a las precipitaciones. Esta combinación de datos es importante, porque en Singapur llueve muy a menudo, y en pequeñas zonas geográficas. Esos datos podrían ayudar a equilibrar dinámicamente la capacidad del taxi con la demanda futura, para asegurar que suficientes taxis están disponibles cuando y donde se necesitan. Aquí, lo que hay que saber es cuántas personas están en una zona donde llueve fuertemente, los patrones históricos de movimiento ahí y en ese momento del día, y el número de taxis que ya se encuentra en la zona. Estos datos serían aún más útiles si se combinan con datos de buses en tiempo real. También estamos explorando cómo los taxis pueden apoderarse de todo el transporte por carretera. Esto hace que sea posible ver el tiempo que se tardaría en llegar desde cualquier punto de la ciudad a cualquier otro lugar, en tiempo real. Los datos pueden facilitar la optimización intermodal al Pictures of the Future | Otoño 2013 permitir que las bases de datos de diferentes sistemas puedan interactuar en tiempo real. Esto permitiría que las ciudades sean más sensibles a las necesidades de sus habitantes, y por lo tanto, más humanas. Las bicicletas están siendo integradas en este panorama urbano de datos? Biderman: Las generaciones más jóvenes en las economías desarrolladas están dejando de comprar automóviles, en busca de un estilo de vida diferente. Con esto en mente, hemos desarrollado la rueda de Copenhague - una rueda que se puede montar en cualquier bicicleta para convertirla en un híbrido eléctrico inteligente. Un motor de 250 W en el interior de la rueda se activa cuando se presionan más fuerte los pedales. Captura tu energía cuando frena, almacenándola en la batería de la rueda. Usando esa misma energía, impulsamos un controlador que procesa los datos. Los usuarios pueden conectar varios sensores en el volante y hacer que sus datos estén disponibles para aplicaciones externas. Por ejemplo, un operador puede ejecutar aplicaciones sobre esta plataforma, y luego una comunidad de ciclistas puede medir factores ambientales, tales como monóxido de carbono en el ambiente. ¿Están los teléfonos celulares, las computadoras de alta velocidad y las aplicaciones "reconectando" nuestras ciudades? Biderman: Si. Y también lo están una creciente variedad de sensores, microprocesadores y los dispositivos inalámbricos que se integran con los objetos de nuestro entorno, desde los botes de basura a los automóviles, los edificios y las infraestructuras. Es, en efecto, una capa digital de crecimiento que se está interconectado con nuestro entorno físico. La ciudad se está convirtiendo en una especie de computador al aire libre. Y si podemos empezar a programar ese equipo, nuestras ciudades podrían ser más sostenibles y atender nuestras necesidades más eficazmente. La introducción de los flujos de datos y análisis puede mejorar la coordinación y la gestión de los sistemas. Las nuevas tecnologías también pueden mejorar los procesos a veces caóticos de iniciativas ciudadanas, de abajo hacia arriba, mediante la expansión de las formas en que las personas pueden auto-organizarse. Eso ayuda a los ciudadanos a dar forma a la vida urbana en una escala más amplia. ¿Cuál es su visión de cómo la integración de información va a cambiar la manera en que vivimos en las ciudades, en el futuro? Ratti: Según Google, cada dos días se produce más cantidad de datos que todos los da- tos que se causaron a partir del comienzo de la civilización hasta el 2003. Y cuando estos datos y los conocimientos se comparten con los ciudadanos, puedan tomarse decisiones más informadas. Yo creo que nuestras opciones para la configuración de las ciudades va a cambiar drásticamente en los próximos años, tal como en los últimos 15 o 20 años. Pero la tendencia principal que veo en todo esto es que la información nos permitirá que hagamos en las ciudades modernas lo que alguna vez se hizo en las ciudades antiguas. En la Edad Media en Europa, los ciudadanos tenían voz y voto en cuanto a cómo se construiría un nuevo edificio o la forma en que una plaza debería ser. Esta relación formó parte de los últimos 2.000 años de historia urbana, hasta que las ciudades se hicieron demasiado grandes. Lo que estamos viendo ahora es que nuestras nuevas tecnologías están permitiendo que volvamos al pasado y estemos más comprometidos como ciudadanos. Con algunas dificultades modernas? Ratti: Sí, hay muchas cuestiones abiertas: ¿Quién tiene acceso a la información que generamos, cómo se archiva, cómo diferenciar entre información buena y mala, y lo que pasa en un mundo en el que nada se puede olvidar, sólo para mencionar algunos aspectos. Estas son cuestiones que todos debemos tener en cuenta y debemos debatir vigorosamente en público, ya que darán forma a la sociedad del mañana. Entrevista de Arthur F. Pease Carlo Ratti (42) practica arquitectura e ingeniería en Italia y enseña en el MIT, donde dirige el Laboratorio SENSEable City. Se graduó en el Politécnico de Turín y en la Escuela Nacional de Puentes y Cami- nos de París, y más tarde obtuvo su doctorado en la Universidad de Cambridge, Reino Unido. Carlo tiene varias patentes y es coautor de más de 250 publicaciones. Su obra ha sido expuesta en todo el mundo en sitios como la Bienal de Venecia y el Museo de Arte Moderno de Nueva York. Su Pabellón Digital del Agua en la Expo Mundial de 2008 fue aclamado por Time como uno de los "mejores inventos del año." Carlo es miembro del Consejo de la Agenda Global del Foro Económico Mun- dial para la Gestión Urbana. 21 22-27_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:11 Página 22 Sistemas Integrados | Redes Eléctricas Siemens y sus socios están estudiando cómo las redes inteligentes se pueden combinar con tecnologías de Internet. Armonía entre Oferta y Demanda En el contexto de la Internet del Futuro de la UE, los ingenieros de Siemens están diseñando para el proyecto Smart Energy, una red de datos que soporte la transición energética y haga más fácil la construcción de una red inteligente. Hasta hace poco, cada vez vez que Acme Refrigerated Warehouses Ltd. activaba sus sistemas de refrigeración industrial, la compañía eléctrica local se emocionaba. La refrigeración por lo general se lleva a cabo en la noche. Para ese momento, había pocos compradores de energía y los precios eran bajos. Las unidades de refrigeración zumbaban de nuevo durante el día si las temperaturas se elevaban más allá de un umbral predefinido. Ahora, es al revés. Por la noche todo se apaga, incluso en pleno verano, pero los sistemas zumban constantemente casi durante todo el día. ¿Qué pasó? Que ellos son alimentados ahora por energía solar. Pero si el cielo está nublado, las empresas de servicios públicos tienen que cambiar a otras fuentes de energía de un momento a otro. Para lograr esto, el sistema de suministro de energía inteligente - la "red inteligente" - requiere una nueva infraestructura de comunicaciones. Aunque este es un ejemplo ficticio, que describe el Internet del Futuro de la Unión Europea para el proyecto Smart Energy (FINSENY) – Future Internet for Smart Energy– nos muestra los 22 desafíos que enfrentan las redes inteligentes. El proyecto prevé la necesidad de una red que conecte las relaciones entre los participantes en el sistema de suministro de energía, mejore las comunicaciones y aumente la calidad. FINSENY es el primer proyecto en tener en cuenta toda la red, desde el nivel de alto voltaje con 220 a 380 kilovoltios (kV) hasta la red de media tensión de 10 a 30 kV y el nivel de baja tensión de 230 a 400 V. "Antes de que comenzara la transición hacia un suministro de energía sostenible en Alemania, los tres niveles difícilmente se comunicaban ", explica el Dr. Kolja Eger, un experto en redes en (CT) de Siemens. "No era necesario", dice, "porque el nivel de baja tensión sólo jugaba el papel de consumidor." Sin embargo, "la transición energética ha invertido estas relaciones debido al creciente número de generadores de energía descentralizados", dice Eger. Como resultado, las redes eléctricas se encuentran ahora en un estado de flujo. "Pero", añade, "las pruebas de campo han demostrado que la comunicación puede evitar la necesidad de expansión de la red, lo que es mucho más costoso, aunque la proporción de energías renovables aumente dramáticamente." (Ver Pictures of the Future, Primavera 2012, p. 46). Con esto en mente, junto con 35 socios de 12 países, Eger ha reunido y coordinado los detalles del proyecto FINSENY. En un sistema convencional, la energía de la red de alta tensión fluye hacia los niveles por debajo de ella. Arriba están las grandes centrales eléctricas, y hacia abajo los segmentos inferiores que simplemente transmiten energía hacia adelante. Pero hoy en día, la energía se genera a nivel local por los consumidores. Eso no es un problema siempre y cuando la energía resultante se consuma localmente. Pero si la oferta excede a la demanda puede convertirse en un problema. Esto se debe a que las estaciones transformadoras convencionales no pueden transferir energía hacia arriba. Para evitar daños, la generación de este modo debe estrangularse. "Los proveedores de energía a nivel local son todavía casi ciegos, ya que no saben nada acerca del flujo de energía fuera de sus estaciones individuales", explica Eger. "Eso tiene que cambiar tan pronto como sea posible." Pictures of the Future | Otoño 2013 22-27_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:11 Página 23 Sistemas Integrados | Redes Eléctricas Un problema adicional es que las redes eléctricas se han desarrollado de diferentes formas en los distintos mercados. En Alemania, por ejemplo, los medidores eléctricos han estado tradicionalmente ubicados en los sótanos o en los pasillos, pero en otros países se encuentran fuera de la casa. Las subestaciones de distribución están ubicadas en diferentes lugares. En EE.UU., los transformadores están conectados directamente a los postes de electricidad, en Alemania se encuentran en pequeños edificios. Para EE.UU., una opción obvia es la creación de redes inalámbricas modeladas en redes WLAN internas, ya que los postes de electricidad y transformadores se erigen con distancias muy cortas entre ellos. En Alemania, las soluciones de este tipo no son factibles, porque las distancias son mucho mayores. Por tanto, las recomen- Internet Energía del Futuro Inteligente Mercados de Energía eléctrica Sin embargo, algunos componentes de la red de energía eléctrica, tales como importantes subestaciones de transformadores, requieren conexiones altamente confiables. En este caso, el peligro está en los detalles. Estos transformadores se encuentran en pequeñas casetas. "Casi no hay espacio libre para el equipo de comunicaciones", dice Helbich. Estas construcciones son generalmente muy viejas, y nadie previó la necesidad de conductos para redes de datos cuando se construyeron. Las redes celulares son entonces una opción atractiva, ya que tienen una cobertura casi universal en la mayoría de los países y son más baratas que los cables de fibra óptica. "Nuestro estudio recomienda UMTS y plataformas de LTE poderosas, o soluciones que utilicen redes inalámbricas privadas", dice Helbich. Pero las cantidades de datos no son la única con- La Red Eléctrica Inteligente del Futuro Redes de Distribución Microredes Edificios Inteligentes Autos Eléctricos daciones de FINSENY varían según el país y la arquitectura de la red. Desde marzo del 2013, los ingenieros han estado aplicando los resultados del proyecto a las situaciones concretas, dice Guido Helbich, jefe de Smart Communication en la División Smart Grid, dentro del Sector Infrastructure and Cities, de Siemens. Junto con su equipo, Helbich ha transferido los resultados del estudio en un gráfico. Lo que el gráfico muestra es que la transición hacia un porcentaje en constante crecimiento de las energías renovables, está dando lugar a una convergencia sin precedentes de los campos de la ingeniería eléctrica y de comunicaciones de Siemens. "Por primera vez, la Internet de las cosas y la Internet de los servicios están asumiendo formas tangibles", dice Eger. Pero no todos los paneles solares necesitan una autopista de la información por separado, sólo para enviar unos pocos bytes a una empresa de servicios públicos. Aquí, por ejemplo, basta con utilizar las conexiones de banda angosta establecidos con la línea de alimentación, (ver Pictures of the Future, Otoño 2012, p. 98). Pictures of the Future | Otoño 2013 ya ha llevado a una escasez de direcciones y por lo tanto, a serios problemas en las comunicaciones en el día a día. No obstante, la teoría por sí sola no puede hacer afirmaciones de fondo sobre el comportamiento real de una compleja red, formada por elementos en un estado constante de interacción. Los autores del estudio, por tanto, probaron las ideas en un entorno práctico, de los socios FINSENY, en el Instituto para la Automatización de Sistemas de Energía complejos de la Universidad RWTH Aachen. El instituto cuenta con un simulador que puede representar una red eléctrica. Utiliza hardware y software de gran alcance para reaccionar en tiempo real, al igual que la red actual. Para el proyecto de FINSENY, los investigadores eligieron la red eléctrica de Irlanda, que se considera un reto especial, ya Nueva Infraestructura de Comunicaciones Aplicaciones inteligentes de energía para la estabilización de las redes, medidores inteligentes y ciudades inteligentes Servicios generales del Internet del futuro Servicios de Comunicaciones para Redes eléctricas de energía Servicios Específicos de la Red Inteligente Elementos de la Red Inteligente sideración. Retardos tolerables de la señal en una red celular fluctúan entre unos pocos cientos de milisegundos y un segundo completo. Si los datos de la red de energía llegan a su destino demasiado tarde, el resultado puede poner en riesgo la fuente de alimentación. Autopista de Información para la Red Eléctrica. Como regla general, cuanto más potente y crítico en seguridad sea un componente, más rápidos y más fiables deben ser sus conexiones de datos. Por lo tanto, el proveedor de comunicaciones debe garantizar la disponibilidad de la línea y los tiempos máximos de demora permisibles. En vista de esto, el estudio sugiere redes independientes de comunicación: líneas separadas o contratos especiales que garanticen el suficiente ancho de banda y la calidad de la red. Esto es más caro, pero es necesario. Debido al gran número de componentes en la red, también se espera que se use el IPv6, recientemente introducido, ya que sólo esta versión puede ofrecer un suministro adecuado de direcciones. En Asia, el uso del antiguo protocolo de Internet que la energía eólica que la alimenta es considerable, con relación al tamaño de la red. "Por primera vez, usando nuestro simulador de red eléctrica, hemos sido capaces de desarrollar umbrales técnicos para la calidad de las redes de comunicación", dice el profesor Monti Antonello de la Universidad RWTH de Aachen. En el gráfico de la oficina de Helbich, estos resultados se reflejan en la velocidad del flujo de datos en bits y en milisegundos de latencia tolerable. Los autores distinguen tres clases de servicio: "crítico para la seguridad", "muy importante" y "normalmente importante". La primera categoría comprende los mensajes relativos a la seguridad de personas y máquinas, y la segunda se centra en asegurar la estabilidad de la red. La tercera trata de los mensajes en los estados normales de funcionamiento. Este modelo representa todo, desde los medidores inteligentes hasta los transformadores. El objetivo es siempre el mismo: reaccionar con la suficiente rapidez para que la red se mantenga estable y segura, a pesar de las fluctuaciones de carga. 23 22-27_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:11 Página 24 Sistemas Integrados | Redes Eléctricas Reajuste en medio segundo. Una de las principales conclusiones de la simulación es que las cantidades relativas de las formas convencionales y volátiles de energía, influyen significativamente en el resultado. "Cuanto más alto sea el porcentaje de energías renovables en la red, mayores serán las exigencias a las redes de comunicación", explica Monti. En el pasado, las toneladas de masa en rotación en las plantas de energía convencionales, puenteaban fluctuaciones repentinas en la red. Sin embargo, el número de estas plantas de energía está disminuyendo. "Hoy en día se necesita mucho más reajuste, y siempre se tiene que hacer de acuerdo a la demanda y a la oferta actual. Estamos hablando de tiempos de latencia de medio segundo ", dijo Monti. De lo contrario, la fluctuación de la frecuencia de la red sería demasiado extrema. La UE está poniendo a prueba las conclusiones de FINSENY en proyectos piloto, y Siemens está participando en muchos de ellos. "Lo que falta no es conocimiento técnico, sino la voluntad política de aplicar también estas ideas en un gran mercado", dice Eger. Un requisito previo para esto sería tener estándares Europeos claros y definidos, para garantizar la interoperabilidad de los innumerables componentes y asegurarse de que la red de comunicación definida en FINSENY se pueda construir rápidamente. Esto despejaría el camino para los mercados locales, en los cuales los módulos de software autónomos, los "agentes de software," armonizarían la oferta y la demanda. Además, los proveedores de demanda-respuesta, suministrarían una carga que pudiera ser desactivada de manera que, por ejemplo, los “devoradores” de energía podrían ser cerrados temporalmente, sin repercusiones nocivas (ver Pictures of the Future, Primavera 2012, p. 46). Y según creen los expertos, eso es sólo el comienzo, si se tienen en cuenta los breves ciclos de innovación en tecnologías de la comunicación. "Vamos a lograr nuestros objetivos de política energética para 2020, 2030 y 2050 sólo si utilizamos constantemente las mejores tecnologías", dice Eger. "El ritmo de desarrollo es muy rápido." Además de apagar su equipo por unas horas cuando sea necesario, la ficticia Acme Refrigerated Warehouses Ltd. también podría utilizar las enormes pilas recargables de sus gruas y sus vehículos eléctricos recién adquiridos. Estos medios de almacenamiento eléctrico podrían servir como amortiguadores locales para ayudar a mantener estable la frecuencia de la red. En una situación gana-gana, el proveedor de energía también podría pagar por esta ayuda al consumidor y acreditar en la cuenta de la empresa una cantidad considerable de dinero. Bernd Schöne 24 Sistemas Integrados | Optimización de Energía La Promesa de las Redes Inteligentes Los investigadores de Siemens en Erlangen están desarrollando las redes inteligentes del futuro. Estas no sólo conectarán todos los tipos de consumidores y proveedores de energía, sino que también integrarán los componentes del sistema de energía de un edificio. La idea es combinar todos los sistemas de energía, de tal manera que puedan suministrar electricidad, calor, enfriamiento, y agua potable, tan eficientemente como sea posible. Pictures of the Future | Otoño 2013 22-27_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:11 Página 25 El equipo de redes inteligentes de Siemens, dirigido por el Dr. Rolf Hellinger (izquierda) y Sebastian Nielebock (arriba a la derecha) puede construir casi cualquier tipo de red inteligente. El Ingeniero de Desarrollo de Siemens Sebastian Nielebock está mirando una larga lista de cálculos en su computador portátil. "Estos son los parámetros para un inversor fotovoltaico", dice. "Los estamos optimizando para garantizar que nuestra pequeña red se mantenga estable y funcione de manera óptima, en todo tipo de escenarios de carga." La pequeña red se compone de una batería del tamaño de un gabinete de pared y de cajas de control, con convertidores que conectan componentes a la red. Los componentes incluyen dispositivos de almacenamiento de energía, unidades fotovoltaicas y de energía eólica. En otras palabras, representa una típica configuración para el suministro de energía a centros comerciales, hospitales y hoteles - incluso si no hay conexión a la red. Dependiendo de la cantidad de luz solar disponible, la batería tiene que almacenar temporalmente la energía excedente o alimentarla a la red eléctrica aislada, cuando sea necesario. Si la demanda aumenta considerablemente, un generador diésel entra en acción. El sol no está brillando en el momento, y el generador diésel no está trabajando - sin em- Sistemas Integrados | Optimización de Energía teligentes serán la norma dentro de unos años. Esto se debe a que las redes toman más y más energía a partir de fuentes fluctuantes, y se necesitarán sistemas de control inteligente para asegurar que los diferentes proveedores de energía interactúen perfectamente. Si no lo hacen, podrían producirse apagones y causar daños importantes. Y eso es justamente lo que Nielebock quiere evitar. Ahora mismo está simulando una intensa luz solar, lo que hace que el inversor de la unidad fotovoltaica produzca una gran cantidad de electricidad. "Si esto conduce a exceso de energía en la red eléctrica, el resultado será un aumento en la tensión y en la frecuencia", explica Nielebock. "Estoy ajustando los parámetros del convertidor de manera que asegure que contribuirá a la estabilidad de la red, en lugar de simplemente alimentar a ciegas su máximo rendimiento." Sin embargo, si se produce un apagón, los proveedores distribuidos, tales como las baterías y los módulos fotovoltaicos, deben poder levantar la red y ponerla de nuevo en funcionamiento. Eso no es tan fácil como parece, porque el llamado "arranque negro" requiere que todos los El objetivo es combinar diversas fuentes de energía de tal manera que la electricidad, la calefacción, la refrigeración, y el agua potable se puedan ofrecer de una forma verde y eficiente. bargo, la red está en funcionamiento. Eso es porque la red no está en una gran ciudad, sino en Siemens, en el Centro de Desarrollo Descentralizado de Poli Generación, en Erlangen, Alemania. Aquí es donde los investigadores de Siemens Corporate Technology (CT) ponen a prueba las redes inteligentes del futuro, bajo condiciones de laboratorio. Los expertos del laboratorio pueden crear virtualmente cualquier tipo de red inteligente en su sala de 170 metros cuadrados. Además de los armarios de baterías, una unidad de cogeneración, un generador de emergencia, un transformador variable de red local, varias cargas eléctricas, y docenas de inversores, el lugar alberga también dos unidades de refrigeración y un sistema de purificación de agua potable. Debido a que los escenarios son diferentes, los 20 empleados del laboratorio incluyen expertos en termodinamia y en automatización de procesos, que trabajan junto a los ingenieros eléctricos y científicos informáticos. El alcance de los equipos del laboratorio permite al equipo reproducir una gran variedad de redes inteligentes a pequeña escala. Lo importante es que las proporciones de las fuentes de energías fluctuantes y convencionales correspondan a los modelos originales. Estas redes inPictures of the Future | Otoño 2013 componentes se sincronicen de tal forma que funcionen en fase para subir la tensión de la red a un valor predefinido. La alimentación de energía debe ser suministrada a las cargas en partes iguales por diferentes fuentes. "Si los controladores internos se establecen correctamente, los variadores pueden sincronizarse utilizando datos de tensión y de frecuencia y, por lo tanto, garantizar la estabilidad de las operaciones", explica Nielebock. Al igual que un director de orquesta, los inversores sincronizan y establecen el orden en una red inteligente. Estudios como estos ofrecen una vista previa de los retos que los operadores de una red enfrentarán cuando la transición a fuentes renovables y descentralizadas de energía suceda. (Véase pág. 6). Los proveedores de energía tendrán que vincular innumerables plantas de energía solar, turbinas de viento, y reactores de biomasa con las centrales eléctricas convencionales y dispositivos de almacenamiento de energía, para crear una red estable. Para determinar cómo este sistema podría funcionar en la práctica, Siemens estudió una red local -desde el año 2011 hasta el otoño de 2013- que sirve a la aldea de Wildpoldsried (población: 2.500) en la región de Allgäu, en el sur de Alemania; (ver 25 22-27_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:11 Página 26 Sistemas Integrados | Optimización de Energía Pictures of the Future, Primavera 2012, p. 46). Casi todas las casas del pueblo tienen paneles solares en su techo, y la producción de energía resultante se complementa con varias plantas de cogeneración, alimentadas con los reactores de biomasa. El sistema de energía del pueblo se completa con cinco turbinas eólicas. Con todo esto, Wildpoldsried está produciendo cinco veces más energía de la que consume. Aunque suena bastante bien, equivale a un problema para el operador de la red local, AÜW, ya que el excedente de energía hace que sus líneas de energía sean inestables. Por lo tanto, AÜW se asoció con Siemens, RWTH Aachen University y la Universidad de Kempten para lanzar IRENE (Integración de la Energía Regenerativa y Movilidad Eléctrica), un proyecto diseñado para probar las redes inteligentes a gran escala. Unos 200 equipos de medición han estado proporcionando una visión general del funcionamiento de la red desde el comienzo del proyecto, y un transformador de red local variable, una unidad de almacenamiento de batería, e inversores solares de control remoto, aseguran la estabilidad. La pieza central del sistema es SOEASY – Siemens’ Self-Organizing Energy Automation System. SOEASY equilibra la oferta y la demanda. Cada consumidor está representado por paso es la integración de los componentes del sistema de los edificios, tales como las máquinas de compresión de refrigeración, utilizadas en unidades de aire acondicionado." Esto aumentará la flexibilidad de la red inteligente, ya que los edificios controlados inteligentemente pueden absorber el excedente de energía cuando la demanda es baja. Agua a partir del calor. El objetivo a largo plazo de los investigadores de Siemens es la combinación de diversas fuentes de energía, como el petróleo, el gas, la energía eólica, solar, la biomasa y el calor residual; de una forma que asegure la producción de electricidad, calor, refrigeración y agua potable, de la manera más eficiente posible y respetando el medio ambiente. También quieren integrar estas fuentes en un sistema de energía multimodal (ver recuadro). "En la mayoría de los casos, sólo se han examinado los aspectos individuales de tales sistemas, hasta ahora - por ejemplo, la alimentación de energía desde fuentes renovables", dice el Dr. Jochen Schäfer, quien lidera el grupo de investigación sobre Sistemas Distribuidos de Energía y Conversión del Calor. "Por el contrario, nosotros estamos trabajando con las redes, las cuales constan de muchos componentes. Tam- El calor residual impulsa un proceso de evaporación y condensación que produce agua potable. un Agente Personal de Energía (PEA). El software del sistema sabe, por ejemplo, el precio mínimo que el dueño de una planta de energía solar está dispuesto a aceptar por la electricidad. Entonces, el programa presenta la cifra a un Balance Maestro, que representa el operador de la red y decide si acepta o no la cifra del PEA. Antes de la prueba en la región de Allgäu, los investigadores del Centro de Desarrollo en Erlangen construyeron su propia red para estudiar la interacción entre la batería, las unidades fotovoltaicas, y el transformador de la red local variable. Los investigadores ahora están analizando redes inteligentes más complejas. "En la primera etapa, hemos vinculado sólo a los consumidores de electricidad y a los productores", dice el Prof. Rolf Hellinger, Jefe de tecnología en el área de Conversión de Energía, a la que pertenece el Centro de Desarrollo. "El siguiente 26 bién miramos la forma en que estos componentes interactúan entre sí y el efecto que tienen sobre la estabilidad general. En otras palabras, estamos interesados en la integración de sistemas y una interacción óptima entre todos los componentes del sistema”. Los investigadores están especialmente interesados, por ejemplo, en explotar el calor residual de las máquinas y otros equipos industriales (ver Pictures of the Future, Primavera 2012, p. 104). Hoy en día, el calor residual en rangos de baja temperatura, en particular, rara vez se utiliza de una manera económicamente viable. Sin embargo, este calor contiene energía valiosa que se puede utilizar para convertir aguas residuales en agua potable, por ejemplo. Con esto en mente, los investigadores de Siemens en Erlangen han desarrollado el sistema EvaCon (Evaporación y Condensación), que utiliza el calor re- sidual en el rango de temperatura de 70 a 120 grados Celsius para evaporar aguas residuales. El vapor resultante se canaliza en un condensador, donde se precipita en un proceso que produce agua pura y algo de aguas residuales concentradas. Estas aguas residuales se eliminan. El prototipo EvaCon en el Centro de Desarrollo es de 5,5 metros de altura. Las aguas residuales fluyen desde la parte superior derecha a través de tuberías aisladas. A continuación, pasa a través de varios intercambiadores de calor, donde se utiliza el calor residual para elevar la temperatura del agua. Luego, las aguas residuales se filtran a través de un evaporador y se evaporan. Un ventilador genera una corriente de aire que envía el agua evaporada hacia arriba. El vapor se condensa de nuevo en el lado derecho, donde se encuentra el condensador. Esto puede sonar simple, pero los detalles son complicados. "Queremos utilizar la mínima cantidad de energía eléctrica posible para transportar la mayor cantidad de vapor ", dice el Dr. Manfred Baldauf, jefe del grupo de investigación de Tecnologías del Medio Ambiente. "Para ello, es necesario regular con precisión la distribución de la temperatura y el caudal de aire." El siguiente paso podría ser la construcción de una planta piloto para purificar 25 metros cúbicos de agua por hora. Eso sería suficiente para tratar las aguas residuales de los procesos de embotellado en la industria de bebidas. Sin embargo, EvaCon también se puede utilizar para purificar las aguas residuales generadas por los procesos de cervecería y en las operaciones de perforación de petróleo. En algunos casos, sin embargo, no hay manera rentable de explotar el calor residual de baja temperatura. Con esto en mente, los investigadores han construido una bomba de calor que puede elevar las temperaturas a un máximo de 140 grados centígrados - en comparación con el límite anterior de 90 grados. "Los mecanismos de la bomba de calor son básicamente los mismos, pero utilizan un fluido especial para el ciclo de calor", explica Schäfer. "Este líquido se puede utilizar a temperaturas más altas, y también es compatible con el medio ambiente y es completamente seguro." La nueva bomba de calor, permitirá por ejemplo, aumentar la temperatura de los residuos de calor o el calor industrial a partir de fuentes geotérmicas de entre 70 y 90 a 130 º C - la norma en los sistemas de calefacción. Este calor podría ser utilizado en los edificios. En combinación con EvaCon y otros equipos en el Centro de Desarrollo, las nuevas bombas de calor ayudarán a los investigadores a estar más cerca de realizar su sueño: asegurarse de que ninguna fuente de energía sea desperdiciada. Christian Buck Pictures of the Future | Otoño 2013 22-27_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:11 Página 27 Sistemas Integrados | Sistemas de Energía Multimodal Los Elementos de un Ecosistema de Energía Avanzado Recopilación de Calor Infraestructura Inteligente Tratamiento de Aguas Fábricas y Edificios Inteligentes Bomba de calor Refrigerante / Almacenamiento Agentes de Energía inteligentes Entrada Medidores Inteligentes Red Inteligente Electricidad Gas Calefacción Flujo de Datos Flujo de Energía Hacia una Gestión Energética Integral La generación de energía solía ser un asunto sencillo. Las centrales de energía producían electricidad y los hogares y la industria la consumían. El calor se ge- neraba con petróleo y gas, y los equipos de aire acondicionado enfriaban las habi- taciones. Los proveedores de energía compensaban las fluctuaciones en la de- Fuente: Siemens Agua manda. Estas unidades de almacenamiento de frío y de calor son a menudo me- nos costosas de producir que los dispositivos de almacenamiento de energía. Otro ejemplo es el de la desalinización del agua de mar en Singapur (ver Pictures of the Future, Primavera 2011, p. 30). Las plantas de desalinización necesitan bombas eléctricas. Para garantizar un suministro continuo de agua potable, inclu- so a la máxima demanda, o a pesar de los cuellos de botella de la energía, un dis- manda iniciando las plantas de gas o las centrales eléctricas de almacenamiento positivo de almacenamiento de electricidad puede ser usado para mantener las deseable en la producción de electricidad, como tal. Pero las cosas se complicaron table se puede almacenar como reserva. Esta última opción es menos costosa, por bombeo; lo que significa que nunca hubo realmente ninguna fluctuación in- cuando los países comenzaron a utilizar la energía de fuentes renovables. Por ejemplo, hace 15 años Alemania tenía varios cientos de plantas de energía media- plantas en funcionamiento en todo momento, o una cierta cantidad de agua poporque es más fácil de almacenar agua que energía. La industria química necesita grandes cantidades de electricidad, gas, calefacción nas y grandes, pero hoy cuenta con 1.5 millones de productores de energía en for- y refrigeración. La electricidad es también un factor de costo importante para la in- masa. Más y más hogares, edificios y plantas industriales se están convirtiendo en de la conversión de energía en calor, refrigeración, hidrógeno u otros recursos que energía procedente de fuentes renovables, por lo general, no se produce cuando y de los picos de demanda, y al mismo tiempo reducir los costos operativos. ma de paneles solares en los techos, turbinas eólicas y plantas de energía de bio"prosumidores" - es decir, los consumidores que también producen energía. La donde se necesita. Por ejemplo, las turbinas eólicas en el Mar del Norte tienen que apagarse, incluso cuando hay viento, porque la demanda es muy baja. En otras palabras, su energía potencial se desperdicia. Para evitar esto, la electricidad tiene que ser almacenada o transportada a donde más se necesita, en un momento dado. Aquí es donde los sistemas de energía multimodales entran en juego, ya que son capaces de combinar diferentes formas de energía en un solo sistema. En lugar de alimentar la red, la electricidad puede ser convertida en energía térmica - dustria. Aquí, una disociación de la producción de energía y la demanda, a través se necesitan de todos modos y se pueden almacenar, podrían reducir la gravedad Es por esto que los expertos en eficiencia energética de Siemens en Corporate Technology(CT), tienen una visión integrada de los sistemas de energía, con el fin de optimizar la combinación de la conversión, el almacenamiento y las soluciones de transporte. Ellos estudian las formas de vincular diversos componentes como bombas de calor, plantas de energía, unidades de electrolisis, plantas de trata- miento de agua, unidades de refrigeración, equipos de calentamiento por resistencia, y una gama de dispositivos de almacenamiento asociados, en sistemas en forma de calor o refrigeración - o en energía química en forma de hidrógeno o energéticos multimodales. Su objetivo no es simplemente optimizar cada sistema y utilizada, lo que reduce los costos y hace a los sistemas de energía más flexibles. bles y usar diferentes sistemas en red, con el fin de reducir costos y mejorar la efi- metano. La energía en estas formas también puede ser transportada, almacenada Esta visión integral de la energía abre muchas oportunidades. Por ejemplo, la energía eólica puede ser fácilmente transportada y almacenada si se convierte en de energía en sí mismo, sino utilizar soluciones de trasformación de energía flexiciencia de los sistemas de energía (ver págs 22, 24). Con este fin, los investigadores de CT están trabajando para determinar cuáles hidrógeno o metano. El uso de las redes de gas existentes y las instalaciones de al- sistemas de conversión, almacenamiento y transporte tienen sentido desde un se para calentar agua y enviarla a través de un sistema de calefacción, al distrito. de negocio para Siemens. El mayor obstáculo para la puesta en práctica hasta el macenamiento también reducen los costos de inversión. La energía puede utilizarEn las regiones cálidas, lo contrario tendría sentido - el uso de esta energía para alimentar una central de agua fría o el almacenamiento de hielo. El aire frío po- dría entonces ser canalizado hacia los edificios, reduciendo así el uso de aires acondicionados, cuyo poder puede forzarse demasiado en las horas pico de de- Pictures of the Future | Otoño 2013 punto de vista técnico. Los investigadores también estudian los posibles modelos momento ha sido la falta de sistemas de control inteligente. Los investigadores están considerando, por lo tanto, equipar una unidad de refrigeración por com- presión con un controlador inteligente que conecte la máquina a la red y un dis- positivo de almacenamiento en frío. Fenna Bleyl 27 28-29_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:16 Página 28 Sistemas Integrados | Calefacción por Viento Sistemas de calefacción de suelo radiante pueden almacenar la energía excedente, generada por el viento o paneles solares, de día o de noche. La Energía Eólica Toma la Palabra ¿Cómo se puede utilizar el excedente de electricidad a partir de los sistemas de energía eólica y solar? Siemens y RWE han salido con una solución: los sistemas de calefacción por viento. La idea es hacer que el modelo de carga, normalmente rígido, de acumuladores nocturnos residenciales sea más flexible para que pueda absorber el exceso de eco-electricidad. Dos proyectos piloto en Alemania demuestran que el sistema funciona en la práctica. "Los destellos de lucidez pueden iluminar el mundo, pero no pueden calentar un horno", dijo el poeta lírico alemán Christian Friedrich Hebbel en 1842. Pero lo que él no podía saber era que los destellos de conocimiento, 170 años más tarde, permitirían calentar hornos con el excedente de electricidad, a partir de los sistemas de energía eólica y solar. Para ser más precisos, tales "hornos" consisten en los calentadores de almacenamiento nocturno. Los calentadores de almacenamiento fueron desarrollados en la década de 1950 como una alternativa a los hornos de carbón y petróleo. Funcionan de acuerdo con un principio muy simple: convertir la electricidad en calor. A pesar de que se utilizaron originalmente sólo para calentar el agua, las versiones más modernas almacenan calor en un núcleo aislado de magnesita. Para ahorrar costos, el calentador consume electricidad durante los períodos de carga baja, que principalmente son en la noche. "En promedio, un calentador carga en aproximadamente ocho horas por la noche y durante alrededor de dos horas en el día", explica Jörg Rummeni, gerente del proyecto Calefacción por Viento, creado por el proveedor de energía RWE. Los elementos de calentamiento están dentro de un núcleo de magnesita, en el cual la electricidad se convierte en calor y se almacena. Las temperaturas allí pueden subir hasta 600 grados Celsius. La calefacción por acumulación libera la energía nuevamente durante el día. La temperatura en la superficie del calentador se eleva tan alto como 40 grados Celsius. Un ventilador 28 incorporado sopla continuamente el calor desde su núcleo, según sea necesario. Por mucho tiempo, los acumuladores de calor no tuvieron muy buena reputación. Algunas personas erróneamente consideraban que eran voraces en consumir energía. Esto se debe a que estos calentadores son a veces muy grandes, tienen ajustes incorrectos o están obsoletos. En tales casos, no es de extrañar que consuman una gran cantidad de energía, cuando además se utilizan en casas mal aisladas. Sin embargo, sistemas de última tecnología pueden traer todas las ventajas del calentador si se adaptan bien a los edificios en los que están instalados. Estos equipos son de bajo costo, fáciles de instalar, y requieren muy poco mantenimiento. Modelo de carga flexible. Durante los últimos dos años y medio, Siemens y RWE han investigado cómo la capacidad de almacenamiento de este tipo de calentadores puede utilizarse para la energía procedente de fuentes de energía renovables. Su objetivo es equipar estos calentadores con tecnología de control inteligente y usarlos como unidades de almacenamiento de energía, para esas cantidades fluctuantes generadas por la energía eólica y los sistemas fotovoltaicos. Rummeni está convencido de que este concepto dará sus frutos. Alrededor de 1,4 millones de hogares alemanes utilizan actualmente acumuladores de calor o calefacción, cada uno de los cuales tiene una carga instalada de 10 kilovatios, en promedio. "Los calentadores son unidades de almacenamiento potenciales, con un rating total de 14 gigavatios (GW) y una capacidad de almacenamiento anual de 14.000 gigavatios-hora (GWh) – lo que los hace relevantes para toda la industria de la energía", dice Rummeni. En comparación, las centrales de almacenamiento por bombeo en Alemania tienen una capacidad de almacenamiento de 40 GWh y siete GW de salida. En vista de esto, las dos compañías iniciaron el Proyecto Calefacción por Viento RWE, en marzo de 2011. Junto con tekmar Regelsysteme GmbH, decidieron llevar a cabo una prueba en el barrio Essen Stoppenberg, una zona residencial de 20 años de edad. El área de prueba consta de 50 unidades idénticas, de una, dos y tres habitaciones, pobladas por los clientes de RWE. Los socios del proyecto eligieron intencionalmente un barrio homogéneo, donde todas las casas fueron equipadas con sistemas de calefacción por suelo radiante, en lugar de los hornos tradicionales o unidades de almacenamiento en bloque. Inicialmente, sólo el modelo de calefacción por suelo sería probado para determinar su capacidad de almacenamiento. Para permitir que los calefactores de la zona consumieran electricidad exclusivamente a partir de fuentes de energía renovables, las unidades tuvieron que ser modificadas para que pudieran cargarse de forma flexible. "Al principio del proyecto, queríamos saber cómo el modelo de carga estática podría ser más flexible", dice Rummeni. Para ello, tekmar reemplazó las viejas uniPictures of the Future | Otoño 2013 28-29_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:16 Página 29 Sistemas Integrados | Calefacción por Viento dades con nuevos dispositivos inteligentes, los cuales utilizan una red inalámbrica para cambiar e iniciar el proceso de carga. Estos controles aseguran que la electricidad puede ser almacenada en cualquier momento del día, cada vez que el viento sopla o el sol está brillando. Como resultado, el excedente de electricidad a partir de fuentes renovables ya no se desperdicia. Siemens suministra el software asociado. Conocido como el Sistema de Gestión de la Energía Descentralizada (DEMS), el software fue desarrollado en 2002 (Pictures of the Future, Otoño 2012, p. 68). "Este predice y optimiza el uso de acumuladores de calor, y al mismo tiempo tiene en cuenta las condiciones del mercado de la energía ", explica Thomas Werner, Product Manager de Virtual Power Plants, en Siemens. La herramienta determina la cantidad de electricidad procedente de fuentes renovables que se pueden almacenar y cuándo. Lo hace mediante la incorporación de información de pronósticos del tiempo, así como de los precios actuales de la energia y de las necesidades energéticas de cada hogar. Con estos datos, DEMS regula la entrada de energía eólica y solar en el espacio de almacenamiento libre de los calefactores. Cada una de las 50 familias se regula individualmente. El proceso de carga se interrumpe tan pronto como los acumuladores de calor se "llenan". Gana-Gana. En el otoño de 2012, los habitantes de las 50 familias de la prueba se mostraron satisfechos con los resultados. "Los nuevos acumuladores de calor lograron que las temperaturas en los apartamentos fueran mucho más estables que en el pasado", dice Rummeni. Anteriormente, las casas equipadas con acumuladores de calor eran bastante calientes por las mañanas, debido a que los calentadores habían almacenado el calor durante la noche. Sin embargo, las temperaturas fueron bajas en las noches, debido a que los calentadores no eran capaces de almacenar mucho calor durante el día. El modelo de carga flexible, ha reducido sustancialmente esas fluctuaciones de temperatura, dice Rummeni. En el otoño de 2012, los buenos resultados del proyecto animaron a Siemens y a RWE para probar en otros 30 edificios en Meckenheim, Alemania. A diferencia de Essen, el proyecto en Meckenheim se centró en tecnología de hornos tradicionales y en algunas unidades de almacenamiento en bloque. También participaron unos 80 calentadores con una salida de almacenamiento virtual de un megavatio. Las pruebas iniciales han sido muy prometedoras. "Meckenheim demuestra que el sistema de calefacción de viento también trabaja con otros tipos de calentadores de almacenamiento en la noche", dice Rummeni. Pictures of the Future | Otoño 2013 Los resultados indican que la idea funciona, técnicamente. El siguiente paso es determinar si el nuevo concepto de almacenamiento puede reducir mesurablemente el consumo de energía. Rummeni piensa que una distribución de temperatura más uniforme en los apartamentos deberá hacer un calentamiento más eficiente energéticamente, en comparación con una fuente de calor fluctuante. "Pero el precio también debe ser aceptable para los clientes", Rummeni advierte. Una de las ventajas del nuevo concepto es que sólo requiere que el controlador sea sustituido y no todo el sistema de calefacción. Sin embargo, también es claro que los consumidores van a cambiarse a un sistema de control flexible de calefacción, sólo si los costos bajan. Pero las leyes tendrían que cambiar para que eso suceda, dice Rummeni. Una posibilidad sería ofrecer ventajas fiscales para alentar a los consumidores a cambiar a los calentadores de almacenamiento flexibles. Los sistemas de calefacción de viento ofrecen muchas ventajas. Al igual que con los ca- lentadores de almacenamiento, los clientes consumen electricidad cuando está barata. Además, las temperaturas son más confortables. Los acumuladores de calor utilizan la energía excedente, la cual se ha generado de manera respetuosa con el medio ambiente, lo que reduce indirectamente las emisiones de CO2. Además, el renovado equilibrio entre la producción y el consumo de electricidad ayuda a estabilizar la red y reduce la carga que debe transportar. Estos beneficios crean una situación de gana-gana para los proveedores de energía, los clientes y el medio ambiente. Si el sistema de calefacción de viento de RWE, demuestra ser rentable para consumidores privados, RWE planea ofrecer el concepto de control inteligente a una base de clientes más amplia. Pero primero el sistema de control debe reducir el precio de la electricidad a menos de 20 centavos de euro por kilovatio-hora. Si esto sucede, el viento y la energía solar servirán como destellos de lucidez para innumeUlrich Kreutzer rables hornos. Sistemas Descentralizados de Gestión de Energía: Preparando el Escenario para las Centrales Eléctricas Virtuales DEMS Procesos externos interconectados Efectividad (Decentralized Energy Management System) Pronóstico del Tiempo Mercado energético Actual l Modelación l Predicción l Planificación l Optimización en tiempo real Facturación Gestión de contratación € Optimización Operación de la red Cargas y Producción de energía Eólica/Solar CHP / energía de emergencia diésel Biomasa Almacenamiento Industria Comercio Energy Management 3.0 Siemens desarrolló un Sistema Descentralizado de Gestión de Energía (DEMS) hace más de diez años y se ha actualizado y ampliado continuamente desde entonces. En octubre de 2013 Siemens lanzará DEMS 3.0 al mercado con una nueva y poderosa herramienta: DEMS Designer. La nueva herramienta hace aún más sencillo para los usuarios crear y operar "centrales eléctricas virtuales." Para ello, el usuario deberá ingresar información sobre el pronóstico del tiempo, los mercados de la electricidad, las turbinas eólicas, los paneles solares, los sistemas de almacenamiento y las energías negativas (cargas) en DEMS. Con estos datos, el software redactará una lista de energía que especifica qué centrales deben suministrar electricidad a la red y cuándo. DEMS Designer amplía esta función con un mapa automático que muestra las necesidades energéticas actuales. Esta sencilla interfaz de usuario del sistema, reduce el tiempo de entrenamiento a nuevos clientes hasta en un 60 por ciento. 29 30-31_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:19 Página 30 Sistemas Integrados | Controles Inteligentes El adagio popular de no juzgar un libro por su cubierta no puede ser más apropiado en la localidad del sur de Baviera, Chieming-Hart. El pueblo, con sus 4.715 habitantes, tiene una iglesia, un bar, hileras de lindas casas, y un pequeño almacén con una rampa de carga y con oficinas, situada en un antiguo edificio de un banco. Pero esto no es ni un almacén, ni un banco, ni cualquier otra cosa que uno esperaría en este remanso de paz. Este lugar, con su no muy impresionante presencia, es una fábrica de robots. Fuera del edificio, en una calle tranquila donde los carros pasan raramente, Mathias Hubrich, el fundador de la empresa de producción de robots Roboterwerk GmbH, está trabajando duro en su mac, una mañana de verano, en un escritorio improvisado y sin ser molestado. El pueblo es el hogar de Hubrich y dos ingenieros de su compañía, Arno Klüglein y Manuel Wentenschuh, que están dentro del Aprendiendo de los Robots En un pueblo de Baviera, Mathias Hubrich está construyendo robots controlados a distancia, diseñados para realizar tareas demasiado peligrosas para los humanos. Los robots también se utilizan como medios de enseñanza, ya que sus sistemas de control de Siemens los hacen ideales para el aprendizaje en tecnologías de automatización. edificio, atornillando y soldando componentes. Muchas personas se están mudando de Múnich al campo ", dice Hubrich, que está encantado de que la zona no tenga escasez de trabajadores calificados. Toma el iPhone y desliza su pulgar por la pantalla. Un vehículo de seis ruedas de inmediato comienza a moverse. Se parece un poco a un primitivo rover de Marte, pero carece de la elaborada superestructura de la sonda espacial. De hecho, fue el rover Sojourner, que aterrizó en Marte en 1997, el que animó a Hubrich para entrar en el negocio de la construcción de robots. El control de los robots es mucho más fácil en la tierra, por supuesto. Se necesitan cerca de siete minutos para recibir señales en el planeta rojo, pero el pequeño vehículo delante de la rampa de carga responde al instante a cada movimiento del pulgar. El robot gira a la derecha y a la izquierda, va hacia adelante y hacia atrás, y gira en su lugar. Conocido como el Forbot A4, ya que tiene las mismas dimensiones que una hoja de papel de formato A4, realiza al instante cada comando. El vehículo pequeño puede incluso subir una colina y no tiene ningún inconveniente sobre la hierba alta. 30 Los primeros conceptos de robots de Hubrich, Robopark y Roboplay, se desarrollaron durante la moda de dot.com, cuando él era el CEO de una empresa de Internet. Los dispositivos fueron dirigidos a los jugadores de videojuegos que querían controlar robots reales a través de Internet. Hubrich también planeaba utilizar los robots en los eventos de la compañía. Sin embargo, estos planes no se materializaron, ya que los principales potenciales inversionistas se negaron a participar. En su lugar, los sistemas atrajeron la atención de los militares alemanes, para los cuales la compañía RoboterWerk GmbH ha realizado regularmente proyectos desde el 2004. El Forbot A4 es el descendiente de estos primeros conceptos. Otros robots más grandes están tomando forma en el taller. Uno de ellos tiene una montura para la fijación de un cepillo giratorio y una boquilla aspiradora. Está diseñado para eliminar el polvo y la grasa, ya que viaja autónomamente a través de los conductos de ventilación de una fábrica. Las fotos tomadas durante una prueba demuestran la eficacia del sistema. El conducto de ventilación utilizado para la prueba estaba polvoriento y con sedimentos, pero se veía como nuevo después. En la sala de conferencias de Hubrich está una carretilla de mano equipada con un motor eléctrico en las ruedas y una palanca de mando en el asa. "Utilizamos esta carretilla para limpiar potreros", dice Hubrich. Para hacer funcionar el sistema, los agricultores simplemente caminar al lado de la carretilla, la conducen y la cargan con el estiércol de caballo. "Reduce el Pictures of the Future | Otoño 2013 30-31_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:19 Página 31 Mathias Hubrich utiliza software de Siemens para equipar su Forbot A4 con inteligencia artificial. tiempo necesario para esta tarea en un tercio", dice Hubrich. Roboterwerk espera que el sector de la agricultura sea uno de sus futuros mercados. A pesar de los frondosos prados, muchos agricultores locales prefieren dejar a sus vacas en los establos, y ahorrar tareas en la agricultura. Es por eso que los carritos auto-conducidos de Chieming también podrían hacer a las vacas más felices. Cerebro Digital. El Desarrollador Arno Klüglein abre la tapa de un A4 Forbot. Bajo la antena WLAN que conecta el robot con su iPhone, hay una sofosticada unidad de accionamiento, dos paquetes de baterías recargables, y un conjunto de cables de colores. En medio de todo esto hay una pequeña caja gris con el logo de Pictures of the Future | Otoño 2013 Sistemas Integrados | Controles Inteligentes Siemens. La mayoría de los cables se unen en esta caja, que es un controlador lógico programable (PLC) que sirve como cerebro al robot. Este recoge señales de los sensores, tales como las emitidas por un sensor de inducción, que permiten que el robot siga una línea de aluminio en las fábricas, o un escáner láser que busca obstáculos en los alrededores del dispositivo. Los otros extremos de los cables están conectados al motor. Hay ocho cables de entrada y diez cables de salida. El PLC debe ser programado para mantener el robot en la pista. Para ello, Manuel Wentenschuh inicia el Siemens TIA Portal (Totally Integrated Automation), un programa que permite a los ingenieros definir el comportamiento del sistema de control. El sistema no está diseñado para todas las personas, pero los ingenieros sólo necesitan unas pocas horas de entrenamiento antes de que puedan comenzar a crear secuencias de comandos simples. Siemens introdujo por primera vez TIA en 1996. En 2009 se le añadió un entorno de software conveniente, junto con el nuevo sistema de control S7-1200, que también se encuentra en el robot A4. La compañía fusionó tres módulos de software que antes estaban separados, bajo una interfaz de usuario uniforme, que se presentó como Totally Integrated Automation Portal en 2010. Los módulos constan de un sistema de configuración de control, una característica de diseño de interfaz de usuario que ahora puede ser operado por tacto y una función de parámetros de accionamiento. "El Portal TIA es algo como Microsoft Office", dice el Director de Marketing Carsten Meier, de Industrial Automation de Siemens. "A pesar de que programas como Word y Excel realizan distintas tareas, trabajan en conjunto y funcionan de la misma manera." Por otra parte, el Portal TIA tiene una interfaz de usuario única para todas las funciones, por eso se llama portal. Era completamente novedoso en el momento en que nació, y sigue siendo único. "Ninguno de nuestros competidores ofrece nada comparable", dice Meier. La introducción del S7-1200 y S7-1500 se aseguró de que los sistemas de control anteriores, la serie S7, siguieran siendo útiles. Siemens siempre ha salvaguardado las inversiones de sus clientes, por eso el Portal TIA también permite a los usuarios programar el hardware antiguo. El último proyecto de Mathias Hubrich es DRIEM2 (el acrónimo en alemán para "Completa confiabilidad para manipuladores móviles"). En cooperación con la Universidad Técnica de Munich y la Universidad Ingolstadt de Ciencias Aplicadas, Roboter werk está desarrollando un robot semiautónomo para el Minis- terio de Investigación Alemán. El robot se puede utilizar para aplicaciones de seguridad, tales como la medición de contaminantes. Birgit Vogel-Heuser, profesor de Automatización y Sistemas de Información de la Universidad Técnica de Munich (TUM) tiene el predecesor del robot en su oficina. El dispositivo cuenta con tecnología de la década de 1990 y es difícil de manejar. "DRIEM2 es un gran progreso", dice ella. El robot original fue utilizado como un buscaminas. Primero, fue este robot lo que puso a Vogel-Heuser en contacto con Hubrich, y a través de quien llegó a conocer los robots grandes y los pequeños modelos A4 de Chieming-Hart. Robots en el aula. Hay dos Forbot A4s en la sala de conferencias de Vogel-Heuser. Uno de ellos todavía carece de una superestructura, pero el otro está equipado con sensores y accionamientos que lo mantienen libre de choques contra obstáculos y de caerse de una mesa. Sin embargo, el dispositivo puede hacer esto sólo si su sistema de control está programado correctamente. Esto lo harán los estudiantes, a partir del primer semestre de invierno de 2013-14. Durante las prácticas, los alumnos tendrán que entrenar a los robots para cumplir ciertas tareas, como recorrer una línea ondulada. "Nuestros estudiantes aprenden a resolver problemas con la tecnología industrial." Los estudiantes también aprenden a programar sistemas de control de Siemens, el líder del mercado. Estos sistemas se utilizan no sólo en los robots de formación de TUM, sino también en más del 80 % de las máquinas con las que los estudiantes trabajarán después de graduarse. Los sistemas se utilizan, incluso en las máquinas expendedoras de bebidas. Los estudiantes usan el Portal TIA desde el comienzo, ya que ha sustituido a las herramientas de programación más antiguas en la mayoría de las empresas. La mayoría de los estudiantes no tienen problemas con la utilización del Portal, dice Jens Folmer, un candidato a doctorado en el departamento de Vogel-Heuser. Él ofrece un curso sobre el uso de robots A4. Una de las dificultades, dice, es que los controles programables funcionan según el principio de que los sistemas de tiempo real utilizan ciclos de reloj, mientras que los sensores se programan con intervalos definidos. Mucha gente no está acostumbrada a esto, ya que contradice el enfoque de programación de procedimiento utilizado por muchos programas de computador. "Sin embargo, nuestros estudiantes se adaptan rápidamente. Los robots les permiten aprender de una manera lúdica, "dice él. Bernd Müller 31 32-33_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:21 Página 32 Sistemas Integrados | Planificación de Obras Con el fin de ahorrar tiempo y dinero, y al mismo tiempo mejorar la precisión, Siemens está creando una planta de desalinización en el mundo virtual. Construyendo en el Espacio Virtual Muchas zonas propensas a la sequía dependen de la desalinización del agua de mar para el suministro de agua. Uno de estos lugares es Mallorca, donde una planta, equipada con tecnología Siemens servirá como modelo. Los ingenieros de Siemens desarrollaron la planta en el mundo virtual para probar sus innovadoras técnicas de ingeniería. El agua es un recurso muy valioso en casi toda la Península Ibérica. Y, debido a que España sufre de sequías extremas con alarmante regularidad, el agua es especialmente valiosa si se puede beber. Depósitos vacíos, agua potable racionada y campos marchitos son ahora una característica común de la vida en España. Por otro lado, la escasez de agua dulce también ha otorgado experiencia a los españoles en la desalinización del agua de mar, ya que el país tiene demasiada agua salada a lo largo de sus costas. "Hace varios años, el gobierno español puso en marcha un programa especial de desarrollo, con el fin de compensar la escasez de agua dulce," dice el Dr. Andreas Pirsing, de Siemens Industry. "Como parte de este programa, alrededor de 30 nuevas plantas desalinizadoras se construyeron a lo largo de la costa mediterránea. Cuando se adjudicaron los contratos, el gobierno favoreció a las empresas locales para que acumularan un alto nivel de experiencia local. Esta experiencia ya se está exportando con éxito al resto del mundo”. Los expertos esperan que la crisis del agua dulce empeore- con importantes consecuencias para el mercado de la desalinización. Considerando que el mercado tenía un volumen de $ 18.4 billones en 2012, Empresas y Mercados 32 predicen que crecerá a más de $ 50 billones para el 2020. Siemens está presente en este mercado en todo el mundo. Los ingenieros de Siemens han ganado un concurso de Desafío en Singapur, organizado por el Estado para tecnologías de ahorro de energía en desalinización (ver Pictures of the Future, Primavera 2011, p. 30). "Siemens también participó en el programa de desarrollo del gobierno español", dice Pirsing. "Nuestro sector Industry, equipó varias plantas con tecnología de automatización. Una de estas plantas se encuentra en Alcudia, en la isla de Mallorca”. Como un lugar turístico muy popular, Mallorca es especialmente dependiente de agua de mar desalinizada, porque la isla sólo tiene un delgado acuífero de agua dulce, que "flota" sobre el agua subterránea salobre. Este acuífero es incapaz de suministrar cantidades suficientes de agua potable a las masas de turistas. La planta en Alcudia produce agua dulce por medio de ósmosis inversa. En este proceso, el agua de mar es forzada a través de membranas semipermeables que permiten que sólo las moléculas de agua pasen y dejan fuera la sal. Utilizando este proceso, la planta puede producir hasta 14.000 metros cúbicos de agua dulce por día. Aunque la planta desalinizadora de Alcudia es sólo una de muchas en la región mediterránea, se ha convertido en foco de investigación en ingeniería. "Se está utilizando como caso de estudio para un nuevo enfoque metodológico que podría revolucionar por completo el mundo de la ingeniería", dice Pirsing. Junto con empresas como Airbus, Bosch y Daimler, así como varias universidades e institutos Fraunhofer, Siemens está involucrada en el Proyecto SPES_XT (Software Platform Embedded Systems XT), que recibe financiación del Ministerio de Educación e Investigación de Alemania. El objetivo del proyecto es integrar a la perfección los métodos y las herramientas del modelado del software, con técnicas de análisis para el desarrollo de software embebido. Pictures of the Future | Otoño 2013 32-33_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:21 Página 33 Sistemas Integrados | Planificación de Obras Estudio de caso. El objetivo de Siemens es perfeccionar un método para planificación de plantas de desalinización, que permita a los modelos virtuales coordinados de los componentes individuales de la planta, editarse en una plataforma tecnológica común, con un conjunto uniforme de herramientas de software. "Estamos empleando este método para la planta de Alcudia", explica Pirsing. "Esto significa que estamos utilizando una especie de nuevo enfoque de ingeniería para crear una simulación de toda la planta y llevar a cabo pruebas para determinar la cantidad de tiempo y dinero que este método puede ahorrar. Alcudia es especialmente adecuada para usarla como un estudio de caso, debido a nuestra buena relación con el cliente, lo que asegura que tenemos todos los datos relevantes en cuanto a los sistemas de automatización de Siemens de la planta, y también los datos de planificación de otros partners. "Cuando tenemos todos los datos, como en este caso, podemos planear una planta entera en un computador, sin problema," explica el Dr. Ulrich Löwen de Siemens Corporate Technology (CT), responsable de la base científica del estudio de caso. "Una gran cantidad de planificación, ya se está realizando en el Los participantes del proyecto son ingenieros de procesos para el manejo de los procesos físicos y químicos, proveedores de sistemas para la instalación de bombas de alta presión y los módulos de membranas, planificadores de tubería e ingenieros eléctricos para la tecnología de automatización y la fuente de energía. "Por el momento, cada participante usa sus propias herramientas para esta tarea. Los ejemplos incluyen el uso de herramientas CAD para el diseño de procesos y la construcción de tuberías y de MS Excel para las listas de unidades e instrumentos. Estas herramientas representan el sistema de formas completamente diferentes, incluyendo diagramas de flujo de procesos, modelos 2D o 3D, esquemas, y mucho más ", explica Löwen. Incompatibilidades entre herramientas dan lugar a una gran cantidad de pérdida de tiempo y dinero. Ya que los datos de planificación son procesados por muchas personas diferentes, formateados varias veces, incluidos en nuevas herramientas, y traducidos a varios "idiomas." En el proceso, la información se pierde en las interfaces entre las herramientas, y los datos de planificación son en ocasiones malinterpretados por los usuarios. "También se corre el riesgo de quebrantar continuamente la coherencia de los mientas deben hablar un "lenguaje común" basado en una plataforma de TI centralizada. "Siemens es la única empresa que puede proporcionar una vía de planificación integrada de las plantas de este tipo - un camino que conecta todas las diferentes herramientas de ingeniería que se han desarrollado de forma independiente", dice Pirsing. "En otras palabras, Siemens es la única empresa que tiene todas las piezas del rompecabezas para armar el panorama completo - como el sistema de gestión de ingeniería del ciclo de vida y de fábricas, conocida como COMOS y el sistema de control SIMATIC PCS 7. Por eso somos la única compañía que puede ofrecer un método de este tipo de ingeniería en el mercado”. mundo virtual. Esto se conoce como "integración de sistemas basados en modelos", lo que significa que se han previsto muchos componentes de la planta, ensamblados y probados en representaciones virtuales en computadores - o modelos - de la realidad, antes de que se instalen en el mundo real. En el estudio de caso de Alcudia, ya hemos simulado el proceso de bombeo de agua de mar en pozos individuales, así como partes del proceso de ósmosis inversa.” Según Löwen, las simulaciones han revelado un gran potencial de ahorro. Un proyecto como Alcudia no se planea y ejecuta en detalle por una sola persona. Por el contrario, es realizado por numerosos ingenieros de una amplia variedad de disciplinas ", dice Löwen. diferentes modelos de planificación, cada vez que algo cambia. Por ejemplo, supongamos que un ingeniero, que es responsable de innumerables sensores de nivel de llenado de las tuberías y de los dispositivos de detección diferencial, de repente se da cuenta que necesita otro sensor de nivel. Este sensor y sus cables asociados, tienen que introducirse luego en el proceso de ingeniería de la tubería, en el diagrama de flujo de instrumentos, en el plano de ubicación técnica de automatización, en el plano eléctrico, y en el plano de las tuberías ", explica Löwen. Con el fin de garantizar que estos cambios, que afectan a una amplia gama de representaciones de modelos de sistema, puedan hacerse de forma eficiente, los modelos deben estar coordinados entre sí. Además, todas las herra- rama para el desarrollo de infraestructura TI, en el cual las fórmulas que aborden distintos desafíos se transfieran fácilmente a otros tipos de instalaciones, tales como plantas de tratamiento de aguas residuales, estaciones de bombeo y obras hidráulicas. Es más, este método también podría ser utilizado en otros sectores, como en la industria del petróleo y gas, la industria farmacéutica y la industria química”. Si se combina con otros temas principales de los socios del proyecto SPES_XT - empresas que están trabajando en asuntos comparables en los sectores aeronáutico y automotriz - el resultado podría dar lugar a una metodología integral, que podría transformar todo el panorama de la ingeniería. Nils Ehrenberg Pictures of the Future | Otoño 2013 Metodología Transferible. En conjunto, este tipo de ingeniería, que abarca toda la planificación virtual, modelado y simulación de procesos de la planta desalinizadora de Alcudia en una nueva plataforma de TI, está diseñado para demostrar la eficacia del método y calcular cuánto tiempo y dinero se puede ahorrar”. “Nuestro proyecto ha llegado a la mitad del recorrido. Si tenemos éxito, los resultados no sólo se verán en la construcción de plantas de desalinización ", dice Pirsing. "También abrirán un nuevo pano- 33 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 34 Sistemas Integrados | Datos y Pronósticos Ciudades Inteligentes: Pioneras Urbanas con un Gran Potencial de Negocios Hace sólo unos años, el concepto de "ciudad inteli- inteligentes. Estos medidores son una parte esencial de vago. "Tiene que ser más específico con respecto a la gente" era prácticamente desconocido. Hoy, sin em- tecnología", dice. una red eléctrica que cuenta con fuentes localizadas de hay incluso una lista de clasificación de las ciudades más manera: una ciudad es inteligente si hace uso de la "In- por ejemplo, de las energías renovables - y un grupo bargo, todo el mundo está hablando de eso. De hecho, inteligentes del mundo. La lista está disponible en generación, fluctuaciones de la alimentación de entrada - La opinión general se puede resumir de la siguiente ternet de las cosas", y utiliza otros sistemas y recursos in- grande y diverso de consumidores. Los medidores inteli- ha calificado a la capital de Austria, Viena, por encima de la vida de sus ciudadanos y mejora su propia competiti- manda - e, igualmente importante, ayudan a equilibrarse hague, Hong Kong y Barcelona. La clasificación se basa transporte, la industria y la administración pública. Ade- Cantón de Zurich, Suiza planea instalar 50.000 medidores www.fastcoexist.com, donde el estratega Boyd Cohen Toronto, París, Nueva York, Londres, Tokio, Berlín, Copen- en una gama de diversos índices, como el Green City más, una ciudad inteligente debe ser capaz de combinar una serie de diferentes sistemas en un todo coherente; Pero, ¿qué es exactamente una ciudad inteligente? Según Löwen, hay otro gran desafío en un mundo Consultores corporativos de Frost & Sullivan utilizan ocho categorías "inteligentes" para definir esta enti- el uno al otro. La compañía de electricidad que sirve al vidad. Los campos relevantes incluyen la energía, el Index, que fue encargado a Siemens (ver Pictures of the Future, Otoño 2012, p. 40). gentes proporcionan una imagen clara de la oferta y la de- teligentes de forma más eficiente, y por lo tanto mejora inteligentes en los próximos dos años, a un costo de alre- dedor de € 400 por metro. El resto de la red, un total de por eso la integración del sistema es lo primero. más de 280,000 clientes, será equipada en los próximos años. Esto representa una inversión importante en una de redes descentralizadas, donde las jerarquías tradicio- parte relativamente pequeña de una ciudad inteligente. nales ya no existen: la necesidad de definir áreas claras Un estudio realizado por EIT ICT Labs - una comuni- dad: edificios inteligentes, la energía inteligente, tec- de responsabilidad. En un sistema cerrado como un dad de conocimiento e innovación, creada por el Insti- ligente, planificación urbana inteligente, negocios de los crecientes niveles de automatización. En una ciu- Siemens como socio - prevé un volumen de alrededor teligente. El Ingeniero Experto, Ulrich Löwen de Cor- ros en el sistema. porate Technology (CT) de Siemens, considera que este concepto de "inteligencia" es todavía demasiado Cantidad de Edificios en el Mundo dad inteligente, por el contrario, no hay tales límites cla- 180 160 120 100 80 60 40 2012 2013 2014 2015 Categorías que Definen una Ciudad Inteligente 2016 2017 2018 2019 2020 Ciudadanía Gobierno € Negocios Edificios Movilidad 20 Año 2011 inteligente. Planeación de la Ciudad Norteamérica Europa Occidental Europa Oriental Asia - Pacífico América Latina Medio Oriente África 140 2020. Esto, a su vez, se traduce en un mercado global potencial de casi € 400 billones para tecnologías de red tecnología que se utiliza en estas aglomeraciones urbanas La construcción de edificios se prevé que aumente en todo el mundo unos 30 millones de metros cuadrados entre el 2013 y el 2021, sobre todo en Asia. Billones de m2 de € 10 billones para viviendas inteligentes en el año Medidores "inteligentes" son un ejemplo de la clase de 2021 Fuente: Pike Research 200 tuto Europeo de Innovación y Tecnología, que tiene a Tecnología de la Información Energía Mercado Global para las Redes Inteligentes - Proyecciones de Crecimiento y Elementos Claves para el 2020 Billones de euros 600 Billones de euros 500 45 Hogares inteligentes Seguridad Servicios Aplicaciones TIC Distribución de Energía Transmisión de Energía 400 40 35 30 25 300 20 15 200 10 100 0 34 5 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Fuente: Frost & Sullivan — El diamante inteligente define una ciudad inteligente inteligentes, el gobierno inteligente y la ciudadanía in- avión, siempre está claro quién tiene el control, a pesar 2019 2020 0 Fuente: Plan de Trabajo Estratégico de EIT KIC InnoEnergy nología de la información inteligente, movilidad inte- Pictures of the Future | Otoño 2013 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 35 Sistemas Integrados | Sistemas de Seguridad Igual de importantes, como los hogares inteligentes y Múltiples sistemas de seguridad protegen la propiedad intelectual y los tesoros literarios en la Biblioteca Albertina de Leipzig. las redes inteligentes, son las aplicaciones y servicios que van con ellos. Las áreas de crecimiento hoy son la logística inteligente y el transporte en las ciudades inteligentes y, por supuesto, toda la información auxiliar y las tecnologías de comunicaciones, que van desde los chips de identifica- ción por radiofrecuencia hasta los sensores que se requieren para la recopilación de datos y la creación de redes. Para el año 2016, la empresa de investigación de mercados ABI Research, proyecta un volumen de inver- sión de más de € 30 mil millones para la instalación de sensores en las ciudades inteligentes. Esto sería un au- mento de cinco veces, en comparación con 2011. Según la firma de consultoría Global Information, el 70 por ciento del total de gastos de capital en 2013 se dedicará a la energía, el transporte y la seguridad pública, donde el 90 por ciento de ese gasto será financiado, en su tota- lidad o en parte, por los gobiernos nacionales o locales. Estamos viendo inversiones globales en infraestruc- tura urbana por billones de euros hasta el 2020. Para en- tonces, la mitad de todos los edificios de las ciudades in- teligentes del mundo estarán equipados con sistemas de edificios inteligentes; los centros de transporte multimodal - intercambios entre los diferentes modos de trans- porte - serán la norma, una quinta parte de la energía re- querida por las ciudades provendrá de las energías renovables; y uno de cada diez vehículos será propulsado eléctricamente. Para el 2025, según un estudio realizado por Frost & Sullivan, sólo la mitad de las ciudades inteli- gentes del mundo estarán en Europa y Norteamérica. En el 2011, cuatro de cada cinco estaban todavía en estas regiones. En India y China solamente, podremos ver la creación de hasta 50 ciudades inteligentes de aquí al 2025, algunas de ellas construidas desde cero. "En este momento no hay una fuerte demanda de nuestros servicios de consultoría", dice Löwen. "Nos piden identificar y ejecutar proyectos parciales dentro de las ciudades inteligentes existentes. Por lo general, la si- tuación actual es demasiado compleja para soluciones completas e integradas. Ya hay una serie de desarrollos Por qué las Sinergias de Datos Significan Mayor Seguridad Independientemente de si cubren un edificio, un aeropuerto o una ciudad entera, los sistemas de protección y seguridad de hoy tienden a operar de forma independiente. En el futuro, los flujos de datos de este tipo de sistemas se integrarán cada vez más. Esto abrirá la puerta a una planificación coordinada y optimizada, un mejor uso de los recursos, y la predicción de situaciones potencialmente riesgosas. urbanos inteligentes, como Seestadt Aspern, cerca de Viena, que buscan implementar soluciones completa- mente integradas en cooperación con un socio tecnológico - en este caso, Siemens (p. 16). Dada la tendencia mundial hacia la urbanización, las ciudades inteligentes seguirán siendo pioneras en el fu- turo previsible, siendo ejemplos de una ruta hacia un fu- turo más sostenible. La mayoría de las ciudades del mundo todavía se enfrentan a retos completamente di- ferentes. Dan Hoornweg, Especialista Urbano en el Banco Mundial hasta 2012, ofreció el siguiente mensaje en un blog: "Ser muy inteligente en el tema de ciudades está mejorando la prestación de servicios básicos a los mil mi- llones de pobres en las ciudades que no tienen agua potable, a los dos billones de personas sin salubridad. Ne- cesitamos demasiada inteligencia, a medida que construyamos ciudades durante los próximos veinte años para dos mil millones de habitantes - esta vez ase- gurando un ahorro de energía y una alta calidad de vida para todos”. Pictures of the Future | Otoño 2013 Urs Fitze El sector de la seguridad se ha basado tradicionalmente en sistemas que funcionan independientemente unos de otros, tales como detectores de movimiento, cámaras y detectores de humo. Las tecnologías incluyen zonas específicas de monitoreo en un edificio, para lo cual se han definido parámetros de seguridad individuales. Se activa una alarma cuando se detecta una anomalía. Este enfoque se usa con controles de acceso, video vigilancia y sistemas de alarma contra incendios, entre otros. La Bibliotheca Albertina, en la Universidad de Leipzig, Alemania, utiliza sistemas de seguridad individuales de Siemens para proteger su valiosa colección de libros y revistas, que se son millones. Aquí, los sensores en las ventanas, puertas y vitrinas, así como sensores sísmicos, sensores de movimiento, cámaras y detectores de humo y sensores de temperatura, vigilan los tesoros literarios de la biblioteca. Pero la seguridad se puede aumentar, de acuerdo con Peter Löffler, un experto en sistemas de seguridad de Siemens Building Technologies. El afirma que el perfeccionamiento de la seguridad se puede lograr mediante la integración de los datos generados por los sistemas previamente aislados, tales como las unidades que gestionan el control de acceso y la video vigilancia. "Por ejemplo", dice, "si un sistema de seguridad detecta que alguien está tratando de forzar una puerta, cámaras situadas cerca de ella se pueden activar de forma automática y comenzar a grabar la escena." Este tipo de relaciones causales y de los flujos de trabajo asociados pueden ser definidos de antemano y almacenarse en un sistema de gestión de edificios. 35 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 36 Sistemas Integrados | Sistemas de Seguridad anónimos, por medio de la generación de los llamados mapas de calor, que proporcionan información sobre el comportamiento estadístico de los vehículos. El conocimiento obtenido así se podría utilizar para hacer que los procesos de rodaje en las pistas sean más eficaces. Los mapas de calor pueden identificar atascos y retrasos que se producen en varias ocasiones al cargar combustible y por limpieza de las aeronaves, lo que entorpece el tránsito. "Sería interesante si también pudiéramos utilizar grandes y diversas bases de datos en el futuro para identificar tendencias que anteriormente no eran perceptibles", dice Löffler. También señala que este tipo de "invisibilidad" a menudo resulta de gran complejidad para las operaciones en cuestión. "Imagina, por ejemplo, el flujo de datos relacionados con el tráfico en una ciudad en la que cientos de miles de personas se están moviendo a la vez en la misma dirección, dentro de un área densa y con diferentes medios de transporte", dice. Sensores, cámaras y detectores sísmicos y de movimiento mantienen ininterrumpidamente un ojo en los objetos de la Bibliotheca Albertina (arriba). Conectar en red estos sistemas mejora la seguridad de las infraestructuras complejas, como las que se utilizan en el Vaticano y en los aeropuertos. Datos en red y resultados óptimos. Sistemas de seguridad de Siemens, que enlazan subsistemas individuales para crear una plataforma global, llevan las cosas un paso más allá. La información de los subsistemas se recoge en tiempo real con el fin de generar una visión general estandarizada y completa de la situación. Esta configuración permite a los usuarios - por ejemplo, una empresa operadora de aeropuertos - decidir rápidamente cómo deben reaccionar ante un evento crítico para la seguridad. En este caso, los operadores de aeropuertos definen escenarios y planes de acción con antelación para muchos tipos de incidentes, y el sistema les ayuda a tomar las decisiones correctas cuando un evento crítico en realidad sucede. Sistemas de seguridad inteligentes pueden incluso descubrir relaciones causales inesperadas. Supongamos que un operador aeroportuario ha estipulado que las puertas se pueden abrir 36 sólo si un avión está realmente acoplado. Si el sistema determina que las puertas se abren ocasionalmente, a pesar de que ningún avión se encuentra presente, el sistema buscará una causa. Luego, podría descubrir que el sistema de aire acondicionado no está funcionando de manera óptima en las zonas en cuestión y que los empleados no se sienten cómodos. Como resultado, la resolución del problema de control climático también resolvería la anomalía de seguridad. Los sistemas de seguridad inteligentes, también se pueden utilizar para optimizar los procesos. Esto es un valor agregado para los operadores de infraestructuras críticas. Un ejemplo consiste en la vigilancia de las zonas de rodaje de las aeronaves, donde los sistemas pueden identificar los vehículos que se están moviendo, y dónde, a lo largo de las vías de rodaje, en un momento dado. Estos datos podrían teóricamente ser comprimidos y hacerse Análisis de Grandes cantidades de datos. La clave para la realización de los análisis de gran cantidad de datos es la obtención de otra inmensa cantidad de datos históricos, comparables, de fuentes confiables. Como explica Löffler, esta información se puede concentrar en un banco de datos y luego agregarse para extrapolar las tendencias estadísticas, que podrían ayudar a predecir la evolución en el futuro, y planear las medidas preventivas. En otras palabras, las grandes bases de datos podrían ayudar a mejorar la seguridad y vigilancia de un gran número de personas en ciudades enteras o en distritos específicos (ver Pictures of the Future, Otoño 2012, p.96). El Vaticano, como ejemplo, un lugar en el que 50.000 personas vienen a celebrar la misa de Navidad en la Basílica de San Pedro todos los años, y una multitud de otras 200.000 se ubica en la plaza en frente de la iglesia. El análisis de las diversas fuentes de datos - que van desde los sistemas de control de tráfico hasta los tiempos de llegada de los trenes - haría posible aliviar los potenciales cuellos de botella, mucho antes de que ese gran número de personas llegue. Por otra parte, los datos meteorológicos y de información de las redes sociales y los noticieros también podrían estar vinculados a este tipo de eventos y ser analizados con el fin de identificar e incluso predecir los peligros potenciales desde el principio. Los agentes de seguridad en los principales eventos podrían entonces llamar a más personal de apoyo, o abrir vías de acceso adicionales. Estas medidas tienen el potencial de reducir los riesgos y mejorar la seguridad colectiva. Catharina Bujnoch Pictures of the Future | Otoño 2013 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 37 Sistemas Integrados | Fusionando Ultrasonido con TC Los investigadores utilizan una nueva tecnología que combina el ultrasonido en tiempo real con imágenes de TC existentes, para guiar una aguja a un hígado, en un maniquí (en el centro). Abriendo una Ventana en 3D Gracias a una nueva tecnología que integra rápidamente, con firmeza y de forma automática las imágenes de ultrasonido en tiempo real con las imágenes de tomografías computarizadas en 3D, los médicos pueden ver el interior del cuerpo, como nunca antes, realizando así las biopsias con aguja y las ablaciones con mayor confianza. Quien pensó que la carne y la sangre podrían ser transparentes? Que usted podría mirar a un monitor y ver a través de una sección de un cuerpo humano vivo, en detalle y en tiempo real? Y, sin embargo, al igual que los navegantes -mirando por un periscopio, justo por encima de las olas buscando el lugar más seguro -los médicos que buscan determinar la naturaleza exacta de una lesión en el hígado de un paciente, ahora son capaces de guiar una aguja de biopsia a su objetivo, como si el paciente fuera realmente transparente. Todo comienza con una tomografía 3D computarizada (TC) (o, eventualmente, una exploración de RM) que puede haber sido ordenada por una serie de razones. Digamos que el análisis revela un cuerpo anómalo de un centímetro de diámetro. Incluso si la forma de la lesión y otras características no indican ningún signo de malignidad, la biopsia generalmente se ordenará. La pregunta es, ¿cómo puede un radiólogo saber exactamente la profundidad en que la aguja de la biopsia debe ir y en qué ángulo prePictures of the Future | Otoño 2013 ciso debe apuntar? "Hasta ahora, la caracterización precisa del tejido de las lesiones nodulares de 3 cm era muy difícil debido a la limitada certeza de que la aguja en realidad daría en el blanco", explica el científico de investigación Ankur Kapoor de Siemens Corporate Technology (CT) en Princeton, Nueva Jersey. "Este enfoque tiene implicaciones terapéuticas importantes, en términos de la progresión del tumor, la metástasis y la mortalidad." Pero hoy en día, gracias a una nueva tecnología llamada "imágenes eSieFusion ™" que pone imágenes en vivo de ultrasonido (EE.UU.) con imágenes 3-D computarizadas en la misma pantalla, "incluso lesiones tan pequeñas como de 2,5 cm - dependiendo del transductor y de la localización de la patología - pueden ser dirigidos con precisión," dice Mamadou Diallo, Ingeniero de planta de eSieFusion ™ y Líder del Proyecto en CT en Princeton. "Esta tecnología abre la puerta a análisis y tratamientos más rápidos, con mayor precisión, menor riesgo, y menores costos." Como resultado de una tesis de doctorado patrocinada por Siemens en 2005 y aprobada por la FDA a finales de 2012, las imágenes del ACUSON S3000 ™ eSieFusion, que ahora están disponibles en sistemas de ultrasonido de Siemens, crea una ventana virtual en 3-D a través del cuerpo, mediante la integración de la información procedente de dos fuentes completamente diferentes: importando escaneos de CT 3-D del paciente y las imágenes de ultrasonido en tiempo real. Al igual que un sistema de navegación de automóvil, la información de CT ofrece un mapa de la zona de interés, donde las estructuras anatómicas y el destino final - la lesión se ilustran. El mapa puede incluso tener anotaciones previas al tratamiento que llamen la atención en las áreas que deben ser evitadas por la aguja. Superpuestos en este mapa están, en tiempo real, imágenes de ultrasonido del paciente. El software único de Siemens, que descubre todos los puntos de similitud entre cada imagen de TC y de ultrasonido, crea una alineación rápida y fuerte entre las dos. Naturalmente, un tercer elemento se debe unir a este ambiente rico en 37 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 38 Sistemas Integrados | Fusionando Ultrasonido con TC datos: la posición en tiempo real de la punta de la aguja. Para integrar este elemento en la imagen, la tecnología eSie Guide™ de seguimiento de la aguja, de eSieFusion, utiliza una caja externa que genera un campo magnético débil. Con la ayuda de un sensor de posición sobre el transductor del ultrasonido (la cabeza del sensor que toca el cuerpo del paciente) y un pequeño espiral dentro de la punta de la aguja, la caja sigue las posiciones las dos medidas que se mueven dentro del campo magnético. "El cuadro de seguimiento de la información alimenta al equipo de ultrasonido y, con la ayuda de un modelo matemático patentado, las coordenadas de la imagen de la ecografía y la posición de la aguja dentro de ella, se fusionan de forma gráfica en la aplicación de imágenes eSieFusion", explica Kapoor. Respuestas Automatizadas en Tres Segundos. La característica clave en todo esto es la capacidad de proyección de imágenes de eSieFusion para alinear automáticamente las imágenes de ultrasonido con las de TC - un logro muy importante, teniendo en cuenta que aun cuando ilustran exactamente la misma parte del cuerpo, estas dos modalidades ofrecen radicalmente diferentes tipos de imágenes. Para superar este reto, los científicos de Siemens descubrieron una tecnología que permite obtener imágenes con eSieFusion y transformar cada imagen de la TC en una pseudo imagen de ultrasonido. "La capacidad de hacer esto se basa en los conocimientos acerca de la transparencia y la reflectividad de los tejidos en la ecografía y la TC", explica Diallo. En un segundo paso, creado para optimizar la alineación de formación de imágenes, eSieFusion compara las imágenes del seudo ultrasonido con una muestra de imágenes de ultrasonido en tiempo real de la zona a examinar. Pero este proceso es mucho más complejo que "sólo" la comparación de dos imágenes. La imagen de TC es un volumen de 3-D compuesto por cientos de "cortes", cada uno de las cuales es una imagen separada. Por ello, la nueva tecnología de fusión "gira la imagen del volumen CT, calcula la posición de cada punto dentro de un sector, y con cada fracción de un grado de rotación genera una imagen de ultrasonido simulado. La tecnología compara todos esos puntos con la última imagen en tiempo real del ultrasonido, calcula las similitudes con la imagen anterior, y opta por las mejores similitudes", dice Kapoor. Este proceso no sólo es rápido, también es extremadamente sólido. "El sistema compara constantemente todos los valores de todas las imágenes para asegurarse de que todos están alineados", dice Diallo. "Maximiza las similitudes de una imagen a otra a medida que avanza, a 38 tivo. A medida que la aguja se acerca al objetivo, el punto se hace más y más pequeño. Una vez que la aguja perfora su objetivo, las células se aspiran y se retira la muestra del núcleo de tejido para el análisis de laboratorio - un procedimiento que se debe repetir varias veces, debido a la naturaleza heterogénea de las lesiones cancerosas. Si se descubren las células malignas, la quimioterapia generalmente se inicia, con el fin de minimizar el riesgo de una metástasis. Durante esta etapa de seguimiento, la respuesta de la lesión al tratamiento se puede seguir en forma ambulatoria, utilizando imágenes de eSieFusion, y reduciendo así los costos y la exposición a radiación de otras tomografías computarizadas adicionales, que pueden ser obviadas. Si la lesión no responde a la quimioterapia, la formación de imágenes de eSieFusion hace la siguiente opción de tratamiento - la ablación - más precisa que nunca. Aquí, una vez que la aguja ha sido colocada en el interior del objetivo, el sensor se sustituye con un electrodo que aplica calor. "A medida que esto sucede", dice Kapoor, "las moléculas de agua en las células se vuelven gaseosas e hiperecoicas. En el contexto del esquema de la lesión, el médico puede observar el electrodo eliminando la lesión remanente”. Los Investigadores Ankur Kapoor (arriba) y Mamadou Diallo (centro) usan imágenes de eSieFusion para guiar una aguja (la delgada línea verde) a una lesión. Un cilindro ma- genta indica la ruta planeada hacia la lesión. través del volumen." Diallo y Kapoor señalan que esta combinación de tecnologías patentadas de Siemens, mejoran considerablemente el flujo de trabajo, lo que diferencia la imagenología de eSieFusion de cualquier otro sistema en el mercado. “Otros sistemas requieren que el médico alinee los hitos históricos en las imágenes de TC y de US", dice Kapoor. "Para eso se necesita mucho tiempo. Por el contrario, a pesar de que nuestro sistema también ofrece la opción manual, proporciona una respuesta automática en la mayoría de los casos. Y requiere sólo unos tres segundos para la alineación”. Una vez que eSieFusion ha completado la alineación de los dos conjuntos de imágenes, el procedimiento de intervención puede comenzar. La función eSie Guide tiene dos líneas de guía de color amarillo que indican la trayectoria óptima de la aguja. El sistema también muestra un punto gráfico en la imagen del ultrasonido que indica el punto de intersección de la aguja con su obje- Mirando hacia el futuro. Aunque la imagenología de eSieFusion se comercializó hace poco, los primeros usuarios están encantados con los resultados. "Nos permite acelerar significativamente nuestro flujo de trabajo", dice el Dr. Dirk-André Clevert, Profesor Asistente y Jefe de Sección del Centro Interdisciplinario de Ultrasonido del Hospital Grosshadern, en la Universidad de Munich, Alemania, uno de los primeros médicos en probarla. ¿Cuáles podrían ser los próximos pasos de esta tecnología tan prometedora? "A pesar de que eSieFusion fue desarrollado con lesiones hepáticas en mente, es aplicable a una variedad de condiciones", dice Diallo. Por ejemplo, explica que, en áreas tales como el hombro y el pie, si hay una grieta en el hueso o un tendón se ha separado del hueso, podría ser utilizado para inyectar un analgésico en el lugar exacto en que se está causando el dolor. Adicionalmente, aunque eSieFusion ya soporta imágenes de resonancia magnética (MRI), la alineación automática de imágenes de esta modalidad está en perspectiva. Tal medida podría mejorar aún más la seguridad, gracias al hecho de que la MRI permite ver los nervios. "El nuevo sistema de imágenes eSieFusion es hoy la tecnología actual más rápida para la realización de biopsias y ablaciones", dice Kapoor, "pero irá mucho más lejos en el futuro." Arthur F. Pease Pictures of the Future | Otoño 2013 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 39 Sistemas Integrados | Prótesis Articulares La tecnología "Imagen-a-implante" permitirá exploraciones de diagnóstico que se transmitirán automáticamente a los dispositivos protésicos personalizados. Prótesis Personalizadas: De los Bytes a los Huesos El camino hacia una articulación de rodilla, cadera u hombro protésico se está volviendo más corto, más rápido y más personalizado. La nueva tecnología de Siemens hace posible la integración de los datos de medición, a partir de imágenes de diagnóstico con instrucciones de fabricación, lo que permitiría abrir la puerta a la producción automatizada de prótesis a la medida. Los investigadores de Siemens Corporate Technology en Princeton, Nueva Jersey, en colaboración con la unidad de negocios Siemens Industry Automation Software PLM, Siemens Motion Control, y los principales fabricantes de implantes ortopédicos, han desarrollado un proceso llamado "Imagen-a-implante" que permitirá a la tomografía computarizada (TC) y resonancia magnética (RM) que los escáneres sean traducidos automáticamente a los dispositivos protésicos personalizados para rodillas, caderas, hombros y otras articulaciones. La nueva tecnología promete reducir drásticamente el tiempo de planificación quirúrgica para la sustitución de articulaciones enfermas, a la vez que mejora la precisión de los procesos de fabricación asociados. Tomemos los procedimientos de reemplazo de rodilla, por ejemplo. De acuerdo a datos globales, especializados en informes de esta industria, cada año, más de 720.000 personas en los EE.UU. se someten a una artroplastia para obtener una articulación de rodilla artificial. En el Reino Unido, el Servicio Nacional de Salud esPictures of the Future | Otoño 2013 tima que más de 70.000 prótesis de rodilla se llevan a cabo cada año. Otras circunstancias cuentan una historia similar, con constante aumento del número de procedimientos de reemplazo de articulaciones. Independientemente de si un cirujano ortopedista está reemplazando una rodilla, el hombro, la cadera u otra articulación, el procedimiento requiere la instalación de una prótesis articular que se adapte a la zona en la mejor forma posible. Para cumplir este objetivo, los médicos comienzan con una TC o una RM en 3D en la zona en cuestión, que es el primer paso en la planificación quirúrgica, necesaria para la instalación de una prótesis. (La TC es más rápida y menos costosa que la RM, pero esta última ofrece más detalle de tejidos blandos, sin ninguna radiación). Pero este tipo de exploraciones por sí mismas ya son muy útiles, al representar visualmente la demarcación entre el hueso y el tejido blando. "Lo que nosotros añadimos a esto con nuestro software patentado es la segmentación de imágenes automatizada, que reconoce el contenido de la imagen para delinear los límites del hueso", dice el Dr. S. Kevin Zhou, quien dirige un grupo de investigación que se centra en el análisis de imagen en Siemens Corporate Technology (CT EE.UU.). Zhou explica que hasta ahora dicha segmentación ha sido realizada de forma manual, lo que requiere un trabajo minucioso de técnicos que marcan los puntos a lo largo de los bordes de los huesos para lograr la demarcación precisa de los límites. "Sin embargo, con nuestro software", añade el especialista en segmentación de ultrasonido de CT, Michal Sofka, "todo el proceso se ha reducido a casi un minuto." Al igual que en otras aplicaciones de software que Zhou ha desarrollado (ver Pictures of the Future, Otoño 2011, página 57), su sistema de identificación ósea se basa en el aprendizaje mecánico. Entrenado en miles de imágenes comentadas por los expertos, el programa de software aprende a identificar los denominados "puntos de referencia" - características que son comunes a todos los ejemplos de un grupo objetivo. "Comenzamos con las exploraciones de 39 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 40 Sistemas Integrados | Prótesis Articulares Tecnología Integrada de Siemens: Una solución de punta a punta, desde imágenes diagnósticas a implantes médicos personalizados Escáner CT Escáner RMI Construcción de volumen en 3-D 1 Planeación Pre-OP Segmentación 2 3 Parametrización OR Portal del Cirujano Hospital Implante estándar ideal Herramientas CNC Corte de plantilla personalizada CAD/CAM Máquina de corte Manufacturing Execution System Implante Personalizado Fabricación de Implantes Proceso de Ingeniería Bajo Pedido & Plataforma de Administración de Datos los pacientes", dice Zhou. "El sistema aprende el modelo de cada articulación hasta el punto en que entiende la relación entre cada imagen y su contexto anatómico. Luego, para asegurarse de que está aprendiendo las cosas bien, lo probamos en imágenes nuevas. Lo que hace el programa es que realiza la segmentación automática de la imagen en 3-D. En otras palabras, separa el hueso del tejido blando en tres dimensiones y produce todas las representaciones asociadas 3-D del hueso, por ejemplo, mallas de 3-D, hasta una granularidad de aproximadamente 0,5 mm”. Los resultados, señala, "han demostrado que el sistema está muy cerca de igualar la calidad de su contraparte manual. Pero ya que es un sistema de aprendizaje, esperamos que mejore con el tiempo”. Generación Automática de Planes Quirúrgicos. De hecho, el resultado del nuevo software es tan preciso que se puede transferir sin problemas a una segunda aplicación, la cual diseña una guía de corte quirúrgico personalizado - esencialmente una plantilla 3-D que puede ser utilizada por un cirujano para preparar un hueso para una prótesis. La plantilla puede incluir, por ejemplo, agujeros para el posicionamiento preciso y la angulación de los tornillos, lo que ayuda a optimizar la instalación de 40 una prótesis. Antes de pasar a la etapa de producción de la plantilla, sin embargo, "el software genera un plan quirúrgico para su revisión por el cirujano ortopedista, el cual incluye mediciones de los huesos para ser cortados en la preparación de la prótesis", dice el Dr. Tong Fang, Científico Senior de Siemens Corporate Technology, y un experto en tecnologías de fabricación, cuyo trabajo ha hecho posible automatizar el montaje de aparatos auditivos en el mundo virtual (ver Pictures of the Future, Otoño 2009, página 89). "Cuando el software esté disponible comercialmente, los usuarios serán capaces de verificar cada paso que el sistema ha planeado. Pero luego, a medida que estén familiarizados con él, el programa será capaz de correr a través de todo esto de forma automática ", dice Fang. Después de que el ortopedista ha aprobado el plan quirúrgico, los datos se traducen en instrucciones de fabricación para la producción de la plantilla personalizada ajustada al paciente. Esto se hace con una nueva tecnología llamada aditivo de fabricación - también conocida como impresión 3-D - en la que los granos minúsculos de plástico se pulverizan en capas superpuestas a alta temperatura y presión para producir características exquisitamente precisas y complejas, plantillas personalizadas se pueden fabricar rápida y económicamente (ver Pictures of the Future, Primavera 2013, página 31). Uno de los pasos clave en todo este proceso es la creación de familias de modelos 3-D CAD que se utilizan como plantillas para las piezas de plástico personalizadas producidas con la fabricación de aditivos, así como los implantes metálicos producidos por computador, numéricamente controlados y con 5 ejes. NX, un diseño de análisis y fabricación, asistido por computador, (CAD / CAM / CAE) utiliza la aplicación de Siemens PLM Software, para generar estos modelos (ver Pictures of the Future, Otoño 2012, página 55). Y es más, NX puede simular automáticamente trayectorias de herramientas asociadas con el fin de crear el mejor ajuste entre la anatomía del paciente y el implante. El programa de control numérico se transfiere a una fresadora para lograr la perfección en calidad de la superficie, al tiempo que minimiza el tiempo. "Una vez que la articulación está abierta, el cirujano coloca la plantilla, emparejándola en el hueso del paciente al que se le colocará la prótesis", dice Fang. "La plantilla está equipada con aberturas de guía, que permite cortar el hueso en exactamente el lugar correcto. Todo es simulado y optimizado en el mundo virtual para evitar la posibilidad de errores en la mesa de operaciones”. Pictures of the Future | Otoño 2013 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 41 Sistemas Integrados | Soluciones IT Fang y Zhou ven que la personalización de los procedimientos de reemplazo de articulaciones eventualmente tendrá que incluir la propia prótesis. Pero eso es una decisión de negocios que tendrá que ser hecha por los fabricantes de implantes ortopédicos. Por el momento, los implantes metálicos se seguirán produciendo principalmente en una gama de tamaños predefinidos. "Pero", dice Fang, "nuestra tecnología puede fácilmente ser utilizada para personalizar automáticamente cada dispositivo protésico, del mismo modo que ahora está a punto de ser utilizada para automatizar la producción de plantillas quirúrgicas a medida." De las Aplicaciones Industriales a las Aplicaciones Médicas. Desde exploraciones de los pacientes hasta planificaciones quirúrgicas, la producción por plantilla y el acoplamiento e instalación de un implante optimizado a un paciente, el camino a través del panorama diagnóstico-terapia es cada vez más corto, más rápido y más rico en datos. Y en cuanto a la integración de la tecnología de imagen médica y las fortalezas de fabricación avanzadas, una tecnología de "ingeniería bajo pedido" típicamente asociada con los ambientes de producción industrial, ahora en hospitales, está ayudando a conectar todos los puntos: Teamcenter. Presentado por Siemens PLM Software, Teamcenter proporciona una plataforma unificada para la gestión de todos los aspectos del caso de un paciente a través del proceso de ingeniería bajo pedido. "Es el lugar donde están los escáneres y dónde está guardada la información segmentada", dice Fang. "Es donde se halla la planificación quirúrgica, incluyendo la versión final de la plantilla y guía del paciente; donde se almacena el informe quirúrgico, y donde se guardan los registros médicos del expediente del paciente. En definitiva, provee una interfaz entre el mundo digital y los datos necesarios para su fabricación”. Utilizado por muchos fabricantes de dispositivos médicos, Teamcenter no sólo ayuda a simplificar los procesos actuales de gestión del ciclo de vida del producto, también está configurado para facilitar la automatización de todo el proceso de formación de imágenes del paciente para la fabricación de aditivos de plantillas para los pacientes, así como la eventual personalización de los implantes. Como las sociedades de todo el mundo siguen caracterizándose por mayores poblaciones de edad avanzada, el proceso Imagen a Implante y sus tecnologías NX y Teamcenter asociadas, podrían llegar a ser justo lo que recetó el doctor. Arthur F. Pease Pictures of the Future | Otoño 2013 En los EE.UU., las redes de datos en salud, tales como Inspira, confían cada vez más en los archivos electrónicos de los pacientes. Conectando en red la Salud en los EE.UU Con el fin de poner en práctica la reforma de salud en los EE.UU., el intercambio de datos entre las organizaciones de salud, los hospitales y los médicos debe ser mejorado significativamente. Redes de intercambio de datos, tales como Inspira en Nueva Jersey están utilizando soluciones informáticas de Siemens para lograr este objetivo. Todavía huele a pintura fresca en la oficina de Chet Kaletkowski, el Presidente y Director Ejecutivo de la Red Salud Inspira, una asociación de hospitales y Clínicas privadas en el sur de Nueva Jersey, que se formó en noviembre de 2012. Su traslado a una nueva oficina forma parte de la fusión que creó Inspira, para formar una ampliada red de proveedores y ofrecer atención costo-efectiva y de alta calidad a la comunidad. "La Ley de Atención en Salud Asequible en EE.UU. es un reto, y muchos aspectos de la misma aún no están claros", dice Kaletkowski. Sin embargo, el objetivo de la Ley es construir un sistema de salud en todo el país en el que los pacientes puedan ser identificados rápidamente, el personal de cuidado tener acceso a los expedientes médicos de los pacientes, y los médicos puedan obtener rápidamente una visión general del estado de salud de cada uno. Los expertos de la salud están de acuerdo en que este tipo de sistema podría ahorrar tiempo y dinero. Pero cuanto mayor sea la calidad de la asistencia en salud prevista por la Ley, sólo se puede lograr si los jugadores en el sector de la salud - especialmente los médicos y hospitales - se conectan de manera más eficaz. Esa es la opinión de Kaletkowski, quien confía su propia organización a las soluciones de TI de Siemens. Por ejemplo, gracias a MobileMD, un sistema de intercambio de información especial basado en la nube, los médicos pueden recibir información sobre sus pacientes en cuestión de segundos. Y Soarian Clinicals, un sistema de información de flujos de trabajo, de Siemens, apoya el proceso de tratamiento desde el principio. Según Kaletkowski, la base del sistema Soarian Clinicals es un archivo electrónico del paciente, la historia clínica electrónica (EHR), accesible para todos los involucrados. "La continuidad se puede lograr en el proceso de tratamiento sólo si la totalidad de la información sobre el paciente, desde la primera visita al médico hasta la recuperación en su casa, se reúne en un solo archivo," él dice. 41 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 42 Sistemas Integrados | Soluciones IT Kaletkowski, quien es responsable de más de 5.000 empleados, sabe que esto no es una tarea fácil. El área de cubrimiento de Inspira cubre más de 1.500 kilómetros cuadrados. Además, Nueva Jersey es el estado más densamente poblado de los EE.UU. La mayoría de sus médicos trabajan de forma independiente y tienen sus propios sistemas para compilar los archivos de pacientes y el trabajo con el hospital. Cuando comparten información utilizan una gran cantidad de papel, y se pierde mucho tiempo en espera en el teléfono. Por lo tanto, el principal reto de Inspira es persuadir a los médicos de que una mejor red de TI puede ayudar a todos los involucrados para organizar su trabajo de manera más eficiente. de datos se discute con cada paciente. Shields les asegura que los datos se almacenan de manera segura y que se envían a otros médicos sólo con autorización del paciente. Hoy en día, alrededor del 70 por ciento de los proveedores de salud en Estados Unidos usa datos electrónicos de los pacientes. Sin embargo, en ciertas regiones, como el sur de Nueva Jersey, algunos médicos todavía están detrás de la curva. El gobierno ha prometido apoyo financiero a los médicos dispuestos a hacer el cambio, y aquellos que no lo hagan, pronto tendrán que contar con los recortes retributivos. "Uso significativo" es el nombre de la iniciativa del gobierno para acelerar la adopción de Alrededor del 70% de los proveedores de salud en EE.UU. ya utilizan los datos electrónicos de los pa- cientes. Uno de ellos es Inspira en Nueva Jersey (parte superior izquierda). La meta es ser capaz de ac- ceder a todos los datos esenciales con sólo un "clic" y actuar con rapidez - donde y cuando sea necesario. Datos Atesorados. El Dr. David Shields, un gastroenterólogo, está poniendo un buen ejemplo en su clínica, que está a sólo unos pasos del Centro Médico Inspira Vineland, en Nueva Jersey. "En el futuro, quiero que mis pacientes sean capaces de encargarse de todo en la red", dice. Él ya está trabajando en estrecha colaboración con Inspira para alentar a sus pacientes a solicitar copias de sus archivos de forma electrónica, cada vez que van al médico. Admite que, por supuesto, también hay pacientes que no desean que su información personal se almacene electrónicamente y se comparta. Es por eso que el tema de la protección 42 tecnología de la información médica entre los proveedores. Se considera parte de la fundación de la reforma de salud en los EE.UU., lo que ayuda a lograr objetivos tales como la coordinación de mejora de la atención y la reducción de las disparidades en la atención en salud. Al principio, esto toma mucho tiempo, dice Shields, pero luego el intercambio de datos se vuelve cada vez más suave. "Creo que se pueden lograr fácilmente calidad y eficiencia con los EHS (Electronic Health Records), y creo que estamos muy cerca", dice Shields. "En este momento tenemos un montón de gente que está haciendo un uso signifi- cativo para reducir costos y mejorar la eficiencia, pero tenemos que poner a todos en la misma página. Y ahí es donde el sistema hospitalario entra en juego, ya que, por estar conectados con todos los proveedores, puede ser el puente para ponerlos a todos de acuerdo”. "Inspira y Siemens están adaptando cada vez más el sistema a las necesidades de los médicos", añade. "Por ejemplo, cuando un paciente es atendido en el hospital, yo como gastroenterólogo, no necesito todos los resultados de las pruebas generadas durante la admisión o visita. En cambio, puedo elegir los que son importantes para mi tratamiento al paciente, y los resultados me los envían a mí. El programa se puede adaptar a cada médico individualmente. Si eso no es así, nos ahogamos en un mar de datos. " Una gran ventaja importante de este sistema es que se hace posible prescribir medicamentos electrónicamente. La letra de los doctores es notoriamente ilegibles. Pero cuando los médicos emigran a la prescripción electrónica, este problema se resuelve. Un medicamento se puede seleccionar con un clic y la dosis se puede introducir de la misma manera. La receta se transmite electrónicamente a un farmacéutico, quien alista la orden. Al mismo tiempo, la base de datos de la medicación alerta al médico contra sobredosis y reacciones con otros medicamentos que el paciente esté tomando. Resumen completo. Shields ahora quiere mejorar su trabajo aún más, y seguir adelante con la integración de varios sistemas en una plataforma uniforme. "Espero que los hospitales y médicos se conecten a través de una única interfaz a partir del próximo año, de modo que todos podamos ver qué se está haciendo para cada paciente. Todavía hay demasiada redundancia en el sector del cuidado de la salud. Cuando un paciente tiene que ir a varios médicos, no todos tienen que ordenar una tomografía computarizada (TC). Hoy puedo ver en un EHS los exámenes que un paciente ya ha tenido ", dice. Shields está convencido de que un sistema electrónico implementado correctamente puede reducir significativamente los costos del sistema de salud de EE.UU. Un estudio realizado por la Universidad de Michigan en Ann Arbor, confirma la impresión de Shields: en tratamientos ambulatorios, en particular, la Tecnología de Información (TI) puede ayudar a los proveedores a reducir los costos hasta en un cien por ciento, de acuerdo con la líder de este estudio, Julia Adler-Milstein. En su práctica diaria, Shields le pone un montón de ejemplos. "Uno de mis compañeros de trabajo puede estar con un paciente en la sala de examen mientras yo Pictures of the Future | Otoño 2013 34-43_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:23 Página 43 En Resumen Sistemas Integrados estudio el expediente del paciente en un computador. Eso no era posible con los viejos documentos en papel. De esta manera podemos ahorrar mucho tiempo ", señala. Soluciones para aplicaciones móviles. Tom Pacek, Chief Informatin Officer de Inspira, es responsable de la estrategia de TI de la red asistencial. Él está haciendo todo lo posible para seguir mejorando la situación actual de la red de información. Bajo su supervisión, Inspira está siendo re-equipado extensamente con nuevos módulos de Soarian MobileMD de Siemens, que los médicos pueden utilizar por medio de tabletas móviles. "Somos muy afortunados de tener a Siemens como socio", dice Pacek, estratega de tecnología de la información. "Las soluciones de Siemens nos ayudan, no sólo a entender dónde podemos ahorrar costos, sino también a poner en práctica la transición hacia los servicios totalmente digitalizados, tan rápido como sea posible." Junto con otros dos sistemas de salud en el estado, Inspira ha ayudado a crear la Información de Salud del Sur de Nueva Jersey (NJSHINE). Aquí, Soarian y MobileMD de Siemens están ofreciendo soluciones para el intercambio y almacenamiento centralizado de los datos de pacientes del sur de Nueva Jersey. En el futuro, los datos van a ser conectados en red con otros sistemas de datos de salud similares en todos los EE.UU., lo que significa que a las soluciones de Siemens les corresponderá desempeñar un papel importante en el proceso. Pero esto no quiere decir que cada médico en Nueva Jersey utiliza sistemas de intercambio de datos electrónicos. "Muchos médicos están a pocos años de la jubilación, y no quieren cambiar el sistema al que están acostumbrados", dice Shields. A otros colegas suyos les resulta difícil compartir su información, ya que les hace sentir que su trabajo está siendo supervisado. No obstante, Shields siente que el futuro pertenece a los sistemas de salud que estén conectados a través de redes informáticas. Inspira también quiere permitir a los pacientes participar más activamente en su propio tratamiento. Un portal para pacientes que Inspira presentará en los próximos meses dará a los pacientes el acceso a sus archivos, así como consejos sobre la manera de recuperarse más rápido y tener un estilo de vida saludable. "Todavía hay mucho por hacer", dice Pacek. "Tenemos que convencer con mucho cuidado a médicos y pacientes de que la revolución de la tecnología es por su bien. Siemens es un socio indispensable a largo plazo para nosotros en este proceso”. Roman Elsener Pictures of the Future | Otoño 2013 Cada vez más, los sistemas individuales tienen que combinarse en un todo coherente. En el caso de la generación de energía, por ejemplo, unos pocos cientos de plantas de energía suministraban a Alemania calor y electricidad en la década los 90. Hoy, el país cuenta con alrededor de dos millones de pequeños, medianos y grandes productores de energía. Además de estas plantas de energía, el hardware, el software, los edificios y las redes de energía están cada vez más integrados en un gran sistema. (p. 14) El modelo de ciudad de Aspern, cerca de Viena, es un ejemplo perfecto de integración de sistemas. Los edificios de la ciudad y los sistemas de suministro de energía están estrechamente conectados en red para generar sinergias. (p. 16) "Un creciente número de sensores, microprocesadores y dispositivos inalámbricos se están integrando con los objetos de nuestro entorno", dice el empresario Assaf Biderman en una entrevista. Para mejorar la seguridad, Siemens ha integrado diversos kits de herramientas de emergencia de prevención, en un solo sistema. (p.p. 20, 35) La Internet del Futuro para el proyecto Smart Energy muestra que la integración de los sistemas individuales requiere comunicación para poder mejorar. El proyecto examina cómo los productores y consumidores de energía se pueden comunicar a través de Internet. La comunicación es también el centro del Sistema Inspira Health System. Vínculos estrechos entre los médicos y los hospitales son una condición previa para la planeada reforma a la salud en EE.UU. (pp. 22, 41) El proyecto SPES_XT demuestra cómo los productos son probados en el mundo virtual antes de que se fabriquen en la realidad. Por ejemplo, la operación de una planta de desalinización es creada completamente en un computador. En el Centro de Desarrollo Descentralizado de Poli Generación, en Erlangen, los desarrolladores están creando pequeñas redes inteligentes con el fin de descubrir las fortalezas y debilidades de las redes. (pp. 24, 32) La integración también juega un papel importante en el uso de los excedentes de energía eólica y solar. Así lo demuestra el proyecto de RWE sobre Calefacción por Viento, donde los acumuladores de calor pueden absorber cantidades excesivas de electricidad ecológica. (p. 28) eSieFusion integra la información de las imágenes 3-D de TC preexistentes, con imágenes de ultrasonido en tiempo real para crear vistas detalladas del interior del cuerpo humano (p. 37) El Software Image2Implant crea plantillas en 3-D de patrones comunes. Las plantillas sirven como base para prótesis personalizadas. (p. 39) GENTE: Aspern: Dr. Bernd Wachmann, Corporate Technology [email protected] Dr. Monika Sturm, Corporate Technology [email protected] Redes de Energía y sus comunicaciones: Dr. Kolja Eger, Corporate Technology [email protected] Guido Helbich, Infrastructure and Cities [email protected] Smart Grids: Sebastian Nielebock, Corporate Technology [email protected] Dr. Jochen Schäfer, Corporate Technology [email protected] Calefacción por Viento: Thomas Werner, Infrastructure and Cities [email protected] Controlando Robots con TIA: Carsten Meier, Industry Automation, [email protected] Planeación Virtual de Plantas: Dr. Ulrich Löwen, Corporate Technology [email protected] Dr. Jan C. Wehrstedt, Corporate Technology [email protected] Seguridad de Edificios: Peter Löffler, Infrastructure and Cities [email protected] Imagenología eSieFusion: Ankur Kapoor, Corporate Technology [email protected] Mamadou Diallo, Corporate Technology [email protected] Image2Implant: Dr. S. Kevin Zhou, Corporate Technology [email protected] Sabine Fietz, Industry Drive Technologies [email protected] Entrevistas: Assaf Biderman, MIT Kristian Kloeckl, MIT Carlo Ratti, MIT http://senseable.mit.edu LINKS: Aspern: www.aspern-seestadt.at/en FINSENY: www.finseny.eu TIA Portal: www.industry.siemens.com/topics/global/de/ tia-portal/seiten/default.aspx 43 44-47_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:26 Página 44 Pictures of the Future | Cuidado de la Salud en Áreas Rurales En México coexisten la medicina tradicional y la moderna. Algunos pacientes quieren ambas - ceremonias de curación con sacrificios de animales y angiografías en clínicas altamente especializadas. Del Sacrificio Animal a la Ciencia Desde que las enfermedades de la opulencia, como la diabetes, se extendieron a las economías emergentes, las necesidades y los costos de salud están aumentando considerablemente. El estado de Chiapas, en México, no sólo hace frente a estos desafíos, también está llevando una mejor atención en salud, incluso a las zonas más remotas. La tecnología médica confiable es una parte de la solución, y la otra es un cambio en el concepto de la medicina; del sacrificio animal, a la ciencia. 44 Pictures of the Future | Otoño 2013 44-47_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:26 Página 45 Pictures of the Future | Cuidado de la Salud en Áreas Rurales El piso está cubierto con ramas de pino, y el aire saturado con el olor del incienso. Cientos de velas llenan la iglesia de San Juan de Chamula, con un brillo de celebración. Familias enteras están en cuclillas en el suelo. Cada grupo ha pegado velas en el piso de piedra con gotas de cera. El murmullo llena el salón en forma de arco. Aquí, las personas enfermas están orando por la sanación de su cuerpo y alma, y los sanos piden protección contra la enfermedad. Estatuas de madera que se parecen a los santos cristianos, velan por los rituales de la gente que vive aquí en las tierras altas de Chiapas, en el sur de México. Una estatua muy semejante a un Jesús crucificado, lleva una falda de color amarillo brillante. Otras figuras llevan ropa de colores y espejos alrededor de sus cuellos para distraer el mal de ojo. Para los habitantes locales, las estatuas no representan santos católicos, sino – de acuerdo a su sistema de creencias sincréticas - dioses tradicionales, de los cuales hay muchos. Están, por ejemplo, Yajvalel Banamil, dios del espacio; Yajvalel Vinajel, dios del cielo, y Chonbolom, dios de los animales. mas avanzados, incluyendo equipos de imagenología de Siemens, como la última generación de tomógrafos computarizados (TC). Familiares de los pacientes que están siendo tratados aquí se ponen en cuclillas, en la puerta del hospital. Algunos de ellos acampan en sus mantas de lana coloridas día y noche. Dentro del edificio, la Dra. Ishbi Arubi Buneder Poblete prepara a un paciente para un examen. Una mujer joven pronto será ubicada en el cilindro de un TC, por primera vez en su vida. "Hemos identificado líquido en sus pulmones en las radiografías. Sin embargo, no sabemos si se trata de agua o de sangre. Un examen TAC nos ayudará a hacer un diagnóstico. Anteriormente, habríamos tenido que perforar el pulmón, y eso es una intervención potencialmente riesgosa ", explica el Dr. Buneder. Buneder hizo su entrenamiento médico en la Ciudad de México. Según su experiencia, los pacientes allí viven en un siglo diferente a los que son tratados aquí, dice ella. "En Ciudad de México, muchos pacientes ya han buscado sus diagnósticos en Internet antes de ir a un médico, y exigen tratamientos específicos. Por el contrario, Muchos casos de cáncer de mama en su etapa final también son diagnosticados - algo que es inusual en las grandes ciudades de México, donde los carcinomas de mama a menudo se descubren en etapas que se pueden tratar de manera efectiva. Esto se debe a programas de prevención que han sido rutina para muchas mujeres durante años. Prevención para Todos. Poco a poco, más y más habitantes- de los cinco millones que tiene Chiapas- están ganando acceso a los programas de salud preventiva. Pijijiapan, un pueblo de 50.000 habitantes, situado cerca de la costa del Pacífico, es un ejemplo. Miles de bici taxis se abren camino a través del tráfico, pasando cocinas improvisadas al aire libre y puestos de tacos con música fuerte para atraer clientes. La Clínica de la Mujer de Pijijiapan, al igual que otras siete clínicas en Chiapas, utiliza ultrasonido de última generación o equipos de mamografía basados en rayos X, de Siemens. Hoy en día, en promedio, las mujeres indígenas sólo necesitan de unos pocos minutos para llegar a la clínica para hacerse un chequeo preventivo. El Hospital de las Culturas integra soluciones La mayoría de las personas en la iglesia de San Juan de Chamula - descendientes de una civilización de 4.000 años de antigüedad, que incluye a los Mayas - han traído con ellos, envueltas en papel de periódico, hierbas especiales para el cuerpo con el fin de hacerse una limpieza. También han traído huevos y pollos vivos para los sacrificios rituales. Según los nativos, muchas enfermedades pueden ser prevenidas o curadas sólo por medio de las ceremonias tradicionales. En su opinión, la llamada medicina moderna o "convencional" sería inútil para estas condiciones. Sin embargo, si los sacrificios y rituales fallan, algunos lugareños están empezando a aceptar que puede ser necesario un viaje al Hospital de las Culturas, que se encuentra a media hora de distancia en auto, en San Cristóbal de las Casas. De hecho, el hospital está equipado con una serie de sistePictures of the Future | Otoño 2013 tradicionales con la medicina moderna. El Dr. Ortiz, de Médica Sur, cuenta con más de 50 años de experiencia aquí en Chiapas a veces tenemos pacientes que nunca han visto a un médico", dice ella. Desafortunadamente, Buneder se enfrenta a menudo con enfermedades que han alcanzado una etapa avanzada, debido a que muchos pacientes indígenas acuden a ella sólo después de que los curanderos locales han fallado. "A veces veo vesículas hinchadas, infectadas, que han sido tratadas por ceremonias de curación durante mucho tiempo", dice ella. "Los pacientes se dejan tratar con ramas, lo que significa que su condición sólo empeora cada vez más. En muchos casos, en última instancia, no tenemos más remedio que operar”. Pero hace sólo unos años, la mayoría de las mujeres de Pijijiapan tenían que viajar a Tuxtla, la capital de Chiapas, para hacerse un chequeo. Pocos pacientes tenían el tiempo o el dinero para hacerlo. Entre 40 y 50 mujeres visitan la clínica de Pijijiapan todos los días. "Muchas mujeres todavía no están muy bien informadas", informa Mireya Quen Martínez, quien dirige los sistemas de mamografía de la clínica. "Ellas creen que sólo necesitan venir para hacerse chequeos de cáncer de mama después de llegar a la menopausia, o no vienen con regularidad." Y no es raro que los maridos se opongan a que los senos de sus esposas sean examinados por otros hombres. En los pueblos remotos, los maridos a veces acompañan a sus esposas a su examen ginecológico con sus machetes en mano, listos para lo que sea. 45 44-47_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:26 Página 46 Pictures of the Future | Cuidado de la Salud en Áreas Rurales Los sistemas de mamografía utilizados en Pijijiapan son los mismos tipos de dispositivos de alta calidad que se pueden encontrar en clínicas privadas en la Ciudad de México. "Las imágenes son nítidas y ofrecen un alto nivel de resolución, incluso cuando se amplían. Esto nos permite evitar exámenes repetidos, reducir la exposición de las mujeres a la radiación, y simplemente trabajar de manera más eficiente ", dice Martínez. Los nuevos pacientes se inscriben en el Seguro Popular, el sistema de salud del estado, en el edificio principal de la clínica. El programa se introdujo en 2008 con el fin de proporcionar asistencia médica a todos los que no tenían un seguro social. Millones de mexicanos no se habían asegurado y por lo tanto, tenían que pagar ellos mismos por la totalidad de sus exámenes y los tratamientos. Como resultado, un diagnóstico de cáncer representa una amenaza, no sólo para sus vidas, sino también para la supervivencia económica de sus familias. En algunos casos, los Los éxitos del sistema son claros. Hasta no hace mucho tiempo, más del 30 por ciento de las mujeres interrumpieron el tratamiento de cáncer de mama, porque no podían pagarlo. Pero desde la introducción del Seguro Popular, el porcentaje de pacientes que interrumpieron la terapia se ha reducido prácticamente a cero. Las clínicas se están construyendo una a una con el fin de ofrecer a los pacientes el tratamiento garantizado por el sistema. En marzo de 2012, casi todos los habitantes de Chiapas se registraron en el Seguro Popular. El sistema está financiado en su totalidad por impuestos. En áreas donde los habitantes no hablan casi nada de español, la publicidad del programa se emite en radio y televisión en lenguas locales, como el Tzotzil. Sin embargo, a pesar de los programas de seguro, todavía hay un montón de gente en México con cáncer, que muere sin haber recibido tratamiento, ni siquiera un analgésico. Más enfermedades crónicas. En Chiapas, una gran parte de la población, incluyendo de las personas y a un estilo de vida, en general, menos saludable. La OMS estima que el número de víctimas mortales en todo el mundo debido a enfermedades no infecciosas se incrementará en un 15 por ciento entre 2010 y 2020. En África y Asia, esta cifra puede aumentar hasta en un 20 por ciento, mientras que en China se espera que el número de personas con diabetes se duplique para el año 2025, y en México aumente alrededor del 30 por ciento. Los mexicanos se encuentran entre las personas más obesas del mundo. En total el 70 por ciento de la población es considerada con sobrepeso - una proporción aún mayor que en los Estados Unidos. Los mexicanos beben más refrescos azucarados per cápita que ningún otro pueblo de la tierra. Y de acuerdo con las estadísticas del gobierno, en ninguna parte de México se beben más refrescos por habitante, que en Chamula, en los Altos de Chiapas - en parte debido a los ritos locales, que han incluido las bebidas gaseosas durante décadas. Tendencias como éstas han dado lugar a importantes retos Una clínica local en Pijijiapan, una ciudad pacientes no asegurados tuvieron que vender todos sus bienes y sacar a sus hijos de la escuela, simplemente para poder pagar las facturas de sus médicos. A menudo, ni siquiera esto es suficiente. Un tratamiento completo del cáncer de mama puede llegar a costar más de $ 25,000. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cada año aproximadamente 100 millones de personas en todo el mundo están por debajo del umbral de la pobreza porque no tienen seguro de salud. En México, un gran número de enfermedades, así como tratamientos como la quimioterapia y diálisis, no están cubiertos por el Seguro Popular. Sin embargo, el sistema está preparado para ayudar a los pacientes que sufren enfermedades, y cuyo tratamiento promete - a un costo moderado grandes ganancias en términos de longevidad y calidad de vida. 46 de tamaño medio en Chiapas, ofrece programas de detección de cáncer de mama. Ahora las mujeres pueden evitar los largos viajes a la capital. la clase media en crecimiento, consume demasiada grasa y azúcar y no hace suficiente ejercicio. Muchas personas también fuman. De la mano de estos antecedentes, está la creciente incidencia del cáncer y las enfermedades crónicas como la diabetes. Por otro lado, los programas de mejora de la higiene, educación y vacunación han reducido el número de infecciones. La misma tendencia se observa en casi todos los países en desarrollo y las economías emergentes: un menor número de enfermedades infecciosas, las más crónicas. El progreso económico conduce a cambios en los hábitos para el sistema de salud mexicano, que se enfrenta a un aumento en los costos de tratamientos para una serie de enfermedades crónicas, a medida que más y más gente vive para ver la vejez. Por el contrario, es relativamente barato prevenir, diagnosticar y tratar muchas enfermedades infecciosas como el sarampión, la malaria y la diarrea. Las campañas de vacunación, los insecticidas, y las campañas de educación sobre las ventajas de lavarse las manos no cuestan mucho, tampoco muchos antibióticos. Por otro lado, la instalación y operación de equipos modernos de imagenología requieren considerables inversiones iniciales. De todos modos, la asistencia médica integral requiere buenos dispositivos de diagnóstico, sobre todo cuando las enfermedades no infecciosas están en aumento, como en México. Pictures of the Future | Otoño 2013 44-47_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:26 Página 47 Pictures of the Future | Cuidado de la Salud en Áreas Rurales Por eso, en las comunidades remotas de Chiapas, pequeños centros de salud han sido equipados con equipo de rayos X por primera vez en la historia, e incluso los asentamientos más pequeños son visitados regularmente por clínicas móviles. Grandes camiones traen médicos y dispositivos de ultrasonido a la selva. Y en todos estos casos se usan los sistemas de de salud de México", dice Ortiz, quien ha sido médico en ejercicio durante más de 50 años. A pocos metros de la clínica, la gente vive en un barrio pobre - una "ciudad perdida" en el centro de la metrópoli. Para los habitantes de esta jungla urbana, el acceso a la asistencia de salud puede ser tan difícil como para los habitantes de la selva de Chiapas. "Hay que mejorar el sistema como un todo. Hacer mejoras sólo en zonas aisladas no hace ningún bien. Es por eso que también estamos invirtiendo en equipos de alta tecnología”. imagenología de Siemens. Esta campaña concertada ha sido un éxito. Por mucho tiempo Chiapas tuvo la tasa más alta de mortalidad infantil en México, pero entre 2002 y 2012 esta cifra se ha reducido casi en un 50 por ciento. Cada Peso Cuenta. Este éxito se debe, en gran parte, a la labor realizada por el Dr. James Gómez, ex Ministro de Salud de Chiapas. "No es fácil construir un sistema de salud costo-eficiente en una región relativamente pobre y poco poblada como Chiapas," dice él. "Hay alrededor de 20.000 aldeas en esta región, y una cuarta parte de ellas tiene menos de 100 habitantes." Fernando de Jesús Velásquez Montes, quien es responsable de la planificación de nuevos hospitales y del mantenimiento de las clínicas públicas en Chiapas añade: "Tenemos que mejorar el sistema en su conjunto. Hacer mejoras sólo en zonas aisladas no hace ningún bien. Es por eso que también estamos invirtiendo en equipos de alta tecnología "Su lema es: El presupuesto es limitado, por eso cada peso cuenta. "En Chiapas usamos muchos sistemas de imágenes de Siemens", dice de Jesús Velásquez Montes. "Esto se debe principalmente a su alta calidad. Los dispositivos baratos a menudo se dañan después de un año. Si el proveedor no tiene ni siquiera un representante en México, puede tomar semanas para obtener piezas de repuesto. La fiabilidad que ofrece Siemens significa que podemos tener un alto flujo sostenible de pacientes. Chiapas no es una región rica. Por eso no podemos darnos el lujo de comprar dispositivos baratos. Uno de nuestros dichos es 'Lo barato sale caro' - compre barato, pague muy caro. Esta es también la opinión de Hernández Ortiz, Director Médico del Hospital Médica Sur en Ciudad de México. La clínica tiene amplia fama de ser una de las principales clínicas privadas del país. "Usted no tiene que ir a Chiapas para observar los desequilibrios en el sistema Pictures of the Future | Otoño 2013 El Programa de Seguro Popular en México paga el tratamiento de Luz. "México invierte poco más del seis por ciento del PIB en salud, lo que refleja un aumento considerable en los últimos años. Sin embargo, en comparación con otros países, este sigue siendo un porcentaje bajo ", explica Ortiz, durante una gira por los departamentos de radiología e imagenología. En Alemania, el 11 por ciento del PIB se gasta en la asistencia médica y en los EE.UU. la cifra es del 18 por ciento. Sólo alrededor de 3,4 millones de mexicanos, de una población total de más de 120 millones, tienen seguro privado de salud. Para la mayoría, Médica Sur es uno de los proveedores de atención médica que pueden elegir. Un funcionamiento no fiable causaría estragos en nuestros cálculos económicos ", dice Ortiz. Su hospital tiene TC´s, equipos de resonancia magnética e incluso tomógrafos de emisión de positrones. "Hay aproximadamente 5.000 radiólogos en México, y 600 de ellos trabajan sólo en Ciudad de México. Hay solamente cerca de 30 en Chiapas. No es suficiente para establecer un gran equipo, y nosotros también necesitamos médicos que sepan cómo usar la tecnología y luego hacer los diagnósticos apropiados ", dice. Pacientes Privados, más Rentables. Es difícil atraer a los médicos bien entrenados a regiones remotas, como Chiapas. Muchos médicos no quieren prescindir de las comodidades de la vida en una gran ciudad. Además, hay más pacientes privados en las grandes ciudades. Los médicos mexicanos reportan que 20 tratamientos de pacientes con seguro privado pueden hacerles ganar tanto dinero como un mes de trabajo en un hospital público. El Dr. Víctor Javier Flores Cruz, un pediatra, sin embargo, decidió trabajar en Chiapas en el Hospital de las Culturas en San Cristóbal - una decisión que hizo toda la diferencia del mundo para Luz, una niña de seis años. Un vecino había disparado accidentalmente a la niña en la cabeza con un rifle de 9 mm, cuando lo estaba limpiando. El Dr. Flores recuerda el día como si fuera ayer. "La niña fue llevada de inmediato a la sala de cuidados intensivos y recibió respiración artificial. Las imágenes de TC ayudaron a determinar la gravedad y la ubicación exacta de los daños en el cerebro. Sin embargo, sólo podíamos ver cómo sus signos vitales se deterioraban minuto a minuto. Estábamos seguros de que iba a morir ", dice. Sin embargo, después de 14 días Luz comenzó a respirar por sí misma de nuevo. Hoy en día, ella está jugando en casa con su hermano y los hijos del vecino. La madre y la abuela de Luz están sentadas en el patio de su casa bajo el sol de la tarde y, una vez más, miran todas las imágenes que fueron hechas por los tomógrafos de Siemens de la clínica. "Si la clínica no hubiera estado tan cerca y tan bien equipada, Luz podría estar muerta", dice su madre. Gracias al Seguro Popular, Luz recibió tratamiento gratuito. Luz ahora salta alrededor del patio de su casa, con una cinta rosa en el pelo. Ella todavía no ha recuperado todas sus facultades; no habla mucho, es rápidamente irritable, y parece retraída la mayor parte del tiempo. Un muchacho del barrio coge una hoja seca y se la da a Luz. La niña la recibe, y por un breve instante una sonrisa ilumina su rostro, habitualmente inexpresivo. Su viaje de regreso a la vida ha comenzado. Andreas Kleinschmidt 47 48-55_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:29 Página 48 53 0 0 es a ados Un Mundo de Riesgos Fenómenos meteorológicos extremos están desafiando las líneas vitales de muchas ciudades y sistemas de energía. La protección de estas líneas de vida y hacerlas a prueba de crisis, son las tareas más importantes del futuro. Las soluciones van desde redes eléctricas inteligentes y sólidas, en los EE.UU., hasta nuevos conceptos de suministro de energía para países enteros, como Japón. Páginas 53, 62, 66, 69 Cómo mantener las luces encendidas Según la Agencia Internacional de Energía, los combustibles fósiles seguirán siendo importantes en el futuro. Con el fin de extraer petróleo del fondo del mar, Siemens está desarrollando una red de energía para condiciones extremas, experimentadas a profundidades de 3.000 metros. Las energías renovables también están ganando importancia - y plantean demandas especiales en las redes eléctricas. Páginas 60, 64, 69, 71 Resistiendo el aso del Tiempo Décadas después de ser instaladas, algunas tecnologías de Siemens siguen funcionando tan bien como siempre. Una de ellas, la línea de tranvía Comet, en la región eslovaca de High Tatras, cumple un siglo de edad. Página 78 El petito de los atos por la Energía La potencia de los computadores es cada vez mayor, al igual que la demanda de energía de los centros de cómputo. Siemens está respondiendo con sistemas a prueba de fallos. Páginas 80, 82 Cuarenta y cinco a<os después del huracán atrina, Aaron de a<os de edad, mira hacia atrás, en el pasado, y le dice a su nieta elinda cómo su ciudad na- tal de Nueva Orleans se protege contra las tormentas extremas en el futuro. Un sistema de alerta temprana, sensores de diques, y una red de energía sofisticada se asegurarán de que la ciudad sea más segura y que a sus habitantes se les advierta con suficiente antelación. Hoy, él se siente seguro y cómodo sentado en su terraza, mirando hacia el río 4 ississippi. a sla ro e ora Infraestructuras Resilientes | Escenario 2050 Cuarenta y cinco a<os después del huracán atrina, Aaron, de a<os de edad, le cuenta a su nieta elinda cómo su ciudad natal de Nueva Orleans se está protegiendo contra el cambio climático y futuras tormentas - y por qué él no querría vivir en ninguna otra ciudad. Pictures of the Future | Otoño 2013 48-55_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:29 Página 49 aron baja por las escaleras de su terraza con pasos pequeños. Una mano está sosteniendo la barandilla, mientras la otra sostiene un periódico. Todas las tardes viene aquí para leer el periódico, porque aquí tiene la mejor vista de su amado jardín. Palmeras frondosas proyectan sombra sobre el césped prolijamente cortado, y lirios, girasoles y flores de cayena crean manchas de color en todas partes. Su pequeño pa- Pictures of the Future | Otoño 2013 raíso se extiende hasta el dique, detrás del cual se escuchan los murmullos del río Mississippi. A lo lejos, los rascacielos del distrito financiero de Nueva Orleans se erigen hacia el cielo. Aaron se da cuenta de que el río se ha elevado un poco, después de las tormentas de la semana anterior. Nueva Orleans está siendo golpeada por tormentas, cada vez más a menudo. Este es uno de los resultados más visibles del cambio climático. El nivel del mar alrededor de la ciudad también ha aumentado de manera constante. Sin embargo, ya nada puede perturbar a Aaron. Después de que el huracán Katrina arrasó la casa de sus padres, él construyó una nueva casa, en lo alto de las ruinas, y ha ocupado este fuerte desde entonces. Aaron desenrolla su periódico digital y descarga la edición del día. Hoy empezaremos con las noticias locales. 4 48-55_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:29 Página 50 Cómo Maduran las Ideas | Escenario 2050 Un artículo sobre un nuevo sistema de información municipal atrae inmediatamente su atención. El gobierno de la ciudad quiere ofrecer a los ciudadanos información actualizada y más precisa sobre inminentes tormentas. En caso de una emergencia, también quiere emitir planes de evacuación a la medida, gracias a una base de datos completa. "Es interesante ver la cantidad de datos a los que tienen acceso en la actualidad," piensa Aaron. "Es probable que también sepan que ahora mismo estoy sentado en mi terraza y leyendo el periódico." Una voz familiar lo saca de su ensueño. "Abuelo, abuelo," llama su nieta Melinda, quien acaba de salir de la escuela y corre a través de la terraza para abrazar a su abuelo. "No tan rápido, cariño! No soy tan joven como antes ", dice Aaron, riendo. Melinda sonríe y se deja caer en una silla, a su lado. "Tienes razón. Hoy la Sra. Mitchell nos dijo todo sobre el huracán Katrina y cómo eran las cosas en aquel entonces. Le dije que habías experimentado todo en persona. Eso quiere decir que debes ser muy viejo! " Aaron se inclina hacia atrás y su rostro se pone serio, como siempre que piensa en la catástrofe ocurrida hace 45 años. "Eso realmente fue hace mucho tiempo", dice. Melinda también ha cambiado su expresión, y Aarón presiente lo que ella quiere saber. "Abuelo, ¿puede algo así sucedernos otra vez? Porque vivimos justo al lado del río ... " "No te preocupes por eso. Mucho ha cambiado desde entonces ", dice Aaron, señalando el Mississippi. "Por ejemplo, mira los diques. Hace treinta años no estaban completamente reconstruidos, ni tenían miles de diminutos sensores. Estos sensores miden constantemente el nivel de agua en el río. También registran la presión del agua, la humedad, la temperatura, y si los diques están cambiando. Los funcionarios de la ciudad pueden acceder a los datos en cualquier momento. En otras palabras, ellos saben exactamente dónde están los puntos débiles y las reparaciones que deben ser llevadas a cabo, para asegurarse de que el dique esté seguro. Esto significa que no tendremos sorpresas desagradables si una tormenta se acerca”. Melinda asiente, satisfecha. Pero luego piensa en otra pregunta: "Abuelo, la Sra. Mitchell nos dijo que hoy en día existen sistemas de energía independientes, en toda la ciudad. ¿Qué hacen exactamente? "" Oh, eso es muy simple ", responde Aaron. "Katrina causó apagones en muchos barrios. Es por eso que no podían bombear el agua fuera de la ciudad. Pero hoy hemos reconstruido completamente nuestra red eléctrica. Permíteme explicarlo de esta manera, "dice Aaron, mientras pasa la pantalla 50 Infraestructuras Resilientes | Tendencias de su periódico digital para dejar el artículo acerca de los sistemas de evacuación. En la pantalla, que ahora está en blanco, empieza a dibujar una serie de círculos. "Imagínate que todos estos círculos son pequeñas islas", dice a Melinda. "Estas islas generan gran parte de su propia energía, la cual usan ellas mismas o la almacenan. Nosotros somos una de estas islas - generamos electricidad con nuestra turbina de viento en el jardín y con los paneles fotovoltaicos en el techo. Podemos vender la electricidad a buen precio, o almacenar la que no usamos, en nuestra batería en el cobertizo. De esa manera, todavía tendremos electricidad, incluso si las grandes plantas de energía fallan o si las líneas tradicionales están dañadas”. A Melinda, obviamente, le gusta la idea de vivir en una isla. "Así que podemos hacer todo nosotros mismos, sin depender de nadie?" pregunta con los ojos brillantes. "No del todo," dice Aaron con una sonrisa, mientras empieza a conectar los círculos con unas líneas. "Imagina que hay un apagón en el supermercado y toda la comida congelada se descongela, o en un hogar de ancianos donde dependen de equipos importantes. En estos casos, por supuesto, enviaremos nuestra electricidad a los lugares donde más se necesita”. "Eso suena muy inteligente", dice Melinda. Su abuelo se ríe. "Es tan inteligente, que otras ciudades ahora quieren aprender de nosotros. No hay que olvidar que el océano está aumentando y otras ciudades costeras como Nueva York, Miami y Shanghai están en riesgo. Las autoridades quieren proteger a las personas que viven en esos lugares y prepararlas de manera más eficaz contra las tormentas, las cuales están haciéndose cada vez más fuertes”. Melinda está pensando en todo lo que ha oído y aprendido - sobre los diques, las islas, y las personas que murieron durante la tormenta o huyeron de la ciudad para nunca regresar. "Abuelo ...", dice y brevemente vacila. "¿Por qué no te fuiste después de Katrina?" Ahora es el turno de Aaron para dudar. Su mirada recorre una vez más su jardín y el horizonte de la ciudad, el cual ha cambiado tanto en los últimos años. Oscuros nubarrones se acumulan en la distancia, y puede oír un estruendo lejano. Piensa en sus amigos de antaño - los que se alejaron, y también los que regresaron para construir una nueva vida, tal como él lo hizo. También piensa en su familia, sus hijos y nietos, que afortunadamente nunca han tenido que experimentar una catástrofe como esa. "Tal vez es nuestra naturaleza ser un poco tontos. Pero este es mi hogar, es todo lo que soy. No quiero vivir en otro sitio ", dice. Nicole Elflein Las efímeras moscas de mayo sólo pueden soñar con la vejez, pero la esponja gigante del antártico, la Scolymastra joubini, parece haber reclamado una especie de inmortalidad. Puede vivir hasta los 10.000 años. Los investigadores atribuyen su longevidad al hecho de que consume muy poco oxígeno y por lo tanto tiene un metabolismo muy lento. En efecto, la esponja crece en cámara lenta. Además, vive en temperaturas heladas. Es una de las criaturas que ha aprendido, a lo largo de los siglos, a adaptarse a su entorno. Al igual que la esponja gigante, los asentamientos humanos son organismos de larga vida. Sin embargo, no sólo representan una proporción creciente de la población de la tierra, sino que son malos estudiantes a la hora de adaptarse a su entorno. Según las Naciones Unidas, 1,2 millones de personas murieron a causa de los efectos de las condiciones metePictures of the Future | Otoño 2013 48-55_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:29 Página 51 Como demostró el huracán Sandy, los desastres naturales pueden incapacitar grandes áreas, como Fukushima (abajo) y la ciudad de Nueva York. Un mundo de Riesgos En los últimos siglos, la población se ha asentado cada vez más en lugares del mundo que son vulnerables a fenómenos naturales extremos, como tormentas, inundaciones y terremotos. Ya sea un tsunami en Japón o huracanes en Nueva York, sólo con la ayuda de infraestructuras inteligentes y sólidas pueden las ciudades armarse contra futuras catástrofes. orológicas extremas, entre los años 2000 y 2012. "De acuerdo con el economista británico Lord Nicholas Stern, el daño causado al final de este siglo podría alcanzar el 20 por ciento del producto interno bruto mundial", dice el profesor Peter Hoppe, Jefe del Área de Investigación de Riesgos de Munich Re, la mayor reaseguradora del mundo (p. 56). Y agrega que, Norteamérica es un riesgo particular: "En los últimos 30 años, experimentó un aumento de casi cinco veces el número de catástrofes naturales." Uno de estos eventos fue experimentado recientemente por la ciudad de Nueva York. A finales de 2012, el Huracán Sandy causó un apagón masivo en el famoso horizonte neoyorquino. Sólo un pequeño punto de la metrópoli se salvó: Coop City, en el Bronx. Cuando Sandy golpeó Nueva York, una central eléctrica de 40 megavatios (MW) de ciclo combiPictures of the Future | Otoño 2013 nado de Siemens continuó suministrando a 60.000 habitantes de la ciudad electricidad y agua caliente (p. 53, 73). El elemento clave aquí fue una microred - una red eléctrica esencialmente independiente. En el 2013, Siemens ayudó a crear un escenario para la red eléctrica de Nueva York en colaboración con el Departamento de Planificación de la Ciudad y la consultora Arup. De acuerdo con este escenario, si no se toman medidas de protección, los costos derivados de los desastres naturales, como Sandy, podrían llegar a $ 3 mil millones en los próximos 20 años. Por el contrario, si se realizan inversiones en tecnología que hagan las redes eléctricas más inteligentes y sólidas, el daño podría reducirse a US $ 2 mil millones. Nueva York ya ha tomado la primera de tales medidas. Desde junio de 2013, redes de transmisión a alta tensión en corriente directa de Siemens han conectado las redes de Nueva York y Nueva Jersey. Su propósito es asegurar que 660 MW de energía eléctrica adicional fluyan desde Nueva Jersey a través de un cable de corriente directa de alta tensión, bajo el río Hudson, para reforzar la fuente de alimentación de energía de la Gran Manzana. Mientras tanto, los operadores de la red en la parte continental de EE.UU., como Hawai, cuentan con tecnologías de Siemens para hacer que sus redes eléctricas sean más sólidas. Por ejemplo, el sistema de gestión de redes inteligentes de Siemens ayuda a identificar instantáneamente las fallas en las redes, aislarlas, y redirigir de forma segura la electricidad, evitando así los apagones (p. 58, 62, 69). Pero un apagón es sólo el camino más rápido hacia el caos. ¿Qué pasaría si, por ejemplo, el motor de búsqueda de Google o el sistema de banca en línea se cayeran por un día? Tales eventos podrían llevar a los habitantes de una ciudad al límite. Es por eso que los operadores de centros informáticos confían en los sistemas de Siemens para salvaguardar sus fuentes de alimentación. Y eso no es todo: incluso un centro de informática de Google en Texas se basa en fuentes de energía renovables. Varias turbinas eólicas de Siemens de la clase 2,3 MW le suministran energía (pág. 84). Energía Renovable en Japón. Amenazas similares se enfrentan en todo el mundo. Estadísticas a largo plazo, elaboradas por Geo Risk Research, en Munich Re, documentan que además de los EE.UU., hay otra región que es especialmente vulnerable: Asia-Pacífico. Alrededor del 40 por ciento de los desastres naturales que han ocurrido desde 1980 han afectado a esta región. Un evento en particular le quitó la respiración al mundo: el megadesastre en Japón en marzo de 2011, en el que un gran terremoto y un tsunami arrebataron alrededor de 16.000 vidas. Además, convirtieron la central nuclear de Fukushima Daiichi en casi un infierno nuclear. Hoy, sólo dos reactores nucleares operan en Japón, un país que solía generar una tercera parte de su energía de las centrales nucleares. Hasta hace poco, el país operaba 54 plantas de este tipo. A pesar de que el primer ministro japonés Shinzo Abe sostiene que las centrales nucleares del país deben activarse, Japón tiene la intención de ampliar significativamente sus fuentes de energía renovables. De acuerdo con la Asociación Japonesa de Energía Eólica, el país planea aumentar su producción de energía eólica instalada de 2,6 gigavatios (GW) actualmente, a aproximadamente 11 GW para el 2020. Para el 2050 la producción de energía eólica de Japón aumentará a alrededor de 50 GW. "Algunos de los mejores lugares para la genera51 48-55_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:29 Página 52 Infraestructuras Resilientes | Tendencias ción de energía eólica están en Hokkaido, en el norte del país", dice Shoji Kobayashi, Director Adjunto del Departamento de Planeación del Medio Ambiente del gobierno de la ciudad de Tokio. "Japón es uno de los mercados más atractivos para la energía eólica en la región Asia-Pacífico", añade Kay Weber, director general de la Unidad de Negocios de Asia Pacífico de Siemens Wind Power. A partir del verano de 2014, seis turbinas eólicas sin engranajes de Siemens, con una potencia de 3 MW cada una, entrarán en servicio en la costa noroeste de la isla japonesa de Honshu (p. 66). Un dragón bajo Tierra. La Energía también está apoderándose de las profundidades de la tierra. De acuerdo con el Departamento del Medio Ambiente de Japón, el país podría potencialmente cosechar 34 GW de energía a partir de fuentes geotérmicas. La potencia nominal instalada de energía geotérmica en Japón es actualmente poco más de 0,5 GW. Sin embargo hay un problema. Según un mito japonés, un dragón vive en lo profundo, debajo de Japón. Si él está de mal humor, escupe fuego y sacude blemas antes de que un componente estructural se descomponga (páginas 74, 80, y 82). Europa también está sumando rápidamente las fuentes renovables a su mezcla de energía. Por ejemplo, en su plan nacional de energía, Italia se ha fijado el objetivo de aumentar la proporción de energías renovables del cinco por ciento actual al 17 por ciento para el 2020. Sin embargo, cuando las fuentes de energía poco confiables, como el sol y el viento, están conectadas a la red eléctrica, las fluctuaciones en el suministro son inevitables. Es por eso que, en el futuro, los sistemas de almacenamiento de energía, tales como Siestorage de Siemens podrían contribuir a garantizar un suministro de energía estable. Un sistema Siestorage se encuentra actualmente en funcionamiento en Enel, el mayor proveedor de energía de Italia. El sistema tiene una capacidad de 500 kilovatios-hora y una potencia de hasta 1 MW. "Es el primer sistema grande de almacenamiento de iones de litio en Europa", dice Uwe Fuchs, Gerente de Ventas de la División Advanced Power Systems and Storage, del Sector Energy de Siemens. "Su control electrónico (ver Pictures of the Future, Otoño 2011, p. 108). Con esto en mente, los expertos de Siemens en Noruega están trabajando en nuevas tecnologías que pueden hacer frente a las condiciones más extremas. Una de ellas es una fuente de energía confiable, que funciona sin problemas incluso a profundidades de 3.000 metros bajo el nivel del mar (p. 60). Según la AIE, la creciente demanda del petróleo se ha dado principalmente por el crecimiento del tráfico por carretera, que genera el 22 por ciento de las emisiones globales de dióxido de carbono, siendo la segunda mayor fuente de este tipo de emisiones, después de la generación de energía (ver Pictures of the Future, primavera de 2013, p. 92). En vista de ello, es vital reducir la congestión del tráfico, el desarrollo de sistemas de propulsión más eficientes y reducir las emisiones de CO2. Aquí, los sistemas de gestión de tráfico orientados al medio ambiente, de Siemens, podrían ayudar, como lo demuestran proyectos piloto en varias ciudades alemanas. Sin embargo, la experiencia ha demostrado que estos objetivos sólo pueden alcan- Sistemas flexibles y resistentes son cada vez más importantes, tanto si están en Hawai (izquierda), en las profundidades del océano (en el centro) o en áreas geotérmicas activas. la tierra. En otras palabras, en regiones donde los volcanes bullen y las placas tectónicas chocan, es frecuente la actividad sísmica. Estas condiciones geográficas difíciles requieren turbinas de vapor especialmente adaptadas. Por esto, un equipo de Siemens está trabajando en turbinas optimizadas, equipadas con un sistema de apagado automático. En caso de que ocurra un terremoto, pueden cambiarse rápida y seguramente a un estado de reposo, con el fin de evitar daños (p. 71). Los investigadores de Siemens están trabajando también en una mejora en el proceso de evaluación en tiempo real de los datos de sensores de turbinas y locomotoras. La información resultante ayuda a determinar las cargas mecánicas, predecir las averías, e identificar los pro52 mide constantemente el voltaje y la frecuencia de la red. Dependiendo del nivel de la demanda, Siestorage almacena la energía de la red o la libera. "(P. 64). Invertir en Soluciones Integrales. Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), los combustibles fósiles seguirán siendo una parte clave de la matriz energética mundial en el futuro. Debido a su importancia para la economía mundial, han sido subsidiados con una suma de 523 mil millones de dólares en 2011, un 30 por ciento más que en el 2010. Sin embargo, las reservas de petróleo de la tierra están disminuyendo, y los nuevos depósitos, por ejemplo, en las profundidades del océano, ahora deben ser aprovechados con gran esfuerzo y gasto zarse si las ciudades invierten en soluciones integrales. En otras palabras, las tecnologías de este tipo deben ir de la mano con la expansión de los sistemas de transporte masivo, ofertas de carsharing y el desarrollo de vehículos de bajas emisiones (p. 76). Este paquete parece ser esencial, teniendo en cuenta el hecho de que unos 9,5 millones de personas habitarán la tierra en el 2050. Más de 6,5 mil millones vivirán en centros urbanos, y muchas de ellas, al igual que hoy, se establecerán en las costas y en las regiones afectadas por los fenómenos meteorológicos extremos. Entonces, será aún más importante tener infraestructuras que sean lo más robustas y eficientes, como sea posible. Hülya Dagli Pictures of the Future | Otoño 2013 48-55_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:29 Página 53 Infraestructuras Resilientes | Ciudad de Nueva York Nueva York fue noqueada brevemente por Sandy. Ahora, la ciudad se está equipando contra futuros desastres. Asegurar la Ciudad La supertormenta Sandy logró poner a la "ciudad que nunca duerme" en modo de pausa, en octubre pasado. En la estela de la tormenta, sin embargo, esta ciudad de ocho millones de habitantes, está tomando medidas para garantizar que sus cinco distritos sean capaces de hacer frente a los retos que plantea el cambio climático. Union Square es normalmente muy concurrida. En un día típico, los enjambres de viajeros del metro pasan a un ritmo acelerado. Los estudiantes universitarios hacen uso del parque durante un descanso, entre clases. Los artistas callejeros de todo tipo demuestran sus diferentes talentos, mientras que los niños juegan al ajedrez en la acera. Los hombres y mujeres de negocios se detienen a tomar un poco de aire fresco o a fumar. Los turistas pasan en un flujo constante, absorbiendo la vitalidad de la atmósfera, y tal vez tomando algunas fotos. Cuando un estudiante de la Universidad de Nueva York, Alyssa Torske y algunos amigos se aventuraron a salir de su dormitorio por la noche, después de que Sandy golpeó la Gran Manzana, Union Square había cambiado. La ciudad estaba a oscuras. No había carros. Tampoco gente. Señales de tráfico, arrancadas de sus postes de acero, tejas y ramas cubrían el suelo. Los únicos sonidos que se oían eran las sirenas de emergencia y el rugir del viento. "Las calles oscuras y sin vida se parecían a los efectos Pictures of the Future | Otoño 2013 de un apocalipsis zombi - como en la película Guerra Mundial Z", recuerda Torske. Sandy cobró la vida de 41 neoyorquinos. La tormenta dejó más de 800.000 residentes de la ciudad de Nueva York sin energía. Un aumento de cuatro metros de altura del nivel del mar, llevó 500 millones de toneladas de agua de mar al borde de la ciudad, inundando el Bajo Manhattan. Las inundaciones dañaron puentes, túneles y carreteras, y el sistema de metro quedó fuera de servicio durante casi una semana. Las empresas y negocios se vieron obligados a cerrar. La Bolsa de Nueva York estuvo cerrada durante dos días consecutivos. El costo? Aproximadamente $ 19 mil millones en daños y la pérdida de la actividad económica. Sandy no tenía precedentes. Sin embargo, en los últimos años, NYC, que comprende los distritos de Manhattan, Queens, el Bronx, Brooklyn y Staten Island, ha estado experimentando un aumento de fenómenos meteorológicos extremos. El huracán Irene pasó en agosto de 2011. Los tornados han azotado la ciudad con mayor frecuencia, desde 2007. Y, cada vez más, las olas de calor del verano también son más extensas (p.56). El año más caluroso registrado en la historia de Estados Unidos fue el 2012. Y los científicos advierten que las temperaturas medias seguirán aumentando. Según expertos, convocados por el alcalde Bloomberg, los niveles del mar en esta región podrían aumentar en más de 75 centímetros para el año 2050. El número de neoyorquinos en riesgo en zonas de inundación se espera que aumente al doble de 800.000 personas. En el mismo período de tiempo, el porcentaje de plantas de energía de la ciudad en las regiones vulnerables se elevará del 53 al 97 por ciento. En el 2050, una tormenta como Sandy costaría alrededor de $ 90 mil millones del presupuesto de la Gran Manzana, predice la reaseguradora mundial Swiss Re. Sandy demostró la necesidad que tiene Nueva York de mejorar la capacidad de adaptación de sus infraestructuras. Para esto, el alcalde Bloomberg lanzó un plan de $ 20 mil mi53 48-55_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:29 Página 54 Infraestructuras Resilientes | Ciudad de Nueva York Izquierda: Un enlace HVDC estabilizará las redes de energía en las ciudades de Nueva York y Nueva Jersey. Derecha: la planta de cogeneración de energía y calor de Co-op. llones para invertir en medidas de resiliencia para fortalecer NYC. El informe describe los planes de mejora de los códigos de construcción para proteger infraestructuras críticas, y la inversión en medidas de protección contra las inundaciones, tales como muros de contención, diques y mamparos, para proteger a la ciudad de sus 520 millas de costa. "Poco a poco, durante muchos años e incluso décadas, podemos construir una ciudad capaz de prepararse mejor, soportar más y superar cualquier cosa", dijo el alcalde. Gigantescos muros de contención ayudarán a mantener el agua fuera de la ciudad, pero la creación de resiliencia también requiere inversiones en tecnología para permitir una mayor redundancia, comunicación, descentralización y tiempos de respuesta más rápidos durante una emergencia. NYC está trabajando con Siemens en la creación de una serie de proyectos de edificios con capacidad de recuperación. Un gran proyecto que ya ha mejorado la resistencia de la zona de Nueva York es la tecnología de Siemens de transmisión a alta tensión en corriente directa (HVDC), que puede transmitir la electricidad a largas distancias con muy bajas pérdidas. Una línea HVDC, suministrada por Siemens ha estado conectando la red eléctrica de Nueva Jersey a la red de la Gran Manzana desde junio de 2013, la cual entrega una carga adicional de 660 MW de energía a la ciudad, según sea necesario. Si bien, existen interconexiones de transmisión existentes entre la red de NJ y la de NYC, este vínculo facilita la capacidad adicional y la funcionalidad, en cuanto a una respuesta rápida. En otras palabras, se pueden estabilizar ambas redes y reducir el riesgo de apagones. Un proyecto similar se completó en 2007, cuando Siemens suministró un enlace de transmisión HVDC para ayudar a estabilizar el suministro de energía a Long Island. Desde entonces, Long Island ha estado recibiendo el 20 por ciento de su energía de NJ, beneficiándose de una energía diversa, a menor costo, incluida la energía renovable. One World Trade Center (WTC 1), cuando se finalice a principios de 2014, será un brillante ejemplo de tecnología de capacidad de recuperación y resiliencia. El sistema de distribución de energía eléctrica de Siemens, incluyendo 1.443 metros de ahorro de espacio con Sentron Busway, en lugar de cables de energía convencionales y conductos, así como la protección del circuito, ayudarán a asegurarse de La Realidad de los Desastres Naturales de Nueva York 2010: Tornados, vientos de 200 Km/h 2011: Ola de calor, temperaturas hasta 40 ° C 2010: Ventisca - Ráfagas de viento de 100 km / h , 50 cm de nieve Año 2010 2011 Apagones, cierre de las líneas del metro Los daños y la pérdida de energía: 45.000 clientes afectados 54 Evento Sandy – Tormenta con ráfagas de viento de 130 km/h - olas de 4 mts. de altura por marea 2012 400 millones de dólares en daños a la red eléctrica Apagones: 139.000 clientes afectados Costos/ daño Fuente: Hazards and Risk Review, NYC Metro Grid Daños a la red del metro de Nueva York, de acuerdo con una investigación de NYC Metro Grid que el suministro de energía para el edificio más alto de la ciudad sea estable y seguro. Además, será posible apagar inmediatamente la fuente de alimentación, si hubiera una sobretensión. La tecnología de conmutación de Siemens también se ha instalado en el WTC 1; y la estación de tren, que sirve al nuevo World Trade Center, ha sido equipada con equipos de baja tensión y con tecnología de automatización que operará el sistema de ventilación de emergencia del edificio - incluso bajo circunstancias críticas. Redes Inteligentes de Energía. Sandy puso enorme presión sobre la red eléctrica de Nueva York, dejando sin electricidad a la mayor parte del Bajo Manhattan durante días, y a algunos barrios incluso durante semanas. En el caso de Alyssa, no tener energía eléctrica significó varios días sin luz, sin calefacción, sin agua potable, y caminatas de 20 pisos a su dormitorio. Otras instalaciones críticas también se vieron afectadas. Generadores de emergencia fallidos obligaron a importantes hospitales, como el Langone Medical Center y el Centro Hospitalario Bellevue de la Universidad de Nueva York a evacuar a cientos de pacientes. Pero una comunidad estaba mejor preparada: Co-op city, un barrio residencial en el Bronx. La comunidad se basó en su propia planta de energía de 40 - MW de cogeneración de calor y electricidad (CHP), instalada por Siemens, para que todo funcionara durante la tormenta. Gracias a esta solución, los residentes tenían electricidad, calefacción y agua corriente, mientras que gran parte de las zonas de los alrededores estaban sin electricidad. Co-op fue capaz de depender de su propia micro-red para mantener el sistema eléctrico funcionando. En el futuro, las redes inteligentes deberán ser igualmente confiables. Desde agosto de 2011, Siemens ha estado trabajando al lado de Con Edison, la compañía de servicios públiPictures of the Future | Otoño 2013 48-55_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:29 Página 55 Infraestructuras Resilientes | Ciudad de Nueva York Siemens está ayudando a One World Trade Center (izquierda) y al metro de Nueva York a ser más resistentes ante fallas del sistema. cos más grande de Nueva York, en un proyecto de integración de redes inteligentes –(Smart Grids). Gracias a un software especial de integración, interfaces de datos estandarizadas y la tecnología de visualización sofisticada, los empleados de Con Edison pueden obtener una visión general de la situación de la red y la capacidad de respuesta a la demanda de los recursos disponibles, tales como generadores de emergencia. Es más, la información está disponible en tiempo real. Así, el operador puede decidir rápidamente si aliviar la carga es necesario. Si hay picos de demanda en un día caluroso de verano, por ejemplo, el operador es capaz de enviar una solicitud de restricción específica a un activo de demanda-respuesta, como un edificio comercial. Junto a Con Edison, Siemens está trabajando actualmente en una ampliación de esta solución. Según Mayur Rao, quien dirige el grupo de Integración Empresarial y Cyber Security Services dentro de Siemens, la red de NYC se beneficiaría de una mejor integración en la demanda-respuesta y una mayor diversificación de la capacidad de generación eléctrica, lo que podría significar una mayor integración de las energías renovables. "La infraestructura de Manhattan se puede ampliar sólo un poco más; pero es importante que exista una integración de más fuentes de redes inteligentes, basadas en la demanda-respuesta, para satisfacer la creciente demanda y aliviar las sobrecargas de la red ", dijo Rao. Un día sin electricidad le costaría a NYC $1 billón de dólares, según el Informe de RUI, elaborado en 2013 por Siemens, la Asociación Regional de Planeación, y la consultora Arup. El mismo estudio calcula que el costo de la reparación de la red eléctrica de la ciudad por tormentas como ésta, podría ascender a $3 billones en los próximos 20 años. Invertir la misma cantidad en la tecnología inteligente, sin embargo, reduciría esta cifra en $ 2 billones, y generaría $ 4 billones, debido a una mayor eficiencia. Pictures of the Future | Otoño 2013 Los Metros de NY: Viajando en Tecnología. Una infraestructura sólida también es necesaria cuando se trata de ir de un lugar a otro. Gwen Shockey vive en un lugar de Manhattan que está cerca de Harlem. Ella necesita llegar a Midtown, donde trabaja como ilustradora médica todos los días de la semana. Para hacer el viaje, Gwen confía en el metro. Cuando el servicio de metro fue suspendido, como consecuencia de Sandy, Gwen no pudo ir a trabajar durante una semana. "Me hizo darme cuenta de lo increíblemente dependiente que soy del metro," dijo ella. Gwen es una más de 5,7 millones de personas que dependen del sistema del metro de Nueva York todos los días. El sistema, que entró en servicio hace más de 100 años, es uno de los más antiguos del mundo y debe ser continuamente actualizado. Desde 1999 Siemens ha jugado un papel importante en este proceso. Por ejemplo, la línea L, entre Chelsea (Manhattan) parte de la red del metro, mediante el seguimiento de hasta 220 trenes simultáneamente, en tiempo real. La mayor ventaja de esta tecnología es la información que proporciona. Como resultado, los operadores pueden monitorear de cerca los acontecimientos y responder rápidamente en caso de emergencia por ejemplo, con la evacuación de un tren en un túnel o el re-enrutamiento de trenes hacia líneas no afectadas. Estas tecnologías trabajan juntas para crear un sistema de comunicación y control centralizado, preparado para situaciones peligrosas. ¿Cómo puede el sistema del metro de Nueva York ser aún más resiliente? Paul Eliea, quien gestiona los proyectos de TI en Siemens Mobility en Nueva York, cree que un sistema de detección centralmente controlado, podría ser un elemento clave para la solución del sistema. "A medida que el agua entra en el sistema, en cualquier cantidad que sea operacionalmente Un día de corte de energía en Nueva York cuesta un estimado de $ 1 billón de dólares – dinero que sería mejor gastado invirtiendo en infraestructuras inteligentes. y Canarsie (Brooklyn), utiliza tecnología de control de trenes de Siemens. Este sistema de señalización por radio permite que los trenes puedan comunicarse entre sí y con el centro de control. Esto aumenta la frecuencia de los trenes. La tecnología también reduce la necesidad de equipos en tierra y utiliza una red de fibra óptica para la comunicación con equipos críticos en la vía. Esto significa una mayor capacidad de resistencia, debido a que el equipo se puede colocar en lugares más seguros. Los equipos de radio que se encuentran a lo largo de la vía se pueden retirar a tiempo, si hay una alerta de inundación, como en el caso de Sandy. Otra tecnología de Siemens que se puso en servicio en 2008 controla ahora una tercera significativa, los sensores indicarán el problema a un centro de control y darán información en tiempo real para observar cómo se está desarrollando la situación ", dice. Esto demuestra que las tecnologías de alto rendimiento y resistentes están jugando un papel importante en la estabilización de las infraestructuras críticas de la ciudad de Nueva York, desde su red eléctrica hasta el sistema de transporte. Y en una escala más pequeña, sus habitantes también están haciendo inversiones en resiliencia. "Después de la tormenta me compré una bicicleta plegable", dice Gwen. "Ahora tengo mi pequeña bici, así nunca más me quedaré atascada." Sara Sauer 55 56-59_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:33 Página 56 Infraestructuras Resilientes | Entrevista En los últimos años, EE.UU. ha experimentado supertormentas como Katrina y Sandy, y Alemania ha vivido inundaciones severas en el 2013. ¿Son estos eventos " que se ven una vez en un siglo" cada vez más frecuentes ahora - o es que los medios de comunicación los exponen hoy más que nunca? Höppe: No cabe duda de que una mayor información acerca de los fenómenos meteorológicos extremos está más disponible hoy a través de Internet y los medios de comunicación. Como resultado, tenemos la sensación de que este tipo de eventos son cada vez más El profesor Peter Höppe, de 59 años, estudió meteorología y biología humana y obtuvo un Ph.D. en física. Actualmente se desempeña como Jefe del Área de Riesgos del Centro Corporativo de Investigaciones Climáticas de Munich Re, la mayor reaseguradora del mundo. Anteriormente ocupó diversos cargos en las áreas de bioclimatología, meteorología aplicada y medicina del trabajo y del medio ambiente en la Universidad Ludwig Maximilian, de Munich. También ha llevado a cabo investigaciones en la Universidad de Yale, en EE.UU. y en la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida en Viena, Austria. Se ha desempeñado como miembro del Consejo Asesor de Calentamiento Global del Gobierno de Baviera desde el 2007. 56 nómenos, que sólo puede explicarse por los cambios en la atmósfera. ¿Están siendo los patrones climáticos cada vez menos estables, debido a que la atmósfera se está calentando? Höppe: El cambio climático se define por el cambio en la temperatura media global. El daño que vemos se debe principalmente al hecho de que un clima más caliente significa océanos más cálidos. Por ejemplo, la capa de hielo en el Océano Ártico se derrite de manera significativa en el verano. En el 2012 esta capa de hielo disminuyó a un nivel extre- Cuando los niveles de CO2 frecuentes. Sin embargo, también es claro que los fenómenos meteorológicos dañinos, de hecho, están en ascenso. De acuerdo a nuestra base de datos mundial de los desastres naturales y los daños que causan, el número de eventos climáticos extremos casi se ha triplicado en los últimos 30 años. Y especialmente significativo es el aumento de las inundaciones. También ha habido un ligero aumento en las tormentas; desde 1980 el número de tormentas ha aumentado en un 250 por ciento. Por otro lado, no ha habido ningún aumento significativo de los eventos geofísicos, tales como terremotos, erupciones volcánicas y tsunamis. ¿Se puede culpar de todo esto al cambio climático? Höppe: No podemos categóricamente decir que un determinado fenómeno meteorológico fue causado únicamente por el cambio climático. Sin embargo, es cierto que las condiciones meteorológicas han ido cambiando continuamente durante los últimos 30 años. Estos cambios no se pueden explicar por un ciclo climático natural - o al menos no por ninguno que conozcamos hoy. En otras palabras, hay fuertes indicios de que el cambio climático hecho por el hombre está jugando un papel importante aquí. Otros factores también están involucrados, como el crecimiento de la población y la cantidad de gente que ahora vive en las áreas que son susceptibles a fenómenos meteorológicos extremos. Pero incluso si se toman en cuenta estos factores hay un aumento de estos fe- madamente bajo, muy por debajo de lo que se esperaba. Los cambios en las temperaturas superficiales del océano conducen a una mayor evaporación, y este vapor de agua es lo que acelera nuestra "máquina del clima" global, a un nivel superior. Todo el sistema ahora obtiene más energía, ya que el vapor libera su calor de evaporación cuando se condensa y forma nubes. Esta energía es el combustible que impulsa las tormentas tropicales, las tormentas severas y las fuertes lluvias. Hay indicios de que el aumento de la temperatura global se ha detenido en los últimos 15 años. ¿Cómo es eso posible? Höppe: Estamos tratando con un sistema complejo, en el cual varios ciclos climáticos naturales están interactuando con un aumento, más o menos lineal, causado por los seres humanos. Esto significa que hay fases repetidas en las que el aumento no es percibido, o en donde la temperatura del planeta en realidad disminuye ligeramente durante un período de varios años. En algunos casos, esta disminución se debe a otros efectos antropogénicos. Por ejemplo, la disminución de la temperatura media en la década de 1960 y principios de los 70, se suele atribuir a los altos niveles de contaminación del aire en ese período. El smog sobre Europa y América del Norte bloqueó parte de la radiación solar, desencadenando así un efecto de enfriamiento ligero. Como resultado, muchos países introdujeron una legislación medioambiental más rigurosa y mejoras en la calidad del aire. En otras palabras, el aumento de la temperatura Pictures of the Future | Otoño 2013 56-59_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:33 Página 57 Infraestructuras Resilientes | Entrevista fue velado por otros procesos antropogénicos, tales como las emisiones de partículas que causaron la contaminación. Qué ha pasado durante los últimos diez años? Höppe: La temperatura global no está aumentando tan agudamente ahora como lo hizo en los años 80 y 90. Hemos experimentado un número desproporcionado de eventos por el fenómeno de La Niña en la última década. La Niña y su estado opuesto, El Niño, son fenómenos del Pacífico sur, pero tienen un impacto en casi todas partes del mundo. ¿Las fluctuaciones en la radiación solar pueden tener un efecto significativo en las temperaturas? Höppe: La radiación solar está sujeta a ciclos, los más cortos duran alrededor de 11 años. Actualmente estamos en una fase de máxima actividad solar, que sin embargo es muy débil. Los ciclos solares tienen muy poca influencia en la temperatura global promedio, ya que representan menos de 0.1 grados Celsius. Los estudios también han demostrado que incluso si este bajo nivel de actividad solar continúa durante las próximas décadas, su impacto será marginal. Básicamente, un bajo nivel de Un estudio ha encontrado que inundaciones de "una vez cada 50 años" serán "una vez cada 20 años-" durante los próximos 30 años. También vamos a ver un aumento en las tormentas durante el verano. En otros continentes, el cambio climático tendrá sobre todo un impacto en las tormentas tropicales - por ejemplo, los huracanes en los EE.UU. y los tifones en Asia. Hay indicios claros de que estas tormentas serán más extremas debido al cambio climático, lo que hará que se obtenga más energía, a partir de los niveles más altos de vapor de agua en el aire. Suben, los Fenómenos Climáticos Abundan Estas son fluctuaciones naturales, en las que la superficie de los océanos o bien es más fría (La Niña) o más cálida (El Niño). Los años de La Niña dieron como resultado un ligero descenso en la temperatura media global. El año pasado fue uno de los más cálidos años de La Niña. En otras palabras, hemos tenido una situación en la que los ciclos de enfriamiento natural del clima se superponen con el aumento antropogénico. Cuando termine este ciclo de La Niña, podemos esperar temperaturas globales mayores, de nuevo. En resumen, los océanos tienen un gran impacto en nuestra experiencia con el clima? Höppe: Sí. Algunos estudios muestran que los océanos han absorbido más calor durante los últimos años que nunca antes. Esto significa que parte de la energía excedente producida por los seres humanos se ha canalizado a los océanos. Mientras esto siga así, nos ofrece una ventaja porque significa que el ambiente no se está calentando tan rápido, y hace más lento el calentamiento global. Sin embargo, el calor permanece en el sistema - sólo que está almacenado en los océanos. Cuando el agua se calienta desde el fondo del mar se eleva a la superficie, y libera este calor a la atmósfera. Así que se puede ganar un poco de tiempo, pero no hay manera de detener el proceso, en general. Sin embargo, hay algunos signos de interrogación en torno a todo esto. Los investigadores del clima son conscientes de que las complejas interacciones involucradas hacen todas sus teorías algo inciertas. Pictures of the Future | Otoño 2013 actividad solar nunca será capaz de compensar el calentamiento global. ¿Cuántas inundaciones y tormentas como Sandy podremos esperar en el futuro? Höppe: Eso es muy difícil de predecir. Es claro que muchas cosas han cambiado en América del Norte en los últimos 30 años. Este es el continente con mayor aumento de fenómenos meteorológicos extremos que producen graves daños. Estos fenómenos meteorológicos han aumentado allí casi cinco veces en los últimos 30 años. Desde tormentas de nieve, hasta incendios forestales, tornados, tormentas tropicales, inundaciones y sequías. Los tornados son los más comunes en EE.UU. porque no hay cadenas montañosas para mantener separados el aire frío del Ártico de las masas subtropicales de aire caliente, como es el caso de Asia y Europa. Es pues, un laboratorio de cambio climático, donde se pueden ver los efectos de los cambios en su forma más extrema. ¿De qué deben preocuparse las personas en Europa y Asia? Höppe: Después de Suramérica, Europa ha registrado los menores incrementos en los fenómenos meteorológicos extremos. Estos dos continentes experimentan principalmente un aumento de olas de calor y sequías, aunque también habrá más lluvias. Esto ya es evidente. ¿Cuál es la magnitud del daño previsto para el resto del siglo? Höppe: El daño seguirá siendo manejable en Europa, el sistema de seguros será capaz de manejarlo. Los expertos creen que el costo de los daños causados por las tormentas de verano en Alemania aumentará en un 30 por ciento durante los próximos 30 años - o un 1 por ciento por año. La situación será diferente en las regiones donde el clima ya es inestable. Por ejemplo, existe la preocupación de que el cambio climático podría alterar fundamentalmente la naturaleza de los monzones en India. El economista británico Lord Nicholas Stern estima que el daño global causado por los fenómenos meteorológicos extremos podría ascender hasta el 20 por ciento del producto interno bruto mundial para fines del siglo, si no se toman medidas ambiciosas para luchar contra el cambio climático. Por el momento, no se ve como si fuéramos a tomar tales medidas. La gente en los países en desarrollo es la más afectada, ya que el clima ya es extremo en muchas de estas naciones. Por lo tanto, incluso pequeños cambios podrían amenazar la supervivencia de poblaciones enteras. Además, la gente en estos países no cuenta con los medios para hacer los ajustes necesarios. La Iniciativa Munich Climate Insurance (MCII) que nosotros hemos establecido para incluir soluciones de seguros como parte de las negociaciones sobre el cambio climático, puede ayudar a los países en desarrollo a hacer ajustes. 57 56-59_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:33 Página 58 ¿Qué más pueden hacer las regiones afectadas con el fin de estar mejor preparadas? Höppe: Incluso si se establecieran medidas muy ambiciosas de protección del clima hoy, no seríamos capaces de evitar el cambio climático en este punto. Sólo podemos frenar el proceso y adaptarnos a los cambios que esperamos ver. Hay mucho por hacer en términos de medidas de protección contra inundaciones, por ejemplo. También tenemos que establecer sistemas de alerta para olas de calor e invertir más en la construcción de sistemas de gestión y de aire acondicionado en lugares como hospitales y residencias de la tercera edad. Usted recordará que 70.000 personas murieron durante la ola masiva de calor en Europa en el 2003. EE.UU. debe reforzar sus códigos de construcción para asegurar una mejor protección en las tormentas. Además, las personas deben ser disuadidas de construir casas cerca de la costa, y en su lugar construir zonas de amortiguamiento especiales. Si me durmiera hoy, y despertara dentro de 50 años, ¿qué clase de mundo encontraría al despertarme en el año 2063, si el calentamiento global continúa al ritmo actual? Höppe: Si se despierta en Alemania, la primera cosa que le gustaría sería un aire acondicionado, ya que las olas de calor extremas, como la de julio de 2003 se habrán convertido en norma en Europa. La distribución de la temperatura en julio de 2003 fue un evento meteorológico que se llevaba a cabo una vez cada 500 años. Sin embargo, los modelos climáticos de proyección actuales muestran que la probabilidad de un verano como el del 2003 se incrementará tanto, a mediados de siglo, que podremos esperar que ocurra una vez cada dos o tres años. Las cosas serán peores en las regiones del sur, donde el cambio climático ya está haciendo la agricultura más difícil. Si las cosas no cambian mucho en estas regiones, la supervivencia de poblaciones enteras podría estar en peligro a largo plazo, y mucha gente se verá obligada a huir. Irán a lugares donde la calidad de vida sea relativamente buena. Esto, a su vez, dará lugar a tensiones y problemas políticos en las regiones a donde viajen. La producción de alimentos es también un problema importante, ya que los cultivos emigrarán de EE.UU. hacia Canadá, por ejemplo. Rusia podría beneficiarse en gran medida por el cambio climático. Podría convertirse en el "granero del mundo" debido a su enorme cantidad de tierra, que hoy no se utiliza en su mayoría para la agricultura, ya que hace demasiado frío. Entrevista de Florian Martini. 58 Infraestructuras Resilientes | Datos y Pronósticos Una Gama Creciente de Riesgos Las infraestructuras urbanas se enfrentan cada día Los ataques cibernéticos también están siendo reco- más a nuevos desafíos como consecuencia de los desas- nocidos cada vez más como una amenaza para las prin- tres relacionados con el clima, los ataques cibernéticos, cipales ciudades. Por ejemplo, en un estudio publicado culos realizados por Munich Re, una compañía reasegu- Corporativa," el proveedor de seguridad en TI, Kaspersky y a un amplio espectro de otros peligros. Según los cál- recientemente llamado "Riesgos Globales de Seguridad TI radora, los desastres naturales causaron daños económi- Lab concluye que los ciberataques contra las principales cos por un total de $ 160 billones de dólares en todo el empresas con más de 1.500 empleados en Europa, cues- mundo en el 2012. Alrededor del 67 % de los daños se tan unos € 495.000 en promedio por ataque. Esto incluye produjeron en los Estados Unidos. Estos desastres inclu- el costo de llenar los vacíos de seguridad para eliminar las yeron una gran sequía en el Medio Oeste, varios torna- interrupciones y la instalación de medidas preventivas $ 50 billones en daños. Según las autoridades regionales pequeñas y medianas empresas, estos costos pueden as- dos, y el más importante, el huracán Sandy, el cual causó adecuadas, que cuestan € 63.000 en promedio. Para las respectivas, en el año 2011 los terremotos provocaron cender a un cinco por ciento de la facturación anual. El Creciente Impacto del Cambio Climático en el PIB Pérdidas en el PIB (p.e, interrupciones en la producción) en % debido al cambio climático1 Hoy Escenario 2030 8 10 1 19 1 GB 12 Florida 5 9 n/a Guyana 3 2 Mali 4 2 6 China India 2 0 Tanzania Samoa Con base en el análisis de las regiones seleccionadas en cada uno de los países (Mopti, Malí, Georgetown, Guyana, Hull, GB, el norte y el noreste de China, Maharashtra, India, las regiones centrales de Tanzania; sureste de Florida, Estados Unidos) y en el peor escenario, los valores que los estudios y expertos consideran que es posible para el año 2030. 1 costos de reconstrucción de entre el 8 y 9% del producto interno bruto de Nueva Zelanda, y de € 220 billones aprox. para Japón. "Estos desastres demuestran el tipo de eventos que tendremos que enfrentar con frecuencia en el fu- turo", explica el profesor Peter Hoppe, Jefe del Área de Riesgos del Centro Corporativo de Investigaciones Cli- máticas de Munich Re. En el futuro, señala él, habrá Fuente: McKinsey, Shaping Climate-Resilient Development, 2009 Infraestructuras Resilientes | Entrevista Sin embargo, muchos de los ataques cibernéticos pueden evitarse si las empresas toman medidas preven- tivas anticipadas. Por ejemplo, invertir adecuadamente en un software de seguridad, así como en programas de hardware y entrenamiento para sus empleados. "El gran daño, debido a los desastres relacionados con el clima, muestra que son necesarios mayores es- fuerzos de prevención ", dice Torsten Jeworrek, miembro por ejemplo más sequías en América del Norte y más de la Junta Directiva de Munich Re. En este caso, el aná- De acuerdo con un análisis reciente realizado por cien- toma de decisiones. Se comparan los costos de los posi- tornados en la parte norte de la costa este de EE.UU. tíficos de la Universidad de Tokio, el sudeste de Asia, lisis del costo-beneficio es una ayuda importante para la bles daños y pérdidas, con los costos de prevenir o mini- India, África del Este, y América del Sur pueden verse mizar el daño. cálculos de la ONU, el número de personas expuestas fue construida en el año 1953 después de una inunda- afectados con mayor frecuencia en el futuro. Según a los riesgos de inundaciones en el este de Asia crecerá de 18 millones en el año 2000, a entre 45 y 67 millones para el 2060. Por ejemplo, la Barrera del Támesis en Londres, que ción, costó el equivalente actual de cinco mil millones de libras esterlinas. Sin ella, una nueva inundación podría causar daños que cuestan alrededor de 30 mil millones Pictures of the Future | Otoño 2013 56-59_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:33 Página 59 llones de dólares se invertirán en la renovación del sis- de libras esterlinas - seis veces más - de acuerdo con un mismo tiempo, redes con capacidad de comunicación Un estudio en el 2012, realizado por Frost & Sullivan nes rápidas y eficaces. De acuerdo con un estudio de sas, embalses, oleoductos, estaciones de bombeo y plan- en la estabilidad de las presas y los diques y en el segui- medidas es la creación de un sistema integrado que re- análisis realizado por ARUP y Siemens en 2013. concluye que la industria y los gobiernos tendrán que se- guir trabajando estrechamente en el futuro, con el fin de más rápida y de intercambio de datos, permiten reaccio- Frost & Sullivan del 2012, la investigación debe centrarse desarrollar nuevos sistemas. "Una ciudad con una inade- miento de los niveles de agua de ríos y embalses. El pro- vez más difícil encontrar en el futuro nuevos inversionis- dará lugar a un mayor uso de sensores más potentes, en cuada protección contra inundaciones encontrará cada greso en el desempeño de los sensores y mejores precios tas y nuevas oportunidades de negocio", dice Steven las regiones con riesgo de inundaciones. tica de Frost & Sullivan. Por eso es de vital importancia –Inundación Urbana- patrocinado por la UE (Pictures of ciban la información que necesitan, en el momento ton, Reino Unido, los sensores identifican cambios en la Webb, vicepresidente de Defensa, Seguridad y Aeronáu- que las autoridades competentes y los responsables re- tema de aguas de la bahía de la ciudad, que incluye pre- tas de procesamiento de agua. El objetivo de estas lativamente permanezca intacto en caso de un terremoto y pueda suministrar agua a 2,4 millones de personas. Houston, Texas reaccionó al huracán Ike con medidas como un proyecto piloto para permitir la comunicación Un ejemplo de esto es el proyecto Urban Flood entre los semáforos y los vehículos, con el fin de organi- the Future, Otoño 2012, p. 96). En este proyecto en Bos- problemas en el futuro. Aquí, los datos de los teléfonos zar las evacuaciones necesarias más rápidamente y sin inteligentes en los vehículos se agregan con el fin de re- temperatura, la humedad, y el movimiento de la tierra y cibir información en tiempo real sobre el número y la ve- laciones y previsiones. tro de los sistemas de protección contra inundaciones. evacuación, los conductores recibirán datos a través de dan a los tomadores de decisiones para identificar posi- cias de seis grandes terremotos en los últimos 100 años. dos en tiempo real y del uso de estos análisis para simuNuevos sensores, procesos analíticos y modelos ayu- bles inundaciones y evaluar sus posibles efectos. Al brindan información sobre una posible inestabilidad den- San Francisco ha tenido que lidiar con las consecuen- En el período que va hasta el 2016, alrededor de 4,6 bi- Creciente Incidencia de Desastres Naturales 180 160 Terremoto en Kobe 140 120 100 80 60 40 20 año 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 más rápida hacia su seguridad (Pictures of the Future, PriSylvia Trage mavera 2011, p. 91). Frecuencia de aparición en la ciudad de Nueva York Fuente: EM-DAT: The International Disaster Database, 2013 Huracán Katrina sus teléfonos inteligentes para que puedan elegir la ruta Aumentos Esperados de Desastres Naturales Daños estimados por amenazas (en billones de dólares US$) 200 locidad de los vehículos en las calles. Durante una posible Inundaciones Sequías Olas de Calor Tormentas Tendencia Histórica (1970–2000) 100 100 2 1 tormenta Expectativas para el futuro 15 incierto 1 en años 1 en años 1 en años (huracán) por año 8 por año por 3 años más a menudo Fuente: NYC Panel de Cambio Climático 2009, ClimAID, NYSERDA, 2012 oportuno. Esto requiere de datos de alta calidad analiza- Los Mayores Desastres Naturales del 2012: Estados Unidos y Asia, los más afectados Tormentas severas USA Abril 28-29 Tormentas severas de granizo Canadá Agosto 12-24 Sequía USA Verano Tormentas severas USA Marzo 2-4 Inundación Colombia Marzo-Junio Tormentas severas USA Junio 28-Julio 2 Huracán Sandy USA, Caribe Oct 24-31 Huracán Isaac USA, Caribe Agosto 24-31 Evento hidrológico (inundaciones, deslizamientos de tierra) Eventos climatológicos (Temperaturas extremas, sequías, incendios forestales) Eventos meteorológicos (Tormenta) Pictures of the Future | Otoño 2013 Terremoto Italia Mayo 20-29 Terremoto México Marzo 20 Eventos geofísicos (terremoto, tsunami, erupciones volcánicas) Tormenta Invernal Andrea Inundaciones repentinas Europa Rusia Junio 5-6 Julio 6-8 Ola de Frío Ola de Frío Europa del Este Afganistán Enero-Febrero Enero-Marzo Inundación Reino Unido Nov 21-27 Inundación China Julio 21-24 905 Total: Tifón Bopha Filipinas Dic 4-5 Inundación Pakistán Septiembre 3-27 desastres Inundación Nigeria Julio- Octubre Tifón Haikui China Agosto 8-9 Terremoto Irán Agosto 11 Inundaciones, granizo Sudáfrica Octubre 20-21 Inundaciones, crecidas Australia Febrero-Marzo Inundaciones, crecidas Australia Enero-Febrero 59 Fuente: Munich Re, Ilustración: Spiegel Online, 2013 Desastres naturales Desastres naturales significativos 60-63_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:35 Página 60 Infraestructuras Resilientes | Tecnología Bajo el Mar Fábricas autosuficientes de extracción de petróleo y gas, en el suelo marino, se pondrán en marcha en el 2020. Una red de Siemens podría suministrarles la energía. Investigación en Aguas Inexploradas En un laboratorio único en Trondheim, Noruega, los investigadores de Siemens están examinando cómo se comportan los componentes de una red de energía cuando son sometidos a presiones extremas de agua. En el año 2020, este sistema iniciará el suministro de energía a los grandes centros de producción de petróleo y gas natural, a una profundidad de 3.000 metros bajo el mar. Jan Erik Lystad dice que la presión no le molesta mucho. Basta una mirada a este ingeniero noruego de 60 años de edad, que se unió a Siemens hace 12 años, para creerle. Con sus jeans, camisa de franela azul a cuadros, y con sus manos en los bolsillos, a Lystad parece que nada lo perturba. Ha pasado toda su vida en Trondheim, donde fue a la universidad y crio a sus hijos. El refleja a la perfección las cualidades de esta pintoresca ciudad de 180.000 habitantes, donde policías de tránsito van en bicicleta y la continuidad es importante. Sin embargo, tras la fachada tranquila de Trondheim se esconde un auténtico volcán de ideas e innovaciones brillantes, impulsadas por científicos como Lystad, decenas de institutos de investigación y miles de estudiantes de la universidad técnica de la ciudad. El epicentro de este volcán es a menudo el centro de investigación de Siemens en Bratsbergveien, a pocos kilómetros del centro de Trondheim. En el 2012, los investigadores desarrollaron aquí el primer ferry eléctrico del mundo. Y ahora una nueva erupción es inminente; el laboratorio de Lystad está funcionando literalmente a alta presión (Pictures of the Future, Primavera 2013, p.110). "Tenemos una especie de cámara de tortura para los componentes técnicos", dice. "Pusimos algunas partes bajo una enorme presión. La tecnología tiene que soportar hasta 460 bar - así de alta es la presión a una profundidad de 4.600 metros. "Sin embargo, esta cámara de tortura de Lystad no es un lugar de agonía, sino un sitio donde se hace un trabajo pionero. En el laboratorio, diez ingenieros prueban los componentes de una red de energía que abastecerá a las futuras instalaciones en aguas profundas. Comenzando en el 2020, la compañía energética noruega Statoil planea usar estas fábricas autosuficientes de extracción de petróleo y gas en el suelo marino. Un transformador que ha pasado su prueba en aguas poco profundas. Antes de eso, sus componentes fueron probados en tanques a presión (a la derecha). 60 Pictures of the Future | Otoño 2013 60-63_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:35 Página 61 Infraestructuras Resilientes | Tecnología Bajo el Mar La tecnología Siemens suministrará energía a las bombas y los compresores. Para entonces, los componentes individuales de la red tendrán que demostrar que pueden soportar las condiciones extremas de estar a una profundidad de al menos 3.000 metros bajo el mar. Este es un gran reto, ya que los investigadores no han tenido ninguna experiencia con componentes de red a tales profundidades, donde tendrán que soportar 300 kilos de presión por centímetro cuadrado, en una perpetua oscuridad. "Transformadores, variadores de velocidad y dispositivos de distribución tienen que funcionar a la perfección en este tipo de entornos. Y es más, tienen que hacerlo durante 30 años, ya que será difícil repararlos ahí abajo", dice Lystad. "Sólo si la electricidad fluye con absoluta confiabilidad será posible reubicar las plantas de producción de hoy en día, en el fondo del océano." Operando en suelo marino. Estas fábricas autosuficientes en aguas profundas, con sus propios sistemas de suministro de energía, no están disponibles todavía. Aunque ya hay un par de instalaciones que operan en el suelo marino, están conectadas a plataformas flotantes y tienen que ser suministradas individualmente con electricidad, a través de decenas de cables (Pictures of the Future, Otoño 2011, p. 108). Y las materias primas que bombean fuera de la tierra también se procesan en la superficie. Las tecnologías submarinas actualmente sólo funcionan en aguas poco profundas. Además, son caras y complejas. Como resultado, la mayoría del petróleo y el gas natural extraído en alta mar, todavía se bombea mediante plataformas de producción tradicionales. Sólo un pequeño porcentaje se extrae directamente del fondo del océano. Lystad cree que en el futuro esta relación se invertirá. "La tendencia es hacia los depósitos no explotados previamente, en las profundidades del mar y en el Ártico, que son difíciles de alcanzar con la tecnología convencio- nal", dice. Fábricas submarinas autosuficientes podrían tener sentido en este tipo de áreas. "A pesar de que las condiciones en el fondo del mar son extremas, en comparación con las de la superficie, también son estables. Las temperaturas se mantienen en alrededor de 4 ° C y no hay tormentas o icebergs ", explica Lystad. "Esto hace que las instalaciones en alta mar sean menos propensas a fallos y más rentables que los sistemas convencionales." Sus únicas conexiones con la superficie serían un cable de alimentación y un gasoducto, que podrían llegar a tierra cada vez que las plantas no estén muy lejos de la costa. Una fuente de alimentación para aguas profundas también podría aumentar la capacidad de producción. "La nueva son nuestros contenedores a presión", dice Lystad como él llama a uno de los cilindros. "Cada cilindro consta de 150 kilos de metal sólido. Si queremos probar un componente, lo ponemos en el cilindro. A continuación, lo llenamos con aceite y lo sellamos. La presión se eleva hasta un máximo de 460 bar. " Según Lystad, el propósito del aceite es distribuir la enorme presión. "Antes de que el componente de la red esté en realidad bajo el agua, la totalidad de su espacio está lleno de aceite", dice. "Esto nos permite hacer el sistema más compacto que los contenedores convencionales llenos de aire. Es más, no necesitaremos ningún sistema de enfriamiento complejo, ya que el aceite disipa el calor”. Lystad camina tres A una profundidad de 3,000 metros, cada centímetro cuadrado de un componente debe soportar 300 kilogramos de presión. tecnología nos permitiría explotar el 60 por ciento de una reserva. No podemos lograr más del 40 por ciento con la tecnología submarina actual ", dice Lystad. Un suave zumbido se puede oír en la "cámara de tortura". Cables y conectores están dispuestos en el suelo. Los investigadores han podido utilizar el nuevo laboratorio de pruebas de presión por alrededor de un año; anteriormente el edificio albergaba una fábrica de sistemas de calefacción eléctrica. Después de ponerse gafas protectoras, Lystad camina lentamente por el pasillo. A su lado hay una serie de 19 cámaras de concreto. Cada una de estas pequeñas células tiene una puerta azul de metal. En cada puerta cuelga una computadora portátil que muestra diagramas y filas de números en su pantalla. Una de las puertas está abierta, revelando un cilindro plateado en el centro de la celda. Varios cables sobresalen de los extremos de un tubo de unos dos metros de largo. "Estos pasos hacia el otro extremo de la cámara. "La célula que rodea el cilindro está abierta en la parte superior y sirve como una barrera de seguridad. Si algo sale mal durante las pruebas de presión, la energía se escapa a través de la parte superior abierta y las piezas vuelan hacia la pared interior, "dice. Transistores, conectores y otros componentes son "torturados" durante un máximo de seis meses con un funcionamiento continuo en el interior del cilindro. Los ingenieros no sólo verifican si los componentes pueden resistir las altas presiones y siguen siendo funcionales, sino también si las piezas se desgastan después de 20 años de funcionamiento. Para llevar a cabo una prueba de resistencia de este tipo, los ingenieros deben equipar el cilindro con una calefacción especial que mantiene una temperatura constante de 95 °C para simular el proceso de envejecimiento. Una vez que los expertos de Siemens han "tor- Los investigadores de Siemens prueban los componentes de la red de alimentación en aguas profundas, tales como equipos de conmutación (izquierda) en un laboratorio de prueba de presión en Trondheim, Noruega. Pictures of the Future | Otoño 2013 61 60-63_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:35 Página 62 Infraestructuras Resilientes | Redes de Energía turado" los componentes, las piezas se sacan y se limpian, y el aceite es filtrado y reutilizado. "Luego sigue una inspección mecánica," dice Lystad. "Básicamente, tomamos los componentes por separado y buscamos pequeñas grietas o deformaciones." La tecnología no se considera compatible en alta mar hasta que los inspectores no puedan descubrir los fallos con sus experimentados ojos. Sin embargo, Lystad señala que las partes no siempre están a la altura. "Es un gran desafío encontrar los componentes que puedan soportar estas condiciones extremas, ya que ningún fabricante ofrece productos especialmente diseñados para tales profundidades. Estamos entrando en un territorio desconocido”. Eterna Oscuridad. Una vez que todos los componentes han pasado las pruebas, se combinan en un componente de red y son atornillados firmemente sobre una plataforma cubierta con placas de zinc, para protegerla de la corrosión del agua salada. Finalmente los ingenieros cubren el sistema con una carcasa. Ellos ya han completado su primer transformador de alta mar y han sumergido el enorme contenedor en el mar, a pesar de que este "baño" fue sólo una prueba realizada en el puerto de Trondheim. Lystad y su equipo quieren terminar el montaje de una estación de conmutación de 35 toneladas para este año. Este gigante, a medio terminar, se encuentra en el pasillo del laboratorio, parece un submarino en un dique seco. Un convertidor de frecuencia, que garantiza que las bombas de aceite y los compresores suministren el voltaje correcto, se completará a finales de 2014. En ese momento la unidad ensamblada tendrá un peso de alrededor de 100 toneladas. "Entonces vamos a combinar los tres componentes en una sola red para la prueba final", dice Lystad. Durante la prueba se sumergirán en la eterna oscuridad del mar, por primera vez. Lystad se rasca la barba con satisfacción. "Es fascinante trabajar en regiones que la mayoría de las personas consideran como totalmente inaccesibles", dice. Él está encantado con el progreso de sus jóvenes colegas. "Somos una gran familia feliz y trabajamos en estrecha colaboración con la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología en Trondheim. Yo estudié allí y también todos mis ingenieros”. La continuidad y el progreso también juegan un papel muy importante en la vida de Lystad, además del centro de investigación de Siemens en Bratsbergveien. Él tiene una pequeña granja en una isla cerca de Trondheim. Allá va a menudo a pescar con sus nietos - y a pensar en su otra pasión: las oscuras profundidades del mar. Florian Martini 62 Manteniendo las Luces Encendidas En EE.UU., Siemens está ayudando a crear redes de energía más robustas, capaces de soportar mejor huracanes, olas de calor y sequías. Gracias a su inigualable sistema de gestión de energía para redes inteligentes, es posible redirigir automáticamente la energía en segundos, cuando hay un fallo de la red. PJM Interconnection es el operador de redes de energía más grande en los EE.UU. La compañía gestiona la transmisión de electricidad a más de 58 millones de clientes en Pensilvania, Nueva Jersey, Maryland, el Distrito de Columbia y otros diez estados. Pero a finales de octubre de 2012, la empresa se enfrentó a un reto extraordinario: El Huracán Sandy. La tormenta se dirigía directamente hacia la costa del Atlántico norte, con vientos de más de 150 kilómetros por hora, amenazando con dejar una estela de destrucción en la ciudad de Nueva York, Nueva Jersey y Pensilvania. Había mucho en juego, ya que PJM gestiona la transmisión eléctrica de más de 1.300 plantas de energía a los operadores regionales. Si este suministro se cae, los clientes de los servicios públicos locales, literalmente, se quedarán en la oscuridad. El Huracán Sandy, de hecho, causó enormes daños. Las luces se apagaron en ocho millones de hogares, cinco millones de ellos en el área cubierta por PJM Interconnection. Más de 140 líneas de alta tensión y subestaciones de transformadores fueron dañadas, y llevó semanas hasta que se pudieron reestablecer todas las conexiones eléctricas. De acuerdo con un informe publicado por el Departamento de Energía de EE.UU. en julio de 2013, este país se enfrentará, no sólo a más tormentas en el futuro, sino a inundaciones, olas de calor y sequías. Estos acontecimientos tendrán un grave impacto en la red eléctrica de EE.UU., la cual abarca más de 9.200 plantas de energía y casi medio millón de kilómetros (300,000 millas) de líneas eléctricas tradicionales. Las consecuencias ya son visibles. Las plantas de energía en el árido suroeste, a menudo tienen que reducir su producción de energía, ya que no hay agua suficiente para el proceso de enfriamiento. Por otra parte, los bajos niveles de agua en los canales causan que los barcos cargados de petróleo o de carbón avancen muy lentamente. Mientras que el aumento de temperaturas reduce el rendimiento de la red eléctrica, las tormentas severas desactivan las plataformas de perforación en el Golfo de México y dañan líneas de suministro, desde la Florida hasta Maine. La inundación no sólo arruina casas, también destruye los transformadores y las líneas de energía. Por estas razones, el Departamento de Energía de EE.UU. ha llegado a la conclusión de que la red eléctrica debe ser fortalecida contra los efectos del mal tiempo. PJM Interconnection también está de acuerdo con esta evaluación. La empresa instaló un sistema de gestión de energía de Siemens, en noviembre de 2011, diseñado para Pictures of the Future | Otoño 2013 60-63_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:35 Página 63 Una solución de Siemens puede redireccionar la electricidad de los operadores de la red, como PJM Interconnection (arriba), y asegurar el suministro a los clientes (abajo). proporcionar una visión general y el control de la red eléctrica, incluso cuando se producen fallos. Se utilizan centros de control duales que administran simultáneamente la red eléctrica. Si uno de los centros debe apagarse, se daña o pierde comunicación en caso de emergencia, el otro puede seguir gestionando las operaciones por cuenta propia. Así es exactamente como el sistema funcionó cuando el huracán Sandy golpeó, por lo que PJM estaba siempre al tanto de las condiciones de la red. El innovador sistema de gestión se basa en una plataforma de integración desarrollada por el Sector Infrastructure and Cities, de Siemens y PJM Interconnection. Tiene varias aplicaciones; energía, mercado y sistemas de gestión de redes de distribución, las cuales se pueden combinar en la plataforma. "La ventaja de esta arquitectura es que integra no sólo las nuevas aplicaciones sino también las antiguas, con muy poco esfuerzo", dice Ravi Pradhan, vicepresidente de Estrategia de Tecnología de la División Smart Grid de Siemens, en Minneapolis. "Con el funcionamiento simultáneo de dos centros de control, la seguridad de la red se fortalece, sobre todo en circunstancias excepcionales, como un huracán. Cada vez que hay una interrupción en la red, la falla debe ser compensada rápidamente rePictures of the Future | Otoño 2013 direccionando la energía o alimentando a la red con fuentes alternativas de energía. Sin embargo, primero hay que encontrar dónde se ubica la falla, y esto puede tomar tiempo. Los riesgos asociados son especialmente elevados para los hospitales, por lo que las soluciones de redes inteligentes pueden también ser de gran ayuda para ellos. Cada segundo cuenta. El Hospital Shore Memorial Riverside es el único centro médico en la región de Nassawodox, al este de Virginia. Hasta hace poco, cada vez que la región tenía un corte de energía, los técnicos necesitaban hasta una hora para localizar la falla. La compañía eléctrica local, A & N Electric Cooperative, ha instalado un Sistema de Alimentación Inteligente Automático (SDFA) - smart distribution feeder automation system- que permite a la red redireccionar la electricidad dentro de una fracción de segundo, después de producirse un corte de energía. Cada vez que hay una interrupción en la red, los relés de Siemens, que están equipados con sensores y ubicados en el segmento afectado, detectan la fluctuación en la línea de corriente. Esto permite al sistema localizar el área de la falla dentro de los siguientes 100 milisegundos y reencaminar la electricidad en menos de medio segundo. De esta manera, el sistema puede mitigar fácilmente un corte de energía causado por tormentas u otros factores externos. "La mayoría de los cortes de energía son tan cortos que nuestros pacientes no se dan cuenta," dice Michael Canales, quien maneja la infraestructura del hospital. "Nuestros empleados pueden concentrarse en los pacientes, en lugar de estar pendientes de si el equipo está funcionando." Las ciudades también necesitan asegurarse de tener energía ininterrumpida. La ciudad de Nueva York, por ejemplo, está revisando sus planes de protección de sus infraestructuras contra las tormentas. Una descripción de cómo esto se puede lograr para el área metropolitana de Nueva York se encuentra en el estudio “Resilient Urban Infrastructure”, publicado por Siemens en 2013 en colaboración con la consultora Arup y Regional Association Plan (RPA), una organización de investigación urbana independiente (p. 53). Según el estudio, Nueva York necesitará represas y diques más altos para proteger los sistemas de infraestructura crítica, tales como centrales eléctricas, subestaciones transformadoras, e interruptores, para que la ciudad no sufra un corte de energía duradero cuando otros huracanes golpeen de nuevo. El informe también recomienda el uso de equipos de conmutación con aislamiento de gas. Ellos ocupan mucho menos espacio que los aislados en aire, por lo que es más fácil protegerlos en recipientes impermeables. Debido a que son más pequeños y ligeros, también se pueden instalar sobre el suelo. Sin embargo, sería aún más eficaz quitar los lugares más importantes de las zonas de inundación a largo plazo. Esta es una gran preocupación, ya que 18 de las 61 subestaciones de transformadores en Nueva York se encuentran actualmente en zonas de alto riesgo. En Manhattan, un área densamente poblada esto puede no ser una opción, pero en otros barrios como el Bronx y Queens podría ayudar a hacer la red más resistente. Nueva York también podría estabilizar su red eléctrica mediante una red inteligente. Al proporcionar a los clientes y proveedores de energía una información más detallada, los medidores eléctricos podrían revelar las formas de reducir el consumo de energía. Esto es especialmente importante en épocas de alta demanda, como en las olas de calor. Como parte del proyecto piloto CoolNYC, algunos hogares ya están utilizando teléfonos inteligentes para regular a distancia sus aires acondicionados. Las empresas pueden hacer lo mismo. Esto no sólo daría lugar a un ahorro de costos, sino también a mejorar a largo plazo la capacidad de resiliencia de la red. Hubertus Breuer 63 64-65_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:40 Página 64 Infraestructuras Resilientes | Almacenamiento de Energía Siemens y el proveedor de energía Enel están probando unidades de almacenamiento de iones de litio para almacenar los excedentes de electricidad fotovoltaica en Italia. La Luz Solar en Una Botella El uso de la energía renovable requiere un astuto manejo de los suministros de energía disponibles. Esta es la única manera de mantener la red estable y asegurarse de que la energía se restablezca rápidamente, después de un apagón. Siestorage, un nuevo sistema de almacenamiento de energía de Siemens, ofrece una solución potencial - como se está demostrando en un proyecto piloto de Siemens junto al proveedor de energía Enel, en Italia. Italia ha sido bendecida con mucho sol, así que no es sorprendente que el sector de energía solar fotovoltaica (PV) esté en auge en este país. La red, operada por el proveedor de energía Enel, por ejemplo, incluye plantas fotovoltaicas con una potencia de salida de más de 11.000 megavatios (MW), la mayoría de las cuales están conectadas a la red de distribución de media tensión. Pero hay un lado oscuro en esto: Cuando el sol del mediodía brilla, las células solares producen una gran cantidad de electricidad, la cual alimenta a la red eléctrica, la cual debe encontrar a los consumidores. Sin embargo, si aparecen nubes, ésta puede llegar a caerse. En general, mientras más fuentes de energía fluctuantes, tales como la solar y la eólica, estén conectadas a la red, más difícil será asegurar la estabilidad. La oferta y la demanda tienen que estar equilibradas en todo momento. Si no lo están, las fluctuaciones resultantes en el voltaje y la frecuencia pueden interrumpir o incluso destruir los equipos electrónicos. En vista de esto, es evidente que los sistemas de almacenamiento de energía serán cada vez más importantes en el futuro. Las unidades de almacenamiento toman el excedente de electricidad que no se necesita en un momento dado y luego lo devuelven de nuevo a la red cuando la demanda aumenta. 64 Desde hace décadas, las centrales eléctricas eficientes de almacenamiento por bombeo han sido utilizadas para necesidades de almacenamiento a largo plazo (ver Pictures of the Future, Otoño 2009, p. 31). "Desafortunadamente, no hay suficientes lugares adecuados para construirlas," dice Uwe Fuchs, Gerente de Ventas de Almacenamiento y Sistemas Avanzados de Energía de Siemens. "Por lo tanto, necesitamos desarrollar alternativas que puedan estabilizar nuestras redes eléctricas. De acuerdo con el Deutsche Bank, el mercado alemán de dispositivos de almacenamiento eléctrico será el doble entre 2012 y 2025. Una inversión asociada de cerca de 30 billones de euros se requiere sólo en Alemania, en los próximos 20 años. Para el año 2040, a más tardar, unos 40 Tera vatios-hora (TWh) de electricidad tendrán que ser almacenados regularmente, en algunos casos por un período de varios meses. La cifra de 40 TWh es mil veces mayor a la capacidad que tienen las plantas de almacenamiento y bombeo hoy en Alemania. Para comparar, la producción del total de las plantas de energía de Alemania en el año 2012 fue de aproximadamente 618 TWh. Varias tecnologías para hacer frente a esto están disponibles. Por ejemplo, los dispositivos de almacenamiento de hidrógeno pueden tomar el excedente de energía de los parques eólicos. Estos dispositivos utilizan electrólisis para producir gas hidrógeno rico en energía, a partir del agua. El hidrógeno se puede almacenar temporalmente en cavernas subterráneas, que hoy se utilizan para mantener el gas natural (ver Pictures of the Future, Primavera 2011, p. 26). Si la demanda de energía aumenta, el gas hidrógeno, rico en energía, puede mover las turbinas que luego suministran electricidad a la red. Alternativamente, el hidrógeno se puede convertir en metano a través de una reacción con dióxido de carbono, el cual alimenta la red de gas natural. La energía también puede ser almacenada como aire comprimido. Este enfoque consiste en bombear aire en cámaras huecas como por ejemplo, minas de sal y luego comprimirlo a una presión de hasta 100 bar. El aire comprimido se utiliza luego para mover una turbina de gas. (ver Pictures of the Future, Otoño 2009, p. 31). Por último, están los sistemas de almacenamiento de energía que todo el mundo conoce: las baterías. Las celdas de iones de litio son actualmente las mejores baterías para estabilizar las redes de distribución, ya que combinan una alta capacidad de almacenamiento con altas velocidades de carga y descarga. Si se produce una volatilidad de carga en la red, este tipo de baterías pueden tomar o dispensar la energía, en cuestión de milisegundos, equilibrando así las fluctuaciones de tensión y frecuencia. A diPictures of the Future | Otoño 2013 64-65_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:40 Página 65 Infraestructuras Resilientes | Almacenamiento de Energía ferencia de las unidades de almacenamiento por bombeo, las baterías sólo tienen que tener su energía disponible durante unos minutos por ejemplo, si una capa de nubes temporalmente reduce la producción de las celdas fotovoltaicas conectadas a una subred. Estabilizar Redes con Sistemas de Baterías. Siemens comenzó el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía desde hace varios años. Siemens Energy Storage (Siestorage) es un sistema modular que une las baterías de iones de litio de alto rendimiento con la electrónica de potencia, para conectar a la red eléctrica. "El sistema nos permite estabilizar ambas redes: las de baja tensión de 400 voltios y las de distribución, con 10 a 30 kilovoltios", dice Fuchs. "Las baterías y la electrónica de control son elementos modulares alojados en gabinetes, que pueden ser fácilmente integrados en contenedores climatizados." Uno de estos contenedores se instaló en la ciudad de Isernia, en la región italiana de Molise, en febrero de 2012. El área es el hogar de un gran número de plantas fotovoltaicas conectadas a la red de distribución de Enel. "Nuestro sistema tiene el primer dispositivo de almacenamiento de iones de litio en Europa, que sirve como un potente dispositivo de almacenamiento de energía para la red de distribución," explica Fuchs. "Su electrónica de control mide continuamente la tensión y frecuencia de la red. Siestorage absorbe o distribuye la energía en función de la situación. Eso es suficiente para mantener la subred rural estable, incluso con la fluctuación de las celdas solares. "Hemos estado muy satisfechos con las pruebas hechas hasta la fecha", dijo Paola Petroni, Directora de Network Technologies en la división de Infraestructura de Enel, en el más reciente Informe de Sostenibilidad de Siemens. Enel, el mayor proveedor de energía de Italia, tiene más de 32 millones de clientes y opera y mantiene más de un millón de kilómetros de líneas de alta tensión. "Nuestro producto de Siemens puede manejar las fluctuaciones en la producción de electricidad, así como cargas alternas causadas por varias estaciones de recarga de vehículos eléctricos", dijo Petroni. Esta capacidad se debe principalmente a los convertidores especializados. Una gran parte de los conocimientos de los productos SIPLINK (Siemens Power Link) fluyó en estos dispositivos. Siplink es una solución técnica que permite, por primera vez, vincular las redes terrestres con las de los buques. Se trata de una red flexible de corriente. “El software se asegura de que los convertidores Siestorage puedan reaccionar con flexibilidad ante los cambios en la red, especialmente en fluctuaciones de frecuencia, que se producen en cuestión de segundos ", dice Fuchs. Capacidad Única para Arranques desde Cero. Cuando la inestabilidad de una red al- Sistemas de Almacenamiento de Energía en Duración y Potencia Hidrógeno (p.ej. para la combustión en turbinas de gas) Días/ semanas Baterías de Flujo Redox Horas Baterías de Litio Baterías de sulfuro de sodio CAES* Dispositivos de Almacenamiento Flywheel Supercondensadores SMES** Minutos Segundos 1 kW 10 kW 100 kW Pictures of the Future | Otoño 2013 1 MW Centrales Eléctricas de almacenamiento por bombeo Tecnologías Sistemas de almacenamiento químicos Sistemas de almacenamiento electroquímicos Sistemas de almacenamiento mecánicos Sistemas de almacenamiento eléctricos * Sistemas de almacenamiento de aire comprimido ** Los sistemas magnético superconductor de almacenamiento de energía 10 MW 100 MW 1,000 MW canza niveles críticos, los proveedores de energía pueden cortar el suministro de las subredes. El reinicio de la red después de un corte de este tipo se llama un “arranque negro”. Durante una prueba en Italia en 2012, Siestorage fue capaz de reiniciar una subred rural con sus plantas fotovoltaicas conectadas, en sólo milisegundos, después de cortarse la conexión eléctrica. A partir de ahí, los convertidores de la unidad de almacenamiento de la batería mantuvieron una frecuencia de 50 Hertz y se aseguraron que la tensión estuviera estable en 20 kilovoltios. "La capacidad de arranque en negro de Siestorage es verdaderamente una característica única", dice Fuchs. Siestorage también jugarán un papel clave en un proyecto que se lanzará en el otoño de 2014. Siemens se asociará con el fabricante de acero Arcelor Mittal en Eisenhüttenstadt, Alemania, y el proveedor de energía local, VEO, para construir un sistema de respaldo en caso de cortes de energía. Aquí, un dispositivo Siestorage utilizará un motor eléctrico para iniciar la turbina de gas en la planta de energía propia de la acería, con el fin de asegurarse de que la fábrica pueda seguir operando con su red independiente, si hay un apagón. "Este escenario también es relevante para la transición energética", explica Fuchs. "En el futuro, tendremos que tener muchas plantas de ciclo combinado flexibles que puedan arrancar rápidamente si la red falla - y esto es exactamente lo que Siestorage puede hacer. En resumen, se puede utilizar como una alternativa a los motores diésel convencionales”. Siestorage se está perfeccionando continuamente. "Nuestros convertidores y las baterías que están utilizando nos permitirán absorber o suministrar una potencia máxima de dos MW, utilizando un dispositivo de almacenamiento con una capacidad de un megavatio-hora, el cual se almacena en un contenedor estándar de 40 pies", explica Fuchs. "El uso de baterías de mayor rendimiento también puede ser una opción interesante para aplicaciones especiales - por ejemplo, la regeneración de energía del frenado de grúas de contenedores, o en plataformas de prueba de neumáticos." Estas aplicaciones implican el manejo de grandes cantidades de energía en un corto período de tiempo. Pero no toda esta energía se puede almacenar en Siestorage aún, debido al corto ciclo de recarga del sistema. Los expertos de Siemens están trabajando ahora para desarrollar un mayor número de combinaciones que permitirá a los clientes maximizar la producción de sus dispositivos y su capacidad de almacenamiento. Esto asegurará que las redes de los clientes sigan siendo tan estables y eficientes como sea posible. Christian Buck 65 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 66 Infraestructuras Resilientes | El Tsunami en Japón El tsunami devastó áreas importantes en la costa este de Japón. El administrador de Odaka, Yoshiki Konno, perdió su pueblo natal (a la derecha). Visitando de Nuevo Odaka En marzo de 2011 un tsunami de casi 15 metros de altura golpeó la central nuclear de Fukushima Daiichi. Las fusiones resultantes llevaron a Japón a cerrar todas sus plantas nucleares. Desde entonces, los japoneses se han estado preguntando cómo pueden satisfacer sus necesidades de energía eléctrica de una forma rentable, segura y compatible con el medioambiente. Una cosa es segura: el mercado energético de Japón va a cambiar. Yoshiki Konno pensó que iba a morir cuando el nivel del agua llegó a su cuello. Había salvado decenas de vidas ese día cuando condujo hasta el pueblo costero de Odaka, en la prefectura de Fukushima, para advertir a los residentes sobre el tsunami que se dirigía hacia ellos. Konno pasó de casa en casa, instando a la gente a ir hacia zonas más altas, debido a que el tsunami golpearía en pocos minutos. Sabía que, a pesar de las sirenas y de las advertencias al público, algunas personas se negarían a abandonar sus hogares. Pero ni siquiera Konno pensó que la onda podría ser de hasta 15 metros de altura. Como uno de los administradores de Odaka, Konno, de 63 años de edad, es responsable de la protección contra desastres. "A mi regreso, la ola se estrelló contra mi auto, llenando casi toda la cabina con agua", dice. "El agua llegaba 66 hasta mis cejas. Sólo había una pequeña burbuja de aire en la parte superior que me permitió respirar de vez en cuando, hasta que el tsunami se desvaneció”. El tsunami fue provocado por un maremoto de 9,0 de magnitud en la escala de Richter. La ola dejó la ruina a su paso, deteniéndose justo antes de Odaka, que está en un terreno más alto. Alrededor de 16.000 personas perdieron la vida ese 11 de marzo de 2011. El terremoto y el tsunami fueron seguidos al día siguiente por varios colapsos en los reactores de la central de Fukushima Daiichi, a unos 17 kilómetros de distancia. El agua había penetrado en los edificios de los reactores, haciendo que los sistemas de energía de emergencia y la mayoría de los gabinetes de distribución se estropearan. La crisis continuó. Al igual que muchas personas en Japón, Konno ya no cree que la energía nuclear sea segura. Ninguna de las plantas de energía nuclear, de las 54 que operaban en marzo de 2011, está funcionando hoy en día. Muchos de los reactores tienen décadas de antigüedad y ahora están pasando por exhaustivas pruebas de seguridad. Pero el país no puede llegar a un consenso sobre cuál mezcla de energía garantizará la competitividad de Japón y tal vez incluso abra nuevas oportunidades económicas, como las que Alemania espera obtener a través de su transición energética (p.6). En busca de la Matriz Energética Correcta. "Necesitamos el poder económico para mantener nuestra industria competitiva", dice Masakazu Toyoda, director del Instituto de Economía Pictures of the Future | Otoño 2013 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 67 Infraestructuras Resilientes | El Tsunami en Japón Energética de Japón (IEEJ). "No vamos a ser capaces de lograrlo con los combustibles fósiles por sí solos, ya que tenemos que importar casi todos ellos. Y las energías renovables son aún más caras que las importaciones de energía. "Toyoda tiene, sin embargo, un concepto claro de lo que la matriz energética de Japón podría ser para el 2030. Las energías renovables representarían alrededor del 20 por ciento de la mezcla, las centrales nucleares podrían suministrar alrededor de una cuarta parte, y los combustibles fósiles cubrirían el resto. Desde el accidente de Fukushima, los precios de la electricidad han aumentado hasta en un 20 por ciento para las industrias, en la mayor parte de Japón. Para compensar el cierre de los reactores nucleares, las compañías eléctricas han vuelto a antiguas centrales eléctricas de combustibles fósiles. Como resultado, la capacidad de reserva se ha reducido del diez a sólo el tres por ciento. Un fuerte terremoto podría causar que toda la red eléctrica colapse. Una solución parcial podría ser la creación de nuevas plantas de energía a gas, de alta eficiencia. Con alrededor del 40 % de las necesidades energéticas de Japón ya cubiertas por las hitos de Tokio, ofrecen una vista espectacular. A partir de aquí, la megaciudad se parece a un mar casi interminable de luces, cada noche una vista que no tiene comparación en ningún lugar de la tierra. Con más de 35 millones de habitantes, Tokio es el área metropolitana más poblada del mundo. Aunque cubre sólo alrededor del 3,5 por ciento de la superficie de Japón, casi el 28 por ciento de la población del país vive aquí. "Si todo el mundo sube la temperatura de sus equipos de aire acondicionado un poco más y enciende las luces un poco menos, se podrían ahorrar mucha energía ", dice Kobayashi, convencido de que la mejor electricidad es la que no tiene que ser generada. El sistema de aire acondicionado de la Alcaldía de Tokio está ajustado en 28 grados Celsius y se apaga por completo en la noche. Para reducir aún más el consumo de energía, muchos tubos fluorescentes se han quitado. Los interruptores de la luz ahora tienen stickers con un guerrero samurái, agitando un tubo fluorescente, como si fuera una espada y gritando "ahorre electricidad"!. Estas medidas de ahorro han permitido a Japón reducir su demanda de energía de una ción de energía eólica están en Hokkaido, en el norte de Japón”. Las turbinas eólicas representan actualmente sólo el 0,4 por ciento de la energía producida en Japón. En Alemania la cifra es casi del siete por ciento. estaciones eléctricas de gas, el país es el mayor importador mundial de gas natural. Pero en los dos años transcurridos desde el accidente nuclear de Fukushima, el aumento de las importaciones de combustibles fósiles ha convertido el superávit comercial, alguna vez envidiable de Japón, en un déficit comercial sin precedentes. Shoji Kobayashi, Director Adjunto de la Oficina de Medio Ambiente del Gobierno Metropolitano de Tokio (TMG), está convencido de que Japón puede permitirse el lujo de tener un alto porcentaje de energías renovables en su matriz energética, si también aumenta el ahorro de energía en otros lugares. La sede de trabajo de Kobayashi, el Edificio del Gobierno Metropolitano de Tokio, es conocido más allá de los límites de la ciudad. Las plantas superiores de este edificio de 48 pisos, que es uno de los forma increíble, desde el accidente nuclear en marzo de 2011. La carga máxima se redujo en alrededor de 20 GW en las noches – el equivalente a la salida de 14 plantas de energía nuclear. Sin embargo, no bastará con quitar los tubos fluorescentes, a largo plazo. Una solución más prometedora es el uso de tecnología inteligente de edificios. Por ejemplo, un edificio equipado con tecnología de eficiencia energética consume 30 por ciento menos energía que una estructura convencional. "El ahorro de energía es una decisión correcta, pero no resuelve todos los problemas energéticos de Japón", dice Kobayashi. "Japón debe también aumentar sustancialmente la proporción de las energías renovables en su mezcla de energía; solar, eólica y geotérmica. Algunos de los mejores lugares para la genera- mucha más energía de sus aguas termales, en el futuro. La gente se ha bañado en el agua de estos manantiales por milenios. Algún día, el agua caliente de estos manantiales podría servir para impulsar turbinas de vapor con una potencia de hasta 34 GW. La energía mareomotriz es una posibilidad adicional. Japón tiene muy buenos lugares en los que esta tecnología podría ser aplicada comercialmente, sin causar daño al medio ambiente. Siemens es pionera en esta tecnología (ver Pictures of the Future, Otoño 2009, p. 25). Sin embargo, un obstáculo importante para la expansión del uso de las energías renovables en Japón es la dificultad de la conexión a la red de nuevas fuentes de energía, amigables con el medio ambiente. La principal razón es que casi no hay competencia en el mercado de la Pictures of the Future | Otoño 2013 Energía Eólica y Geotérmica. Euros es una empresa japonesa que opera plantas de energía eólica en ocho países, con una capacidad instalada de 2.270 MW. "Somos pioneros en Japón", dice su CEO Masami Shimizu. "Este sector tiene sus riesgos, pero si se hace correctamente, la energía eólica hace una contribución tangible a la protección ambiental." Recientemente, Euros ordenó turbinas eólicas de Siemens para el parque eólico Akita, en la costa noroeste de la isla de Honshu. "Hoy en día hay demasiadas regulaciones. Relajarlas un poco les ayudarían a ampliar la generación de energía eólica ", dice Shimizu, quien señala que si la viabilidad tecnológica fuera su única preocupación, Japón podría generar hasta 280 GW con los sistemas de energía eólica. Japón tiene también un gran potencial geotérmico, lo que significa que podría generar 67 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 68 Infraestructuras Resilientes | El Tsunami en Japón electricidad en Japón. Diez poderosos monopolios se han dividido tradicionalmente el mercado del país. Uno de ellos es TEPCO, que opera la planta de energía nuclear de Fukushima Daiichi. Las personas que viven en el área de TEPCO sólo pueden comprar electricidad de esta empresa. Otra desventaja importante es que la red de energía actual es inadecuada. Una red más integrada estabilizaría la fuente de alimentación de Japón en situaciones críticas. Esto también es una condición previa para la ampliación del uso de fuentes de energía renovables. Las tecnologías que se necesitan para lograr esto han estado disponibles desde hace mucho tiempo, dice Kenichi Fujita, Jefe de Siemens Energy en Japón. Por ejemplo, señala que: "las líneas de transmisión a alta tensión en corriente directa nos permitirían transmitir enormes cantidades de energía con muy poca pérdida, desde las regiones ventosas del norte de Japón, hacia áreas metropolitanas como Tokio y Osaka." Pero este tipo de líneas de energía son aún muy lejanas, y mucha gente piensa que no será posible ampliar y reorganizar las redes de energía de Japón hasta que la producción se separe de la operación de la red. Otras partes del involucrada: "Queremos convertirnos en un proveedor líder de energía verde en Japón", dice Naoki Nakayama, Jefe de Comunicaciones de Softbank. Nakayama admite que no fue fácil para la empresa dar ese paso. "Todos nuestros miembros de la junta se opusieron inicialmente a la idea de involucrarse en el negocio de la energía", dice. "Son tuvo que convencer a todos de su visión, uno por uno." Softbank pretende crear más de 260 megavatios de capacidad de energía solar y eólica en Japón para el 2015. Después de eso, quiere expandirse hacia el extranjero, mediante el establecimiento de plantas de energía en Mongolia y la creación de una súper-red asiática, que algún día podría conectar las redes eléctricas a lo largo de los países asiáticos, incluido Japón. Aunque estas ideas pueden parecer una utopía, empresarios como Son ahora están animando a sus compatriotas a soñar en grande. Después de 20 años de deflación y de estancamiento económico, la economía de Japón está reviviendo y las viejas estructuras se están desmoronando. "Este nuevo optimismo se ha extendido al sector de la energía", dice Yotaro Akamine, de la firma de consultoría empresarial En marzo de 2011 las Centrales Nucleares de Japón fueron Desconectadas mundo han desagregado sus mercados de energía de esta forma desde hace mucho tiempo. En la práctica, la separación significa que las empresas que generan electricidad no pueden también operar las redes de energía, y que los productores independientes deben tener derecho a alimentar su electricidad a la red. KPMG. "Las fuentes de energía renovables representan sólo un uno por ciento de la mezcla de electricidad de Japón, pero podrían aumentar a un 30 por ciento para el 2030. El factor clave es la liberalización del mercado y la desagregación de las redes de energía”. "No importa cuál sea el camino que Japón decida tomar, ya se están dando pasos importantes", dice Shuji Miyasaka, socio de KPMG en Tokio. Estos pasos incluyen nuevas plantas de generación a carbón y gas, que ya están siendo planificadas y construidas, y turbinas de gas de Siemens, algunas de las cuales están ubicadas en la isla de Okinawa, donde Siemens también se encarga de su mantenimiento. Japón también ha comenzado a comprometerse con una energía más limpia, desde el desastre de Fukushima. Ha invertido en plan- tas de energía de combustible fósiles altamente eficientes, en más renovables y en el ahorro sistemático de energía. Sin embargo, todavía no está claro a dónde conducirán estos caminos, y nadie sabe lo que va pasar con las centrales nucleares del país en los próximos años. Incluso Yoshiki Konno no excluye la posibilidad de que la energía nuclear haga una reaparición temporal. Konno conduce de nuevo a Odaka y camina por sus calles desiertas, pasa delante de su casa, cerca del reactor averiado. Cerca de 150.000 personas tuvieron que abandonar sus hogares a causa del accidente nuclear. Después de un corto trayecto en auto fuera de la ciudad, su contador Geiger muestra niveles de radiación de 10 microsieverts por hora 100 veces más alta que la radiación ambiental Visiones Revolucionarias. El Presidente y CEO de Softbank, Masayoshi Son, tiene lo que probablemente es la visión más revolucionaria para el mercado eléctrico japonés. Son, un multimillonario hecho a pulso, se encarga de que su empresa genere la mayor parte de sus ventas del negocio de la telefonía celular. Pero desde que el gobierno introdujo tarifas de alimentación reglamentarias para la energía solar y eólica en julio de 2012, la firma ha estado 68 600 400 % 822 288 67 822 16 551 200 0 5 74 800 Combustibles fósiles Nuclear 5 0.5 ? Y en el Futuro? 1.9 0.6 8.2 31.5 60.0 Renovables 734 FY 2010/2011 FY 2012/2013 (Abril-Marzo) (Abril-Marzo) 8.0 Hidroeléctrica 89.3 ? Fuente: METI: Agencia de Recursos Naturales y Energía Energía generada en TWh 918 Pictures of the Future | Otoño 2013 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 69 Infraestructuras Resilientes | Redes Inteligentes en Tokio. Odaka, que tenía alrededor de 13.000 habitantes, ahora sólo puede ser visitada en el día. "Los escombros no ha sido completamente removidos todavía, porque la ciudad está en un área restringida. Es bastante espeluznante - gran parte de la zona sigue siendo exactamente como quedó después del desastre ", dice Konno. Las ruinas de las casas destruidas por el terremoto se ven como salpicaduras en un paisaje; hay aún bicicletas oxidadas y abandonadas en la estación del tren, por más de dos años. Las paredes de metal corrugado están fuera de sus marcos, batiéndose en el viento. Hay carros destrozados que yacen donde el tsunami los dejó, en campos fuera de la ciudad. Unas canciones pop japonesas suenan en altavoces improvisados. Konno se aseguró de que la música sonara en la ciudad fantasma, para que la gente como él no se sienta tan sola cuando visita Odaka. Una voz de mujer suena en el altavoz, canta sobre su corazón roto. El contador Geiger vibra aquí también, pero la dosis en esta parte de Odaka es relativamente baja, de 0,23 microsieverts por hora. "A las personas de edad avanLos niveles de radiación cerca de Fukushima todavía son elevados, y las fugas son a menudo los titulares de noticias. Más energía a partir de fuentes renovables, como la energía eólica, podría ayu- dar a Japón a cumplir con sus futuras necesidades, de una forma más sostenible. Se hacen llamados a ahorrar energía - a veces con imáge- nes agresivas (derecha). zada, en particular, les gustaría regresar", dice Konno. La energía nuclear le ha dado al hijo de Konno un trabajo. En el pasado, a menudo se decía en los medios de comunicación que Japón necesitaba energía nuclear para mantener su economía competitiva. Pero luego, la energía nuclear se llevó su casa y su ciudad natal. "A largo plazo, vamos a tener que renunciar a la energía nuclear", dice. "Pero probablemente tendremos que dejar funcionando algunos reactores por unos años." El viento sopla a través de las canas de Konno, y se escucha en el altavoz a una mujer cantando sobre un amante, que parte en un tren. La última vez que un tren se detuvo en la estación de Odaka fue el 11 de marzo de 2011. Andreas Kleinschmidt Pictures of the Future | Otoño 2013 Para reducir el impacto de los cortes de energía, Hawaiian Electric Company instaló tecnología inteligente de Siemens. Protegiendo el Paraíso de la Oscuridad Utilizando la tecnología inteligente de Siemens, los clientes de Hawaiian Electric Company en la isla de Oahu, están ganando confiabilidad y beneficiándose de las mejoras de la red. Esto ayudará a la compañía a agregar más recursos renovables para su portafolio energético. Hawái es uno de los centros de población más aislados del planeta. Sin embargo, esta isla paradisíaca se ha asociado con la energía desde la misma invención de la bombilla eléctrica. Uno de los pioneros de la energía eléctrica fue el rey David Kalakaua, monarca hawaiano. A finales de 1870 Kalakaua decidió aprender más sobre electricidad. En 1881 se reunió con Thomas A. Edison, en Nueva York, y cinco años más tarde, una bombilla alimentada por un generador se encendió en el palacio real hacia las 7 p.m. Poco tiempo después de esa famosa noche, todo el palacio comenzó a usar la electricidad. Este acontecimiento histórico sentó las bases de lo que en 1891 se convertiría en Hawaiian Electric Company. Desde el comienzo, la empresa tuvo que superar los desafíos relacionados con el aislamiento geográfico de Hawái. Al igual que muchas otras islas que no tienen reservas de combustibles fósiles, Hawái importa petróleo para generar electricidad. Los al- tos costos del transporte del petróleo han influido en los precios de la energía, que son mucho más altos que en la parte continental de EE.UU. Esta es una de las principales razones por las que Hawái tiene previsto aumentar la proporción de fuentes renovables en su mix energético al 40 por ciento para el 2030. Hawaiian Electric y sus filiales, Maui Electric Company y Hawaii Electric Light Company, están en camino de cumplir con este objetivo. A mediados de 2013, las tres empresas de servicios públicos estaban en el 18 por ciento, superando el hito del 2015 del 15 por ciento. Sin embargo, el objetivo es producir energía que no sólo sea más amigable con el medio ambiente, sino también igual de confiable. El terreno montañoso, un alto contenido de sal en el aire, y con frecuencia tiempos de tormentas, plantean serios desafíos a la continuidad del servicio eléctrico en las islas hawaianas. No hay interconexiones eléctricas entre islas. Por esta razón, la red de Oahu siempre 69 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 70 Infraestructuras Resilientes | Redes Inteligentes mantiene la capacidad en reserva, con el fin de estar preparada para una emergencia. Uno de los desafíos recientes de Hawaiian Electric es que teniendo la capacidad de reserva, no contaba con los medios para transportar la energía al centro de carga que la necesitaba, sin necesidad de construir nuevas líneas de transmisión. Por ello, la compañía ha desarrollado un plan para la modernización de su red eléctrica. El objetivo general consiste en conectar más energía renovable al sistema y utilizar la infraestructura existente de manera más eficiente. Siemens está apoyando este esfuerzo con sus tecnologías de redes inteligentes, y Hawaiian Electric ya está utilizando uno de los sistemas de gestión de energía de la compañía. Estos sistemas proporcionan rápidamente a los proveedores de energía una visión general de la red y les permite responder a los problemas rápidamente. Conectado los Corredores. Un ejemplo reciente de un proyecto de modernización de la red en Hawai es el Proyecto de Transmisión de Oahu Este. La mayor parte de la generación de energía en Oahu se encuentra en la parte occidental de la isla, pero los centros de carga están en el este, principalmente en Honolulu. La energía es entregada, a través de terrenos irregulares, por dos corredores de transmisión a lo largo del norte y sur de la isla. Estos corredores no están interconectados con el área de servicio del este, que consume más de la mitad de la energía de Hawaiian Electric. Pero sin una conexión de este tipo de línea de transmisión, la fiabilidad del servicio en la zona oriental podría estar en riesgo, al estar conectado solamente al corredor de transmisión del norte. El proyecto apunta a resolver este problema en dos fases. La primera fase del proyecto construye más capacidad de subtransmisión, desde el corredor sur de la zona, al este. Esto proporcionará los medios para que la carga se desplace entre los corredores del este y sur y minimice la probabilidad de una sobrecarga en la línea de transmisión, debido a fallas en varias líneas de transmisión. La fase uno, sin embargo, no resuelve la preocupación de fiabilidad para las comunidades pequeñas en el área del este. Con el fin de restaurar la energía a estas áreas, sería enviado personal especializado para cambiar manualmente las líneas de subtransmisión de la zona para restaurar la energía. Se espera que este proceso manual pueda tomar de 2 a 4 horas para restaurar el servicio. Para reducir el tiempo de restablecimiento del servicio, la segunda fase es añadir un nuevo transformador de 80 Megavolt amperios y 1,6 millas (2,5 km) de líneas de sub-transmisión subterráneas, a lo largo de una carretera principal, en una zona urbana densamente poblada de Honolulu. El 70 Los equipos eléctricos en Hawái tienen que soportar terrenos montañosos, aire con sal, y poderosas tormentas. objetivo de la segunda fase fue restaurar automáticamente la energía a las áreas “de bolsillo”, (comunidades pequeñas con características especiales) en segundos, en vez de horas. Debido al impacto en los costos estimados de la construcción para la comunidad, Hawaiian Electric modificó la segunda fase del proyecto instalando un sistema de control, supervisión de equipos y adquisición de datos (SCADA- Supervisory Control and Data Acquisition) para restaurar la energía a estas comunidades. El objetivo era utilizar la capacidad disponible del servicio del área de forma más eficiente. Una Solución inteligente. El componente principal de la solución modificada en la segunda fase fue una unidad de control de Siemens llamada SICAM, diseñada para controlar las líneas de transmisión que alimentan la subestación de transmisión en el área de servicio del este. En caso de que una línea de transmisión completa falle, la unidad SICAM inicia un esquema predeterminado de conmutación de subtransmisión para restaurar automáticamente la energía a la zona. SICAM también utiliza la información de un sistema instalado en Hawaiian Electric (Siemens Spectrum Power Energy Management System) para asegurar la capacidad de subtransmisión adecuada y asegurarse de que esté disponible en el área de servicio, antes de iniciar el proceso de conmutación. Esta verificación de la capacidad, se necesita para asegurarse de que no haya una sobrecarga en el área de servicio, lo que podría interrumpir el servicio. Para hacer posible que SICAM pueda restaurar automáticamente el servicio de energía, se instaló también un equipo SCADA en ocho subestaciones de distribución en las áreas primarias y de servicios, y un modificador de línea de subtransmisión. Para Hawaiian Electric Company, esta fase dos del proyecto es un claro ejemplo de una red de "auto-sanación". Esta configuración da a la compañía eléctrica el tiempo suficiente para solucionar el problema. “SICAM controla y monitorea la transmisión en caso de una anomalía. Al mismo tiempo, informa de la condición de la red al centro de control. Esto da a Hawaiian Electric un sistema más seguro de suministro de energía, así como una mejor visión de su red eléctrica, en conjunto ", dice Ken Geisler, Vicepresidente de la División Smart Grid de Siemens en EE.UU." Mientras más transparente sea la red, más rápido se pueden localizar y eliminar los problemas ", explica. Hasta ahora, el método típico para mitigar la preocupación de la fiabilidad de la red era tener una capacidad adicional en el área de servicio. Este proyecto es un claro ejemplo de la utilización de tecnologías inteligentes para utilizar la capacidad del sistema de proporcionar confiabilidad a múltiples áreas de servicio. Esta innovación no sólo mejora la fiabilidad de la red, sino que aumenta la utilización y el rendimiento de los equipos de la infraestructura existente. Hawaiian Electric tuvo la suerte de recibir del gobierno federal cerca de un tercio ($ 5.3M) de los $ 15,4 millones que necesitaba para el proyecto, como resultado de la Ley de Recuperación y Reinversión. El proyecto de Siemens es sólo parte de un importante plan para equipar toda la arquitectura eléctrica en Hawaii con tecnología de redes inteligentes. Esta administración y gestión de las redes será especialmente importante en el futuro, dado que la energía procedente de fuentes renovables, como el viento y el sol, no siempre estará disponible en cantidades suficientes cuando sea necesario. Hubertus Breuer Pictures of the Future | Otoño 2013 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 71 Infraestructuras Resilientes | Energía Geotérmica Islandia ofrece las condiciones ideales para la generación de electricidad a partir de la energía geotérmica. Energía de la Tierra La energía geotérmica se puede usar para generar electricidad en muchos lugares. Sin embargo, cada lugar presenta desafíos únicos relacionados con el riesgo de terremotos, vapor corrosivo, y otros factores. Las plantas que se adapten a las condiciones del lugar, pueden explotar esta fuente limpia y confiable de energía, de manera más costoeficiente. Está muy caliente en el centro de la tierra. Con casi 6.000 ° C, las temperaturas allí son comparables a las de la superficie del sol. Los efectos de este calor se pueden sentir en la superficie de la tierra en forma de volcanes, aguas termales, y géiseres. Pero parte de este calor puede ser aprovechado para nuestro beneficio, como la generación de electricidad. De hecho, las plantas de energía geotérmica ya están generando más de 60 teravatios hora (TWh) de electricidad al año. Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), la energía geotérmica tiene todavía un gran potencial sin explotar. En 2050 la producción de tales plantas de energía podría aumentar a 1.400 TWh al año, o hasta el 3,5 por ciento de la producción mundial de electricidad. Sin embargo, antes de que tales cifras se puedan lograr, se necesitan muchas mejoras. Y eso es algo en lo que Donald Leger ha estado trabajando por más de 20 años. Durante mucho tiempo, Leger trabajó en la optimización del diseño y el servicio de las turbinas de vapor para TurboCare, una filial de Siemens. Desde 2012 ha participado en un nuevo proyecto de turbinas de vapor geotérmico en Siemens Pictures of the Future | Otoño 2013 Energy. Leger ha visto muchas plantas de energía geotérmica durante su carrera. No todos los lugares son adecuados para la producción de energía. Pero a lo largo del "Anillo de Fuego" del Pacífico, en los límites entre las placas tectónicas, por ejemplo, las condiciones son especialmente buenas. En esos puntos, la energía desde el interior de la tierra puede elevarse fácilmente a la superficie, donde se crean volcanes, así como capas freáticas de agua muy caliente en la corteza de la tierra, que se pueden utilizar para la generación de energía. Sin embargo, una planta de energía también tiene que cumplir con otras condiciones. "Los mejores lugares para desarrollar la energía geotérmica son, por supuesto, donde las altas temperaturas están cerca de la superficie y a la vez hay demanda local de electricidad", dice Leger. "Es por eso que la Costa Oeste de los EE.UU., Indonesia, Filipinas, Islandia y Kenia ofrecen particularmente buenas condiciones." En Europa, la energía geotérmica ha jugado un papel en la mezcla de energía por un largo tiempo. Las primeras plantas de energía geotérmica fueron construidas en Italia a principios del siglo 20. Ahora, otros países como Alemania y Suiza también utilizan esta tecnología. El problema es que en Europa central sólo se puede llegar a aguas suficientemente calientes mediante la perforación de agujeros muy profundos y el uso de procesos muy complejos. En Suiza esta perforación ya ha causado pequeños terremotos, que a su vez han desencadenado protestas (ver Pictures of the Future, Primavera 2012, p. 95). Independientemente de donde se encuentre una planta de energía geotérmica, siempre se emplea el mismo principio básico: se perfora un orificio en una capa freática, capaz de almacenar agua de la tierra, que a menudo se encuentra a más de 1.000 metros de profundidad. En esta capa, el agua está bajo presión en general de 3,5 a 15 bar. Esta presión hace que el agua se eleve a través del pozo hacia la superficie, donde, o bien fluye como agua o aparece en forma de vapor. A temperaturas tan altas como 250 ° C, el vapor acciona una turbina y su generador. Después de que se haya enfriado, el agua se bombea de nuevo al subsuelo caliente. Dependiendo de la temperatura del agua, se utilizan diversos métodos para generar electricidad a 71 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 72 Infraestructuras Resilientes | Energía Geotérmica partir de la energía geotérmica. A bajas temperaturas – aproximadamente a 150 º C - el agua se calienta desde el subsuelo, en general en un segundo circuito cerrado, usando un líquido orgánico con un punto de ebullición más bajo que el del agua. Este líquido impulsa una turbina después de ser vaporizado. A temperaturas más altas, el vapor seco desde las profundidades de la tierra también puede ser canalizado directamente a una turbina. Esto aumenta la eficiencia global de la planta y permite que la electricidad se produzca a menor costo. "Podemos utilizar el vapor tan caliente como 250 ° C. Mientras más frío esté el vapor, más agua líquida contiene. Tenemos que quitar esta agua primero, para que no se supere la humedad admisible en las turbinas ", explica Michael Barth, responsable de desarrollar las primeras turbinas de vapor de Siemens para uso en plantas de energía geotérmica. "Llamamos a este proceso “flashing”. En la mayoría de los casos esto implica una especie de centrifugadora arriba de la turbina." nes - a pesar de que Siemens sólo comenzó a desarrollar turbinas para esta aplicación en el año 2011. Después de todo, la empresa puede recurrir a su conocimiento en el desarrollo de turbinas de vapor convencionales y, sobre todo, a la amplia experiencia de su filial TurboCare en mantenimiento de turbinas de vapor geotérmico, construidas por otras empresas. "El trabajo de mantenimiento de TurboCare nos ha enseñado cómo desarrollar turbinas de vapor para condiciones difíciles. Ahora sabemos cuáles materiales utilizar para minimizar la erosión y la corrosión ", dice Leger. Por ejemplo, los diseñadores utilizan acero inoxidable resistente a la corrosión para las aspas de las turbinas. "Adaptamos el material y el diseño, en función de la composición química del vapor en el sitio de la planta de energía", añade Barth. "Por ejemplo, si el vapor es más perjudicial de lo normal, aumentamos el contenido de cromo en el acero de las aspas. Para hacer frente a condiciones extremas, usamos acero que tiene un con un sistema de corte automático, que desconecta inmediatamente las turbinas de forma segura si hay una actividad sísmica fuerte. Esto reduce el riesgo de daños, porque las turbinas son más sensibles a los choques externos cuando están en funcionamiento. Los cimientos de las plantas de energía también tienen que ser a prueba de impactos. A pesar de estos desafíos, la energía geotérmica se puede pagar en las condiciones adecuadas, ya que combina las ventajas de las centrales eléctricas convencionales con las de las fuentes de energía renovables. A diferencia de los sistemas de energía eólica y solar, las plantas de energía geotérmica pueden operar durante todo el año y por lo tanto pueden ser utilizadas para cubrir la carga base. Además, al igual que con las energías renovables, no hay costos de combustible. Sin embargo, la planificación de este tipo de plantas es compleja. "La construcción de una central térmica de carbón es relativamente fácil porque se puede regular su presión y temperatura se- Cuando se trata de la energía geotérmica, cada sitio es único. Las turbinas de vapor, las partes de la turbina y los materiales deben adaptarse a las condiciones. Además de agua, otras sustancias tienen también que ser eliminadas. Ya que el vapor cargado de agua absorbe sulfuro de hidrógeno, otros gases, sales y piedras pequeñas, que se filtran a través de las capas del suelo. Un sistema arriba de la turbina puede eliminar muchas de estas sustancias, pero no todas ellas, y este es un problema importante para las turbinas que utilizan vapor de agua que viene directamente de la tierra. Las sustancias del subsuelo hacen un gran daño en las aspas de las turbinas y en otros componentes de la planta de energía geotérmica, cosa que no sucede con el vapor en las plantas eléctricas de turbinas de vapor convencionales. Esto da como resultado la corrosión, erosión, y la reducción de la eficiencia. "La tasa de desgaste en el interior de una turbina de vapor geotérmico depende de las condiciones del lugar donde se establezca la planta", dice Barth. "La turbina debe ser revisada cada tres a diez años, dependiendo de la calidad del vapor." Las turbinas de vapor geotérmico de Siemens están bien equipadas para tratar tales condicio72 contenido de cromo del 12 por ciento. También usamos acero de alta calidad en lugar de acero normal para las partes de la turbina que entran en contacto con el vapor”. Los distintos tamaños de los modelos de las turbinas de Siemens cubren potencias que van desde cinco a 120 megavatios. El número de etapas y la longitud de las aspas pueden ser adaptados a las condiciones específicas del proyecto, dependiendo del volumen y la presión del vapor. Porque no todo lo que viene de las profundidades es bueno para el ambiente de la superficie, la planta y sus equipos deben ser diseñados para manejar los gases no condensables. El objetivo es bombear casi la totalidad de las sustancias peligrosas, de nuevo al subsuelo. Desconexión ante Terremotos. Además de las difíciles condiciones de las turbinas de vapor, los desarrolladores también tienen que hacer frente a otro gran reto: los terremotos. Los temblores son comunes donde los volcanes rugen y las placas tectónicas chocan. Por eso las turbinas de vapor de Siemens están equipadas gún sea necesario, sin importar de dónde se obtenga el carbón. Pero cuando usted está planeando una planta de energía geotérmica, primero hay que hacer un examen geofísico del sitio para asegurarse de que hay suficiente calor y agua ", dice Leger. Después, los desarrolladores deben perforar varios agujeros para acceder al vapor o al agua caliente. Los Ingenieros adaptan entonces la turbina a las impurezas, a la temperatura y a otros parámetros del vapor. Después de terminada, una planta de energía geotérmica es una de las formas más rentables de generación de electricidad. De hecho, ya puede competir con las plantas de energía convencionales. Lazard Ltd., una firma de consultoría financiera, ha calculado que el costo de generación de un megavatio-hora (MWh) de electricidad geotérmica es de casi $ 90. En otras palabras, la energía geotérmica cuesta, en general, menos que la energía solar. En los lugares óptimos, los sistemas geotérmicos son incluso más rentables que muchas plantas de generación a carbón. Andreas Wenleder Pictures of the Future | Otoño 2013 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 73 Infraestructuras Resilientes | Redes de Acueducto Bichisan Viorel es uno de los muchos inspectores de la empresa rumana de servicios públicos Aquatim. Todos los días, los inspectores examinan las instalaciones en todo el país y solicitan mejoras en caso necesario. "Aquí, en Timişoara, la tercera ciudad más grande de Rumania, estamos tomando muestras de agua de al menos 32 lugares," dice el Dr. Katalin Bodor, el director de la oficina principal de Aquatim. Dentro de las herramientas estándar de Viorel están unas botellas de vidrio. "Ponemos las muestras aquí", dice, abriendo una de las botellas. Al tomar una muestra, Viorel se asegura de no tocar el interior de la tapa de la botella. "De lo contrario podría alterar el resultado", explica. "Estas muestras se toman con el fin de revisar un total de 20 atributos de calidad en el laboratorio. Ellos nos permiten extraer algunas con- Casi la mitad de la población de Rumania todavía no tiene acceso a agua potable. El problema es grave en las zonas rurales. Grandes Ahorros en la Tubería Casi el diez por ciento de la población mundial no tiene acceso a agua potable. Una de las razones es el desastroso estado de muchas redes de abastecimiento de agua. Una nueva plataforma en línea de Siemens se compromete a brindar ayuda para contrarrestar este problema. clusiones con respecto a toda la red de abastecimiento de agua de la ciudad”. De acuerdo con una iniciativa financiada por la Unión Europea conocida como Connect.Euranet, casi la mitad de la población de Rumania no tiene acceso a agua potable limpia. Las zonas rurales son las más afectadas, ya que sólo el 10 por ciento de las aldeas cuenta con una red de suministro de agua. Pero los 11 millones de rumanos que están conectados a la red de abastecimiento público de agua no están mucho mejor, ya que las tuberías de agua en mal estado y la mala calidad del agua son extremadamente comunes. Según Aquatim, la red de Timisoara cubre 637 kilómetros que sirven a unas 330.000 personas cada día. Sin embargo, hasta el 41,5 por ciento del agua (alrededor de 61.000 litros) se filtró por las tuberías en el 2012, desperdiciándose en el suelo. Tales problemas no se limitan a Rumania. La situación del suministro de agua de Italia es similar. Debido a la insuficiencia de inversiones en las redes de abastecimiento de agua, el 30 por ciento del agua potable del país se pierde antes de llegar a un grifo. Otros países europeos también se ven afectados por las filtraciones. Francia pierde 26 por ciento del agua de esta manera, España y el Reino Unido el 22 por ciento, y Alemania un 6,8 por ciento. Pictures of the Future | Otoño 2013 Por esto, la Unión Europea puso en marcha, en octubre de 2012, un proyecto de investigación denominado "ICT Solutions for Efficient Water Resources Management (ICe-Water)” Soluciones para la Gestión Eficiente de los Recursos Hídricos”. El proyecto tendrá una duración de tres años. Los socios del proyecto, incluyendo empresas como Siemens y compañías de servicios públicos de agua, como Aquatim y Metropolitana Milanese, se esfuerzan por mejorar la calidad del agua y la oferta. También se están concentrando en hacer que las estaciones de bombeo de agua sean tan eficientes energéticamente como sea posible y en reducir el número de fugas en la red de suministro de agua. El equipo de Siemens en este proyecto está dirigido por el Dr. Parag Mogre, de Corporate Technology (CT) en Munich. Para el otoño del 2014, su equipo instalará "tramos de prueba" en las redes de agua de Timişoara y Milán, equi- pados con sensores que miden la velocidad del flujo del agua, la presión, la conductividad, la turbidez y el contenido de cloro, lo que hará las redes "inteligentes". Los sensores, montados en las superficies del interior y exterior de las tuberías, utilizan el ultrasonido y la inducción magnética para medir la presión y el caudal del agua. Estas mediciones permiten a los inspectores sacar conclusiones sobre el estado de las tuberías y encontrar cualquier fuga (ver Pictures of the Future, Primavera 2012, p. 64). "También queremos instalar medidores inteligentes en los edificios residenciales, a lo largo de los tramos de prueba", dice Mogre. "Este tipo de medidores registran el caudal de agua de un edificio y generan información que permite a las empresas de servicios públicos planificar y garantizar el suministro adecuado de agua, de manera más precisa. Se espera que los resultados para ayudar a las empresas participantes limiten la pérdida de agua cuando expandan sus redes de suministro"(ver Pictures of the Future, Otoño 2012, p. 99). Los datos de los 124 sensores en Milán y los 22 sensores en Timişoara alimentan a un sistema SCADA que supervisa y controla los procesos, almacena los datos y, si se desea, los transfiere a la nueva plataforma en línea - el sistema IceWater. Este sistema hace posible la creación de una cabina inteligente de 73 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 74 Infraestructuras Resilientes | Sensores Inalámbricos agua- Smart Water Cockpit - un portal de Internet al cual se puede acceder por medio de teléfonos inteligentes y Tabletas PC. Los datos transferidos desde el sistema SCADA se resumen y se ponen a disposición en un formato estandarizado. En principio, los datos de medición incluso podrían ser entregados en tiempo real pero con el fin de optimizar el volumen de información y el uso de energía, los datos de medición se publicarán sólo bajo pedido. Pronósticos del Uso del Agua. Un ejemplo del nuevo servicio del sistema IceWater es proporcionar un "pronóstico de la demanda", un software que utiliza los datos de los sensores para hacer previsiones sobre el consumo de agua, con una extrema precisión. El objetivo del servicio es hacer posible el ajuste de la red de acueducto para satisfacer la demanda fluctuante. Además, el software enviará información de alarma y sugerencias sobre qué acción tomar, al sistema SCADA, donde se toman las decisiones finales y se tiene el control de los distintos elementos de la red de agua (por ejemplo, las bombas). Smart Water Cockpit también podría configurarse para notificar alarmas a los usuarios registrados. Por ejemplo, el personal de abastecimiento de agua podría ser notificado de una alarma por correo electrónico, y luego obtener la información necesaria a través del portal de Internet. De esta manera, los problemas en la red de acueducto podrían ser identificados y tratados en su etapa temprana. "Los usuarios también podrán poner a prueba algunos parámetros de la red de distribución de agua en esta plataforma", dice Mogre. "Por ejemplo, un individuo puede acceder a la información desde un iPad y simular cambios en el suministro de agua, con el fin de evaluar sus efectos sobre la demanda de energía o el índice de fuga." La empresa de acueducto de Milán, Metropolitana Milanese, tiene la intención de utilizar esta tecnología para reducir su consumo de energía. Los operadores en el centro de control de la ciudad podrán utilizar un iPad para determinar la cantidad de agua que los hogares utilizan realmente. Ellos pueden determinar cuál bomba operar, cuándo, durante cuánto tiempo y con qué resultado. "Esto puede ahorrar grandes cantidades de energía. De hecho, será posible basar todos los horarios de bombeo sobre el consumo real de agua de un lugar ", dice Mogre. Bichisan Viorel también tendrá un iPad, pero se quedará con sus botellas de vidrio. Como usuario registrado de Smart Water Cockpit, recibirá la notificación en tiempo real de dónde se deben tomar muestras de agua, y seguirá usando sus botellas para hacerlo. Susanne Gold / Julia Hesse 74 Midiendo Toneladas Las locomotoras están sujetas a dramáticas tensiones e impactos de carga. Pero los sensores que miden estas tensiones son vulnerables a la interferencia electromagnética de los motores eléctricos y los variadores del sistema de tracción de un tren. Para solucionar esto, Siemens ha desarrollado sensores inalámbricos que operan con una precisión de 100 microsegundos. ¿Qué tienen en común un monitor de bebé y un par de audífonos inalámbricos? La respuesta es, por supuesto, que estos dos dispositivos funcionan sin necesidad de cables. De hecho, nuestras vidas están llenas de dispositivos que se comunican a través de señales de radio - y generalmente lo hacen de forma rápida, fiable y sin pérdidas de transmisión. En el mundo inalámbrico de hoy, el desorden de cables es cosa del pasado. Sin embargo, las comunicaciones inalámbricas de datos no se usan en todas partes. En las locomotoras, por ejemplo, los sensores que se utilizan para medir la tracción y el impacto de las cargas mientras que el tren está en movimiento, están todavía conectados a un procesador central. "Y lo mismo se aplica a las turbinas eólicas, a los automóviles y a los aviones. Todos ellos utilizan sensores cableados ", explica el Dr. Werner Breuer, Jefe de Diseño de Sistemas y Computación de la División Rail Systems de Siemens. Para vehículos ferroviarios, esto implica una serie de inconvenientes. Para empezar, el duro cableado de todos los sensores en una locomotora es un trabajo difícil. En segundo lugar, un problema aún mayor es la interferencia electromagnética que emana de una variedad de fuentes, en el compartimiento del motor. Electromagnéticamente hablando, una locomotora es una zona "sucia" que se ve afectada por la interferencia de una variedad de fuentes, tales como motores eléctricos y convertidores. En el caso de los sensores con cables, esto puede dar lugar a falsas lecturas y problemas con la transmisión de datos. La solución tradicional a este problema es establecer la mayor cantidad de cableado como sea posible a lo largo del cuerpo exterior de la locomotora. Sin embargo, esto también puede conllevar problemas. Por ejemplo, estar expuesto constantemente a todo el impacto de los elementos naturales - ya sea calor, frío, lluvia o nieve - y sufrir sus consecuencias. Del mismo modo, la limpieza del tren también puede llevar a defectos. Pero si los sensores y el cableado están montados en la parte inferior de la locomotora, también son vulnerables a daños por piedras en el lecho de la vía. En otras palabras, hay una apremiante necesidad de sensores inalámbricos para vehículos ferroviarios. Las locomotoras modernas constan de un número creciente de componentes de una variedad de proveedores - por ejemplo, motores eléctricos, tomas e interruptores para el arranque. Para garantizar que todos estos elementos interactúen sin problemas, es vital controlar una gran variedad de cargas mecánicas. Cuando una locomotora está en movimiento, el tren y la superestructura - es decir, el cuerpo están sujetos a fuerzas poderosas. Esto somete a los componentes a grandes tensiones, a pesar de su robusto diseño y su peso sustancial. Pictures of the Future | Otoño 2013 66-75_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:42 Página 75 Los sensores inalámbricos son fáciles de instalar y requieren poco mantenimiento. En las locomotoras, miden la tracción y el impacto de las cargas. en Microsegundos Sin embargo, una consideración de diseño importante es reducir el peso, con el fin de hacer las locomotoras más eficientes energéticamente y tan utilizables como sea posible. Por lo tanto, es vital monitorear con precisión las cargas mecánicas a las que están sometidos los componentes. Sólo si se garantiza la seguridad estática y dinámica de la locomotora pueden los ingenieros comenzar a pensar en usar menos material. "Nuestro objetivo era crear una solución inalámbrica para supervisar el rendimiento de una locomotora mientras está en operación", dice Martin Glänzer, un ingeniero de desarrollo de soluciones de alta frecuencia en Corporate Technology (CT), la unidad central de investigación de Siemens, en Munich. Este era también el objetivo del proyecto Akusens, lanzado en junio de 2009. Financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación Alemán, el Proyecto involucraba a Siemens y a otros seis socios. "Fue la primera vez que los sensores inalámbricos se probaron en las locomotoras", explica el Dr. Hubert Mooshofer, director de proyectos de Sensors Technologies en CT. Mooshofer y su equipo desarrollaron los sensores inalámbricos: dispositivos del tamaño de una moneda de € 2 que se unen a un transmisor de radio del tamaño de la mano. Una vez que los sensores han sido probados con éxito en el laboratorio, era el momento de ponerlos a prueba en una vía férrea. Las pruebas iniciales se realizaron en la pista de pruebas de Siemens en Allach, cerca de Munich. Después de tres meses de pruebas, los sensores estaban listos para someterse a prueba en la operación diaria. Para esto se eligió la ruta entre Rotterdam y Muttenz, un municipio en Suiza. Durante un Pictures of the Future | Otoño 2013 período de nueve meses, los sensores supervisaron una locomotora de carga en su servicio normal, lo que garantiza que la prueba se realizó en condiciones reales. "Un verdadero caballo de carga", opinó Breuer de la locomotora de Siemens, que tiene una potencia de 6.400 kilovatios y pesa 90 toneladas. A 140 kilómetros por hora, su velocidad máxima es relativamente baja, pero esto no afecta la prueba de ninguna manera. "Las locomotoras giran y se flexionan, incluso a velocidades mínimas", explica Breuer. Esto ocurre incluso cuando se cruza un puente a paso de hombre o al entrar en una estación. Por eso los investigadores estaban especialmente interesados en medir la torsión de la carrocería del vehículo. Al hacer esto, los sensores registran el grado de aceleración en una serie de puntos de medición, y no la cantidad real de distorsión en milímetros. En total, se instalaron 20 nodos de sensores a lo largo de la locomotora. Mediante la comparación de los datos recibidos de cada uno, fue posible perfilar las vibraciones y las cargas experimentadas por la locomotora y, de esta manera, describir las tensiones sobre los componentes individuales, a largo plazo. Sobre la base de los datos de vibración, se pudo ver cómo la torsión afecta la carrocería del vehículo y el tren de rodaje. Para el ojo humano, sin embargo, tales movimientos permanecen invisibles, ya que los componentes afectados se mueven sólo unos pocos milímetros. "Las mediciones realizadas por los sensores inalámbricos son comparables a las realizadas por los sensores cableados convencionales," explica Mooshofer. Los sensores tienen que operar con una precisión de 100 microsegundos, de manera que también puedan resolver los movimientos opuestos. Sin embargo, su extremadamente alta resolución no es la única cosa especial sobre los sensores. "Otra característica realmente inteligente es que todos ellos tienen una marca de tiempo idéntica", explica Breuer. Esto es crucial, ya que las lecturas del sensor son comparables sólo si se toman exactamente al mismo tiempo. Para garantizar esto, cada sensor tiene su propio generador de reloj que determina la frecuencia con que se sincroniza con los otros sensores. Incluso una brecha de un milisegundo entre dos lecturas pondría en peligro el resultado. El proyecto Akusens se concluyó en noviembre de 2012. Aunque todavía hay algunos problemas que necesitan ser resueltos con respecto a la transmisión inalámbrica de datos, Breuer afirma: "Nos sorprendió lo bien que los sensores funcionaron." Por ejemplo, continuaron trabajando de forma fiable y precisa, incluso a temperaturas tan bajas como -20 grados centígrados y tan altas como 85 grados. En el futuro, los sensores también se pondrán a prueba en otras áreas. Los trenes de alta velocidad son una de esas aplicaciones potenciales. "Los sensores también son de gran interés para la industria automotriz", dice Breuer. Otras aplicaciones potenciales incluyen vibraciones de monitoreo en los generadores y turbinas. Pero este desafío no debe presentar ningún problema para los dispositivos, ya que son lo suficientemente sensibles para registrar la aceleración de una locomotora de 100 toneladas en 100 microsegundos y comunicarse con una sincronización de tiempo perfecta. Ulrich Kreutzer 75 76-77_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:45 Página 76 Infraestructuras Resilientes | Control de Tráfico Los Centros de Control de Tráfico, como el de Stuttgart, confían en una gran cantidad de datos para generar estrategias de reducción de la contaminación. Cortando el Smog con Datos El tráfico urbano debe ser rápido y energéticamente eficiente. Los sistemas de gestión de tráfico pueden ayudar mediante el uso de una variedad de información para generar estrategias de reducción de la contaminación en calles y distritos. Estos sistemas controlan semáforos, sistemas de estacionamiento y señales dinámicas en las calles. Siemens ha introducido al mercado varios de estos sistemas. Hay muchas cosas pequeñas de la vida que nos hacen felices. Sin embargo, no se puede decir lo mismo de PM10, una partícula de menos de 0,01 milímetros de diámetro y por lo tanto muy peligrosa. Mientras más pequeña es una partícula, más profundo puede penetrar en las vías respiratorias del cuerpo y no ser exhalada. Luego puede dañar el tejido pulmonar. Las partículas ultrafinas también pueden moverse a través de los sacos de aire en el torrente sanguíneo, donde alteran las propiedades del flujo de sangre y aumentan el riesgo de enfermedades cardiovasculares. La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha confirmado esta amenaza; informa que hay un estimado de 1,3 millones de personas que mueren cada año en todo el mundo como resultado de la contaminación del aire en las ciudades. La situación es particularmente grave en las principales zonas urbanas. Por ejemplo, en un día normal lleno de smog al comienzo de este año, Beijing estableció un récord preocupante con un registro de 800 microgramos de partículas por metro cúbico de aire. La OMS recomienda 76 un límite de 20 microgramos. Muchas otras ciudades exceden rutinariamente este límite. Esto se ilustra en la ciudad de Ahwaz, en Irán, donde el nivel medio de PM10 en el aire era de 372 microgramos en 2009. La Agencia Federal para el Medio Ambiente de Alemania informa que las ciudades alemanas con alto volumen de tráfico también regularmente exceden los límites establecidos de estas partículas. En Potsdam, por ejemplo, la estación de medición Zeppelinstraße de la ciudad, registró 55 días con niveles de partículas por encima del límite oficial en el 2011. En vista de estas alarmantes tendencias, en la primavera de 2012 la ciudad de Potsdam y Siemens lanzaron un proyecto piloto para reducir las emisiones de partículas y dióxido de nitrógeno (NO2). Siemens instaló su sistema de gestión de tráfico Sitraffic Concert / Scala, que recoge los datos del tráfico y automáticamente genera estrategias a partir de su análisis. Estas estrategias están diseñadas para asegurar que los flujos de tráfico sean más eficientes y produzcan menos contaminantes. El sistema recoge información de tráfico de último minuto (como el número de vehículos y calles cerradas) de varios sensores. También recibe datos meteorológicos de temperaturas y vientos, así como información acerca de ubicaciones de sitios en construcción. El sistema utiliza todos estos datos para calcular un perfil de contaminantes de cada calle y de segmentos de calles, en tiempo real. "El sistema trata de guiar el tráfico fuera de los lugares donde las concentraciones de partículas y NO2 son demasiado altas", dice Andrea Ghio, Product Manager de Sistemas de Control Sensibles al Medio Ambiente, en el sector de Siemens Infrastructure and Cities. Lo hace, por ejemplo, al pasar a verde todos los semáforos de la vía amenazada. Alternativamente, el sistema puede reducir los contaminantes al cambiar los flujos de tráfico. Esto se puede lograr acortando las fases de los semáforos en verde sobre las principales vías de acceso hacia la ciudad. "Nosotros homogenizamos las emisiones contaminantes, y eso reduce el efecto en todo el Pictures of the Future | Otoño 2013 76-77_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:45 Página 77 Infraestructuras Resilientes | Control de Tráfico mundo", explica Ghio. Estas medidas han dado lugar a una reducción de las emisiones de NO2 a menos del cuatro por ciento de los 44 microgramos por metro cúbico que se registraron en el otoño del 2012. Las emisiones de PM10 también disminuyeron durante el mismo período. Aun así, el nivel promedio anual de contaminantes en algunos distritos de Potsdam está todavía cuatro microgramos por encima del nivel máximo. Entre las medidas que se están considerando están; un nuevo sistema de gestión de espacio en parqueaderos, un mejor transporte público en los principales centros de tráfico, y medidas para promover el uso de bicicletas. "Si nuestros éxitos iniciales continúan hasta el 2015, se pueden reducir aún más las emisiones contaminantes, y podemos también introducir nuestro sistema de gestión del tráfico enfocado al medio ambiente", dice el Director de Gestión de Tráfico de Potsdam, Reik Becker. ofrecer a los conductores información óptima sobre obstáculos, desvíos y tiempos de viaje", explica Rheinemann. La nueva tecnología ha ayudado a Stuttgart a prevenir varios kilómetros de atascos de tráfico todos los días. Bucles de inducción incrustados en el pavimento proporcionan al centro de gestión de tráfico información sobre flujos de tráfico y tiempos de espera de vehículos en las intersecciones. Las cámaras de video también se instalan en los semáforos para medir y registrar el volumen y la velocidad del tráfico. Los operadores pueden acceder a estos datos a través de sistemas de software. Pueden gestionar el tráfico de forma eficiente - con ayuda de recomendaciones del sistema si así se desea. Sin embargo, un sistema de gestión de tráfico tan sofisticado no es necesario en todos los pueblos; una sola computadora de tráfico es más que suficiente para cualquier comunidad con menos de 50 semáforos. Es por eso que Siemens ha desarrollado un nuevo software, cial de seguridad, de dos fases, es necesario para evitar el acceso no autorizado. Al sistema se accede a través de un nombre de usuario y una contraseña. Se necesita protección adicional para accionar otras medidas como el cambio del semáforo, a través de un sistema PIN móvil, similar al utilizado en la banca virtual. El nuevo software ha sido desarrollado para el mercado mundial. Utiliza interfaces abiertas que se pueden emplear internacionalmente. Los cuatro proyectos piloto que se han realizado hasta ahora en Alemania y Austria se complementarán con proyectos adicionales en Noruega y Polonia, a partir de octubre de 2013. También se están planeando nuevas funciones. La más importante es un sistema de gestión que identifica los picos de demanda en la mañana y ajusta automáticamente el sistema de control de tráfico, en consecuencia. También está prevista la integración de datos de tiempos de viaje, con la ayuda de unidades de reconocimiento automatizadas de las matrícu- Recopilación de datos de tráfico. Esto ya ha sucedido en otras ciudades. En Stuttgart, por ejemplo, cuatro operadores utilizan un sistema de Siemens para coordinar todo el tráfico en una red de carreteras y calles que tiene una longitud total de 1.465 kilómetros. "El sistema también tiene que tener en cuenta alrededor de 14.500 obras en construcción y 22.500 accidentes cada año", dice Uwe Rheinemann, gerente de ventas de Sistemas de Tráfico de Siemens. El administrador digital Sitraffic Concerto / Scala es un componente central del Centro Integrado de Control de Tráfico, que toma todos los datos del tráfico de la ciudad de Stuttgart. Los datos son recogidos por la Oficina de Asuntos Públicos de Stuttgart, el Departamento de Ingeniería Civil, el operador de transporte público SSB AG, y el Departamento de Policía de Stuttgart. Un equipo de Siemens procesa toda la información e interviene el sistema de tráfico de Stuttgart 35 veces al día. Este sistema cambia los semáforos, controla los sistemas de guía de parqueaderos, y proporciona datos para las señales de tráfico dinámicas. "Esto nos permite programado para ser introducido al mercado en octubre de 2013. Este software se llama Smart-Guard, y ofrece todas las funciones básicas para el seguimiento y la gestión del tráfico en ciudades pequeñas y pueblos. Las personas autorizadas para operar el sistema pueden utilizar una nube privada (entorno de TI seguro) en una red interna para acceder a los semáforos, detectores y parqueaderos, con cualquier navegador HTML5.0 habilitado en un PC, tablet PC o smartphone. Además, esto se puede hacer desde cualquier lugar de la Tierra. Las configuraciones anteriores que corrían directamente en la computadora de un usuario, demoraban hasta cinco minutos para acceder a los sistemas. Por el contrario, la nube privada ofrece a los usuarios los datos de tráfico en tan sólo diez segundos. "El objetivo es ofrecer un centro de gestión de tráfico de fácil manejo, basado en la Web", dice el director de producto Michael Düsterwald. Teniendo en cuenta que a SmartGuard se accede a través de Internet, un concepto espe- las, instaladas en las estaciones de medición. La protección de datos se realizará mediante potentes algoritmos que hacen que los datos de las placas de los vehículos sean anónimos. Está claro que la nueva tecnología puede hacer los flujos de tráfico más eficientes, no sólo en las principales zonas urbanas, sino también en ciudades más pequeñas. Será posible reducir las emisiones de CO2 en algunas estaciones de medición hasta en un 25 por ciento, predice Düsterwald, quien explica que "la idea es cambiar los atascos de tráfico y todos sus efectos negativos a lugares menos sensibles, como las zonas industriales." Desde una variedad de enfoques, tales como la expansión de las redes de transporte público, un mayor desarrollo de vehículos de bajas emisiones, y el mayor uso de la bicicleta, todos necesitaremos hacer una contribución. Dentro de este concepto integral, SmartGuard es una pequeña pero importante parte del esfuerzo global para optimizar los flujos de tráfico. Después de todo, hay muchas pequeñas cosas en la vida que nos hacen felices. Ulrich Kreutzer Pictures of the Future | Otoño 2013 77 78-79_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:47 Página 78 Infraestructuras Resilientes | Historia Un tranvía de 1929 en Mallorca (arriba), el Comet, de 1929 en los Altos Tatras, un motor de 1896 en Tsing Tao, y la planta de energía Walchensee 1924 (derecha). Resistiendo los Estragos del Tiempo El avance triunfal de la electricidad comenzó hace más de un siglo. Ferrocarriles y motores eléctricos cambiaron vidas, y las primeras plantas fueron construidas con el fin de satisfacer la creciente necesidad de electricidad de la sociedad. Algunas de estas tecnologías todavía están en uso hoy en día. Cinco ejemplos cuentan historias impresionantes sobre la fuerza de la tecnología y la durabilidad de la innovación. A comienzos del siglo 20, viajar desde la ciudad portuaria de Palma a las regiones montañosas de Mallorca era una tarea difícil. Los viajeros tenían que viajar en carruajes y carretas a lo largo de las estrechas vías, de arriba a abajo en las montañas, y atravesar el Coll de Sóller. En el camino, debían descansar varias veces con el fin de recuperarse de las tensiones del viaje. Sin embargo, esta fue la única manera de traer mercancías de Palma a Sóller. Las cosas no cambiaron hasta 1907, cuando se inició la construcción de una conexión ferroviaria entre Palma y Sóller. El servicio se inició en 1912 y se completó después de 18 meses con una línea de tranvía eléctrico de Port de Sóller, cinco kilómetros más adelante. La línea de tranvía tenía su propia planta de energía en la estación de tren de Sóller, donde un motor de combustión, con una potencia de 48 kilovatios (kW), alimentaba un dinamo desarrollado por la empresa electrotécnica alemana Siemens78 Schuckert. De repente, la pequeña ciudad comenzó a beneficiarse de los visitantes y de los bienes; como el pescado fresco que se transportaba en un pequeño coche refrigerado. Otro gran paso, que eliminó el irritante humo de los túneles, fue la electrificación de la línea de tren en 1929. Para ello, el operador de la línea, Ferrocarril de Sóller, compró cuatro locomotoras bidireccionales, cada una con un peso de 33 toneladas y una potencia de 265 kW, los cuales también fueron producidos por Siemens-Schuckert. Casi 85 años después, los mismos trenes, numerados del 1 al 4, siguen subiendo cientos de metros sobre el nivel del mar todos los días, por la ruta de 27 kilómetros entre Palma y Sóller. Expertos en ferrocarriles notan los rieles, inusualmente estrechos, de sólo 914 mm de ancho (una pista normal tiene 1435 mm de ancho). Los pasajeros disfrutan no sólo el refinado interior de los vagones con paneles de madera, sino también la vista desde sus anticuadas ventanas corredizas. Los trenes viajan pasando olivares y plantaciones de naranjos, a través de un total de 13 túneles, y varios puentes. Salvando una Reliquia. Otro tesoro no ha resistido los estragos del tiempo con tanto éxito. En las montañas del Alto Tatra de Eslovaquia, un tranvía llamado El Cometa transporta correo, bienes, y turistas a los balnearios de la montaña, desde 1912. El viaje es agotador. A lo largo de los 36 kilometros de ruta, el tren avanzó unos 700 metros de altitud, a veces con temperaturas exteriores de -30 º C. Esta locomotora fue construida en Budapest en 1912. Una fábrica de Siemens-Schuckert en Bratislava le suministraba motores eléctricos, cada uno de los cuales tenía una potencia de 40 kW, y todo el equipo eléctrico. Desde el principio, el tren era famoso por su fiabilidad. Sin embargo, en la década de 1980 fue enviado a un semi-retiro Pictures of the Future | Otoño 2013 78-79_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:47 Página 79 Infraestructuras Resilientes | Historia y puesto en marcha sólo en aniversarios y otras ocasiones especiales. Justo antes de los 100 años del tren, un rayo dañó el motor eléctrico y un cable de alta tensión. Parecía como si el lugar de descanso del ferrocarril en Poprad fuera su destino final. Sin embargo, un grupo de rescatistas apareció para salvar a este monumento local. Era el club de veteranos del ferrocarril de Poprad, y Siemens el principal patrocinador del proyecto de restauración. Después de las reparaciones, el motor una vez más arrancó sin problemas. El tranvía se puso de nuevo en marcha en agosto de 2013, y hoy puede transportar a unos 1.000 pasajeros al día. El Comet recibió su nombre en el invierno de 1923, cuando fue equipado con un quitanieves. A altas velocidades, el tranvía sacó una larga cola de nieve detrás de él. De ahí nació su nombre, que se ha establecido firmemente desde entonces. Fiable Cervecería. Lejos de los Altos Tatras, hay otro protagonista mayor, que se tiene en alta estima. Una de las primeras fábricas de cer- Suministrando Energía a Un País Entero. Ningún motor eléctrico puede funcionar sin una fuente de energía. Por eso la necesidad de las plantas de energía eléctrica aumentó en todo el mundo desde los años 1900. En muchos lugares esto marcó el comienzo de la era de las centrales hidroeléctricas. Una de ellas fue la planta de energía Ardnacrusha en Irlanda, que entró en servicio en 1929. Con 86 MW, entregaba el 90 por ciento de la producción total de energía de Irlanda. Hoy en día, su potencia de salida sigue siendo la misma, pero representa sólo el dos por ciento del total de la energía de Irlanda. La empresa Siemens-Schuckert fue el contratista general y proveedor de los sistemas para la generación de electricidad limpia - y su almacenamiento. Walchensee, o el Lago Walchen, se encuentra a 800 metros sobre el nivel del mar; Kochelsee, o el lago Kochel, está situado 200 metros más abajo. A principios del siglo 19, la demanda de energía eléctrica creció en Bavaria. En respuesta, Oskar von Miller, un ingeniero de la construcción y fundador del Deutsches Museum de Munich, siguió adelante con la construcción de la planta de energía de Walchensee. El principio detrás de esta planta es simple: Un total de seis tuberías se colocaron entre los dos lagos naturales. El agua que llega desde el lago Walchen se precipita hacia abajo, a través de la tubería de 200 metros y hacia las ocho turbinas de la central eléctrica. Conectados a los ejes de la turbina hay ocho generadores que producen electricidad. El agua fluye, posteriormente, a su vez al lago Kochel. Las turbinas comenzaron a girar en 1924, y siguen haciéndolo. Los ocho generadores, dos de los cuales fueron fabricados por SiemensSchuckert, han servido fielmente a la central desde el principio. En la década de 1960 sólo tuvieron que ser rebobinados y relaminados. veza de China comenzó a operar en 1903 en la ciudad portuaria de Tsingtao. La Cervecería Germania, fue fundada por colonos alemanes y británicos, que lejos de sus países de origen elaboraban su bebida favorita. Desde el principio, el proceso de fermentación fue asistido por la máquina eléctrica más antigua de Siemens, que todavía está en funcionamiento hoy en día: un motor eléctrico fabricado en Alemania en 1896. Casi un siglo después, Germania Pils se ha convertido en Tsingtao Beer y es hoy una de las fábricas de cerveza más grandes de China. El antiguo motor Siemens resistió los estragos del envejecimiento por un largo tiempo. Hizo su trabajo con fidelidad, y no necesitó de reparaciones, hasta 1995. Sin sufrir ningún daño, sobrevivió a la toma de control de la fábrica de cerveza por los japoneses en 1916 y a la Segunda Guerra Mundial, después de la cual Tsingtao pasó a manos chinas en 1945. Sin embargo, llegó el momento de que el reluciente eléctricos para Ardnacrusha. La construcción de la planta de energía, que comenzó en 1925, resultó ser una obra gigantesca. La industria de la construcción de Irlanda todavía no estaba muy desarrollada, por lo que casi todos los trabajadores y materiales cualificados provenían de Alemania. Esto incluía 30.000 toneladas de maquinaria y equipos para construcción. El clima húmedo de Irlanda y la mala estabilidad del suelo crearon problemas adicionales para los constructores. Las partes cruciales de la central se pusieron en funcionamiento en octubre de 1929, y desde ese momento el país recibe electricidad a través de un sistema de cable de 3.400 kilómetros de largo. Algunos de los componentes originales de la planta se encuentran todavía en funcionamiento hoy, como los dinamos, los motores de anillos, los rodamientos originales, y los rectificadores. En las estribaciones de los Alpes de Baviera la naturaleza ha creado las condiciones perfectas Hoy, la planta genera alrededor de 300 gigavatios-hora al año - una parte relativamente pequeña de la fuente de alimentación de energía de Alemania. Brinda a unos 80.000 hogares su electricidad. Sin embargo, los operadores tienen un pequeño margen de maniobra en términos de generación de energía. Ellos pueden dejar que fluya el agua a través de las tuberías, como ha fluido normalmente del lago Walchen, en cuyo caso el nivel de agua permanece constante, o pueden contener el agua durante la noche y abrir la tubería cuando la demanda de electricidad llega a un punto dado. A los pocos minutos, el sistema se ejecutará a plena capacidad. Esta opción equilibra los períodos de mayor demanda y contribuye a la estrategia de transición energética de Alemania. A pesar de su edad, la planta de energía sigue siendo tan moderna como siempre. Nicole Elflein Pictures of the Future | Otoño 2013 motor eléctrico negro de Siemens de 1903 comenzara su merecida jubilación. Ha estado descansando en el Museo Tsingtao desde 1995. Pero ahora tiene un satisfactorio sucesor: Desde el año 2010, un sistema de control de proceso automático (BRAUMAT) de Siemens ha asegurado que la cerveza Tsing Tao todavía se sirva en todo el mundo. 79 80-83_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:49 Página 80 Infraestructuras Resilientes | Grandes Datos La Tecnología de la información e Internet están aumentando considerablemente la cantidad de datos que deben ser almacenados en todo el mundo. Estos datos incluyen, no sólo la información generada en las redes sociales, como imágenes, textos y videos en plataformas como Facebook, sino también los datos que los empleados de las empresas manejan en las redes corporativas y los datos de las máquinas producidos por los sensores, transmitidos a través de Internet, y agrupados en bases de datos. De acuerdo con un estudio realizado por investigadores de mercado de Forrester, entre 2006 y 2012 el volumen de datos mundial se multiplicó por diez. En 2012 el volumen se elevó por encima de 2,5 zettabytes, por primera vez. Ese es un enorme e inimaginable número con 21 ceros. Si estos datos se almacenaran en CDROMs, la pila resultante sería diez veces mayor que la distancia de la Tierra a la Luna. Y la cantidad de datos sigue aumentando rápidamente. De acuerdo con un estudio realizado por los investigadores de mercado de IDC, se espera que el volumen de datos aumente a cinco zettabytes, sólo en Europa occidental en 2020. Un Exabyte corresponde a 1 billón de gigabytes y es el equivalente a unos 20 billones de archivadores llenos de documentos de texto. Un zetabyte es mil veces más grande. Una de las razones de este aumento es el hecho de que Internet es cada vez más móvil. Una plataforma de software de Siemens agrupa una variedad de bases de datos que ayudan a evitar que las turbinas de gas y de vapor se descompongan. Sistemas de Alerta Temprana para Turbinas y Tomógrafos Aunque las infraestructuras, los sistemas de energía y transporte están haciéndonos la vida más cómoda, cada vez que se descomponen las consecuencias pueden ser graves. Para evitar interrupciones, Siemens está trabajando con sus socios para evaluar los datos de sensores que ayudan a detectar problemas técnicos desde el principio. El objetivo es crear sistemas resistentes y a prueba de fallas. Enormes cantidades de información están siendo generadas por programas de los teléfonos inteligentes, particularmente. Alrededor de 2,5 exabytes de datos se transmiten a través de la Internet móvil cada día y se almacenan en las plataformas. Hasta la fecha, esta gran cantidad de datos se ha mantenido sin muchas alteraciones. Sin embargo, esto va a cambiar, gracias a tecnologías de "grandes datos" que pueden analizar grandes volúmenes de datos no estructurados. 80 Pictures of the Future | Otoño 2013 80-83_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:49 Página 81 Infraestructuras Resilientes | Grandes Datos Lo hacen por medio de algoritmos que pueden descubrir patrones inesperados y nuevas relaciones que, para el ser humano, sería un caos virtual. Las empresas pueden convertir esta información en nuevos puntos de vista, no sólo para optimizar los procesos de negocio, productos, fábricas y relaciones con los clientes, sino también para controlar infraestructuras complejas y optimizar el servicio y el mantenimiento. El objetivo es combinar los datos de sensores sobre el estado de las máquinas y equipos, con información sobre los mensajes de error y las estadísticas de control de calidad. Tal combinación permitiría que los sistemas inteligentes de vigilancia pudieran detectar fallas tempranas, y así los componentes defectuosos podrían ser reemplazados y los problemas podrían ser resueltos antes de la avería. En las plantas de energía de gas, por ejemplo, sensores de movimiento medirían valores de la turbina respecto a su uso, y los sensores transmitirían estos valores a un sistema informático. Este último analizaría los datos y activaría una alarma si, por ejemplo, hubiera un límite crítico, como una temperatura más alta que la permisible en la cámara de combustión. "El sistema ya funciona bastante bien," dice el Dr. Steffen Lamparter, del departamento de Monitoreo y Análisis de Siemens Corporate Technology (CT) en Munich. En el futuro, a los investigadores les gustaría combinar los datos con información adicional y evaluarla en tiempo real. Esta información se refiere a una variedad de parámetros, incluyendo la cantidad de energía producida y los cambios en las corrientes eléctricas de un motor. De acuerdo con pronósticos conservadores, el hacerlo sería reducir el tiempo que los técnicos necesitan para acceder a los datos pertinentes, por lo menos en un 25 por ciento. "Los técnicos dedican en promedio un 80 por ciento del tiempo de procesamiento en la recogida de datos, por lo que se calcula que más de un millón de euros se podrían ahorrar cada año, sólo en el mantenimiento de las turbinas", dice Lamparter. Tales análisis ya se están realizando en tiempo real para las últimas turbinas de gas Clase-H de Siemens. Los ingenieros de puesta en servicio de Siemens pueden acceder en tiempo real a los datos de una turbina en cualquier momento y sin demora, y evaluarla independientemente de su ubicación. Cada turbina de gas está equipada con 1500 sensores que miden con precisión los valores operativos esenciales como temperatura, presión, composición del gas, salida generada, y mucho más, al segundo. Ya sea que se trate de turbinas de gas, turbinas de ciclo combinado o de otros sistemas, la experiencia que Siemens ha ganado con sus numerosos servicios a estas plantas, le ha permitido obtener conocimientos adicionales en la rePictures of the Future | Otoño 2013 alización de búsquedas inteligentes de datos de funcionamiento y mensajes de error. Estas ideas pueden utilizarse para optimizar aún más los sistemas individuales. La compañía tiene previsto crear un sistema experto de ayuda sistematizada, que examinará las interrelaciones entre las fallas que se producen en una planta y los componentes instalados. "En el futuro, los diseñadores podrán acceder a estos datos cuando estén seleccionando los componentes para las nuevas plantas. La información les dirá cómo los componentes han funcionado en la práctica ", explica Lamparter. De esta manera, las plantas podrían ser más robustas desde el principio. Detectando Patrones en la Complejidad. Tales métodos y técnicas están actualmente desarrollándose en un proyecto de investigación europeo llamado Optique. En este proyecto, diez socios - incluyendo empresas como Siemens y la compañía petrolera noruega Statoil, así como investigadores de las universidades europeas - están trabajando en tecnologías básicas para hacer búsquedas más eficientes en bases de datos complejas. especializadas", informa Roshchin. Siemens tiene la intención de optimizar sus servicios de mantenimiento preventivo, vinculándolos a las fuentes de datos adicionales. "En nuestra parte del proyecto, el objetivo principal no es sólo el manejo de grandes cantidades de datos", explica Lamparter. "El servicio de mantenimiento de una turbina genera sólo 30 gigabytes de datos por día y el pool de datos tiene un total de 10 terabytes." Un desafío mucho mayor es integrar diferentes bases de datos y al mismo tiempo vincularlas con un grupo de datos cambiante y en expansión. "Como resultado, tenemos que actualizar permanentemente nuestros cálculos", dice Lamparter. "Esta es una tarea exigente, sobre todo cuando se necesita tener resultados en tiempo real." Herramientas de evaluación inteligentes. Otros métodos deben utilizarse para que los datos no estructurados, tales como mensajes de error en forma de texto, se puedan combinar con datos estructurados, como los valores de la máquina. El análisis de reconocimiento semántico de texto y los procedimientos de análisis de El reto: Varias bases de datos deben ser integradas y relacionadas, mientras el banco de datos está continuamente cambiando y expandiéndose. El objetivo del proyecto es vincular diferentes fuentes y bases de datos para darles un cierto grado de inteligencia. El plan es utilizar potentes algoritmos para descubrir patrones y relaciones inesperadas, a una velocidad y un nivel de calidad que habría sido inconcebible hace un tiempo. En el futuro, los empleados de una empresa serían idealmente capaces de formular preguntas sencillas para buscar información en los grandes grupos de datos relacionados entre sí y estructurados de manera diferente. Las respuestas que recibirían los empleados les ayudarían a tomar decisiones. Mientras que Statoil está principalmente interesada en mejorar su utilización de bases de datos para la exploración de nuevos yacimientos, el Dr. Mikhail Roshchin, quien representa el caso de las aplicaciones de Siemens en el proyecto Optique, espera optimizar el uso de datos para el mantenimiento preventivo de las turbinas de la central eléctrica. Su objetivo es hacer que las futuras redes de energía sean más resistentes a las averías. Siemens ya está ofreciendo a sus clientes un mantenimiento preventivo de las turbinas. "El área de Servicios de Energía para Petróleo y Gas, así como nuestro negocio de centrales eléctricas están logrando esto a través de la implementación de plataformas de software imágenes se pueden, por ejemplo, transformar en texto, audio, video y archivos de imágenes en datos analizables, haciéndolos utilizables para la toma de decisiones, por primera vez. Aquí, sin embargo, el reto es que una amplia gama de fuentes y formatos de datos deben vincularse entre sí, de tal forma que se puedan sacar conclusiones sobre las causas de los fallos y averías. "Para hacer los análisis más eficaces, incluso las bases de datos individuales deberán estar equipadas con instrumentos de evaluación inteligentes", dice el colega de Lamparter, Thomas Hubauer, mientras explica otro de los objetivos del proyecto de investigación. Como resultado, el cálculo de los datos estadísticos claves, por ejemplo, puede no requerir todos los datos para ser leído en el pool de datos. En su lugar, sólo se necesitaría el espacio muestral relevante para la investigación. Este espacio podría proporcionar el valor medio y la desviación estándar, entre otras cosas. Sin embargo, por el momento los expertos todavía necesitan la ayuda de sus colegas de IT con el fin de acceder a la información de diferentes bases de datos. Esto se debe a que la información existente, en primer lugar debe ser seleccionada y cargada en espacios de datos especiales antes de poder hacer búsquedas. Esto 81 80-83_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:49 Página 82 Infraestructuras Resilientes | Entrevista requiere un conocimiento especial que pondría a prueba las capacidades de alguien que no está bien versado en la Tecnología de Información. Sin embargo, esto va a cambiar, ya que "sólo los propios expertos saben lo que realmente va a beneficiarles", dice Hubauer. Como resultado, las búsquedas de bases de datos tendrán que ser tan simples como los buscadores de Internet, como Google. El proyecto de investigación Optique está todavía en sus primeras etapas. Se inició en noviembre del 2012 y se extenderá hasta finales del 2016. Siemens tiene grandes esperanzas en este proyecto. "Esperamos que los resultados sean transferibles a otras aplicaciones de grandes datos para que puedan ser utilizados por ellos también", dice Gerhard Kress de CT, responsable de la coordinación de proyectos de grandes volúmenes de datos en Siemens. Utilizando un enfoque similar al de sus colegas en el Sector Energy de Siemens, especialistas del Sector Healthcare han desarrollado un experto sistema para calcular la probabilidad de que un componente clave, como un tubo de rayos X en un tomógrafo computarizado, pueda estar defectuoso. Los tubos de rayos X "juegan un papel crucial en la determinación de la disponibilidad del sistema y la calidad de la imagen. TubeGuard puede predecir de forma confiable un daño, desde el principio ", dice Kress. En vista de esto, los tomógrafos están siendo equipados con sensores que monitorean los parámetros clave, tales como la corriente en el tubo, la rotación del ánodo, y la temperatura del aceite. Este software de monitoreo transmite datos de funcionamiento a un centro de servicio de Siemens, en tiempo real. "Estos datos permiten a nuestros colegas utilizar algoritmos complejos para calcular la probabilidad de un colapso en los próximos días", dice Kress. Esto permite a nuestros empleados de servicios hacer una cita con los radiólogos, con antelación para que el componente defectuoso se pueda sustituir sin interrumpir las operaciones. "El sistema ya funciona bien", dice Kress. En el futuro, las enormes cantidades de datos y la combinación de diferentes bases de datos podrían hacer posible el desarrollo de nuevos conceptos de negocio para otros procedimientos, como el análisis de procesos. "Podríamos encontrar correlaciones entre los grandes bancos de datos y reconocer las interrelaciones que ayudarían a mejorar los procesos y procedimientos en los consultorios médicos. Esto, a su vez, ayudaría a estabilizar los costos en el cuidado de la salud", dice Kress acerca de una posible aplicación para el sistema. Sin embargo, será necesaria una cantidad considerable de investigación antes de que este objetivo pueda cumplirse. Hans Schürmann 82 ¿Cómo analiza usted los datos? Uszkoreit: Al plantear una amplia variedad de preguntas. Ellas pueden ser muy precisas, como cuando estamos buscando tendencias en los consumidores. También pueden ser menos precisas, por ejemplo cuando los datos fluctúan. Tome por ejemplo el aumento en la prescripción de medicamentos. Aquí queremos saber cuál es la causa del aumento. Cuando se trata con grandes cantidades de datos, a veces se encuentran respuestas sin ni siquiera preguntar. ¿Dónde cree usted que la evaluación de los datos va a generar mayores beneficios, en lo económico o en lo social? Uszkoreit: El principal beneficio es que no El Prof. Hans Uszkoreit, de 63 años, enseña lingüística computacional en la Universidad de Saarland. También es Director Científico y Director del Laboratorio de Lenguaje en Tecnología, en el Centro Alemán de Investigación de la Inteligencia Artificial, en Saarbrücken. Desarrolla tecnologías para el procesamiento del lenguaje humano y ha sido co-fundador de varias compañías nuevas. Junto con su equipo de investigación, ha creado un proceso para la búsqueda de interrelaciones complejas, hechos e incidentes en textos largos. El sistema aprende automáticamente la normativa de la Web, sobre la base de millones de ejemplos que filtra al utilizar el conocimiento obtenido de Wikipedia y de muchas otras fuentes. En reconocimiento a su trabajo, Uszkoreit recibió el Premio Faculty Research Award de Google en 2012 y un Google Focused Research Award en 2013. Lo que se Necesita: sólo evaluamos datos estructurados, sino también todo tipo de datos no estructurados, tales como textos, imágenes y grabaciones de voz, que puedan utilizarse. Además, podemos encontrar correlaciones entre los datos. Por ejemplo, podemos comparar los datos de la estación meteorológica con información de la cosecha o las estadísticas de tráfico, o la información nutricional con datos médicos. La sociedad se beneficia de este conocimiento de los procesos e interrelaciones complejas, no importa si es en el sector de la atención médica o en la economía. El objetivo es encontrar patrones y crear representaciones digitales correctas del mundo real. Para enseñar a las computadoras a comprender el lenguaje, también se necesitan grandes cantidades de datos y un profundo conocimiento del mundo. ¿Qué riesgos ve usted? Uszkoreit: Hay un riesgo potencial cuando la información sobre individuos, grupos o procesos puede ser mal utilizada. Por ejemplo, alguien podría usar la información médica de los pacientes en su contra, o si se tiene conocimiento detallado de la arquitectura de un edificio de un banco y la información llega a los ladrones. ¿Qué recomienda? Uszkoreit: Se puede comparar esta situación con el sistema financiero. Aunque siempre existe un cierto riesgo de que el dinero Pictures of the Future | Otoño 2013 80-83_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:49 Página 83 Infraestructuras Resilientes | Entrevista pierda su valor, no lo hemos prohibido y ni hemos regresado al trueque. En lugar de ello, hemos creado sistemas para la protección de nuestro dinero. En el mundo real, tenemos conceptos jurídicos formales para regular el manejo de los bienes y el dinero. Esto es algo que todavía nos falta en el mundo virtual. Sin embargo, al no explotar el potencial que los datos nos ofrecen, sería casi como si los físicos dejaran de llevar a cabo la investigación, porque podrían conducir a la creación de un arma peligrosa - a pesar de renunciar a la posibilidad de descubrir una solución para los problemas energéticos de la humanidad , por ejemplo. En muchos casos, los datos se hacen muy valiosos cuando se les puede asignar a individuos específicamente. ¿Qué piensa acerca de este desarrollo? Uszkoreit: A pesar de que despersonalizamos los datos y los hacemos anónimos, ellos permiten sacar conclusiones con respecto a determinadas personas, y reflejan estilos de vida, ambientes y condiciones físicas. Por ejemplo, los genetistas pueden reconocer cada individuo sobre la base de su secuencia genética. Pero ¿cómo se debe tratar dicha información, en vista de los grandes beneficios médicos que ofrece? Otro ejemplo es el uso de cámaras de vigilancia en las estaciones nosotros, como individuos también tenemos mucho más poder hoy en día que el que teníamos en el pasado. Qué quiere decir con esto? Uszkoreit: Los clientes pueden agruparse en foros, por ejemplo, y poner a los comerciantes bajo mucha más presión que antes, al boicotear ciertos productos o procesos de producción, por ejemplo. Los consumidores también pueden formar cooperativas de compra, firmar peticiones, e iniciar referendos. La indignación difundida en Internet es una desagradable prueba de cómo la influencia se puede ejercer aquí. Una gran transformación Un Marco Legal para el Mundo Virtual Cuáles cree usted que serán los beneficios concretos? Uszkoreit: En el caso de una turbina de jet, por ejemplo, se puede evitar un desastre mediante la evaluación de los datos del sensor, para que pueda detectar problemas a tiempo antes de que falle la turbina. Usted puede hacer lo mismo con los puentes, ya que tampoco se derrumban por casualidad. Tales análisis son también beneficiosos en la medicina, porque permiten a los médicos detectar enfermedades y sus causas, mucho antes de que se presenten gravemente. ¿Podrían las predicciones ser tan amplias como en la película Minority Report, donde se evitan crímenes, incluso antes de que se cometan? Uszkoreit: Sin duda, sería posible detectar patrones que podrían decirnos, por ejemplo, dónde y cuándo podrían ocurrir tales delitos, así como en qué condiciones. Sin embargo, no se pueden analizar casos individuales. Sería un error pensar que usted podría hacer predicciones precisas respecto a un sistema tan extremadamente complejo como el ser humano. Una pequeña causa puede dar lugar a importantes cambios en el comportamiento. Creo que el comportamiento humano está sujeto a procesos no lineales, como en la teoría del caos del efecto mariposa, donde el aleteo de las alas de una mariposa puede eventualmente desencadenar una tormenta lejana. Pictures of the Future | Otoño 2013 del metro. Aunque estas cámaras lo graban a usted, lo hacen para mejorar la seguridad pública. Imagínese que usted vive en una casa que es famosa por su arquitectura pero usted no aprueba que Google Streetview la muestre en Internet. ¿Qué derecho tiene usted a decir que su casa sólo puede ser vista por un rico australiano que puede darse el lujo de volar por encima de ella, con el fin de echar un vistazo, por ejemplo, pero no por su vecino menos rico que le gustaría simplemente verla en la Web? ¿Significa eso que la libre determinación tiene que ser reconsiderada en la actual era de Internet, las redes sociales, y las grandes bases de datos? Uszkoreit: Sí. La cuestión es dónde comienzan y dónde terminan mis derechos sobre mis datos. Para volver al ejemplo anterior, es la vista de una casa un derecho que viene automáticamente con la propiedad? O, por poner otro ejemplo, soy dueño de la imagen realizada a mi pierna rota? Yo no tomé la imagen de rayos X ni la pagué. Pero tales imágenes podrían ayudar a curar las piernas de otra gente. ¿Es moralmente justificable evitar que la imagen se utilice para tratar a otras personas? Creo que tenemos que repensar todo el asunto. Tienen que ser propiedad de alguien todos los datos? Las normas legales relativas a Internet son de hecho un territorio desconocido. Cuándo debemos enfocarnos en la autodeterminación informal y cuándo en el bien común? Los tribunales todavía tienen que aclarar muchas cuestiones aquí. Sin embargo, está actualmente en curso en la sociedad. La democracia digital es cada vez más factible y con el tiempo será un hecho. Si mira hacia el futuro — digamos el año 2050 — cómo cree usted que será el mundo de los grandes datos? Uszkoreit: El mundo virtual llegará a ser cada vez más real. Vamos a vivir en él y con él. Un ejemplo podrían ser las salas de datos en 3-D, a las que en realidad podemos entrar. Pero, estos sistemas tendrán características de seguridad como los que tiene el mundo real. Por ejemplo, no todo el mundo está autorizado a abrir una caja fuerte de un banco, y los documentos se mantienen bajo llave. Esto se hace para proteger a las personas, así como a la sociedad en general. Sin embargo, debido a que el mundo real y el virtual coincidirán, nadie va a poder poseer la vista de una imagen de rayos X o de una casa - ni en el mundo real ni en el virtual. Pero el mayor desafío al que nos enfrentaremos con grandes datos es el tiempo. Una cantidad limitada de olvido tiene que ser posible en el futuro, aunque tampoco queremos una biblioteca sellada. ¿Y cómo van a permanecer los datos continuamente utilizables? Imagine que tenemos el equivalente de todos los datos que se han producido en los últimos 4.000 años. Así serán las cosas 4.000 años a partir de ahora. La investigación histórica se llevaría a cabo de forma muy diferente. Pero sin mayores avances tecnológicos, esta avalancha de datos nos podría inundar. Entrevista de Susanne Gold 83 84-85_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:51 Página 84 Infraestructuras Resilientes | Centros de Cómputo Cero punto dos gramos — es la cantidad de dióxido de carbono que se emite cada vez que se realiza una búsqueda en Google. El CO2, un gas de efecto invernadero, se produce porque la mayor parte de la electricidad que usan las computadoras, los aires acondicionados y los centros de cómputo con las que se realizan esas búsquedas, se genera en las centrales eléctricas. Aunque 0,2 gramos no es mucho, las tres mil millones de búsquedas realizadas diariamente suman rápidamente. En 2011 Google consumió 2,7 teravatios-hora (TWh) de electricidad. Todos los centros de cómputo del mundo unidos consumen alrededor de un dos por ciento de la electricidad mundial, y ese número va en aumento. De acuerdo con el Boston Consulting Group, la capacidad de los servidores de las empresas de Internet como Google y Amazon, y de los bancos y las grandes empresas industriales, crecerá seis veces para el 2020. El volumen de almacenamiento de datos se incrementará 70 ve- Los centros de cómputo pueden reducir drásticamente su demanda de energía. Abajo: centro de cómputo de Google en Finlandia. Dieta Inteligente para Devoradores de Energía Cuando la demanda de los centros de cómputo se incrementa, también lo hace la demanda de energía. Siemens está ayudando a contrarrestar esta tendencia con la gestión de edificios inteligentes y fuentes de alimentación flexibles, enfocándose en el funcionamiento a prueba de fallas. ces. Este crecimiento está haciendo que los centros de cómputo utilicen más energía. En 2020 podrían producir más emisiones de CO2 que todos los aviones actualmente en operación. La Agencia Internacional de Energía estima que las necesidades energéticas de las tecnologías de información y comunicación, y el consumo electrónico se duplicarán a 1.700 TWh entre 2011 y 2030. Esto es casi tres veces la demanda total de electricidad de Alemania. Los operadores de centros de cómputo están al tanto de este problema y están buscando maneras de reducirlo. El ahorro de energía es una prioridad para los administradores de TI, pero la prevención de daños es aún más importante. Después de todo, si una tienda online como Amazon queda inaccesible durante varias horas, las pérdidas económicas serían enormes. Por lo tanto, el reto es hacer que el suministro y la transmisión de energía a estos centros sean lo más eficientes y confiables como sea posible. Siemens está desempeñando un papel pionero en esta área. Ofrece equipos para el suministro eléctrico de los centros de cómputo, y puede incluso planear toda la infraestructura 84 técnica del centro. Su equipo global de expertos para redes de baja y media tensión se coordina en Erlangen, Alemania. Los compañeros de trabajo de Siemens Building Technologies complementan esta experiencia con sus habilidades de gestión de edificios. Sólo si muchas medidas se toman en conjunto, se puede mejorar la eficacia del uso de la energía (PUE –Power Usage Effectiveness). PUE es el término utilizado por la industria de TI para describir la relación entre la cantidad de energía suministrada y la utilizada por los equipos del servidor. Una relación de 1 sería ideal. Algunos de los centros de cómputo de Google, con 1.1, se acercan mucho a este valor. Sin embargo, el valor promedio en el sector es superior a 1,8, y muchos centros simplemente desperdician energía. "En algunos casos, la mitad de la electricidad consumida se utiliza para aire acondicionado", dice Laurent Tognazzi, un representante de servicio al cliente, responsable de las redes de baja y media tensión de Siemens. El primer paso en el ahorro de energía es seleccionar la ubicación adecuada para un centro de cómputo. Por eso, muchos operadores están construyendo nuevos centros de cómputo en altas latitudes o subterráneos. Incluso hay una tendencia hacia centros de cómputo completamente automatizados, que se controlan de forma remota. Esto significa que los servidores operan en habitaciones sin luz o sin personal, y los edificios de oficinas que desperdician energía ya no son necesarios. Los sistemas de edificios inteligentes operan del modo más económico posible. Aquí es donde Siemens aporta su experiencia con tecnología certificada según la norma LEED del Green Building Council. Más de 20 de los inmuebles propios de la empresa ya han recibido esta certificación. Un software inteligente no siempre es necesario para ahorrar energía; a veces la simple física puede hacerlo. Por ejemplo, Siemens puede mantener los equipos frescos mediante la instalación de un gran ventilador suspendido de un techo. El ventilador hace circular el calor residual de los equipos y se asegura de que siempre estén avivados por una brisa fresca. Pictures of the Future | Otoño 2013 84-85_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:51 Página 85 En Resumen Infraestructuras Resilientes 99,999 por ciento de disponibilidad. Todos los sistemas deben interactuar según se requiera. Data Center Clarity LC es un paquete de software de Siemens que, por primera vez, coordina los sistemas de gestión de edificios con infraestructuras de TI, vinculándolos con el funcionamiento del servidor. Por ejemplo, si la utilización de la capacidad de los equipos de los microprocesadores cae, el software reduce la salida del sistema de enfriamiento porque se necesita menos electricidad y se produce menos calor. El sistema monitorea la temperatura y el flujo del aire de refrigeración. "Siemens es un socio confiable para proyectos complejos", dice Patrick Eshuys, director general de los centros de cómputo de la empresa holandesa KPN. De acuerdo con la Asociación de Fabricantes de la Electrónica y la Electrotecnia alemana (ZVEI), las fallas de energía son la causa de la mitad de todos los datos perdidos en los centros informáticos. Es por eso que Siemens ofrece fuentes de alimentación con tanta redundancia que los servidores están disponibles el 99,999 por ciento del tiempo. Una tendencia reciente es el suministro de fuentes de alimentación plug-and-play. "Los centros de cómputo deben ser capaces de responder rápidamente a los cambios en la demanda", dice John Kovach, director del Global Data Center Business, de Siemens. Para hacer centros de cómputo flexibles y capaces de aumentar la capacidad de forma rápida, los operadores están utilizando sistemas de suministro de electricidad en contenedores. Los contenedores sólo deben ubicarse en las instalaciones de la empresa cada vez que la demanda de energía aumenta. Siemens también equipa contenedores de otros proveedores y terceros con conmutación de bajo voltaje y transformadores, y pueden ser fácilmente conectados al sistema de energía de un centro de cómputo, sin necesidad de un extenso trabajo de instalación. La Tecnología de Información y la protección del medio ambiente no son mutuamente excluyentes, como lo demuestra el centro informático de Google en Houston, Texas, cuyas necesidades de energía se cubren parcialmente con varias turbinas de viento de 2,3 megavatios de Siemens. Aunque Siemens cubre perfectamente las necesidades de los centros informáticos con su consolidada experiencia en una variedad de sectores de infraestructura, muchos clientes todavía tienen una mentalidad tradicional en la cual ven la gestión de TI, el manejo de edificios, y la fuente de alimentación de energía por separado, dice Kovach. "Es por eso que tenemos que explicar de manera más eficaz el enfoque integral de Siemens", añade. Bernd Müller Pictures of the Future | Otoño 2013 Los fenómenos meteorológicos extremos, como el huracán Sandy en Nueva York y el tsunami en Japón, amenazan las infraestructuras de muchas grandes ciudades. Tecnologías de Siemens, desde redes inteligentes, gestión de la demanda y sistemas de control de trenes, ayudan a que las infraestructuras de las ciudades sean resilientes y robustas. (pp. 50, 53, 62, 66, 69) "Ya no podemos evitar el cambio climático, aunque se pongan en práctica medidas muy ambiciosas de protección del clima, mañana mismo. Sólo podemos retardarlo. Vamos a tener que adaptarnos a los cambios que se avecinan ", dice el profesor Peter Hoppe, Jefe del Área de Investigación de Riesgos de Munich Re. (p. 56) Hoy en día, el 95 por ciento de la extracción del petróleo y gas tiene lugar en la superficie de la tierra, y sólo el cinco por ciento en el fondo del mar. En el futuro, esta situación se puede revertir. Siemens en Noruega está desarrollando nuevas tecnologías que ayudarán a explotar los recursos naturales de las profundidades del mar. Por ejemplo, los investigadores están trabajando en una red de energía para plantas de extracción submarinas, que seguirá funcionando sin problemas a una profundidad de 3.000 metros. (p. 60) Las energías renovables están haciendo una contribución cada vez mayor a la mezcla de energía - pero esto plantea retos para las redes eléctricas, debido a la naturaleza fluctuante de este tipo de fuente de alimentación. Una solución a este problema es crear sistemas de almacenamiento de energía, como los desarrollados por Siemens y probados en colaboración con la empresa eléctrica italiana Enel. (p. 64) Con el fin de garantizar una interacción libre de problemas entre componentes ferroviarios, las tensiones mecánicas se determinan con la ayuda de sensores cableados, que se colocan en varios lugares. Debido a que esto requiere una gran cantidad de cableado complicado, los investigadores de Siemens Corporate Technology han desarrollado sensores inalámbricos. El resultado es una mejor y más precisa evaluación de los datos, en menos de 100 microsegundos. (p. 74) De acuerdo con Forrester, una empresa de investigación de mercado de TI, el volumen de datos global se multiplicó por diez entre 2006 y 2012. Los investigadores de Siemens en CT están explorando formas de utilizar la información. Su objetivo es permitir a las infraestructuras de los diferentes sistemas identificar y reportar fallas inminentes desde adentro, antes de que ocurran. Esto eliminaría la necesidad de un largo análisis y ayudaría a prevenir el costoso tiempo de inactividad. (pp. 82, 84) GENTE: Proyectando NYC: Mayur Rao, Siemens Smart Grid [email protected] Paul Eliea, Siemens Mobility [email protected] Investigación en el Fondo del Mar: Jan Erik Lystad, Siemens Energy [email protected] Redes Inteligentes en E.E.U.U.: Ravi Pradhan, Infrastructure and Cities [email protected] Almacenamiento de Energía: Uwe Fuchs, Infrastructure and Cities [email protected] Energía Geotérmica: Donald Leger, Siemens Energy [email protected] Redes Inteligentes para el suministro de Agua: Dr. Parag Mogre, Corporate Technology [email protected] Sensores Inalámbricos para trenes: Dr. Werner Breuer, Infrastructure and Cities [email protected] Dr. Hubert Mooshofer, Corporate Technology [email protected] Control de Tráfico: Andrea Ghio, Infrastructure and Cities [email protected] Historia de Siemens: Florian Kiuntke, Siemens Historical Institute [email protected] Tesoros Virtuales de datos: Dr. Steffen Lamparter, Corporate Technology [email protected] Centros de cómputo a prueba de fallas: Laurent Tognazzi, Infrastructure and Cities [email protected] Externos: Entrevista con el Prof. Peter Höppe: www.michre.com Entrevista con el Prof. Hans Uszkoreit: www.hans.uszkoreit.net LINKS: Resiliencia Urbana: www.siemens.com/urban-resilience EM-DAT —The International Emergency Disaster Database: www.emdat.be C40 Cities Climate Leadership Group: www.c40.org Geo Risk Research Department, Munich Re: www.munichre.com/geo 85 86-89_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:53 Página 86 Pictures of the Future | La Escuela Mandela A partir del 2014, los niños de la provincia Eastern Cape de Sudáfrica podrán asistir a la primera escuela secundaria local de la zona. La Escuela Mandela de Ciencia y Tecnología aceptará a más de 700 niños. La Escuela de Pensamiento de Sudáfrica Siemens está financiando y construyendo una escuela en la población natal de Nelson Mandela, la zona rural de Mvezo. La Escuela Mandela de Ciencia y Tecnología, la primera escuela secundaria en esta área, es uno de los más ambiciosos proyectos de responsabilidad social corporativa de Sudáfrica hasta la fecha. Basada en el lema "La educación es libertad", la escuela contará con laboratorios de computación y de ingeniería. 86 Pictures of the Future | Otoño 2013 86-89_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:53 Página 87 Pictures of the Future | La Escuela Mandela de Ciencia & Tecnología Ayabonga Msila es un niño de once años de edad, de Mvezo. Al igual que la mayor parte de su comunidad, él es miembro de Xhosa, un grupo étnico que vive en el sureste de Sudáfrica. Ayabonga significa "ellos están agradecidos." De lunes a viernes, sale de su casa a las 7 a.m., y una hora más tarde, llega a la escuela. No hay transporte público, por lo que él y sus amigos deben caminar. Los peores días son los días de lluvia. Ayabonga y sus amigos ya están empapados antes de llegar a la escuela. Mvezo se encuentra a orillas del río Mbashe, en la provincia Eastern Cape de Sudáfrica. Consta de seis pequeños pueblos con un total de 2.400 almas, en una remota zona rural donde la mayoría de la gente no tiene acceso regular al agua o a la electricidad. Lo que hace tan famoso a Mvezo es el hecho de que allí naciese Nelson Mandela. Mandela se convirtió en un símbolo mundial de la resistencia, la libertad y la paz durante la era del apartheid (sistema de segregación racial en Sudáfrica) y es considerado uno de los más grandes héroes del siglo 20. En 1993 fue galardonado con el Premio Nobel de la Paz y un año después se convirtió en el primer presidente negro de Sudáfrica. En el 2010, con el fin de ayudar a celebrar el aniversario150 de Siemens en Sudáfrica, el anterior CEO Peter Löscher se reunió con Nelson Mandela en Johannesburgo. Como resultado, Siemens se comprometió a ayudar a cumplir el sueño de Mandela de construir una escuela secundaria en su pueblo natal. La empresa quería devolverle algo a la sociedad. Los niños de Mvezo actualmente no tienen acceso a la educación secundaria. Como consecuencia, si desean continuar su educación, tienen que dejar su hogar y estudiar en otro lugar. De acuerdo con el Departamento de Educación de Sudáfrica en 2010, sólo uno de cada dos graduados de la escuela primaria en la provincia de Eastern Cape asiste a la escuela secundaria, la cual inicia en el octavo grado. Dos años después del inicio del proceso de planeación, la Escuela Mandela de Ciencia y TecPictures of the Future | Otoño 2013 nología se ha convertido en uno de los más ambiciosos proyectos de responsabilidad social corporativa de Sudáfrica. Con un costo de 100 millones de rands (alrededor de € 7,6 millones), Siemens comenzó la construcción de la escuela en colaboración con el Fideicomiso de Desarrollo de Mvezo y la comunidad, junto con el Departamento de Educación de Sudáfrica. Como parte de su inversión y compromiso con el éxito de la escuela, Siemens contribuirá también con sus costos de operación y mantenimiento durante tres años después de la apertura. La primera escuela secundaria en el pueblo hará una diferencia positiva en las vidas de los niños de Mvezo y sus alrededores, así como en toda la comunidad. El proyecto representa la convicción de Nelson Mandela de que "la educación es el arma más poderosa que puedes usar para cambiar el mundo." Nkosi Zwelivelile Mandela, nieto del ex presidente, jefe de la Casa Real de Mandela, y jefe del Consejo Tradicional Mvezo, está emocionado con el proyecto. "La contribución de Siemens a la nueva Escuela Mandela de Ciencia y Tecnología es la inversión más importante en educación que esta zona haya visto", dice. "Este es el tipo de iniciativa que puede cambiar la vida de esta comunidad para siempre." La Escuela Mandela de Ciencia y Tecnología abrirá en enero de 2014, a tiempo para el nuevo año académico en Sudáfrica. Iniciará con los grados 8 a 10 y estará en pleno rendimiento en 2016 con alumnos de los grados 8 a 12. Esto dará a más de 700 alumnos de los alrededores de Mvezo la oportunidad de continuar su educación y prepararse para los estudios universitarios. La escuela incluirá 25 aulas, campos deportivos, un huerto, un edificio administrativo, y un hall principal. También dará alojamiento a doce profesores en sus instalaciones. El reclutamiento de profesores capaces y apasionados es crucial para el éxito de la escuela, ya que no son muy comunes en la Provincia. Otra parte importante de la Escuela Mandela de Ciencia y Tecnología es su centro de recursos de última tecnología. Lleva el nombre de Werner von Siemens y consta de dos centros de cómputo, un laboratorio de ingeniería de diseño, y una biblioteca. Al obedecer completamente al lema de la escuela "La educación es libertad", los salones están equipados con tecnologías innovadoras y muchos materiales de investigación. Por primera vez en sus vidas, los niños de Mvezo tendrán la oportunidad de trabajar con computadores. Pero no sólo los niños de la zona se beneficiarán de la escuela. La construcción también está dando puestos de trabajo a los adultos de la comunidad. Con este fin, el Programa de Desarrollo de Habilidades en Mvezo se ha asociado con la Cámara de Industria y Comercio Un viento fresco en la costa de Sudáfrica Siemens ha entrado en el mercado sudafricano de las energías renovables. En 2012 la empresa fue galardonada con uno de los mayores proyectos en el país: la construcción de 138 megavatios (MW) de parques eólicos en Jeffreys Bay, a unos 550 kilómetros al suroeste de Mvezo, en la ventosa costa sur de Sudáfrica. El proyecto forma parte de los Productores Independientes de Energía (IPP), del Programa de Contratación del Ministerio de Energía de Sudáfrica, que tiene como objetivos promover el crecimiento socio-económico, aumentar la sostenibilidad ambiental y estimular la industria de la energía renovable. Este año, la compañía de servicios públicos del país, Eskom, también confió a Siemens la construcción del parque eólico Sere, de 100 MW, en la provincia de West Cape, a lo largo de la costa oeste. Para el parque eólico Jeffreys Bay, Siemens suministrará 60 turbinas de viento de 2,3 MW a su cliente Mainstream Renewable Power. Las turbinas proporcionarán energía para unos 114.000 hogares. Además, Siemens se encargará de las operaciones de mantenimiento de las turbinas por un período de diez años. Las turbinas comenzarán a generar electricidad a finales del 2014. Para el parque eólico Sere, Siemens suministrará 46 turbinas de 2,3 MW, llave en mano. Se espera que la planta entre en servicio durante el primer semestre del 2014. Estos contratos son muy importantes para Siemens en la expansión de su mezcla energética de Sudáfrica. Alrededor del 95 por ciento de la energía del país proviene ahora de las plantas de generación a carbón. El gobierno planea aumentar la generación de electricidad del país a partir de fuentes de energía renovables a un 50 por ciento para el 2030, y disminuir la cuota que desempeña el carbón, en consecuencia. Las fuentes renovables son principalmente; biomasa, eólica, solar y pequeñas centrales hidroeléctricas. Sudáfrica ofrece enormes recursos eólicos en las zonas costeras. Por eso Siemens inauguró su Centro de Competencia para la Energía Eólica de África y Oriente Medio, en Sudáfrica en el 2011. La compañía está demostrando que ve buenas oportunidades en África para el negocio de la energía eólica y apoya la misión de Sudáfrica para crear puestos de trabajo en las industrias "verdes". 87 86-89_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:53 Página 88 Pictures of the Future | El Zoológico de Leipzig Sudáfrica-Alemana y con la Autoridad en Construcción de Educación y Formación. Durante la duración del proyecto, 150 miembros de la comunidad masculina y femenina serán empleados en el lugar. Ellos han recibido valiosa capacitación en habilidades de construcción en áreas como albañilería, estuco, carpintería y fontanería. El nuevo conocimiento de estos miembros de la comunidad seguirá ayudando a la zona mucho después de que la escuela se haya terminado de construir. Siemens está construyendo la escuela como un modelo de sostenibilidad. Parte de la electricidad provendrá de la energía eólica y solar del lugar. La escuela utilizará sistemas de automatización, tecnologías de filtración de agua, iluminación, captación de agua de lluvia, todo con una alta eficiencia energética. Los alumnos serán capaces de experimentar la ciencia y la tecnología que están detrás de estas soluciones sostenibles. "Estamos estableciendo un ejemplo de responsabilidad ambiental", afirma con orgullo el CEO de Siemens en Africa, Siegmar Proebstl. "Siemens desea participar activamente en el desarrollo de Sudáfrica. La construcción de una escuela de primera categoría en una zona rural donde antes no existía ninguna, es un proyecto sumamente importante y gratificante”. Algunos de los graduados de la escuela podrían convertirse en los futuros ingenieros que construyan parques eólicos y otras soluciones sostenibles que el mundo necesita con tanta urgencia. Era muy importante para Siemens que el enfoque curricular de la escuela se basara en la ciencia y la tecnología. "La ingeniería es un conocimiento escaso en Sudáfrica y en todo el mundo. Es una habilidad que debe ser cultivada en los niños, desde temprana edad. La Escuela Mandela de Ciencia y Tecnología apoyará el interés de los alumnos en las tecnologías del futuro ", dijo Proebstl. Por esta razón, Siemens y el Departamento de Educación de Sudáfrica han identificado cuatro áreas y temas especializados. Todos los alumnos, niños y niñas por igual, podrán enfocarse en ingeniería, ciencia, tecnología o agricultura, en sus últimos tres años de escolaridad. En el 2014, Ayabonga será uno de los primeros niños de su comunidad en asistir a la Escuela Mandela. Él está muy orgulloso y emocionado. El enfoque tecnológico de la escuela se adapta perfectamente a sus intereses. Sus materias favoritas son matemáticas, ciencias naturales y tecnología. "Cuando sea grande, quiero ser cirujano. Quiero quedarme en mi pueblo natal y convertirme en el primer médico de Mvezo, porque me preocupo por los demás ", explica. "Ese es mi sueño." Ines Giovannini 88 Tecnologías para Zonas Tropicales Se necesita una tecnología especial para recrear el inestable biotopo de una selva tropical, en pleno centro de Alemania. Gracias a las soluciones de Siemens, el parque zoológico de Leipzig ha logrado hacerlo. Un ocelote se pasea por un bosque húmedo tropical que serpentea entre palmas reales y ramas de caoba. Por encima de un gato, monos ardilla saltan de rama en rama. Los perezosos cuelgan de las copas de los árboles, desde donde miran plácidamente la animada escena. El aire es caliente y húmedo. Pero a sólo unos pocos metros de distancia, el clima es drásticamente diferente. La temperatura es mucho más fría y la fauna y la flora son de todo, menos tropicales. Después de hacer su recorrido a través de esta exuberante selva tropical de América del Sur, los visitantes finalmente se encuentran entre la estación principal del tren de Leipzig y Auwald, un bosque ribereño en el medio de Sajonia. Desde 2011, este ha sido el lugar del mayor invernadero tropical de Europa. Con el nombre "Gondwanaland", esta estructura de tres puntas se eleva a unos 35 metros en el zoológico de Leipzig. Mide unos 16.500 metros cuadrados (más grande que dos campos de fútbol), y es el hogar de 40 especies de animales exóticos - desde el perezoso hasta el hipopótamo pigmeo. Alrededor de 500 especies de plantas tropicales de todo el mundo crecen en el magnífico paisaje de la selva, donde los visitantes pueden hacer todo tipo de descubrimientos. Los animales pueden pasear allí, casi libremente. Las ranas y los pájaros no están restringidos de ninguna manera, y los primates pueden retozar entre los visitantes. "Si usted no tiene cuidado, los monos incluso pueden robar sus anteojos, si están de ánimo", dice Rasem Baban, quien dirige el departamento de infraestructura y edificios del zoológico. Baban estuvo involucrado en la creación de Gondwanaland desde el principio, siendo el principal responsable de las características arquitectónicas del proyecto. "La idea de construir un zoológico de este tipo surgió en 1999", dice. "Varios expertos, entre ellos biólogos, cuidadores de zoológico, curadores, arquitectos e ingenieros, trabajaron en conjunto con el director del zoológico, el profesor Junhold, para desarrollar un concepto de un zoológico del futuro." El lugar está equipado con sofisticados sistemas de control de edificios y tecnología de distribución de energía eléctrica de Siemens, para garantizar que las plantas y los animales se sientan como en casa, en este entorno artificial. El sistema central de suministro de energía se ve afectado por la humedad tropical, las altas temperaturas, y otros elementos, pero Pictures of the Future | Otoño 2013 86-89_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:53 Página 89 Un sistema de distribución de energía de Siemens asegura que los ocelotes y otros animales se sientan como en casa. Una caja central de acoplamiento une las barras conductoras paralelas. Si uno de los circuitos de la barra falla, el centro de control puede enviar una señal de mando a la caja, diciéndole que continúe sirviendo a un solo circuito eléctrico. "Funciona como un gran interruptor de luz, y asegura que no haya corto circuito", explica Barth. Condiciones tropicales. La fuente de alimentación debe ser estable para que el aire acondicionado, la ventilación y los sistemas de iluminación puedan funcionar adecuadamente. Gondwanaland también contiene sistemas de control de edificios inteligentes adicionales, que mantienen la temperatura a 25 grados Celsius y la humedad en el 65 por ciento. Entre otras cosas, el agua de la lluvia tropical que cae dentro, es recogida de las precipitaciones que caen en el enorme techo. Las grandes cantidades de agua que se recogen allí, se filtran y se almacenan en una cisterna de 600.000 litros. En la noche, el sistema de aspersión rocía el agua hacia el interior de la selva. También hay un gran tronco de árbol artificial en medio del salón, que contiene un sistema para aspirar el aire caliente que se acumula en la cúpula, durante el día. El calor que se concentra cerca del techo se extrae y se almacena en un tanque de agua de 100 metros cúbicos. Este es un sistema de intercambio de tiene que permanecer en funcionamiento bajo cualquier circunstancia. Es por eso que el equipo de desarrollo de Gondwanaland decidió instalar el concepto Totally Integrated Power (TIP) de Siemens, para garantizar un sistema de suministro de energía eléctrica eficiente, que se adapte exactamente a las necesidades del zoológico. El suministro de electricidad fiable es crucial para la supervivencia de este invernadero tropical. "Sin electricidad, la selva se convertiría rápidamente en un desierto", explica Baban. "El sistema de distribución de energía es el torrente sanguíneo del parque zoológico, excepto que transporta electricidad en lugar de sangre. Una persona colapsaría si la aorta o los vasos sanguíneos secundarios se bloquean; la sangre ya no podría ser distribuida correctamente. La situación es similar con el sistema de distribución de energía en esta selva”. Casi todos los componentes de distribución de energía son redundantes, lo que significa que se duplican, con el fin de garantizar un suministro de electricidad confiable. "Si un dispositivo falla por cualquier razón, los otros seguirán con su fuente de alimentación, y garantizarán el bienestar y la seguridad de las especies animales y Pictures of the Future | Otoño 2013 Un suministro confiable de energía es fundamental para la supervivencia del invernadero tropical. Sin electricidad, la selva se convertiría rápidamente en un desierto. vegetales, en este pequeño ecosistema en Leipzig", dice Baban. Es por eso que el sistema cuenta con dos transformadores que funcionan en paralelo, para convertir la media tensión en baja tensión. Un sistema dual de canalizaciones eléctricas conecta los transformadores a la red de distribución principal de baja tensión, y canaliza la energía eléctrica hacia la "aorta" de la selva artificial y a sus "arterias" secundarias. Esto funciona a través de un sistema de barras conductoras que corren en líneas paralelas. La ventaja de las barras conductoras a través de cables es que "la planta de reserva y de conmutación aseguran que la fuente de alimentación se mantenga,incluso si parte del sistema falla", dice Steffen Barth del Sector Infrastructure and Cities de Siemens. Además, el uso de barras en lugar de cables ahorra mucho material, lo que va totalmente en consonancia con el concepto de diseño medioambiental del zoológico. calor muy sofisticado. En un proceso inverso, durante la noche, este calor se libera al sistema de calefacción. Tal regulación del calor asegura que el clima esté correctamente equilibrado en todo el invernadero tropical. El calor también se utiliza para soportar el sistema de calefacción durante las noches y los días con poca luz solar. Millones de personas han visitado el paraíso tropical de Leipzig en los dos años que lleva funcionando. Desde que el domo del edificio fue construido, el sistema de distribución de energía ha asegurado de forma impecable la seguridad de los visitantes, así como de las plantas y los animales. Es por eso que los monos ardilla, que miran hacia abajo con picardía desde sus lianas, tienen todas las razones para sentirse como en casa en este mundo artificial, pero tecnológicamente muy bien planeado. Nicole Susenburger 89 90-97_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:56 Página 90 Destacados 95 e las Ideas a las Innovaciones Una buena idea es sólo el comienzo. Para convertirse en un éxito, se necesita una buena red, entender las tendencias del futuro y, por último pero no menos importante, mucha paciencia. 2 Previendo el Futuro ¿Qué tecnologías vamos a necesitar en el futuro? Los escenarios del mundo del mañana creados por Siemens Corporate Technology han resultado ser muy precisos. La generación de energía distribuida, los productos configurados individualmente, y la ingeniería digital, se predijeron hace una década. Una mirada al pasado. 6 El Para6so para las tartups Implementar ideas innovadoras en una compañía propia - es el sueño de muchos graduados universitarios. Exploradores de tecnología de Siemens están buscando innovaciones interesantes, que puedan ser perfeccionadas en cooperación con la empresa. Investigación en la Cima del Mundo En su campamento base del Monte Everest, investigadores están obteniendo nuevos conocimientos sobre el “mal de altura”. Se están investigando las razones por las que algunas personas pueden manejar cantidades reducidas de oxígeno mejor que otras. Sus resultados tienen implicaciones para los pacientes en unidades de cuidados intensivos. En su la oratorio hologr4fico enr2 Poiret simula pro2ec tos mucho antes de que se realicen. Una gran empresa de energ6a le ha encargado crear la f4 rica ajo el agua m4s grande del mundo para e1traer 2 procesar autónomamente las materias primas en el fondo del c5ano Pac6 fico a una profundidad de 5. metros. En un viaje virtual se une a un representante de la empresa 2 a su propio asistente digital para ver si la f4 rica que ha dise7ado cumple con su tra ajo como ha 6a prometido. 9 Pictures of the Future | Otoño 2013 90-97_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:56 Página 91 isión ro nda Cómo Maduran las Ideas | Escenario 2035 ueva or' : Los clientes de Henry Poiret le han encargado crear imágenes virtuales del futuro. En su laboratorio holográfico está permitiendo a una empresa de energía experimentar sus planes de instaurar una fábrica, miles de metros ba&o la superficie del oc7ano. ace unos 2.5 a7os la gente hacía peregrinaciones a Delfos en la antigua Grecia, donde se sacrificaban cabras, para recibir a cambio profecías de todo tipo. Hoy en día, las personas acuden al laboratorio de Henry Poiret en el bajo Manhattan - y sacrifican parte de sus cuentas bancarias. Al igual que sus predecesores, reciben una visión de lo que va a pasar o podría ocurrir – un vistazo del futuro. Sin embargo, hay una gran diferencia: el oráculo de Poiret en la Gran Manzana ofrece previsiones más precisas, y más fáciles de entender. "Bobby, ofrécele al Sr. Barlow algo de beber, yo tengo que tomar una ducha rápida," dice Poiret a su secretaria, mientras pasa rápido junto a ella con una toalla sobre los hombros. "No tomaré mucho tiempo, sólo tengo que quitarme la sal." Peter Barlow se hunde en un sillón Pictures of the Future | Otoño 2013 de cuero suave, mientras que Bobby salta a la máquina de café, con su traje amarillo rechinando a cada paso. "Leche y azúcar?" pregunta con una dulce sonrisa. Barlow sabe que la industria se refiere a Poiret y a su agencia como “excéntricos”, pero eso no ha impedido que su compañía le comisione el proyecto. Porque nadie puede igualar las imágenes del futuro que crea Poiret - anteriormente un científico - en su laboratorio holográfico. Tales imágenes permiten a las empresas estimar el éxito de sus productos o proyectos, saber en qué tecnologías futuras deberían invertir, y qué probables efectos tendrán sus operaciones sobre el medio ambiente. Las creaciones virtuales de Poiret son tan reales que se rumora que algunos clientes han salido del laboratorio en un estado de gran nerviosismo. 9 90-97_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:56 Página 92 Cómo Maduran las Ideas | Tendencias Cómo Maduran las Ideas | Escenario 2035 La empresa de Barlow es un importante proveedor de energía. Está planeando la construcción de la fábrica bajo el agua más grande del mundo, diseñada para extraer petróleo y gas desde el fondo del mar y procesarla tan pronto como sea posible. Desde que una compañía noruega instaló los primeros sistemas de extracción autónomos en el fondo del Mar del Norte hace 15 años, la tecnología en aguas profundas se ha perfeccionado continuamente. Enormes plataformas de perforación en la superficie del mar han dado paso, a través del tiempo, a sistemas submarinos, ya que los primeros son demasiado vulnerables, inflexibles y poco confiables. Se espera que la nueva fábrica pueda extraer las reservas no explotadas de las materias primas en las profundidades del Océano Pacífico. Allí, el petróleo, el gas, y miles de millones de toneladas de metales codiciados están dormidos, como un verdadero tesoro. A Poiret se le pidió mostrar cómo una fábrica así se vería en alta mar, ¿cómo iba a funcionar, y qué efectos tendría sobre su entorno. En consecuencia, la empresa le ha brindado una gran cantidad de planes de datos y de construcción, que Poiret ha combinado con información adicional sobre geología y biología, así como muchos otros bits y bytes. Según el acuerdo, Barlow obtendrá hoy el primer informe de los resultados. Poiret aparece, recién duchado, y estrecha la mano de Barlow. "Perdón por la demora, pero estaba en el laboratorio comprobando unos ajustes", dice. Barlow arruga la frente mientras mira por la ventana el río Hudson en otoño. Este loco acaba de tomar un baño en el océano, se pregunta. "Bobby, prende la computadora cuántica, vamos para abajo, ahora", dice Poiret. La secretaria empuja suavemente a Barlow a un ascensor, en el otro extremo de la habitación. "Mi ayudante, Watson, ya nos está esperando", dice Poiret. "Él es un avatar, un holograma, al igual que todo el laboratorio." Se abre la puerta del ascensor, y Barlow da un paso atrás, en estado de pánico. Una interminable extensión de agua se abre ante ellos, hasta el horizonte; y la superficie está salpicada con líneas de espuma blancas. El ascensor empieza a moverse en un suave oleaje, y el aire de repente tiene un sabor salado. Las olas golpean suavemente contra las paredes exteriores del ascensor, el cual parece flotar en medio del océano. "Es una hermosa vista, ¿no?", Pregunta Poiret con una sonrisa, mientras enciende su pipa. "Bienvenido al Pacífico. Ahora estamos flotando justo encima de su fábrica – 5.000 metros por encima, para ser exactos. "Vamos a echar un vistazo a su fábrica. Por favor, sígame - pero no trate de zambullirse”. Poiret desaparece en el agua con un 92 fuerte chapoteo. Barlow cierra los ojos y da un paso hacia adelante. "Continúe adelante y abra los ojos, y por favor no contenga la respiración. Ya está lo suficientemente rojo ", dice Poiret, que está flotando al frente de Barlow en el agua, sonriendo y aspirando suavemente su pipa. "Esto, por supuesto, no es un verdadero océano. Si lo fuera, ya estaría empapado y ahogado. Nos estamos hundiendo muy rápido. "En el crepúsculo, Barlow nota una enorme sombra gris dando vueltas lentamente. "No se preocupe, eso es sólo el tiburón blanco de Watson", comenta Poiret. "En realidad es parte de un escenario totalmente diferente, un hotel bajo el agua en Sudáfrica." De repente, Barlow, una vez más siente el suelo bajo sus pies. Está muy oscuro. "Hemos llegado", dice el científico. "Watson, enciende la luz." Una misteriosa luz azul penetra en las profundidades y les revela unas unidades de color amarillo brillante, que se extienden sobre una distancia de varios kilómetros en el fondo del océano. "Es un lindo color, ¿no es así? Me inspiré en el traje de Bobby”, dice Poiret mientras saca una pequeña tableta transparente. "Aquí se puede ver el sistema de energía que abastece a la fábrica. Por cierto, esta electricidad también se produce aquí, por medio de pequeñas plantas de energía, con el flujo de la marea. Anteriormente, se tenía que transmitir electricidad a través de largas distancias mediante cables hasta el mar. Ah, ahí estás, Watson! " El Watson virtual emana de la parte superior de un transformador. "Buenos días, señor, he comprobado la tubería y simulé un pequeño maremoto. Todo parece estar intacto, tal como lo habíamos previsto. Las instalaciones de la fábrica en aguas profundas no se dañaron tampoco. Sin embargo, el posterior tsunami golpeó el tanque de petróleo en la costa, al final de la tubería, ". Watson mira hacia arriba hacia la superficie del océano. "Fue seriamente dañado, señor. Me temo que va a hundirse pronto. "Poiret vuelve hacia Barlow. "Hemos descubierto que esta región será geológicamente más activa de lo que se suponía. Tal vez debería reconsiderar sus planes en cuanto al sitio de la fábrica. Esos fueron nuestros análisis iniciales”. Poiret teclea algo en su tableta. El paisaje que les rodea se disuelve lentamente en el aire, dando paso a un cuarto blanco seco. Barlow mira deslumbrado a su alrededor. Entonces la tensión en su rostro crece y su piel comienza a picarle, bajo la camisa. "Es sólo la espuma salada que experimentamos cuando nos sumergimos en el océano", dice Poiret, dándole una palmada en el hombro. "Es sólo un pequeño reflejo, Barlow. Bobby estará encantada de mostrarle el camino a la ducha”. Florian Martini "El Viaje a Pforzheim terminó — hemos llegado con seguridad a casa de la abuela." Este telegrama enviado desde Pforzheim, Alemania, a Mannheim en 1888 puso en marcha el automóvil y una historia de éxito que cambiaría el mundo. Bertha Benz y sus hijos habían subido al Motocar de tres ruedas número 3, un vehículo patentado por Carl Benz, su marido, con el fin de demostrarle al mundo que el futuro pertenecía al carruaje sin caballos. Ella creía tan ciegamente en la invención de su marido, que había pedido el pago de su dote, antes de tiempo, para ayudar a financiar su investigación. En el camino a Pforzheim compró combustible, un poco de gasolina ligera en una farmacia. Una de las razones de la popularidad de esta historia es que, conmovedoramente, ilustra el hecho de que una idea brillante es sólo el comienzo de un largo proceso de transformar una idea en una innovación exitosa. Los inventores son impulsados por la ambición, el gozo de la creatividad, y la espePictures of the Future | Otoño 2013 90-97_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:56 Página 93 Compartir ideas es un requisito en las conferencias especializadas sobre innovación, en redes de Internet, y en reuniones con socios de investigación y Startups. Reinventando la Innovación Los procesos de innovación están cambiando radicalmente. Redes científicas en Internet, un escenario activo que está siempre en línea, y el creciente poder innovador de las economías emergentes están obligando a las empresas a hacer frente a nuevos desafíos. En respuesta, Siemens está cada vez más interesada en la colaboración con socios externos. ranza de obtener beneficios materiales. Ganar dinero a través de sus inventos fue también una motivación importante para Werner von Siemens desde el inicio. En una carta a su hermano Carl, escribió: "Desde que era joven, he previsto fundar una empresa global similar a la de los Fugger, la cual otorgue poder y prestigio, no sólo a mí sino también a mis descendientes. "En 1847 inventó el telégrafo con puntero, y en 1866 demostró el principio de la electrodinámica, que dio inicio a la marcha triunfal de la electricidad. Pero incluso antes había desarrollado una serie de tecnologías más pequeñas, como un nuevo proceso de galvanización, que vendió a una empresa en Inglaterra. Necesitaba con urgencia los ingresos de la venta con el fin de cuidar de sus hermanos menores huérfanos. Hoy, Siemens emplea a 370.000 hombres y mujeres de todo el mundo, y la innovación sigue siendo uno de los motores más importantes del crecimiento de la compañía. Pictures of the Future | Otoño 2013 Las empresas invierten una gran cantidad de dinero en nuevos productos que impulsarán su competitividad. El Centro para la Investigación Económica Europea ha calculado que en el 2013 las principales empresas alemanas invertirán aproximadamente € 140 billones en innovaciones. El efecto exacto de estos gastos en la venta de nuevos productos aún no puede calcularse con precisión. El último de estos análisis, que se llevó a cabo en 2011, mostró que los nuevos productos representaron el 14,2 por ciento de las ventas totales, una cifra ligeramente inferior a la del año anterior. Sin embargo, a raíz de la crisis financiera, la industria comenzó a aumentar de nuevo su gasto en Investigación y Desarrollo sólo en el año 2011, así que ya es probable que haya efectos positivos. Mientras tanto, los competidores están saliendo al juego. Economías emergentes como China e India están invirtiendo cada vez más en investigación y desarrollo. Para no quedarse atrás, la UE está trabajando con compa- ñías como Siemens en una serie de alianzas público-privadas para impulsar la investigación en áreas orientadas al futuro, como por ejemplo, fármacos innovadores, aeronáutica, segmentos industriales con base orgánica, celdas de combustible, la tecnología del hidrógeno, y la electrónica. "La industria sabe lo importante que es no descuidar las innovaciones. Todavía nos estamos quedando atrás de algunas de las grandes economías ", dijo el Comisionado de Investigación de la UE Máire Geoghegan-Quinn, durante una reunión anual del programa de asociación público-privada en el 2013. EE.UU. y Japón, anteriormente líderes indiscutibles en términos de inversión en I + D, también han perdido muchos puntos en el ranking de las economías más innovadoras (pág. 96). Suiza, por ejemplo, muestra qué tan importantes son las innovaciones para las economías nacionales. Durante años ha encabezado la lista de los países más innovadores. También tiene 93 90-97_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:56 Página 94 Cómo Maduran las Ideas | Tendencias una de las tasas de desempleo más bajas del mundo y ocupa el noveno lugar en la lista de los países más ricos. Sin embargo, estos son tiempos emocionantes, ya que la misma forma en que funciona la innovación está cambiando radicalmente. Durante décadas, los científicos solían compartir sus ideas en conferencias especializadas y en publicaciones profesionales. Los investigadores industriales formaban una parte importante de estas redes. Cuando un tema, desarrollado en las universidades o en los institutos de investigación, parecía interesante, se creaba un proyecto cooperativo de investigación. Estas viejas redes todavía existen hoy en día, pero Internet ha acelerado dramáticamente el intercambio de ideas. Por ejemplo, el empresario de nuevas compañías, con sede en Berlín, Ijad Madisch ha establecido una red social para científicos llamada Researchgate que ya tiene norar este extremo potencial creativo. Siemens reconoció hace años este hecho y envió con éxito a sus propios exploradores de tecnología a buscar nuevas empresas prometedoras, con las cuales pudiera trabajar de manera rentable en Berkeley, California, y en Shanghai, China. En los últimos años, un panorama de emprendimiento empresarial también se ha estado desarrollando en Europa. Siemens ha reaccionado a este desarrollo mediante la creación de su propio Centro de Tecnología para los Negocios, en su área de Corporate Technology en Munich, Alemania. Su equipo de cuatro Exploradores en Tecnología, no sólo debe mantener un ojo abierto a las nuevas ideas. Lo único que se necesita es crear algo que los clientes quieren. Por supuesto que también se aplica a Siemens, pero, naturalmente, los procesos son más complicados en Los investigadores en tecnología necesitan estar en contacto con las tendencias de la industria. También deben tener excelentes habilidades sociales, ya que la esencia del sector es el intercambio rápido de ideas. tres millones de miembros. El objetivo de Madisch es mejorar y acelerar el intercambio de ideas entre los investigadores. El panorama empresarial también está en un estado de cambio. Las "empresas de garaje" han existido desde hace unos 30 ó 40 años, pero ahora el número de nuevas empresas está en expansión. Hoy en día, los jóvenes con talento, especialmente los estudiantes de las universidades estadounidenses de élite, están tratando de realizar sus ideas en sus propias empresas, con mucha más frecuencia de lo que solía ser el caso. A menudo están optando por este camino en vez de fijar sus esperanzas en adelantar una carrera en alguna importante empresa. Y ninguna empresa multinacional puede darse el lujo de ig94 una empresa que opera en 190 países. Y es más, desarrollos como una nueva turbina de gas o los nuevos sistemas de software para la automatización industrial tardan años en desarrollarse y cuestan mucho dinero - más de lo que una empresa nueva podría nunca reunir. El tipo de I + D que se realiza en Corporate Technology (CT) y en los sectores de Siemens, junto con los socios externos, por lo tanto, es indispensable para el éxito de Siemens. Antes de que las buenas ideas puedan convertirse en productos de éxito, es necesario establecer redes internas en la empresa y con las universidades e institutos de investigación. Muchos de los nuevos desarrollos de Siemens han surgido gracias a estos excelentes vínculos entre los investigadores (p95). Una mirada al futuro. Sería demasiado arriesgado confiar sólo en la intuición para predecir qué productos estarán en demanda en diez o 15 años. Es por eso que Siemens ha desarrollado un método que - al igual que esta revista – se llama “ Pictures of the Future", el cual utiliza siempre que es necesario desarrollar ideas claras acerca de futuros desarrollos. Futurólogos de Siemens realizan entrevistas con expertos, y a partir de estas entrevistas, que a menudo suman varios cientos, se cristalizan las conclusiones sobre tendencias tecnológicas y evolución del mercado. La precisión de los futuros escenarios se ejemplifica en "Pictures of the Future" del mercado de la energía, que se creó para el 2002/2003, en el cual se predijo que las pequeñas unidades de generación de energía descentralizadas experimentarían un auge, que las fuentes de energía renovables probablemente serían competitivas, incluso sin subsidios, y que las plantas de energía tendrían que ser operadas de forma más flexible (p. 102). Todos estos temas son más relevantes hoy que nunca. El poder de los visionarios y el intercambio de conocimientos también caracterizaron los comienzos de la historia de Siemens. Werner von Siemens conoció al ingeniero mecánico, el Prof. Johann Georg Halske en una conferencia en Berlín, en la que luego sería la Sociedad Alemana de Física. Los dos hombres se apreciaban tanto que decidieron unirse para promover las tecnologías de electrificación y de comunicación, en una empresa llamada Telegraphen Bau-Anstalt von Siemens & Halske. Sólo unos pocos años después de la creación de la empresa en un pequeño taller en Berlín, Siemens & Halske comenzó a operar a nivel internacional, participando en la construcción de una red telegráfica en Rusia y la línea telegráfica indoeuropea. Werner von Siemens creía que una de las razones de su éxito era que sus fábricas hacían productos que se basaban en invenciones “de la casa”. Esto hizo posible mantenerse por delante de la competencia, a pesar de que aún no era posible recibir la protección de patentes en los estados individuales de Alemania. No fue sino hasta 1877 que el Parlamento aprobó una ley alemana uniforme de patente - una ley cuya necesidad urgente había declarado Werner von Siemens previamente, en público. En última instancia, este fundador de la compañía combinaba todos los elementos esenciales de un empresario innovador: un espíritu de invención, una red, el pensamiento empresarial y estratégico, y, por último pero no menos importante, olfato para las innovaciones exitosas. Katrin Nikolaus Pictures of the Future | Otoño 2013 90-97_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:56 Página 95 Cómo Maduran las Ideas | Estrategias de Innovación El Prof. Marquardt y el Prof. Weinhold respaldan los convertidores de energía modulares. Izquierda: La instalación HVDC PLUS en San Francisco. De las Ideas a las Innovaciones En Siemens, una red mundial de investigación de primera clase, estrategias con visión vanguardista, la voluntad de asumir riesgos, y la perseverancia ayudan a llevar las innovaciones a la vida. Una empresa que opera a nivel internacional, como Siemens, debe monitorear constantemente las innovaciones en todo el mundo. "Nuestro mundo está lleno de ideas innovadoras, y necesitamos conocer el mayor número posible de ellas", dice el Prof. Michael Weinhold, Jefe de Tecnología e Innovación del Sector Energy de Siemens. La compañía se mantiene al día con las innovaciones a través de asociaciones de investigación con universidades, institutos y otras empresas. Siemens también tiene sus propias unidades especializadas que se focalizan en la cooperación con las compañías nuevas, incluyendo las prometedoras “empresas de garaje.” Además, un sistema de gestión del conocimiento y de la información, finamente estructurado se extiende a través de las unidades, departamentos, y de los cuatro sectores de Siemens. Muchos de los proyectos de investigación son tan extensos que sólo pueden llevarse a cabo por un gran grupo industrial como Siemens. "Hay que ser paciente y tener una gran cantidad de conocimientos especializados en varias disciplinas, si se desea desarrollar tecnologías de turbinas de gas o software de automatización industrial," dice el Dr. Norbert Lütke-Entrup, Jefe de Tecnología y Gestión de la Innovación de Siemens Corporate Technology. La creación de redes es la clave aquí, ya que incluso la idea más brillante, no llega a Pictures of the Future | Otoño 2013 ninguna parte si no está respaldada por las personas correctas. Este fue el caso de los convertidores multinivel modulares - un importante desarrollo reciente de Siemens. Estos convertidores de alto rendimiento, que transforman un tipo de corriente a otra, debían ser personalizados casi para cualquier tipo de aplicación de alta tensión - por ejemplo, en los motores de barcos y motores industriales. "Tuve la idea de desarrollar un concepto estrictamente modular que permitía configurar los convertidores de alto rendimiento, utilizando cualquier número de submódulos idénticos, basados en un diseño estandarizado. Estos submódulos podrían ser ensamblados de diferentes maneras dependiendo de las necesidades ", dice el profesor Rainer Marquardt, un ingeniero que trabajó en Siemens Energy durante 16 años, antes de unirse a la Universidad Bundeswehr, cerca de Munich en el 2000, donde sigue siendo profesor de Ingeniería Eléctrica de Accionamientos. "En términos de tecnología y de procesos industriales", añade, "se trataba de un objetivo muy ambicioso, sobre todo en cuanto a equipos de alto rendimiento, ya que era evidente que en el futuro se requerían controles electrónicos mucho más eficaces y con una mayor eficiencia.” Marquardt presentó inicialmente su idea a los antiguos colegas del Sector Industry de Siemens, pero el sector Energy pronto se interesó tam- bién. Michael Weinhold y otros expertos estaban examinando en ese momento las futuras necesidades del mercado de la energía en constante cambio. "Desde el año 2000, nos dimos cuenta de que íbamos a necesitar esta tecnología en unos pocos años", explica Weinhold. En ese momento, los expertos sabían que cada vez más, la electricidad se generaría a partir de fuentes de energía distribuida. Ellos también sabían que toda esta energía tendría que ser manejada por los convertidores, si se buscaba una transmisión eficiente y se quería ofrecer a los consumidores finales un suministro confiable (véase p. 102). Comenzando el nuevo siglo, Marquardt había construido un prototipo. "Incluso los mejores expertos tendrían problemas para evaluar una innovación tan radical, únicamente sobre la base de un concepto teórico - tendrían que ver cómo funciona en la práctica", explica Marquardt. En ese tiempo también había registrado las patentes y publicó su idea en cinco revistas internacionales, pero no hubo muchas respuestas. Sin embargo, no se sorprendió. "Por lo menos un centenar de ideas se publican en mi campo cada año, pero la mayoría no son adecuadas para aplicaciones industriales, y un montón de buenas ideas se pierden." Esta vez, sin embargo, las cosas fueron diferentes. Weinhold presentó la idea en la reunión mensual de Junta Directiva de Energy en Siemens, y le dieron luz verde para seguir adelante con el rápido desarrollo del concepto. "Un pro95 90-97_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:56 Página 96 Cómo Maduran las Ideas | Hechos y Pronósticos yecto de esta dimensión para la electrónica de potencia requiere una gran cantidad de personas y capital", dice Weinhold. Siemens también desarrolló un ambiente nuevo para los convertidores, incluidos los dispositivos de control electrónicos. El riesgo valió la pena, ya que Siemens se convirtió en la primera compañía en ofrecer esta tecnología. Hoy, los convertidores multinivel modulares son estándar en todo el mundo. Siemens sigue siendo el líder del mercado y lanza continuamente versiones actualizadas de la tecnología - por ejemplo, HVDC-PLUS, cuyos semiconductores de potencia con desconexión automática, permiten una rápida regulación y un funcionamiento altamente dinámico. Una instalación compacta HVDC-PLUS está transformando de manera eficiente la corriente continua en corriente alterna, al final de un enlace de cable submarino de 88 kilómetros entre Pittsburg, California y San Francisco. Otra de estas instalaciones se está construyendo para la primera línea de transmisión a alta tensión en corriente directa, entre España y Francia. Imaginando el Futuro. Predecir lo que el mercado exigirá en cinco o diez años es uno de los principales factores que influye en que las nuevas ideas conozcan el éxito. "Nuestros expertos utilizan el método Pictures of the Future para desarrollar escenarios que apunten en la dirección correcta", dice Lütke-Entrup. Por ejemplo, como resultado de un escenario para la distribución de energía, (véase p. 102) "tuvimos que empezar a pensar cómo podríamos almacenar grandes cantidades de electricidad," explica Lütke-Entrup. Los expertos convinieron en que el almacenamiento de energía a gran escala sólo puede lograrse si la electricidad se convierte en un portador de energía química, como el hidrógeno. Los investigadores de Siemens en CT trabajaban en celdas de combustible para uso en plantas de energía de celdas de combustible. Este proyecto no llegó muy lejos, pero la refinada tecnología de los científicos demostró ser adecuada para la electrólisis. "Los expertos de CT construyeron los primeros prototipos, y hoy el Sector Industry de Siemens es responsable por el desarrollo y la comercialización de los electrolizadores," dice Lütke-Entrup. Es un ejemplo de cómo CT ayuda a los sectores a desarrollar nuevas oportunidades de negocio. "Por lo general, toma mucho tiempo para que una idea madure", dice Lütke-Entrup. Casi todos los científicos tienen un destello de lucidez, al menos una vez en su carrera - y si se añade perseverancia y las conexiones adecuadas, es muy probable que una innovación revolucionaria tenga una oportunidad de éxito. Katrin Nikolaus 96 Liderando con Innovación Las innovaciones son generalmente consideradas de la UNESCO de 2010, EE.UU. sigue liderando la clasifi- la economía - y por lo tanto de la prosperidad de un país. últimos años su porcentaje sobre el total ha disminuido como indicadores de crecimiento y de competitividad de cación mundial en logros de investigación, pero en los Hasta la fecha, Europa y Estados Unidos se han llevado más que el de todos los demás países juntos. El informe ahora están encontrando una fuerte competencia en el EE.UU. se ha visto fuertemente afectada por la recesión toda la atención, por su capacidad de innovación. Pero atribuye esta caída al hecho de que la I + D industrial en mercado de las ideas. Según un estudio reciente, reali- y que muchos investigadores han perdido sus puestos de mías emergentes son hoy los motores de la innovación bién experimentó un descenso. virtiendo cantidades cada vez mayores en investigación muy concentradas en unas pocas regiones: Europa, Es- versión en I + D que hacen Estados Unidos, Europa, y Ja- de todo el personal de investigación. Hoy en día, una zado por Roland Berger Strategy Consultants, las econo- en muchos campos. Por ejemplo, China e India están iny desarrollo (I + D), mientras que los porcentajes de inpón está disminuyendo. El panorama mundial de I + D está experimentando una transformación estructural básica. "Las empresas de las economías emergentes ya no son el capital de trabajo trabajo. La UE, que es la región líder en este estudio, tam- Las actividades de investigación del mundo están tados Unidos y China representan casi el 70 por ciento quinta parte de todos los investigadores trabajan en China. En cuanto a la publicación de artículos científicos, Europa lidera como región, mientras que EE.UU. es el país líder. Sin embargo, China ha aumentado sustancial- extendido de los estados industrializados. Están invir- mente su proporción de artículos científicos en los últi- sarrollo de sus propios productos competitivos ", explica caciones vienen de China. tiendo cada vez más en proyectos de investigación y deel Dr. Roland Falb, socio de Roland Berger Strategy Con- sultants. Sin embargo, todavía hay un país de Europa - Suiza - que sigue liderando el camino de la innovación. De acuerdo con el Indicador de Innovación 2012, este ha mos años. Más del diez por ciento de todas estas publiUn informe publicado por la Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (OMPI) en 2012 muestra que - en comparación con la economía mundial - la experien- cia mundial acumulada, en términos de propiedad inte- sido el caso durante años. El Indicador de Innovación es lectual, está creciendo rápidamente. Los indicadores aquí países, con la ayuda de 38 indicadores individuales, y funcionales y de diseño. En 2011 el número de solicitu- una comparación de los resultados de innovación de 28 compilada por la Fundación Deutsche Telekom y la Fe- deración de Industrias Alemanas (BDI). Suiza es seguido son las patentes, las marcas comerciales y las muestras des de patentes pasó el umbral de los dos millones, por primera vez. La participación de China fue la mayor, con por Singapur y Suecia, en segundo y tercer lugar, respec- un 25 por ciento. Esto es una novedad, ya que durante mania y los EE.UU. bían ocupado la primera posición. inversiones masivas del país en educación e investiga- citudes de patentes (en 2010 y 2011, China registró la vación, desempeñan un papel importante en su éxito. guen EE.UU., Japón, Corea y Europa. tivamente, y después están los Países Bajos, Bélgica, Ale¿Cuál es el secreto detrás de la inventiva suiza? Las ción, así como su fuerte economía orientada a la inno- Además, Suiza tiene las mejores calificaciones en los cinco sub-indicadores: economía, ciencia, educación, go- bierno y sociedad - y esto apunta a un sistema de inno- el siglo pasado, Alemania, Japón o EE.UU. siempre haAhora China está a la cabeza, con sus 526.412 soli- mayor tasa de incremento, con el 34,6 por ciento). Si- El desarrollo de las tecnologías modernas es un pro- ceso extremadamente complejo, que a menudo requiere de la cooperación entre naciones. Entre 2006 y 2011 esa vación bien coordinado y que funciona generalmente de cooperación se incrementó en todos los países - excepto levantes es un elemento más de su éxito. Científicos sui- tos de cooperación: en el 79,3 por ciento de las solicitu- forma eficiente. Esta interacción de factores y actores re- zos realizan la investigación fundamental sobre la que se en China. Suiza participó en el mayor número de proyec- des de patentes de Suiza del 2011, participó al menos basan las nuevas tecnologías. El sistema educativo ofrece un desarrollador extranjero. En comparación, menos del cesitan para hacer frente a estas tecnologías y para llegar reanos participaron en patentes con extranjeros. a las personas el conocimiento y las habilidades que ne- a las innovaciones. El gobierno, a su vez, estimula la in- diez por ciento de los chinos, indios, japoneses, y surco- Un tema importante para muchos países, entre ellos novación a través del gasto, regulaciones y programas Alemania, es la variedad de personas que están involu- cia las nuevas tecnologías es una importante condición dicador de Innovación de 2012 también mira el tema de de promoción. Y, por último, la actitud de la sociedad ha- general para el éxito de los esfuerzos de la economía en sacar adelante las innovaciones. En la última década, las economías emergentes como las de China e India también han aumentado con- siderablemente su presupuesto de I + D y mejorado su rendimiento científico. De acuerdo con el Science Report cradas en el proceso de innovación. Por esta razón, el In- la diversidad y su importancia para el proceso de inno- vación. En vista de los cambios demográficos y los nue- vos retos que plantea la globalización de los procesos de innovación, es imprescindible involucrar con mayor ím- petu a las mujeres, los inmigrantes y los trabajadores de edad avanzada en la ciencia y en los negocios. Pictures of the Future | Otoño 2013 90-97_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 9:56 Página 97 Países líderes en solicitudes de patentes y lugar de radicación Japón 287,580 178,183 China 415,829 18,544 USA 247,750 Korea del Sur 138,034 Alemania India 48,601 162,741 46,986 / 90,590 8,841 / 6,091 Solicitudes de patentes en el propio país Solicitudes de patentes en otras 14 oficinas de patentes enfoque interdisciplinario, y una multitud de perspectivas edades trabajan juntas. En el índice de diversidad, Suiza vación integral - en todo el mundo. cial de los equipos en los que las personas de diferentes 0,5 mn 0 +0,7 15,7 23,1 -3,1 20,0 32,2 2,3 2,4 13,9 11,1 % Investigadores 2002 -2,7 29,5 +5,8 19,7 -1,3 -0,1 +0,7 9,8 Rusia 0 100 50 -3,2 5,2% 10,0% 2,6 2,3 +5,4 % Investigadores 2007 in % % Publicaciones Científicas 2002 -2,4 +1,1 +1,0 7,6 Los Diez Países Más Innovadores Subíndice Puesto Innovación 1 2 Suiza 77 Subíndice Económico Suiza 73 Singapur 63 EE.UU. 61 4 Países Bajos 59 Alemania 55 6 Alemania 56 3 5 7 8 9 10 Suecia 60 Bélgica 58 EE.UU. 56 Taiwan 60 Belgica55 Suecia 60 Singapur 54 Subíndice Ciencia Suiza 95 Dinamarca 87 Países Bajos 76 Irlanda 74 Finlandia 74 Suecia 71 Singapur 69 Dinamarca 54 Japón 52 Bélgica 65 Noruega 53 Corea del Sur 50 Austria 63 Finlandia 54 Noruega 52 Pictures of the Future | Otoño 2013 Noruega 64 250 300 3,7 3,3 350 Inversión en I+D (en billones US$) 400 450 China Japón Resto del Mundo India Gastos en I + D como % del PIB Taiwan 81 Singapur 77 0 Suiza 73 Singapur 100 Finlandia 79 Taiwan 63 EE.UU. 63 Finlandia 60 Francia 62 Bélgica 61 Canadá 58 Irlanda 57 Corea del Sur 54 EE.UU. 53 Suiza 62 Países Bajos 60 Canadá 60 Suecia 58 Bélgica 56 1 25 338 20 15 199 45 148 38 33 30 436 149 Subíndice Gobierno Australia 64 35 311 * UE + Russia + Europa Oriental Subíndice Educación Porcentaje global de inversión en I + D 415 Europa* % Publicaciones Científicas 2008 * UE + Russia + Europa Oriental 200 USA 42,5 10,6 150 Inversión en I + D en paridad con el poder adquisitivo (en billones US$) 27,7 -3,0 USA Principales Países en Términos de Gastos Comparativos de I + D 4,6 +1,1 30,9 FILA USA Europa* China Japón India 45,5% Korea Del Sur 2,2 3,1 Gitta Rohling Japón Fuente: Reporte Científico de la UNESCO 15,0 Unión Europea China 1,0 mn 3,5 Total Mundial 7.210 mn son otros componentes vitales de los procesos de inno- Número de Investigadores 1,5 mn Ranking de Países en % de Investigadores Total Mundial Total Mundial y Publicaciones 733,305 986,099 Total Mundial 5.811 mn fundamento de la creatividad. La internacionalidad, un Principales Países en Número de Investigadores e Inversión en I + D Fuente: Indicadores Mundiales de Propiedad Intelectual 2012 es la conclusión de un estudio realizado por la Universidad empresas en muchos países están descubriendo el poten- la fuerza de trabajo, y las innovaciones industriales. Las Fuentes: Número de investigadores: cifras de 2007 de la UNESCO Informe Científico de 2010, Gasto en I + D 2012: Battelle, Revista R & D innovadores que sus colegas más jóvenes, y viceversa", es una vez más el líder, seguido por Australia, Suecia, Fin- landia, Bélgica e Irlanda. La diversidad es, obviamente, el 2 3 2010 4 Subíndice Sociedad Países Bajos 98 Suecia 87 Canadá 84 Alemania 77 Suiza 73 Noruega 72 Austria 72 Australia 67 Reino Unido 67 Finlandia 55 41 1 10 158 2 2012 3 5 4 0 Fuente: Battelle, Revista R&D Magazine (2012 Pronóstico de Financiación Global) productividad y la capacidad de innovación de un país. "Los trabajadores mayores no son necesariamente menos de Rostock, Alemania, en 2012 para determinar los vín- culos entre el cambio demográfico, el envejecimiento de Metodología del Indicador de Innovación El Indicador de Innovación examina 38 subíndices que se dividen en cinco subsistemas: economía, ciencia, educación, gobierno y sociedad. Cada subsistema contribuye al rendimiento general de la innovación de un país. Los países más innovadores son los que alcanzan los más altos rankings posibles en todos los subsistemas, lo que significa que tienen los sistemas de innovación bien coordinados. En 2012 Alemania tenía un valor de 56 en el indicador, lo que lo puso en sexto lugar, dos lugares más abajo de su rango en el informe anterior. 97 Fuente: Indicador de Innovación No obstante, todavía no está claro si la fuerza laboral que envejece es una bendición o una maldición para la 98-99_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:01 Página 98 Cómo Maduran las Ideas | Patentes Para cada invento, los abogados de patentes de Siemens deciden si se presenta una solicitud de patente y en qué países. El Negocio de Defender Ideas Muchos de los activos de Siemens no consisten en bienes raíces, edificios o maquinaria, sino en la propiedad intelectual. La protección de esta propiedad es una de las principales responsabilidades de los 430 expertos en Corporate Technology. En apariencia, las oficinas de Beat Weibel y su equipo no se ven muy diferentes a las del departamento de finanzas. El trabajo realizado en ellas es también similar, porque su equipo se ocupa igualmente de activos de la empresa. Pero los expertos de Weibel no se concentran en activos financieros, participaciones en empresas, bienes raíces, edificios o maquinaria. Su negocio es la propiedad intelectual (IP). Weibel maneja 350 personas en el departamento más grande que tiene la empresa alemana en derechos de propiedad intelectual. Pero sacar ganancias de las innovaciones técnicas no es un asunto trivial. Protegerlas es caro, y las empresas necesitan una fuerte estrategia de patentes. En el año fiscal 2012, los empleados de Siemens reportaron 8.900 invenciones dentro de la propia empresa, y el equipo de Weibel presentó aproximadamente 4.600 solicitudes iniciales de patente. Esto representa cerca de 41 inventos y 21 solicitudes de patentes por día, suponiendo 220 días de trabajo al año. De acuerdo con la Oficina Europea de Patentes, Siemens obtuvo el segundo lugar, detrás 98 de Samsung, en el ranking europeo de 2012, cediendo el puesto que tenía en el 2011 como el campeón de Europa en invención. Globalmente, el Grupo Siemens tiene ahora aproximadamente 60.200 patentes. En comparación con hace diez años, el Grupo recibe el doble de informes de invenciones de cada uno de los 29.500 empleados de investigación y desarrollo - en gran parte debido al excelente nivel de cooperación entre los abogados de patentes y los inventores. Uno de los inventores de Siemens es el profesor Maximilian Fleischer, quien es considerado como uno de los principales expertos en sensores del mundo y es el co-inventor de 120 familias de patentes y 759 patentes individuales. Sus sensores "olfatean" gases de escape de turbinas, detectan olores en la respiración humana, y vigilan la calidad del aire en los edificios. Los inventos de Fleischer se utilizan en una gran variedad de campos: salud, sistemas de control de edificios, plantas de energía y redes inteligentes. Estas ideas valiosas deben ser protegidas de la competencia y de todos los demás que quieran copiarlas. Uno de los expertos jurídicos en el equipo IP de Siemens es Simon Ahlers, un abogado de patentes que solía hacer investigación sobre sensores, y que no sólo está familiarizado con los aspectos legales de su campo, sino también con los detalles técnicos. Cada inventor de Siemens es apoyado por un abogado de patentes con experiencia en el mismo campo. Esta es la única manera de que los expertos en patentes puedan lograr la protección de patentes amplia y significativamente. Ellos analizan el estado tecnológico actual y la situación de las patentes de los competidores y organizan una "invención por demanda", talleres donde los participantes buscan específicamente desarrollos patentables en temas de actualidad e interés. Weibel llama a esto "desviar la atención de los inventores hacia zonas donde aún no se ha inventado la rueda." Pero, ¿qué es una buena idea? ¿Qué tipo de cosas en realidad se pueden patentar? "La idea tiene que tener un cierto estilo", dice Ahlers. Y tiene que ser nueva. En otras palabras, tiene que ir más allá del estado actual de la técnica. No debe haber sido publicada, y debe tener utilidad comercial. Esto se aplica a materiales, equipos, Pictures of the Future | Otoño 2013 98-99_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:01 Página 99 Cómo Maduran las Ideas | Patentes procedimientos operativos, métodos comerciales, softwares y algoritmos. Tan pronto como un desarrollador informa de una invención, los abogados de patentes buscan en las bases de datos de las oficinas de patentes del mundo para determinar si cualquier otra persona en nuestro interconectado planeta ya ha tenido la misma idea. En última instancia, un comité decide si el potencial producto vale la pena en gasto y en esfuerzo para solicitar una patente. El sensor de monóxido de carbono de Fleischer es un ejemplo. "Las cosas tenían que hacerse muy rápido", recuerda Ahlers. El sensor tiene el número de patente DE102009015121A1, registrado en la Oficina de Patentes y Marcas de Alemania (DPMA) el 31 de marzo de 2009 - sólo tres días después de que la invención se informó internamente.” Los competidores estarían encantados de tener esta tecnología. Esta es una patente clave, dice Ahlers. El sensor mide el contenido de otra parte, dado que el registro de patentes en DPMA proporciona protección sólo en Alemania, se requieren costos de registros adicionales para otros países, comercialmente relevantes. Considerado el máximo de 20 años de vida útil de una patente, los gastos totales pueden sumar hasta 100.000 Euros. En el caso del sensor de gas de Fleisher, la Oficina de Patentes y Marcas de Alemania ha protegido su idea desde marzo 21, 2013, pero otros países todavía están examinando la aplicación - y ese proceso puede tomar entre dos y cinco años. Solicitar una patente no siempre tiene sentido, ya que significa divulgar. Los expertos deciden cuidadosamente cómo lograr la mejor protección, a veces simplemente Siemens mantiene un nuevo software o un determinado proceso de producción como un secreto comercial. Y ¿no debe la empresa tener especial cuidado con aplicaciones en países como China, donde otorgan sólo en China, debido a que otras oficinas de patentes consideran que el elemento inventivo es demasiado leve. Algunas empresas chinas utilizan esta situación para hacer un truco inteligente: Pueden tratar de tomar conocimientos que no están protegidos por una patente y "re-nombrarlos" para registrar ellos mismos una invención ya patentada en la SIPO, la oficina de patentes de China. Los derechos son entonces propiedad de la compañía china. Por lo tanto, en China, las empresas de tecnología como Siemens, siguen una estrategia diferente. "Tratamos de proteger incluso los pequeños cambios técnicos en grandes volúmenes, así no parezcan particularmente inteligentes", dice Hilmar Konrad, un abogado de patentes de la División Siemens Building Technologies, el área en la cual Fleischer podría aplicar su sensor de monóxido de carbono. "No queremos correr el riesgo de ser demandados De izquierda a derecha: Los abogados de paten- CO en el aire dentro de los edificios y es una innovación importante en los sistemas de control de edificios. Se puede utilizar para la detección de incendios o para la medición de la calidad del aire, por ejemplo. Fleischer quería presentar su idea en una feria comercial para proveedores de sensores, y así hacerla pública, sólo unos meses después de que informó de la invención. Por eso Ahlers tuvo que actuar con rapidez. Análisis de costo-beneficio. Una solicitud de patente no siempre se presenta así de rápido, y a veces no se presenta en absoluto. Este podría ser el caso de una invención que debe mantenerse en secreto, o cuando no vale la pena el costo. Factores importantes en este cálculo incluyen la edad de la patente y el número de países en los que fue registrada. Desde el momento en que una patente se presenta, a la fecha en que se concede, hay costos internos de presentaciones, verificaciones, y pagos anuales. La Oficina de Patentes y Marcas de Alemania (DPMA) genera unos costos iniciales de aproximadamente 500 €. Estos son seguidos por constantes y crecientes tasas anuales. Por Pictures of the Future | Otoño 2013 tes Wolfgang Zeiler y Thomas Roth, el experto en sensores Max Fleischer, y Erich Schmid, in- ventor de un proceso para aumentar la produc- ción de energía en centrales de ciclo combinado. hay una alta probabilidad de piratería de productos y de uso indebido de la propiedad intelectual? "No necesariamente", dice el Dr. Oliver Pfaffenzeller, un abogado de patentes de Siemens y experto en leyes chinas. Como resultado, los derechos de propiedad intelectual se han vuelto mucho más estrictos en China en los últimos años, y han adoptado el estricto sistema de patentes de Alemania como modelo. "Esto es particularmente cierto, en lo que respecta a la concesión de patentes", dice Pfaffenzeller. "En la infracción de la ley, se han basado, en cierta medida, en el enfoque de los EE.UU." Una diferencia importante en la práctica china está en el diseño industrial. En algunos países, como Alemania, hay dos tipos diferentes de derechos, en materia de propiedad intelectual técnica: derechos de patentes y derechos de diseños industriales, llamados a veces "patentes menores" por alegar a una menor inventiva. Pero algunas patentes menores se por los imitadores chinos, que han solicitado derechos de propiedad intelectual imitando tecnología." Las patentes claves, como la que protege el sensor de Fleischer, no sólo son vistas como protección para las innovaciones. Cuando se manejan adecuadamente, pueden ser utilizadas en contra de los competidores, y permiten impugnar legalmente a imitadores potenciales. Por otra parte, con la ayuda de acuerdos de licencia con otras compañías, pueden convertirse en el equivalente de una moneda. "En China hay centros de consultoría que prestan apoyo a las transacciones con la propiedad intelectual", dice Pfaffenzeller. En la Oficina de Patentes Europea, China ocupa el cuarto lugar en número de solicitudes presentadas, después de EE.UU., Japón y Alemania. Las compañías chinas se están volviendo más innovadoras (p. 96). En esta intensa competencia por el liderazgo tecnológico, cada vez es más importante para las empresas alemanas proteger sus innovaciones en China, para que puedan defender su propiedad intelectual y evitar quedarse atrás en investigación mundial. Silke Weber 99 100-101_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:03 Página 100 Cómo Maduran las Ideas | Creando Ideas En un intento por obtener un contrato de € 11 millones en equipos de diagnóstico médico de una compañía farmacéutica, el empleado de Siemens Alistair Gammie visitó la planta de producción del fabricante de productos farmacéuticos en Brasil, después de semanas de negociaciones. Durante su recorrido por la planta, Gammie se encontró con los trabajadores que estaban verificando la calidad de impresión de los códigos de barras. "Alrededor de un millón de códigos de barras se imprimen todos los meses y se les hace un control visual por parte de nuestros empleados", explicó el director de la planta. "Sin embargo, todavía se les pasan algunos errores." Estos errores pueden causar costosos problemas logísticos, ya que podrían dar lugar a una entrega incorrecta de los productos farmacéuticos. A pesar de que estos problemas no son del área de Gammie, no podía dejar de pensar en ellos. El viernes por la noche envió TechnoWeb (mapa. P 101) y otras plataformas de Siemens ayudan a compartir ideas. Los sensores de diques del Dr. Bernhard Lang (opuestos) ganaron un premio. La Cultura del Intercambio de Conocimientos El conocimiento crece cuando se comparte. Es por eso que Siemens ha invertido en una plataforma que reúne las experiencias de la compañía. También ha lanzado un buscador interno. Estos pasos han sentado las bases para un ambiente de intercambio de conocimiento abierto y cooperativo. una petición urgente a la red TechnoWeb – la plataforma de ideas en línea de Siemens. A pesar de que era fin de semana, los colegas de todo el mundo enviaron a Gammie 23 respuestas en poco tiempo. Después de su presentación de equipos de diagnóstico en la mañana del lunes, Gammie describió cuatro ideas para la automatización de la inspección de los códigos de barras. Los oyentes de Gammie quedaron impresionados y le preguntaron cómo se las había arreglado para resolver este problema tan rápidamente, a pesar de no tener experiencia en este campo. Él respondió que sucedió a las pocas horas de haber movilizado la red de experiencias de 33.000 empleados de Siemens que participan activamente en TechnoWeb, la red global de la compañía. Compartiendo Ideas. Los expertos de Siemens ya no están limitados por fronteras nacionales, desde que las ideas en línea enlazan la comunidad de investigación y desarrollo en todo el mundo. Esta red permite a los empleados discutir los problemas, identificar las mejores ideas, 100 y traer sus conceptos al mercado. "Siemens ya tenía redes sociales mucho antes de que alguien hubiera oído hablar de Facebook", explica Michael Heiss, de Corporate Technology. La plataforma online TechnoWeb, fue fundada en 1999, y puede ser utilizada por todos los empleados de Siemens en todo el mundo para compartir ideas y tendencias de investigación. "Muchos de los temas que se debaten aquí serán futuras tendencias," dice Heiss. Para trabajar en un nuevo tema, los empleados crean una "red" en la cual las ideas se desarrollan gradualmente. "Si nadie da seguimiento a una sugerencia, quiere decir que el tema no es muy interesante," dice Heiss. "Sin embargo, si atrae a muchos participantes, demuestra que el tema es de relevancia para el futuro." Los empleados pueden presentar solicitudes urgentes en TechnoWeb con el fin de encontrar rápidamente soluciones a temas de actualidad. El usuario describe el problema, proporciona una estimación de su valor para el negocio, y añade etiquetas para vincularlo a temas específicos. Entonces, el sistema automáticamente selecciona las respuestas que podrían coincidir con la solicitud. "Los usuarios dejan un rastro digital en TechnoWeb cuando participan en las redes o en temas específicos. Utilizamos estos senderos para manejar las peticiones urgentes, aunque nos aseguramos de que todo se haga de conformidad con la normativa de protección de datos ", explica Heiss. Los usuarios que dan su aprobación dejan un rastro mediante el seguimiento de un tema de tecnología, al comentar un post, o asignar una etiqueta a una solicitud. Si el camino coincide con el problema del investigador, el sistema le notificará al usuario que envió la solicitud. "La experiencia ha demostrado que la mayoría de los investigadores reciben varias respuestas. Más del 90 por ciento de las consultas reciben respuestas, donde la primera de ellas a menudo llega a los 30 minutos ", dice Heiss. TechnoWeb se ha convertido en una plataforma de gran alcance, que contiene la experiencia consolidada de Siemens. "Durante mucho tiempo, hemos querido desarrollar una especie de " conocimiento de Google” para Siemens, explica Heiss. "Un motor de búsqueda que cree listas que permitan a los usuarios enPictures of the Future | Otoño 2013 100-101_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:03 Página 101 Cómo Maduran las Ideas | Creando Ideas contrar rápidamente las tendencias recientes y los expertos dentro de la red de Siemens." Gracias a TechnoWeb y al recientemente introducido Siemens TechnoSearch, la empresa cuenta con dos herramientas clave que necesita para explotar su latente potencial. Para encontrar los contactos adecuados en peticiones urgentes, el sistema necesita algoritmos inteligentes, que se basan en técnicas semánticas. "Los algoritmos no sólo buscan palabras y etiquetas exactas en una pregunta, sino también expresiones similares", explica Ideas ganadoras. Los investigadores también han desarrollado innovaciones con la ayuda de concursos de ideas. "Nuestro concurso Open Co-Ideation ha generado muchas nuevas ideas, ya que los distintos conocimientos que los participantes de la empresa poseen, no sólo se publican, también se discuten y mejoran", dice Christoph Krois, responsable de gestión de innovación en Siemens Corporate Technology desde hace un año. El concurso Open Co-Ideation invita a investigadores de diferentes departamentos a compartir sus conocimientos. La Bernhard Lang, cuyo monitoreo de diques es uno de los productos más modernos en sistemas de alerta temprana para inundaciones. En Livedijk, cerca de Eemshaven, Holanda, los sensores del dispositivo miden la temperatura y la presión del agua en el suelo. Los datos resultantes se evalúan en un software de adaptación, que muestra los puntos débiles del dique y emiten una alerta temprana de una posible ruptura. Cuando se realizó el concurso, Lang ya tenía el concepto preparado y sólo tuvo que some- Áreas de Interés del Concurso Actual de Servicio a ci a en tic i ic gé Ef er En Beneficios para Siemens O de ptim l P iz ro ac du ió ct n o De de se lP m ro pe ce ño so O pt i de miz Ve aci nt ón as R de ed Co ucc st ión os Se ge gu st ri ió da n d de y rie sg os A Re um nd en im to ie de nt l o Beneficios para el cliente Distribución de los miembros de Siemens TechnoWeb Heiss. "Por ejemplo, si los participantes de la red tienen la etiqueta 'Automóvil' en su perfil, la tecnología semántica sabe que 'automóvil' y 'vehículo' tienen casi el mismo significado." Sin embargo, esta técnica sólo funciona si el sistema conoce todos los términos técnicos asociados. "El sistema siempre está aprendiendo cosas nuevas, y como resultado, su colección de términos vinculados es cada vez mayor", explica Heiss. Pictures of the Future | Otoño 2013 competencia se ha celebrado siete veces hasta la fecha, y se ha encontrado una respuesta entusiasta por parte de la comunidad Siemens. La competencia actual ("Data-driven Services@Siemens”) se puso en marcha en el verano de 2013. En seis semanas, más de 1.200 participantes activos habían generado casi 190 ideas, las cuales fueron evaluadas casi 1.000 veces. "Una competencia puede generar rápidamente muchas más ideas de alta calidad que un pequeño equipo de investigación", dice Krois. "Hoy en día, ya no vemos tres investigadores reunidos en una pequeña sala para desarrollar innovaciones revolucionarias por su cuenta." De vuelta en la plataforma online de la compañía, los participantes pueden o bien presentar sus propias ideas en el campo de búsqueda o de apoyo, o comentar, evaluar y ampliar las ideas de sus colegas. La competencia aumenta el conocimiento de cada participante y sus habilidades se ponen a prueba. Luego de seis a ocho semanas, un grupo de expertos juzga las ideas que se han presentado. Patrocinadores del concurso promueven las mejores ideas y sus creadores reciben premios. Sin embargo, mucho más interesante para los empleados y los desarrolladores que un premio, es el hecho de que sus ideas se conviertan en buenos productos y servicios para ser incluidos en el portafolio de Siemens. La competencia que se celebró en junio de 2010 es un buen ejemplo. La mejor contribución en la categoría de Ideas Sostenibles fue presentada por el investigador de CT, el Dr. terlo a consideración. Después de ganar el concurso, fue liberado de sus funciones en su departamento y se le dio un presupuesto adicional para que él y su equipo de proyecto pudieran convertir la idea en una realidad. TechnoWeb y el concurso Open Co-Ideation ejemplifican nuevos enfoques en generación de ideas, y están generando cambios en la cultura corporativa de Siemens. "Ya no se trata de si es de mi competencia, de su conocimiento, o son mis preciosos secretos, porque el conocimiento es lo único que aumenta si se comparte," dice Krois. Es fascinante explotar el potencial enorme albergado en todos los departamentos de la compañía. Muchas de las personas que participan en TechnoWeb o en un concurso de ideas, están en busca de nuevos desafíos, que van más allá de sus áreas de responsabilidad. Por otra parte, todos saben que nunca se deja de aprender, dice Heiss, quien señala: "Si bien puede ser trampa preguntar a otros en la escuela para pedir la solución a una pregunta, hacer las preguntas correctas y obtener el conocimiento que a uno le falta, es en realidad una fortaleza ! " Las preguntas correctas, las respuestas rápidas, y los métodos no convencionales de intercambio de conocimientos, también ayudaron a Gammie a obtener una ventaja competitiva. Después de todo, un representante de ventas capaz de llegar a una solución buscando cuidadosamente en la experiencia de toda su empresa, es exactamente el tipo de persona a la que se le adjudica un contrato de € 11 millones. Nicole Susenburger 101 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 102 Cómo Maduran las Ideas | Pictures of the Future Escenarios tecnológicos de energía desarrollados por Siemens en 2002/2003 han resultado ser muy precisos, en muchos casos. Parques Eólicos en alta mar Transmisión de energía de baja pérdida Redes Eléctricas Inteligentes Plantas de Energía de Ciclo Combinado Prediciendo la Siguiente Gran Cosa Pictures of the Future es el nombre de esta revista - y también de un método de investigación de las tendencias futuras y sus efectos en las operaciones del negocio de Siemens. Diez años después de que se aplicara por primera vez este método, es evidente que las conclusiones que se predijeron eran bastante realistas. En la antigua Grecia, la gente que quería conocer el futuro iba a Delphi. En el Templo de Apolo, la Sacerdotisa entregaba sus oráculos, la mayoría de los cuales se podía interpretar de diversas maneras. Estas ideas no eran producidas por inspiración divina, sino muy probablemente por el gas etileno que se filtraba a través de una grieta en la tierra, bajo el altar de la Pitonisa, y que la llevaba a su clarividencia. Hoy en día, la gente que quiere predecir el futuro no necesita un oráculo. La caja de herramientas de los investigadores está llena de métodos para escoger las tendencias de las encuestas de los expertos o clientes. Un proceso común es la hoja de ruta, la extrapolación de las operaciones de negocio existentes y las tecnologías del futuro. Otro método popular es el escenario, en el que se asumen los futuros desarrollos tecnoló102 gicos, sociales, y políticos, para realizar escenarios y recomendaciones futuras, acerca de las tecnologías que deben ser desarrolladas hoy, con el fin de hacerlos realidad. Este método es una "retropolación" a partir del futuro. Los resultados llegan a ser aún más precisos si se combinan estos dos métodos. Y fue precisamente esta combinación de ideas la que desarrolló un equipo de Corporate Technology de Siemens (CT) en el cambio de milenio. Su objetivo era poner las tendencias tecnológicas en un contexto de negocios para averiguar cómo los investigadores y desarrolladores de CT y los departamentos de investigación de las unidades de negocio de la compañía, podrían contribuir al desarrollo de la empresa. Con este fin, el equipo inventó un método considerado como uno de los mejores en su campo: Pictures of the Future (PoF). "PoF es una marca muy conocida hoy en día," dice el Dr. Heinrich Stuckenschneider de CT en Munich, quien ha sido un desarrollador clave del método. "PoF", la abreviatura utilizada por los empleados de Siemens, ha adquirido muchos admiradores e imitadores. Compañías como Samsung y Hyundai envían a Munich a sus expertos en pronóstico para adquirir el know-how de PoF. Otras empresas y organizaciones de todo el mundo se han acercado a Siemens con el fin de crear proyectos PoF conjuntos. Cuando a Stuckenschneider se le pregunta por el secreto detrás del éxito de PoF, él siempre responde: "Su estrecha colaboración con las unidades de negocio de la compañía." Otros futurólogos estudian minuciosamente los libros y entrevistan a expertos externos con el fin de llegar a conclusiones que puedan suscitar un Pictures of the Future | Otoño 2013 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 103 Las tendencias del futuro fueron previstas: En Pictures of the Future 2002/03 se ilustró mucho de lo que hoy es una realidad en la producción. Operación de maquinaria vía Tablet Logística con chips RDF Producción Aditiva Monitoreo de Seguridad Planeación Virtual de Producto Ingeniería Digital consenso. Por el contrario, las unidades de negocio de Siemens siempre están involucradas en la formulación de predicciones PoF desde el primer momento. "Llevamos a nuestros clientes de los sectores de Siemens, junto a nosotros, a un viaje hacia el futuro," dice el Dr. Falk Wottawah, quien encabeza el equipo de PoF en CT. "Y el claro escenario objetivo que se desarrolla en el marco del proceso de PoF es nuestra estrella del norte." Esto es esencial para que los resultados deban ser aceptados y las recomendaciones se implementen. El Mundo del Mañana en Detalle. Por esta razón, PoF se crea en Siemens sólo si se pone en marcha por una División o un Sector. En 2002/2003, los primeros PoFs fueron desarrollados para las áreas de trabajo de Siemens, a petición de la Junta Directiva. Después de eso, la noticia de su éxito se extendió rápidamente, y en los siguientes años más PoFs fueron desarrollados para tecnología de edificios, automatización industrial, transmisión de energía, y el negocio de iluminación. No obstante, el proceso PoF no puede precipitarse. Los expertos de Siemens en CT necesitan al menos seis meses para tratar un tema. A menudo se llevan a cabo más de 100 entrevistas, se compilan los resultados y se discuten Pictures of the Future | Otoño 2013 en varias rondas con todos los interesados. "Se necesita tiempo para llegar a un consenso", dice Wottawah. Su equipo crea tres PoFs en un año. "Para nosotros, nunca es aburrido", añade. El método también debe su éxito a una idea brillante: PoF estaba destinada a ser no sólo una marca, sino también a vivir, literalmente, su nombre. Desde el principio, los artistas gráficos tradujeron PoFs en imágenes reales. El nacimiento del método fue acompañado por la revista del mismo nombre, que se publica hoy en todo el mundo en nueve idiomas y con un tiraje total de unas 100.000 copias. Como método para pronosticar el futuro, PoF muestra lo que será el mundo dentro de diez años o más. Por lo tanto, el 2013 es un buen momento para poner a prueba las conclusiones que se alcanzaron en el 2002/2003 y que fueron presentadas en Pictures of the Future. "Los escenarios creados en ese entonces eran buenos", dice Stuckenschneider con una mezcla de orgullo y modestia. Y, de hecho, muchas de las tesis de PoF que fueron formuladas hace diez años para los sectores Industry y Energy han resultado ser exactas. Por ejemplo: Las plantas de generación a carbón deben ser más limpias Las centrales eléctricas deben operar con mayor flexibilidad Las turbinas de gas siguen siendo una parte importante de la mezcla de energía Las energías renovables están siendo competitivas, incluso sin subsidios Los productores de energía distribuidos, descentralizados están siendo combinados en las centrales eléctricas virtuales. Productos y fábricas se están planeando digitalmente La ingeniería digital es la tecnología clave para la cooperación mundial y la entrada más rápida al mercado. Los productos se están configurando de forma individual y con especificaciones La investigación y el desarrollo, así como la formación, se llevan a cabo, cada vez más, en el mundo virtual. Estas tesis y muchas otras han resultado ser exactas, algunas más rápido que otras, y algunas de una forma ligeramente diferente. Las estimaciones llegaron al escenario Industrial "Ingeniería 2010 +" y han sido particularmente precisas. Se basan en tendencias técnicas muy previsibles, que dan a los cálculos un marco estable. Aquí, las dos tendencias más importantes son la Ley de Moore, que dice que la velocidad del procesamiento y la densidad del almacenamiento de microchips aumentan a un ritmo rápido constante, y la creciente digitalización de muchas áreas. 103 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 104 Cómo Maduran las Ideas | Pictures of the Future Preguntas sobre las fuerzas del mercado. Muchas conclusiones de PoF han tenido efectos concretos en las operaciones comerciales de la compañía. Una de ellas fue la predicción de que las energías renovables experimentarían un boom. Esto hizo que Siemens comprara la compañía danesa Bonus Energy en el 2004 y expandiera con gran éxito su negocio de la energía eólica en los años siguientes. En el 2006 se hizo evidente que el sector energético podría experimentar muchos más cambios fundamentales. El concepto de la red inteligente es un tema candente, e Italia lanzó los medidores eléctricos inteligentes a gran escala. "Nos dimos cuenta que habría grandes cambios en el mercado energético", recuerda el profesor Michael Weinhold, jefe de tecnología del sector Energy de Siemens. En el 2006 la dirección de la División Power Transmission and Distribution decidió encargar un PoF propio a CT. Entonces Corporate Technology realizó más de 100 entrevistas con científicos, empresas y organismos reguladores de todo el mundo, algunas de ellas de hasta dos horas. "Hemos hecho preguntas abiertas, sin tesis preconcebidas, y comenzamos con el simple hecho de escuchar", dice Weinhold, quien llevó a cabo algunas de las entrevistas. Este enfoque produjo una PoF muy consistente. La generación de energía descentralizada, la creciente conciencia de los clientes sobre sostenibilidad, y la fuerte expansión de las fuentes de energía renovables - todas han llegado a suceder, en algunos casos, antes de lo esperado. Sin embargo, Weinhold ha cambiado de opinión con respecto a la tesis de que las baterías de autos eléctricos servirían como amortiguadores de la red eléctrica inteligente. "Hoy ya no sostengo esta creencia", admite, debido a las nuevas alternativas como unidades fijas de almacenamiento eléctrico, gestión de carga, y a las unidades de almacenamiento térmico para calefacción y refrigeración de edificios. Otro hallazgo de PoF es que los resultados varían considerablemente de una región a otra, aunque nadie podría haber presagiado los detalles. De hecho, sólo hay que comparar el compromiso de Europa con las energías renovables con el boom de EE.UU. del fracking del gas, para ver esto. El suplemento de Energía PoF de 2006 también ilustra el hecho de que una vez que se ha creado una PoF, no es sacrosanta. Hay una clara orientación hacia ciertas metas, pero el escenario tiene que ser ajustado a medida que cambien las circunstancias. Esto es necesario, por ejemplo, cuando la sociedad establece nuevas prioridades, como lo hizo después del 11 de septiembre de 2001 (con profundos efectos sobre las tendencias en seguridad) y después de Fukushima (con profundos efectos sobre la energía nuclear). En otro ejemplo, las declaraciones sobre las industrias que son muy dependientes de la Tecnología de la Información (TI) deben reajustarse a menudo. Tendencias como los grandes datos, las redes sociales y las aplicaciones móviles están revolucionando muchos aspectos de la vida diaria, así como la energía, el tráfico y las infraestructuras industriales. En el área de la energía, Weinhold está convencido de que una nueva PoF que se centre menos en las tecnologías y más en los mecanismos de mercado, tendrá que ser creada en algún momento. Ya que las modificaciones legislativas, como las que afectan a la Ley de De la Visión a la Acción: Cómo Funciona el Proceso PoF Pictures of the Future (PoF) se basa en un método desarrollado en el 2000 por los anteriores gerentes de Sie- mens Michael Mirow y Carsten Linz. Este es el primer método que combina la extrapolación de las operaciones de negocios actuales con una retropolación de amplios escenarios futuros. Los escenarios del futuro se basan en marcos estables - Megatendencias como el cambio demográfico, la urbanización, la globalización y el cambio cli- mático -, así como en una base de datos de aproximadamente 1,000 tendencias individuales identificadas en áre- as de la sociedad como la política, los negocios y el medio ambiente. Sobre la base de estas tendencias y sus interacciones, los investigadores producen una imagen convincente de la posible evolución del entorno empresarial actual del área en investigación. Los expertos de Siemens Corporate Technology (CT) y sus colegas de las unidades de negocios utilizan esta imagen para crear el "escenario más proba- ble" y formular con precisión las hipótesis, que luego son discutidas con los expertos externos. El PoF resultante les permite identificar las más importantes palancas tecnológicas y los efectos en el escenario de negocio de Siemens. Eso, a su vez, indica las tareas que se deben hacer hoy en día, como por ejemplo las nuevas tecnologías que se necesitan desarrollar o los mercados en los que se debe enfatizar. El equipo de CT ha desarrollado este método en un marco general que incluye instrucciones sobre el proceso PoF, en sí mismo. Además, se espera que el concepto “de la visión a la acción" acelere aún más la aplicación práctica de las recomendaciones futuras. Esto se puso en práctica en un PoF que se basó en la logística de piezas de repuesto. 104 Energías Renovables de Alemana, tienen una influencia considerable en el éxito o el fracaso de una tecnología. Aquí, es obvio que, además de la viabilidad técnica y la utilidad económica de una tecnología, las tendencias sociales y las decisiones políticas también juegan un papel importante. Sin embargo, estas últimas influencias son muy difíciles de predecir. El objetivo: Acercar a la gente. En muchas unidades de negocio de Siemens, el enfoque de PoF a menudo influye en las decisiones tecnológicas y empresariales que tienen un significado estratégico. También suscita contactos con los clientes y socios, aunque sea para tener discusiones interesantes sobre las imágenes ilustrativas de los escenarios. Este enfoque también ha inspirado a compañías como Royal Dutch Shell, una de las pioneras en el enfoque de escenarios para la planificación estratégica de negocios. Shell contactó a Siemens porque había oído cosas buenas sobre el método PoF, y esperaba obtener una opinión útil para su propio enfoque. La observación de que "en Shell movemos moléculas y en Siemens mueven electrones" llevó a un invitado a PoF, y ambos investigaron las tendencias en el futuro suministro de la energía limpia. Según Wolfgang Hass, gerente de innovación de Siemens Building Technologies, el mayor logro del proceso de PoF es probablemente su capacidad para unir a la gente. Cuenta que el PoF que él y su equipo realizaron, junto con colegas de CT hace cinco años, permitió que se dieran conversaciones con muchos clientes, algunos de Arabia Saudita y Dubai. "Es increíble el tipo de cosas que ellos hablaron con nosotros después de haber visto las fotos de PoF", recuerda. Por ejemplo, hablaron de las dificultades de organización y logística que presenta la construcción del edificio más alto del mundo, el Burj Khalifa, de 830 metros, y la necesidad de etiquetar los elementos de construcción con chips RFID antes de ser instalados en una obra en construcción. "De esta manera nos enteramos de cosas que eran mucho más emocionantes que las tesis actuales de PoF", dice Hass. En 2010 Siemens Industry descubrió un hecho sorprendente a través de una PoF. Una de las conclusiones de la PoF es que el reciclaje sería más importante para Siemens. Según Robert Lock, jefe del equipo de Desarrollo Avanzado en Siemens Industry, esto llevó a los expertos a tratar de descubrir cuáles compañías eran los jugadores claves en el reciclaje. Llegaron a un resultado sorprendente. El líder global del mercado en la industria del reciclaje no era otro que Siemens. "No nos habíamos dado cuenta" admite Lock. Bernd Müller Pictures of the Future | Otoño 2013 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 105 Cómo Maduran las Ideas | La Movilidad Eléctrica Del concepto al auto terminado, Siemens ha desarrollado una versión eléctrica del Volvo C30, en sólo unos meses. Prueba de Manejo en Suecia Para que las nuevas ideas tengan éxito, los clientes tienen que ser capaces de pagarlas. Con este concepto en el nuevo C30 eléctrico, Siemens está entrando en el campo de la producción en masa de vehículos eléctricos. Pictures of the Future | Otoño 2013 Lanzo la precaución por la ventana, por un momento, y piso el pedal del acelerador a fondo. La fuerza del motor arranca suave pero poderosamente, para impulsar el vehículo a 70 km / h en menos de seis segundos. El velocímetro sube rápidamente a 90 km / h. Después de eso, regresa la prudencia. No es permitido conducir más rápido que eso, aquí en las afueras de Gotemburgo, en el oeste de Suecia. Además, yo no he venido para establecer un nuevo récord de velocidad, sino para probar un auto eléctrico - el nuevo Volvo C30 Electric, el primer vehículo construido por un gran fabricante de automóviles, cuya tecnología en sistemas de accionamiento proviene completamente de Siemens. Al igual que el vehículo, los ingenieros que desarrollaron el C30 Electric, también han demostrado su capacidad para acelerar rápidamente. La asociación entre Volvo y Siemens, que fue sellada en agosto de 2011, sólo tenía pocos meses cuando el primer prototipo salía a la calle. Normalmente, sólo el desarrollo del software de control toma al menos un año, puesto que todas las situaciones de conducción posibles deben ser tomadas en cuenta. Las cosas se movían tan rápidamente con el C30 eléctrico porque Siemens utilizaba un concepto de prueba del sistema de control. "La base de este concepto es un algoritmo que hemos estado desarrollando continuamente durante años", dice Malte-Michael Ewald, quien está manejando el proyecto en Siemens Inside e-Car. El algoritmo también se utiliza para controlar unidades industriales, vehículos en minas, y sistemas de accionamiento híbridos. La mayor parte del hardware del auto, que consta de un motor eléctrico y un inversor, también incluye componentes probados de Siemens. Aquí se usa un motor excitado de forma permanente que funciona con imanes. Tiene una salida continua de 89 kilovatios, que puede ser pasada temporalmente hasta 110 kilovatios. Su torque máximo es de 250 Nm. En comparación con la primera generación del C30 eléctrico, cuya tecnología no fue suministrada por Siemens, el desempeño ha aumentado en un 20 por ciento y el torque en un 10 por ciento, y las dimensiones exteriores del sistema de accionamiento se han mantenido igual. Aun así, los desarrolladores del auto no podían simplemente tomar partes de un estante e instalarlas. En lugar de ello, tuvieron que adaptar los componentes para asegurarse de que se cumplieran las normas de calidad más exigentes de la industria automotriz. Además, el sistema de accionamiento está alojado en la parte delantera del vehículo - precisamente en el área donde la energía cinética se convierte en deformaciones en un choque. Aunque se 105 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 106 Cómo Maduran las Ideas | La Movilidad Eléctrica En lugar de llenarse, se recarga a una velocidad de 22 kW produjeron relativamente pocas unidades, Volvo realizó sus pruebas de impacto tan meticulosamente como lo habría hecho con un modelo de alto volumen. La carretera está vacía, así que es hora para la siguiente prueba. Hundo el acelerador y lo suelto, una y otra vez. Entonces acelero con el pie derecho y freno con el izquierdo, al mismo tiempo. Finalmente, en varias ocasiones toco el acelerador a una velocidad de 30 km / h. Todos estos movimientos son completamente ilógicos, y sólo un conductor distraído o en pánico lo haría. Pero no pasa nada - ni siquiera un jalón, y eso es una buena señal. Es casi como si el C30 eléctrico me dijera: "Adelante, no voy a perder mi control!" Pero la calma imperturbable del Volvo no es casualidad. Es un verdadero arte de diseñar un sistema de control de accionamiento que no produzca resultados inesperados, incluso cuando se opere de manera totalmente fortuita. "En el peor de los casos, un diseño defectuoso podría desestabilizar todo el sistema de control", explica Ewald. Los ingenieros de Volvo, que programaron el sistema de control del vehículo, trabajaron con el equipo de desarrollo de Siemens para encontrar una variedad de soluciones. Una de ellas fue "nivelar" las señales de entrada. Esto asegura que el desarrollo y la reducción del torque sean siempre suaves, incluso durante cambios rápidos. Johan Konnberg, responsable en Volvo del desarrollo de los accionamientos eléctricos, hace hincapié en lo bien que los componentes del sistema electrónico a bordo trabajaron juntos. "Como un fabricante premium, relativamente pequeño, necesitamos fuertes socios como proveedores", dice, añadiendo que él considera al C30 eléctrico como el primer proyecto de una asociación de largo plazo. De hecho, Volvo planea convertir todo su portafolio de productos en los próximos años. El objetivo es una plataforma uniforme que incluirá una arquitectura escalable de productos (SPA). Gracias a SPA, el fabricante de automóviles será capaz de ofrecer diferentes tipos de carrocerías de 106 Cómo Maduran las Ideas | Tecnología para los Negocios vehículos - desde los compactos a los SUVs - a precios competitivos, incluso en pequeños volúmenes unitarios. Los sistemas de propulsión de Volvo serán estandarizados en todos los modelos. Como resultado, la compañía utilizará motores diésel y de gasolina de tres y cuatro cilindros en sólo unas pocas clases en el futuro. Se adoptará un enfoque similar con sus modelos eléctricos, que también estarán equipados con sistemas estandarizados, para ser usados en diferentes rangos de potencia. Volvo se centra actualmente en los híbridos recargables, equipados con un motor de combustión y un sistema de accionamiento, con una batería que se puede recargar desde un enchufe eléctrico. Tecnología Comprobada. El Volvo C30 eléctrico no fue planeado originalmente como un vehículo eléctrico, ni diseñado específicamente para acomodar un sistema de accionamiento eléctrico. Fue construido en la planta de Volvo en Gante, Bélgica, y luego enviado a Gotemburgo, donde se instaló el sistema de accionamiento eléctrico. Este sistema incluye una batería de iones de litio con una capacidad nominal de 24 kilovatios-hora, lo que se traduce en un alcance de al menos 120 kilómetros en la práctica. "El uso de la tecnología automotriz probada y comprobada es la estrategia correcta cuando se está tratando con volúmenes bajos", dice Konnberg, quien señala que sólo 100 nuevos modelos C30 eléctricos se construirán inicialmente. La mitad se pondrá a prueba en Suecia y Noruega. Siemens hará que la otra mitad esté disponible para su uso en diversas instalaciones. Todos los autos estarán equipados con un dispositivo de registro de datos que recogerá información sobre los perfiles de conducción. "Esto nos dará un conocimiento importante en el desarrollo posterior de los vehículos", dice Ewald, quien utilizará tres de los autos para realizarles pruebas, él mismo. Los datos serán utilizados para perfeccionar los componentes y el software. Estaciono el C30 eléctrico a las afueras de Gotemburgo, frente a un hotel, justo al lado de una estación de carga de Siemens. Konnberg lo conecta. "La batería se recargará completamente cuando hayamos regresado de almorzar", promete. Un dispositivo de carga a bordo, desarrollado por Volvo, permite al C30 hacer pleno uso de su poder de carga de 22 kilovatios - el valor máximo que una unidad de carga de corriente alterna es capaz de entregar. "Con tan solo diez minutos de recarga tenemos un adicional de 20 kilómetros", dice Konnberg, sonriendo con orgullo. Sin embargo, incluso en Suecia, la gente no almuerza así de rápido. Johannes Winterhagen Es lunes por la noche en las afueras de Munich, y las oficinas y los laboratorios de Corporate Technology en Siemens (CT) se han desocupado lentamente. Los empleados se dirigen hacia el metro o a sus autos o bicicletas. El Dr. Martin Prescher da las buenas noches a sus colegas - pero su día de trabajo aún no ha terminado. Está a punto de pasar la noche, al igual que muchas otras noches, en un evento llamado "e-Lunes" para los empresarios nuevos. Es el tercer lunes de cada mes, por lo que la reunión tendrá lugar en el Hofbräukeller, un popular pub en el moderno barrio Haidhausen de Pictures of the Future | Otoño 2013 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 107 Munich es uno de los principales centros de innovación de Europa. El “Technology to Business Center “es muy importante. El Paraíso de las “Startups” En Alemania, como en Silicon Valley, los recién graduados universitarios están transformando cada vez más sus ideas en nuevas empresas. El Centro de Tecnología para los Negocios de Siemens en Múnich está constantemente en la búsqueda de tecnologías interesantes que necesitan un poco de ayuda para despegar. Múnich. Pero en lugar de un alto consumo de cerveza, la mayoría de los cien participantes beberán agua mineral. Después de todo, Prescher y la multitud han llegado no sólo para socializar, sino también para hablar sobre los nuevos desarrollos en el sector de la movilidad eléctrica. Este es probablemente el mayor evento de networking de Alemana en movilidad eléctrica. Cualquier persona con una buena idea o una nueva tecnología podría resolver uno de los muchos problemas asociados con la movilidad eléctrica, y es probable que aparezca por aquí. Prescher está buscando a estas personas, ya Pictures of the Future | Otoño 2013 que algunas de ellas han llegado con ideas que podrían ser de interés para Siemens. Él y tres colegas son exploradores internos de tecnología de Siemens, y trabajan para el nuevo Technology to Business Center (TTB) – Centro de Tecnología para los Negocios- en Munich, que se inauguró el año pasado. Los exploradores establecen contacto con nuevas empresas involucradas con las tecnologías, productos o servicios relacionados con Siemens. Por lo tanto, su trabajo supone la asistencia habitual a eventos, redes, congresos y conferencias para emprendedores. Siemens estableció su primer TTB en Berkeley, California, en 1999. Un segundo abrió en Shanghai en 2005. Ambos han establecido numerosas asociaciones con startups, o empresas nuevas. "Pero ha sido algo nuevo aquí, en Alemania y en toda Europa desde hace diez años, y sigue creciendo rápidamente", explica Prescher. "Tenemos que aprender todo lo que podamos." Esto explica por qué Siemens ha establecido un tercer TTB en Munich. El Dr. Stuart Goose, que trabajó durante ocho años en el TTB de Berkeley, está dando asistencia al nuevo centro. "La mayoría de las startups se encuentran todavía en Silicon Valley", dice Goose, y agrega que este panorama en Europa no es tan avanzado como su homólogo en California. Sin embargo, hay muchas razones para creer que el auge de las startups será más dinámico en Alemania. Por un lado, hay muchos programas de subsidios del gobierno. "Ahora es muy fácil conseguir financiación por parte del gobierno", dice Goose. Y hay muchas universidades e institutos de investigación que producen continuamente talentos con estudios especializados. El equipo de Munich ha estudiado el panorama de la innovación en Europa e identificó los centros más prometedores para el TTB. Estos incluyen Munich, Berlín, París, Escandinavia, y el "triángulo de oro" de London-Oxbridge. El interés de Siemens en las startups es parte de una estrategia para trabajar eficazmente con nuevas empresas, ya que las personas con talento no necesariamente quieren poner en práctica sus ideas en un grupo industrial importante. "Incluso los estudiantes de pregrado de Stanford se centran en crear nuevas empresas", explica Goose. "Esta tendencia también ha sido evidente desde hace años, en las universidades alemanas," añade Prescher. "El espíritu empresarial desde hace mucho tiempo se ha convertido en algo más que una palabra de moda, ahora es una opción profesional que se toma muy en serio." Los exploradores de TTB visitan cientos de nuevas empresas, en busca de tecnologías que puedan ayudar a Siemens a desarrollar productos innovadores. "No se puede decir necesariamente, a simple vista, si las tecnologías que se están desarrollando por parte de empresarios nuevos encajan bien con las actividades empresariales de Siemens", explica Goose. Es por eso que las visitas a menudo se asemejan a unas sesiones de lluvia de ideas, en las cuales se debaten proyectos y ciertas ideas también se desechan. En algunos casos, una idea podría hacer "clic" en un explorador, y luego alguna unidad de Siemens podría ser capaz de utilizar la tecnología en cuestión. Los exploradores está buscando, en nombre de la Unidad de Negocios Siemens Rail Au107 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 108 Cómo Maduran las Ideas | Tecnología para los Negocios tomation, una empresa que pueda desarrollar un sistema de monitoreo de trenes. "La empresa tiene que tener el hardware, como por ejemplo los sensores y los sistemas de comunicación inalámbricos, y el software para el procesamiento y la evaluación de las señales", explica Prescher. El objetivo es crear un nuevo sistema que pueda ser utilizado por los operadores ferroviarios para detectar y localizar obstáculos y otros problemas en las vías, de inmediato. Los obstáculos pueden incluir personas o árboles caídos. El sistema también debe ser capaz de determinar si los componentes, como cables y piezas de metal se pierden, debido a que tales artículos son a menudo robados en las líneas de ferrocarril. "Vimos muchos socios potenciales, pero era muy difícil verificar sus afirmaciones", dice Prescher. Por lo tanto, TTB Munich realizó una especie de casting en una via de pruebas de Siemens, cerca de la frontera holandesa. Las empresas invitadas al evento montaron su equipo, mientras Goose y Prescher creaban escenarios potenciales para sus sistemas. Por ejemplo, caminaron sobre las vías, colocaron troncos de árboles en ellas, e incluso aflojaron algunos tornillos. "Después de haber terminado, ya sabíamos cuál era la empresa que tenía la tecnología que Siemens necesitaba", explica Prescher. Luego comenzó una fase de cooperación con los ingenieros de Siemens para explicar a los desarrolladores cómo deben perfeccionar su tecnología, con el fin de poder cumplir con los requisitos de los productos y sistemas de automatización ferroviaria de Siemens. "Nuestro objetivo es configurar una tecnología desarrollada externamente, de manera que le dé a Siemens no sólo la mejor solución, sino también que sea única en el mundo", dice Goose. Como 108 efecto secundario positivo, las startups que se asocian con Siemens inmediatamente se vuelven mucho más conocidas, después de comenzar a trabajar con la empresa. Con el fin de encontrar los socios de negocio adecuados, el equipo TTB primero tiene que saber lo que las divisiones y unidades de Siemens están buscando, en un momento dado. "Hemos aprendido mucho a través de contactos personales dentro de la empresa", explica Prescher. En un esfuerzo por lograr un mayor número de posibles sociedades, TTB también creó un DemoDay para la División Mobility and Logistics (IC MOL) de Siemens. Este evento reunió a 40 ingenieros de desarrollo de Siemens, junto con representantes de unas 25 nuevas empresas. TTB selecciona las empresas y las presenta, por adelantado, con diferentes departamentos de desarrollo de IC MOL. Por ejemplo, Augmensys, una startup de Austria, se reunió con un equipo de IC MOL encargado de las innovaciones de servicio. Augmensys se especializa en vincular datos con la ubicación real del usuario. La innovación de la empresa hace posible la visualización de las salidas de un edificio de emergencia, instrucciones de mantenimiento, o diagramas de circuitos, en el móvil de un usuario. Esta tecnología, que se conoce como realidad aumentada, "enriquece" el entorno real con los datos de la computadora - una innovación que pueda interesar a Siemens Servicetools, por ejemplo. Greenway, una startup con sede en Hannover, Alemania, ha desarrollado un software de servicios en forma de una aplicación que calcula la ruta más rápida para un usuario en la vía, mediante la determinación de la posición y velocidad de todos los vehículos equipados con la aplicación. Lo hace a través de un GPS. Un al- goritmo determina qué rutas están en riesgo de congestionarse; después de que la aplicación recomienda rutas alternas. Como los socios de Greenway afirman, esta característica también ayuda a evitar los atascos de tráfico, siempre y cuando el diez por ciento de los carros en la carretera esté utilizando la aplicación. Una compañía llamada Carriva en Berlín ha digitalizado los servicios de ride-share. Más específicamente, ha perfeccionado los criterios de investigación de una manera que permite a conductores y pasajeros coordinarse con precisión, incluso para viajes cortos o viajes diarios. Los fumadores, por ejemplo, pueden encontrar los conductores que fuman, y los tiempos de viaje pueden ser alineados con precisión. Todavía no está claro cómo, o incluso si, estas nuevas ideas se pueden incorporar en los proyectos de Siemens. Sin embargo, es importante que los expertos de Siemens sepan que existen estas empresas, y en lo que están trabajando. Como explica Goose, "No siempre hay que reinventar la rueda". A veces hay potencial para la cooperación, incluso cuando la tecnología al principio no parece estar estrechamente relacionada con las actividades empresariales de Siemens. La compañía Vigour.io es un buen ejemplo de ello. Vigour.io ha creado una plataforma en línea para obtener un perfeccionamiento de las aplicaciones, y expertos de MOL están muy interesados en esta innovación. La nueva tecnología permite a los terminales móviles compartir datos sin estar conectados el uno al otro. Todas las aplicaciones se configuran en la nube a gran velocidad, en una forma que garantiza que se puedan ejecutar sin problemas, en cualquier terminal. Las posibilidades aquí incluyen un sistema de información y entretenimiento que, por ejemplo, pregunta a los pasajeros que entran en un tren si quieren vincularse con el sistema. Una vez que los pasajeros confirman, comienzan a recibir contenidos multimedia o información como ofertas, el menú del restaurante del tren, o alquilar un coche eléctrico en la estación donde se bajarán. "Por supuesto, todas las startups que se han acercado han trabajado muy duro para conseguir que Mobility se interese en ellos", dice Prescher. Muchas incluso trajeron prototipos de sus desarrollos a la primera reunión. Otros sectores, como Siemens Building Technologies y Healthcare también planean organizar DemoDays. Después de todo, ¿qué podría ser mejor para una empresa joven y ambiciosa que hacer equipo con un importante jugador global – uno con esa resistencia y energía? Una empresa como Siemens, por ejemplo. Katrin Nikolaus Pictures of the Future | Otoño 2013 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 109 Cómo Maduran las Ideas | Entrevista ¿Cuál es la idea detrás de Startupbootcamp? Farcet: Startupbootcamp es un acelerador de inicio. A diferencia de una incubadora, que protege las empresas startups, nosotros somos como el cohete en el transbordador espacial, damos una breve ráfaga intensa de energía y el arranque para su lanzamiento a órbita. Alrededor de 400 nuevas empresas aplican al programa y seleccionamos las mejores diez. Ellas se trasladan a la ciudad del programa y reciben € 15,000 de micro-financiación, seis meses de oficina gratis y conexión con más de 100 mentores - la mayoría de ellos empresarios en serie. Alex Farcet (46) trabajó para una startup de San Francisco antes de unirse al universo corporativo y viajar por el mundo con DHL por doce años. Desde el año 2007 ha vuelto a su escena de partida. Farcet ahora es el cofundador y director general de Startupbootcamp, una aceleradora de startups europea, fundada en 2009 con programas en Amsterdam, Berlín, Copenhague, Eindhoven, Dublín y Haifa. Es también socio de Rainmaking, una "compañía-fábrica", con diez startups en crecimiento. Recientemente co-fundó Angelsbootcamp, cuyo objetivo es motivar y educar a los nuevos inversionistas en Europa para que sean unos ángeles para estas empresas. Farcet tiene un MBA con especialidad en Investigación de Operaciones y Negocios Internacionales de la Universidad de Tulane, en Nueva Orleans. Pictures of the Future | Otoño 2013 "Capital de Riesgo" y el gobierno está muy centrado en incentivar la inversión privada - a través, por ejemplo, de planes especiales, como el 'Plan de Inversión Empresarial ", que da una rebaja de impuestos del 50 por ciento a las inversiones de riesgo. Algunos países europeos están muy lejos de esto. ¿Qué requisitos necesita un empresario para ser exitoso? Farcet: Esa es la belleza del espíritu empresarial - No se requieren diplomas o calificaciones. Todo lo que usted tiene que hacer es construir algo que los clientes quieran usar. Dicho esto, sin duda hay un conjunto de ha- Descubriendo Dónde se Unen la Curva del Miedo y la Curva de la Experiencia ¿Por qué un empresario debe elegir Startupbootcamp? Farcet: Estamos construyendo la mayor red en seis ciudades: Amsterdam, Berlín, Copenhague, Dublín, Eindhoven y Haifa. Tenemos la intención de estar en África, América Latina y Asia en un par de años. Sólo en el 2013 estamos sacando adelante 70 nuevas empresas. ¿Es la cultura de la iniciativa empresarial diferente en Europa, en comparación con los EE.UU.? Farcet: Las generalizaciones son siempre arriesgadas, pero yo diría que en Europa todavía hay una cierta estigmatización de los empresarios, especialmente los que han fracasado antes. En los EE.UU., si usted se levanta de las cenizas es un héroe, aún más grande que si tuviera éxito por primera vez. En Europa todavía hay un conservatismo, al empujar a talentos jóvenes hacia carreras tradicionales. ¿Ve diferencias regionales al interior de Europa? Farcet: En cuanto a Europa, cuando hablamos de empresarios de Internet y software, hay más similitudes que diferencias - sus noticias llegan de los mismos blogs. Por último, hay 300.000 ángeles inversionistas activos en Europa, pero de acuerdo con un estimado, existen más de tres millones de personas con los medios financieros necesarios para ser inversionistas privados de riesgo, y que pueden participar activamente. Ese es un gran potencial para ir tras él. El Reino Unido, sobre todo Londres, sigue siendo el centro europeo del bilidades para el emprendimiento. Cuando seleccionamos los equipos para unirse a Startupbootcamp, por supuesto, miramos la originalidad de la idea o producto y su potencial de mercado. Pero en esta primera etapa se trata, sobre todo, de la calidad del equipo. Ser emprendedor es una batalla cuesta arriba, así que nos concentramos en una gran cantidad de habilidades como la persistencia, la receptividad al entrenamiento, la capacidad de vender y comunicarse, la inteligencia como tal, así como la emocional. Lo siguiente que me va a preguntar es cómo detectamos todo esto ... sólo lo sabemos cuando lo vemos. ¿Hay diferencias entre los empresarios que se centran en las ideas de negocios de Internet y los que prefieren tratar con otros campos de la tecnología? Farcet: La barrera de entrada a nuevas empresas de Internet es menor, sobre todo con la evolución del marketing permitido socialmente, los almacenamientos en la nube y las herramientas de distribución, que han reducido drásticamente el costo del desarrollo, lanzamiento y distribución de soluciones y servicios de software. Hoy en día, es bastante factible para un par de cofundadores sin conocimientos técnicos crear un producto basado en Internet, con gran éxito. Aun así, cuando seleccionamos los equipos, esperamos que al menos uno de los cofundadores tenga conocimientos técnicos, ya que queremos que sean capaces de empezar a construir el producto internamente. 109 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 110 Cómo Maduran las Ideas | Entrevista ¿Alemania ha producido alguna idea inicial sobresaliente en campos como las tecnologías medioambientales y las fábricas del futuro? Farcet: Acabo de asistir a la conferencia anual de Target Partners, una firma de capital de riesgo de Alemania. Estaban celebrando el lanzamiento reciente de JouleX, que fue adquirida por Cisco Systems Inc. por $ 107 millones. JouleX permite a las empresas gestionar el consumo de energía de todos los dispositivos conectados en red - desde impresoras hasta los centros de datos. El hecho es que la mayoría de la gente nunca ha oído hablar de JouleX, pero es una gran historia. Los fundadores comenzaron en Alemania, pero construyeron un equipo global con sede y ventas en EE.UU. La mayoría de los ingenieros, sin embargo, tenían - y siguen teniendo – su sede en Alemania. Ahora son un componente clave de la estrategia de red de Cisco. ¿Tiene algún consejo para los jóvenes emprendedores? Farcet: Hay un punto en la vida en que la curva de experiencia y la curva del miedo están en el punto de encuentro óptimo, y el arte es encontrarlo. Lo que quiero decir con curva de experiencia es que muchos empresarios exitosos comienzan por la solución de un problema que han observado en el mercado. Por curva del miedo quiero decir que cuanto más envejecemos, hay más en juego. Tendemos a tener una familia que mantener, a lo mejor una hipoteca que pagar. En general, me gustaría errar al inicio, lo más joven posible. Me encanta esta cita de William Shatner, como el capitán Kirk: 'La idea detrás de decir que sí, es que es más fácil de decir que no - especialmente a medida que se envejece. Es más fácil decir que no, no voy a concebir esa idea. No, no voy a darle una nueva mirada a algo. No, no voy a conocer esa nueva persona. Es más fácil quedarse en casa. Es más fácil aislarse. Es más difícil y más peligroso decir que sí a las oportunidades. Pero decir que sí a las oportunidades es decir sí a la vida. ' ¿Cuál es su visión del mundo de las startups en Europa, en el 2030? Farcet: Más distribuidas, con equipos más globales. Con menos barreras, más tecnología habilitada para internet. Veremos una nueva empresa; con un equipo de marketing británico, un equipo de desarrollo de Sudáfrica, y un CEO alemán, cuyo principal mercado es China. Será financiada por una multitud, por cientos de miles de inversionistas individuales, de decenas de países. Yo soy ciudadano francés, nacido en España, fui a un internado en Inglaterra, me casé con una mujer danesa, he trabajado en Europa del Este y vivo en Berlín - qué es más europeo que eso. Espero que finalmente seamos capaces de reunir a nuestras instituciones alrededor de Europa para que tengamos un mercado verdaderamente integrado, más competitivo y abierto. Eso significa una sola solicitud de patente, una sola constitución de empresa, un único contrato de trabajo, un conjunto de impuestos, etc... Entrevista de Hülya Dagli Cómo Maduran las Ideas | Entrevista Siemens y las Startups: Muchos Beneficios Mutuos ¿Cómo es el escenario de expansión de las nuevas empresas en las grandes compañías como Siemens? Scheuble: Las empresas innovadoras pequeñas ofrecen a las grandes corporaciones una mirada hacia el futuro. Estas empresas son fuentes de innovación, indicadores tempranos de nuevos mercados, e incluso podrían ser los rivales del mañana. Muchas de ellas también son capaces de poner a prueba las innovaciones técnicas y los nuevos modelos de negocio más rápida y flexiblemente que las empresas bien establecidas. Por el contrario, la presencia internacional, el acceso al mercado mundial, y la capacidad de fabricación de las grandes empresas pueden ayudar a las nuevas a irrumpir en la escena internacional. Como resultado, hay un gran potencial para la cooperación entre las nuevas empresas y las grandes compañías, como Siemens. El Dr. Sven Scheuble es el Jefe del Technology to Business Center en Siemens Corporate Technology 110 ¿Cómo está reaccionando Siemens a estos acontecimientos? Scheuble: La cooperación con las startups se está volviendo más y más importante para Siemens. Ya hemos realizado más de 150 inversiones en nuevas empresas de todo el mundo, a través de Siemens Venture Capital. Y Siemens Technology Accelerator (STA) tiene ahora diez años de experiencia con nuevas empresas en Europa y EE.UU. Nuestros Technology to Business Centers en Berkeley y en Shanghai han sido la creación de redes exitosas en grupos de innovación locales, desde hace más de diez años. También comenzamos a aplicar este concepto en Europa hace casi un año, con el fin de establecer contacto con este panorama tan activo y atractivo en el continente. ¿Qué nuevas formas de cooperación se están estableciendo? Scheuble: Nos hemos encontrado con una respuesta muy positiva en Europa, sobre todo aquí en Munich, y ya hemos establecido muy buenas relaciones. Un ejemplo reciente es el centro Satellite Co-Location Center en Munich, que se estableció junto con fortiss, la Universidad Técnica de Munich, y el Instituto Europeo de Innovación y Tecnología (EIT). El centro se ha creado para servir como un centro para la innovación para los negocios y la ciencia, con un enfoque en las tecnologías de información y comunicación. Aquí, la gente y las empresas con ideas innovadoras pueden trabajar con nosotros en temas de investigación que son relevantes para Siemens y demostrar su propia experiencia. Entrevista de Katrin Nikolaus. Pictures of the Future | Otoño 2013 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 111 Cómo Maduran las Ideas | Laboratorio a Gran Altitud Los investigadores están desarrollando ideas sobre el mal de altura utilizando El Monte Everest como un laboratorio viviente. Investigación Vanguardista en la Cima del Mundo Durante el verano de 2013, el campamento base del Monte Everest fue transformado en un laboratorio de investigación. Un equipo de científicos, junto a 200 voluntarios, utilizó este escenario para estudiar los efectos del mal de altura. Los resultados podrían ser utilizados para desarrollar nuevos tratamientos en pacientes en cuidados intensivos. Pictures of the Future | Otoño 2013 Nada más que hielo y roca, es todo lo que el ojo puede ver aquí. Un enorme glaciar se eleva por encima del paisaje agreste. Por la noche, las temperaturas caen tan bajo como menos 30 grados Celsius. El aire es tan delgado que los humanos no pueden sobrevivir durante largos periodos de tiempo. No suena como un lugar agradable para acampar, sin embargo, este es el lugar perfecto para la investigación, que algún día podría revolucionar el tratamiento de pacientes en cuidados intensivos. En el verano de 2013, un equipo de investigación británico-estadounidense estableció su sede aquí, en el campamento base al sur del Monte Everest, a 5.300 metros sobre el nivel del mar. Llegaron 60 años después de la primera ascensión del hombre hacia la cima de la montaña más alta del mundo, para aprender más acerca de cómo la deficiencia de oxígeno, también conocida como hipoxia, afecta a los humanos. Este conocimiento podría ayudar a aumentar la tasa de supervivencia de los pacientes en cuidados intensivos. El nombre del proyecto, Xtreme Everest 2, lo dice todo. Once médicos e investigadores de la Universidad de Southampton, el College University de Londres, y la Universidad de Duke (Carolina del Norte) pasaron 83 días en este inhóspito lugar, 49 de ellos en el campamento base. Los científicos estuvieron acompañados por unos 200 voluntarios, dispuestos a servir como sujetos de prueba. Los médicos llevaron a cabo miles de pruebas en sí mismos y en los demás participantes, obteniendo más de 4,000 muestras de sangre. Los hallazgos de los científicos podrían salvar la vida de muchas personas que sufren de enfermedades cardíacas o pulmonares. En el 2011 Alemania registró más de dos millones de casos que requirieron cuidados intensivos. En el Reino Unido, una quinta parte de la población pasa un tiempo en cuidados intensivos en algún momento de sus vidas. Dos quintas partes de estos pacientes mueren, en muchos casos, como resultado de la falta de oxígeno o hipoxia. "El ser humano puede adaptarse a una deficiencia de oxígeno, aunque a velocidades diferentes", explica el jefe de la expedición, el Dr. Daniel Martín, profesor titular de Anestesia y Medicina de Cuidados Críticos en el University College de Londres. "Por ejemplo, si 100 personas contraen neumonía, 25 de ellas se la quitarán en una semana. La mitad de ellas tendrá que ser hospitalizada y tomará alrededor de cuatro a seis semanas para mejorar. Los 25 pacientes restantes estarán muertos en una semana, a pesar de los cuidados intensivos y la administración de oxígeno”. En el campamento base del Monte Everest, la presión atmosférica es de la mitad de lo que 111 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 112 Cómo Maduran las Ideas | Laboratorio a Gran Altitud es al nivel del mar. Esto significa que sólo la mitad del oxígeno entra en los pulmones durante la inhalación. Al nivel del mar, la saturación de oxígeno (es decir, la proporción de glóbulos rojos que transportan oxígeno) es del 100 por ciento, pero en el campamento base se reduce a sólo el 70 por ciento. Esto es equivalente a la de una persona que sufre de hipoxia. El cuerpo humano responde a la disminución de la presión atmosférica mediante la producción de más glóbulos rojos, de manera que una mayor cantidad de oxígeno pueda llevarse en la sangre. Al igual que en los pacientes con neumonía del Dr. Martin, el 25 por ciento de los que viajaron a esta altitud sufrieron problemas como consecuencia de la baja presión atmosférica. Alrededor de la mitad contrajo el mal de altura y requirió oxígeno adicional. El 25 por ciento restante tuvo mareo, náuseas y dolores de cabeza. ¿Por qué algunas personas se adaptan a grandes altitudes mejor que otras? Ese es un misterio para la medicina. Pero este conocimiento podría ser clave en la mejoría de los pacientes en cuidados intensivos. pruebas médicas. Las simulaciones en cámaras de altitud también son inadecuadas para este tipo de investigación, a gran escala. Por eso, los científicos que trabajan en el proyecto Xtreme Everest sometieron a 200 personas sanas a una deficiencia de oxígeno, simulando la hipoxia sufrida por los pacientes del hospital. El equipo del proyecto ya había estado en el Everest en el 2007. Junto con otros participantes, el Dr. Martin subió todo el camino hasta la cumbre, a una altitud de 8.848 metros, donde hay sólo una tercera parte de la cantidad de oxígeno que existe en el nivel del mar. Los investigadores tomaron muestras de sangre a unos cientos de metros de la cima. El nivel de oxígeno en la sangre del Dr. Martin fue el más bajo que se haya medido en una persona sana. El Mágico Oxido Nítrico. Los científicos nes caminaron a un laboratorio situado a 3.500 metros sobre el nivel del mar, así como a gemelos idénticos e individuos que habían formado parte de la expedición en el 2007. Un grupo de Sherpas nativos también participó. La tolerancia de los Sherpas al trabajo duro y su capacidad para transportar cargas pesadas a grandes alturas, fue una parte importante de este estudio. "Los científicos pensaban que los Sherpas podían transportar más oxígeno en su sangre que las personas de tierras bajas", dice el Dr. Martin. "Pero ese no es el caso. Sus corazones funcionan de la misma manera que el nuestro, y el suministro de oxígeno es el mismo, también. La respuesta es que los Sherpas pueden procesar el oxígeno mejor que nosotros. "De hecho, los investigadores descubrieron que la Los científicos plantean la hipótesis de que mientras más óxido nítrico tenga el cuerpo de una persona, mejor puede hacer frente a grandes altitudes. Un día típico en el laboratorio (izquierda), Steve Carey de Siemens se ejercita (centro) y se reúne con el Dr. Adam Sheperdigian (centro) y el Dr. Daniel Martin A los pacientes en una unidad de cuidados intensivos, que sufren de hipoxia, se les da siempre oxígeno adicional, generalmente por medio de un respirador artificial. Sin embargo, el aumento de la inhalación de oxígeno no está exento de riesgos. La alta presión del tratamiento de respiración puede dañar los vasos sanguíneos en la retina, y la inhalación de un exceso de oxígeno puede dañar los pulmones, si se hace durante un período de tiempo prolongado. "En vez de bombear a los pacientes con oxígeno, sangre y medicamentos para mejorar su frecuencia cardíaca, puede ser que encontremos una manera de hacer más lentos los procesos fisiológicos, de manera que el cuerpo tenga más descanso y más tiempo para curarse a sí mismo", sugiere el Dr. Martin. En su búsqueda de respuestas, los científicos se enfrentan al dilema de que los pacientes gravemente enfermos en cuidados intensivos, casi no pueden ser sometidos a exhaustivas 112 de la expedición en 2007 también fueron acompañados por 200 voluntarios sanos. En el campamento base, los investigadores utilizaron dispositivos de Siemens para la medición de gas en la sangre de los sujetos. Uno de los primeros descubrimientos fue que el cuerpo humano parecía exhalar más óxido nítrico cuando hay poco oxígeno en el aire. El gas óxido nítrico expande los vasos sanguíneos, haciendo que la sangre fluya con más fuerza y mejorando así el suministro de oxígeno al cuerpo. Sin embargo, la primera expedición dejó muchas preguntas sin respuesta - preguntas que el equipo del Xtreme Everest 2 estaba dispuesto a resolver. Como resultado, en el 2013 unos 200 participantes subieron de nuevo al campamento base del Monte Everest y fueron examinados en laboratorios temporales, establecidos en diferentes altitudes. Los participantes incluyeron a niños de ocho a 17 años, quie- microcirculación de los Sherpas es mucho mejor que la de otras personas y su sangre contiene mucho más óxido nítrico. "Cuando hay muy poco oxígeno, los Sherpas parecen responder produciendo más óxido nítrico. En las muestras tomadas a 3.500 metros, la exhalación de uno de los participantes «normales» contenía 16,4 ppb de óxido nítrico, mientras que la de un Sherpa contenía 77,8 ppb ", agregó Martin. El óxido nítrico aumenta el flujo de sangre y cambia la forma en que las mitocondrias procesan el oxígeno. En pocas palabras, les permite hacer un mejor uso de la pequeña cantidad de oxígeno que reciben. Los científicos plantearon la hipótesis de que mientras más óxido nítrico contenga el cuerpo de una persona, mejor puede hacer frente a grandes altitudes. Como resultado, los pacientes de cuidados intensivos posiblemente podrían recibir medicamentos que cambien el nivel de óxido nítrico de su sangre, Pictures of the Future | Otoño 2013 102-113_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:06 Página 113 En Resumen Cómo Maduran las Ideas con la esperanza de aumentar sus posibilidades de supervivencia. Igual que en el 2007, los participantes de la expedición fueron examinados utilizando dispositivos de Siemens para análisis de gases en la sangre, los cuales pesan aproximadamente 11 kg. La expedición estuvo acompañada por Steve Carey, empleado de Siemens, quien maneja el mantenimiento de estos sistemas de medición en Siemens Healthcare, en el Reino Unido. Cuando Carey se enteró del proyecto, de inmediato aprovechó la oportunidad para poner a prueba "sus" dispositivos de medición, en la montaña más alta del mundo. Para asegurarse de que todos los instrumentos funcionaran sin problemas durante la expedición, Carey fue también uno de los sujetos de prueba. Las condiciones en el Monte Everest desafiaban, no sólo a los participantes sino también a los dispositivos de medición. Antes de la expedición, Siemens simuló la temperatura de la montaña y la presión atmosférica en una cámara de altitud para que los sistemas pudieran ser calibrados, y ofrecieran resultados precisos. Los instrumentos realizaron fielmente sus tareas a pesar de que de vez en cuando necesitaron algo de ayuda. "A veces tuvimos que poner una manta eléctrica por debajo de los dispositivos, para que los líquidos que contenían no se congelaran", dice Carey. Ejercicios Matutinos. Más de 60 pruebas se realizaron en los voluntarios. "Realizábamos varios análisis de sangre, y mediamos la frecuencia respiratoria de los participantes', y hacíamos una serie de ejercicios, muy temprano en la mañana", dice Carey. "Muchos de los Sherpas nunca antes habían visto una bicicleta estática de ejercicio," dice. El proyecto de investigación en curso está financiado por donaciones. Más de 850.000 ₤ se han recaudado hasta la fecha, y se necesita una suma adicional de 250.000 ₤ para que los datos puedan ser analizados por completo, y toda la información y los hallazgos sean recopilados en una base de datos completa. Los primeros resultados se esperan para el 2014. Sin embargo, los científicos ya han hecho algunos descubrimientos. Las mujeres parecen ser capaces de manejar mejor las grandes alturas que los hombres, mientras que los hombres de más edad se afectan menos que los más jóvenes. Pero el Dr. Martin tiene una simple explicación para este hallazgo: "Los jóvenes tienden a querer subir la montaña demasiado rápido, y eso los hace más propensos a sufrir del mal de altura", dice. En las montañas como en la vida, de forma lenta y constante se gana la carrera. Nicole Elflein Pictures of the Future | Otoño 2013 Sin innovación no hay crecimiento, y sin crecimiento no hay prosperidad. Pero la competencia de nuevas ideas es grande. Los mercados emergentes están invirtiendo cada vez más en investigación y desarrollo. También hay un nuevo escenario de puesta en marcha en Internet. Sin fronteras nacionales, se trata de compartir información a una velocidad increíble. Pero, ¿cómo una idea se convierte en una realidad exitosa? El proceso requiere una buena red, olfato para las tendencias, un buen sentido de los negocios, capital inicial, y una gran cantidad de energía. Dos ejemplos que ilustran esto son el innovador convertidor de potencia y un electrolizador. (pp 92, 95, 96) Cualquier persona que busque nuevas ideas no ignorará la creación de empresas. Equipados con el conocimiento del mercado, los Exploradores de Tecnología de Siemens van en busca de oportunidades para la empresa. ¿Cómo detectar una prometedora startup? "Consideramos la originalidad de una idea o un producto. Tenemos en cuenta su potencial de mercado y la calidad del equipo ", dice Alex Farcet, cofundador, presidente y CEO de Startupbootcamp, en una entrevista. Las tendencias del mañana no son sólo cuestión de especulación - un hecho que queda demostrado por un método de CT. Durante diez años, este método ha servido como base para la toma de decisiones acerca de la evolución futura. (pp. 102, 106, 108) La mejor manera de reunir rápidamente tantas mentes brillantes es utilizar Internet. Siemens TechnoWeb es una plataforma para el intercambio de ideas e investigación de tendencias sin fronteras departamentales ni nacionales. Concursos de ideas dan a este intercambio un impulso adicional. (pág. 100) Enfoques inusuales generan nuevos conocimientos. Un equipo de investigación trasladó sus actividades al Monte Everest con el fin de estudiar los efectos de la deficiencia de oxígeno en 200 sujetos voluntarios. El objetivo fue desarrollar nuevos tratamientos para los pacientes de cuidados intensivos. (pág. 111) Las alianzas exitosas conducen a resultados exitosos. En pocos meses, Siemens y Volvo llevaron un modelo eléctrico del C30 a las carreteras. Componentes probados del portafolio de Siemens fueron modificados para cumplir con los estándares de calidad de la industria automotriz. (pág. 105) Las buenas ideas deben ser protegidas. Siemens aplica a unas 40 patentes cada día. Pero, ¿qué invenciones son dignas de ser patentadas? Y en qué países? ¿La patente justifica su costo? Los abogados de patentes de Siemens se enfrentan a estas preguntas todos los días. (p. 98) GENTE: Patentes: Beat Weibel, Corporate Technology [email protected] Simon Ahlers, Corporate Technology [email protected] Oliver Pfaffenzeller, Corporate Technology [email protected] TechnoWeb: Michael Heiss, Corporate Technology [email protected] Christoph Krois, Corporate Technology [email protected] Pictures of the Future: Dr. Falk Wottawah, Corporate Technology [email protected] Dr. Heinrich Stuckenschneider, Corporate Technology [email protected] Siemens Inside e-Car: Malte-Michael Ewald, Industry [email protected] Technology-to-Business Center: Dr. Sven Scheuble, Corporate Technology [email protected] Dr. Martin Prescher, Corporate Technology [email protected] Dr. Stuart Goose, Corporate Technology [email protected] Equipo para Medición del Gas en la Sangre/Xtreme Everest 2: Stephen Carey, Healthcare [email protected] Externos: Alex Farcet, Startupbootcamp [email protected] Prof. Rainer Marquardt, Universität der Bundeswehr München [email protected] LINKS: Oficina Europea de Patentes: www.epo.org Siemens Technology-to-Business Center: www.ttb.siemens.com Startupbootcamp: www.startupbootcamp.org Xtreme Everest 2: www.xtreme-everest.co.uk Indicadores Mundiales de Propiedad Intelectual 2012: www.wipo.int/ipstats/en/wipi/ La Innovación en Siemens: www.siemens.com/innovation 113 114-115_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:09 Página 114 Pictures of the Future | Retroalimentación ¿Le gustaría saber más acerca de Siemens y de nuestros últimos desarrollos? Estaríamos encantados de enviarle más información. Por favor, marque la casilla junto a la publicación que desea ordenar y el idioma que prefiere, y envíe vía fax una copia de esta página al número +49 (0) 9131 9192-8513 o por correo a: Publicis Publishing, Susan Grünbaum-Süß - Postfach 3240, 91050 Erlangen, Alemania o póngase en contacto con nosotros vía e-mail a: [email protected]. Utilice Pictures of the Future, Fall 2013 como asunto del mensaje. Libros: Life in 2050 — How We Invent the Future Today (€19.95) and Innovative Minds (€34.90). Mayor información en: www.siemens.com/innovation/lifein2050 o en el comercio de libros. Ediciones disponibles de Pictures of the Future: (sin costo): Pictures of the Future, Otoño 2013 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Primavera 2013 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Otoño 2012 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Primavera 2012 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Otoño 2011 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Primavera 2011 (Alemán, Inglés) Pictures of the Future, Special Edition Green Technologies (Inglés) German Green City Index, analyses of 12 major cities (Alemán) European Green City Index, analyses of Europe’s major cities (Inglés) Your Pictures of the Future, youth issue 2012 (Alemán) Información Adicional: Sobre las innovaciones de Siemens está disponible en Internet en: www.siemens.com/innovation (Sitio Web de I+D de Siemens) www.siemens.com/innovationnews (Servicio semanal de medios) www.siemens.com/pof (Pictures of the Future en internet — también en español, chino, francés, portugués, ruso, rumano y turco). Pictures of the Future está disponible como aplicación gratuita para iPad en App Store. Me gustaría una edición de muestra de Pictures of the Future Me gustaría cancelar mi suscripción a Pictures of the Future Mi nueva dirección se muestra a continuación Por favor también enviar la revista a ... (Marque la(s) casilla(s) correspondiente (es) y complete la dirección): Prefijo, Nombre, Apellidos Compañía Departamento Dirección, Calle, Número Código ZIP, Ciudad País Número de teléfono, Fax, o email 114 Pictures of the Future | Otoño 2013 114-115_ESPAÑOL_Layout 1 27/02/14 10:09 Página 115 Pictures of the Future | Internet y Publicaciones How Siemens is inventing the future today. > Pictures of the Future > Spring 2013 > Index Pictures of the Future Magazine Spring 2013 | All Articles > Home > Innovation > Technology Fokus > Innovations > Cooperations > Pictures of the Future > About Research & Development Innovation News Sep 13, 2013 | Mobile System for Railroad Switch Maintenance Thanks to a mobile inspection system developed by Siemens' global research unit Corporate Technology, railroad operators ... > Sep 13, 2013 | Special CT Improves Radiotherapy Planning A computer tomograph (CT) with special software solutions is helping to improve the planning of radiotherapy, thus ... > Sep 13, 2013 | Automated Comfort for Free-Range Hens A new control system from Siemens is providing free-range hens with more comfort and also reducing their risk of ... > > more News Our Technology Focus Pictures of the Future Which technologies will shape our lives over the next ten to twenty years? Siemens' Pictures of the Future magazine reports twice a year on major technology trends and looks at the latest research in the company's laboratories. > Industry 4.0: From Powders to Finished Parts Scenario 2060: Research into Underground Economy Alzheimer's: Village of Forgetfulness Sitio Web de Innovación Disfrutar de la vista panorámica desde la cima de una turbina eólica en el mar o ver la producción de las turbinas de gas más eficientes del mundo de cerca – es posible con el nuevo Siemens 360 °. Usted puede encontrar este formato interactivo, que permite prácticamente sumergirse en el mundo de las innovaciones, en las páginas del nuevo sitio web de innovación de Siemens: www.siemens.com/innovation. El sitio también ofrece una visión general de las áreas de tecnología que son el foco de las actividades de I + D de Siemens, así como un enlace a Siemens Innovation News, el «servicio de medios semanal de Siemens que da un vistazo a las nuevas tecnologías. La edición digital de Pictures of the Future cuenta con más de 1.200 artículos, fotografías, gráficos y videos, que ofrecen una visión completa de los laboratorios de Siemens y de las tendencias tecnológicas: www.siemens.com / pof La Transición Energética en Alemania La clave para una transición energética exitosa es la sostenibilidad. Si esta transición quiere tener éxito, se deben tomar en cuenta una serie de medidas interconectadas, ya que en el futuro las estructuras de los sistemas de energía serán mucho más complejas, más en red, y más flexibles de lo que son hoy en día. Si estas medidas son cuidadosamente planeadas y ejecutadas, junto con el marco político adecuado, la transición será un modelo de éxito para otros. Junto con Siemens, la empresa de consultoría empresarial McKinsey & Company, llevó a cabo un proyecto de investigación para averiguar lo que Alemania puede aprender de las medidas probadas y adoptadas por otros países. El estudio está disponible sin costo en Internet en: www.siemens.com/future-of energy/publications.html Pictures of the Future | Otoño 2013 115