Pictures of the Future - Siemens Región Austral

Oficina Editorial:
Dr. Ulrich Eberl (Editor en Jefe)
Arthur F. Pease (Editor Ejecutivo, Edición en Inglés)
Florian Martini (Managing Editor)
Susanne Gold
Dr. Andreas Kleinschmidt
Dr. Ulrich Kreutzer
Katrin Nikolaus
Sebastian Webel
Autores Adicionales en este número:
Andreas Binner, Dr. Hubertus Breuer, Christian Buck, Nils Ehrenberg, Nicole Elflein,
Urs Fitze, Harald Hassenmüller, Maximilian Heinrich, Julia Hesse, Andrea Hoferichter,
Ute Kehse, Dr. Michael Lang, Maximilian Marquardt, Bernd Müller, Mirjam Müller,
Gitta Rohling, Dr. Christine Rüth, Kerstin Schreiner, Stefan Schröder, Tim Schröder,
Dr. Sylvia Trage, Dr. Evdoxia Tsakiridou, Andreas Wenleder, Sandra Zistl
Pictures of the Future / Primavera 2014
Publicado por Siemens AG
Corporate Communications (CC) y Corporate Technology (CT)
Otto-Hahn-Ring 6, 81739 Munich, Germany
Editores: Dr. Ulrich Eberl (CC), Arthur F. Pease (CT)
[email protected] (Tel. +49 89 636 33246)
[email protected] (Tel. +49 89 636 48824)
www.siemens.com/pof
Pictures of the Future
Revista de Investigación e Innovación I-2014 (Primavera)
Edición de Imágenes:
Judith Egelhof, Irene Kern,Stephanie Rahn, Jürgen Winzeck,Publicis Munich
Fotografías:
Martin von den Driesch, Max Etzold, Ronald Frommann, Jan Greune, Axel Griesch,
Dietmar Gust, Erich Hochmayr, Justin Mott, Ilya Mokhov, Christian Sinibaldi, Volker
Steger, Jose Luis Stephens
Créditos de Fotografías:
Apple, Inc. (Portada, 79 t.), Stallbau Iris Weiland e.K. (4 b.l.), gettyimages (5 l., 44, 67
m., 67 b.), kadawittfeldarchitektur (17), dpa/picture alliance (45 t.r., 98 t.r., b.r., t.l.,
99 t., 115 t.r.), Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (23 r.),
Christina van Dyck (29 l.), Portal da Copa (30 r., 31 t.), Corbis (45 t.l., 52 l., 53 b., 5859 b., 60, 64, 66, 81 t., 112 b., 115 t.m., m.l, m.m., m.r.), Martin Aufmuth/EinDollarBrille (46, 47), Caro (50-51), F1 online (50 b., 59 t.), action press (52 r.), Glow Images
(61 b.), ddp (62 t., 97, 98 b.l.), Testfeld Telematik (62 b.), Codelco (70, 71 t.),
Fotolia (77), istock/Henrik5000 (79 b.), James Duncan Davidson (90), private (91),
Ascending Technologies (99 b.l.), Stockholm University (100), Institut für Klinische
Radiologie und Nuklearmedizin, Universitätsmedizin Mannheim Medizinische
Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg (108), Opto Tech Optikmaschinen
GmbH (111 b.l.), ESO (111 r., 112 t.), istockphoto (115 t.l.)
Otras Imágenes e Ilustraciones: Copyright Siemens AG.
Pictures of the Future, ACUSON S3000, ADVIA, eSieFusion, SOMATOM, syngo CT
Valve Pilot, son marcas protegidas de Siemens AG o de compañías asociadas. Otros
nombres de productos y de compañías mencionados en esta revista pueden ser marcas comerciales registradas de sus respectivas compañías.
Las declaraciones de los clientes de Siemens aquí descritas, están basadas en
resultados que se consiguieron en el escenario particular del cliente. Como no
existe ningún hospital "típico" y existen muchas variables (p.ej. tamaño del
hospital, combinación de casos, nivel de adopción de la TI) no se puede garantizar que todos los demás clientes conseguirán los mismos resultados.
El contenido editorial de los informes no refleja necesariamente la opinión
del editor. Esta revista contiene declaraciones futuristas, cuya exactitud
Siemens no puede garantizar de ninguna manera.
Pictures of the Future aparece dos veces al año.
Impresa en Alemania. La reproducción de los artículos en todo o en parte
requiere del permiso de la oficina editorial. Esto aplica también para el
almacenamiento en bases de datos electrónicas y en Internet.
© 2014 por Siemens AG. Todos los Derechos Reservados.
Siemens Aktiengesellschaft
No. Orden: A19100-F-P202-X-7600
ISSN 1618-5498-X-7600
ISSN 1618-5498
Uso Inteligente de la Energía / Infraestructuras Asequibles / Transformación Digital
Internet (www.siemens.com/pof): Florian Martini, Stefan Schröder
Información Histórica: Dr. Florian Kiuntke, Siemens Historical Institute
Base de Datos de Direcciones: Susan Grünbaum-Süß, Publicis Erlangen
Diseño Gráfico / Litografía: Rigo Ratschke, Seufferle Mediendesign, Stuttgart
Ilustraciones: Wolfram Gothe (pp.10-11), Arnold Metzinger (pp.48-49, 74-75)
Gráficos: Jochen Haller, Seufferle Mediendesign, Stuttgart
Traducciones Inglés — Español y revisión de estilo: Catalina Guerrero
Diseño Gráfico Versión español: Marcela Robles
Impresión Edición español: Panamericana
Soluciones
para el Mundo
del Mañana
Uso Inteligente
de la Energía
Los beneficios de la eficiencia
para la industria
y el medio ambiente
Infraestructuras Transformación
Asequibles
Digital
Tecnologías Inteligentes
y Flexibilidad Financiera
Una contraparte virtual para
cada objeto del mundo real
Pictures of the Future | Editorial
El equipo de Pictures of the Future. De
izquierda a derecha: Ulrich Kreutzer
(Practicante), Arthur F. Pease (Editor Ejecutivo,
Edición en Inglés), Judith Egelhof (Editor de
imágenes), Sebastian Webel (Editor), Ulrich
Eberl (Editor en jefe), Katrin Nikolaus (Editor),
Rolf Seufferle (Director de Arte Senior), Jochen
Haller (Diseñador Gráfico), Andreas
Kleinschmidt (Editor), Rigo Ratschke (Layout),
Nuestro Futuro Digital
Aparte de los trastornos políticos y sociales, ¿cuáles creen los futurólogos que serán las
tendencias más importantes hasta el año
2050? Ellos predicen que la población aumentará en un tercio, y que el número de personas
mayores de 65 años será tres veces más de lo
que es hoy. En otras palabras, a 500 millones
de personas mayores de hoy en día se unirán
unas mil millones más. Al menos siete de cada
diez personas vivirán en las ciudades, y los centros urbanos de Asia, África y América Latina
crecerán en un total de tres mil millones de habitantes. Por otro lado, la prosperidad crecerá
en muchos países, y miles de millones de personas formarán una nueva clase media. Una
consecuencia de todo esto es clara; la demanda de los diversos productos de la civilización
va a crecer a pasos agigantados. Si la demanda
de recursos y energía continúa desarrollándose
al ritmo actual, se duplicará para el año 2050.
La demanda de electricidad, por ejemplo, está
creciendo tres veces más rápido que la población mundial.
Las materias primas de la tierra son tan limitadas como su capacidad para absorber los residuos. Según los futurólogos, si la raza humana continúa su comportamiento actual, para el
año 2050 vamos a necesitar tres planetas tierra en lugar del que ya tenemos. ¿Qué podemos hacer para no dejar a nuestros hijos un
planeta saqueado, lleno de conflictos no resueltos sobre las tierras, los recursos y un medio ambiente limpio?
Portada: Un técnico de Siemens Wind Service utiliza un iPad para realizar tareas de
mantenimiento en el proyecto Harvest Wind,
en el estado de Washington en EE.UU.. Gracias a las tecnologías digitales, los técnicos
ahora son capaces de dar servicio a 12 turbi-
nas de viento al mes, en lugar de las 10 anteriores. Para más información, ver página 79.
2
Un factor de éxito crucial será el uso inteligente de las materias primas y de la energía,
desde la ampliación de las fuentes renovables
a las centrales de ciclo combinado de alta eficiencia, y el uso más eficiente de recursos en
edificios, sistemas de transporte y plantas industriales (ver páginas 10 - 43).
Igualmente importante es la expansión
mundial de los sistemas de educación y de salud. Una amplia variedad de actividades nos
ayudará a avanzar hacia un futuro mejor - por
ejemplo, la promoción del pensamiento creativo en las escuelas, la producción de lentes de
un dólar (pp. 46, 70), la detección precoz de la
malaria por medio de pruebas de rutina (p.
44), y el desarrollo de nuevas soluciones para
ayudar a las personas de edad avanzada a desplazarse en un ambiente desconocido (p. 87).
También vamos a tener que hacer que los
sistemas de atención de salud y transporte, así
como las infraestructuras urbanas sean asequibles para el mayor número posible de personas, en China, Vietnam, y en los países de África, por ejemplo (pp. 48-69).
Una tendencia puede ser más importante
que las demás, ya que está cambiando las reglas de juego en todos los sectores: la transformación digital (pp. 74-113). Una mirada a las
tendencias en TI indica que durante los próximos 20 a 25 años el poder informático, la capacidad de almacenamiento y la velocidad de
transmisión de datos de los microchips se enfrentarán a un aumento de casi mil veces. Por
lo tanto, podemos esperar que el rendimiento
actual de un computador portátil de € 500 se
compacte en un microchip con un valor de €
0,50. Los desarrolladores de software tendrán
el reto de desarrollar programas asociados de
alto rendimiento.
En el año 2020 la cantidad de datos almacenados en todo el mundo explotará a seis terabytes por individuo. Casi el 40 por ciento de estos
datos probablemente estará disponible a través
de servicios en la nube. Muchos expertos creen
Irene Kern (Editor de Imágenes), Susanne Oro
(Editor Asistente), Jürgen Winzeck (Editor de
Imágenes), Florian Martini (Editor General).
que la transformación digital generará un nuevo auge económico, y al mismo tiempo hará
que algunas profesiones tradicionales se vean
superfluas (p. 90). Sin embargo, los estudios actuales (pág. 88) muestran que los países con un
alto grado de digitalización son más competitivos y tienen tasas más bajas de desempleo.
Predicciones similares se están realizando
para las empresas. En Siemens, la transformación digital será crucial para el éxito de prácticamente todos los proyectos en sus unidades
de negocio, incluyendo las redes neuronales y
las redes inteligentes en tecnología de energía
(pp. 18, 26), el trabajo en red y la automatización integral con ahorros de recursos en las fábricas digitales (pp . 92, 94), el mantenimiento
a distancia de una amplia gama de sistemas (p.
84), los servicios en la nube y avatares (p. 79,
82), y la fusión digital de los diversos procesos
y datos médicos (p. 104).
Esta tendencia también está teniendo un
impacto en las revistas. Después de 13 años,
esta edición de primavera 2014 de Pictures of
the Future será la última publicada en su forma
tradicional. A partir de la edición de otoño de
2014, transformaremos Pictures of the Future
en una revista en línea de alta calidad, que no
sólo ofrecerá nuevos artículos, fotos, videos y
gráficos animados cada semana, sino que también incluirá los deseos y sugerencias de los
lectores, mucho mejor que el formato impreso.
Esperamos que nuestros lectores, permanezcan con nosotros, a medida que avanzamos hacia el futuro digital. Estamos ansiosos
de eso!
El equipo editorial de Pictures of the Future
PD: Pictures of the Future se seguirá publicando en línea y, por un período limitado,
también como una revista impresa que estará disponible para los suscriptores como "Lo
Mejor De" una selección de los mejores, más
importantes y populares artículos en línea
que ofrecemos. Ver página 115.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Pictures of the Future | Contenido
Uso Inteligente
de la Energía
110
112
116
118
120
122
125
126
128
130
130
132
134
138
140
Escenario 2040
Por Encima de Todo
Tendencias
Reinventando la Conservación
de la Energía
Plantas de Energía
La Nueva Cara de la Eficiencia
Redes Neuronales
Mejor Pronóstico para las Renovables
Datos y Pronósticos
Eficiencia: La Clave para Conocer
la Demanda de Energía
Estabilidad de la Red
Operando con Energía Renovable
Entrevista: Matthias Kereit
Sin Apagones
La Red Inteligente de Dinamarca
La Isla Laboratorio1
Contrato de Desempeño
Secreto en Suecia
Enología
Degustando el Éxito
Estadio Mané Garrincha, Brasil
Una Estrella entre los Estadios
Barcos Híbridos
Silencio en el Mar
Producción de Acero
Aprovechando los Fuegos de la Eficiencia
Optimización de Movimiento
El Ballet de los Robots
Estrategias Industriales
El Plus de la Eficiencia Energética
Infraestructuras
Asequibles
Transformación
Digital
148
174
150
153
155
156
160
162
162
164
166
168
Escenario 2060
Ciudad de Sensores
Tendencias
El Precio sí Puede ser Correcto
Ciudad de Ho Chi Minh
Nueva Vida en Vietnam
Hidroelectricidad en Fiji
Transformadores en el Mar del Sur
Financiación de Proyectos
Proyectos para la Gente
Leasing en China
Atención en Salud
Telemática
Enseñando a las Vías a Hablar
El Túnel del Bósforo
Dos Continentes en Cinco Minutos
Datos y Pronósticos
Una Brecha de $ 57 trillones en
Inversiones en Infraestructura
Soluciones para Mozambique
Vías Férreas para un Nuevo Comienzo
Simulación de Red
Recableando Luanda
177
179
81
182
184
187
188
190
192
194
197
99
100
102
103
104
107
110
Secciones
Pictures of the Future | Primavera 2014
184 Tomas Cortas
Noticias de los Laboratorios Siemens
86 Feria Hannover 2014
La Puerta que Reconoce su Carrocería
188 Accionamientos Eléctricos
Un Tranquilo Viaje por el Königssee
144 Diagnóstico de la Malaria
Indicios en la Sangre
Escenario 2060
Segunda Vida
Tendencias
Contraparte Cultural
Servicios en la Nube
Amplios Horizontes para los Servicios
de Datos
Aplicaciones
Movilidad en la Nube
Simulación Humana
Trabajo Peligroso? Contrate un Avatar
Mantenimiento Remoto
Minority Report para Máquinas
Hogares para Personas Mayores
El “Caminador Maravilla”
Hechos y Pronósticos
El Impacto Económico de la
Expansión Digital
Entrevista con el Prof. Erik Brynjolfsson
Una Revolución que está Reescribiendo
las Leyes de La Economía
Producción Avanzada
Defectos: Una Especie en Extinción?
Producción en China
Cómo Exportar un Caso de Éxito
Bibliotecas
Acceso a Todo
Octocóptero
Supervisores Voladores
Entrevista a Vasilis Koulolias
Cómo el Gobierno en Línea Puede
Fortalecer la Democracia
Minería
Excavando en Busca de la Eficiencia
Remoción de Tierra
Sistema de Accionamiento para el Dumper
más Grande del Mundo
Integración de Datos
Cómo la Fusión de Datos Cambiará la Sala
de Cirugía del Mañana
Astronomía
El Ojo Más Grande del Mundo
Simulación Industrial
Herramientas que Ven a Través del Tiempo
146 Lentes Asequibles
Ver para Creer
170 Minería de Cobre
El Tesoro de los Andes Chilenos
114 Retroalimentación
3
Pictures of the Future | Tomas Cortas
Se espera que los medidores eléctricos inteligentes
y los tanques de agua caliente puedan ayudar a disminuir el apetito de Canadá por la electricidad.
Las Redes Inteligentes de Canadá podrían
Obviar las Plantas de Petróleo
La empresa canadiense New Brunswick Power quiere evitar costosos picos de energía. La compañía proporciona electricidad a alrededor de 400.000 clientes privados, comerciales e industriales a nivel
regional. Se espera que una nueva asociación de diez años con Siemens pueda ayudar a reducir la demanda de energía de los clientes
por medio de una red inteligente, la cual distribuirá energía desde
centrales hidroeléctricas, nucleares, de carbón y de petróleo pesado.
Pero Brunswick Power, que utiliza plantas de petróleo pesado para
cubrir las necesidades de energía durante los meses más fríos de invierno, está apostando a que la red inteligente hará que estas plantas
sean innecesarias, recortando la demanda del consumidor.
Los gallineros automatizados son fáciles de mover, reduciendo así las
infecciones por desechos.
4
Siemens ha desarrollado un plan de diez años que incluye los fundamentos técnicos de una red inteligente, y el desarrollo y la instalación de contadores eléctricos inteligentes. El plan incluye a New
Brunswick Power, para sustituir las calderas en un 80 por ciento de
los hogares de sus clientes, con unidades que producen y almacenan
agua caliente fuera de los períodos de máxima demanda. Los calentadores de almacenamiento térmico también se pueden conectar al
sistema de gestión de carga de Siemens. Se espera que el plan
pueda predecir la demanda de energía total, llevando eventualmente a una administración y optimización automatizada de la red
eléctrica inteligente.
Automatización: Movilidad
Saludable para Pollos Criados
en Libertad
Un nuevo sistema de control de Siemens está brindando mayor comodidad a los pollos de granja, al tiempo que reduce el riesgo de infección. Ahora que se utiliza en conjunto con gallineros móviles, el sistema controla automáticamente la rutina diaria de los pollos - por
ejemplo, su alimentación, los cambios de iluminación, y la liberación
de su gallinero. Al facilitar estos servicios, el sistema hace que la movilidad sea más práctica. Los pollos picotean en grupos. Pero sus residuos
hacen rápidamente del suelo un lugar ideal para el desarrollo de gérmenes. La solución es hacer frecuentes movimientos hacia lugares frescos. Así, los animales se mantienen sanos y sin medicación. Además,
las áreas de alimentación se regeneran completamente en unas pocas
semanas. Entre 200 y 1.200 (máx.) pollos pueden vivir en cada gallinero móvil construido por Iris Weiland eK. La energía para el sistema
proviene de paneles solares y de baterías de gel montadas en el techo.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Pictures of the Future | Tomas Cortas
Financiando Ideas
Brillantes
Nuevo Fondo de Capital de Riesgo Siemens. Con
un volumen de inversión de $ 100 millones, el Fondo
“Industry of the Future” de Siemens invierte en compañías jóvenes con tecnologías prometedoras, que podrían revolucionar los mercados industriales - o incluso
abrir mercados completamente nuevos. El fondo concentra su participación en soluciones de digitalización
y software para una producción eficiente.
Hasta ahora, las actividades de capital de riesgo de
Siemens se habían dirigido a empresas ya maduras.
Pero el nuevo fondo apoya la creación de nuevas empresas que tienen ideas brillantes y novedosas.
El fondo ya está participando en dos empresas en
EE.UU. La primera, CounterTack, desarrolla software de
seguridad que reconoce autónomamente los ataques
de software malicioso - conocidos como malware.
Un nuevo Fondo de $100 millones apoya a nuevas empresas.
Programas de protección estándar y escáneres de virus
ofrecen actualizaciones periódicas de software para
brindar protección contra el nuevo malware. Pero a
veces pasan horas y hasta días entre la primera aparición de una amenaza y la actualización. El software de
CounterTack neutraliza el malware rápidamente y da
una protección adicional entre las actualizaciones de
seguridad regulares.
Este Fondo también ha invertido en la empresa Lagoa,
que hace software de visualización 3-D de alto rendimiento, basado en la nube. Hasta ahora, este tipo de
paquete de software era caro y tenía que ser instalado
en un equipo local, particularmente poderoso. Lagoa,
por el contrario, permite acceso desde la nube con la
capacidad necesaria. Un usuario sólo necesita un navegador de Internet estándar.
Este enfoque facilita aplicaciones industriales y hace
que el trabajo en los modelos 3-D sea más fácil para
equipos distribuidos geográficamente. En el futuro,
será más fácil para los desarrolladores en diferentes
partes del mundo trabajar juntos en animaciones
complejas, en tiempo real.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Ojos Inteligentes
para la Automatización
Un sistema de identificación óptica de Siemens se está beneficiando de una
nueva funcionalidad de reconocimiento de objetos. La solución, que se basa en el
sistema de control industrial Simatic, utiliza un software llamado Pat Genius, que
se distribuye a los clientes con una licencia. Lectores de códigos convencionales
identifican objetos registrando patrones como códigos de matriz de puntos y códigos de barras.
Pat Genius también evalúa las imágenes grabadas por los lectores de códigos e
identifica objetos enteros o caracteres basados en sus formas. El sistema es entrenado parar enseñarle las formas de los objetos de referencia. Pat Genius soporta
hasta 2.500 operaciones de prueba por minuto.
Esta solución hace que la integración de reconocimiento de
objetos en los controles del sistema industrial, como Simatic,
Simotion y Sinumerik, sea muy
simple. Las áreas de aplicación
incluyen el control de calidad, el
control de proceso y los robots
de posicionamiento. Los sistemas de reconocimiento de caracteres y objetos se utilizan en
prácticamente todos los sectores, incluyendo industrias farmacéuticas, industria de tecnología
médica, de alimentos y bebidas, y El nuevo software aprende a reconocer
las formas objetivo.
en la industria automotriz.
Las Nuevas Celdas Electrolíticas
Podrían Impulsar un Almacenamiento
de Energía de Alto Rendimiento
Siemens desarrolla y fabrica
electrolizadores que producen
hidrógeno en las células PEM
(membrana de electrolito de polímero). Estas células operan a
temperaturas inferiores a 100
grados centígrados y bajo alta
presión. Ahora, en un proyecto
patrocinado por el Ministerio de
Asuntos Económicos de Alemania, Siemens también está examinando la electrólisis de alta
Mejorando la eficiencia con la electrólisis
temperatura, que promete ser
de alta temperatura.
un proceso más eficiente - un
factor importante para los sistemas
de almacenamiento de energía de alto rendimiento del mañana. En colaboración
con sus socios, los investigadores de Siemens optimizan células electroquímicas
que utilizan un electrolito conductor de iones de oxígeno como sustrato. El reto
es limitar los efectos del envejecimiento mediante el uso de un material de electrodo especial. En una prueba de resistencia a 850 grados Celsius, los investigadores observaron el envejecimiento relacionado con tensiones que ascienden sólo al
0,2 por ciento por cada 1.000 horas de funcionamiento. Los investigadores han
concluido con éxito el proyecto.
5
Pictures of the Future | Tomas Cortas
Siemens está entregando 448 turbinas a un
parque eólico en Iowa – el pedido más
grande recibido en energía eólica terrestre.
Pictures of the Future | La Feria de Hannover
Casados y luego separados. Esto describe la
relación inicial entre las puertas y las carrocerías
de los vehículos. De hecho, ambas se unen por
primera vez en un taller de ensamblaje para asegurarse de que la distancia entre ellas sea exactamente correcta. Pero la unión no dura mucho
tiempo. Inmediatamente después se comprueba este parámetro de calidad tan importante, se vuelven a separan. Las puertas se envían a un taller de pintura para un recubrimiento
que coincida con el color de su cuerpo. La única
pregunta es: ¿cómo estas dos se encuentran otra
vez - y con la mayor rapidez y precisión posible?
La visión: durante la pintura y las etapas de
acabado, la carrocería y las puertas se reconocen entre sí como por arte de magia - con la
Viento Fresco para EE.UU.
Siemens ha recibido un pedido de 448 turbinas de viento por parte de MidAmerican, una compañía de energía en el estado de Iowa, en EE.UU.. Con una capacidad
de producción total de 1.050 megavatios, es la orden más grande para el sector de
la energía eólica en tierra firme hasta la fecha. Cada una de las turbinas de viento
tiene una capacidad de producción de 2,3 megavatios (MW) y un diámetro de rotor
de 108 metros. Las turbinas, que se instalarán en cinco proyectos, generarán energía suficiente para abastecer a alrededor de 320.000 hogares estadounidenses con
electricidad.
Iowa es uno de los principales estados de los EE.UU. en lo que respecta a la energía
eólica. En 2012, la energía eólica proporcionaba alrededor del 24 por ciento de toda
la electricidad generada allí. En total, Siemens ya ha instalado alrededor de 1,2 gigavatios (GW) de capacidad de energía eólica para MidAmerican. Cuando este pedido
se complete en el 2015, estos parques eólicos podrán proveer a más de 660.000 hogares estadounidenses con energía limpia. Las góndolas y los bujes para las turbinas
de MidAmerican se fabrican en la planta de Siemens en Hutchinson, Kansas, un cercano estado de EE.UU. Las palas del rotor están siendo producidos por Siemens en
Fort Madison, Iowa.
Siemens también puede mostrar excelentes resultados cuando se trata de energía
eólica en el mar, en América del Norte. La compañía y Cape Wind han firmado un
contrato global para el primer gran parque eólico en alta mar, en los EE.UU. El parque se encuentra en la costa noreste de Massachusetts, a 20 kilómetros de la isla de
Nantucket. Siemens entregará, no sólo las turbinas eólicas en el mar, sino también la
respectiva plataforma de servicios. Además, se llegó a un acuerdo sobre un contrato
de servicio a largo plazo. Cuando esté terminado, Cape Wind tendrá una capacidad
de producción de 468 megavatios. La instalación y puesta en marcha está prevista
para el 2016. La energía eólica en el mar tiene un gran potencial para proporcionar a
las zonas costeras de los Estados Unidos electricidad limpia, en el futuro. Lugares
muy adecuados para estos parques se encuentran a lo largo de la costa atlántica en
el norte y en el sur, así como en el Golfo de México. Un estudio reciente realizado
por Navigant encargado por el Departamento de Energía de EE.UU. predice que en
los próximos cinco años, la capacidad de producción de las plantas costa afuera en
los EE.UU. aumentará a 3,5 gigavatios.
6
Una visión del futuro de la producción de automóviles, con la instalación de puertas para un
VW Golf VII, como ejemplo. (arriba a la derecha).
ayuda de los chips de identificación por radiofrecuencia. Estos chips electrónicos se comunican entre sí y por lo tanto saben cuáles componentes van juntos. Escáneres leerían sus datos
y transmitirían a los robots la información para
que unieran los componentes. Los robots también pueden tomar decisiones para corregir
errores. Por ejemplo, si un agujero falta, ellos
solicitarán una perforación.
La descripción anterior es una visión de la
fábrica del futuro que, en Alemania, se conoce
como "Industria 4.0" (ver Pictures of the Future,
Primavera 2013, p. 19). El concepto se basa en
la futura Internet de las cosas y los servicios, en
donde los mundos físico y virtual se funden en
un sistema holístico.
"Sin embargo, esto podría tardar hasta 15
años," dice el Dr. Dieter Wegener, Jefe de Tecnología en el Sector Industry de Siemens. Aún
así, muchos aspectos de Industria 4.0 se exhibieron en la feria de Hannover en Abril de
2014 - en el stand de Siemens y en el Foro del
Futuro, en el pabellón 9. Una solución importante que fue mostrada, fue un sistema que
sabía qué modelo de automóvil se necesitaría
montar posteriormente. Esto es importante
porque una gran tendencia en la industria es
que los diferentes modelos se puedan ensamblar en la misma línea.
Pictures of the Future | Primavera 2014
La Puerta que Reconoce su Carrocería
Los sectores Industry, Infrastructure y Energy de Siemens, realizaron su primera presentación
conjunta en la Feria de Hannover 2014 esta primavera. Sus exposiciones ofrecieron un adelanto
del futuro de las industrias en las cuales participan. Lo más destacado fue un vistazo de algunos
conceptos para los sistemas de producción del futuro.
El camino hacia Industria 4.0 está siendo preparado por sistemas como Totally Integrated
Automation (TIA) Portal de Siemens (ver Pictures of the Future, Primavera 2013, p. 19) y
Tecnomatix, un programa de desarrollo de
productos que diseña y simula una línea de
ensamble. Los modelos digitales resultantes
también se pueden utilizar para simular y optimizar los procesos de logística y desempeño
en la producción.
El uso de estos sistemas en combinación con
el software de producción Simatic de Siemens
permite ahorrar tiempo y dinero. "El tiempo que
se necesita para diseñar una fábrica, desde el
concepto inicial hasta el diseño de las naves de
montaje, puede ser hasta un 50 por ciento más
bajo, en comparación con los métodos convencionales", dice Anton S. Huber, CEO de Siemens
Industry Automation. "Los tiempos de producción se reducen de un 20 a un 60 por ciento, y
los costos de manejo de materiales se reducen
hasta en un 70 por ciento, a través de la optimización de los diseños de la fábrica en el proceso
de planificación de la producción."
Este tipo de soluciones ya están siendo utilizadas en la industria automotriz y aeroespacial.
Las técnicas de desarrollo de última tecnología
utilizadas por los ingenieros de Siemens también estuvieron en exhibición en Hannover en
un auto de carreras híbrido eléctrico llamado
ZEOD RC. El vehículo, que fue desarrollado en
Pictures of the Future | Primavera 2014
el mundo virtual con la ayuda del Software PLM
de Siemens, es ahora muy real y se espera que
participe en la carrera de 24 horas Le Mans.
El principio detrás de Industria 4.0 es simple,
pero su aplicación es exigente. Cada sensor y accionamiento en un proceso de fabricación tiene
su propia dirección IP y es, por lo tanto, direccionable. Esto es necesario con el fin de garantizar
que los productos personalizados puedan ser fabricados en un proceso de producción en masa,
altamente flexible, que reaccione rápidamente
a las cambiantes exigencias del mercado. Sin
embargo, no es sólo que los ciclos de vida de los
productos sean cada vez más cortos; sino que
toda la naturaleza de la producción está cambiando también. Las máquinas inteligentes, los
productos, los sistemas de almacenamiento, y
los materiales de fabricación están siendo conectados entre sí a través de las tecnologías de
información y comunicación, las cuales cubren
toda la cadena de valor - desde la logística hasta
la producción, la comercialización y el servicio.
En la exposición de La Fábrica de Servicios
en Hannover, Siemens presentó un modelo de
producción industrial. El modelo demostró
cómo el uso adecuado de los datos puede permitir que los procesos de producción fluyan mejor y sean más eficientes energéticamente. Concretamente, el modelo podría utilizarse para
proyectar futuros desarrollos que sirvan como
base para la toma de decisiones. Por ejemplo,
en el futuro, los componentes de los automóviles recopilarán y transmitirán continuamente
datos sobre su estado, y así antes de que falle
un componente, pedirán que sea reemplazado
(p. 84). Por ejemplo, un sistema de puertas con
bloqueo automático puede enviar un mensaje
a su fabricante cuando sea necesaria una pieza
de recambio. Para todo esto hay todavía un
largo camino por recorrer, pero ya existen los requisitos iniciales como la conectividad a Internet
y los mensajes de error emitidos por los computadores a bordo. Una cosa que todavía falta es
una mayor integración entre los vehículos y los
fabricantes y los concesionarios, con el fin de
garantizar un servicio óptimo.
En el futuro, se emitirán mensajes de error
que contengan el modelo exacto del vehículo y
los datos sobre dónde se debe enviar la pieza.
Los pedidos serán procesados en una fábrica en
la que las máquinas se configuran para adecuar
la producción y la entrega de la pieza. El sistema
también generará de forma automática una cita
con servicio técnico.
Es más, en el futuro, cuando algo vaya mal
con el vehículo, se enviará un informe no sólo
para el fabricante y para el centro de servicio
más cercano, sino también para las unidades de
desarrollo. Los ingenieros podrán así determinar
la causa del problema y tomar medidas para evitar que vuelva a suceder.
Harald Hassenmüller
7
Pictures of the Future | Accionamientos Eléctricos
Un Tranquilo Viaje por Königssee
Por más de 90 años, los motores eléctricos de Siemens han alimentado los barcos en Königssee,
Baviera. Construidos en 1958, los sistemas de accionamiento de los barcos han estado
impulsándolos en silencio, por un largo tiempo. Pronto, los sistemas serán reemplazados por
réplicas del mismo modelo.
El ingeniero de Siemens, Klaus Hunsicker,
de 55 años, es bien recibido por innumerables
banderas a su llegada en Schönau a Königssee
(Lago del rey) en Baviera. Se abre camino por
la zona peatonal del pueblo, pasando por tiendas que ofrecen trajes y recuerdos tradicionales
de Baviera. El aire huele a pretzels recién horneados. Mientras camina, Hunsicker vislumbra
el famoso Königssee. Finalmente llega al lago
de color verde esmeralda, que se extiende por
el valle como un fiordo, rodeado de acantilados
y dominado por los 2.700 metros de altura del
monte Watzmann. El lago, que es de casi ocho
kilómetros de longitud y casi 190 metros de
profundidad, contiene más de 500 millones de
metros cúbicos de agua potable.
Hunsicker está en una misión especial. Se
necesitan varios nuevos motores eléctricos en
la flota de buques operados por Bayerische Seenschifffahrt GmbH - empresa de transporte
del lago. El reto para Siemens es que los nuevos
motores deben ser iguales a los modelos de
1958, que la empresa produjo especialmente
para Königssee. Es por eso que Hunsicker ha venido hoy aquí. Como director de un centro de
reparación de Siemens, Hunsicker se especializa en réplicas de motores, una carrera que lo
lleva por todo el mundo. En el astillero al lado
8
del lago, Hunsicker se encuentra con Michael
Brandner, quien administra 18 barcos eléctricos
de la flota y se encarga de su mantenimiento.
Los motores Siemens han impulsado los
barcos eléctricos en Königssee desde el comienzo del siglo 20. Antes de eso, los pasajeros
viajaban en botes de remos dirigidos por barqueros, conocidos como "See-Knechte" (sirvientes del lago). La era del barco eléctrico ha
sido posible gracias al ferrocarril, que fue terminado en 1909, pero cuya vía ha sido clausurada. La vía férrea recarga las baterías de los
barcos. En aquel entonces, Siemens no sólo suministraba los trenes, sino también la tecnología para la planta de energía Gartenau, cerca
de Berchtesgaden.
En 1909 la decisión de equipar los barcos
con motores eléctricos no fue impulsada por
consideraciones ambientales. En cambio, el
príncipe-regente Luitpold, que gobernó Baviera
en ese momento, temió que el ruido creado por
los motores asustaría a la fauna silvestre de
caza, en sus tierras junto al lago. Es por eso que
estaba muy a favor de la adquisición de barcos
eléctricos que viajaran sin hacer ruido en el
lago. La era eléctrica del lago comenzó con el
Akkumulator, un barco eléctrico suministrado
por las fábricas de Siemens-Schuckert. Fue se-
guido por otros barcos, todos equipados con
motores eléctricos de Siemens.
Los barcos fueron un gran éxito, gracias a
su confiabilidad, bajos costos de operación, y
falta de emisiones. Hoy en día, los barcos aún
son propulsados por motores de 110 voltios
fabricados en 1958. Los barcos tienen una potencia de alrededor de nueve kilovatios y una
velocidad media de 12 kilómetros por hora.
Cada bote viaja alrededor de 120 kilómetros
por día de operación, en el cual la batería consume casi el 80 por ciento de su capacidad en
este proceso.
"Nuestro conocimiento de los motores se
transmite a las nuevas generaciones, e incluso
instalamos los viejos motores en nuestros barcos
nuevos." Los barcos son atendidos en el propio
astillero de Bayerische Seenschifffahrt, donde se
han construido los buques desde 1983.
Sin embargo, como resultado del creciente
número de visitantes, la flota Königssee ha alcanzado varias veces su límite de capacidad. "Es
por eso que ninguno de los motores se queda
sin trabajar ni un minuto", dice Brandner, quien
ha trabajado para Seenschifffahrt durante los
últimos 25 años.
Brandner conduce a Hunsicker a través de
los astilleros de la orilla del lago. Allí llegan
Pictures of the Future | Primavera 2014
Barcos eléctricos se deslizan silenciosamente
sobre las aguas del lago Königssee en el sur
de Baviera, gracias a los motores de Siemens.
hasta "el paciente" un típico representante de tencia son del tamaño de una caja de zapatos, oferta para Bayerische Seenschifffahrt,
la flota Königssee, que mide 20 metros por 3,5 por lo que no son compatibles con el sistema Hunsicker consigue rápidamente una visión
metros. Fue hecho a mano en fina madera. En electrónico de la flota ya existente."
general de la situación y habla con Brandel interior, hasta 93 pasajeros pueden sentarse
Por tanto, los nuevos sistemas electrónicos ner sobre los siguientes pasos. Debido a
en sus bancas de madera estilo 1920, con co- serán diseñados para los viejos motores, los que ya no existen planos del motor, uno de
jines rojos hechos por la propia empresa de ta- cuales son mucho más grandes que los de hoy los viejos motores eléctricos tiene que ser
picería de Bayerische Seenschifffahrt.
en día. Además, los modelos de motores anti- llevado al centro de reparación de HunsicBrandner levanta una gran tapa y revela el guos son menos complejos que los nuevos, ker, para ser desmontado. Una vez que se
"corazón" de la embarcación; un motor eléc- por lo que pueden ser revisados y reparados han hecho nuevos modelos, la réplica del
trico de Siemens. Hunsicker queda maravillado por los propios electricistas de Bayerische Se- motor puede ser construida dentro de los
con el motor. "No se puede comprar algo como enschifffahrt, en Schönau. Esta es una consi- ocho meses siguientes, de modo que
esto ya hecho", dice. Antes de vepueda ser entregada al cliente
nir a Königs, él llevó a cabo varias
a tiempo para la temporada
Ninguna otra compañía tiene el knowconferencias telefónicas con
alta. Antes de que Hunsicker
how para hace la réplica de un motor
Brandner, examinó los planos vieregrese a su oficina, Brandner
eléctrico de 56 años de antigüedad.
jos y hojas de datos, y estudió las
lo invita a entrar en uno de los
ilustraciones de la tecnología del
barcos y lo lleva a un viaje a la
motor eléctrico.
deración importante para la flota Königssee, iglesia de peregrinación de St. Bartholomä.
Él cree que es natural para Siemens adminis- ya que las averías se deben reparar rápidaEste viaje es imperativo, ya que el capitrar su patrimonio tecnológico - incluso para pe- mente para garantizar un funcionamiento tán siempre toca su brillante trompeta en
didos pequeños. "Ninguna otra compañía tiene confiable de los barcos, especialmente du- medio del lago para hacer el famoso redoel know-how para replicar un motor eléctrico de rante la temporada alta, cuando miles de pa- ble, que resuena en los acantilados escar56 años de edad. Eso nos hace especiales ", dice sajeros quieren cruzar el lago, todos los días. pados de Brentenwand. Ahora, Hunsicker
Brandner con orgullo. "Vamos a tener de nuevo Es por esto que una réplica de los antiguos sabe que había una muy buena razón para
un motor que se adapta perfectamente a las motores es la solución óptima para el cliente, conducir hacia Königssee: motores extrecondiciones existentes. Sería mucho más costo- así como una sensata inversión.
madamente silenciosos que ayudarán a
sos reemplazar el sistema electrónico que repliComo los preparativos deben hacerse preservar una pequeña parte del paraíso.
car el motor. Hoy en día, los motores de gran po- antes de que Siemens pueda presentar una
Kerstin Schreiner, Andreas Binner
Pictures of the Future | Primavera 2014
9
Destacados
12
Reinventando la Conservación
La Eficiencia Energética está a la
orden del día. No sólo ayuda a mitigar el cambio climático, sino que
es crucial para mantener la competitividad económica. Páginas 12,
16, 34, 38, 40
18
Un Mejor Pronóstico
para la Energía
Como crecientes cantidades de
energía eólica y solar entran en las
redes de transmisión, no es sólo la
demanda de energía lo que es
fluctuante, sino también su suministro. Siemens ha desarrollado un
software de predicción basado en
la red, que predice las fluctuaciones. Página 18
26
Isla Laboratorio
La sostenibilidad energética es
mucho más que ahorro de electricidad. Es por eso que el proyecto
piloto EcoGrid, en la isla danesa de
Bornholm, está utilizando tecnología de Siemens para determinar
cómo la demanda de electricidad
se puede ajustar a la oferta. Páginas 26, 28
30
Una estrella entre los estadios
La Copa del Mundo del 2014 en
Brasil está impulsando avanzadas
soluciones de infraestructura. Un
ejemplo es el nuevo estadio nacional en Brasilia, el "más verde" estadio deportivo del mundo.
Página 30
2040
El Investigador e ingeniero
Niklas Meier, cuyo lugar de
trabajo está cerca del Polo Sur, rara vez recibe
visitas de su hermano Peter. Durante un vuelo
de reconocimiento en un dirigible, Niklas
muestra a su hermano en qué está traba-
jando. El está estableciendo una micro red
confiable y sin emisiones de CO2 para sumi-
nistrar energía a varias estaciones de investigación. El proyecto también está diseñado
para desarrollar tecnologías altamente efi-
cientes y respetuosas con el medio ambiente,
para el mercado mundial.
10
Por Encima de Todo
Uso Inteligente de la Energía | Escenario 2040
La Antártida en el año 2040. Tres estaciones de investigación
deben generar su propia energía. Por lo tanto, una de las instalaciones se ha encargado de establecer un suministro inteligente,
seguro y neutro en CO2. En un gran dirigible, por encima de todo,
dos hermanos discuten cómo funciona.
"¡Qué vista!", Exclama Peter, mientras el dirigible se levanta en el aire desde el helado suelo
en un profundo lugar en el Ártico, para deslizarse hacia arriba. "Es maravilloso, ¿verdad?"
Responde Niklas. "Incluso desde tierra se puede
ver lo hermosa y maravillosa que es la Antártida
- pero sólo cuando estás aquí puedes comprender la verdadera dimensión de este desierto de
hielo y sus descubiertos acantilados.”
Exactamente en este momento, una
breve señal acústica suena en la cabina y el
Pictures of the Future | Primavera 2014
ascenso de la aeronave llega a su fin. "Hemos
llegado a nuestra altura máxima", explica Niklas a su hermano mayor. "Bienvenido a la
plataforma de observación más alta de la Antártida. Voy a ser tu guía personal durante la
duración de este vuelo”.
Peter se ríe, mientras disfruta de una vista
increíble. "Wow, los edificios allí abajo se ven
casi como una pequeña ciudad. Puedo ver que
un montón de institutos han establecido sedes
a su alrededor ", dice, mientras señala las tres
estaciones de investigación que se extienden
por debajo de ellos. Niklas está de acuerdo. "Sí,
lo han hecho. Uno de ellos está investigando
muestras de hielo para obtener información sobre el desarrollo del clima y el cambio del
campo magnético de la tierra. Otro instituto
caza microorganismos que tienen propiedades
antibióticas. Y como sabes, mi empresa está haciendo todo lo posible para establecer un suministro de energía confiable, sin emisiones de
CO2, inteligente, para todos nosotros”.
11
Uso Inteligente de la Energía | Escenario 2040
Peter asiente, sin quitar la vista de la ventana. "¿En qué otro lugar del mundo las condiciones para la creación de una micro red de
energía podrían ser más retadoras?
Si tienes éxito aquí, serás capaz de tener
éxito en cualquier lugar. Pero ¿”cómo es tu trabajo exactamente? ". Su hermano señala las
plantas de energía renovable, cerca de las estaciones de investigación. "Nuestro suministro de
energía se basa en turbinas eólicas y paneles solares que pueden hacer frente al frío sin congelarse, así como colectores solares de agua caliente y paneles fotovoltaicos", explica. "La
energía que generan se distribuye a todas las estaciones de investigación. Sin embargo, estas
fuentes no son suficientes para mantener los
edificios permanentemente con energía.”
Peter continúa con este pensamiento. "Ya sea
de día o de noche, verano o invierno, siempre habrá grandes fluctuaciones ", dice. Niklas asiente,
y dice: "Exactamente. Los centros de investigación tienen que adaptarse a esta situación y su
demanda debe coincidir con la oferta. "Peter
niega con la cabeza. "Pero para hacer eso tienen
que saber con mucha antelación cuál será la
energía disponible, ¿no?", Pregunta.
Niklas se ríe y dice: "Tienes toda la razón pero, como pronto veremos, no tenemos que
ser magos para hacerlo." Teclea un código en su
panel digital. El ventanal de la nave se ilumina
de inmediato con proyecciones de secciones
transversales, diagramas y redes superpuestas
en las estaciones de investigación. Las proyecciones se ajustan a los respectivos ángulos de
visión de los hermanos. Peter está asombrado.
"¿Qué es esto?", Pregunta.
"Esta es una imagen del trabajo que hacemos", dice Niklas. "Es absolutamente crucial
para nosotros predecir la cantidad de energía
que podemos generar en el futuro. Lo que
está operando aquí es un software que se
basa en redes neuronales. Compara las previsiones meteorológicas para los próximos días,
tiene características estacionales en cuenta, y
sabe por experiencia cuánta energía consume
cada estación de investigación en distintos
momentos del día.
"Con la ayuda de estos parámetros, el sistema es capaz de predecir cuánta cantidad de
energía se podrá generar en los próximos días
con una alta precisión, con sólo un pequeño
porcentaje de error. Y comparando la oferta
prevista con la demanda proyectada, también
puede determinar en qué días podemos esperar déficits”.
Sorprendido por esta información, Peter no
sabe qué proyección debe buscar en primer lugar. "Pero, ¿cómo se ajustan las estaciones a las
fluctuaciones de energía diariamente, sin afectar sus operaciones?", pregunta.
12
Uso Inteligente de la Energía | Tendencias
"Nuestros investigadores no notan nada
de eso", dice su hermano. "Sobre la base de
esta información, una red inteligente de
energía conecta todos los programas de las
estaciones automáticamente. Ya sea el sistema de control de ventilación, la iluminación, la purificación del agua, los invernaderos, o la tecnología de laboratorio, esta red
inteligente conoce a todos los usuarios de la
energía en las tres estaciones y sus respectivos grados de importancia ", Niklas continúa.
"El sistema, por lo tanto, puede calcular cuántos minutos consume cada sistema y cuáles
puede apagar sin limitar sus funciones. De
esta manera se reacciona rápidamente a los
déficits de energía predichos”.
Peter acaba de ver algo en la distancia.
"Ah, esos son tanques de hidrógeno, ¿no es
cierto? Esto responde a mi pregunta acerca
de las unidades de almacenamiento ", dice.
Niklas sonríe. "Durante el verano austral,
cuando el sol brilla casi todo el día, generamos mucha más energía de la que podemos
consumir en realidad", dice. "Nosotros usamos esta energía excedente para derretir la
nieve y romper el agua en oxígeno e hidrógeno mediante la electrólisis. Almacenamos
el hidrógeno en tanques y generamos calor
y electricidad a partir de ello, con la ayuda de
celdas de combustible en el invierno cuando
la alimentación solar es escasa.
"Como puedes ver, somos un grupo más o
menos neutral en CO2, y tenemos un suministro suficiente de energía, incluso en los días
en que la generación de energía es mínima.
Mi equipo está trabajando en la integración
de los datos que hemos adquirido aquí, en
tecnologías incluso más inteligentes. Después
de todo, este no es el único lugar en el mundo
donde las soluciones de alta eficiencia son de
crucial importancia."
Niklas ha concluido su tour especial. Mira
a su hermano y le pregunta: "¿Te gusta?"
"Fantástico!" Responde Peter. "Es realmente
emocionante ver lo que se puede crear entre
productores, consumidores y todo ese proceso de análisis de datos en red." Entonces
toma a su hermano en una llave de cabeza,
al igual que en los viejos tiempos. "Pero estás
pagando un alto precio al tener que correr
por aquí bien abrigado para que no te congeles, debilucho! Ven, vamos a aterrizar esta
cosa. He traído conmigo algo que te va a
gustar. De hecho, me las arreglé para eludir
el codicioso capitán del buque de abastecimiento, camino aquí "." ¿Qué es? "Niklas pregunta. Peter sonríe. "Lo único que puedo decirte es que vas a necesitar una gran
cantidad de energía", dice.
Sebastian Webel
Con sus vastos recursos de gas natural y derivados del petróleo, los Emiratos Árabes Unidos (EAU) son una mina de oro en energía. Sin
embargo, el país está invirtiendo fuertemente
en el desarrollo de nuevos conceptos de sostenibilidad. Un proyecto está atrayendo especialmente la atención, debido a sus objetivos ambiciosos. En Abu Dhabi se prevé la construcción
de un asentamiento urbano completamente libre de CO2 y compatible con el medio ambiente. A pesar de algunos cambios de planificación y los retrasos en la construcción, la
ciudad de Masdar se espera que esté terminada en pocos años.
Desde enero de 2014, uno de los edificios de
la ciudad, en particular, ha estado ofreciendo un
avance de una vida amigable con el medio ambiente y de la alta eficiencia energética en el desierto - la nueva sede de Siemens para el Medio
Oriente, la cual ha recibido la certificación LEED
Platinum por su excelente eficiencia energética.
"El edificio de Siemens está diseñado como
una caja dentro de una caja, por así decirlo," dice
el Dr. Roland Busch, CEO del Sector Infrastructure & Cities de Siemens, cuyo portafolio incluye
los sistemas de tecnología de edificios utilizados
en Masdar. La fachada altamente eficiente del
edificio, con su interior hermético, reduce la
conductividad térmica.
Gracias a la utilización de materiales sostenibles y de las tecnologías de Siemens, la demanda
de energía de la nueva sede es equivalente a la
de un edificio de bajo consumo energético en
Alemania. La capa exterior se compone de paneles de metal que están alineados con la posición cambiante del sol durante todo el día, lo que
garantiza suficiente sombra. Al mismo tiempo,
patios acristalados reflejan la luz solar en los espacios públicos del edificio por debajo y arriba,
hacia las oficinas. El atrio permite que el aire caliente pueda circular a través de un efecto chimenea. Además, el condensado del sistema de
aire acondicionado se utiliza para el riego.
Clima Desértico. "Es realmente un edificio sostenible - que obtuvo la certificación LEED Plati-
Pictures of the Future | Primavera 2014
La nueva sede de
Siemens en Masdar,
Abu Dhabi, cuenta con
una óptima eficiencia
y sostenibilidad.
Reinventando la Conservación de Energía
Derechos de Ilustración: Sheppard Robson
La eficiencia energética está a la orden del día. No sólo ayuda a mitigar el cambio climático, sino
que también es crucial para mantener la competitividad de la economía - no sólo en los países
con altos costos energéticos, sino también en los llamados oasis de energía.
Conceptos de sombra horizontal y vertical impiden que la luz del sol caliente la sede de
Siemens en Masdar. En promedio un 35 por ciento de la fachada del edificio con aislamiento térmico es de vidrio, con un porcentaje mayor en los bordes y en el lado nor-
oeste. Este diseño garantiza un aprovechamiento óptimo de la luz natural. Patios esmaltados reflejan la luz solar a las oficinas del edificio, mientras que el atrio permite que el
aire caliente pueda circular, como en un efecto chimenea.
Pictures of the Future | Primavera 2014
num en un clima donde las temperaturas a menudo se elevan por encima de 45 grados Celsius", dice Busch. "Eso lo hace único y demuestra
de lo que es capaz la tecnología de hoy."
Aún queda una pregunta: Si los Emiratos
Árabes Unidos son tan ricos en energía a bajo
precio, ¿por qué están invirtiendo miles de millones en proyectos como la ciudad de Masdar
y en edificios complejos, como la nueva sede
de Siemens? Hay que mirar hacia el futuro
para entender la respuesta. A largo plazo, sólo
cantidades muy limitadas de gas natural y de
petróleo estarán disponibles, incluso en el Medio Oriente. Por lo tanto, los países están invirtiendo en su futuro para garantizar la continua prosperidad, después de que la era de
los combustibles fósiles llegue a su fin.
En muchos países industrializados el problema es más urgente. Las economías europeas, en particular, están bajo una tremenda
presión debido a los crecientes costos de la
energía. Irónicamente, una de las principales
causas de los costos en esta área son los esfuerzos de los países europeos en desarrollar
conceptos para luchar contra la rápida evolución del cambio climático. Esto se aplica en
particular a Alemania, debido a su transición
energética. Este país, con su extensa promo13
Uso Inteligente de la Energía | Tendencias
Ya sea una turbina a gas que establece un récord mundial para una central eléctrica, o una red inteligente en Dinamarca (en el centro), el uso
inteligente de la energía está a la orden del día.
ción de las energías renovables, ha causado
que los precios de un kilovatio-hora (kWh) de
electricidad se hayan disparado.
La industria alemana paga hoy unos 15
centavos de euro por kWh, lo cual es 24 por
ciento más alto que el promedio de Europea1). Una mirada a través del Atlántico es
suficiente para que las empresas alemanas
enfermen de envidia, ya que los depósitos de
gas de esquisto en particular, han dado lugar
a precios extremadamente bajos de la electricidad en la industria norteamericana (en
la actualidad alrededor de cinco centavos de
euro por kWh). Este precio no tiene comparación en ningún otro país, a pesar de que
China e India siguen cerca en el ranking de
costos de electricidad (ver el gráfico).
Además, la sustitución de viejas centrales
eléctricas de carbón en los EE.UU. por nuevas plantas de energía a gas, ha permitido
una disminución de aproximadamente el
seis por ciento de las emisiones de CO2 en el
2012. Mientras tanto, en Alemania, las emisiones por generación de electricidad aumentaron en casi un tres por ciento durante
el mismo año.
La Ventaja Competitiva de la Conservación. Las empresas industriales en Europa se
han dado cuenta de que la conservación de la
energía es un factor clave para competir con regiones donde los costos de electricidad son significativamente más bajos. Uno de los métodos
de conservación consiste en sistemas inteligentes de gestión de carga, como el utilizado por
el fabricante de herramientas de jardinería, Gardena. La empresa utiliza un sistema que regula
automáticamente el consumo de energía de
manera que evita los picos de carga. Otro ejemplo es un fabricante de vidrio plano que utiliza
Altos Precios de la Electricidad Están Presionando
la Industria y los Hogares Privados en Alemania
Precios de la Electricidad 1) en Alemania y en otros países en 2013 (en € ct / kWh)
Industria
Fuente: Eurostat (diciembre de 2013), BDEW, EIA
5.15
6.00
14.87
8.50
Hogares
Privados
India
9.15
6.50
EE.UU. China
+24%
12.01
9.58
9.25
9.31
10.23
11.81 12.24
10.45
30.00
28.73
+43%
16.80
20.08
14.72 14.95 14.80 15.25
17.41
22.28 22.92
7.10
India Alemania UE 27 Francia Turquía Polonia Rep. Reino España Italia
Checa Unido
Dinamarca
1) Precio de la electricidad para la industria alemana (impuestos incluidos) por 160 MWh / a de 20 GWh / a; para las empresas> 100 GWh / a el recargo
EEG sólo 0,05 € ct / kWh.
14
el calor residual de su producción para generar
electricidad (p. 40).
La tecnología de edificios inteligentes puede
reducir la demanda de energía hasta en un 40
por ciento, y las soluciones inteligentes también están disponibles para poner de forma
efectiva a los grandes consumidores de energía
de la industria siderúrgica, a "dieta". Tales medidas no sólo reducen la demanda de energía
y las emisiones; también reducen sustancialmente los costos de operación. La industria del
acero, en realidad, podría lograr mucho más,
de acuerdo con el Dr. Alexander Fleisch Anderl,
Jefe de Tecnología y Gestión de la Innovación y
Soluciones ECO en Siemens VAI Metals Technologies en Linz, Austria.
"Si la industria utilizara todas las tecnologías
de Siemens disponibles actualmente para la
conservación de la energía, las materias primas
y la minimización de las emisiones de CO2, estarían haciendo prácticamente todo lo que hoy
es posible económica y físicamente ", dice Fleischanderl. (p. 34)
Ejemplos como estos demuestran que hay
muchas maneras de aumentar la eficiencia
energética en la industria, algunas de las cuales también pueden impulsar la competitividad mediante la reducción de costos, que a su
vez protegen el empleo. Sin embargo, mucho
más se podría hacer para utilizar la eficiencia
energética como palanca para aumentar la
competitividad. Como por ejemplo, un proyecto de investigación en el que Siemens está
trabajando con Volkswagen y la Sociedad
Fraunhofer para optimizar los movimientos de
los robots, y por lo tanto el uso de la energía
en la industria automotriz, (p. 38) ilustra que
la eficiencia energética se convertirá en el orden del día en el futuro.
Sin embargo, se requiere una legislación
adicional para lograr una reducción sostenida
de la demanda a largo plazo. Dicha legislación
Pictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Tendencias
El fabricante de vidrio plano f | glass (derecha) usa 500 grados centígrados de calor residual para producir electricidad.
está en camino en la Unión Europea. Por ejemplo, una nueva reglamentación establece que,
en el período de 2014 a 2020 los estados
miembros de la UE tendrán que conseguir ahorros energéticos anuales iguales al 1,5 por
ciento de su demanda promedio de energía
anual entre los años 2010 y 2012.
Este aumento de la eficiencia energética es
crucial para el futuro, ya que la energía más limpia y más barata es la energía que no se utiliza.
También aquí, la competitividad va a ser muy
importante en el futuro porque es casi imposible predecir la evolución de los precios de la
electricidad y otras formas de energía. Por otra
parte, el aumento de precios no debe dar lugar
a la transferencia de las cadenas de creación de
valor hacia lugares como EE.UU., donde la
energía es más barata.
El gobierno alemán ha reconocido este
riesgo y planea modificar la Ley de Energías Renovables de Alemania y aprobar una nueva ley
que entrará en vigencia el 1 de agosto de 2014.
Las medidas incluirán tecnologías menos costosas, con un proceso de licitación para establecer
los niveles de subvención a partir del 2017 en
adelante, y el cambio a un sistema de comercialización de la unión directa, o un sistema en el
que todos los consumidores de electricidad hagan una contribución razonable a la financiación de las fuentes de energía renovables. La reforma pretende frenar los nuevos aumentos de
precios de la electricidad, mientras se mantienen los objetivos de la transición energética.
Un mercado fluctuante de energía. Ya está
claro que la energía eólica y solar, en particular,
se traducirán en crecimiento de las fluctuaciones en el mercado de la energía a través del
tiempo. Eso es debido a que el uso de tales
fuentes hará que no sólo la demanda de energía, sino también su oferta tiendan a fluctuar.
Una cuestión clave en este caso, por lo tanto,
Pictures of the Future | Primavera 2014
es qué porcentajes de energía procedente de en redes neuronales para hacer esas fluctuafuentes renovables se pueden permitir en la red ciones, y por lo tanto, los futuros mercados de
sin desestabilizarla, al tiempo que garantice la electricidad, más manejables (p. 18). "El softprecios bajos. Aunque parece teóricamente po- ware puede predecir la generación de electrisible alimentar un país industrializado como cidad a partir de fuentes renovables con unos
Alemania con electricidad procedente única- días de antelación y luego comparar los datos
mente de fuentes renovables (p. 22), no está con la demanda prevista durante el mismo peclaro cuánto costaría.
ríodo", dice el Dr. Ralph Grothmann, de SieLo que está claro es que se requieren solu- mens Corporate Technology en Munich.
ciones eficaces de almacenamiento de energía
"Esto hace que sea posible predecir situacioy plantas de generación a gas, flexibles y alta- nes conocidas por su excedente de electricidad
mente eficientes, ya que esto garantizaría que o cuellos de botella en la oferta, y luego planear
la red podría ser restablecida en cuestión de mi- en consecuencia. El excedente de energía se
nutos, cuando el viento o el sol fallen (p. 16). puede así comercializar de manera más efecTales plantas también pueden ser alimentadas tiva. El software también permite gestionar mepor hidrógeno o metano, en un futuro El desafío de la energía renovable: No
más lejano. Estos ga- sólo la demanda de energía fluctuará en
ses se producen de
el futuro – también lo hará el suministro.
forma respetuosa con
el medio ambiente a través de la electrólisis y jor las plantas de energía convencionales como
la metanización, utilizando el excedente de los sistemas de respaldo de manera más efienergía a partir del viento y las celdas solares.
ciente, y por lo tanto a un menor costo.”
Los dispositivos que consumen energía
Estos ejemplos ofrecen la esperanza de que
también tendrán que ajustarse a la demanda, Europa pueda hacer de la necesidad una virde acuerdo a las fluctuaciones de los suminis- tud, o al menos que conozca los desafíos que
tros de electricidad, con el fin de garantizar la enfrenta la industria europea para seguir comestabilidad de la red. Un ejemplo de cómo po- pitiendo en el mercado mundial, así sus costos
dría funcionar esto se ve en la exhibición de de energía sigan siendo elevados. Los esfuerproyectos de redes inteligentes más grande de zos realizados aquí, incluso podrían llevar a la
Europa, en la isla danesa de Bornholm. Allí, creación de nuevos productos y soluciones que
equipos de calefacción, calderas y bombas de le darán a Europa una ventaja competitiva en
calor se ajustan automáticamente al suminis- la post era de los combustibles fósiles.
tro de electricidad, sin afectar el confort de los
En cualquier caso, no hay que considerar
residentes (p. 26).
nada imposible cuando se trata de eficiencia
Sin embargo, esto no será suficiente en el energética. De hecho, el edificio de Siemens en
futuro, cuando el suministro de energía a partir Abu Dhabi ofrece una prueba de ello. Después
de fuentes renovables tenga que ser planifi- de todo, ¿quién iba a pensar hace apenas unos
cado con varios días de antelación para garan- años, que un edificio en un clima desértico potizar un tiempo de respuesta adecuado a las dría ser tan cómodo y eficiente como un edififluctuaciones del clima. Por lo tanto, Siemens cio de bajo consumo de energía en Alemania?
ha creado un software de predicción basado
Sebastian Webel
15
Uso Inteligente de la Energía | Plantas de Energía
La nueva planta de energía
(a la derecha), no sólo será
un hito arquitectónico.
También será el hogar
de una turbina de Siemens
con récords mundiales.
La Nueva Cara de la Eficiencia
Una torre transparente emerge en el corazón de Düsseldorf. Pero en lugar de albergar oficinas, la
estructura será parte de la planta eléctrica a gas más eficiente de la Tierra. Cuando entre en servicio en el 2016, la planta romperá récords de eficiencia – gracias, en parte, a una vasta red de calefacción urbana.
En Lausward, en la zona portuaria de Düsseldorf, un nuevo punto de referencia está tomando forma. "El edificio será visible desde muchos sitios de la ciudad, por eso merece un
diseño especial; que tenga una identidad propia ", dice Gerhard Wittfeld, Director General de
kadawittfeld - architektur, la firma de arquitectura responsable del proyecto. "Y eso nos llevó
a la idea de darle al edificio una especie de
ritmo, generado por sus marcos de acero y los
espacios entre ellos."
Si esto suena como una de esas torres de
oficinas sin rostro, por las cuales las ciudades
son famosas, no lo es. En lugar de oficinas alfombradas o lofts, esta estructura albergará
una central eléctrica de turbina de gas de ciclo
combinado (CCGT). Para ser más precisos, será
el hogar de la planta de energía más eficiente y
amigable con el medioambiente del mundo en
su clase; y está siendo construida por Siemens.
Esta central de energía enmarcada en cristal
y aluminio se abrirá pronto en la ciudad. "Queremos que nuestra arquitectura haga tomar
conciencia de las fuentes de energía que están
impulsando nuestra ciudad", dice Wittfeld. El
cliente es la empresa de servicios públicos
Stadtwerke Düsseldorf (SWD), que quiere utilizar la planta como una fuente de energía fiable
para la ciudad y, teniendo en cuenta su promi16
nente ubicación en el centro de Düsseldorf,
también creará una nueva referencia urbana.
"A diferencia de muchas otras regiones de
Alemania, la población aquí sigue creciendo",
dice el Jefe de proyecto de SWD, Rainer Tröger.
"Junto con la alta demanda de electricidad y calefacción, gracias a la economía regional, hay
una necesidad creciente en el futuro, y la nueva
planta de energía apunta a esa demanda. Al
mismo tiempo, queremos obtener el máximo
provecho de nuestro combustible”.
La central está diseñada precisamente con
este objetivo en mente. Para poder comenzar
a suministrar electricidad y calor en 2016, la
planta estará equipada con una combinación
de una turbina de gas, una turbina de vapor, y
la recuperación del calor residual - y tratará de
romper tres récords mundiales a la vez. He
aquí cómo:
En el corazón de la planta estará la última
generación de turbinas de Siemens: la SGT58000H. Su potencia es equivalente a la de 22
motores de jet jumbo, y pesa tanto como un
Airbus A380 con los tanques llenos de combustible. En combinación con una turbina de vapor
descendiente (Siemens SST5-5000), la central
de Düsseldorf ofrecerá una potencia eléctrica
de unos 595 megavatios (MW) en un solo mecanismo, lo cual es la primera vez que sucede.
También por primera vez, la eficiencia eléctrica de la planta de energía será de más del 61
por ciento - superando el récord anterior de
60,75 por ciento alcanzado por la central de ciclo combinado de Siemens "Ulrich Hartmann"
en la ciudad bávara de Irsching (ver Pictures of
the Future, Otoño 2011, p. 96).
En un proceso adicional, la energía por calor
residual de la planta se utilizará para abastecer
la calefacción urbana de la ciudad de Düsseldorf. Los 300 MW de energía térmica que se extraerán para este propósito establecerán un récord mundial en la cantidad de energía
cosechada por una sola unidad de generación
de turbina a gas.
Marcha a toda potencia, en 30 minutos.
Cuando salga en servicio, la planta “Block Fortuna ", como ha sido bautizada por Stadtwerke
Düsseldorf, quemará el combustible de gas
natural con una eficiencia total de 85 por
ciento. Cada año, la planta emitirá, por lo
tanto, aproximadamente 700.000 toneladas
métricas menos de CO2 que el promedio mundial de plantas de generación de electricidad.
Eso corresponde en cantidad de CO2 a aproximadamente 350.000 vehículos de pasajeros,
cada uno conducido por 15.000 kilómetros al
año. Características de esta clase son suficienPictures of the Future | Primavera 2014
una tasa de utilización de aproximadamente
5.000 horas por año”.
Tröger añade: "Tenemos las condiciones
perfectas aquí. La planta se está construyendo
en un sitio que se ha utilizado para la generación de energía desde la década de 1950 - por
lo que una gran parte de la infraestructura que
necesitamos ya está presente, como el sistema
de calefacción urbana y una conexión directa a
una red de 110 kilovatios, propiedad de SWD.
El suministro de calefacción, seguirá desempeñando un papel importante en el futuro”.
La Calefacción Urbana hace la Diferencia. A pesar de la eficiencia económica que
se espera para impulsar el éxito de Block Fortuna, la planta no es de ninguna manera un
modelo para el mercado de la energía de ciclo combinado en Alemania. "Una planta de
energía de este tipo, con clientes confiables
para electricidad y calefacción, y con un gran
sistema de calefacción urbana instalado, es
sólo posible en unos pocos lugares en Alemania", dice Kreyenberg.
Sin embargo, el ejemplo de Lausward ilustra
que las centrales de ciclo combinado pueden,
bajo ciertas condiciones, operar de manera rentable incluso en el entorno regulatorio actual.
Y para asegurar que la planta ofrezca un rendimiento rentable el mayor tiempo posible, Sietes para que ingenieros y conocedores estén
emocionados.
Sin embargo, estos logros por si solos no serán suficientes para que la planta funcione de
manera rentable. Con el fin de suministrar
energía de manera costo eficiente, tendrá que
funcionar a plena capacidad. Para entender por
qué, es importante tener en cuenta lo siguiente: Desde el punto de vista técnico, las
plantas eléctricas eficientes a gas, como ésta,
representan la tecnología ideal para una economía que está utilizando una parte cada vez
mayor de energías renovables para cumplir con
su requerimiento energético, que es lo que Alemania tiene previsto hacer mientras cambia a
un suministro de energía sostenible. Después
de todo, las fluctuaciones en la generación de
energía, como resultado de los cambios del
viento o de cielos nublados, deben ser compensadas rápidamente, y la planta de energía Block
Fortuna será una verdadera campeona en este
departamento. Será capaz de alcanzar una capacidad de generación total en sólo 30 minutos
desde su puesta en marcha.
Desafortunadamente, la electricidad procedente de centrales de ciclo combinado es difícilmente rentable en Alemania debido a las
condiciones actuales del mercado. En estos
momentos, a pesar de los planes de Alemania
Pictures of the Future | Primavera 2014
para la producción de La planta reducirá las emisiones anuales
energía verde, debido
de CO2 en 700.000 toneladas métricas a los bajos costos de
las materias primas y a equivalentes a las de unos 350.000 autos.
los precios extremadamente bajos para los certificados de emisión de mens y Stadtwerke Düsseldorf han decidido
CO2, el carbón, en lugar del gas natural, es el continuar su asociación después de que SWD
combustible que más se utiliza hoy para gene- se haga cargo de la planta. "En los próximos
rar electricidad.
años, queremos ayudar a nuestros socios en
"En Alemania, muchas plantas eléctricas de Düsseldorf a obtener siempre lo mejor de su
gas producen electricidad sólo entre 1.000 y planta - por ejemplo, mediante un mayor au2.000 horas al año. Pero para operar de manera mento de su eficiencia, a través de innovaciorentable, se requieren al menos 3.000 horas", nes", afirma Kreyenberg.
explica Olaf Kreyenberg, director de ventas de
La central en Lausward será, así, un siscentrales eléctricas de Siemens Energy en Eu- tema que podrá responder de manera flexible
ropa, y responsable de las actividades de ventas a las exigencias del mercado de la energía en
del proyecto Lausward.
el futuro. Y esa es una característica que el ar¿Cómo puede la central de Lausward esca- quitecto Gerhard Wittfeld y su empresa insispar del destino de otras plantas similares? "Para ten en exhibir. "Sin importar el ángulo desde
operar una central de ciclo combinado de ma- el cual la gente mire a este edificio, siempre
nera rentable en Alemania, se necesita algo van a tener una sensación de flexibilidad; del
más que producción de electricidad", Kreyen- ritmo de la planta de energía ", dice. Pero a peberg continúa. "Se necesitan compras garanti- sar del nombre de la planta, el arquitecto, el
zadas de energía calórica para aumentar las operador de la planta, y Siemens no están dehoras de funcionamiento en una gama renta- jando el éxito a la diosa de la fortuna. Gracias
ble. Y eso es precisamente lo que tiene Düssel- a esta tecnología superior, esperan que sea
dorf, gracias a uno de los mayores sistemas de una obra maestra de una central de energía calefacción urbana en Alemania. Como resul- en más de un sentido.
tado, se espera que la planta pueda alcanzar
Sebastian Webel
17
Uso Inteligente de la Energía | Redes Neuronales
El software de predicción
del Dr. Ralph Grothmann
funciona un poco como
el cerebro humano. Re-
conoce interrelaciones.
Mejor Pronóstico para las Renovables
Como mayores cantidades de energía eólica y solar entran en las redes de transmisión, no es sólo la
demanda de energía lo que es fluctuante, sino también su alimentación. Siemens ha creado un
software de predicción basado en redes neuronales que predice fluctuaciones, lo cual ayuda a
aumentar la eficiencia de los mercados energéticos.
Todo era más simple en el pasado. Las centrales eléctricas se distribuyeron en todos los países y su producción fue ajustada de acuerdo a
la demanda de energía. Las centrales eléctricas
utilizaban calendarios y previsiones meteorológicas, entre otros medios, para predecir las necesidades de energía de las regiones y de las
grandes plantas de producción.
Hoy en día, la situación es más complicada.
Dependiendo del clima, los parques eólicos y solares producen cantidades variables de electricidad y las centrales eléctricas convencionales
deben compensar las fluctuaciones. Cuanto mayor sea la participación de las fuentes renovables de energía fluctuantes, más difícil se hace
manejar la fuente de alimentación - un problema que afecta por igual a proveedores de
energía y a los operadores de la red.
Para asegurar que la red se mantenga estable, siempre se tiene que suministrar la misma
cantidad de electricidad que se ha tomado de
ella. Si una central eléctrica o un gran consumi18
dor se caen, el suministro de energía aumenta
o se reduce, según sea el caso, para evitar cortes
de energía. Se requiere que cada planta pueda
controlar el suministro de determinadas cantidades de energía, en positivo o negativo. Sin
embargo, cada vez será más difícil mantener la
red en equilibrio en el futuro - especialmente en
Alemania, ya que se encuentra en medio de una
transición energética y planea aumentar en
gran medida la cuota de energías renovables en
su mezcla de energía (pág. 22).
¿Cómo se debe manejar esta nueva situación? ¿Cómo pueden las empresas de energía
mantener la red estable, proporcionar un suministro seguro de energía, y aun así seguir
siendo rentables? El Dr. Ralph Grothmann, investigador de Siemens Corporate Technology
(CT), cree que la respuesta es mejorar la planificación a través de una mejor previsión. "Si
uno supiera cuánta energía solar y eólica estará disponible en los próximos días y tuviera
también previsiones de la demanda regional,
podría administrar las centrales eléctricas convencionales con gran precisión, planificar el
suministro de energía suficiente para contrarrestar las pérdidas de transmisión y comprar
energía en términos favorables en el mercado", dice.
Con esta visión en mente, Grothmann y su
colega el Dr. Hans Georg Zimmermann han
desarrollado un software de predicción conocido como el Entorno de Simulación de Redes
Neuronales - SENN - Siglas en inglés de Simulation Environment for Neural Networks. El sistema utiliza redes neuronales artificiales (es
decir, modelos computacionales) similares a
las del cerebro humano (ver Pictures of the Future, Otoño 2011, pág. 53). Estas redes pueden ser entrenadas para reconocer las interrelaciones de manera que puedan hacer
pronósticos. "Lo bueno de las redes neuronales es que usted no tiene que analizar y comprender plenamente un problema para hacer
un pronóstico", explica Grothmann.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Redes Neuronales
Por ejemplo, si se quiere representar un parque solar con un modelo analítico, hay que calcular la cantidad de energía que un panel solar
produce sobre la base de la radiación solar incidente y otros factores ambientales, tales como
temperatura, velocidad del viento y humedad.
Si algunos de los paneles bloquean la luz del sol
a otros, esto también tendría que ser tomado en
cuenta. Sólo entonces podría utilizarse el modelo de pronóstico del tiempo para predecir la
instalación y puesta en servicio del parque solar
en su ubicación precisa.
Entrenamiento con Datos. Las redes neuronales se manejan de forma muy diferente. Ellas
se entrenan utilizando datos del pasado - en
este caso, las previsiones meteorológicas y la
producción de electricidad del parque solar para
estos tiempos. Los pronósticos del tiempo no
tienen que venir desde el parque solar; pueden
ser suministrados por una estación meteorológica cercana. La tarea del programa es predecir
cuánta energía solar se produce a partir de los
datos meteorológicos. Al principio, el software
no sabe qué efecto tendrán los distintos parámetros, por lo que su pronóstico se desviará significativamente de la producción real del parque
solar. Durante la fase de entrenamiento del programa se repite este proceso miles de veces
para reducir al mínimo la diferencia entre la previsión y el valor real. Mientras esto sucede,
SENN cambia la ponderación de los distintos paUn modelo SENN se está probando ahora
rámetros para ser cada vez más preciso.
con datos de un gran parque eólico marino en
Originalmente SENN fue desarrollado hace Dinamarca. El modelo utiliza los pronósticos de
más de 20 años, y se utiliza en la actualidad para la velocidad del viento, la temperatura y la hupronosticar, por ejemplo, precios de las materias medad para predecir la producción de electriciprimas y el precio de la electricidad en un pe- dad del parque para los próximos tres días, denriodo de 20 días. Puede predecir con exactitud tro de un margen de 7,2 por ciento. Por ejemplo,
los mejores días de compra de energía dos de si el sistema prevé una producción de 100, el vatres veces. Siemens ha utilizado SENN desde lor real estaría entre 92,8 y 107,2. "La precisión
2005 para comprar electricidad en momentos de la predicción depende principalmente de la
en que los precios son más bajos.
calidad de los datos", dice Grothmann. "En geCon el auge de las
energías renovables, Usando datos empíricos, el sistema
Siemens reconoció que
las previsiones SENN aprende a predecir la generación de
tendrían un gran poten- energía renovable con un margen
cial para la industria del siete por ciento.
energética. Por ejemplo, las previsiones de la
cantidad de electricidad que se alimenta a la red neral, podemos predecir el clima con bastante
por las renovables permiten a los operadores de precisión, con tres días de anticipación."
red planificar el uso de centrales eléctricas adicioSiemens Energy ofrece previsiones de pronales o la necesidad de equilibrar la energía.
ducción SENN como parte de sus soluciones de
Los operadores de parques eólicos y sola- monitoreo y control para plantas de energía que
res pueden utilizar los pronósticos para pro- utilizan energías renovables. Por ejemplo, SENN
gramar trabajos de mantenimiento en mo- está siendo utilizado en Sudáfrica en dos parmentos en que los sistemas de energía se ques solares, cada uno con 50 megavatios de
espera que no tengan su mayor rendimiento, producción energética.
para vender las cantidades previstas de elecEl software permite a las empresas de enertricidad en condiciones más favorables y pla- gía satisfacer las necesidades de previsión de los
nificar los ingresos futuros.
operadores de red con respecto a la cantidad de
Predicción de Redes Neuronales
GWh
Producción Actual de Energía Eólica
Pronóstico para 1 día de un parque eólico (1/1–2/12)
Aunque el sol y el viento son poco confiables, el software de Siemens está aprendiendo a predecir el rendimiento de la electricidad resultante.
Producción de Energía Eólica y Solar
en Alemania en Verano 3,680 GWh de energía solar
2,890 GWh de energía eólica
En GW
Para el período 6/1–6/30/2012
25
20
15
10
5
6/1
6/8
6/15
Pictures of the Future | Primavera 2014
6/22
6/30
Fuente: Physik konkret (18, 2013), Konrad Kleinknecht, Helmut Alt
30
Producción de Energía Eólica y Solar
en Alemania en Invierno
30
En GW
440 GWh de energía solar
5,850 GWh de energía eólica
25
12/1–12/31/2012, toda Alemania
20
15
10
5
12/1
12/8
12/15
12/22
12/31
19
Uso Inteligente de la Energía | Datos y Pronósticos
Uso Inteligente de la Energía | Redes Neuronales
electricidad que se transmite a la red. SENN
puede predecir la producción de electricidad de
los parques solares por cada hora de sol dentro
de los cinco días siguientes, con un rango de
siete por ciento.
Ahora se está planeando un segundo modelo para los parques solares. Este asesorará a
los operadores sobre formas de manejar los paneles solares sucios. El polvo puede reducir la
producción de los paneles hasta en un 15 por
ciento, pero la limpieza cuesta dinero. "Si un
operador sabe que la suficiente lluvia está a
punto de lavar el polvo, no tendrá que enviar un
equipo de limpieza", explica Grothmann. Nuestro software resuelve este problema mediante
el uso de factores ambientales como la aridez,
el viento y la lluvia para pronosticar la cantidad
de polvo que cubrirá los paneles.
Previsión de la Demanda. Las previsiones de
la demanda son la segunda aplicación más importante de SENN en el mercado energético.
Permite a los principales consumidores comprar
electricidad en condiciones favorables y progra-
El Software de pronóstico puede aumentar
la eficiencia.
mar operaciones para evitar los periodos de máxima demanda, durante los cuales se puede tener que pagar grandes multas.
Los proveedores de energía pueden utilizar
pronósticos regionales para planificar las compras de electricidad y las operaciones de la
planta de energía. Por ejemplo, el operador de
la red suiza Swissgrid utiliza SENN para planificar las compras de electricidad de manera tal
que las pérdidas de transmisión se tienen en
cuenta como grandes cantidades de flujo de
energía desde Alemania o Francia a Italia (ver
Pictures of the Future, Primavera 2012, página
99). Debido a esto, Swissgrid tiene que compensar esas pérdidas, con compras de energía
en el mercado hasta con 36 horas de antelación, por unos 48 millones de € anuales.
Swissgrid solía estimar la demanda sobre la
base del calendario anual y de datos del tiempo,
con información suministrada por los operadores de redes en los países vecinos. Pero SENN ha
reducido el error de predicción de un 11 a un 10
20
por ciento, lo que permite a Swissgrid ahorrar
cientos de miles de francos por año.
SENN genera pronósticos de demanda muy
precisos, con un margen de error de sólo el tres
por ciento. Sobre esta base, se pueden predecir
directamente las pérdidas de transmisión. Para
ello, sigue de cerca el desarrollo horario de la
demanda en la región para la electricidad que
se va a transmitir. También se examinan los flujos actuales de energía, la cantidad de energía
que se genera a partir de fuentes renovables, las
previsiones meteorológicas y los niveles de agua
en las centrales hidroeléctricas.
Pensar de Forma Integral. Las previsiones individuales son un primer paso hacia un mercado
energético en el futuro, en el cual casi todos los
factores - la producción, la demanda, los precios, y la transmisión - están en proceso de cambio. Todas estas cantidades son interdependientes en el sistema; en consecuencia, deben ser
examinadas de manera integral. Por ejemplo, si
los parques eólicos aumentan la producción de
energía, las centrales eléctricas convencionales
necesitarían producir menos, lo que podría reducir el precio de la electricidad.
"Mientras mejor se pueda predecir la interacción de estos parámetros, más eficiente será
todo el sistema," dice Grothmann.
Esta es el área donde más se destaca la red
neuronal SENN. Debido a que no utiliza relaciones analíticas sino que aprende a reconocer las
interrelaciones de la conducta de todos los parámetros, sus previsiones ya abarcan las interdependencias. "Una de las maneras en las que
usamos SENN es para determinar el precio de la
electricidad a partir de una amplia variedad de
parámetros que interactúan, tales como el desarrollo del precio de la electricidad y otras materias primas, el desarrollo de la demanda, y el
costo de las emisiones de CO2. Esto hace que
nuestro software sea único ", dice Grothmann.
Hoy en día, un proveedor con varias plantas
de energía podría usar SENN para comprar gas
natural a bajo precio y de forma óptima ajustar
la producción a las previsiones para bajar el precio de los permisos de emisión de CO2 y de la
electricidad. En el futuro, un operador de red
podría proporcionar al proveedor de energía las
previsiones sobre la demanda y la necesidad
prevista para el equilibrio de la energía.
Estas predicciones estarían, a su vez, basadas
en las previsiones de producción y de demanda
suministradas por otros socios. Todo esto haría
que la volatilidad de los mercados de energía sea
más fácil de manejar, debido a que todos los jugadores podrían ajustar sus actividades con antelación para dar cabida a acontecimientos que
afectan a otros participantes del mercado.
Christine Rüth
Eficiencia:
En su publicación World Energy Outlook 2013,
la Agencia Internacional de Energía (AIE) ha pronosticado que, teniendo en cuenta los efectos de la
energía actual y los objetivos de protección del clima,
la demanda mundial de energía aumentará en un
tercio entre 2011 y 2035. Alrededor de dos tercios se
espera que tengan lugar en Asia, excluyendo a Corea
del Sur y Japón.
Se espera que la demanda de petróleo aumente
en un 27 por ciento, la demanda de gas natural en
un 46 por ciento, y el carbón en un 17 por ciento. En
2035 China será el mayor importador de petróleo
del mundo, mientras que la India será el mayor importador de carbón. Por el contrario, la AIE estima
que EE.UU. puede ser capaz de cubrir todas sus necesidades energéticas a partir de fuentes propias
para el 2035, principalmente gracias a sus yacimientos
de gas de esquisto.
A pesar de estos avances, la AIE estima que la
mitad de las nuevas centrales eléctricas construidas
en todo el mundo para el año 2035 utilizará fuentes
de energía renovables. Estas fuentes cubrirán el 31
por ciento de las necesidades eléctricas mundiales
para el año 2035, comparado con el 20 por ciento
en 2011. Con el fin de lograr un mayor rendimiento
y una mayor eficiencia, tendría sentido distribuir capacidades no sólo dentro de cada país, sino también
a nivel internacional.
Esto podría hacerse en toda la UE, por ejemplo.
Según los cálculos realizados por Siemens, el cambio
de la ampliación prevista de sistemas de energía
solar del Reino Unido a Alemania y de España a
Italia, y de la energía eólica desde el sur de Europa
hasta el Mar del Norte y el mar Báltico, para el año
2030, reduciría la cantidad de capacidad fotovoltaica
que se necesita a 39 gigavatios (GW) y la capacidad
de energía eólica en 16 GW, a pesar de que la producción de energía total seguiría siendo la misma.
Aunque esta transformación requeriría la construcción
de líneas eléctricas adicionales, la inversión total necesaria sin embargo, caería $ 45 mil millones.
Según la AIE, la perforación en alta mar y el descubrimiento de yacimientos de petróleo y gas natural
no convencionales están dando lugar a cambios en
la distribución mundial de las reservas de energía.
Los consumidores alemanes hoy están pagando dos
o tres veces más por la electricidad que los consumidores de EE.UU.
Debido en parte a la fractura hidráulica, los precios
del gas natural en EE.UU. se han reducido a un tercio
de los niveles de Europa y a una quinta parte de los
niveles en Japón. Los costos de energía pueden tener
un gran impacto en la competitividad de una empresa.
Este es especialmente el caso de los sectores de
energía intensiva, como la industria química, de
acero, de aluminio y de papel.
Pictures of the Future | Primavera 2014
La Clave para Conocer la Demanda de Energía
directiva de eficiencia energética de la UE establece
que entre 2014 y 2020, los estados miembros deben
reducir la cantidad promedio de energía final vendida
en un 1.5 por ciento anual, en comparación con la
cantidad vendida entre 2010 y 2012.
De acuerdo con la Agencia Alemana de Energía
(dena), los países pueden exigir a las empresas de
suministro alcanzar el objetivo de ahorro de energía;
pueden también utilizar instrumentos como los subsidios y los impuestos energéticos. Varios países,
como el Reino Unido, Francia y Dinamarca, ya han
introducido sistemas nacionales de requisitos de eficiencia energética. Otros ejemplos incluyen las normas
más estrictas de eficiencia para camiones y edificios
en EE.UU., medidas para mejorar la eficiencia energética de los edificios en China y Europa, y normas
más estrictas para los equipos eléctricos como televisores, lavavajillas e iluminación en Europa.
En febrero de 2013, en EE.UU. el presidente
Obama anunció que quería duplicar la tasa de la
energía en el PIB para el 2030. Según la Administración
de Información de Energía de EE.UU. (EIA), el aumento
de la eficiencia energética de los edificios tendrá un
papel clave en la consecución de este objetivo. Herramientas importantes aquí incluyen incentivos y
bonos fiscales para la instalación de sistemas de edificios energéticamente eficientes.
Mientras tanto, la provincia china de Hebei ha
promulgado un nuevo estándar de eficiencia energética
que fue desarrollado por dena en cooperación con el
Centro de Ciencia y Tecnología de la Construcción
(CSTC), que está bajo el control del Ministerio de
Construcción chino. Uno de los edificios de gran altura
en la provincia ya cumple con la nueva norma. El ministerio apunta a utilizar esta norma provincial como
base para la introducción de un estándar de energía
en todo el país para los nuevos edificios. "El edificio
consume alrededor de un 75 por ciento menos energía
que los edificios nuevos en China", dice Stephan Kohler,
Director Ejecutivo de dena.
Sylvia Trage
Matriz Energética Comparativa 2011-2035
Eficiencia Comparativa 2012-2035
3,600
(en toe -tipo de cambio en dólares U.S. tasa de cambio del 2012)
1,800
600
15
2011 2035 ‘11 ‘35
EE.UU.
UE
0.3
45
30
‘11 ‘35
‘11 ‘35
Otros países China
de la OCDE
TWh = teravatios-hora (miles de millones de kWh)
‘11 ‘35
India
‘11 ‘35
Otros países
fuera de la OCDE
Intensidad Energética Cambio 2011-2012
2012
2035
0.4
60
1,200
Año
0.5
75
0.2
Uso de energía primaria por cada $ 1,000 del PIB
0.1
0
E
CD
O
*AMS = Norte, Centro y Sur América; ASOC = Asia y Oceanía; ODA = otros mercados emergentes de Asia;
toe = toneladas de petróleo equivalente. Las medidas tienen en cuenta objetivos de energía y protección del
clima existentes.
Intensidad Energética - Cambio 2005-2012
(Tasa de cambio del dólar U.S. del 2012)
0.4
India
Rusia
China
Medio
Oriente
Industria
Cambio del 2011 (en%)
6
ASEAN EE.UU.
UE
Japón
4
0.2
2
0
0
-2
-4
Medidas en toe = toneladas equivalentes de petróleo
Pictures of the Future | Primavera 2014
-6
Clientes
Privados
Vehículos
Ligeros
E.E.U.U.
Fuente: AIE, World Energy Outlook (2013)
0.6
pa
ro
Eu
Fuente: AIE, World Energy Outlook (2013)
2,400
Otra
Geotérmica
Solar / PV
Biomasa
Eólica
Hidroeléctrica
O
CD
E
A
O
CD MS
*
E
AS
O
C
*
Eu
ro
pa
O
rie
nt
al
Ch
in
a
In
di
a
Am
O
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ér
A*
ica
La
tin
a
Áf
M
ed
ric
en io O a
r
to
do ient
e
el
m
un
do
3,000
Consumo de energía primaria por cada $ 1,000 del PIB
Proporción de mezcla de energía (en%)
90
Fuente: AIE, World Energy Outlook (2013)
TWh
UE
Japón
China
India
Global
-28
-14
0 -20
0
20 -20
-10
0
21
Fuente: AIE, World Energy Outlook (2013)
Como resultado, las ganancias en la eficiencia
energética se están volviendo cada vez más importantes. En muchos casos, el alto precio de compra de
equipos de alta eficiencia energética industrial,
motores y sistemas de iluminación puede ser recuperado dentro de unos pocos años a través del ahorro
de costos. En 2012, la cantidad de energía necesaria
para producir una unidad en el PIB se redujo en un
1,5 por ciento en todo el mundo. En EE.UU. se redujo
en casi un 4,5 por ciento, y un cuatro por ciento en
China. "La eficiencia energética es absolutamente
crucial si se quiere seguir siendo competitivo", afirma
el director económico de la AIE Fatih Birol.
La AIE prevé que regiones como China, India y
África alcanzarán las más importantes mejoras en
cuanto a intensidad energética para el año 2035. La
AIE estima que las medidas de eficiencia que en la
actualidad están discutiendo los gobiernos darían
lugar a un ahorro adicional equivalente a 910 millones
de toneladas de petróleo (Mtep) en el 2035. La
Uso Inteligente de la Energía | Estabilidad de la Red
¿Puede un país entero
funcionar con energía
renovable, manteniendo
su red estable? Los investigadores del Instituto
Fraunhofer (derecha)
piensan que sí es posible.
Operando con Energía Renovable
Un proyecto de investigación financiado por el Ministerio Federal Alemán de Medio Ambiente indica
que si las fuentes de energía renovables estuvieran en red con los sistemas de almacenamiento y
las plantas de energía de reserva, podrían garantizar el suministro eléctrico del país en el futuro.
¿Cuánto costaría?, eso es otra historia.
1 de febrero de 2050, es un buen día para
los consumidores de electricidad en Alemania.
La brisa de la costa norte sopla con tanta fuerza
que los parques eólicos en alta mar y en tierra
están funcionando sin parar. Puesto que es un
día soleado, los módulos fotovoltaicos, que se
encuentran principalmente en el sur, también
están trabajando a su máxima capacidad. En los
monitores de una sala de control central, los ingenieros pueden ver en un diagrama que se
está generando en total un promedio de 80 gigavatios (GW) de energía renovable, con un
pico al mediodía tan alto como de 120 GW.
En este escenario, la energía renovable produce electricidad suficiente para abastecer a la
industria, el comercio, la banca y los hogares
en toda Alemania con el poder derivado exclusivamente del viento y la luz solar. Los mayores
consumidores son Berlín, Hamburgo, y los municipios de Ruhr. Pero gracias a las nuevas líneas
de transmisión, las zonas densamente pobladas como éstas no tienen ningún problema.
Si en algún momento no hay suficiente
viento o el sol no ha salido, este escenario incluye las plantas de energía de reserva, que
operan con sistemas de metano y biogas pero ciertamente no se necesitan hoy en día.
Los miembros del personal en la sala de con22
trol deciden que este es un día ideal para
abastecer los sistemas de almacenamiento
en todo el país con este exceso de electricidad y el uso de sistemas de energía a gas
para producir gas metano, que puede alimentar a las líneas de gas natural o convertirse en electricidad de nuevo.
¿Puede una infraestructura basada casi totalmente en las energías renovables, proporcionar estabilidad en la red y confiabilidad, de la
misma manera que las plantas de combustibles
fósiles hacen hoy en día, a medida que aumentan la demanda y las fallas? En otras palabras,
son éstas soluciones técnicas capaces de cumplir con la tarea de equilibrar las fluctuaciones
naturales del viento y el sol?
En un proyecto conjunto llamado "Combined Power Plant", los científicos abordaron estas preguntas, y se les ocurrió una respuesta.
"Es posible proporcionar energía equilibrada
con fuentes renovables al 100 por ciento. El factor crucial es un sistema de control de energía
para instalaciones descentralizadas que esté activo, que sea inteligente y preciso, al instante",
dicen los investigadores de Siemens; el Dr. Philipp Wolfrum y el Dr. Florian Steinke. Ese fue el
hallazgo que surgió a partir de simulaciones realizadas por Corporate Technology de Siemens
(CT) y sus socios de las comunidades científicas
y empresariales (ver cuadro pág. 23).
Una Gran Cantidad de Viento y Sol. Los ingenieros de sistemas de control afirman que, en
principio, las plantas de energía renovable del
2050 realmente podrían mantener la frecuencia
estable en la red eléctrica alemana, asegurar un
servicio fiable, y también producir suficiente
equilibrio de energía para proporcionar siempre
con precisión la energía eléctrica necesaria en
cualquier momento. En su proyecto, asumieron
que la energía eólica podría significar la mayor
parte - en este caso el 60 por ciento - de la producción total de energía. Aproximadamente,
una quinta parte provendría de los sistemas fotovoltaicos, y el diez por ciento de la bioenergía.
La energía hidroeléctrica y geotérmica representaría el diez por ciento restante.
El modelo de este sistema de suministro de
energía se basa en el supuesto de que la demanda energética anual sería aproximadamente la misma de hoy, es decir, alrededor de
600 teravatios. El modelo incluyó los consumidores adicionales, como los autos eléctricos y
las nuevas tecnologías de almacenamiento, y
también tuvo en cuenta los aumentos de la eficiencia energética que se esperan por parte del
Pictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Estabilidad de la Red
gobierno federal de Alemania, así como optimizaciones de sistemas industriales y procesos,
y la posibilidad de gestión de la demanda.
El modelo también supone que el Plan de
Desarrollo de la Red del gobierno federal alemán
(para el año 2032) se llevará a cabo, de forma
que, por ejemplo, los futuros parques eólicos
marinos se conectarán a la red, y las líneas de corriente directa de alta tensión necesaria para el
transporte de la electricidad resultante, a través
de grandes distancias, se construirán principalmente desde el norte hasta el sur del país.
Sobre la base del clima y datos de la demanda de electricidad a partir del 2007, los investigadores estimaron la generación y la demanda de todo el país por cada hora de un año
de energía, con una resolución espacial de 100
metros por 100 metros.
Los expertos del Instituto Fraunhofer de
Energía Eólica y Tecnología de Sistemas de
Energía (IWES) realizaron extensos análisis de
sitios, entre ellos la posibilidad de generación
local, para identificar la distribución espacial
de las nuevas plantas eólicas y fotovoltaicas.
Los flujos de carga a la red resultan de las energías renovables alimentadas en ella, la demanda de electricidad, incluida la gestión de
carga y el uso de plantas de energía y de los
sistemas de almacenamiento.
Pero esto por sí solo no es suficiente para
demostrar que una fuente de alimentación es
confiable y segura. Hoy, los operadores de red
tienen que garantizar lo que se llaman "servicios auxiliares". Además de mantener la frecuencia y la tensión estables, deben incluir la
administración de la congestión y, en caso de
una interrupción, el restablecimiento inmediato del suministro. La planta de energía combinada virtual resultante tiene que demostrar
que puede proporcionar estos servicios en
todo momento, que equilibra la oferta y la demanda, y que puede mantener la frecuencia a
una velocidad constante de 50 Hertz, el valor
que prevalece en Europa. Esto es esencial, ya
que las desviaciones pueden llevar al colapso
de las redes eléctricas.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Usando simulaciones, los socios del pro- una capacidad total de aproximadamente 80
yecto fueron capaces de determinar los picos megavatios, se administraron desde un centro
de producción, los superávit y déficits, y some- de control en Kassel.
ter el sistema a situaciones extremas, como el
En esta planta de energía combinada con
fallo de las líneas individuales. Los resultados base en energías renovables, los socios probaindican que la tensión y la estabilidad de la fre- ron los enfoques a los que habían llegado y decuencia, la gestión de la congestión, y la fiabi- mostraron que las plantas de energía renovalidad del servicio serían alcanzables en la visión bles pueden ser manejadas como un pool de
del sistema en el futuro.
energía para cumplir con los requisitos técnicos
Sin embargo, para cumplir con estos objeti- de un suministro equilibrado.
vos, algunas de las condiciones técnicas gene"Gracias a sus modernos inversores y conrales del proyecto tendrían que ser ajustadas. vertidores, las plantas de energía solar y eólica
Por ejemplo, en el futuro, los generadores ba- permiten más libertad de acción que los genesados en inversores
en las plantas fotovolPara cada hectárea y cada hora del año, los
taicas y en plantas de
energía eólica po- investigadores determinaron la generación
drían proporcionar un y la demanda de energía de todo el país.
equilibrio de carga, más rápidamente que los
sistemas actuales. Esto proporcionaría una estabilidad adicional para la red y así compensaría
las reducciones inevitables en la generación de
energía cuando las velocidades del viento sean
moderadas o caigan a cero.
Pero los socios del proyecto no limitaron sus
estudios a las simulaciones - también examinaron cuestiones de viabilidad en una prueba de
campo. Para este experimento, se conectaron
cuatro plantas de biogás, 36 eólicas y 66 fotovoltaicas en toda Alemania. Estas plantas, con
radores sincrónicos conectados directamente
a la red", dicen los investigadores Wolfrum y
Steinke. "Permiten que la tensión, la posición
de fase y la frecuencia se ajusten de forma
efectiva. Así, hemos sido capaces de demostrar que la estabilidad del sistema se ha conservado, y cómo”.
Sin embargo, los investigadores añadieron
una salvedad: el plan prevé un cambio de paradigma en el suministro de la energía eléctrica;
puede tener éxito sólo a través de una expansión masiva de las tecnologías de almacenamiento. Esta es la única manera de compensar
las fluctuaciones estacionales de la producción
eólica y fotovoltaica, afirmaron.
Se Necesitan Muchas Unidades de Almacenamiento. En vista de esto, los científicos
de Siemens utilizaron simulaciones para calcular la forma de optimizar el tipo, la distribución espacial y el uso de unidades de almacenamiento y generadores flexibles en su
planificación a largo plazo. La restricción para
estas optimizaciones estipulaba que todas las
cargas deben estar perfectamente cubiertas
Central de Ciclo Combinado 2: Una Gran Sociedad
El proyecto Central de Ciclo Combinado 2, que es conocido en Alemania como Kombikraftwerk 2, está financiado por el Ministerio Federal Alemán de Medio Ambiente y se desarrolló entre 2010 y 2013. Los socios del proyecto incluyen a Siemens, Enercon, SMA Solar
Technology, World Solar, el Servicio Meteorológico Alemán, el Instituto Fraunhofer de
Energía Eólica y de Sistemas de Energía (IWES) en Kassel, la Universidad Leibniz de Hannover, y la Agencia de Energías Renovables. En las simulaciones y pruebas de campo, estas
organizaciones analizaron cómo podría funcionar un sistema de generación y distribución
de energía basado en energías renovables y los servicios auxiliares que se necesitarían.
Una parte clave del proyecto, fue garantizar la estabilidad de la red.
23
Uso Inteligente de la Energía | Estabilidad de la Red
vamente capaces de alcanzar la carga máxima de gran alcance, que permitiría a las plantas de
en Alemania.
energía renovables descentralizadas ser moniIncluso si las plantas a gas existentes pudie- toreadas y administradas en tiempo real. Aunran utilizarse para este propósito, aún se reque- que un sistema de este tipo sería más complejo,
riría de la construcción de plantas capaces de Steinke dice que sería muy manejable "si se pergenerar decenas de gigavatios adicionales, lo feccionan las previsiones y los cálculos con rescual sería un problema de inversión, si se nece- pecto al uso de la planta. El secreto del éxito es
sitan sólo unas cientos de horas al año (p. 16). la combinación adecuada de las plantas renova"En invierno, por ejemplo, cuando no hay bles y la aplicación de técnicas de optimización
viento y el cielo está nublado, ellas aparecerán y métodos de gestión para su funcionamiento”.
como reserva y garantizarán un suministro de
La característica fundamental de este gran
energía para todo el mundo en Alemania", dice proyecto no son las energías renovables en sí.
Wolfrum. "Otro desafío
radica en la gestión del “Nosotros creemos que los costos actuales
almacenamiento. Si yo
de la energía primaria pueden bajarse
sé cuándo está nublado o en calma, casi a cero, en un periodo de 40 años.”
puedo llenar los difeLo que tendría que cambiar es principalmente
la estructura y la organización de la generación
y la distribución de energía.
"El cambio hacia un suministro de energía
sostenible es posible si la red de todos sus componentes se expande, si un sistema de almacenamiento de energía se construye, y si el marco
general del mercado de la electricidad se ajusta.
Porque ahora mismo las fuentes de energía fluctuantes no pueden participar. Dado que sólo se
puede predecir con muy poco tiempo de antelación cuándo la energía renovable será alimentada a la red, serán necesarios periodos de
oferta más cortos y tiempos de entrega más
prolongados ", dicen Wolfrum y Steinke.
El costo para la economía en su conjunto
parece claro para el profesor Hoffmann, jefe de
IWES del Instituto Fraunhofer en Kassel. "Creemos que los costos actuales de energía primaria fósil en Alemania - € 83 mil millones por
año para el petróleo, carbón y gas - se pueden
bajar a prácticamente cero en un período de
Las plantas de energía de biomasa serán una parte importante en la economía de la energía renovable. 40 años", dice.
"Según nuestros cálculos, el punto de equimetano. El metano energizaría las plantas de rentes tipos de sistemas de almacenamiento librio se alcanza en 15 a 20 años - donde los cosenergía de gas y de turbinas de vapor directa- unos pocos días antes en el orden correcto y des- tos de la expansión de las energías renovables
mente – convirtiéndose de nuevo en electrici- cargarlos de manera óptima cuando se necesite y los costos de compra de la energía fósil serán,
dad, con una eficiencia de más del 60 por energía. "Los socios del proyecto también han en conjunto, inferiores a los costos de hoy de la
ciento. El metano puede reemplazar al gas na- calculado lo que un sistema nacional de energías energía primaria."
Los expertos también ven potencial en la
tural, y puede ser introducido en la red pública necesitaría en términos de construcción de la
de gas. El estudio señaló que la red de gas na- red. Sus datos muestran que la red tendría que movilidad eléctrica, el transporte de pasajeros y
tural alemana puede manejar fácilmente las ser ampliada sólo un poco más allá del plan de el transporte de mercancías pesadas. De
necesidades de almacenamiento de los exce- desarrollo de la red actual del gobierno federal acuerdo con sus ideas, las bombas de calor dedentes de energía renovable.
alemán. En vista de sus resultados, están con- ben cubrir alrededor del 75 por ciento del requeLas plantas de energía solar y eólicas serían vencidos de que Alemania podría realmente ali- rimiento en el rango de baja temperatura, y el
complementadas con las plantas de biomasa y mentarse a partir de fuentes renovables en un aumento se debería hacer con el uso de la tecde energía eléctricas a gas. Ambas pueden res- 100 por ciento, si las plantas de energía, los sis- nología de electricidad a calor en el sector inponder con rapidez y flexibilidad y por lo tanto temas de almacenamiento y las plantas de bio- dustrial. Por otra parte, la demanda de energía
podría reducirse en un 25 por ciento con mediequilibrar las fluctuaciones en la generación de gás se integraran de forma inteligente.
das de eficiencia, incluyendo el aislamiento de
energía. Sin embargo, los investigadores han
calculado que estas centrales deben ser lo sufi- Monitorear, Regular, Optimizar. Un requisito edificios y mejores sistemas de calefacción.
Evdoxia Tsakiridou
cientemente numerosas como para ser colecti- previo es una infraestructura de comunicación
en cada instante. Hoy en día, las empresas de
servicios utilizan los embalses de almacenamiento y bombeo como reserva. Su tasa de
eficiencia es muy alta, del 80 por ciento, pero
la capacidad no es en absoluto adecuada para
el almacenamiento de grandes cantidades de
energía. Las centrales de bombeo de almacenamiento de hoy en día podrían suministrar a
Alemania la energía para apenas media hora y no hay suficientes lugares adecuados para
construir más.
Como resultado, las plantas de energía a
gas tendrán un papel crucial. Estas plantas podrían utilizar el exceso de energía renovable
para descomponer el agua en sus componentes (hidrógeno y oxígeno) en el proceso químico conocido como electrólisis. El dióxido de
carbono (CO2) se añadiría para producir gas
24
Pictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Protección de la Red
El software de Matthias
Kereit permite a los
dispositivos de
protección de líneas de
alta tensión a distancia
intercambiar datos.
Sin Apagones
Matthias Kereit es uno de los Inventores del Año de Siemens
de 2013. Sus inventos se concentran en la prevención de los
cortes de energía. Su última creación pronto podría hacer posible identificar qué fase en una línea tiene fallas - un desarrollo que ayudaría a estabilizar las redes inteligentes de dos vías
del mañana.
A nadie le gusta tener una línea de alta tensión fuera de su puerta principal. Sin embargo, mientras el sistema de transmisión de
electricidad aumente, se necesita que más y
más energía, a partir de fuentes renovables
generada lejos de los consumidores, tenga
que ser transmitida y distribuida a través de
largas distancias. Para aprovechar mejor la capacidad de transmisión, los proveedores de
energía construyen a menudo pares de líneas
aéreas de alta tensión, donde cada línea lleva
tres cables separados.
Para monitorear estas líneas, se requieren
dispositivos de protección en sus puntos de
partida y llegada. Los dispositivos, que son
aproximadamente del tamaño de una caja de
zapatos, están equipados con un microprocesador, relés, e interfaces para la comunicación
con un centro de control, por lo general a través de cables de fibra óptica.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Los cortocircuitos pueden ocurrir si las ramas
rozan una línea, o incluso si el aislante se ensucia. En estas situaciones, la línea tiene que ser
cerrada de manera instantánea. Dispositivos de
protección detectan cortocircuitos midiendo relaciones corriente-voltaje y el uso de los datos
para calcular la impedancia resultante, un proceso que ayuda a determinar el tipo y la localización del problema.
Sin embargo, esto a veces puede dar lugar
a falsas alarmas. “Los acoplamientos electromagnéticos se producen en medio de las líneas
de funcionamiento en paralelo, lo que significa
que un cortocircuito en una línea también
puede provocar una falsa alarma en la línea del
lado", explica el especialista de conmutación
de alta tensión de Siemens, el inventor Matthias Kereit. Esto puede llevar a una reacción
en cadena desastrosa. Esto se debe a que se
necesitan sólo de 20 a 40 mili segundos para
cerrar todas las líneas de alta tensión tras registrar un cortocircuito.
Con esto en mente, a Kereit se le ocurrió la
idea de permitir que los dispositivos de protección en cada extremo de una línea de alta tensión pudieran comunicarse entre sí a través de
cables de fibra óptica. Tal intercambio de datos
ayudaría a evaluar las causas de los problemas
y las interrupciones. Los dispositivos de protección intercambiarían información sobre su situación actual. Un programa que Kereit desarrolló
procesa los datos y determina si una línea está
funcionando, o cuántos postes de transmisión
se han visto afectados por un cortocircuito.
La información recogida por el análisis y
otros parámetros podría ser utilizada por los dispositivos de protección para tomar una decisión
en cuanto a si una línea debe ser cerrada por
completo o sólo parcialmente.
Revertir el Flujo Actual. El programa de Kereit aún no se ha utilizado, pero tiene buenas
posibilidades de ser implementado en la próxima generación de dispositivos de protección.
"Este tipo de programas se volverá más importante cuando las redes eléctricas se expandan
hacia las redes inteligentes", dice Kereit, que trabaja como desarrollador en la División Smart
Grid del Sector Infrastructure & Cities de Siemens, en Berlín. Una de las razones por las cuales los programas serán importantes es que las
líneas eléctricas pronto tendrán que llevar la
electricidad, no sólo desde su fuente hasta el
consumidor, sino al revés. En otras palabras,
más líneas paralelas tendrán que ser establecidas con el fin de acomodar el aumento de la necesidad de sistemas de transmisión de energía.
Kereit ha estado trabajando en áreas de ingeniería eléctrica desde que se incorporó a Siemens en 1992. Estudió ingeniería eléctrica, con
un enfoque en las telecomunicaciones en la
Universidad de Ciencias Aplicadas, de Deutsche
Telekom, que hoy es parte de la Universidad de
Ciencias Aplicadas de Berlín. Muchos de los 21
inventos de Kereit, que están protegidos por 40
patentes, implican mejoras a los dispositivos de
protección, y le valieron el título de Inventor del
Año de Siemens en el 2013. "El desarrollo de
los dispositivos de protección reúne diferentes
disciplinas de la ingeniería eléctrica: por ejemplo, la ingeniería energética, la tecnología de
medición y el procesamiento de señales digitales," Kereit explica. "Es un campo que me permite utilizar una gran parte de mi experiencia
en los sistemas de telecomunicaciones también." Kereit disfruta el remo en su tiempo libre,
especialmente en viajes largos. Su viaje de
remo más largo hasta la fecha fue un viaje de
ocho días de Berlín a Hamburgo.
Katrin Nikolaus
25
Uso Inteligente de la Energía | La Red Inteligente de Dinamarca
En un sitio de prueba con 1900 hogares participando, Maja Bendtsen monitorea su
consumo de energía en su smartphone, Michael Andersen activa su calefacción de
forma automática, mientras que Erik Rasmussen tiene que hacerlo manualmente.
La Isla Laboratorio
La sostenibilidad energética es mucho más que ahorro de electricidad. Es por eso que el proyecto piloto
EcoGrid, en la isla danesa de Bornholm, está utilizando tecnología de Siemens para determinar cómo la
demanda de electricidad se puede ajustar a la oferta.
Cortar el consumo de electricidad no
siempre significa ahorrar energía. "Cuando
yo era niño en Bornholm, mis padres a veces
nos incitaban a mí y a mi hermano a tomar
largos baños con agua caliente y a encender
la calefacción en nuestras habitaciones", recuerda Maja Bendtsen, una ingeniera de 34
años. Pero los padres de Bendtsen tenían
una buena razón para su "despilfarro": el
viento. En los años 1980, cuando una fuerte
brisa soplaba sobre esta isla danesa en el
Mar Báltico, la turbina de viento, propiedad
de la familia Bendtsen, giraba con mucha rapidez. El resultado era un excedente repentino de energía y un gran incentivo para encender la caldera eléctrica.
Esta experiencia de la niñez estimula a
Bendtsen a apreciar el concepto detrás de
"EcoGrid", el cual, con un presupuesto de 21
millones de euros, es el mayor proyecto de
redes eléctricas inteligentes en Europa.
Bendtsen es la administradora del proyecto
para Østkraft, la compañía eléctrica local de
Bornholm. Como parte del proyecto, cerca
de 1.900 hogares - casi una décima parte de
los hogares de la isla - fueron equipados con
nuevos dispositivos de conmutación inteligentes de Siemens e IBM en 2013.
Cada cinco minutos, cuando reciben los precios actualizados de kilovatio hora, los dispositivos determinan la cantidad de electricidad disponible. Dependiendo de los datos, los equipos
encienden los sistemas de calefacción eléctricos y las bombas de calor en las viviendas los
apagan automáticamente.
26
El principio detrás del proyecto es simple. El
precio de la electricidad fluctúa de acuerdo con
el volumen de las energías renovables. Las unidades de control inteligentes calculan cómo
manejar la demanda de energía de manera rentable. Como resultado, los clientes finales ahorran dinero - y eso no es trivial en un país cuyos
consumidores de energía pagan los precios
más altos de toda Europa. "Pero ese no es el factor más importante para el proveedor de electricidad", dice Bendtsen.
"EcoGrid está diseñado principalmente para
ayudar a gestionar la demanda de energía de
forma inteligente en la era de la electricidad
ecológica. Si usamos más energía cuando hay
un excedente, esto ayuda a evitar la sobrecarga
de la red eléctrica. Si hay muy poca energía disponible, el consumo de energía se reduce, y Østkraft debe comprar electricidad adicional”.
Durante años, la energía eólica ha tenido un
papel clave en Bornholm. De hecho, casi la mitad de la demanda energética de la isla está cubierta por las turbinas eólicas, con una potencia
máxima de 30 MW. En Dinamarca, la energía
eólica representa el 30 por ciento del suministro total de energía. Y este porcentaje está destinado a crecer. Para el 2020, este pequeño
reino planea sacar alrededor de la mitad de su
electricidad de fuentes de energía renovables
como la eólica, la fotovoltaica y la biomasa. Para
el año 2035 se espera que ese porcentaje alcance el 100 por ciento, y en 2050 Dinamarca
debería ser independiente de la energía fósil.
Bornholm es un caso de prueba adecuado; es
un sistema cerrado, sin embargo, es represen-
tativo del resto del país en términos de economía y demografía.
Hasta la fecha, los desequilibrios se han
compensado con el " Cable Bornholm ", que conecta la isla con la red en la parte continental
de Suecia. Según las necesidades, la energía se
exporta o importa a través de este cable. Sin
embargo, la meta para el futuro es el uso de la
energía producida aquí lo más localmente posible, con el fin de evitar una mayor expansión
de las capacidades de transmisión, como líneas
de transmisión de alta tensión.
Caso de Prueba para Europa. Debido a que
esta situación se aplica a toda Dinamarca, Bornholm se ha convertido en el laboratorio de
energía renovable del país. Pero esta prueba de
campo también es relevante para toda Europa.
De hecho, los planes para una quinta parte de
la energía de Europa provienen de fuentes renovables hasta el año 2020. Es por eso que Bruselas está financiando parte del proyecto piloto
EcoGrid, que comenzó en 2011 y se extenderá
hasta el 2015.
La única pregunta es: ¿el cliente final será
parte del plan? Para averiguarlo, los iniciadores
del proyecto - Østkraft, Energinet.dk, la Universidad Técnica de Dinamarca, Siemens, IBM, y
una docena de otros socios de diez países europeos - organizaron los 1.900 hogares en cuatro grupos. El primer grupo servirá como grupo
de control estadístico. Estas familias recibirán
sólo un medidor eléctrico inteligente que realiza un seguimiento preciso del consumo de
energía. El segundo grupo puede ver en línea
Pictures of the Future | Primavera 2014
la cantidad de energía que están utilizando y
cuánto cuesta - y puede cambiar su comportamiento como respuesta.
El tercer y cuarto grupos han sido equipados con unidades de control automático. El
primero utiliza un sistema de las divisiones de
Siemens Smart Grid y Building Technologies,
para controlar los sistemas de calefacción eléctrica y las calderas.
El cuarto grupo tiene una tecnología similar
de IBM que controla las bombas de calor. "Esperamos que estos tipos de unidades de control
de energía que se están probando aquí puedan
convertirse en un elemento estándar del futuro
de las redes inteligentes", dice Andreas Arendt,
quien dirige las actividades de la División Smart
Grid de Siemens en el proyecto EcoGrid.
El colega de Arendt, de la División Building
Technologies, Werner Ziel, cree que la solución que ha desarrollado para el proyecto EcoGrid será clave para los edificios inteligentes
del mañana. "Hemos logrado integrar de manera eficiente las funciones de una red inteligente en los sistemas automáticos de control
de edificios, cumpliendo así con las necesidades de los clientes en cuanto a comodidad,
ahorro energético y reducción de los costos
de energía", dice.
Laboratorio Viviente. Una de las personas en
el grupo de pruebas de Siemens es Morten Andersen Kjær, quien vive en un bungalow en la
costa sur de Rønne. Dentro de una caja gris en
la entrada de su casa hay un equipo que recibe
el precio actual de la electricidad por kilovatioPictures of the Future | Primavera 2014
hora, en intervalos de cinco minutos. Sobre la bre, la bomba de calor está calentando la casa.
base de esta información, la evolución probable "Hemos insertado unos comandos en línea
de precios de la electricidad, y la temperatura para que la temperatura en la sala esté en 20 °
preferida del cliente, el sistema de Siemens cal- centígrados a partir de las 18:00 todos los días
cula la mejor manera de proceder. Por ejemplo, entre semana," dice ella.
si el precio de la electricidad se eleva al medioPor supuesto, EcoGrid todavía es sólo una
día o por la tarde, el sistema puede decidir en- demostración y un proyecto de investigación.
cender el sistema de calefacción eléctrica antes, Las unidades de control sólo se utilizan para
o cuando la energía esté más barata.
sistemas eléctricos de calefacción, calderas y
"Todos los días miro cómo el interruptor del bombas de calor. Los lavaplatos y lavadoras,
sistema de calefacción se enciende en forma por ejemplo, no se pueden integrar fácilmente
automática", dice Andersen. También aprecia al sistema, ya que no hablan el mismo lenque su factura de electricidad llegue más baja, guaje digital.
pero espera que este
desarrollo haga que vivir
Las turbinas eólicas, con una potencia
en la isla sea más atracmáxima de 30 megavatios, cubren
tivo. "En el pasado,
casi la mitad de las necesidades
50.000 personas vivieron aquí; ahora sólo hay
eléctricas de Bornholm.
40.000. Si queremos
hacer realidad la visión de una "isla verde" en
Los dispositivos que se adaptan al proyecto
Bornholm - las fuentes de energía renovables, son principalmente aquellos cuyo funcionalos autos eléctricos, y una agricultura respe- miento es flexible. Eso incluye a los sistemas de
tuosa con el medio ambiente - podrían ayudar calefacción, ya que la hora exacta en que la caa hacer de la isla un lugar más atractivo para vi- lefacción está encendida es menos importante
vir. El proyecto EcoGrid es una buena parte de que una agradable temperatura. En el futuro,
esta visión”.
las células solares y los vehículos eléctricos se
Maja Bendtsen no sólo gestiona el proyecto, integrarán al sistema, pero ya el éxito logrado
sino que también participa en él. Ella usa una hasta la fecha es impresionante. "Si utilizamos
aplicación en su teléfono celular para controlar los datos que ya hemos acumulado de las casas
el uso de la energía en su casa. Un gráfico le de pruebas de Siemens para calcular la cantimuestra que la bomba de calor, que es contro- dad de energía utilizada durante los períodos
lada por IBM, acaba de ser encendida. Ya que pico de suministro", dice Per Lund, el Ingeniero
la energía está a bajo costo en el momento y su Jefe de Energinet.dk, "ya podemos concluir que
familia vendrá a casa pronto, como de costum- esta tecnología puede ayudar a los sistema da27
Uso Inteligente de la Energía | Contrato de Desempeño
neses de energía a integrar las fuentes de energía renovables y operar en equilibrio”.
Los resultados provisionales también muestran claramente que la automatización es la
mejor solución. Esto ha sido demostrado por el
comportamiento del grupo de hogares que debía cambiar manualmente sus aparatos o desactivarlos, basándose en los precios de energía
publicados en Internet. Aquellos hogares no redujeron sus facturas de electricidad en absoluto. "Al principio era divertido seguir nuestro
uso de energía a través de Internet", dice el participante del Grupo 2 Niels Erik Rasmussen.
"Pero a largo plazo era ya demasiado esfuerzo."
Østergaard ha construido una réplica de la
sala de control de la compañía eléctrica Østkraft
en su universidad. "En teoría, podríamos intervenir en la red de energía", dice. "Sin embargo,
hemos desactivado estas funciones; sólo queremos recoger mediciones. "Sus proyectos no
incluyen sólo EcoGrid, sino también una red de
cerca de 50 refrigeradores en supermercados.
Cuando la frecuencia de la red disminuye, las
unidades de refrigeración se desconectan automáticamente. Después de que se estabiliza la
frecuencia, las unidades de enfriamiento se activan de nuevo. Alguna o todas las unidades
pueden reaccionar, dependiendo del grado de
fluctuación en la red.
Aprendiendo de Bornholm. Otro proyecto
de investigación apoya la introducción de las
tecnologías de EcoGrid en toda la isla. Hasta el
2012 los ingenieros llevaron a cabo un estudio
llamado "Edison" en la isla, junto con el operador Energienet.dk y Siemens, para investigar
cómo los carros eléctricos y los vehículos híbridos podrían ayudar a almacenar la energía excedente y devolverla a la red. El estudio fue un
éxito, pero aún no se ha implementado. Una
razón de ello es que sólo hay alrededor de 20
vehículos eléctricos en la isla. "Esperamos que
eso cambie. Nuestro objetivo es integrar los vehículos eléctricos dentro de un concepto que
equilibre la red eléctrica ", dice Østergaard.
Siemens también está perfeccionando su
tecnología. En la isla holandesa de Texel, la cooperativa local de energía ha comenzado una
iniciativa con 300 hogares que, igual que EcoGrid, pretende utilizar la energía cuando hay suficiente cantidad disponibles. Se puso en marcha en enero de 2014. Siemens está
suministrando un sistema de gestión de energía
que ayuda a calcular el precio por kilovatio hora
sobre la base de la disponibilidad de electricidad.
Bornholm está dando un ejemplo. "El proyecto
EcoGrid demuestra que cada cliente puede ayudar a equilibrar la oferta y la demanda de energías renovables - sin tener que congelarse o
sudar", dice Arendt.
Hubertus Breuer
28
Gracias a las mejoras en
energía, Vellinge ahorra
seis millones de kWh de
electricidad al año y
emite 2.000 toneladas
menos de CO2.
Secreto en Suecia
Vellinge, un pequeño municipio en Suecia, ahorra dinero al
mismo tiempo que beneficia el medio ambiente. El secreto
de su éxito: una asociación entre el gobierno local y una
empresa global.
La pequeña ciudad de Vellinge se encuentra
en la esquina suroeste de Suecia, sobre una península que se adentra en el mar Báltico. Tiene
playas de arena blanca y frondosas praderas.
El cercano puente de Öresund conecta la capital danesa, Copenhague, con la ciudad sueca
de Malmö. Más allá del puente, las turbinas eólicas giran con el fuerte viento. "Una gran parte
de nuestro municipio se encuentra a pocos
metros sobre el nivel del mar", dice el miembro
del consejo Lars-Ingvar Ljungman. "Por eso
queremos contribuir lo menos posible con el
cambio climático."
El municipio ha llevado este concepto muy
en serio. Desde 2005 sus 33.000 habitantes
han estado invirtiendo en tecnologías "verdes"
que explotan el potencial de ahorro de energía
total de sus instalaciones municipales. El objetivo es ahorrar agua y energía, reducir costos, y
reducir las emisiones de CO2. Vellinge también
quería recuperar las inversiones en tecnología
de punta lo más rápido posible a través de menores costos de energía. Pero para lograr este
objetivo, pronto se hizo evidente que necesitaría un socio poderoso. Vellinge se decidió por
Siemens, y se puso en marcha el experimento.
"Hemos llevado a cabo estudios detallados
de todos los edificios públicos de la ciudad y de
sus sistemas, incluyendo la calefacción, la ventilación y la iluminación", dice Louise Johansson, ingeniero de energía de Siemens Building
Technologies en Malmö. "Luego se hicieron algunas recomendaciones específicas para mejorar la eficiencia energética." Las primeras medidas fueron implementadas gradualmente,
porque Vellinge primero quería saber cómo iba
a evolucionar la asociación. Todas las medidas
fueron financiadas por medio de ofertas de
contratos de desempeño energético con Siemens (ver recuadro), un modelo que permite
que los costos de inversión iniciales sean pagados a través del ahorro de energía, en un período de tiempo predeterminado.
Hasta la fecha, los socios han modernizado
43 edificios con una superficie total de más de
100.000 metros cuadrados, incluyendo edificios administrativos, escuelas, residencias de
ancianos, y piscinas cubiertas. Para ahorrar
energía, los socios aislaron techos y sustituyen
viejas calderas de aceite con bombas de calor.
Las lámparas fluorescentes y los faroles al aire
libre que contenían mercurio, fueron sustituidos por bombillos LED ahorradores de energía.
Los sistemas de iluminación en las escuelas
y en jardines infantiles ahora que se adaptan
automáticamente a la intensidad de la luz del
Pictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Contrato de Desempeño
pectos ha sobrepasado las expectativas. La comunidad también se ahorra unos 500.000 € al
año. Los proyectos actuales se comprometen a
lograr reducciones adicionales de 4.710 MWh,
1.100 toneladas de CO2, y € 470.000 por año.
Los expertos estiman que en doce años a partir
de ahora, incluso la más nueva de las medidas
se habrá pagado sola.
Un sistema de monitoreo de Siemens a varios edificios asegura que el potencial adicional
todavía está siendo descubierto y explotado.
Numerosos puntos de medición en edificios de
la Comunidad ofrecen datos de la oferta de
energía que fluye hacia el Centro Avanzado de
Operaciones de Malmö, a unos 12 kilómetros
de distancia. "A partir de aquí, podemos optimizar remotamente los sistemas", dice Anders
Andersson, quien trabaja en el centro de
Malmö, donde el software de Siemens evalúa
los datos para determinar y mejorar la eficiencia
de los sistemas. "Monitoreamos continuamente
el consumo de energía, los costos y las emisio-
nes de CO2 de manera que los clientes puedan
lograr o incluso superar sus objetivos. Desde
Malmö, también podemos encontrar potencial
de ahorro adicional y decidir si se deben tomar
medidas adicionales ", explica.
En reconocimiento a esta exitosa asociación,
en 2012 Siemens recibió el Premio al Servicio de
Energía, presentado por la Iniciativa Europea de
Servicio de la Energía (EESI), un proyecto financiado por la UE que promueve la contratación de
eficiencia energética a nivel europeo. El secreto
detrás del éxito de la asociación es simple: una
estrecha cooperación a largo plazo en la que ambas partes abordan continuamente oportunidades de optimización energética.
Vellinge está orgulloso de lo que ha logrado.
"Tal vez podamos servir como un modelo a seguir para otras comunidades en Suecia, o incluso en toda Europa", dice el concejal Ljungman. "Aunque empezamos a aplicar estas
medidas con éxito desde el principio, no planeamos detenernos!"
Nicole Elflein
día y según la ocupación de las habitaciones.
Mecanismos de ahorro de agua se instalaron
en los inodoros y grifos de agua.
También se analizaron los sistemas de calefacción, ventilación y de aire acondicionado.
"Hemos reemplazado los viejos sistemas de extracción de aire con sistemas modernos de ventilación que aseguran la recuperación del calor",
explica Johansson. La temperatura en los edificios ahora se regula de forma automática; los
termostatos garantizan que el aire siempre esté
tan caliente como se desee. Los usuarios de los
edificios reciben asesoría sobre la energía en relación con el uso óptimo de la luz, la electricidad y el agua.
Ocho años han pasado desde que se creó la
asociación, pero todavía se están iniciando nuevos proyectos. Como resultado de ello, las medidas de eficiencia energética en 50 edificios
nuevos, incluidas propiedades residenciales y comerciales, están ahora en progreso. La comunidad ahorra alrededor de 6.000 megavatios-hora
(MWh) de energía al año, lo que equivale a una
disminución del 30 por ciento de la demanda
energética, desde que comenzó el proyecto.
Vellinge ahora emite alrededor de 2.000 toneladas de CO2 menos al año - casi tanto como
740 autos en un año de uso - y en algunos asPictures of the Future | Primavera 2014
Fuente: Siemens AG
Inversiones que se pagan por sí mismas
El contrato de ahorro de energía de Siemens para la tecnología de edificios es una combinación de
consultoría, financiación y servicios de instalación. Gracias a esta fórmula, los clientes no tienen que
realizar ninguna inversión inicial; simplemente usan el ahorro de energía para pagar las cuotas. A nivel mundial, Siemens ha modernizado más de 5.200 edificios de esta manera, con más de € 1000
millones en ahorros y más de diez millones de toneladas de reducciones de CO2. Algunos ejemplos
adicionales son: La modernización de los sistemas de ventilación, que están permitiendo que el grupo BMW de Alemania ahorre 5,5 millones de kilovatios-hora de electricidad al año en sus cuatro
plantas en Alemania. Siemens cambió los gabinetes eléctricos, sustituyó ventiladores y accionamientos eléctricos, e instaló nuevos convertidores de frecuencia y cableado. Las medidas fueron financiadas por Siemens Financial Services. El ahorro en los costos de energía resultantes se utiliza
para recuperar la inversión. Del mismo modo, el Hospital Reinhard Nieter en Wilhelmshaven, en Alemania se está beneficiando de una planta de cogeneración de alta eficiencia energética. Siemens
también garantiza reducir las emisiones de CO2 en alrededor de 4.130 toneladas y los costos de
energía en 550.000 € al año. El hospital está utilizando estos ahorros para pagar los costos de financiamiento. Otro ganador es la Clínica Bremerhaven-Reinkenheide, que modernizó su sistema de aire
acondicionado y ventilación, con el fin de aumenAhorros adicionales por
tar la eficiencia energética
Energía/costos operación
aumento en precios energía
de sus edificios.
Los nuevos sistemas de
Ganancia
Porcentaje de Siemens
para
Siemens Building Techno(pagos del contrato) el cliente
logies comenzaron a reduGarantía de Ahorro
cir el uso de energía en la
clínica desde el primer moCostos
Reducción de costos
Previos
por contratos
mento en que entraron en
de rendimiento energético
Tiempo
servicio. La clínica ha dis(años)
minuido sus costos de
Período de
energía
en un 35 por cienTiempo de reducción
Garantía Tiempo en que los ahorros
del impacto ambiental
en costos hacen efecto
to y está usando este excedente para cubrir sus pagos
El contrato de rendimiento energético beneficia el medio
de leasing.
ambiente y los presupuestos.
29
Uso Inteligente de la Energía | Enología
Uso Inteligente de la Energía | Sedes Deportivas
La tecnología de
automatización de Siemens
está ayudando a Jorge
Heireman a dirigir un
negocio de producción de
vino de forma más eficiente.
Degustando el Éxito
Lo antiguo debe dar paso a lo nuevo. Y en
la capital de Brasil, Brasilia, el estadio múltiple
de 40 años Mané Garrincha ha dado paso a un
reemplazo resplandeciente. La construcción del
Estadio Nacional Mané Garrincha - un proyecto
gigantesco construido sobre los cimientos de su
predecesor - comenzó en junio de 2010, con un
tiempo de construcción asignado de sólo dos
años. Por eso, 15.000 trabajadores tuvieron que
ser contratados con el fin de que el segundo
mayor estadio de fútbol de América Latina se
construyera a tiempo.
La arquitectura del nuevo estadio se ve influenciada por los edificios de Oscar Niemeyer,
y sigue a la perfección la tendencia modernista
en la arquitectura brasileña. Con una capacidad
para 71.412 personas, una moderna tecnología
La industria del vino chileno es una ganadora global. Pero
incluso mientras la competencia crece, las soluciones de
automatización de Siemens están ayudando a un productor
a descubrir el sabor del éxito.
Una palmera en el patio puede dar la impresión de un clima cálido, pero en realidad es
un día de mucho frío en agosto. El sol de invierno baña el patio de la bodega Santa Rita
con una pálida luz. Pronto, el sol desaparece
detrás de las montañas cubiertas de nieve.
Aquí abajo, al sur de Santiago de Chile, el
suelo es fértil y los vinos locales son cada vez
más populares en el mercado mundial. "Sólo
que los precios aún no están donde deben estar", dice Jorge Heiremans, el director de operaciones de Santa Rita. "Nuestro producto es
excelente, pero tenemos que prestar atención
a cada peso. Si no lo hacemos, perderemos
rápidamente nuestra competitividad”.
Los factores de costo más importantes para
Santa Rita son los recursos humanos y la energía. Debido a que el auge de la industria del cobre está atrayendo a muchos trabajadores, los
salarios en Chile van en aumento, incluyendo el
área de la elaboración del vino. Los trabajadores
bien calificados son escasos y costosos. Y en
Chile la electricidad no es barata tampoco. En
general, las cuentas de refrigeración son el 80
por ciento de la energía consumida por la industria del vino en Chile. Pero para sorpresa de muchos, Santa Rita se las arregla para hacer casi
todo sin aire acondicionado en sus bodegas.
"Hemos construido muros de adobe", dice Heiremans. "Este material tradicional es un aislante
30
ideal, y mantiene la frescura en el interior. Además, se han programado las puertas para que
se abran automáticamente en la noche y dejen
entrar el aire fresco. "Gracias a esto, la temperatura en las bodegas se mantiene estable en 15
grados Celsius. Pero los recursos humanos siguen siendo el factor de costo más importante.
"Estamos automatizando cada vez más los procesos simples. Una inversión en nueva tecnología a menudo se paga por sí misma después de
un año. Es por eso que estamos pagando más
por soluciones de automatización confiables
para no perder tiempo y dinero por defectos técnicos y similares ", agrega Heiremans. Hace
cinco años, se utilizó un equipo de recolección
en Santa Rita por primera vez. Hoy en día seis
equipos de estos están en funcionamiento. Alrededor de 300.000 botellas viajan a través del
sistema de llenado cada día, guiado de forma
automática con la ayuda de un controlador Simatic, de Siemens. Las cajas de vino se apilan
con la ayuda de un sistema de automatización
de Siemens. "Hoy tenemos menos puestos de
trabajo, pero tenemos empleos de mayor calidad. En otras palabras, contamos con un menor
número de envasadores, pero con más técnicos
electrónicos ", dice Heiremans. "Siendo más eficientes, podemos crecer. Y a largo plazo, también crecerán los puestos de trabajo."
Andreas Kleinschmidt
de seguridad y un mayor nivel de sostenibilidad
hacen de esta estructura un punto de referencia
para Brasilia - una ciudad Patrimonio de la Humanidad y hogar de 2,6 millones de personas.
Nuevas normas para la sostenibilidad se establecieron incluso antes de que comenzara la
construcción. Por ejemplo, trozos de concreto
que quedaron de las actividades de demolición
se reciclaron como parte de los cimientos del estadio. Y durante la construcción, las graderías
del viejo estadio se integraron en el nuevo. El
campo de juego se redujo en cuatro metros, con
el fin de garantizar que los espectadores tuvieran una mejor vista, no sólo durante la Copa del
Mundo y los Juegos Olímpicos - estos últimos se
llevarán a cabo en el año 2016 -, sino también
cuando se utilice como un lugar para conciertos
y otros eventos. Guilherme Mendonça, quien es
responsable de soluciones de infraestructura de
Siemens en Latinoamérica, considera que el
nuevo estadio es un activo para la ciudad de
Brasilia: "Una de las grandes ventajas de este estadio sobre los demás es su variedad de usos; es
adecuado para el fútbol o para conciertos. "
El imponente techo del estadio da la impresión de ser monumental y, sin embargo delicado. Con el apoyo de 288 columnas de acero,
parece flotar sobre el estadio. Pero la naturaleza
especial de este techo se revela en sus detalles.
Estos detalles son los que hicieron que el estadio
Pictures of the Future | Primavera 2014
Tecnologías de Siemens
administran el agua, la
energía, el control de
acceso y los sistemas de
seguridad en el estadio
Mané Garrincha.
Una Estrella entre los Estadios
Los grandes eventos, como la Copa Mundial de la FIFA 2014 en Brasil, son catalizadores para la
inversión en soluciones de infraestructura moderna. Una de estas inversiones, el Estadio Nacional
Mané Garrincha, en la ciudad capital, Brasilia, es el estadio deportivo "más verde" del mundo.
Fuente: www.estadionacionaldebrasilia.com.br, Castro Mello arquitetura esportiva
Mané Garrincha ganara un certificado de sostenibilidad Platinum LEED (Liderazgo en Energía
y Diseño Ambiental). Este es el primer estadio
deportivo en el mundo en ser certificado. La certificación LEED confirma que un edificio cumple
con los más altos estándares de sostenibilidad,
en términos de respeto al medio ambiente y en
conservación de los recursos.
Por ejemplo, más de 10.000 paneles fotovoltaicos en el techo, dispuestos para transformar la luz solar en energía eléctrica, tienen
una capacidad de producción total de 2,5 megavatios. Cuando se opera a plena capacidad
en períodos pico, las celdas pueden proporcionar más del 50 por ciento de las necesidades
energéticas del estadio. Esta inversión tiene un
valor especial en vista de la nueva ley de medición neta de Brasil, porque ha hecho posible
que el estadio pueda activar la red eléctrica
principal o la de su propia energía, generada
de forma independiente, según sea necesario.
Y es más, en condiciones normales simple-
Arquitectura para altos estándares de sostenibilidad
Aire de escape
Celdas Solares
Membrana
Aguas Lluvias Fotovoltaica
Aire de escape
Graderías
Ventilación
natural
Barrera térmica
Aguas Lluvias
Aguas subterráneas
Irrigación de campo
Tanques
Filtro de agua
La mayor parte del agua del estadio es de lluvia, y más de un 50 por ciento de su energía la
obtiene de la luz solar
Pictures of the Future |Primavera 2014
mente puede alimentar su energía solar excedente a la red eléctrica.
El techo de cristal de color marfil, que se proyecta hasta 80 metros por encima, proporciona
una iluminación natural para el campo de
juego, al tiempo que ofrece su sombra del
fuerte sol brasileño. Las lluvias se canalizan a
través de un sistema de drenaje en cinco tanques grandes que se encuentran bajo el estadio.
Los tanques tienen una capacidad total de casi
siete millones de litros.
Una vez recogida, el agua se filtra en el sitio
y después se utiliza para los sistemas sanitarios
de la instalación, así como para el riego del césped. Estas medidas han hecho posible que el estadio pueda cubrir más del 80 por ciento de sus
necesidades de agua. La tecnología de automatización de edificios de Siemens asegura que los
sistemas de energía renovable del estadio y su
sistema de gestión de agua hagan un uso más
eficiente de los recursos.
El techo del Estadio Nacional Mané es también extraordinario, en términos de su revestimiento de la superficie, que se compone de una
membrana fotocatalítica que hace que los contaminantes del aire se condensen. Las superficies de dióxido de titanio recubierto hacen que
los contaminantes como óxidos de nitrógeno,
olores desagradables, y biofilms (algas, hongos,
bacterias) se degraden en compuestos inocuos
31
Uso Inteligente de la Energía | Sedes Deportivas
por el oxígeno y el agua. La materia orgánica en
la superficie se descompone a través de la exposición a los rayos del sol. El resultado es una
reducción de la contaminación del aire. La lluvia
lava las superficies, haciendo que el uso de productos químicos nocivos para el medio ambiente sea prácticamente innecesario.
La fachada está abierta entre el techo y las
gradas, el aire dentro del estadio circula de
forma natural, lo que garantiza que el calor, que
se acumula en las paredes, se vaya hacia arriba.
En una región con un clima tropical, esta es una
idea innovadora. Este enfoque elimina la necesidad de sistemas extensivos de aire acondicionado y ventilación.
Con el fin de garantizar la seguridad de los
aficionados, los empleados y los jugadores, los
operadores del estadio confían en la última tecnología de seguridad. Un sistema de vigilancia
de Siemens utiliza la tecnología de cámara más
avanzada, que incluye algoritmos de procesamiento de imágenes, los cuales identifican peligros potenciales en las graderías. Esto ayuda a
los guardias de seguridad a reaccionar más rápidamente a las amenazas y tomar las medidas
apropiadas. La seguridad y la eficiencia del estadio también se han beneficiado de una serie
de sistemas instalados por Siemens, incluyendo
unos 6.000 detectores de humo y fuego, un sistema vanguardista en TI y sistema de sonido, y
158 torniquetes de control de acceso.
Acceso Flexible. Gracias a una base de datos
que es capaz de reconocer todos los sistemas de
boletos en el mercado – códigos de barras 1D y
2D, Mifare y tarjetas inteligentes – el sistema de
control de acceso de la instalación ofrece el más
alto nivel de seguridad y flexibilidad. Para los
empleados, el acceso protegido por contraseña
hace que puedan entrar en las zonas autorizadas, sin la necesidad de llevar una llave. Por último, todos los sistemas técnicos están conectados a un centro de control único, operado
desde una sola pantalla.
Vicente de Castro Mello, arquitecto y director del proyecto del Estadio Nacional Mané Garrincha, ve el estadio como un modelo para
otras instalaciones deportivas. De hecho, sugiere que en el futuro tal vez se podría hacer
más. ¿Por qué no construir instalaciones deportivas que sirvieran como plantas de energía renovable para los barrios de sus alrededores?
Pero eso es pensar en el futuro. Por ahora, Castro Mello está satisfecho con que el estadio sea
sostenible económica y medioambientalmente.
"Los problemas del cambio climático, los altos
costos de la energía y la escasez de agua están
en todas partes", dice. "Hemos tomado todas
estas cuestiones en cuenta para la construcción
de este estadio."
Maximilian Marquardt
32
Uso Inteligente de la Energía | Barcos Híbridos
Desde buques para instalación de tuberías
hasta barcos de investigación, muchas
actividades marinas se benefician de los
silenciosos, energéticamente eficientes y
adaptables accionamientos eléctricos
diésel de Siemens.
Silencio en el Mar
Noruega tiene una larga tradición en construcción naval.
Ingenieros allí están desarrollando conceptos de accionamientos para la propulsión de buques, que sean energéticamente eficientes y casi tan silenciosos como los de los
submarinos. Los accionamientos híbridos desempeñan un
papel clave en este esfuerzo.
Los vikingos amaban sus naves. Estos marineros navegaban y remaban sus "barcos dragón" todo el camino hacia América del Norte.
Más de mil años después, uno de sus países de
origen, Noruega, sigue siendo uno de los principales constructores de barcos del mundo. De
hecho, cada año la industria de la construcción
naval del país gana alrededor de ocho millones
de euros en ingresos. Siemens es una de las
muchas empresas que cuenta con las habilidades de los diseñadores escandinavos de buques. Uno de ellos es Odd Moen. Desde Trondheim, donde trabaja en ventas para Siemens
Marine & Shipbuilding, Moen supervisa proyectos en todo el mundo. Pero su objetivo es siempre el mismo: adaptar óptimamente el sistema
de accionamiento a cualquier objeto que flote.
El departamento de Moen ya ha equipado
más de 200 barcos con sistemas de propulsión
completos, logrando la eficiencia energética
marítima en el proceso. "Utilizamos sistemas
de propulsión diésel-eléctricos para muchos
barcos", dice.
"En estas instalaciones, las hélices de los
barcos están activadas por motores eléctricos
alimentados por inversores, que obtienen su
energía de los generadores diésel. Esta disposición nos da un control mayor de las hélices,
lo que se traduce en ahorro de combustible”.
Muchas de estas naves deben o bien ser
capaces de maniobrar con precisión en mar
abierto o, bien, mantener posiciones fijas, por
ejemplo para perforar o hacer mantenimiento
en suelo marino. En tales situaciones, la unidad por lo general sólo tiene que entregar un
mínimo de energía a las hélices, con el fin de
mantener la posición de la nave. En comparación con los sistemas de rápida transferencia
de energía, la salida del motor en un sistema
puramente diésel fluctúa, en gran medida.
Como resultado, el motor a menudo no funciona con una eficiencia óptima. Además, estos buques hacen un uso eficiente de la energía contenida en el combustible.
"Con el fin de mantener la posición de una
embarcación en el mar o moverse a velocidades muy bajas, la cantidad de propulsión necesaria a veces es tan mínima que no necesita hacer más que dirigir la dirección de las palas de
la hélice", explica Moen. "La hélice gira a una
Pictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Barcos Híbridos
mecánica producida por el motor diésel a energía eléctrica.
En comparación con los buques exclusivamente diésel, los barcos diésel-eléctricos son
más silenciosos y consumen hasta un tercio
menos de combustible. Siemens ha estado utilizando esta tecnología desde 1996. El Skandi
Marstein, un barco de suministro para plataformas de perforación, fue el primer buque con
una unidad diésel-eléctrica en el Mar del Norte.
"Este barco fue un hito para nosotros", dice
Moen. En una travesía de tres días, el Skandi
Marstein utiliza 35 por ciento menos de energía
que una embarcación diésel”.
velocidad constante. Como resultado, el motor
diésel también lo hace. "Hoy en día, el convertidor de frecuencia, por medio del motor eléctrico, controla la velocidad de rotación de la hélice, directamente. Como resultado, la hélice
puede girar mucho más lentamente.
Esta configuración ahorra combustible, ya
que los motores eléctricos funcionan a alta eficiencia, incluso a bajas velocidades. Un convertidor de frecuencia controla la velocidad de los
motores eléctricos y las hélices.
De acuerdo al tipo de embarcación, un sistema de propulsión diésel eléctrico consiste de
entre cuatro y seis generadores diésel. La demanda de energía de la nave determina cuántos de los generadores necesita. Como resultado, ya que producen sólo la energía que se
necesita y no se acoplan directamente a la velocidad de las hélices, los motores diésel pueden funcionar con un nivel muy alto de eficiencia. En los buques donde la carga en el sistema
de propulsión cambia con frecuencia, los ahorros proporcionados por este tipo de sistema híbrido más que compensan la pérdida de eficiencia, debido a la conversión de la energía
Pictures of the Future |Primavera 2014
conecta Dinamarca y Alemania. El ferry lleva
más de 300 vehículos y 1.000 pasajeros por
viaje. Con 140 metros, tiene un sistema de
propulsión similar al de los barcos de tuberías.
Generadores impulsados por motores diésel
de 17.440 kilovatios producen la electricidad
que impulsa sus motores eléctricos con la
ayuda de los convertidores de frecuencia. En
este caso, Siemens integra una batería con
una capacidad de almacenamiento de alrededor de 2.900 kilovatios-hora en el sistema de
accionamiento. La batería compensa las diferentes necesidades de energía de los motores", dependiendo de si el ferry está en movimiento o atracando. Como resultado, los
motores diésel pueden funcionar de manera
más uniforme y más cerca de su eficiencia óptima. La adición de una batería ha permitido
al ferry ahorrar hasta un 15 por ciento en combustible, mientras ayuda a reducir el desgaste
de los motores diésel.
Para viajes cortos, con escalas largas en
puertos, todos los sistemas de propulsión eléctricos son factibles. Aquí, la energía se extrae
de las baterías, que pueden ser recargadas
mientras el ferry está atracado. El primer ferry
puramente eléctrico entrará en servicio en
2015, transportando automóviles y personas a
través del fiordo noruego (ver Pictures of the
Future, Primavera 2013, p. 110).
Muchos otros tipos de buques también han
sido equipados con la tecnología de acciona-
Naves para Tendido de Tubería. Con los
años, el principio diésel - eléctrico ha cambiado
muy poco. Sin embargo, el uso de tecnología
moderna puede mejorar aún mas la eficiencia
del buque. "La complejidad de un proyecto
crece a medida que la complejidad de los componentes individuales aumenta", explica Moen.
A partir de 2016, exactamente 20 años después de que Skandi Marstein entró en servicio,
se pondrán en marcha cuatro buques de tendido de tuberías con tecnología de accionamiento diésel-eléctrico - el contrato más grande
en la historia de Siemens Marine & Shipbuilding
en Noruega.
"Aunque el Skandi Marstein fue avanzado
para su época, es en realidad más que un camión flotante", observa Moen. "Entrega suministros a una plataforma de perforación
Los barcos diésel-eléctricos usan un tercio
y recoge los desmenos de combustible que los equipados
echos. Pero los nuevos buques de tubecon unidades puramente diésel.
rías tendrán que
operar en condiciones mucho más extremas, mientos de Siemens. Por ejemplo, los buques
mantener sus posiciones exactas en aguas de investigación se benefician, ya que requieprofundas, y proporcionar un montón de ener- ren unidades especialmente tranquilas (casi
gía para soldadura, aislamiento, y colocación tan silenciosas como las que se usan en los
de tuberías. "Hasta 150 metros de largo y con submarinos). Y en el caso de los barcos de
suficiente flotabilidad para llevar una 650 to- pesca, los diseñadores de barcos de Siemens
neladas de tubería, estos barcos son verdade- han sido capaces de aumentar el espacio de
ros leviatanes - y tendrán que mantener sus almacenamiento a bordo en un 40 por ciento.
posiciones, incluso en condiciones muy duras. Dado que los motores diésel ya no tienen que
Cada barco está equipado con seis motores estar directamente conectados con las hélices,
diésel, que proporcionan el suministro eléc- el sistema de accionamiento puede ser instatrico para seis hélices y para el equipo de co- lado con mayor flexibilidad. Como resultado,
locación de tubería.
el espacio disponible puede ser utilizado de
Esta estrategia, junto con el uso de moto- manera más eficaz.
res eléctricos, reducirá el uso de combustible
"Siempre encontramos la solución adey los costos de mantenimiento. De cara al fu- cuada para cada barco," dice Moen. Sin emturo, Moen ve un gran potencial para los ac- bargo, a pesar de la amplia gama de posibilidacionamientos similares a los de los autos híbri- des de diseño, admite que un barco vikingo
dos, que utilizan baterías para compensar las sería un reto formidable. Por supuesto, sería efifluctuaciones de la potencia propulsora. Un ciente y ahorraría combustible, pero ¿quién
ejemplo de este tipo de sistema se encuentra querría remar cuando no hay viento?
en el Prinsesse Benedikte, un ferry híbrido que
Andreas Wenleder
33
Uso Inteligente de la Energía | Producción de Acero
Un horno de arco
eléctrico. Casi todos
los edificios y
vehículos necesitan
acero. A nivel mundial,
más de 1,5 millones de
toneladas son
producidas cada año.
Aprovechando los Fuegos de la Eficiencia
Tecnologías de Siemens están ayudando a reducir la demanda de energía en las fábricas de
acero, tanto en los procesos de reciclaje de chatarra como en los altos hornos. El resultado:
una reducción en la demanda de recursos, en las emisiones y en los costos de operación.
Una tormenta se desata en un poderoso
horno de arco eléctrico. Cada tantos segundos,
hay explosiones ensordecedoras y ruidos siseantes. Una mezcla candente de burbujas en el
horno, como la lava de un volcán. Las llamas,
infernalmente calientes, son alimentadas por el
alto voltaje de los electrodos de grafito, del grosor de tapas de alcantarillas, que se funden con
la chatarra en acero nuevo, a temperaturas superiores a 1.540 grados Celsius. Un horno eléctrico de este tipo a menudo devora más energía
que un pueblo pequeño. Pero la producción de
acero tradicional, que utiliza los minerales de
hierro en los altos hornos convencionales, también es un negocio de alto consumo energético. Operando a temperaturas superiores a
1400 grados Celsius, tales hornos pueden ser
34
fácilmente tan altos como un edificio de gran
altura, usan mineral de hierro, carbón, coque y
agregados para producir arrabio, que se calienta y luego es refinado en acero.
Por lo tanto, no es de extrañar que, además
de los materiales esenciales para los buques,
automóviles, ferrocarriles y puentes, la industria
del acero también produzca una gran cantidad
de dióxido de carbono, debido a su demanda
de energía y de carbón. "Las siderúrgicas representan el 6,7 por ciento de las emisiones globales de dióxido de carbono", dice el Dr. Alexander Fleisch - anderl, director de Tecnología y
Gestión de la Innovación en Steelmaking y ECO
Solutions, de Siemens VAI Metals Technologies
en Linz, Austria. Sin embargo, él no quiere considerar a las acerías como enemigas del medio
ambiente, ya que los productos hechos de
acero también son herramientas indispensables para el ahorro de energía. Ellos son parte
esencial de las turbinas eólicas, de los sistemas
de energía solar y de las turbinas de gas de alta
eficiencia, por ejemplo. Por otra parte, en las últimas décadas los fabricantes de acero han sido
capaces de reducir los insumos de energía y,
por lo tanto, las emisiones de CO2 de forma sustancial. "Hace cincuenta años, se utilizaban alrededor de 30 gigajulios por cada tonelada métrica de producto terminado en Europa; en
1990 fue de 24, y hoy en día es de menos de
18 gigajulios por tonelada métrica de producto
terminado ", dice Fleischanderl. "Hoy en día,
una típica acería, integrada con una capacidad
de producción de cinco millones de toneladas
Pictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Producción de Acero
métricas de producto final, emite aproximadamente ocho millones de toneladas métricas de
dióxido de carbono, eso es un 37 por ciento
menos que en 1960."
Pero existe mucho que mejorar, sobre todo
porque el calor residual permanece en gran
parte sin aprovecharse. "Casi un tercio de la
energía utilizada en la fabricación de acero se
pierde en forma de gas residual en los hornos
de arco eléctrico, que tienen una temperatura
de aproximadamente 1.400 grados Celsius",
dice el Dr. Markus Dorndorf, jefe de investiga-
zación más rápida que los hornos de arco eléctrico convencionales.
Los Residuos de Gas como Recurso. Las
emisiones de los gases de efecto invernadero
también se pueden bajar sustancialmente
cuando el arrabio es producido a partir de mineral de hierro en el alto horno. El potencial de
reducción se inicia con la sinterización. En este
proceso, el mineral de hierro, los combustibles
como el coque o el carbón, y los materiales fundentes se mezclan, se colocan en una rejilla, y
Siemens en Linz también elimina hasta el 99
por ciento de los contaminantes (incluyendo
óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, metales
pesados, y compuestos orgánicos como dioxinas) o los convierte en sustancias inofensivas.
En el sistema MEROS el hidróxido de calcio
y otros materiales, por ejemplo, se utilizan para
convertir el dióxido de azufre en yeso y los metales pesados y las dioxinas siguen atrapadas
en los absorbentes secos, como el HOK o coque activado. Los adsorbentes necesarios son
arrastrados en la corriente de gas residual a
Izquierda: Un nuevo
horno de arco eléctrico
de Siemens utiliza ga-
ses residuales del proceso para calentar la
chatarra antes de fun-
dirla. Esto reduce la demanda de energía en
más del 20 por ciento.
Derecha: Enormes elec-
trodos de grafito calientan la chatarra a 1.540
grados centígrados,
convirtiéndola en acero
nuevo de alta calidad.
ción y desarrollo para la unidad de negocios de
Producción de Acero Eléctrico de Siemens. Pero
si este calor se utiliza para accionar una turbina
de vapor, el diez por ciento del insumo de electricidad puede ser recuperado. Con esto en
mente, Stahlwerk Thüringer GmbH, un productor de acero eléctrico, a unos 60 kilómetros al
sur de Erfurt, eligió a Siemens para diseñar y
suministrar un sistema de recuperación de
energía basado en el uso de tanques de almacenamiento de sales fundidas entre la fuente
de calor y la turbina de vapor, asegurando así
un flujo constante de energía.
Las emisiones de dióxido de carbono también pueden ser drásticamente reducidas si la
chatarra se precalienta con los gases residuales
del proceso - una técnica usada por el nuevo
horno Simetal EAF Quantum, de Siemens. El
primer horno de alto rendimiento de este tipo
se está construyendo actualmente en México
para la empresa siderúrgica TYASA y está previsto que entre en servicio en el primer semestre del 2014. El horno de arco EAF Quantum
utiliza 20 por ciento menos energía que las soluciones convencionales. Pero también ofrece
una amplia gama de beneficios, como una mayor velocidad de proceso, una vida más larga
para los electrodos de fundición, y una amortiPictures of the Future | Primavera 2014
se calientan desde arriba. Como resultado, son alta velocidad. Luego, la mezcla de aditivos y
horneados juntos. "En una planta típica, esto de gas de desecho se rocía con agua para que
produce más de un millón de metros cúbicos se enfríe, a aproximadamente 90 grados Celde gas residual por hora, que contiene monó- sius. "Esto acelera las reacciones químicas dexido de carbono no combustionado completa- seadas", dice Fleischanderl. La materia se semente, entre otras cosas," dice Fleischanderl.
para entonces en partículas, y como aún
Pero con la tecnología Selective Waste Gas contiene aditivos activos, se puede recircular
Recirculation (SWGR), de Siemens, hasta el 50 en la corriente de gas residual varias veces. Siepor ciento de los gases residuales se pueden ali- mens ya ha construido plantas MEROS en Ausmentar de nuevo al proceso de sinterización. El tria y China, y hay órdenes de una en Turquía y
monóxido de carbono puede funcionar enton- cuatro en Italia.
ces como combustible una vez más, lo que reEl siguiente paso, en el cual los materiales
duce la demanda de coque y las emisiones de de sinterización del hierro y de otros materiales
dióxido de carbono
en aproximadamente
La tecnología de purificación MEROS
un diez por ciento. Un
elimina el 99 por ciento de los
menor volumen de
contaminantes de los gases residuales
gases residuales resulta en menores cosde las acerías.
tos para la purificación de gases residuales. Durante algunos años, se funden en lingotes de hierro en un alto
la tecnología SWGR ha dado excelentes resul- horno para producir acero, también produce
tados a la planta de sinterización voestalpine, gases residuales, y sería una pena que simpleproductor de acero en Linz, Austria, entre otros. mente se desecharan. Después de todo, estos
Por otra parte, junto con la tecnología de puri- gases combustibles del proceso contienen
ficación de residuos de gas de Siemens, ME- grandes cantidades de monóxido de carbono.
ROS, la cual hizo ganar a Fleischanderl el pre- Hoy, por lo general se entregan a las plantas
mio al "Inventor del Año 2013", la planta de eléctricas de gas, donde son convertidos en
35
Uso Inteligente de la Energía | Producción de Acero
electricidad a una tasa de eficiencia de menos
del 40 por ciento. Sin embargo, la tasa de utilización de estos gases de desecho se puede aumentar aún más. "Con biofermentación, las
bacterias se pueden utilizar para convertir el
monóxido de carbono en etanol y otros productos químicos industriales valiosos," dice Fleischanderl. Con esto en mente, Siemens está trabajando con Lanza-Tech, una empresa de
fermentación de gas estadounidense. La producción de bioetanol a partir de gases de procesos combustibles tiene un índice de eficiencia
de más del 60 por ciento y no compite con el
cultivo de plantas. Un sistema de prueba ya
está en marcha y funcionando en China.
cada año. En los procesos convencionales,
cuando cruje a aproximadamente 1.500 grados centígrados-, la escoria se separa y se
vierte en un tanque de agua fría. Esto da como
resultado la formación de un material granular
que va principalmente a la producción de cemento. Pero con un nuevo proceso de Siemens, la escoria se puede granular mientras
seca, por lo que es posible capturar grandes
cantidades de su calor. "En este proceso de
granulación, la escoria se enfría con aire. Se
pone sobre una placa giratoria y se segrega y
granula sólo con la fuerza centrífuga", dice
Fleischanderl.
Durante este proceso, el aire de refrigeración se calienta hasta aproximadamente 600 grados
Los gases residuales del proceso se
Celsius. Si el aire se alipueden reutilizar de muchas
menta a través de un intermaneras - para generar energía o
cambiador de calor, su
energía térmica se puede
como combustible, por ejemplo.
utilizar para generar vapor,
que se puede usar como fuente de calor direcDe Escoria a Cemento. Incluso la escoria, un tamente o convertirse en electricidad. Por cada
subproducto de la producción del alto horno, tonelada de escoria de alto horno, a unos 1,5
tiene mucho potencial que todavía puede ser gigajulios de energía, un poco más de 400 kiaprovechado. A nivel mundial, se generan lovatios-hora se pueden recuperar de esta macerca de 400 millones de toneladas métricas nera. En el caso de un alto horno, esto repre36
sentaría una capacidad de generación eléctrica
de entre 10 y 30 megavatios, dependiendo del
tamaño del horno.
Esto obvia el costoso proceso de refrigeración y las costosas torres de enfriamiento. Es
más, el material granulado no tiene que ser secado. Esto ahorra otros 130 kilovatios-hora de
energía, por lo menos, por cada tonelada de escoria. En vista de estas ventajas, Siemens planea ahora construir un sistema de prueba junto
con voestalpine, fabricante de acero en Linz.
El arrabio del alto horno se combina con la
chatarra, con el otro material fundente y con el
oxígeno en unos convertidores - enormes recipientes parecidos a tanques de sopa -, para
convertirse en el acero deseado. Para este proceso, los ingenieros de Siemens también han
desarrollado una tecnología de ahorro de energía, que incluso hace la producción de acero
más flexible.
Con Jet Process, un conversor tiene capacidad no sólo de arrabio, sino también de manejar y controlar mayores cantidades de chatarra, de forma más eficiente que antes. En
este proceso, el carbón, el oxígeno y la cal se
introducen en el arrabio fundido a través de
toberas de fondo (inyectores), mientras que
el aire enriquecido con oxígeno a aproximaPictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Producción de Acero
damente 1300 grados centígrados es alimentado desde arriba. "Este proceso mezcla todo
junto mucho mejor que en los convertidores
convencionales, dando como resultado la
conversión óptima de carbón en dióxido de
carbono", dice el Dr. Gerald Wimmer de Siemens VAI Metals Technologies en Linz, uno de
los desarrolladores del proceso. Además, el
calor liberado durante la conversión vuelve a
entrar en el baño de acero fundido, en lugar
de desaparecer con el gas residual.
Top 10 de Países Productores
de Acero en el mundo
Producción de acero por empresa
(en millones de toneladas métricas por año)
1
ArcelorMittal (Luxemburgo)
3
Hebei Group (China)
2
4
5
6
7
8
9
10
93.6
Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation (Japón)
47.9
Baosteel Group (China)
42.7
42.8
Posco (Corea del Sur)
39.9
Shagang Group (China)
32.3
JFE Group (Japón)
30.4
Wuhan Group (China)
Shougang Group (China)
Ansteel Group (China)
Pictures of the Future | Primavera 2014
36.4
31.4
30.2
Fuente: Asociación Mundial del Acero, World Steel in Figures 2013
Top 10 de Productores de Acero en el mundo
Cifras del 2012 (en millones de toneladas métricas)
69.1
33.0
34.5
35.9
70.4
77.6
≈
716.5
88.7
107.2
42.7
Ucrania Brasil Turquía Alemania Corea Rusia
del Sur
India EE.UU. Japón China
37
Fuente: Asociación Mundial del Acero, World Steel in Figures 2013
Izquierda: La chatarra de acero se funde en
hornos especiales. Arriba: la producción de la
hoja de metal basada en ESP es
particularmente efectiva. Abajo: El experto en
acero e inventor, el Dr. Alexander Fleischanderl.
Del Horno a La Hoja Laminada. Durante al- ciento. Un ejemplo, dice Fleischanderl, es
gunos años, Siemens ha tenido a mano una Precon, una solución de automatización que
técnica de ahorro de energía muy eficaz para optimiza la alimentación de corriente a los
el procesamiento de acero recién fundido para precipitadores electrostáticos, utilizados para
convertirlo, por ejemplo, en forma de láminas. la purificación del gas del convertidor. "Si la
Se llama Arvedi ESP (Endless Strip Production). industria del acero utilizara todas las tecnoDe hecho, la demanda de energía asociada se logías de Siemens actualmente disponibles
puede reducir hasta en un 45 por ciento. Esto para el ahorro de energía y de materias prireduce las emisiones de dióxido de carbono mas, para reducir al mínimo las emisiones de
hasta en un 39 por ciento, y los costos de pro- CO2, se estaría haciendo prácticamente todo
ceso en un 37 por ciento, en comparación con lo que tiene sentido económicamente y físilas plantas convencionales. Además, con la camente posible", dice.
Un salto cuántico más allá de esto es posiproducción de tira sin fin, (ESP) no hay material
de desecho resultante por cortar la tira. Esta ble, según él, sólo con el cambio a energías retecnología de Siemens, que está actualmente novables. Por ejemplo, la demanda de energía
en uso en una
planta de acero en
En el futuro, el hidrógeno y la energía
Cremona, Italia, en
generada a partir del viento y el sol
breve también espodrían jugar un papel importante en la
tará funcionando
en dos instalaciofabricación del acero.
nes en China para
de los hornos de arco eléctrico podría satisfael 2015.
Por último, pero no menos importante, los cerse con electricidad a partir del viento o con
sistemas de automatización pueden ahorrar plantas de energía solar. Además, el hidrógeno
una gran cantidad de energía a través de todo producido de fuentes renovables podría reemel proceso de fabricación del acero. "Durante la plazar a una gran cantidad de carbón y coque
década anterior, la atención se centró en pro- en la producción de arrabio.
Así como estos materiales, el hidrógeno es
ducir más y más rápido. Ahora, sin embargo,
hay un exceso de capacidad considerable, y los a la vez un combustible y una substancia quíniveles de utilización de la acería son a menudo mica reductora, que puede extraer el oxígeno
sólo del 70 al 80 por ciento ", dice Fleischanderl. del óxido de hierro en el mineral. En tal caso,
La tecnología ofrecida por Siemens bajo la en lugar de dióxido de carbono, lo único que
marca "Green Button" a múltiples sectores de la saldría de las chimeneas de las fábricas de acero
industria, optimiza el uso de energía de los pro- sería el vapor del agua. Por supuesto, habría pricesos industriales sea cual sea su índice de uso. mero que disponer de una cantidad suficiente
Por ejemplo, las bombas y ventiladores de hidrógeno. Pero ese podría ser el caso en
para equipos de eliminación de polvo pueden unas pocas décadas a partir de ahora, de
ser estrangulados o apagados cuando no son acuerdo con Fleischanderl. Y él cree que la
necesarios, de forma automática. Pruebas de transformación de los procesos en acerías no
campo iniciales han demostrado que este sería un gran problema. "Ya estamos bien pretipo de medidas pueden reducir la demanda parados para eso", añade.
Andrea Hoferichter
de energía asociada hasta en un 40 por
Uso Inteligente de la Energía | Optimización de Movimiento
El Ballet de los Robots
Una fábrica de automóviles
puede consumir tanta
energía por año como una
ciudad de tamaño
mediano. Los robots son
particularmente
hambrientos de energía.
Movimientos optimizados
pueden reducir su
demanda de energía hasta
en un 50 por ciento
(frente).
Los robots en la industria automotriz consumen más de la mitad de la energía total requerida
para producir la carrocería de los vehículos. Siemens se ha asociado con Volkswagen y la
Sociedad Fraunhofer para desarrollar algoritmos de optimización de movimiento, que reducen
sustancialmente la demanda de energía de los robots.
Un brazo robot enorme levanta sin esfuerzo la puerta de un auto y la instala en la
carrocería del vehículo, con una precisión milimétrica. Otros brazos se acercan rápidamente, separándose entre sí por unos pocos
centímetros. Las chispas vuelan mientras los
robots sueldan bisagras de la puerta al marco.
Una vez finalizada esta tarea, los brazos se retiran tan rápido como aparecieron y la carrocería del vehículo rueda a la siguiente estación de ensamblaje. Como un grupo de ballet
bien entrenado, miles de robots industriales
pueden trabajar en una fábrica durante todo
el día. A diferencia de los bailarines, sin embargo, los robots no necesitan tomar ningún
descanso. Por otra parte, su apetito por la
energía es insaciable.
Una fábrica de automóviles con una producción diaria de 1.000 vehículos puede consumir
fácilmente varios cientos de gigavatios-hora de
electricidad por año - tanto como una ciudad de
tamaño medio.
38
Alrededor de dos tercios de la demanda de
energía industrial se adjudica a los motores eléctricos que impulsan las cintas transportadoras,
la maquinaria y las bombas, o que operan articulaciones robóticas. Hoy en día, los robots industriales que ensamblan carrocerías de vehículos aún tienen un largo camino por recorrer, en
términos del potencial de ahorro energético en
sus sistemas de control.
Para saber qué se puede hacer al respecto,
Volkswagen, Siemens, y la Sociedad Fraunhofer
han emprendido un proyecto de investigación
de tres años que está estudiando los movimientos de los robots de producción. Llamado Innovation Alliance Green Carbody Technologies (InnoCaT), el proyecto está diseñado para utilizar
soluciones de software eficientes y optimizar el
proceso de producción, de tal manera que consuma mucha menos energía.
Hasta la fecha, las trayectorias de movimiento de los robots en la línea de producción
en general, se han programado de forma ma-
nual. Obstáculos encontrados por los robots
mientras se mueven alrededor, y errores en la
fijación de las alturas de la instalación son factores típicos que elevan la demanda de energía.
Sin embargo, la mayoría de los procesos consumidores de energía son las desaceleraciones y
aceleraciones frecuentes que se producen cada
vez que un robot cambia de dirección.
"Hoy en día, casi ningún robot industrial ha
optimizado los movimientos", dice Matthias Frische, Integration Manager en Siemens Industry
y cabeza de un subproyecto de InnoCaT. "Pero
los movimientos bruscos crean picos en el consumo de energía y esfuerzos mecánicos." En
vista de esto, un resultado importante de la investigación de Frische es un modelo de simulación que computa las curvas optimizadas, sin
cambios bruscos de dirección.
Lo destacable de este modelo es que no requiere la sustitución de los robots, ya que sólo
mejora sus movimientos. "Se podría comparar
con asistir a clases de ballet", dice Frische. "DesPictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Optimización de Movimiento
pués de un tiempo, usted aprenderá a moverse
con más gracia y de forma más eficiente, a pesar
de que todavía tenga el mismo cuerpo."
Para desarrollar algoritmos de optimización
de movimiento, el equipo del proyecto puso un
robot típico de la industria automotriz en un laboratorio y analizó la cantidad de energía que
necesitaba para realizar diversas tareas. Los resultados fueron traducidos a un modelo de simulación. Los científicos ajustaron varios parámetros después de cada medición para
determinar gradualmente qué ajustes tenían el
mayor potencial de ahorro energético.
"Cuando los seres humanos llevan objetos
pesados, intuitivamente se aseguran de que
sus movimientos sean tan ergonómicos como
Reducción
de la demanda
de energía
sea posible. Del mismo modo, el modelo de simulación cinético optimizado, calcula rutas de
movimiento con ahorro de energía para los robots ", explica Frische. "Estos trayectos se pueden comparar con la trayectoria de un auto de
carreras a lo largo de una curva." El equipo del
proyecto se mostró gratamente sorprendido
por los resultados de laboratorio, que mostraron que las trayectorias optimizadas resultaron
en ahorros potenciales de energía del 10 a 50
por ciento. "Al realizar la transición de movimientos bruscos a movimientos panorámicos,
la tensión mecánica de los robots se reduce, lo
que disminuye el mantenimiento y el tiempo
de inactividad", añade Frische.
Los prometedores resultados del equipo de
laboratorio están siendo analizados para determinar si pueden ser transferidos a las operaciones en la vida real. Debido a que las estaciones
de montaje a lo largo de una línea de producción tienen que encajar tan perfectamente
como engranajes, los movimientos rediseñados
de los robots deben ser tan rápidos como sus
abruptos predecesores, y los tiempos del ciclo
de producción deben ser igualmente precisos.
Durante la primera etapa de su trabajo, los
investigadores reprogramaron manualmente
las rutas de movimiento de los robots que se
utilizaban en la fabricación de carrocerías. Las
trayectorias se basaron en curvas ideales calculadas en la simulación. Las mediciones resultantes mostraron que el ahorro de energía
Pictures of the Future | Primavera 2014
podría ser tan alto como 50 por ciento, incluso en condiciones de producción en la vida
real. En una segunda fase a principios de
2014, los ingenieros probaron y mejoraron un
módulo de software que optimiza automáticamente la demanda de energía asociada a
movimientos específicos.
Los programadores primero especificaron las
posiciones a las que un robot tendría que llegar,
como una serie de puntos de soldadura. En
cuestión de segundos, el software puede calcular el mayor número de trayectorias de bajo consumo entre dichos puntos. El software también
garantiza que los brazos robóticos mantengan
una distancia mínima entre sí. No es una tarea
fácil, ya que los brazos deben moverse rápida-
mente a través de complejas secuencias de posiciones. El software necesita sólo unos segundos para hacer todos los cálculos.
En comparación, se necesitarían varios días
para optimizar el recorrido de movimiento de
cada robot manualmente. Debido a que las
plantas de ensamblaje de automóviles suelen
tener miles de robots, el esfuerzo necesario
para realizar esta tarea de forma manual sería
demasiado alto. Para Frische, los beneficios
son evidentes: "Nuestro software por primera
vez permitirá optimizar de forma automática la
eficiencia energética de las trayectorias de movimientos, y por lo tanto, de una forma rentable", dice.
Stefan Schröder
Robots y Máquinas Herramientas:
Fusión de Mentes
La producción es cada vez más automatizada. Como resultado, los productores están encontrando nuevas maneras de utilizar los recursos de manera más eficiente, al tiempo que mejoran la flexibilidad de sus procesos. Una condición importante para este desarrollo es la operación precisa y coordinada de la maquinaria de producción con el enfoque de cómo los robots y
las máquinas herramientas interactúan. Es por eso que Siemens y KUKA, uno de los principales
proveedores del mundo de robótica y del sector de producción de maquinaria, están trabajando juntos para combinar los sistemas de control de los robots y las máquinas herramientas.
Las máquinas herramientas de última tecnología son una inversión importante para una empresa. Por lo tanto, tiene sentido maximizar su utilización y eficiencia. En el pasado, los robots
industriales que insertaban piezas de trabajo en las máquinas y las sacaban de nuevo después
de haber sido procesadas, eran programados por medio de sus propias unidades de control.
Ahora, sin embargo, tales robots pueden ser programados directamente a través de una interfaz de usuario de una máquina herramienta. Esto hace que sea posible coordinar mejor las etapas de procesamiento de las máquinas, al tiempo que reduce considerablemente el esfuerzo
necesario para programar los robots asociados.
Otro objetivo es mejorar aún más la interacción entre robots y máquinas herramientas en el
procesamiento de las piezas de trabajo. En el futuro, se requerirá de robots para asumir tareas
simples, tales como trituración y molienda, especialmente cuando se trabajen nuevos materiales. Máquinas herramientas serán utilizadas específicamente para las etapas de producción
que requieran una gran cantidad de fuerza o precisión.
Debido a su amplio alcance y ejes de movimiento flexibles, los robots pueden trabajar en partes que son complejas o muy grandes. Por ejemplo, podrían sustituir
equipos costosos, especialmente diseñados para el procesamiento de
las palas del rotor o partes del ala de
un avión. En estos casos, los sistemas serían controlados por medio
de una interfaz de usuario compartida. Todo esto va a mejorar la coordinación entre las máquinas a lo largo
de todo su ciclo de vida - desde el diseño hasta la fase de simulación de
fabricación, y en las fases de ingeniería y talleres.
39
Uso Inteligente de la Energía | Estrategias Industriales
La gestión de energía de
última tecnología, y las tecnologías de recuperación
de calor y de automatización industrial de los tipos
utilizados en f | glass, reducen la demanda de energía
en aproximadamente una
quinta parte.
El Plus de la Eficiencia Energética
La capacidad de utilizar todas las formas de energía de manera eficiente se está convirtiendo en una
ventaja competitiva crucial para las empresas y todas las economías. Los últimos sistemas de control
de automatización y administración de uso predictivo, no sólo juegan un papel clave en esta área,
además pronto llegarán a pagarse por sí solos.
En Gardena Manufacturing, cerca de la antigua ciudad de Ulm, en el sur de Alemania, el
trabajo avanza a buen ritmo, y en un ambiente
de alta presión - literalmente. Cada año, las máquinas de inyección modelo 93 convierten
9.400 toneladas de plástico en 500 millones de
piezas como mangos para tijeras de podar y
mangos para cortadoras de césped. El trabajo
continúa siete días de la semana, de lunes a
viernes, a pleno rendimiento en tres turnos,
mientras que los fines de semana son un poco
más lentos, con menos máquinas y con trabajadores de turno.
Es un patrón claro, y la demanda de energía
en la planta sigue la misma rutina. En un día laboral normal, Gardena Manufacturing, una empresa del Grupo Husqvarna, utiliza un promedio
de entre 2 y 2,3 megavatios (MW). Los sábados
y domingos la demanda de energía se reduce
a uno o dos megavatios, dependiendo de la
carga de trabajo.
Este patrón, que se repite regularmente,
es algo a lo que la compañía eléctrica se ha
40
ajustado. Sabe cómo la demanda cambiará en
el transcurso de la semana y puede planificar
su producción, en consecuencia. Este patrón
se refleja en su contrato de suministro con
Gardena Manufacturing. Por un lado, la empresa debe pagar por la energía eléctrica que
utiliza, al igual que cualquier hogar privado.
Por otro lado, la compañía de energía garantiza que Gardena cuente con hasta 2,68 megavatios de energía.
Pero superar esta cantidad, incluso en una
sola ocasión, sería muy costoso para la planta.
"La empresa de energía determina nuestro consumo de energía promedio, en intervalos de
quince minutos", explica Jürgen Rock, que comparte la responsabilidad de la automatización y
administración de uso de energía en Gardena
Manufacturing. "Si estamos en el valor máximo
acordado en el contrato, incluso durante un
solo intervalo, nos cuesta mucho dinero, porque entonces la compañía eléctrica aumenta el
valor máximo garantizado para el resto del año,
y por supuesto, tenemos que pagar por eso."
Hace unos años sucedió. Cuando las máquinas de Gardena se pusieron en marcha después
de Pascua, la demanda de energía de repente
se elevó a 3,2 megavatios por un período corto,
ya que las máquinas requirieron una gran cantidad de energía para ponerse en marcha al unísono. Gardena quería evitar que esto volviera a
suceder. Como resultado, la compañía decidió
utilizar la última tecnología de gestión de energía. En la primavera de 2010, los ingenieros instalaron nueve dispositivos de medición y control SENTRON PAC 3200 de Siemens, en los
transformadores de la planta.
Los dispositivos miden la tensión y la potencia actual. Estas mediciones alimentan a un controlador Simatic S7-400, el cual hace un pronóstico de la demanda de energía para el intervalo
actual de 15 minutos. El objetivo aquí es claro:
la demanda de energía promedio no debe superar nunca el límite de 2,68 megavatios.
Röck, un técnico electricista, puede observar
el estado actual de la planta en cualquier momento. Todo lo que tiene que hacer es un clic
Pictures of the Future | Primavera 2014
Uso Inteligente de la Energía | Estrategias Industriales
en la aplicación de Siemens Simatic WinCC Powerrate en su computadora de escritorio. "Una
zona verde me muestra la cantidad de energía
eléctrica que ya hemos usado", dice. "Una línea
naranja muestra la previsión para el resto del
intervalo de 15 minutos. Como resultado, vemos de inmediato si estamos en peligro de pasar por encima de la máxima”.
Pero si la planta se acerca demasiado a su
límite, el sistema responde automáticamente.
El controlador escala gradualmente el consumo de energía hasta que las cosas vuelven
a la normalidad.
Evitar Picos. La gestión de la demanda de
energía es un tema candente en la industria,
debido a que los picos de carga en la producción pueden ser astronómicamente costosos.
Pero en el futuro, las empresas no sólo tienen
la capacidad de evitar los valores extremos - picos de demanda - también serán capaces de
utilizar la gestión inteligente para ahorrar
energía, precisamente cuando haya un exceso de oferta en la red.
"Si usted cambia los procesos que consumen mucha energía a períodos en que hay
una fuente de alimentación abundante y un
tal como el calor residual. Mediante el aumento de la eficiencia de esta manera, las
empresas no sólo ayudan a reducir los gases
de efecto invernadero y a proteger el medio
ambiente. También pueden ayudar a garantizar su propio bienestar, ya que en tiempos
de crecientes precios de la energía, la máxima eficiencia energética puede decidir rápidamente el destino de una empresa en el
mercado global.
Esto es particularmente cierto en Alemania, país en proceso de transición hacia un
suministro energético más sostenible. "Las
Muchas empresas ya tienen procesos de
producción eficientes y que ahorran energía
— pero hay un gran potencial sin explotar.
El sistema de control ha demostrado ser
muy eficaz. Desde que se instaló, la demanda
de energía nunca ha superado el máximo estipulado. "Puesto que ya utilizamos una gran
cantidad de equipos de Siemens, la instalación
del sistema de administración de uso no cuesta
mucho. Por ejemplo, hemos sido capaces de
utilizar el sistema de comunicación S7 existente
para la transferencia de datos entre los controladores de Siemens ", dice Röck. "Gracias a la reducción de los picos de carga, el sistema de administración de uso va a pagarse por sí mismo,
dentro de un año."
Y Gardena Manufacturing planea expandir
aún más su monitoreo de energía. En un futuro
próximo, por ejemplo, Röck podrá utilizar Win
CC para realizar un seguimiento de cómo los
sistemas de aire comprimido y de calefacción
están funcionando. A pesar de que no podrá influir en la demanda de energía directamente,
las lecturas le proporcionarán pistas valiosas en
cuanto a posibles fugas en tuberías o bombas,
que podrían drenar la energía de la planta.
Pictures of the Future | Primavera 2014
precio bajo, usted
puede ofrecer servicios adicionales que
estabilicen la red",
dice el Dr. Frank
Büchner, director de
operaciones
para
Alemania del sector
Energy de Siemens.
"Las empresas que
puedan hacer esto
también se benefician de los precios
más bajos de energía
y se vuelven menos
dependientes de la
situación actual de los suministros - y pueden
hacer una importante contribución al éxito
de la transición a una política energética sostenible", añade.
Además de la gestión de energía, las empresas están invirtiendo cada vez más en medidas de eficiencia energética, y sus esfuerzos están dando sus frutos. La Oficina Federal
Alemana de Estadística calcula que la productividad de la energía en Alemania se elevó en
un 46 por ciento entre 1990 y 2012. Como
resultado, una empresa promedio que opera
en Alemania hoy usa una cantidad de energía
sustancialmente menor para la fabricación de
los productos o servicios de suministro. La
meta del gobierno federal alemán es alcanzar
el doble de la tasa de productividad de la
energía de los años 90, para el año 2020.
Los sistemas de monitoreo juegan un papel importante en la consecución de este objetivo, porque revelan las áreas donde se está
desperdiciando energía. Factores cruciales
son el uso de componentes y sistemas eficientes para reciclar la energía no utilizada,
empresas alemanas pagan hoy hasta un 24
por ciento más de energía que la media de la
UE, y hasta tres veces más que las empresas
en los EE.UU.", dice Rudolf Martin Siegers,
CEO de Siemens Deutschland. "Las inversiones en eficiencia energética son todo, menos
unos costos adicionales - por el contrario,
pueden hacer posible que una empresa
pueda sobrevivir."
Sin embargo, hay un potencial inmenso
sin explotar en esta área. De acuerdo con el
Índice de Eficiencia Energética de la Industria
Alemana, publicado por primera vez en diciembre de 2013 por el Instituto para el Uso
Eficiente de la Energía en la Producción (EEP)
de la Universidad de Stuttgart, la Federación
de la Industria Alemana (BDI), la Agencia Alemana de Energía (dena) y TÜV Rheinland – las
empresas todavía invierten muy poco en eficiencia energética, a pesar de que estas inversiones son altamente rentables.
Los investigadores encuestaron a 80 empresas industriales de los sectores de producción de maquinaria, metales, plásticos y vidrio.
"Alrededor de dos tercios tienen la intención
de asignar menos del cinco por ciento de sus
inversiones al campo de la eficiencia energética", informa Robert Kasprowicz de EEP. "Y
sólo el nueve por ciento planea destinar más
del 20 por ciento de sus recursos de inversión
en esta área."
La razón de este rechazo es que muchas
empresas requieren un retorno de inversión del
100 por ciento en 30 a 36 meses y no están
dispuestas a comprometer capital por períodos
más largos, aunque un examen del costo total
de propiedad muestra que estas inversiones
valen la pena en la mayoría de los casos. Kasprowicz resume los resultados del estudio diciendo que "todo el mundo habla de mejorar
41
Uso Inteligente de la Energía | Estrategias Industriales
Las inversiones en eficiencia energética están dando sus frutos en pocos años en docenas de instalaciones de Siemens, como en un centro de equipos
médicos (a la derecha).
la eficiencia energética, pero no se invierte lo
suficiente en ella".
Después de su primer estudio a finales de
2013, los institutos participantes tienen la intención de publicar una nueva encuesta cada
seis meses y utilizar los resultados para calcular
un índice de eficiencia energética que describa
las condiciones y tendencias en el ámbito de la
eficiencia energética actual, basándose en el índice de clima empresarial calculado por el Instituto Ifo de Investigación Económica.
Sylvia Wahren del Instituto Fraunhofer de
Técnica de Producción y Automatización (IPA)
ve mucho terreno por mejorar. Como experta
en eficiencia, que asesora a empresas en pro-
nación eficientes, pero dudan en aplicar tecnologías de turbinas de vapor o Ciclos Rankine
para generar energía eléctrica a partir de la pérdida de calor.
Sin embargo, este último es también una
opción, como lo muestra la empresa f | glass
GmbH en Osterweddingen, Alemania. Cada
día, hasta 700 toneladas de vidrio para usos especiales salen de la planta de producción de la
compañía, cerca de Magdeburgo, algunas de
ellas destinadas a la industria solar. La empresa
cuenta con una de las plantas de producción
más modernas del mundo para fabricación de
vidrio - y una de las más eficientes energéticamente. Con un sistema completamente automático de producción,
una gestión de
La demanda de energía industrial
energía de última
podría reducirse en un doce por ciento
tecnología, y la recual explotar el calor residual.
peración inteligente
del calor, la producyectos específicos, Wahren dice que, "Se habla ción de vidrio de la planta consume aproximamucho de la eficiencia energética, pero el men- damente un 20 por ciento menos energía que
saje no ha llegado completamente a la mayoría empresas similares.
de las empresas. Por ejemplo, la recuperación
Para lograr este nivel de eficiencia, más de
del calor residual de más de 140 grados centí- 3.000 puntos de medición, a lo largo de los casi
grados provocaría una enorme cantidad - 320 700 metros de longitud de la línea de producpetajoules - de calor que podría ser objeto de ción, suministran datos de la planta a un sisuso. Esto representa aproximadamente el doce tema de control de proceso SIMATIC PCS 7, lo
por ciento del consumo de energía industrial en que garantiza un funcionamiento ininterrumAlemania. "Como ella lo ve, muchas empresas pido durante todo el día, los 365 días del año.
adoptan medidas de bajo costo que muestran La tecnología de eficiencia energética en la
resultados rápidos, como los sistemas de ilumi- planta incluye una turbina de vapor Siemens
Las medidas de eficiencia han reducido los costos de energía en € 270,000 por año en la planta
de turbinas de Siemens en Berlín.
42
con una potencia máxima de 3,2 MW, que convierte una gran parte del calor residual (500
grados centígrados), a partir de los hornos de
fusión, en energía eléctrica. La turbina por sí
sola genera aproximadamente una cuarta parte
de la energía necesaria para la fabricación de
vidrio de la planta.
Factores Clave para la Competitividad. El
sistema de control de procesos de la planta
también asegura una gestión óptima de la
energía. Reduce kilovatios hora al mínimo, gracias a los accionamientos de bajo consumo con
control de frecuencia, suministrados por Siemens. La eficiencia energética y sus ahorros de
costos asociados son, pues, un factor que
ayuda a f | glass a sobrevivir en el mercado global. Soluciones de este tipo pueden ser particularmente beneficiosas para la industria del vidrio. Al igual que la fabricación de cemento, la
producción de productos químicos básicos y la
fabricación de metales, la producción de vidrio
es una de las industrias de energía intensiva
que, en conjunto, son responsables de aproximadamente el doce por ciento de la demanda
total de energía en Alemania.
Los expertos de la EEP estiman que estas industrias podrían reducir su demanda de energía
hasta en un 14 por ciento para el año 2035, si
trataran de aplicar la ingeniería de procesos de
avanzada tecnología. Su estudio indica que los
productores de plásticos y de vidrio están dispuestos a hacerlo. Las empresas de estos campos tienen previsto aumentar las inversiones en
una mejor eficiencia energética. "La eficiencia
energética está desempeñando un papel cada
vez más importante para estas empresas", observa Siegers. "Ellos han reconocido que la
energía y la eficiencia de los recursos son factores clave para su competitividad."
Edificios que albergan instalaciones de producción también pueden hacer una contribución a la eficiencia, como Siemens está demostrando en sus plantas de fabricación. En 2005,
la compañía puso en marcha su Programa de
Pictures of the Future | Primavera 2014
En Resumen
Uso Inteligente de la Energía
Eficiencia Energética, que consta de cinco fases
- inicia con Energy Health Checks, seguido de
un análisis del uso de la energía y su potencial,
y termina con la ejecución y el seguimiento de
las mejoras que se han puesto en marcha.
"Estas van desde la compra optimizada de
energía hasta una mejor infraestructura, operaciones de producción más eficientes, y cambios en el comportamiento de los trabajadores
de la planta", dice Peter Marburger, quien supervisa el proyecto en Siemens Building Technologies. "Hasta ahora, hemos llevado a cabo
controles de Energy Health Checks en unos 100
lugares, y ya hemos puesto en marcha medidas
para mejorar la eficiencia energética en 26
plantas más. Esta fue una razón por la cual Siemens fue capaz de alcanzar su propio objetivo
de reducir sus emisiones de CO2 en un 20 por
ciento entre 2006 y 2011”.
Cuatro Años para el Retorno de la Inversión. La planta de tecnología ferroviaria de Siemens en Krefeld, Alemania, ofrece un buen
ejemplo de un programa de eficiencia energética que está dando sus frutos. La planta ha reducido sus emisiones de dióxido de carbono en
2.300 toneladas métricas por año, y ahorra casi
€ 700.000 anuales en costos de energía, después de una inversión de una sola vez de unos
4 M €. Los pasos más importantes fueron la instalación de una planta de energía a gas combinada de calor y electricidad (CHP), un nuevo sistema de ventilación con recuperación de calor,
y un sistema de monitoreo de la energía que
documenta el uso actual de la energía de la
planta y, por lo tanto, proporciona un medio
para medir el desempeño de los proyectos de
eficiencia energética. Estas medidas han reducido los costos de energía en un 15 por ciento
y las emisiones de CO2 en un 20 por ciento.
Siemens ha tenido experiencias similares en
otros lugares. En su planta de turbinas de gas
de Berlín, por ejemplo, los costos energéticos
se redujeron en € 270.000 y las emisiones de
CO2 en unas 1.100 toneladas métricas por año.
En la ciudad bávara Kemnath, las medidas de
eficiencia energética han contribuido a que una
planta de equipos médicos de Siemens ahorre
más de 500.000 € al año y obvie unas 2.700
toneladas métricas de emisiones de CO2, una
reducción de casi el 25 por ciento, lo cual va
mucho más allá del propio objetivo inicial de
Siemens. En la mayoría de estos lugares, las inversiones se pagaron por sí solas después de
unos cuatro años de ahorro de energía. "Estamos en el umbral de un cambio de paradigma",
resume Marburger. "En el pasado, pagábamos
por la sostenibilidad - ahora la sostenibilidad se
paga por sí sola."
Christian Buck
Pictures of the Future | Primavera 2014
La eficiencia energética está a la orden del
día. Según la Agencia Internacional de Energía,
la demanda mundial de energía aumentará en
un tercio para el 2035. El uso eficiente de los recursos energéticos no sólo ayuda a mitigar el
cambio climático, sino que también es un requisito previo para garantizar la futura competitividad de los países y las empresas. (p. 12, 20)
La dueña de tres récords mundiales se está
construyendo en Düsseldorf. La central de ciclo
combinado de Lausward entrará en servicio en
el 2016. La planta está diseñada para tener una
capacidad de producción eléctrica de 595 megavatios (MW), lograr una eficiencia eléctrica de
más del 61 por ciento, y alimentar con 300 MW
a la red de calefacción urbana -. Todas estas cifras son records (p. 16)
El viento y la energía solar están transformando literalmente el mercado energético de
Alemania. En el futuro, no sólo la demanda de
energía fluctuará, sino también el suministro.
Con el fin de mejorar la gestión de estas fluctuaciones, y optimizar así el mercado de la energía,
los investigadores de Siemens han desarrollado
un software de predicción basado en redes neuronales. Con este software, la generación y la
demanda de energía se pueden predecir con
mayor precisión. (p. 18)
Los investigadores involucrados en el proyecto Combined Power Plant han descubierto que las redes eléctricas se pueden operar
de forma estable incluso con el 100 por ciento
de la electricidad regenerada. El requisito es que
cada planta de generación debe tener un sistema de control inteligente, que puede responder en tiempo real. (p. 22)
El proyecto piloto "EcoGrid" está probando
una red eléctrica inteligente en Bornholm, una
isla danesa en el Mar Báltico. El proyecto está estudiando formas de ajustar la demanda de energía para que coincida con la disponibilidad - por
ejemplo, a través del control automático de los
sistemas de calefacción y calderas. (p. 26)
En Noruega, los investigadores de Siemens
están desarrollando conceptos de accionamientos para buques, con ahorro de energía en
los sistemas de propulsión. Sistemas híbrido
eléctricos de transmisión juegan un papel importante en este esfuerzo. (p. 26)
El costo de la energía está subiendo. Esto
también es un factor que influye cada vez más
en la competitividad de las plantas industriales.
Las tecnologías eficientes reducen la demanda, y
la gestión predictiva de la carga ayuda a los consumidores a evitar las altas facturas de energía.
(p. 40)
GENTE:
Planta de energía de ciclo
combinado en Lausward:
Olaf Kreyenberg, Siemens Energy
[email protected]
Redes neurales:
Dr. Ralph Grothmann, Corporate Technology
[email protected]
Dr. Hans-Georg Zimmermann, CT
[email protected]
Proyecto Combined Power Plant:
Dr. Philipp Wolfrum, Corporate Technology
[email protected]
Dr. Florian Steinke, Corporate Technology
[email protected]
Inventos que previenen apagones:
Matthias Kereit, IC Smart Grid
[email protected]
Redes Inteligentes en Bornholm:
Andreas Arendt, IC Smart Grid
[email protected]
La aldea verde Vellinge:
Louise Johansson, IC Building Technologies
[email protected]
Estadio Mané Garrincha en Brasil:
Aline Bresciani E Silva, IC Brazil
[email protected]
Wikings Marcelo Machado, IC Brazil
[email protected]
Carrocería verde (robots):
Matthias Frische, Siemens Industry
[email protected]
Sistemas híbrido-eléctricos
de propulsión marina:
Odd Moen, Siemens Industry
[email protected]
Acerías eficientes:
Dr. Alexander Fleischanderl, Siemens Industry
[email protected]
Dr. Markus Dorndorf, Siemens Industry
[email protected]
Dr. Gerald Wimmer, Siemens Industry
[email protected]
Producción energéticamente eficiente:
Peter Marburger, IC Building Technologies
[email protected]
LINKS:
Proyecto Combined Power Plant:
http://www.youtube.com/watch?v=7IZdWpp2
6-g
Proyecto Ecogrid de la UE: Bornholm:
www.eu-ecogrid.net
Proyecto Green Carbody:
www.greencarbody.de
Estadio Mané Garrincha, Brasil:
www.estadionacionaldebrasilia.com.br
43
Pictures of the Future | Diagnóstico de La Malaria
Una sola picadura de un
mosquito Anopheles puede
transferir el parásito
Plasmodium a una víctima, lo
cual causa la malaria.
Indicios en la Sangre
La malaria es una de las enfermedades tropicales más devastadoras, sin embargo, muchos casos
no se diagnostican hasta que ya es demasiado tarde. En un futuro cercano, el proceso de
diagnóstico podría ser automatizado. Los investigadores de Siemens están desarrollando
un sistema de análisis de sangre altamente sensible.
Una epidemia que destruye sueños se está
extendiendo en el sur de África. La malaria, tal
vez la más devastadora de las enfermedades
tropicales, desgarra a miles de familias cada
año en África, el sudeste de Asia, el Mediterráneo Oriental y América del Sur. También es la
causa directa e indirecta de pérdidas de miles
de millones de dólares por año.
Sin embargo, se presta poca atención internacionalmente a esta enfermedad. "La malaria
es una enfermedad olvidada", dice el Dr. David
Sullivan, investigador de la infección en la Escuela de Salud Pública Johns Hopkins Bloomberg, en Baltimore. Las cifras son devastadoras.
De acuerdo con estimaciones realizadas por la
Organización Mundial de la Salud (OMS), alrededor de 200 millones de personas desarrollaron la malaria en 2012 y más de 600.000 murieron. La mayoría de ellos, niños menores de
cinco años en el África subsahariana.
El diagnóstico de la malaria es un problema
enorme. "Nosotros diagnosticamos sólo alrededor del diez por ciento de los casos en todo
el mundo", dice Sullivan. Esto es debido a que
los síntomas de la malaria no son específicos.
44
Fiebre alta, escalofríos, dolor de cabeza y una
sensación general de debilidad pueden indicar
una gran variedad de enfermedades. En los países tropicales, por otra parte, casi todos los casos de fiebre se tratan con medicamentos contra la malaria, aunque no esté claro si en
realidad es una infección producida por el parásito Plasmodium.
En los países occidentales industrializados,
como Alemania y los EE.UU., donde se producen alrededor de 1.000 casos de malaria cada
año, los médicos no siempre piensan en fiebre
tropical cuando un paciente acude a ellos con
estos síntomas. "Para cuando esta enfermedad
se diagnostica, puede que ya sea demasiado
tarde", dice Barbara Kavsek, quien encabeza el
grupo de Biosensores en Siemens Corporate
Technology, en Viena. Incluso en los EE.UU.,
hay una serie de muertes cada año debido a
que los médicos tratantes no reconocen la malaria a tiempo.
El estándar principal del diagnóstico de la
malaria sigue siendo un examen microscópico
de la sangre del paciente. Para este propósito,
una gota gruesa se coloca en una placa, se
seca, se tiñe y se examina bajo el microscopio un procedimiento que requiere alrededor de
una hora. Los glóbulos estallan durante el proceso de coloración, lo que hace que el parásito
unicelular sea directamente visible. Con el fin
de determinar el tipo de parásito - las tres variantes más comunes de la malaria son causadas por diferentes tipos de parásito unicelular una fina película de sangre debe ser examinada
posteriormente con un microscopio.
Los parásitos que acaban penetrando las células rojas de la sangre se rodean de una pequeña burbuja que se parece a un anillo de sello. El problema con este método de
diagnóstico, sin embargo, es que la calidad del
diagnóstico depende en gran medida de la cantidad de experiencia que el personal del laboratorio haya tenido con esta enfermedad. Incluso en los países donde la malaria es
recurrente, el índice de exactitud de los diagnósticos es muy variable.
La Automatización en la Detección de Parásitos. Una alternativa es el uso de pruebas
de inmersión y reacción, que funcionan de
Pictures of the Future | Primavera 2014
Los investigadores de Siemens están
desarrollando una prueba de rutina para la
malaria. La prueba se puede utilizar, por
ejemplo, en el ADVIA 2120 (abajo a la
derecha), el cual puede analizar
automáticamente 120 muestras de sangre
por hora.
manera similar a las pruebas de embarazo. polletas con sangre se colocan en el sistema, en sangre y los órganos que la generan, tales
"Sin embargo, no son cien por ciento confia- un proceso similar al de una línea de montaje. como enfermedades hereditarias, síntomas de
bles", dice el Dr. Hinrich Sudeck, Jefe de Servi- En el interior del dispositivo, cada muestra de deficiencia, envenenamiento, infecciones baccio de Medicina Tropical del ejército alemán en sangre es procesada y analizada - se añaden los terianas y leucemia.
el Instituto Bernhard Nocht, en Hamburgo. reactivos y la muestra se mezcla, se agita suaComo resultado, a muchos médicos les gusta- vemente, iluminada por rayos láser.
Rápida Proliferación. La malaria también
ría obtener muestras de sangre para ser proEl resultado que entrega ADVIA es un hemo- es una enfermedad de la sangre. El patóbadas rutinariamente en los exámenes de la- grama. Dependiendo de los ajustes que se eli- geno Plasmodium penetra en el cuerpo huboratorio - generar una especie de alarma de jan, un hemograma consta de 300 a 500 pará- mano a través de una picadura de mosla malaria. "Un procedimiento de
quito. Inicialmente se instala
este tipo representaría un
Alrededor de 200 millones de personas en el hígado durante varios
enorme progreso", dice Sudeck.
días, se multiplica, y posteriordesarrollaron malaria en el 2012. Más
Y esto es exactamente en lo
mente invade los glóbulos rode 600.000, la mayoría niños, murieron. jos. Este organismo unicelular
que los investigadores de Siemens
Healthcare y Corporate Technose alimenta de azúcar y de la
logy están trabajando. El equipo en Viena y metros. Por ejemplo, ADVIA cuenta las células hemoglobina, y continúa multiplicándose.
Graz, liderado por Kavsek, un matemático, está rojas y blancas de la sangre y las plaquetas más En última instancia, los glóbulos comienzan
trabajando para que el sistema ADVIA 2120, un pequeñas, determina su tamaño y forma, y a estallar, y esto desencadena los temidos
equipo de hematología de Siemens, sirva tam- mide el valor de Hb - es decir, la proporción de ataques de fiebre. Los parásitos Plasmobién para el diagnóstico de la malaria. Este ins- hemoglobina, el pigmento que da a la sangre dium se dispersan en el plasma sanguíneo
trumento de laboratorio, que es aproximada- su color rojo. Los datos se guardan en un sis- y penetran nuevas células.
mente del tamaño de una lavadora, puede tema de información de laboratorio y luego se
Una infección de la malaria deja huellas en
analizar 120 muestras de sangre por hora, de remite al médico tratante.
el hemograma, lo que lleva, por ejemplo, a la
forma totalmente automática. Se está utilizando
Sobre la base de un hemograma, un mé- reducción del número de plaquetas de la sanen muchos hospitales de todo el mundo. Am- dico puede reconocer las enfermedades de la gre. Sin embargo, esta característica también se
Pictures of the Future | Primavera 2014
45
Pictures of the Future | Diagnóstico de La Malaria
aplica a otras enfermedades. Como resultado,
no es posible diagnosticar definitivamente la
malaria con este u otros valores individuales. Un
reto adicional es que los diversos agentes patógenos de la malaria, cuyo predominio varía de
una región a otra, dejan huellas distintas en la
sangre, y esto hace que la identificación sea aún
más difícil.
Huella Digital Letal. Sin embargo, los investigadores de Siemens sospechan que esta enfermedad podría identificarse por medio de un
patrón característico, una especie de huella
dactilar. Hace dos años, Kavsek y sus colegas en colaboración con otros médicos y los diagnósticos del laboratorio - comenzaron a buscar
el patrón de la malaria en la sangre. "El problema es muy complejo", dice Kavsek, quien
explica que la parte más difícil es encontrar los
procedimientos estadísticos adecuados para
usarse en la evaluación del amplio rango de
parámetros de la sangre, para tener un diagnóstico idóneo de la malaria.
Pero los investigadores tuvieron éxito. Al
final, un pequeño número de parámetros se
mantuvo – y así lo hizo una fórmula simple
que el sistema ADVIA puede utilizar en el futuro para buscar en todas las muestras de
sangre la huella digital de la malaria. "La selección de los parámetros es esencial. El pronóstico se mantiene o cae sobre esa base, "
enfatiza Kavsek. En comparación con las laboriosas preparaciones, los cálculos realizados en el dispositivo ahora son rápidos y fáciles, dice ella.
Sensible y Específico. El equipo de Siemens
está trabajando para adquirir y analizar conjuntos de datos procedentes de la India, Brasil,
los Países Bajos, y África. Ya que mientras más
datos los investigadores tengan como base de
su fórmula, más robusto será el proceso analítico automatizado. "Ya contamos con muy
buenos valores de sensibilidad y especificidad", dice Kavsek. En otras palabras, ADVIA
puede identificar la malaria, aunque un número muy bajo de los parásitos esté presente,
y casi nunca arroja falsos positivos.
Además, los expertos de Siemens están
trabajando en métodos que les permitan diferenciar entre los distintos tipos de la enfermedad. El sistema ADVIA podría entonces
equiparse con diferentes configuraciones,
dependiendo del análisis que se está llevando a cabo. "Lo hermoso de nuestro método es que no necesitamos un nuevo sensor
o una medida adicional", dice Kavsek. "Toda
la información que necesitamos ya está en
los datos."
Ute Kehse
46
Pictures of the Future | Lentes al Alcance de Todos
Los anteojos se dan por
hecho en los países
desarrollados, pero son
escasos en otros lugares.
Estos sencillos
OneDollarGlasses
(Lentes de un Dólar)
pueden ayudar a
resolver el problema.
Ver para Creer
La Fundación Siemens quiere mejorar la calidad de vida en los
países en desarrollo con soluciones simples que tienen un gran
impacto, como los anteojos de un dólar.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Pictures of the Future | Lentes al Alcance de Todos
No todo el mundo nace con una vista per- ajuste y distribución de los lentes. La capacita- €50,000, una suma que le ayudará a seguir
fecta. La pequeña Raduda, ciertamente no lo ción se lleva a cabo por EinDollarBrille eV, una desarrollando su invento.
hizo. Raduada, una niña de diez años, de Bur- asociación de voluntarios procedentes de AleEl segundo premio fue para el Dr. Moisés
kina Faso en África occidental, ha sufrido de mania, y otras organizaciones sin ánimo de lu- Kizza Musaazi, un ingeniero eléctrico de
nervio óptico débil desde su nacimiento. "En la cro. "Hasta ahora, hemos capacitado a optóme- Uganda por sus "Maka Pads" toallas sanitarias
escuela yo siempre necesito más tiempo para tras en tres países: Burkina Faso, Ruanda y de bajo costo, biodegradables, que se producen
leer que los demás", dice. Su deseo para el fu- Bolivia", dice Aufmuth. Después del entrena- a nivel local a partir de material natural. Tamturo es ver el mundo con otros ojos.
miento, ellos van a los pueblos con su surtido bién protege a las mujeres en los países pobres
Raduda es una de las más de 150 millones de lentes y marcos terminados. Allí, se hacen de los problemas de salud y la discriminación.
de personas en todo el mundo que sufren de exámenes de la vista por los oculistas local- El recibió un premio monetario de € 30.000 por
visión débil, según la Organización Mundial de mente registrados o especialistas de los ojos, y su invención.
la Salud (OMS); y este número está creciendo. así los lentes están disponibles para el usuario,
El tercer lugar y € 20.000 fueron para David
Los lentes podrían proporcionar un alivio, pero sin necesidad de herramientas adicionales.
Osborne, de Celsius Global Solutions en el
a pesar de que se usan a menudo
Reino Unido. Él desarrolló el Jompy
como una joya de fantasía en los paWater Boiler, un dispositivo que,
En los países pobres, los defectos de
íses industrializados, son un bien escuando se llena de agua, se puede
visión dan como resultado
caso en los países en desarrollo y en
colocar entre una zona de cocción
aproximadamente $ 120 mil millones y una olla. Durante la cocción, el
las economías emergentes. Para las
personas que por lo general tienen
agua que fluye a través de él se caen pérdidas de ingresos por año.
que vivir con menos de dos dólares
lienta lo suficiente para matar las
por día, un par de anteojos es inasequible. Y, sin
Las sets de lentes para cada optómetra vie- bacterias. De esta manera, el agua utilizada duembargo, según la OMS, los defectos de la vi- nen desde -6,0 dioptrías a 6,0 dioptrías, y así cu- rante la cocción también se puede utilizar luego
sión en los países pobres dan como resultado bren una serie de niveles de agudeza visual. Para como agua potable. El Jompy Water tiene en
la pérdida de aproximadamente $ 120 mil mi- garantizar que los productores y vendedores lo- cuenta algo que ha estado disponible durante
llones de ingresos al año.
cales puedan ganarse la vida, las gafas se venden mucho tiempo en los países desarrollados; el
Cuando Martin Aufmuth, que enseña en por una cantidad igual a dos o tres días de salario agua potable, pero que no lo está en lo absouna escuela secundaria en Erlangen, Alemania, de un país como estos. En Ruanda, por ejemplo, luto en países como Kenia y Uganda.
se enteró del problema de los lentes inasequi- esto es aproximadamente de tres a seis dólares,
Con su "empowering people. Award ", la Siebles, hace tres años, decidió hacer algo al res- dependiendo de la versión. El negocio es auto- mens Stiftung pretende identificar enfoques
pecto. "He estado involucrado en la ayuda al sostenible, porque las ventas hacen posible la técnicos y empresariales para resolver probledesarrollo durante algún tiempo", dice. Su so- compra de material nuevo y aún queda para ga- mas y fomentar el amplio uso de este tipo de
lución: "OneDollarGlasses."
narse la vida. Para asegurarse de que todo es soluciones, con el fin de mejorar las condicioSus OneDollarGlasses se fabrican a partir de más barato, los lentes son simétricos. Por lo nes de vida. Gracias a estas invenciones, y esun valor aproximado de un dólar en materiales. tanto, se pueden encajar en el lado izquierdo o pecialmente a los elegantes OneDollarGlasses,
Los óptómetras especialmente entrenados pue- derecho en toda la gama; por lo tanto, hay sólo la pequeña Raduda ahora puede disfrutar de
den producirlos con facilidad y, sobre todo, de una forma estándar para crear y pulir.
una mejor calidad de vida - sin tener que gastar
forma rápida, en los países donde más se neceun montón de dinero.
Calidad de Vida. Las ventas comenzaron en
Julia Hesse
2012, con algunos proyectos piloto. Por el momento, sólo unos pocos cientos de personas
han comprado los anteojos, pero más de 30 opSiemens Stiftung
tómetras de OneDollarGlasses han sido capaciDesde su fundación en 2008, la Siemens
tados a nivel local, por lo que cada vez más perStiftung (fundación) ha estado apoyando
sonas están siendo equipadas con estos
proyectos locales e internacionales, en coanteojos asequibles cada día.
laboración con socios de todo el mundo.
En el 2013, la invención de OneDollarGlasEl objetivo de la Fundación es dar a la genses fue reconocida con el premio “empowering
te la oportunidad de participar en sus copeople”, de la Fundación Siemens (Siemens
munidades social y económicamente. UtiStiftung). El premio promueve soluciones de inliza su capital de € 390 millones para pargeniería simples, pero que puedan tener un
ticipar en el fortalecimiento de la cultura
sitan. "La producción se puede resolver en diez efecto profundo en la calidad de vida. Lo ideal
local, la promoción de la educación, la amminutos, y no se necesita energía eléctrica", es que los inventos se puedan integrar en los
pliación de los servicios básicos, y el fodice Aufmuth. Los marcos, que son hechos a modelos empresariales y, por lo tanto propormento del emprendimiento social. Junto
mano en una máquina dobladora de diseño es- cionen nuevas oportunidades de ingresos.
con sus socios en EE.UU., Colombia, Franpecial, consisten en un resorte de acero flexible
Un jurado internacional, con miembros
cia, Brasil y Argentina, coopera y apoya
y robusto. Los lentes, prefabricados, son de cris- procedentes del mundo de los negocios, la
proyectos innovadores y responsables. Las
tal de policarbonato irrompible, y pueden ser ciencia y el desarrollo de la cooperación, dio
regiones destinadas para sus proyectos
fácilmente encajados en los marcos.
los máximos honores a OneDollarGlasses por
son África, América Latina y Europa.
Los oculistas en los países objetivos son en- encima de otros 800 proyectos presentados.
trenados en los talleres locales en montaje, Como remuneración, Aufmuth recibió
Pictures of the Future | Primavera 2014
47
Destacados
55
56
62
66
Transformadores del Mar del Sur
A diferencia de la mayoría de las
otras islas de los Mares del Sur, las
Islas Fiji generan electricidad a partir de energía hidráulica, en lugar de
aceite. Nuevos transformadores
están ayudando a ahorrar mucho
dinero.
Cuestión de Financiación
¿De qué manera el capital llega a los
proyectos de infraestructura que vale
la pena apoyar? Ya sea que se trate
de equipos hospitalarios, centrales
eléctricas o trenes que modernizan
los sistemas de transporte público,
los proyectos de Siemens Financial
Services en Londres, Nueva York y
China son inversiones que valen la
pena. Páginas 56, 60
Dos Continentes en
Cinco Minutos
Un túnel bajo el Bósforo está permitiendo que el viaje entre el Oriente y
el Occidente sea mucho más rápido.
Siemens ha equipado el túnel con su
tecnología de señalización y control.
Ahora, 75.000 pasajeros pueden ser
transportados por hora en ambas direcciones.
Vía Férrea hacia
un Nuevo Comienzo
La infraestructura de Mozambique
está siendo mejorada para que las reservas de carbón, que están entre las
más grandes del mundo, puedan ser
enviadas al mercado. Siemens ha
ayudado al país a recuperar la estabilidad después de la guerra civil, electrificando un puerto y equipando un
tramo del ferrocarril con tecnología
de señalización y control.
2060
¿Cómo resolver los problemas
de infraestructura antes de
que representen una amenaza? Ya sean carreteras, centrales eléctricas o edificios públicos,
Lumumba Ewesa tiene una visión general de
las infraestructuras de la ciudad, las cuales están conectadas en red con sensores de radio
que reconocen el daño potencial de antemano
y lo notifican a su debido tiempo. Su equipo
utiliza aviones no tripulados en miniatura para
evaluar situaciones y responder al plan. Luego,
las piezas de repuesto se fabrican individualmente, utilizando la impresión 3D.
48
Ciudad de Sensores
Infraestructuras Asequibles | Escenario 2060
Una metrópolis en África en el año 2060. El trabajo de Lumumba
Ewesa es supervisar todas las infraestructuras de la ciudad. Los
problemas emergentes le son notificados en tiempo real por
sensores, antes de que se agudicen. Casi nada es ahora como
era en la época de su padre.
"Dámelo! Es mío! ", Grita Kijana Ewesa, con
la voz quebrada. Pronto, él y su amigo de la escuela, Karabo, están forcejeando, y el objeto de
su deseo - un elefante de madera del tamaño
de un puño - cae en el suelo seco de la sabana.
Los dos chicos desaparecen bajo una nube de
polvo café. No es la primera vez que pelean por
el pequeño elefante tallado en madera de
limba - uno de sus pocos juguetes. Es por eso
que los dos colmillos del animalito hace tiempo
que ya no están.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Han pasado casi 50 años. Kijana está visitando a su hijo Lumumba en la oficina. Los dos
están de pie en una elegante torre de cristal hexagonal, en la que Lumumba quiere demostrarle a su padre exactamente por qué se le conoce como el administrador de todas las
infraestructuras de esta ciudad. No hay mucho
aquí para recordar la infancia de Kijana.
"Es difícil creer que aquí solía haber sólo una
amplia estepa con un par de cabañas en ella",
dice Kijana. La vista panorámica desde la ven-
tana lo confirma. No hay ni un rastro de los pocos poblados y espacios abiertos del pasado.
Hoy en día, todo lo que pueden ver son las fachadas de perfectos edificios hacinados juntos
y brillando bajo el sol africano. Complejos de torres esbeltas irradian un estilo metropolitano y
plantas industriales con grandes ventanales
han sustituido a los campos rurales.
Los edificios de acero y cristal se entremezclan con zonas verdes muy bien cuidadas. En la
pared exterior de la oficina de vidrio de Lu-
49
Infraestructuras Asequibles | Escenario 2060
mumba, un sauce blanco susurra su denso follaje en el viento. Hace tan sólo 50 años este árbol, que ama el agua, no habría sobrevivido
aquí, pero hoy en día es uno de los árboles más
comunes de la ciudad, gracias a las redes de
agua inteligentes y a la desalinización. Nada
aquí es ahora como era hace medio siglo. Sólo
la brillante luz del sol y las montañas en el horizonte siguen siendo las mismas que en la infancia de Kijana.
Lumumba mira de reojo la luz del sol que se
refleja en una mesa de cristal. Desde su oficina,
tiene que mantener su ojo en los rincones más
remotos de esta metrópoli, porque él es el director de la autoridad que controla las infraestructuras urbanas. Se asegura de que cualquier
daño a carreteras, líneas de ferrocarril o centrales eléctricas se reparen con prontitud, con el
fin de que los cierres y los accidentes puedan
ser evitados. El centro de control es su oficina.
"Hace cincuenta años era fácil tener una visión general de las infraestructuras que necesitaban reparación", se ríe el viejo Kijana. Eso no
es de extrañar, porque en ese entonces la ciudad constaba de un centenar de chozas con techo de hojalata y un sendero. Kijana repararía
los techos con goteras, apuntalaría muros derruidos, y remendaría las redes de pesca rotas.
Él se limitaba a actuar una vez que se había dañado algo. "Hoy en día, las cosas son diferentes,
¿no es así?", Pregunta con curiosidad. "Sí, lo
son," responde Lumumba. "Ahora detectamos
los defectos y los daños en la ciudad antes de
que ocurran."
Kijana mira a su hijo inquisitivamente, y Lumumba le sonríe, sacando su ojo-comunicador
del bolsillo de su pantalón. Este dispositivo
transparente, fino y flexible, como un trozo de
fieltro, es el "segundo cerebro" de Lumumba. Él
entrecierra levemente los ojos mientras lo enciende, y en fracciones de segundo el programa
de seguimiento de las infraestructuras de la ciudad se proyecta en el la pared de vidrio de la
oficina. "Líneas de ferrocarril, carreteras, túneles, edificios públicos, y plantas de energía - todos equipados con sensores de radio, y en red",
explica Lumumba. "Hacemos un seguimiento
de su uso de forma continua, en tiempo real."
La proyección resplandece. El sistema de
control está mostrando tres mensajes. "El más
urgente está en el medio", dice Lumumba,
mientras señala las ventanas. Los sensores de
un autobús eléctrico sin conductor han detectado un defecto en el sistema de frenado automático del vehículo. La ubicación es EW6 SX8,
a unos 200 metros de la costa. "La ubicación es
simple: Toda la ciudad se ha dividido en una fina
red de coordenadas, con las cuales los sensores
están conectados. Podemos localizar problemas
en milisegundos," dice con orgullo Lumumba.
50
Infraestructuras Asequibles | Tendencias
Hay un momento de silencio. Kijana está
molesto: "frenos defectuosos en un autobús en
movimiento? Y tú estás aquí de pie, tranquilamente, sin hacer nada al respecto? "Lumumba
ríe. "No te preocupes! Nuestros sensores no
sólo detectan defectos, sino que también se anticipan a ellos. Los frenos de este vehículo siguen funcionando sin problemas. El defecto se
producirá en unas diez horas de conducción a
partir de ahora."Kijana se queda mudo.
El equipo de técnicos de mantenimiento de
Lumumba gestiona las reparaciones. Con el fin
de obtener una visión general de los defectos
actuales, el equipo puede observar todos los lugares de la ciudad en tiempo real, gracias a una
flota de aviones no tripulados en miniatura,
equipados con cámaras. Al igual que las libélulas, los drones se ciernen silenciosos sobre todos los rincones de la ciudad, tomando fotos de
sus objetivos, como si los ingenieros estuvieran
directamente en el lugar. El equipo de Lumumba ya está ensamblando piezas de repuesto para el autobús y programando una impresora 3-D, con el fin de crear componentes
individuales complejos. "Debido a que podemos detectar defectos antes de que ocurran,
sólo tenemos un pequeño grupo de expertos.
Imaginemos que somos un hospital. Sólo necesitaríamos una sala de medicina preventiva y
los médicos de la sala de emergencias estarían
prácticamente desempleados", dice Lumumba.
La proyección está centrando su atención
en el siguiente problema. En AC4 SX4, en el
centro de la ciudad, un tramo de la superficie
de la carretera inteligente, que utiliza señales
de luz para controlar el flujo de los vehículos
eléctricos, tiene que ser renovado. Una unidad
de medición ha informado que la luminosidad
de la superficie de la carretera se ha atenuado
significativamente. Y, por último, Lumumba
tiene que enviar a sus ingenieros a TF7 SP2 en
la parte sur de la ciudad, porque en dos semanas habrá problemas con el generador de una
turbina de viento. "¡Increíble!" Exclama Kijana,
quien está profundamente impresionado.
De repente, los dos hombres son sacados de
su fascinación. Unos ruidos de pelea de niños
se escuchan en la habitación contigua. "Son
mis chicos otra vez! Lo siento, voy a tener que
intervenir ", dice Lumumba con un gemido.
"Por supuesto", responde Kijana. "Es una locura.
Podemos transformar estepas escasamente pobladas en oasis fructíferos y predecir el daño urbano antes de que suceda, pero todavía no podemos crear niños que no peleen. "Lumumba
se encoge de hombros. Un pequeño elefante
de madera se encuentra en un estante detrás
de él. Sus colmillos no están, pero hasta el momento nadie ha llegado a repararlos.
Ulrich Kreutzer
¿Qué tienen en común las ciudades de
Ho Chi Minh y Londres? Que ambas tienen
problemas de tráfico, son susceptibles a las inundaciones, y tienen la necesidad de invertir
fuertemente en su infraestructura. Sin embargo, ahí es donde terminan las similitudes.
Ho Chi Minh está en auge y será capaz de planificar e implementar una infraestructura moderna y eficiente en las próximas décadas prácticamente desde cero (p. 53). Londres,
por su parte, está obligada a mantener la infraestructura que tiene y a ampliarla de forma
inteligente.
Hay límites de lo que Londres puede hacer
aquí, porque la capital británica tiene que tener
en cuenta todos sus sistemas existentes en su
planificación. Estos incluyen un laberinto de túneles de alcantarillado de la época victoriana,
que han sido conocidos por causar sorpresas
desagradables cuando se excavan cimientos.
Luego están las líneas de ferrocarril, que fueron
Pictures of the Future | Primavera 2014
La inversión en
infraestructura en
Europa ha
disminuido en más
del 60 por ciento
desde el 2007.
El Precio Puede ser Correcto
Los proyectos de infraestructura impulsan el crecimiento económico a largo plazo, pero
también cuestan mucho dinero para ponerse en marcha. Tecnologías inteligentes y modelos
de financiación flexibles pueden ayudar en el largo camino para resolver este dilema.
construidas en el siglo 19, y las líneas de metro,
cuyas estaciones ocasionalmente tienen problemas con goteras en los techos.
Aun así, canales, túneles, y el envejecimiento de las centrales eléctricas y los hospitales pueden ser modernizados - asumiendo
que la financiación esté disponible. De hecho,
sin importar si usted está construyendo una infraestructura completamente nueva en un terreno virgen o modernizando instalaciones
existentes (la solución brownfield), el mayor
problema es por lo general el alto nivel inicial
de la inversión requerida. Muy pocos alcaldes
en estos días pueden darse el lujo de gastar miles de millones de euros, libras o dólares en
proyectos importantes. De hecho, muchos ni
siquiera tienen los fondos necesarios para reparar estructuras deterioradas.
La crisis económica y financiera todavía se
hace sentir en los países industrializados. Muchas de estas naciones han acumulado enorPictures of the Future | Primavera 2014
mes deudas en los últimos años. Como resultado, la inversión en infraestructura en Europa
ha disminuido en más del 60 por ciento desde
el 2007, según un estudio del Instituto BearingPoint. El Foro Internacional de Transporte
reporta que la inversión en infraestructuras de
transporte en Europa occidental ha ido disminuyendo desde la década de 1970. Las inversiones en esta área ascendieron a alrededor de
1,5 por ciento del producto interno bruto (PIB)
en 1975, pero fue de sólo el 0,8 por ciento del
PIB en el 2009. Además, casi el 30 por ciento
de la inversión en infraestructura está siendo
utilizada para mantener los sistemas existentes (p. 64).
El crecimiento económico también se ha
desacelerado en los mercados emergentes,
lo que significa que los nuevos proyectos de
infraestructura podrían tomar más tiempo
para completarse, de lo previsto. Por ejemplo, el número de vehículos en las calles en
la capital de Indonesia, Yakarta, aumentó en
un 22 por ciento por año, entre 2005 y
2009, incluso a medida que más y más carreteras caían en un completo deterioro e incluso se volvían inservibles.
Un Sueño Hecho Realidad. Las cosas no
siempre tienen que ser de esta manera. Por
ejemplo, a pesar de las fuertes restricciones
presupuestarias, Turquía decidió invertir ampliamente en Estambul y hacer realidad un
sueño de más 160 años - la construcción de un
túnel bajo el Bósforo (p. 62). El túnel, de 13
km, entró en servicio en octubre del 2013.
Ahora tiene capacidad para trenes de cercanías
que transitan en intervalos de dos minutos y
pueden transportar hasta un millón de pasajeros por día. Siemens suministra señales y sistemas de control del túnel, incluyendo todo,
desde cables de transmisión hasta complejas
tecnologías para las operaciones del sistema.
51
Infraestructuras Asequibles | Tendencias
A largo plazo, estas inversiones pueden recuperar sus costos iniciales varias veces. Los
viajeros pasar menos tiempo en los atascos de
tráfico y así tienen más tiempo para actividades productivas. La contaminación del aire y el
ruido pueden ser al menos un poco reducidas,
y las enfermedades respiratorias asociadas
pueden también disminuir. Por tanto, la productividad tiende a mejorar, lo que, a largo
ble gracias a una solución de financiación
compleja, que extendió los costos de inversión a más de dos décadas. Siemens aportó
más de 400 millones de libras esterlinas para
el proyecto a través de Siemens Financial Services (SFS). Gracias a su solidez financiera,
SFS también fue capaz de ofrecer ciertas garantías que pocos bancos estarían dispuestos
a dar por el momento, incluyendo una tasa
de interés fija durante todo el plazo
Los beneficios de invertir en infraestrucdel período de finantura se hacen evidentes sólo después de
ciación a Thamesalgunos años - pero los costos se sienten
link. Esto beneficiará
a
los contribuyentes
de inmediato.
británicos y a los fuplazo, tiene un impacto positivo en el creci- turos pasajeros de Thameslink, ya que asemiento económico.
gura que los costos seguirán siendo predeciEl problema es que los efectos económicos bles a largo plazo.
positivos de este tipo de inversiones en infraestructura sólo se hacen evidentes después de Nuevos Transformadores para Fiji. No sólo
varios años, mientras que sus costos se sienten las ciudades más grandes del mundo ilustran
de inmediato, y por lo tanto tienden a asustar cómo la inversión en infraestructuras adecuaa los gobiernos locales. Es por eso que los mo- das es dinero bien gastado. Los residentes de
delos de financiación flexibles de infraestruc- Fiji, por ejemplo, dependen de una planta de
turas a largo plazo, son tan importantes.
energía hidroeléctrica, que compensa las im-
mania, los contenedores están equipados con
equipos de maniobra y distribución de energía,
antes de ser enviados a su destino. Esto reduce
los costos de montaje, instalación y puesta en
marcha. "Las E-Houses son 20 por ciento más
baratas que las soluciones constructivas convencionales para la distribución de energía",
explica Jean-Philippe Macary, del Sector de Siemens Infrastructure & Cities.
Modernizando la red de Luanda. Los costos de infraestructura son también un tema importante para Luanda, la capital de Angola.
"Sólo del 40 al 50 por ciento de los hogares de
la ciudad tiene electricidad", dice Helder Adão,
presidente de EDEL, la compañía eléctrica local. "Una gran cantidad de personas están entrando de las afueras de Luanda, y barrios enteros están siendo creados, sin haber sido
planeados", añade. La red existente está sobrecargada, y esto se traduce con frecuencia en
cortes de energía.
Los ingenieros necesitan saber cuáles subestaciones son particularmente inestables,
cuáles están operando con normalidad, y
dónde pueden producirse cuellos de botella en
El mantenimiento de las infraestructuras existentes es costoso. Las inversiones dirigidas a actualizaciones pueden evitar costosas reparaciones más adelante.
Vagones Nuevos. Este modelo está ayudando a Londres a modernizar la línea de tren
Thameslink, de 225 km de largo, la cual corre
de norte a sur a través de la ciudad, y conecta
muchas áreas suburbanas con el centro de
Londres (p. 56). La línea transporta 40 millones de pasajeros cada año, pero los trenes y algunas de las estaciones son bastante antiguas,
así como la propia línea. Thameslink está, por
lo tanto, siendo modernizada completamente,
en uno de los mayores proyectos de infraestructura en Europa. Entre otras cosas, Siemens
está construyendo 1.140 nuevos vagones.
El proyecto Thameslink no está siendo financiado directamente por el gobierno. En su
lugar, los socios del proyecto recuperarán su
inversión en los próximos 20 años, a través
de ingresos por tarifas. Este arreglo fue posi52
portaciones de petróleo. El resultado es que el
país insular ahorra aproximadamente $ 423
millones al año. Siemens modernizó los transformadores de la planta en el 2013 (p. 55).
Y en Mozambique, una línea de ferrocarril
de 912 kilómetros está siendo construida
desde la ciudad portuaria de Nacala en el interior del país, la cual alberga grandes depósitos
de carbón. Sin una conexión de transporte
confiable, la nación nunca sería capaz de explotar este valioso recurso. Siemens está ayudando mediante el suministro de tecnologías
de señalización y control. La compañía también está instalando una solución de suministro de energía rentable en el puerto (p. 66),
que incluye estaciones de distribución de energía eléctrica. Estas se instalan en contenedores
conocidos como E-Houses. Construidos en Ale-
seis meses, si el crecimiento continúa. Con el
fin de dar respuesta a estas preguntas, Siemens mapeó toda la red de Luanda y desarrolló un modelo digital que ayudó a los ingenieros a determinar el impacto que las inversiones
específicas tendrían sobre el sistema en general. Gracias a las recomendaciones hechas por
Siemens, la ciudad ahora puede modernizar su
infraestructura de red de una manera más eficiente (p. 68). El dinero no es el único problema aquí. También es muy importante utilizar enfoques inteligentes en el desarrollo y la
instalación de nuevas infraestructuras y la mejora de los sistemas existentes. En otras palabras, una buena infraestructura no tiene que
costar una fortuna - pero puede mejorar la
suerte de toda una ciudad o un país.
Andreas Kleinschmidt
Pictures of the Future | Primavera 2014
Infraestructuras Asequibles | Ciudad de Ho Chi Minh
Ya sea en plantas de
energía o en transporte,
el tailandés Lai Pham
sabe dónde tiene que
ponerse al día la ciudad
de Ho Chi Minh.
Nueva Vida en Vietnam
Ho Chi Minh, la metrópolis más grande de Vietnam, se enfrenta a retos enormes, sobre
todo en lo que concierne a su infraestructura. En Siemens, el tailandés Lai Pham está
asesorando a la ciudad.
El tailandés Lai Pham tenía tres años
cuando la guerra de Vietnam terminó en 1975.
Todavía recuerda los años de la postguerra muy
bien. Hambre y pobreza, la lámpara de aceite
que utilizaban para leer, porque no había electricidad, y el levantarse a las 3 de la mañana con
sus padres para ir a buscar agua fresca. También recuerda los viajes extenuantes desde su
ciudad natal, Hue - la antigua capital del imperio que se encuentra en el centro de Vietnam a Saigón, que hoy se llama Ho Chi Minh. Era
una distancia de 1.000 kilómetros, un viaje que
duraba tres días y dos noches.
El Dr. Lai, como sus compañeros de trabajo
en Siemens respetuosamente lo llaman, está de
pie en la ventana de su oficina en la ciudad de
Ho Chi Minh, mirando un páramo baldío, en el
otro lado del río Saigón. Aquí, el gobierno de la
ciudad ha derribado casas antiguas, con el fin
de construir un nuevo distrito financiero. Mucho
Pictures of the Future | Primavera 2014
ha cambiado en la ciudad, además de su nombre. La luz eléctrica y el agua potable se han convertido en una parte normal de la vida de sus
habitantes. La política de reforma económica
conocida como "Doi Moi" (Nueva Vida) ha disminuido la tasa de pobreza del 70 por ciento,
antes de la puesta en marcha del programa en
1986, a un diez por ciento en la actualidad.
Muchos de los viejos problemas han desaparecido, pero otros nuevos han surgido. Uno
de ellos es el tráfico caótico. Unos 4,5 millones
de ciclomotores obstruyen las calles y crean una
contaminación atmosférica masiva. Afortunadamente, sólo hay alrededor de medio millón
de automóviles en la ciudad. Si se invirtieran estas cifras, la red de transporte se vendría abajo
totalmente. Todavía no hay un transporte público basado en ferrovías, como un sistema de
metro, ya sea en Ho Chi Minh o en el resto del
país - a pesar de Saigón tenía un sistema de
tranvía de vapor que funcionaba en 1881 y un
sistema de tranvía eléctrico en 1923. Y la flota
de autobuses en Ho Chi Minh está irremediablemente atestada.
"Es increíble lo rápido que todo está cambiando aquí", piensa Pham cada vez que conduce su auto a casa desde su trabajo. Si usted
ha estado fuera dos semanas, en su camino
desde el aeropuerto puede ver que hay nuevas
corazas en construcción para los edificios de
gran altura, los cuales son cada vez más populares para vivienda. El choque cultural fue es-
pecialmente grande para Pham, quien hoy
tiene 42 años, cuando regresó a Vietnam hace
dos años. Había emigrado a Alemania con sus
padres cuando tenía diez.
Pham estudió ingeniería eléctrica en Munich y recibió sus títulos en Maestría y Doctorado en Princeton, Nueva Jersey, mientras trabajaba en el centro de investigación de Siemens
Corporate Technology. Posteriormente trabajó
en una empresa de consultoría de negocios y
luego en Siemens en las áreas de TI, estrategia
corporativa, técnica médica, y turbinas de gas.
En ese momento Siemens estaba buscando un
nuevo director nacional de Vietnam, y Pham resultó ser el hombre indicado para el trabajo. Él
ha estado familiarizado con el país, la gente, y
el lenguaje desde su infancia. Sin embargo, no
fue fácil para él, su esposa y sus dos hijos ajustarse al país una vez que llegaron. "La vida en
Vietnam ha cambiado por completo", dice. "Por
supuesto, esto también tiene su lado positivo.
Por encima de todo, la infraestructura en Vietnam ha mejorado considerablemente”.
De todos modos, la infraestructura está todavía lejos de ser lo suficientemente buena.
Junto con la Sociedad para la Cooperación Internacional y el Comité Ciudadano de Ho Chi
Minh, Siemens publicó un estudio llamado "Ho
Chi Minh City 21", que resume los retos de la ciudad. Uno de ellos es la rápida urbanización. La
población de la ciudad está creciendo a alrededor de 200.000 personas por año. En 2013, al53
Infraestructuras Asequibles | Ciudad de Ho Chi Minh
rededor del 33 por ciento de los vietnamitas vivía en las ciudades, pero en el 2050 se espera
que esta cifra se eleve al 60 por ciento. Otro desafío es el aumento del tráfico, a pesar de la falta
de una red de transporte pública adecuada.
También está la precaria situación geográfica
de la ciudad. Casi la mitad de su superficie se
encuentra a menos de un metro sobre el nivel
del mar y está en riesgo de inundaciones, en
parte a causa del cambio climático. Las nuevas
ciudades satélites continuamente se están construyendo en zonas pantanosas. El estudio llega
a la conclusión de que la ciudad debe invertir
cantidades considerables en nuevas infraestructuras. Además de un sistema de distribución de
agua mejorado, que prevenga las inundaciones,
también necesita una extensa red de metro y un
programa activo de gestión del tráfico.
La Diplomacia es Requerida. Una línea inicial del metro se está construyendo y se está
planeando un segundo tramo. Un plan maestro
para el transporte público contempla la construcción de un total de siete líneas. Siemens ha
estado asesorando a la ciudad desde hace una
década en el proyecto de la Línea 2. La convocatoria de licitación probablemente se emita en
el 2014. Estos planes no pueden realizarse sin
la experiencia extranjera. Como resultado, los
300 empleados de Siemens, que trabajan bajo
la dirección de Pham en Vietnam, son valorados
como socios de contacto para los grandes proyectos de infraestructura. Pham, que no es sólo
el gerente del país, sino también el Key Account
Manager de la ciudad de Ho Chi Minh, tiene
que hacer un buen trabajo de persuasión con
54
la administración municipal. El es también muy cacielos más bellos en el Sudeste de Asia - con
valorado, debido a su experiencia profesional. sistemas de aire acondicionado automático,
Cuando están siendo negociados acuerdos co- prevención de incendios, y tecnología de segumerciales, los clientes potenciales hacen pre- ridad. Los tomógrafos de RM y computarizados
guntas muy detalladas sobre cuestiones técni- más ultramodernos de Siemens se utilizan en
cas y de planificación. Y ellos prefieren los principales hospitales de la ciudad; casi topreguntar al jefe, de acuerdo con las tradiciones das las plantas de cervecerías de Vietnam están
equipadas con la solución de Siemens Braumat,
del sistema social jerárquico de Vietnam.
Las personas que no conocen la cultura em- y la nueva Asamblea Nacional recibe su energía
presarial del país, tan bien como Pham, pueden a través de rieles conductores de Siemens.
hundirse fácilmente en la desesperación. "Todo
está en proceso de cambio, la organización es Sueño de Infancia. "Por supuesto, el precio
a menudo impenetrable, todo se hace en el úl- juega un papel importante en las negociaciotimo minuto - pero de alguna manera funciona nes, especialmente con clientes privados", dice
después de todo", dice. No siempre es fácil ver Pham. La competencia de China y Corea es una
cómo se dividen las áreas de responsabilidad fuerza en el mercado. Con el fin de ser compeentre el gobierno federal y los gobiernos pro- titivos, Siemens está ahora fabricando muchos
vinciales y municipales. La información sobre productos, tales como transformadores y tomóquién está realmente a cargo de importantes grafos computarizados en China, India y en
proyectos de infraestructura, es a menudo un otros países de la región. Los rieles conductores
misterio para los de afuera. "En muchos casos se producen en Vietnam. Siemens Financial
hay jugadores ocultos", dice Pham. Como resul- Services ocasionalmente ayuda en la financiatado, el equilibrio de los intereses en juego re- ción de proyectos. Un ejemplo es un autobús
quiere mucha diplomacia.
Vietnam sigue
siendo considerado
como un país que
está plagado de corrupción. En el ranking publicado por
Transparencia Internacional en 2013,
ocupó el lugar 116,
de un total de 177
países. Sin embargo,
estos rankings miden sólo la percepción pública del nivel
En el 2013, alrededor del 33 por ciento de
de corrupción de un
los vietnamitas vivía en ciudades. Las prepaís determinado,
visiones indican que esta cifra podría alporque no hay forma
de medir la corrupcanzar el 60 por ciento para el año 2050.
ción de manera objetiva. "En cualquier caso, Siemens insiste en las con un motor híbrido que la compañía ha derelaciones de negocio limpias", dice Pham. Esto sarrollado en cooperación con Vietnam Motors
ha sido de conocimiento público durante mu- Industry Corporation. Si el prototipo entra en
producción a gran escala y luego ayuda a miticho tiempo.
Hoy, Siemens puede apuntar a considera- gar los problemas de tráfico de Ho Chi Minh,
bles éxitos en Vietnam. Por ejemplo, es el líder probablemente se decida en el transcurso del
del mercado en el campo de las centrales eléc- año 2014.
El regreso de Pham a Vietnam fue la realizatricas de ciclo combinado; el 45 por ciento de
la energía generada por estas plantas en Viet- ción de un sueño de infancia. Pero cuándo, o si
nam proviene de sistemas de Siemens. La regresará a Alemania con su familia, sigue
planta Nhon Trach 2 de ciclo combinado, que siendo incierto. Antes de su regreso, a Pham le
genera 750 MW fue encargada hace tres años. gustaría completar su misión. "Me gustaría ayuSu nivel de eficiencia del 58,5 por ciento es el dar a la tierra donde nací a moverse hacia el esmás alto del país. Siemens y un socio vietna- tatus de una nación industrializada, y ayudar a
mita la construyeron en un récord de 28 meses. la ciudad de Ho Chi Minh a que se convierta en
Además, Siemens equipó la Torre Financiera Bi- una metrópoli en la cual sea un placer vivir", dice.
Bernd Müller
texco - que CNN ha llamado uno de los 25 rasPictures of the Future | Primavera 2014
Infraestructuras Asequibles | Hidroelectricidad en Fiji
Cuatro transformadores de 45
toneladas se han instalado en lo profundo de las selvas de las islas Fiji.
Transformadores en el Mar del Sur
A diferencia de la mayoría de las otras islas de los Mares del Sur, las Islas Fiji generan
electricidad a partir de energía hidráulica, en lugar de aceite. Siemens ha sustituido
cuatro transformadores de 30 años de edad. Sus reemplazos llegaron por un largo
camino, desde Austria a las Islas Fiji.
Es el comienzo de agosto del 2013. Esta es
la estación seca en las Islas Fiyi. O más bien, lo
que se conoce como estación seca en una zona
muy húmeda del mundo. La temperatura promedio es de 25 grados centígrados, con una
humedad superior al 70 por ciento.
El Gerente del Proyecto, Federico Tocasuckyl, ha estado esperando este momento. Es
el momento ideal para él para llevar a cabo su
tarea. La temporada de lluvias comienza en octubre, y tiene hasta entonces para tener cuatro
nuevos transformadores en funcionamiento.
Él y su equipo están parados en medio de
la selva. Frente a él, un transformador de 45
toneladas y cuatro metros de altura está
siendo maniobrado fuera de su carcasa. DuPictures of the Future | Primavera 2014
rante casi 30 años, este transformador de Siemens ha estado en servicio en la central hidroeléctrica de Monosavu.
La asociación que opera la planta, la autoridad de energía eléctrica de Fiji (FEA), ha decidido
sustituir los transformadores. "Sus propiedades
eléctricas se han deteriorado", explica Hasmukh
Patel, CEO de FEA. "Por supuesto, el proceso de
reemplazo se debe manejar con mucho cuidado,
con el fin de evitar el riesgo de interrupción de
la fuente de alimentación de la isla."
Después que se tomó la decisión para el reemplazo, el proyecto se abrió a licitación internacional, y el contrato fue adjudicado a Siemens. Cuatro turbinas de 20 megavatios de la
planta Monosavu generan electricidad a 11 ki-
lovoltios. La potencia pasa a 132 kilovoltios,
gracias a los transformadores, antes de ser
transmitida a las zonas occidental y central de
la isla principal de Viti Levu. Cada transformador está conectado a una sola turbina. Así que
si un transformador está desconectado, la turbina correspondiente tampoco estará disponible; es por eso que los transformadores están
siendo reemplazados en forma secuencial.
El calor y la humedad forman gotas de sudor en la frente de los miembros del equipo,
que están usando ropa protectora. Comienzan
usando bombas hidráulicas para mover el primero de los viejos transformadores, a continuación, lo cargan en un remolque de cama baja
para el transporte. Un nuevo transformador ya
55
Infraestructuras Asequibles | Financiación de Proyectos
está esperando en frente de la planta de energía. De esta manera, un transformador de
edad, se retira y se sustituye. "Hasta ahora, las
cosas han ido exactamente de acuerdo al plan",
dice con orgullo Tocasuckyl.
Que las cosas vayan tan bien no es una casualidad. Después de todo, las nuevas unidades
han tenido un largo viaje desde Linz, Austria,
hasta Fiji. Estuvieron en el mar durante casi seis
semanas. En Singapur tuvieron que ser cargadas en un buque portacontenedores especial,
porque no muchos barcos hacen entregas en
las islas Fiji. La situación con el tráfico aéreo es
muy similar. "Durante su viaje, le seguimos la
pista a los transformadores con la ayuda de localizadores GPS", dice Tocasuckyl.
Grandes Ahorros. El viaje continuó desde el
puerto de la capital, Suva, hacia Wailoa, en el
interior de la isla. Este viaje normalmente toma
alrededor de dos horas en carro. Pero cuando
se requiere un transportador de carga pesada,
se necesita un día entero para cada transformador. Antes de la entrega, las empinadas carreteras tuvieron que ser mejoradas y ampliadas
en algunos casos, con el fin de hacer posible la
entrega de forma segura. Con el fin de conocer
la ruta y sus características, Tocasuckyl y su
equipo tardaron dos días en transportar el primer transformador por tierra. Cuando el transportador se detuvo para pasar la noche, el valioso coloso de metal tuvo que ser vigilado para
protegerlo de los ladrones de cobre.
La central hidroeléctrica Monosavu es algo
muy especial en la región, ya que, a diferencia
de muchas islas del Pacífico, que generan su
energía de combustibles fósiles, su combustible
es renovable. "Monosavu suministra alrededor
de 400 gigavatios-hora por año", dice Nizamud-Dean, Presidente del Consejo de FEA. "Hasta
ahora, esto ha ahorrado alrededor de $ 800 millones de dólares en petróleo. El precio de la
electricidad en Fiji sería mucho mayor si no tuviéramos esta planta hidroeléctrica; de hecho,
todo el país se vería afectado.”
Hoy en día, los cuatro nuevos transformadores están en operación. Tocasuckyl, el gerente del proyecto rememora: "Siempre recordaré el último día, cuando el cuarto y último
transformador se puso en funcionamiento. Estábamos en el lugar junto con los representantes de la FEA y se volvieron hacia nosotros y dijeron, 'Gracias.' Ese fue un momento muy
especial para mí. "
Si los nuevos transformadores son tan
fiables como los antiguos, los isleños de Fiji
dispondrán de otros 30 años de energía hidroeléctrica a bajo costo y amigable con el
medio ambiente.
Maximilian Heinrich
56
Basil Wetters trabaja
en el Banco Siemens
en Londres. Su trabajo
consiste en hacer
acuerdos de negocios
por valor de miles de
millones de libras.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Infraestructuras Asequibles | Financiación de Proyectos
Taxis negros están pitando a lo largo de la calle Appold; jóvenes con trajes oscuros se agolpan en las aceras. Basil Wetters abandona su
oficina en el corazón de la Ciudad de Londres,
el distrito financiero de la capital del Reino
Unido. Hoy está usando un jersey azul, zapatos
marrones que se asemejan a botas de senderismo, y un reloj de pulso de plástico que se
puede comprar en línea por diez libras esterlinas. Si usted se encuentra a Basil en la calle,
nunca imaginaría que está involucrado en negocios de miles de millones.
Wetters trabaja para Siemens Financial Services (SFS), más exactamente para el Banco Siemens. Es un abogado de finanzas con experiencia, y ha sido empleado de Siemens durante 15
años. Recientemente ha intercambiado su perfil legal por el financiero. Entre sus empleadores
anteriores está un banco de desarrollo en la India. "Mucho dinero está circulando por todo el
mundo", dice. "Las tasas de interés son bajas,
por lo que la gente está deseosa de sacar préstamos." Pero, ¿qué está haciendo la gente con
todo este dinero? La respuesta más simple, para
resumir, es que algunas personas invierten y algunas especulan con él.
De hecho, una gran cantidad de dinero fluye
hacia inversiones especulativas que se espera
que produzcan resultados rápidos, – el llamado
"dinero caliente". En algunas salas de operaciones en Londres, las acciones se mantienen sólo
una fracción de segundo, antes de ser vendidas
a otros inversionistas - con la esperanza de obtener una ganancia. Por el contrario, hay muy
"En muchos casos, estos proyectos
son incluso más rentables que las inversiones especulativas.
Usted sólo tiene que
tener paciencia. El dinero no siempre encuentra el camino
correcto por sí
mismo. Hay que facilitar las cosas "En
cierto sentido, se
trata de la definición
del trabajo de Wet¿Qué hacen las personas con todo este
ters: ayudar a que el
dinero encuentre el
dinero? En pocas palabras, algunos de
camino correcto.
ellos invierten, otros especulan.
"Somos como un
banco normal," dice.
"Sólo que en el Banco Siemens somos un poco les. Los contratos de los proyectos, que abarcan
diferentes. Queremos ser rentables, por su- el suministro, la financiación y posteriormente
puesto, pero nuestra actitud es que el dinero el mantenimiento de la flota de transporte, tieno lo es todo. Detrás de cada transacción hay nen un valor actual neto de unos 2,6 millones
un proyecto que merece la pena trabajarse. "Un de libras esterlinas.
ejemplo es la línea del ferrocarril británica, coPara los proyectos de tales dimensiones, los
nocida como Thameslink. Es de 225 kilometros clientes, por supuesto, no se limitan a hacer un
de longitud, cruza Londres de norte a sur, y co- pedido y entregar un cheque, porque los fonnecta numerosos suburbios con la ciudad. dos son públicos y el sector público está norCerca de 40 millones de pasajeros la utilizan malmente atado. "Los compradores, los provecada año. La línea no fue originalmente dise- edores y los bancos trabajan juntos para
ñada para dar cabida a tantos pasajeros, por lo minimizar el costo de la financiación de estos
que ahora está llena de gente – así como mu- proyectos. Las soluciones resultantes pueden
chas otras partes del sistema de transporte pú- llegar a ser tan complejas que no son mucho
menos complicadas que los logros de los ingenieros ", dice Steve Ellison, un colega de Wetters. "Sin embargo, todo este esfuerzo vale la
pena para los clientes y para los contribuyentes", añade.
Proyectos para la Gente
Líneas férreas, plantas de energía, hospitales - Inversiones
como éstas son cruciales, pero a menudo se nos dice que el
dinero para ellas simplemente no está disponible. Otros dicen
que hay una enorme cantidad de dinero luchando por encontrar su camino hacia buenos proyectos. Siemens Financial
Services ayuda a que los proyectos que valgan la pena y el
capital necesario se encuentren. Grandes proyectos en Londres y Nueva York son algunos ejemplos.
poca inversión en proyectos que crean valores
duraderos, tales como líneas de ferrocarril, centrales eléctricas y hospitales. "Y sin embargo,
son estos mismos proyectos los que mejoran directamente las condiciones de vida de muchas
personas en todo el mundo y al mismo tiempo
hacen una contribución a largo plazo para el
crecimiento económico", dice Wetters.
Pictures of the Future | Primavera 2014
blico de Londres (ver Pictures of the Future, Primavera 2013, p 85.).
El "Programa Thameslink" es uno de los mayores proyectos de infraestructura en Europa.
Hay planes para más trenes, transportando más
pasajeros. Además, se están construyendo dos
nuevos depósitos importantes, y Siemens está
haciendo 1.140 vagones para trenes regiona-
Solucionando Problemas Difíciles. Los
clientes buscan cada vez más un buen paquete
en general, y un aspecto importante de esto es
cómo y cuándo la orden ha de ser pagada. "Tuvimos que entregar trenes de talla mundial y
ofrecer un acuerdo de financiación de clase
mundial", dice Ellison. Eso no fue un requisito
pequeño, pero Ellison tiene muchos años de
experiencia en el área de financiación de proyectos, y le gusta resolver problemas difíciles.
"En primer lugar, hemos establecido nuestra
propia compañía, el consorcio Cross London
Trains (XLT), que está comprando los trenes.
Junto con otros dos inversionistas financieros,
también hemos traído fondos a esta empresa.
SFS ha proporcionado más de 400 millones de
libras esterlinas ", explica Ellison. En el futuro,
las empresas de servicios ferroviarios privados
podrán solicitar una franquicia de Thameslink
cada siete a diez años. Las compañías que ope57
Infraestructuras Asequibles | Financiación de Proyectos
ran esta línea tendrán que alquilar los trenes a
XLT por la duración de la franquicia, con una inversión que se pagará durante 20 años. A cambio, los viajeros de Thameslink obtendrán trenes totalmente nuevos que operan a una
mayor frecuencia.
La parte sensible de las negociaciones involucraba otro tema, la financiación de los depósitos de trenes, que eran parte del paquete global. Sin embargo, se necesitarían los fondos
sólo en una etapa posterior. El equipo tenía que
demostrar que el dinero estaba allí, al tener una
línea de crédito garantizada llamada un "compromiso", que sólo sería utilizado varios años
después. Sin un compromiso de este tipo, la
planificación de toda la operación no podía haber procedido. Sin depósitos, no habría trenes.
En el pasado, los bancos ofrecían a menudo
estos compromisos. Por un recargo, proporcionarían un préstamo con una tasa de interés fija
en el futuro. Sin embargo, los bancos se han
vuelto más cautelosos, y ahora es mucho más
difícil y costoso obtener compromisos. El impacto de la crisis financiera sigue afectando a
muchas instituciones financieras; hace unos
años algunos bancos simplemente no tenían
más dinero para prestar. Ahora, ellos están pre-
ocupados de que el
dinero pueda ser escaso en el futuro,
otra vez. En este tipo
de situaciones los
bancos son reacios a
hacer promesas para
el próximo año.
Por otra parte,
los reguladores requieren que los bancos tengan más capital propio. Algunos
bancos están toSi el dinero no encuentra el camino
mando para sí miscorrecto por sí mismo, alguien tiene
mos el dinero que
que hacerlo.
previamente
habrían prestado a los
Los primeros trenes se entregarán en el
clientes. En general, no se están concediendo
préstamos a largo plazo, ya sea con recargos 2016. "Hay mucho que aprender de la tranmás altos o sin ellos. "Aquí es exactamente sacción con Thameslink," dice el Dr. Andreas
donde SFS entró en juego", dice Ellison. Ahí Schumacher, quien dirige Desarrollo Estratédecidió garantizar la línea de crédito para los gico en SFS en Munich. "Nuestros clientes
depósitos de trenes y fijar una tasa de interés quieren tener un buen paquete en general,
que se aplicaría durante 20 años. Ahora ya no con una buena solución financiera. Eso es clahabía más obstáculos que se interpusieran en ramente lo que nos piden. Cada vez más, miran más allá de los trenes, las turbinas o los esel camino de la operación.
Un Negocio que Construye Puentes Hacia el futuro
Siemens Financial Services (SFS) es esencialmente el banco de Siemens. Sus casi 3.000 empleados tienen tres misiones:
Apoyar a los clientes de Siemens y por lo tanto a la actividad de Siemens, proporcionando soluciones de financiación. Estas soluciones van desde modelos de leasing estandarizados hasta la estructurada financiación de proyectos complejos. La demanda está creciendo. Desde el inicio de la
crisis financiera, cada vez más clientes han tenido dificultades para obtener el alto capital inicial.
Administrar los riesgos financieros de Siemens. Tales riesgos pueden surgir de las fluctuaciones
del tipo de cambio, por ejemplo. SFS realiza las funciones de tesorería, lo que significa que se asegura de que Siemens siempre tenga liquidez y pueda pagar sus facturas. SFS también combina para
Siemens todos los riesgos que puedan ser asegurados. De este modo, Siemens gana mejores condiciones y tiene mayor transparencia para sus contratos de seguros.
En cierta medida SFS también ofrece soluciones de financiación que no están relacionadas a la
venta de productos o servicios de Siemens. Este negocio le ayuda a SFS a mantenerse en contacto
con el mercado financiero global. Esto ayuda a SFS a identificar tendencias y ofrecer condiciones en
línea con el mercado total de su negocio. Según un estudio realizado por el Instituto Bearingpoint
en Amsterdam, las inversiones en infraestructuras en Europa han caído en picada en aproximadamente un 60 por ciento desde el 2007. El sector público ha tenido menos margen de maniobra para
la inversión desde la última crisis financiera, y los inversionistas privados suelen rehuir a los proyectos de infraestructura debido a los largos períodos de inversión involucrados. Como resultado, la importancia de las soluciones de financiación para los clientes de infraestructura, tanto en el sector
público como en el privado, es cada vez mayor. SFS puede, metafóricamente hablando, construir
puentes para estos clientes. Gracias a las soluciones de financiación, los clientes pueden realizar proyectos que no habrían existido de otra manera: líneas de metro, centrales eléctricas, hospitales - inversiones que son muy necesarias y que crean condiciones favorables para el crecimiento sostenible. Y SFS gana dinero. En 2013 los ingresos de SFS antes de intereses e impuestos (EBIT) fue de
€ 409 millones.
58
Muchas de las estaciones del metro de Nueva
York están saturadas.
cáneres - lo que les interesa es el beneficio que
proviene de su uso.
En otras palabras, buscan la capacidad de
transporte entre dos lugares, o una cierta cantidad de electricidad durante un cierto periodo
de tiempo, o 20 exploraciones por tomografía
computarizada por día. "Así que ¿realmente
tiene sentido comprar un equipo propio? ¿O
buscan que el cliente reciba una mejor relación
calidad-precio por el arrendamiento de los equipos, o simplemente pagar por usarlo?
Estas preguntas se pueden contestar sólo si
el costo total de una compra - incluyendo el
Pictures of the Future | Primavera 2014
costo de la financiación es transparente. En el
caso de las operaciones de gran envergadura,
SFS, por lo tanto, está a bordo desde el principio, con el fin de asesorar a los clientes de Siemens y a los prospectos. En el caso de Thameslink, la decisión fue clara: Los trenes serán
arrendados a los operadores de ferrocarriles,
ya que es la solución más económica. El paquete global fue el factor clave que ayudó a
Siemens a ganar este negocio. Lo mismo se
puede decir de un gran proyecto en los EE.UU.,
con la diferencia de que se trata de turbinas,
en lugar de trenes.
Financiando Plantas de Energía. El lugar
de trabajo de Bob Simmons es una oficina en
Park Avenue, justo detrás de la estación Grand
Central, en la ciudad de Nueva York. Aquí, los
taxis son de color amarillo en lugar de negro,
pero el sistema del metro, al igual que en el
metro de Londres, está mostrando ya su edad.
Y el hacinamiento en los vagones del metro es
igual de grave.
Simmons es Socio General y Tesorero de
Panda Power Funds. La compañía construye, y
tiene la intención de manejar plantas de energía. La empresa busca los lugares precisos, so-
Panda elige a menudo las turbinas de gas
Clase H de Siemens, que pueden alcanzar más
de un 60 por ciento de eficiencia cuando se
operan en combinación con turbinas de vapor.
En comparación, el promedio de eficiencia de
las centrales eléctricas de combustible fósil en
los EE.UU. es sólo del 33 por ciento. "Hemos
sido un cliente de Siemens por un largo tiempo.
Es natural para nosotros hablar de financiación
en nuestros proyectos. Cuando planeamos
nuevos proyectos, llamamos a SFS a bordo lo
antes posible ", dice Simmons. "La gente de Siemens sabe lo que necesitamos, y son muy profesionales. A través de los años hemos desarrollado una gran confianza. Por ejemplo, conozco
a Chico Cirincione hace 20 años."
Vagones de Décadas de Antigüedad. El sitio de trabajo de Cirincione no está muy lejos
de la oficina de Simmons, pero está en Nueva
Jersey, al otro lado del río Hudson. Aquí es
donde SFS tiene su sede en EE.UU. Para llegar
a las discretas oficinas de Siemens desde Manhattan, se puede optar por tomar un tren de
cercanías con vagones que tienen décadas de
antigüedad. "La red de transporte de EE.UU. necesita urgentemente inversiones", dice Cirin-
Los usuarios del transporte público en Londres se beneficiarán de los nuevos trenes de Thameslink de Siemens. Las redes de energía (arriba)
también necesitan inversión continua.
licita todas las autorizaciones necesarias, y selecciona la tecnología más adecuada.
"En este modelo de negocio, cada centavo
cuenta. Si cometes un error al principio de los
cálculos y los costos de inversión se salen de
control, esto tendrá efectos negativos durante
todo el tiempo de vida del proyecto - y en el
caso de las centrales, eso significa décadas ",
dice Simmons. Por lo tanto, Panda presta mucha atención a dos cosas: la financiación óptima de los proyectos y las tecnologías de alta
eficiencia, ya que aseguran una operación rentable de la planta.
Pictures of the Future | Primavera 2014
cione. "Eso es obvio. Pero la infraestructura
energética de EE.UU. también es anticuada. Eso
es algo que las personas sólo perciben cuando
hay un apagón. Y aquí es donde entra en escena Panda. "EE.UU. necesita claramente nuevas centrales eléctricas. Y Panda está construyéndolas - especialmente centrales a gas, ya
que los precios del gas en EE.UU. han disminuido considerablemente en los últimos años.
El socio de Panda por elección es Siemens,
en parte debido a sus soluciones de financiación bastante creativas. Guy Cirincione dice que
durante las negociaciones siempre hizo la
misma pregunta: "¿cómo pueden hacer para
que el paquete global sea aún más interesante
para nosotros?” Y ahí es cuando realmente comienza su trabajo. Por ejemplo, para la más reciente unión temporal, Panda requirió algo conocido como un " préstamo tardío. " Este es un
préstamo que debe ser pagado más tarde, debido a que en la construcción de una planta de
energía no todo el dinero se requiere inmediatamente. Es una situación similar a la de Thameslink. Si un cliente tuviera que aceptar la totalidad del capital al inicio del proyecto, tendría
que pagar intereses sobre el mismo desde el
59
Infraestructuras Asequibles | Leasing en China
primer día, a pesar de que no tendría que pagar
hasta meses o años más tarde muchas facturas.
En tales casos, sería mejor aceptar el préstamo
en una serie de pagos. Sin embargo, los inversores en infraestructura en Nueva York tienen
que hacer frente a retos similares a los de Londres. "Los bancos se han vuelto muy cautelosos
con respecto a sus decisiones de préstamos",
dice Simmons. Y si los bancos son reacios al
riesgo, el dinero puede ser difícil de conseguir.
Riesgos. "Aquí y ahora”. El préstamo de
Panda se le asignó con una calificación de B /
B+ por las agencias - una clasificación que algunos bancos consideran riesgosa. Otros inversionistas, tales como inversionistas institucionales,
están felices de tener estos riesgos en sus libros,
pero casi siempre declinan solicitudes de plazos
posteriores. En otras palabras, sería prácticamente imposible que un proyecto con este tipo
de calificación de crédito pueda obtener un
“préstamo tardío” en el mercado actual. O podría conseguir uno, pero a una tarifa muy alta.
En este punto, Siemens ayudó a garantizar
una línea de crédito tardía de $ 50 millones.
"Obviamente, nos fijamos bien en un compromiso de este tamaño antes de decir que sí. No
ignoramos las reglas del mercado, sólo para obtener el negocio para Siemens ", explica Cirincione. "Por otro lado, SFS se organiza de forma
diferente a un banco o una compañía de seguros. Un préstamo de este tipo encaja bien con
el modelo de negocio de SFS. "Y eso se traduce
en una ventaja competitiva para Siemens.
Thameslink y Panda demuestran que
cuando se trata de grandes proyectos de infraestructura, las soluciones de financiación
bien pensadas se han convertido en parte del
producto. Según Cirincione, las soluciones de
financiación son tan importantes para los clientes como la eficiencia energética de un tren de
cercanías o la forma de las aspas de una turbina. "Siemens no se limita a vender turbinas a
Panda", dice. "Vendemos turbinas bien financiadas. "Basil Wetters, en Londres, ve la situación de la misma manera. Él dice que el factor
decisivo en la decisión de otorgar el contrato de
Thameslink a Siemens fue su atractivo paquete
global - la combinación del mejor producto y la
mejor solución de financiación.
Wetters mira su reloj de plástico; su día de
trabajo está casi terminando. Pronto se unirá a
las hordas de hombres con trajes impecables y
se subirá en el metro. ¿Estas ofertas para infraestructura lo han hecho rico? "Honestamente, tengo suficiente dinero", dice. "Pero si yo
quisiera maximizar mis ingresos personales, no
estaría en SFS. Para mí hacer algo valioso cada
día es importante. El dinero no lo es todo”.
Andreas Kleinschmidt
60
La Atención en Salud
Más y más chinos recurren a clínicas privadas para
recibir tratamiento médico. Sin embargo, los
hospitales en China a menudo no pueden obtener
préstamos para la compra de sistemas de imágenes,
Chen Yang, está una vez más, sentado en
el tren que va desde Shenyang a Changchun.
Al hospital ortopédico local le gustaría colocar
otra orden de pedido. Esta vez es para dos tomógrafos computados, un tomógrafo de resonancia magnética, y tres unidades de rayos X.
El precio del pedido en total suma alrededor de
15 millones de RMB (alrededor de 1,8 millones
de euros). Pero el hospital no quiere pagar - por
lo menos, no todavía. Y por eso han llamado a
Chen Yang.
Chen Yang trabaja para Siemens Financial
Services (SFS). SFS ayuda a los hospitales chinos a financiar nuevos equipos. La mayoría de
las clínicas privadas son como el Hospital Ortopédico Changchun (COH) en un aspecto: Ellos
deciden no comprar equipos de imagenología,
sino arrendarlos. De esta manera pueden pagar
el precio de compra a plazos, repartidos a lo
largo de varios años.
El COH, que está situado en el noreste de
China, ya ha arrendado equipos por un valor total de 31 millones de RMB (€ 3,6 millones) a
Siemens. Ahora, está viniendo por más. Se espera que el número de hospitales privados en
China aumente en los próximos años. Un creciente número de chinos está buscando una
buena atención médica. La obtención de citas
en hospitales públicos no siempre es fácil. El
creciente número de pacientes de edad avanzada también aumenta la presión sobre el sistema de salud.
En el 2012 los chinos gastaron aproximadamente 2.837 millones de RMB (€ 332 mil millones) en servicios de salud. En el 2017 esta cifra podría ser más del doble. El mercado de
leasing financiero de China está disfrutando de
tasas de crecimiento de hasta dos dígitos. En
general, el crecimiento del sector de la salud no
es la única razón para ello. El gobierno de China
está restringiendo el crédito. Los bancos chinos
están, por lo tanto, siendo más reacios a prestar
dinero que en el pasado. Cuando ofrecen préstamos al sector de la salud, es principalmente
a las clínicas estatales. En consecuencia, la mayoría de las clínicas privadas tiene que buscar
financiación en otras partes.
El leasing es una buena alternativa, aunque
parece ser un poco más cara a primera vista.
"La tasa de interés de referencia del Banco Central de China para préstamos a un año es de
aproximadamente el 6,5 por ciento. Sin embargo, el costo de financiación crediticia de capital no es mucho más barato, en comparación
con un contrato de arrendamiento", explica
Chen Yang. Además, el leasing permite a los
clientes gestionar los flujos de efectivo de manera más flexible.
El número de compañías de leasing se ha
más que duplicado en los últimos dos años,
y la competencia es feroz. "La creación de
asociaciones a largo plazo con los hospitales
como COH es crucial, pero al mismo tiempo
difícil", dice Chen Yang. "COH recibió varias
Pictures of the Future | Primavera 2014
Chen Yang toma un
tren para visitar a sus
clientes - hospitales
en busca de
tecnologías modernas
en arriendo.
con Plan de Financiación
La evaluación de la solvencia es mucho más
fácil, por supuesto, cuando se trata de un
cliente habitual, como COH. Las personas que
están negociando el acuerdo se conocen, se
aprecian, y tienen confianza entre sí. Además,
COH tiene una trayectoria positiva con SFS. Es
más, tienen grandes planes para el futuro.
"Queremos expandirnos dentro de nuestra provincia natal de Jilin. Pero también estamos
construyendo clínicas en otras partes del país:
en Xi'an, en Kunming, y en Haikou ", dice Chen
Wei. COH está apuntando al segmento de las
clínicas ortopédicas altamente especializadas,
que está creciendo especialmente rápido. La
autoridad regional de Kunming está promo-
como escáneres de TC. Con el fin de ser capaces de
obtener nuevos equipos de forma rápida, las clínicas a
menudo se deciden por los modelos de leasing de
Siemens Financial Services.
ofertas de financiación de nuestros competidores cuando se encontraba en el proceso de
compra de los equipos por primera vez. Para
asegurar el trato, viajamos desde nuestras
oficinas en Shenyang al hospital en Changchun muchas veces para discutir y entender
los requisitos exactos de COH. Como resultado, hemos sido capaces de diseñar rápidamente una solución de leasing a su medida",
añade Chen Yang.
Valor Real del Dinero. El tren llega a la estación de Changchun. Después de un corto
viaje en taxi, Chen Yang se reúne con Wei
Chen, director de COH. Una humeante taza de
té está esperándolos. "Por supuesto que nosotros negociamos el precio cada vez que hablamos de nuevos equipos", dice Chen Wei.
"Recibo ofertas de los bancos y otras empresas
de leasing, pero el precio no es el único factor
importante para nosotros. Realmente estamos
buscando un socio confiable a largo plazo para
brindar el mejor servicio, en general. Así que
tenemos en cuenta la velocidad, la conveniencia, y la gente. Siemens es, sencillamente, una
empresa en la cual se puede confiar y que
cumple con nuestras expectativas."
Y añade que, "la solución de leasing de Siemens en realidad me va a costar un poco más,
en comparación con el préstamo tradicional,
eso es cierto. Pero con un leasing de SFS recibiré todo, desde una sola fuente - el equipo y la
Pictures of the Future | Primavera 2014
financiación. Creo que eso es un valor real del viendo la construcción de hospitales, debido a
dinero, y por eso me gustaría seguir trabajando que el nivel de atención se considera por debajo
con Siemens y SFS en el futuro”.
de la media de la provincia. La situación es siProbablemente habrá muchas oportunida- milar en Xi'an, una ciudad en el interior de
des de colaboración, porque COH planea abrir China, con una población superior a los ocho
nuevas clínicas. Y para Chen Yang hay bastante millones y con una gran necesidad de clínicas
trabajo. Recientemente se convirtió en respon- más especializadas.
sable de un equipo de seis personas. Tan
Chen Wei dice que, a pesar del actual ampronto como un cliente potencial se pone en biente de "fiebre del oro" que se vive en el mercontacto, los colegas del Sector Healthcare de cado de la salud privada en China, no le interesa
Siemens les comentan, para que puedan hacer hacer ganancias rápidas. "Las clínicas ortopédirápidamente una oferta. Sin embargo, esto no cas requieren particularmente altas inversiones
es una tarea fácil ya que China no tiene un re- iniciales. En el transcurso del tiempo, sin emgistro central con evaluaciones fiables de las bargo, éstas se compensan por márgenes más
calificaciones de crédito de los clientes, explica altos, por lo que estas clínicas son muy intereChen Yang. Por lo tanto,
tienen que hacer un buen
En el 2012 los chinos gastaron
cálculo de si el uso del
alrededor de € 332 mil millones en
equipo dará sus frutos
atención en salud - una cifra que se
para un cliente potencial que es lo que finalmente
espera se duplique para el año 2017.
determina si pueden pagar sus cuotas de leasing.
santes en el largo plazo. Pero al principio a meUna fuente de información para que el nudo hay problemas, y eso hace que muchos
equipo de riesgo de SFS pueda hacer los cál- inversionistas duden. Con un socio fuerte y
culos es el sector financiero del hospital. Pero confiable, como Siemens, podemos pasar este
la experiencia en la industria y un presupuesto período de escasez mucho mejor ", dice. Chen
rápido juegan un papel importante, también: Yang y Chen Wei terminan su té. Una vez más,
¿Qué equipo quiere el cliente? ¿Cuántas camas se ha celebrado un acuerdo. Chen Yang ahora
tiene el hospital? ¿Qué tan grande es el área se dirige de nuevo a Shenyang. Él sabe que este
de influencia? ¿Cuál es el ingreso promedio de no será el último viaje que hará en esta ruta.
los pacientes en el área de influencia?
Andreas Kleinschmidt
61
Infraestructuras Asequibles | Telemática
Infraestructuras Asequibles | El Túnel del Bósforo
Enseñando a las Vías a Hablar
Una de las formas de hacer que el tráfico por carretera sea
más seguro, eficiente y respetuoso con el medio ambiente
es permitir que los autos se comuniquen con la
infraestructura. Siemens está apoyando proyectos piloto
que ayudarán a hacer esto posible.
En el futuro, los vehículos serán capaces de
compartir información con la infraestructura de
transporte en tiempo real, con relación al flujo
de tráfico, a los accidentes de tránsito y a las
obras en construcción. Numerosos proyectos
de investigación han demostrado que tales "sistemas cooperativos" son factibles.
Por ejemplo, en una pista de pruebas de telemática de 45 kilómetros en Viena, Austria
(Pictures of the Future, Primavera 2013, p.
104) varias aplicaciones se están poniendo a
prueba. Estas incluyen notificaciones de situaciones potencialmente peligrosas, atascos, recordatorios de las señales de advertencia, y dispositivos de reducción de velocidad en el
interior del vehículo.
Los fabricantes de automóviles europeos en
el consorcio Car2Car, una organización diseñada para promover la comunicación abierta
entre los vehículos, ya se han comprometido a
introducir vehículos equipados con sistemas de
cooperación en el 2015. En junio de 2013 los
ministros de transporte de Alemania, Austria y
En un futuro cercano, los vehículos se comunicarán con la infraestructura de transporte.
62
los Países Bajos firmaron una declaración de intención con respecto a la introducción conjunta
de los sistemas cooperativos. En cooperación
con socios privados de la industria, las advertencias relacionadas con obras de construcción
en las vías se instalarán inicialmente en las carreteras entre Viena y Rotterdam. Los tráileres
de trabajo en las vías estarán especialmente
equipados con redes WLAN o de radio móvil,
para enviar información a un centro de transporte, el cual la enviará a los vehículos. A su vez,
los autos equipados con la tecnología necesaria
enviarán información sobre sus posiciones actuales, datos adicionales sobre movimientos de
tráfico o las condiciones meteorológicas, al centro de control.
En Austria, todas estas medidas se combinan
en el proyecto Eco-AT, diseñado para desarrollar
las especificaciones de todos los productos y
servicios para los sistemas cooperativos. Siemens suministra hardware para el centro de
control y para las pruebas en la vía, así como
para las unidades a bordo y en las carreteras, y
el software de comunicaciones asociado.
La seguridad de los datos será una parte clave
en los sistemas cooperativos del mañana. Tendrá
en cuenta todo lo relacionado con la seguridad
o con la tecnología de transporte que esté equipado con un código PKI estandarizado (Infraestructura de Clave Pública). La identificación de
cada vehículo será anónima, con el fin de mantener la comunicación confidencial. A partir del
2015, todo el corredor entre Viena y Rotterdam
estará equipado con sistemas cooperativos.
Nicole Elflein
Los dos jóvenes están listos para el gran
momento. De espaldas hacia los rieles, están
sosteniendo sus teléfonos celulares de pie y tomados del brazo en el andén de la estación de
tren de Üsküdar. Cuando el Banliyö Trenleri, un
tren de pasajeros de Estanbul , con rayas rojas
y azules, para en la estación, ellos se toman
una foto. Unos minutos más tarde, aparecerá
en Facebook con el título "Primera vez en Marmarayl, Súper!!".
Harun Oruç también está sosteniendo su teléfono inteligente, pero no está prestando atención al tren que llega. Está leyendo sus correos
electrónicos. Cuando las puertas del tren plateado se abren, mira hacia arriba y entra en el vagón, completamente ocupado. Oruç, un abogado de patentes de 32 años de edad, viaja casi
a diario desde Asia a Europa y de regreso. Su oficina está ubicada en el lado oriental del estrecho, y algunos de sus clientes están en el lado
occidental. "Normalmente me llevaba al menos
una hora ir de un lado a otro", dice.
"Sólo había dos formas de cruzar el Bósforo:
en el ferri o sobre los puentes. Te quedabas atas-
cado en el tráfico, incluso en el camino hacia el
ferry, y los tres puentes estaban congestionados
de forma permanente”. Oruç a menudo llegaba
a sus citas estresado y con su traje arrugado,
dice:" Yo solía sentir que literalmente estaba viajando de un continente a otro. Hoy, me subo al
tren en Asia y - ZIP! - Cinco minutos más tarde,
estoy en Europa. Fantástico! ".
Túnel a Prueba de Terremotos. Unos 15 millones de personas viven en Estambul, una metrópoli de 2.600 años de antigüedad que se extiende a ambos lados del Oriente y el Occidente.
Alrededor de un tercio de ellas viajan a través
del Bósforo cada día, para trabajar o por otras
razones. Desde el 29 de octubre de 2013, han
tenido una nueva alternativa: el túnel Marmaray, que se abrió justo a tiempo para el aniversario no. 90 de la República de Turquía. El gobierno lo llama "el túnel del siglo", y los
periódicos titulan "la nueva ruta de la seda del
siglo 21", incluso lo describen como "la conexión
sin escalas entre China y los mercados de EuPictures of the Future | Primavera 2014
El túnel ferroviario de
Marmaray, en Estambul,
aliviará la presión sobre
los puentes y ferris,
crónicamente
congestionados.
Dos Continentes en Cinco Minutos
Por 160 años los políticos han soñado con la construcción de un túnel bajo el estrecho del
Bósforo, pero las dificultades eran de enormes proporciones. Ahora, los ingenieros han encontrado la solución. Hoy en día, alrededor de un millón de personas se desplazan diariamente a
través del túnel Marmaray, entre Asia y Europa.
Pictures of the Future | Primavera 2014
1,4 Kilómetros de Túnel bajo el Mar
Europa
Estación
Kazliçeşme
Bósforo
Estación
Yenikapi
Aprox. 13.6 km
Estación
Sirkeçi
Ciudad
Nueva
Asia
Estación
Üsküdar
Estación
Ayrilikçeşme
Bósforo
Fuente: Taisei Corporation
ropa occidental." El nombre de esta ruta de cercanías, que será el centro de una futura red de
rutas de transporte de mercancías de larga distancia, combina las palabras "Marmara" y "Ray",
la palabra turca para "rieles".
Desde hace unos 160 años, los sultanes soñaban con un túnel bajo el mar de Mármara.
Pero la ingeniería no podía hacer frente a los
desafíos especiales del Bósforo hasta principios
del siglo 21. No sólo es un estrecho caracterizado por poderosas corrientes, que corren en direcciones opuestas bajo grandes superficies de
agua, sino que el fondo del mar está en riesgo
de terremotos. Como resultado, el túnel subterráneo tuvo que ser construido para soportar terremotos con una magnitud de nueve en la escala de Richter.
Es más, poco después de que comenzó el trabajo de construcción, el Imperio Romano contraatacó - con barcos, anclas, sandalias de cuero,
cepillos y candelabros. Los arqueólogos encontraron miles de objetos identificados como reliquias de Constantinopla. Los esqueletos que ex-
Ciudad
Vieja
Mar de Mármara
63
Infraestructuras Asequibles | Datos y Pronósticos
Infraestructuras Asequibles | El Túnel del Bósforo
cavaron incluso están considerados como pruebas de que la gente vivía en Estambul hace más
de 8.000 años. Estos descubrimientos retrasaron
los trabajos de construcción durante años.
El ingeniero Javier Raposo y sus colegas de
Siemens Rail Automation en Estambul tenían
que trabajar, por lo tanto, muy rápidamente en
la fase final de la construcción. Ellos tenían que
asegurarse de que el sistema, en el que los trenes de cercanías se basan a través del túnel submarino en intervalos de dos minutos, podría entrar en servicio a tiempo para el aniversario no.
90 de la República de Turquía.
Hoy, unas 75.000 personas se transportan
cada hora en ambas direcciones cuando el sistema está funcionando a plena capacidad. Eso
suma un millón de pasajeros por día - una
quinta parte del tráfico total diario de Estambul.
El equipo de Siemens pudo instalar la tecnología de señalización y control completa, desde
cables de transmisión individuales hasta un sistema operativo complejo, sólo después de que
nuación, reciben instrucciones que les dicen lo
rápido que pueden viajar en cada bloque. En
este "sistema de movimiento en bloques," las
balizas - platos pequeños equipados con transmisores y receptores y embebidos en las pistas
- registran la posición y la velocidad de un tren.
En paralelo, la posición exacta de cada tren se
transmite a un sistema de control que controla
el flujo de tráfico y lo guía, si es necesario.
"La característica fundamental de nuestro
sistema de control de trenes es que sabe qué
conclusiones deben sacar con base en la información", explica Raposo. "Siempre sabe lo rápido que cada tren está viajando, cuándo se detiene, y cuándo se pone en marcha de nuevo.
Conoce las posiciones de los trenes individualmente, y vuelve a calcular la velocidad de conducción y la distancia de frenado en todos los
trenes CBTC que están en una ruta determinada.
El conductor autoriza al tren para funcionar en
modo automático, después de cada parada en
una estación y supervisa el cierre de las puertas
Segmentos de concreto prefabricados (izquierda) aceleraron la construcción del túnel Marmaray.
se completó el túnel y los carriles estaban instalados. "El plazo Iba reduciéndose," recuerda Raposo. Seis meses fueron planeados inicialmente
para la construcción del tramo de 13 kilómetros,
entre las estaciones de Kazlicesme y Ayrilikçeşme, pero al final dicho período se redujo a sólo
dos meses. "Eso fue un reto, pero lo cumplimos
con éxito", dice.
Sistemas de Movimiento en Bloque. Los intervalos cortos entre trenes son posibles gracias
a una combinación de varios sistemas. Estos sistemas deben garantizar que todos los involucrados - los conductores, el personal del centro de
control, y los propios trenes - tengan la misma
información actualizada. Para este fin, los trenes
están conectados a un sistema de señalización,
a través de la radio. Un sistema de control de trenes (CBTC Trainguard Sirius) que se instala en la
infraestructura, así como en los trenes, puede
obtener información precisa sobre la ubicación
de los vagones. Cuando un tren viaja a través
del túnel, pasa un bloque virtual tras otro y continuamente informa de su posición por radio a
los procesadores, que están conectados con enclavamientos electrónicos. Los trenes, a conti64
de los pasajeros. "De esta forma, todos los trenes
se ajustan automáticamente a la velocidad y a
la posición de los demás.
Pero el sistema puede hacer mucho más.
Puede salvar la vida de las personas. Los sensores activan una alarma si la tierra tiembla o si se
filtra agua en el túnel. En tales casos, los trenes
se detienen automáticamente antes de entrar
en la sección de 1.4 kilómetros del túnel que se
encuentra bajo el fondo marino, y el sistema cierra las puertas en ambos extremos de la sección.
"El sistema de control también sabe si todavía
hay trenes en esta sección," explica Raposo. "Las
puertas se cierran después de que todos los trenes han dejado esta sección crítica."
El tren en el que Harun Oruç viaja ahora, ha
pasado el Bósforo y cinco minutos después se
detiene en la estación de Yenikapi. Antes de que
la puerta se abra, Oruç mira su reflejo en la ventanilla del tren y se ajusta la chaqueta del traje.
Mientras sale del vagón, dice: "Hay otro gran aspecto del túnel Marmaray. He viajado desde
Asia a Europa, y no tengo ni una sola arruga en
mi traje”. Hace un guiño, antes de desaparecer
entre la multitud de pasajeros.
Sandra Zistl
Una Brecha de
Con pocas excepciones, el gasto en infraestructura
está disminuyendo o estancándose en todo el
mundo. La situación es especialmente grave en Europa, donde se sufre de una crisis de deuda externa.
El Foro Internacional de Transporte reporta que la
inversión en infraestructura de transporte ha disminuido en Europa occidental desde 1970. Las inversiones en esta área correspondían a alrededor del
1,5 por ciento del producto interno bruto (PIB) en
1975, pero fue de sólo el 0,8 por ciento del PIB en
el 2009. Además, casi el 30 por ciento de los fondos
están siendo utilizados exclusivamente para mantener
la infraestructura existente.
De acuerdo con una evaluación realizada por la
Federación de Industrias Alemanas, las vías de Alemania son hoy un 14 por ciento menos modernas
de lo que eran a principios de 1970. La situación no
es mejor en otros lugares. El Departamento de
Transporte de los EE.UU. informa que el 15 por
ciento de las carreteras del país están en condiciones
"inaceptables". En el sector energético, la red de
Sudáfrica tiene retrasos en el mantenimiento por
$4 mil millones - el equivalente a la mitad del presupuesto anual para inversiones en el país para
electricidad. En Indonesia, el número de vehículos
en las carreteras en Yakarta aumentó un 22 por
ciento por año entre 2005 y 2009, incluso a medida
que más y más carreteras se deterioraban completamente. Y un estudio realizado por el Instituto
Global McKinsey ha llegado a la conclusión de que
América Latina debería invertir el ocho por ciento
de su PIB en infraestructura para alcanzar el nivel
de los países desarrollados del Este de Asia.
McKinsey ha calculado que $57 trillones de dólares serían necesarios en todo el mundo entre
2013 y 2030 sólo para ampliar la infraestructura lo
suficiente como para mantenerse al día con la tasa
esperada de crecimiento económico. Históricamente,
alrededor del 3,8 por ciento del PIB se ha gastado
en infraestructuras en todo el mundo, cada año. En
la Unión Europea (UE), por el contrario, sólo el 2,6
por ciento se utilizó para este fin entre 1992 y
2011. "Las perspectivas de la gente han cambiado",
dice Patrick Mäder, responsable del segmento de
seguros de la firma consultora BearingPoint. "Las
pensiones de vejez y de atención médica han sustituido a las inversiones en infraestructura, como las
partidas de gastos más importantes en los presupuestos del Estado."
A esto se suma la crisis de la deuda soberana,
que ha sido particularmente grave en los países del
sur de Europa, desde Grecia a Portugal. España, por
ejemplo, redujo su presupuesto para gastos de infraestructura pública en un 16 por ciento.
La situación no es mucho mejor en Alemania, a
pesar de que el país todavía cuenta con el 15 por
ciento de todas las inversiones en infraestructuras
Pictures of the Future | Primavera 2014
$ 57 trillones en Inversiones en Infraestructura
140
120
110
100
93
80
80
60
Patrimonio Neto
Bonos
Subsidios
Préstamos
127
82
59
56
49
40
20
0
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
Fuente: Con base en datos de la revista Infrastructure BearingPoint (2013)
Volumen de Finanzas de los proyectos europeos
de infraestructuras (en billones de €)
503
8
India 4.7%
Japón
5.0%
7
6
US$
Transporte
bn
Energía
Agua
Telecomunicaciones
5
U.E. 2.6%
4
403
3
2
U.S. 2.6%
374
1
0
0
10
20
30
Pictures of the Future | Primavera 2014
40
50 % del PIB mundial
Fuente: Mc Kinsey Global Institute, Infraestructura de productividad (2013)
como porcentaje del PIB correspondiente
China 8.5%
US $ trillones
(tasa de cambio de 2010)
16.6
4.5
0.7
9.5
57.3
11.7
12.2
2.0
Estimación tiene en cuenta a los países
miembros de la OCDE, así como a Brasil,
China e India. Las cifras son redondeadas.
Vías
Vías
Puertos Aero- ElectriciFérreas
puertos
dad
Agua
Estado de Infraestructuras
Gastos de Infraestructura 1992-2011
9
Inversiones Necesarias
en Infraestructuras
entre 2013 y 2030
Fuente: OCDE; IHS Global Insight; GWI; IEA, McKinsey Global Institute (2013)
Inversiones en Infraestructura y Préstamos
vida, que servirían como inversionistas institucionales.
Pero, de acuerdo con Patrick Mäder, de BearingPoint,
las autoridades reguladoras consideran los proyectos
de infraestructura a largo plazo tan arriesgados como
los fondos especulativos, por lo que es imposible
para las organizaciones de seguros invertir en ellos.
En cooperación con la Comisión Europea, el European
Investment Bank (EIB) por tanto, ha creado un instrumento que ayuda a los inversionistas institucionales
que formen asociaciones público-privadas. El EIB
realiza una verificación de crédito, bonos y tasas de
interés conjuntos. Uno de los primeros bonos se
destinó a Castor, un sistema de almacenamiento
subterráneo de gas natural en España. Debido a que
estos bonos han tenido una buena respuesta, se
espera que el sector de la infraestructura pronto de
un giro positivo.
Urs Fitze
Puesto
1 Suiza
2 Hong Kong
3 Finlandia
4 Emiratos Árabes Unidos
5 Singapur
6 Francia
7 Islandia
8 Austria
9 Países Bajos
10 Alemania
14 Japón
18 Dinamarca
19 EE.UU.
23 Corea del Sur
28 Reino Unido
41 Turquía
74 China
85 India
114 Brasil
Calificación
6.6
6.5
6.5
6.4
6.4
6.3
6.3
6.2
6.2
6.2
6.0
5.7
5.7
5.6
5.4
5.1
4.3
3.9
3.4
Comunicación
Total
1 = Muy poco desarrollado - Mínimo
global
7 = extensivo y
eficiente - máximo
mundial
Muchas infraestructuras diferentes se toman en cuenta: el
transporte, energía,
comunicaciones, etc.
El informe evalúa
148 países con base
en indicadores clave
(que van del PIB a la
mortalidad infantil) y
una encuesta a más
de 13.000 gerentes
en todo el mundo.
65
Fuente: Foro Económico Mundial, Global Competitiveness Report (2013/2014)
tando de contrarrestar este desarrollo con su programa
Europa 2020, que sirve como un modelo para la era
posterior a la crisis. Según la Comisión Europea, € 2
trillones - alrededor de una octava parte del PIB anual
-deben ser invertidos en infraestructura en el 2020
para crear una "economía inteligente, sostenible e
integradora". La Comisión quiere que una gran parte
de esta inversión sea proporcionada por el sector privado; pero los bancos, que eran, de lejos, los mayores
proveedores de préstamos para proyectos de infraestructura hasta la crisis financiera de 2008, son ahora
mucho más reacios a prestar, debido a las difíciles
estipulaciones que los obliga a tener más capital
propio que en el pasado.
El déficit de financiación en teoría podría ser cubierto por las organizaciones de seguros, como los
fondos de pensiones y las compañías de seguros de
en la UE. Pero en vez de invertir € 57 mil millones
en infraestructuras entre 2011 y 2015, como inicialmente estaba previsto, Alemania probablemente
gastará € 41,5 billones. Con € 49 mil millones, el
volumen total de la inversión en la UE en el 2012,
ni siquiera alcanzó el nivel del 2005. De acuerdo
con los cálculos realizados por BearingPoint, los
gastos de infraestructura se desplomaron en € 78
mil millones en comparación con el año récord de
2007 - una disminución del 61 ciento. Sin embargo,
esta disminución no es sólo el resultado de los ajustados presupuestos gubernamentales.
Considerando que los bancos otorgaron a los
sectores de infraestructura en los sectores privado y
público una inversión de € 95 billones en préstamos
a corto y largo plazo en el 2007, esa cifra se redujo a
€ 34 billones en 2012. La Comisión Europea está tra-
Infraestructuras Asequibles | Soluciones para Mozambique
La infraestructura de
Mozambique está
siendo mejorada para
Vías Férreas para
un Nuevo Comienzo
que el carbón
(derecha) pueda ser
enviado al mercado.
Las reservas de carbón sin explotar de Mozambique están entre las más grandes del mundo. Sin
embargo, el país estaba desgarrado por la guerra civil y aún carece de una infraestructura
económica confiable para la extracción de materias primas. Siemens está ayudando con una
variedad de equipos para la automatización y la electrificación.
Incluso hoy en día, los habitantes de Mozambique se saludan con las manos levantadas y las palmas abiertas. Esta es una señal de
que son amigables y no llevan armas. La guerra civil no ha sido olvidada, a pesar de que
han pasado más de 20 años. El sangriento
conflicto entre el gobierno y el partido de la
oposición, que tuvo lugar desde 1977 hasta
1992, ha dejado huellas en todo el país; en las
regiones costeras, en las verdes y también áridas sabanas, y en las colinas del interior. Muchas carreteras y líneas de ferrocarril quedaron
intransitables, los sistemas de riego destruidos
y muchos edificios de la administración se
convirtieron en ruinas.
Desde 1992, una serie de proyectos se han
puesto en marcha para reconstruir la infraestructura. La mayoría de la inversión está siendo
proporcionada por las empresas, debido a que
el país aún no cuenta con los recursos financieros necesarios. "Las infraestructuras de transporte de Mozambique están en condiciones deplorables en algunos lugares", dice Jesús
Guzmán, jefe de Siemens Rail Automation en
España. Siemens ha recibido contratos para
mejorar la infraestructura de Mozambique
desde el 2006. Por ejemplo, la División de Mo66
vilidad y Logística está entregando e instalando
sistemas de señalización y control para un enlace ferroviario de 912 kilómetros entre la ciudad portuaria de Nacala y el interior del país. Y
la División de Baja y Media Tensión es responsable del suministro eléctrico en el puerto local.
El cliente de estos proyectos es una empresa
conjunta entre la compañía minera más grande
de Brasil y la empresa estatal de ferrocarriles de
Mozambique. Ambos contratos son parte de un
gran proyecto conocido como el Corredor de
Nacala. El objetivo del proyecto es construir y
ampliar la infraestructura de la costa de la pequeña ciudad de Moatize, en las montañas de
la provincia de Tete. Los planes incluyen carreteras para el transporte de mercancías, un aeropuerto y un puerto marítimo que se construirá a principios del 2016.
Por qué Tete? La provincia es, literalmente,
una mina de oro en carbón. Según Trade & Invest, una organización de comercio exterior de
Alemania, hay 23 millones de toneladas de carbón de coque allí – una de las mayores reservas
sin explotar del mundo. En 2020, la producción
se espera que alcance 100 millones de toneladas por año. El carbón en Mozambique es especialmente valioso, ya que se encuentra justo
debajo de la superficie. Como resultado, los
costos de extracción y procesamiento son bajos. "La industria del carbón es un motor fundamental del crecimiento económico en Mozambique", explica Rui Marques, responsable de
Siemens en Mozambique. En gran parte, gracias a esta materia prima la economía está
ahora en auge en esta nación africana. El producto interno bruto aumentó en un siete por
ciento en el 2013, y se prevé un crecimiento del
8,5 por ciento para los años 2014 y 2015.
Siemens ha participado en la expansión de
su infraestructura desde el año 2006. Su último
proyecto es dotar a la línea de Nacala a Moatize
con sistemas de señalización y control. A 912
kilometros, es el tramo ferroviario más largo de
África oriental, dedicado al tráfico de mercancías. La línea comienza y termina en Mozambique, pero entre estos puntos más de 200 kilómetros de vías pasan a través de Malawi. A
partir del 2015, los planes para esta línea incluyen el control del transporte de carbón desde
la mina de Moatize a un centro de transporte
marítimo en Nacala.
Siemens está entregando e instalando varios sistemas de control y señalización para que
el transporte de carbón pueda ser organizado
Pictures of the Future | Primavera 2014
Infraestructuras Asequibles | Soluciones para Mozambique
cias ideales entre trenes. Como resultado,
puede haber más viajes en un plazo determinado y pueden ser programados de manera
más eficiente. Todo esto se espera que maximice la capacidad de la red. Las cajas de señalización serán monitoreadas y controladas, lo
que reduce el riesgo de accidentes, de forma
automática. Para empezar, 92 locomotoras y
2.328 vagones estarán en servicio, transportando unos 18 millones de toneladas de carbón
por año a Nacala. "Este proyecto es una oportunidad maravillosa para nosotros para aumentar nuestra presencia en la industria ferroviaria
de África", dice Guzmán.
con la máxima eficiencia y seguridad. En el corazón de este sistema está el sistema Possitive
Train Control (PTC) de Siemens, para el monitoreo y control del tráfico. "PTC es una solución
de señalización eficiente", dice Guzmán. Cada
tren tendrá una consola que se conecta de
forma segura con el centro de control en Nacala, a través de una red de radio de microondas. Toda la información individual sobre los
trenes, sus datos de viaje, y sus posiciones en
la línea férrea se recogerán en el centro de control en tiempo real y se utilizarán para actualizar
continuamente el perfil de todos los segmentos
de la línea. "El centro de control será el cerebro
de toda la línea ", dice Guzmán.
Un panel de visualización proporcionará a
los operadores del tren toda la información, y
un perfil de la línea férrea con una visión general de las curvas y los gradientes. Un gráfico animado les dará una imagen de la posición del
tren en tiempo real para que el operador pueda
monitorear el comportamiento de los otros trenes en la línea.
Los paneles también mostrarán mensajes
de alarma. Además, el sistema calculará automáticamente y mostrará un perfil de velocidad,
que ayuda al operador a mantener las distanPictures of the Future | Primavera 2014
y de distribución de baja tensión se instalan en
contenedores denominados E-Houses. Estos
han sido colocados en bases con pilares, de manera que sus cables puedan ser fácilmente conectados por debajo. Los contenedores están fabricados en Alemania y cuentan con una
variedad de equipos de conmutación y distribución de energía antes de ser enviados a sus destinos. Así pues, llegan completamente ensamblados y probados, y se pueden configurar de
forma rápida. Esto significa ahorros y menores
costos en construcción, instalación y puesta en
marcha. "Los E-Houses son un 20 por ciento más
baratos que las soluciones convencionales de
subestaciones de distribución de energía", explica Jean-Philippe Macary, Gerente de Portafolio y responsable de este producto en Siemens.
La seguridad es una parte esencial del concepto de los E-Houses. Un sistema de tarjeta
magnética regula el acceso del personal autorizado, y un sistema de cámara graba este acceso.
Cuando se abre una puerta de conmutación, el
sistema de media tensión cambia inmediatamente para garantizar la seguridad del personal.
"Los sistemas tienen que ser protegidos contra
las influencias ambientales, especialmente en
lugares como Nacala, que combina un clima tropical, con viento marino y polvo de carbón", dice
el director del proyecto en Siemens, Hermann
Bierfelder. Para ello, una sobrepresión se genera
en el interior de cada E-House. Los contenedores también son tratados con una pintura para
alta mar especial, que los protege. El proyecto
de infraestructura en Nacala es una empresa
pionera estratégica en África.
E-Houses para el Puerto. Una vez que el carbón es transportado hacia Nacala, será enviado
a los puertos de todo el mundo. Hay planes para
que esto ocurra en un puerto construido a varios cientos de metros de la costa, donde el agua
es de alrededor de 60 metros de profundidad.
Se espera que esta instalación entre en servicio
a principios del 2015. La ventaja de este puerto
de aguas profundas es que los buques de la
clase PostPanamax, que son de más de 32,3
metros de ancho, también pueden utilizar la instalación. Sin embargo, un requisito previo es
que el puerto debe ser alimentado con electricidad - un trabajo para Siemens Media y Baja
Tensión. "Nuestros sistemas suministrarán las
luces al puerto y a las áreas operacionales, así
como los sistemas de transporte que se utilizarán para transportar el carbón desde las líneas
del ferrocarril hasta el puerto", explica Marc
Grieshammer, gerente de ventas responsable
del proyecto.
'La solución de
Siemens para la distribución de energía se
compone de un número de elementos.
Una
subestación
El centro de control en Nacala será el centransformadora se
tro neurálgico de todo el sistema ferroviaalimentará de enerrio - donde se reúne toda la información.
gía de la red pública
de suministro y la
transformará de 110 kilovoltios (kV) a los 22 kV
Los expertos creen que en los próximos
que maneja la zona del puerto de Nacala. Cinco años se desarrollarán depósitos de otras mateestaciones de media tensión y de distribución rias primas, como el oro y el cobre en África. "Se
de baja tensión de 22 kV adicionales transmiti- necesitan soluciones de electrificación para exrán energía a diferentes niveles de tensión para traer estos recursos", explica Bierfelder - soluabastecer a los consumidores dentro de la ins- ciones como las instaladas por Siemens entre
talación del puerto. También hay 20 estaciones Nacala y Moatize. Allí, los primeros trenes están
compactas - pequeñas plantas al aire libre que programados para lanzarse en el otoño de
transforman la tensión de entrada de 22 kV a 2014, al mismo tiempo que la entrega llave en
400 voltios.
mano de los sistemas de distribución de enerLa característica especial de este proyecto gía. Todo esto representa un pequeño paso
está relacionada con la forma en que se distri- adelante y deja atrás la destrucción por la guebuye la energía, explica el Director del Proyecto rra civil en Mozambique.
José Godinho. Las estaciones de media tensión
Ulrich Kreutzer
67
Infraestructuras Asequibles | Simulación de Red
El Boom de Luanda. De acuerdo con cifras
oficiales, entre seis y siete millones de personas
viven en Luanda, el corazón de Angola. Sin embargo, la cifra es probablemente mucho mayor.
Como un imán, la capital de Angola atrae a masas de gente de todas partes del país a la costa
atlántica. Todos ellos quieren tener la oportunidad de sacar provecho de un tremendo auge
del petróleo del país. Cada día, dos millones de
barriles de petróleo crudo se bombean fuera de
los campos a lo largo de la costa del Atlántico,
permitiendo a Angola superar a Nigeria como
el mayor productor de petróleo de África (ver
Pictures of the Future, Otoño 2013, p. 9).
El dramático crecimiento de la economía de
Angola está arrasando una gran cantidad de dinero al presupuesto nacional - dinero que se
necesita con urgencia para ampliar la infraestructura del país. Porque Luanda está permanentemente al borde del colapso. "Sólo del 40
al 50 por ciento de los hogares tienen electricidad. Y en las barriadas rurales de las afueras de
la ciudad, donde hay una gran afluencia de recién llegados, barrios enteros están surgiendo
sin planearse, por lo que no se les puede proporcionar energía eléctrica", dice Helder Adão,
Presidente de la empresa de energía de Luanda,
Empresa de Distribuição de Electricidade de
Luanda (EDEL). "Además, sufrimos de robo de
energía, apagones frecuentes y daños a los cables debido a trabajos de construcción. Es por
eso que estamos hablando con Siemens. Esperamos que Siemens pueda ayudarnos a aumentar la estabilidad de la red por medio de
nuevos métodos y tecnologías."
Un primer paso importante hacia la estabilidad de la red se ha hecho ya. "Siemens llevó
a cabo un amplio estudio en nombre de EDEL,
y por primera vez se creó un modelo completo
de la red del suministro eléctrico de Luanda",
dice André Jorge, de Siemens Angola. "En el
proceso, no sólo hemos registrado todos los
datos necesarios, también llevamos a cabo un
estudio sobre la protección de la red. Ya que
una protección de red insuficiente puede causar un daño masivo al equipo en caso de cortocircuito. También puede ser una amenaza
para la salud de las personas que trabajan en
las unidades de control."
Identificación de Puntos Débiles. El primer
asunto al inicio del estudio era crear orden en
el caos. José Damasio, de Siemens Portugal fue
el director técnico responsable de los trabajos
de investigación en el sitio. "Hasta la fecha, la
red en Luanda ha crecido caóticamente, sin
ningún tipo de plan maestro. Por ejemplo, algunas partes de la red ni siquiera fueron documentadas, y algunos de los datos estaban incompletos o incluso eran contradictorios. Nos
68
Recableando
Luanda
Gracias al auge en la producción de petróleo en Angola, su
capital, Luanda, está creciendo rápidamente. Sin embargo, los
apagones, el robo de energía, y los daños a los cables debido a la
construcción excesiva, son acontecimientos diarios. Siemens ha
simulado la red eléctrica de la ciudad con el fin de descubrir los
puntos débiles y abrir la puerta a la expansión.
Helder Adão, Presidente de la empresa de energía de Luanda, quiere mejorar la red eléctrica de la ciudad.
tomó mucho tiempo llenar todos los vacíos en
los planes de la red ", dice.
Los datos, que fueron recogidos por Damasio, sus colegas portugueses, y muchos empleados de EDEL en el sitio, fueron enviados a Erlangen, Alemania. Allí, un grupo de proyecto
liderado por Christian Blug de la División Smart
Grid del Sector Infrastructure & Cities de Siemens, miraron todos los aspectos de la red de
suministro eléctrico de Luanda. "La red de distribución de media tensión de la ciudad tiene
dos niveles de voltaje: 60 kV y 15 kV. El nivel de
60 kV se alimenta de plantas de energía y de la
red de transmisión, en general. Esta red suministra a las estaciones de transformadores de
60/15 kV, que son 18 en total. Las estaciones
locales están conectadas a la red de 15 kV, que
a su vez suministra energía a los equipos de
consumo de baja tensión ", explica.
Los expertos de Siemens fueron capaces de
identificar rápidamente los puntos débiles de la
red. "En el pasado hubo apagones repetitivos,
que implicaron interrupciones innecesariamente largas, dejando grandes áreas sin electricidad, y en algunos casos un gran daño a la
propiedad", explica Blug. "Estos incidentes fueron provocados por los puntos débiles en el sistema de mantenimiento y reparación, pero sobre todo por la inadecuada protección de la
red." Por ejemplo, importantes funciones de
protección, tales como la protección diferencial
de cables eran, o completamente inexistentes
o estaban en gran parte de los sitios, desactivadas. Un protector diferencial consiste en dos
Pictures of the Future | Primavera 2014
En Resumen
Infraestructuras Asequibles
dispositivos de protección colocados al principio y al final de un cable.
Cada uno de estos dispositivos transmite su
propia medición de la corriente eléctrica al otro
dispositivo. Si hay una diferencia entre los dos
valores, la conexión se desconecta, por medio
de un interruptor. En el caso de los cortocircuitos de Luanda, secciones de cable que no tenían protectores diferenciales funcionales no
habían sido retiradas de la red, ya que los dispositivos de protección se habían desactivado.
En algunos casos los resultados fueron catastróficos. Por ejemplo, en el pasado, la estación
de un transformador fue destruida completamente de esta manera.
Datos Fiables. La protección inadecuada de la
red se analizó de forma sistemática en Erlangen. Para ello, los expertos de Siemens utilizaron PSS SINCAL, un programa de cálculo de la
red, así como los datos registrados en Luanda
para crear un modelo digital de la red. "El modelo nos permitió calcular las corrientes de
corto circuito que pueden fluir en caso de problemas", dice Blug. "Lo usamos para desarrollar
un nuevo concepto de protección de la red, y
así creamos un gran paquete general."
El paquete incluye muchas sugerencias de
mejora, tales como ideas sobre dónde se deben
instalar los relés de protección adicionales y un
amplio paquete de transferencia de tecnología
para Angola. Siemens entregó el modelo completo de cálculo de la red para el cliente, instaló
el programa PSS SINCAL en el sitio, y entrenó a
los empleados de EDEL para usarlo. "Como resultado, EDEL ahora puede actualizar su propia
base de datos y disponer de datos confiables
para su trabajo en el futuro", dice Blug. Siemens
seguirá estando presente en Luanda. Por ejemplo, se tiene previsto completar una nueva estación de transformadores a principios del
2014 y se ha firmado un contrato de servicios
para otras tres estaciones.
En el futuro, será crucial para Luanda seguir
adelante con la expansión de su infraestructura, con el fin de prevenir a Angola de tener el
equivalente a una trombosis coronaria. Pero
sólo las autoridades angoleñas locales pueden
determinar si la transferencia de tecnología es
un éxito o no. "La base de datos que se creó en
el marco del modelo de red ya está obsoleta",
dice Damasio. "EDEL debe cerrar esta brecha de
información tan rápido como pueda, para que
la expansión controlada de la red sea posible."
Ya que 40 MW de nueva potencia en el corazón
de Angola será suficiente para cubrir sus necesidades energéticas durante ocho meses. En
ese punto, la fuente de alimentación total de la
ciudad tendrá, una vez más, que aumentarse.
Nils Ehrenberg
Pictures of the Future | Primavera 2014
Ferrocarriles, centrales eléctricas y hospitales. Algunos dicen que, por desgracia, a menudo
no hay suficiente dinero para inversiones en infraestructura. Otros dicen que hay un montón de
dinero, pero con frecuencia no encuentra su camino hacia los proyectos adecuados. Siemens Financial Services (SFS) ayuda a llevar los proyectos
útiles hacia el capital necesario. Por ejemplo, en
Londres SFS puso £ 400 millones para apoyar la
financiación de nuevos trenes para la línea de
Thameslink. El objetivo es aumentar significativamente el volumen de pasajeros (p. 56). Adicionalmente SFS ayuda a los proveedores de energía con financiación y ayuda a hospitales en la
compra de equipos médicos a través de programas de leasing, por ejemplo, en China (p. 60).
Del Mundo Oriental al Occidental, en cinco
minutos. El nuevo túnel Marmaray en Estambul
demuestra cómo las inversiones en infraestructura pueden hacer la vida diaria más fácil. Todos
los días los trenes locales llevan hasta un millón
de pasajeros a través de este túnel a prueba de
terremotos (p. 62).
Sólo la mitad de los hogares en la ciudad angoleña de Luanda están conectados a la red eléctrica. Antes de que el sistema de suministro de
energía de la ciudad se pueda ampliar, Siemens
simula toda la red eléctrica de la ciudad con el fin
de revelar las debilidades y descubrir potenciales
de optimización (p. 68).
El futuro del suministro eléctrico también es
un tema crucial en las islas Fiji. Allí, después de
treinta años de generación de energía hidroeléctrica, cuatro grandes transformadores han sido
reemplazados por modernas unidades de alta eficiencia. Hasta ahora, la energía hidroeléctrica ha
ahorrado a los isleños $ 800 millones de dólares
en petróleo (p. 56).
Se está estudiando la situación de toda la infraestructura urbana de Ho Chi Minh, en Vietnam.
Un estudio de Siemens revela que se necesitan
grandes inversiones para cumplir con los desafíos
de la urbanización y el crecimiento (p. 53).
Una de las reservas de carbón más grande
del mundo “duerme” en Mozambique. Un requisito previo para el desarrollo eficiente de este recurso es la construcción de una nueva línea de
ferrocarril hasta el puerto. Siemens está equipando este enlace con tecnología de control y señalización, y está encargada de las instalaciones
de distribución de energía del puerto (p. 66).
GENTE:
Financiación de Infraestructuras:
Basil Wetters, Siemens Financial Services
[email protected]
Guy Cirincione, Siemens Financial Services
[email protected]
Tecnología Médica con Leasing:
Yang Chen, Siemens Financial Services
[email protected]
El Túnel de Marmaray:
Javier Raposo, Infrastructure & Cities (IC)
[email protected]
Simulando la red de energía de Luanda:
Dr. Christian Blug, IC Smart Grid
[email protected]
Ciudad de Ho Chi Minh:
Dr. Thai Lai Pham, Siemens Lmt. Vietnam
[email protected]
Suministro de energía en las Islas Fiji:
Andres Federico Tocasuckyl Ramirez,
Siemens Energy
[email protected]
Tecnología Ferroviaria en Mozambique:
Jesús Guzmán, IC
[email protected]
Rui Marques, Siemens Ltd. Mozambique
[email protected]
Distribución de Energía en Mozambique:
Marc Grieshammer, IC
[email protected]
Hermann Bierfelder, IC
[email protected]
Jean-Philippe Macary, IC
[email protected]
LINKS:
Siemens Financial Services:
www.sfs.siemens.com
“Como ahorrar $ 1trillón al año”
estudio de McKinsey Global Institute:
www.mckinsey.com/insights/engineering_
construction/infrastructure_productivity
Instituto BearingPoint:
www.bearingpoint.com
Fiji Electricity Authority:
www.fea.com.fj/pages.cfm/major-projects/
renewable-projects/hydro/
Marmaray-Tunnel:
www.marmaray.com
www.railway-technology.com/projects/
marmaray
Banco Europeo de Inversiones:
www.eib.org
69
Pictures of the Future | Minería de Cobre
Un gigantesco molino de piedra es el corazón de
una mina de cobre. El motor de accionamiento
del molino de la mina Andina (derecha)
suministra la potencia de 30 Porsches.
El Tesoro de los Andes Chilenos
El cobre ha traído prosperidad a Chile. Pero hoy, el país quiere hacerse menos dependiente
de la minería, aumentando la actividad empresarial y mejorando la educación.
Siemens y la fundación "Siemens Stiftung" están ayudando.
El camino a la mina lleva hacia un barranco.
Acantilados escarpados se levantan hacia ambos lados, y las cascadas truenan, casi verticalmente, en las profundidades. En cuanto Isaías
Tapia sale de su Jeep, su respiración se condensa en pequeñas nubes en el aire fresco. Él
ha llegado a la mina Andina, a más de 2.000
metros sobre el nivel del mar. Copos de nieve
están cayendo. Arbustos sobresalen aquí y allá,
entre las rocas. Los Andes de Chile son una región árida, no sólo en invierno.
Tapia mira hacia el cielo. La nevada es cada
vez mayor. "Si esto sigue así, van a cerrar la carretera esta tarde. Después de eso no vamos a
poder conducir hacia el valle por un tiempo ",
dice. Tapia, quien trabaja para Siemens, suministra equipos de seguridad y piezas de re70
puesto para motores Siemens a las galerías
más remotas de la mina, en el interior de la
montaña. La montaña protege un tesoro. Más
exactamente, la propia montaña es un tesoro:
Casi el uno por ciento de su roca está compuesta de cobre. Y el mundo necesita cobre.
Casi cada cable y cada dispositivo eléctrico
contiene este metal, y la tubería de alta calidad
está hecha de él también. Una gran parte de la
producción de cobre de Chile se envía a través
del Océano Pacífico. China, al parecer, nunca
tiene suficiente. Alrededor del 40 por ciento de
la producción mundial de cobre se utiliza para
construir nuevos apartamentos, fábricas, teléfonos móviles, y mucho más. Entre 2008 y
2010 el precio del cobre se triplicó, antes de
caer de nuevo a aproximadamente $ 6,500 por
tonelada métrica. Chile, el más importante productor de cobre del mundo, es uno de los grandes ganadores de estos aumentos de precios.
Tiene las reservas de cobre más grandes del
mundo por mucho, y gracias a sus ingresos de
cobre tiene la mayor renta per cápita de toda
América Latina. El cobre ha traído trabajo, y una
de las muchas personas que se ha beneficiado
de esto es Isaías Tapia.
"Yo solía trabajar en un restaurante, pero en
Siemens me ofrecieron un trabajo que encontré más interesante", dice Tapia, mientras camina hacia la galería que lleva al profundo interior de la montaña. "Ahora es mi trabajo
asegurarme de que la mina nunca se quede sin
piezas de repuesto. También ayudo a que todos
los mineros vayan a trabajar con el equipo adePictures of the Future | Primavera 2014
cuado, incluyendo filtros para las
máscaras de protección, cascos y
chalecos de seguridad. "En la galería de la mina no hay primavera
o invierno, sólo el ruido eterno de
las máquinas. El nivel de ruido
puede llegar a 95 decibeles, como
si estuviéramos parados a sólo un
metro de distancia de un parlante
en pleno, en una discoteca. "Me
ocupo de los protectores de los oídos también" grita Tapia.
como el tambor de una gigantesca lavadora, que está constantemente girando. Pero está lleno
de rocas en vez de ropa. En el interior, esferas de acero trituran
trozos de roca que contienen cobre ", explica Iannuzi. La fricción
genera calor, por lo que el molino constantemente tiene agua
de refrigeración, que rápidamente se convierte en vapor. La
roca triturada finalmente rueda
sobre una cinta transportadora y
se envía a un área de procesamiento químico. El molino es accionado por un motor de Siemens, que brinda una potencia
de más de 30 Porsches, mientras
que un panel Simatic de Siemens
brinda una visión general de los
numerosos parámetros. "Toda la
roca que se extrae de la mina
tiene que pasar por este molino",
explica Iannuzi. "El molino nunca
debe llegar a un punto muerto,
porque si lo hace, toda la mina
tendría que dejar de operar unas
horas más tarde. Es absolutamente esencial prevenir cualquier falla. Y esa es la responsabilidad de Siemens”.
Fuente: finanzen.net
Sin Accidentes. Siemens se ha
hecho cargo de la responsabilidad
del mantenimiento y el servicio
en Andina y en otras dos minas
del operador estatal, Codelco.
Cuando todo el equipo marcha a
buen ritmo y la mina está operando sin ningún inconveniente,
Siemens recibe sus pagos en su
totalidad. Pero si algo sale mal, se
Los Precios del Cobre Determinan
reducen los pagos. La fiabilidad es
la Economía de Chile
tremendamente importante para
US $ por tonelada métrica
Codelco, ya que las pérdidas diarias podrían exceder fácilmente el
10,000
millón de dólares, en caso de que
la mina pare su producción. Casi
8,000
2.000 empleados de Siemens trabajan ahora en las minas chilenas.
6,000
Tapia es uno de ellos. Él es un
hombre tranquilo, que sólo habla
Casados con el Cobre. Para los
4,000
cuando es absolutamente neceoperadores de las minas - y de
sario. Y no es una coincidencia
todo el país - la fórmula parece
2,000
que él tenga este trabajo en parsimple. Mientras que el molino
ticular. "Necesitamos trabajadores
gire, el dinero fluye en la caja.
0
Año 2009
2010
2011
2012
2013
2014
sensatos en las minas - personas
Pero esto sólo funciona mientras
que no sean sólo atraídas por los
se paguen precios altos por el cosalarios superiores a la media,
bre. La mitad de los ingresos de
Si la mina dejara de trabajar, las
sino que les guste mucho trabajar
exportación de Chile proviene del
aquí", dice María José Ponce, una
pérdidas podrían fácilmente llegar a un cobre. "Chile está casada con el
psicóloga que trabaja en el deparcobre," dice Pablo Schaeffer, de
millón de dólares diarios.
tamento de recursos humanos de
39 años de edad, quien se desemSiemens en Chile. "Si alguien
peñó hasta el año 2013, como vipierde la cabeza cuando hay una crisis allí, es excavadas más profundamente en la montaña, cepresidente responsable de la sostenibilidad
un riesgo para sí mismo y para sus compañeros durante décadas. Algunos de los trabajadores en Codelco. En la sede de la productora de code trabajo."
cariñosamente llaman a la mina una “planta bre en Santiago de Chile, las manijas de las
Como resultado de la bonanza económica, con alma “.
puertas son de cobre, los ascensores están rese está volviendo cada vez más difícil encontrar
"Si la mina tiene un alma, también tiene vestidos en cobre y obras de arte de cobre adorel tipo adecuado de personal, y los operadores que tener un corazón. Y sin duda sería la nan los pasillos.
de las minas se quejan sobre el creciente costo planta de trituración de roca ", explica Aníbal
"El modelo comercial de Codelco está disede la mano de obra. En el norte de Chile, por Iannuzi, ingeniero de Siemens, de 24 años res- ñado en términos de décadas. Como resultado,
ejemplo, los conductores de camiones especia- ponsable de la prevención de accidentes en la los socios que están comprometidos con Coles reciben un bono que puede elevar sus in- mina. La caverna en la que se encuentra el delco por un largo período de tiempo, como
gresos anuales hasta $ 80,000 y más. Allí, en el molino es tan espaciosa como el interior de Siemens, son importantes ", dice Schaeffer. Codesierto de Atacama, las excavadoras en las mi- una catedral. Toda la sala vibra, y las nubes de delco planea inversiones por $ 6800 millones,
nas a cielo abierto sacan capa por capa el mi- vapor flotan en el aire estancado. El propio lo que triplicaría su producción en 2021. Anneral rico en cobre. Por el contrario, la mina An- molino de trituración de roca es tan grande dina sería entonces la mayor mina de cobre del
dina es un laberinto de galerías que fueron como una casa de familia. "Es básicamente mundo. Esta expansión no implicará la excavaPictures of the Future | Primavera 2014
71
Pictures of the Future | Minería de Cobre
ción de más túneles - en su lugar, prevé una
mayor utilización de la minería de superficie.
Los depósitos de cobre de Chile tendrán una
duración de al menos un siglo, y nuevos yacimientos están constantemente siendo descubiertos. Sin embargo, este metal, que está ayudando a hacer de Chile un país próspero,
también es objeto de controversia. "Muchos
chilenos quieren tener las ventajas de la producción de cobre, pero no las desventajas", dice
Schaeffer. Las manifestaciones que se han celebrado en las calles de Santiago de Chile reflejan estas contradicciones. Por un lado, los estudiantes están protestando para obtener una
educación gratuita, que por supuesto tendría
en gran medida que ser financiada con ingresos
de la minería del cobre. Por otra parte, los ciudadanos están protestando también contra la
expansión de la mina Andina, porque temen la
contaminación de las aguas subterráneas.
"Estas protestas revelan algo ante todo; el
hecho de que las grandes empresas tienen que
habitantes, a menudo tenían ideas diferentes
de las de los urbanistas y políticos involucrados
en el proyecto. Sin embargo, resultó perfectamente posible aplicar muchos de los deseos de
los habitantes. En la parte superior de la lista
está una mejor educación.
Educación y Cooperación. "ConseEl modelo de negocio de Codelco está
guir una buena edudiseñado en términos de décadas, así
cación es una de las
que los socios a largo plazo como
palancas más importantes para que toSiemens son importantes.
dos los chilenos se
beneficien de un alto crecimiento económico enviar a sus hijos a escuelas privadas. Además,
de su país. Pero una buena educación necesita casi todas las universidades cobran matrículas
la cooperación intersectorial. El dinero no es muy altas.
"El problema es a largo plazo, y también está
siempre la principal barrera. "La confianza entre
los socios es clave", dice Nathalie von Siemens, relacionado con el cobre. La minería está atraDirectora General de la Fundación Siemens Stif- yendo a muchos de los jóvenes con talento, y a
tung. "Es por eso que Siemens Stiftung se enor- gran parte de los recursos, y está aumentando
gullece de poder trabajar con socios importan- el costo de la mano de obra. Hay falta de trabajadores bien capacitados en los demás sectores,
en la industria de servicios y en la industria manufacturera ", dice Ulrike Wahl, consultora externa para Siemens Stiftung. "Como resultado,
es difícil para los nuevos sectores industriales
buscarse un nicho. Si Chile no tiene éxito en la
diversificación de su economía y en la creación
de otras industrias, corre el riesgo de convertirse en un monocultivo económico. Debido a
que es mucho lo que depende del cobre, un
descenso en su precio tendría graves consecuencias económicas”.
Los niños escolares chilenos, en la ciudad minera de Calama, descubren las ciencias a manera
de juego, como por ejemplo, construir helicópteros con energía solar mediante el uso de los ma-
teriales proporcionados por Siemens Stiftung.
hablar con la gente acerca de sus planes. Después de todo, el desarrollo no sólo significa aumentar la producción en la industria minera y
aumentar el producto interno bruto ", dice
Schaeffer, que ahora es el mediador entre las
grandes empresas y los diversos grupos interesados. Por ejemplo, en la ciudad minera de Calama, en el desierto de Atacama, un proyecto
de desarrollo llamado Calama Plus ha surgido.
Su principal objetivo es hacer a la ciudad de Calama más habitable. Codelco, Siemens Stiftung, y otros están apoyando el proyecto.
"Calama, con aproximadamente 150.000
habitantes, todavía se ve más como un campamento minero de pueblo", dice Schaeffer. A través del proyecto Calama Plus, los ciudadanos
han podido aportar sus opiniones al proceso de
planificación urbana. ¿Dónde deben construir
parques? ¿Dónde deben hacer las calles? Los
72
son las competencias esenciales para un ciudadano maduro ", dice von Siemens. Sin embargo, el dinero habla por sí mismo. Los mineros pueden ganar tres o cuatro veces más que
los profesores. Como resultado, muy pocas personas quieren trabajar en las escuelas públicas.
Los padres que pueden permitírselo prefieren
tes, como la Pontificia Universidad Católica y la
Fundación Chile, en Calama", añade.
Siemens Stiftung también contribuye con
su "Experimento”, un programa de educación
internacional para las escuelas: STEM (ciencia,
tecnología, ingeniería y matemáticas). El programa se basa en el principio de aprendizaje
por descubrimiento. Los maestros están capacitados para despertar el entusiasmo por las
ciencias, alentando a los alumnos a realizar una
serie de experimentos por sí mismos.
"La educación STEM es más que una primera formación de trabajadores cualificados en
profesiones técnicas. La creación de valor industrial está directamente relacionada con la riqueza de un país y, en definitiva, con su cohesión social. Por otra parte, la educación STEM
transmite la capacidad de abstraer y deliberar,
así como el conocimiento técnico. Todas estas
Vasos de Plástico y Papel Aluminio. Susana
Correa Muñoz, directora del Colegio República
de Bolivia en Calama, al norte de Chile, está
completamente de acuerdo. "Experimento" se
ha convertido en parte de las clases de ciencias
de su escuela. La Fundación Chile y Siemens
Stiftung iniciaron conjuntamente las sesiones
de formación del profesorado mediante la distribución de unos kits de aprendizaje, llamados
Experimento. Sus contenidos incluyen moldes
de arcilla, vasos de plástico, papel aluminio, y
un número de otros artículos para el hogar. Sorprendentes experimentos pueden llevarse a
cabo con estos materiales.
En el patio del colegio, alumnos de 11 años
de edad están jugando con helicópteros de
energía solar que han construido ellos mismos.
Un chico llamado Matías está poniendo un techo de cartón en su carrusel solar, y un grupo
de chicas está admirando las bailarinas de papel que han hecho, equipadas con las células
solares, que les permiten hacer piruetas. Un
rato más tarde, vestidos con sus batas blancas,
45 niños de la clase están de vuelta en el laboratorio de la escuela, donde se les explica
Pictures of the Future | Primavera 2014
Pictures of the Future | Minería de Cobre
acerca del sol, la transformación de la energía,
un circuito eléctrico. Matías es entusiasta. "Antes, el profesor explicaba todas las cosas de
principio a fin, y yo sólo escuchaba. Hoy hacemos mucho más por nosotros mismos “, dice.
Desde la perspectiva de Correa, el experimento
ha sido un éxito. En principio, los profesores se
mostraron escépticos. "Nos daba un poco de
miedo abrir los kits Experimento, como si fueran una caja de Pandora. Pero luego nos dimos
cuenta que simplemente había que dar a los
niños un poco de margen de maniobra. Comenzaron a aprender y a hacer descubrimientos por sí mismos. Ahora, realmente sólo les
damos consejos", explica.
Chilecon Valley. ¿Quién sabe? Si la alegría del
descubrimiento de los estudiantes continúa, en
15 años más o menos, Matías y sus amigos pueden estar llamando a la puerta de ProChile, una
agencia de inversiones patrocinada por el estado, diseñada para preparar los caminos de los
jóvenes empresarios para que nuevas empresas
chilenas puedan convertirse en empresas de
éxito internacional. "En Chile, aún nos queda
mucho camino por recorrer en el fomento de
los recursos humanos para la innovación", dice
Carlos Honorato, Director de ProChile. "Es por
eso que tenemos que ayudar a formar empresarios. También estamos atrayendo a los emprendedores a nuestro país, desde el exterior.
"En Chile, un individuo que tiene una buena
idea de negocio es capaz de establecer una empresa en línea en sólo 24 horas. El término "Chilecon Valley" ahora está empezando a ser conocido - medio en broma, por supuesto.
Sin embargo, las altas tecnologías están estableciéndose gradualmente como elementos
de la cadena de valor de Chile. Por ejemplo, el
mayor parque eólico de Chile se está construyendo en El Arrayán, con turbinas de Siemens.
Y el mayor observatorio radiotelescopio del
mundo fue construido en el desierto de Atacama. (p.109). La tecnología de Siemens está
ayudando a asegurar su abastecimiento energético. Calama y el Colegio República de Bolivia
están a sólo dos horas en carro. Tal vez los ingenieros del mañana ya están siendo formados
allí, en el medio del desierto. De hecho, los
alumnos, con sus batas blancas de laboratorio,
simplemente no se cansan de los experimentos
que están haciendo sus días escolares más divertidos. Matías está empezando su carrusel solar, una vez más, en el patio del colegio. ¿Quién
sabe? Tal vez algún día él también establecerá
su propia startup de tecnología. Pero cuando se
le pregunta qué quiere ser cuando sea grande,
él contesta, rápidamente; "quiero trabajar en la
mina y desenterrar cobre, como mi papá”.
Andreas Kleinschmidt
Pictures of the Future | Primavera 2014
Tecnologías de Siemens
en las Minas de Cobre de Chile
Incluso el mineral de cobre de alta calidad contiene sólo un pequeño porcentaje de
cobre puro. Antes de que el cobre se pueda extraer, la roca pesada primero debe ser triturada y transportada. Se necesita una gran cantidad de energía para impulsar estos procesos. Motores eficientes ayudan a minimizar el esfuerzo y a obtener menores costos de
operación - después de todo, el precio de la electricidad industrial en Chile se encuentra
entre los más altos del mundo. En la mina Andina, por ejemplo, un molino de trituración
de roca es operado por un motor Siemens de alta eficiencia energética. En la mina Los
Pelambres, motores Siemens incluso generan electricidad. La roca que contiene cobre
debe ser transportada 13 kilómetros desde las excavaciones a la planta de procesamiento, que se encuentra unos 1.600 metros más abajo – 1.0000 toneladas métricas de mineral por hora. Cuando la cinta transportadora está completamente cargada se mueve
prácticamente por sí misma, gracias a la gravedad de la roca que va hacia abajo. Los motores Siemens instalados utilizan el exceso de energía para producir electricidad. En un
año pueden generar casi 100 millones de kilovatios hora de electricidad (ver Pictures of
the Future , Otoño 2008, p.17 ) .
La tecnología de Siemens ya está siendo utilizada en la minería de cobre a cielo abierto,
por ejemplo, en los grandes camiones que transportan hasta 350 toneladas métricas de
roca en una sola carga. En las minas altas en los Andes, el aire es delgado. A causa del
bajo contenido de oxígeno del aire, los motores de combustión de los camiones operan
con menos eficiencia. Para resolver este problema, algunos de los camiones han sido
equipados con unidades diésel-eléctricas de Siemens. Los motores diésel siempre se
pueden operar con una eficiencia óptima y almacenar temporalmente la energía en las
baterías. Las ruedas están a cargo de un motor eléctrico monofásico de Siemens. Esto reduce las emisiones contaminantes y la demanda de energía - y ahorra dinero a los operadores de la mina. Además, los camiones en Chile usan pantógrafos de Siemens. Al igual
que los tranvías, que se alimentan con energía por una línea catenaria en lugar de un
motor. El resultado es un aumento considerable de la eficiencia y una contribución a la
protección del medio ambiente. Los procesos en las minas de cobre chilenas también se
optimizan con la ayuda de Siemens. Por ejemplo, un software de Siemens se utiliza para
controlar las excavadoras automáticamente. De esta manera, la forma más eficiente de
la energía de las palas excavadoras se determina automáticamente. Por cierto, Siemens
es el mayor consumidor de cobre de Alemania. Este metal se utiliza por toneladas en numerosos productos de Siemens. Un gran transformador puede contener hasta 100 toneladas de cobre.
Andreas Kleinschmidt
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Destacados
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Horizontes Más Amplios
La "nube" no es simplemente un lugar virtual para almacenar datos; es
también una fuerza que va a revolucionar los procesos industriales y los
servicios.
Trabajo peligroso?
Contrate un Avatar!
Modelos biomecánicos muy precisos
están ayudando a la industria de la
energía en EE.UU. a minimizar la
cantidad de radiación a la que los
trabajadores deben exponerse en las
plantas nucleares.
Minority Report para Máquinas
No es exactamente adelantarse a crímenes, como en la película de suspenso Minority Report, pero la Plataforma de Servicio Remoto de
Siemens está ayudando a predecir y
prevenir averías.
Transformación Digital
"Con el tiempo, lo más probable es
que tendremos computadores que
operen a los seres humanos, o niveles de inteligencia sobrehumanos",
predice el profesor Erik Brynjolfsson,
director del Centro MIT para el Negocio Digital.
Defectos: Especies
en Extinción?
¿Quiere saber cómo cambiará la producción en el futuro? Dele un vistazo
a las plantas de electrónica de Siemens en Amberg, Alemania, y en
Chengdu, China.
104 Prescripción: Fusión de Datos
Los quirófanos del mañana y las salas
de intervención se transformarán en
pantallas portátiles inalámbricas, cuyos datos se integrarán y se verán en
una sola fuente.
2060
Esta es la continuación de la
historia de Ambrose Turner,
presentada en nuestro número de primavera
2013 (ver "Economía Subterránea", página
10). En este episodio, después de un terrible
encuentro con un lobo biónico, el protagonista se despierta en el hospital en el que
pasó los últimos 40 años en un coma indu-
cido. Su cardióloga, la atractiva Dra. Sheila
Shelby, explica las tecnologías que original-
Segunda Vida
Transformación Digital | Escenario 2060
El ex paciente Ambrose Turner comienza a comprender cómo se le ha
dado una segunda oportunidad de vida, mientras la cardióloga Sheila
Shelby descarga su "archivo" y le explica la cadena de
acontecimientos que le permitieron sobrevivir 40 años en un coma
inducido, mientras que la población mundial fue diezmada.
mente lo trajeron de vuelta a la vida, y a
dónde se han ido todas las personas…
74
Pictures of the Future | Primavera 2014
Llamar a esto un déjà vu sería un eufemismo. No fue sino hasta hace unos días que
me dieron de alta de este lugar - un hospital
como ningún otro que hubiera visto antes.
Pero, de nuevo, ¿qué sé yo de hospitales? La
última vez al menos leí sobre uno, hace unos
40 años - antes del accidente en el año 2020;
antes de que el camión sin conductor que se
había salido de control en una curva helada,
se estrelló contra un auto sin conductor; antes
de que los airbags de mi vehículo explotaran y
me aplastaran el pecho; antes de que las luces
Pictures of the Future | Primavera 2014
se apagaran para mí. Durante 40 años estuve
aferrado a la vida de un hilo. Entonces, después de tratamientos que nunca habrían sido
posibles en el 2020, después de la rehabilitación y la resocialización y muchos otros “re”,
me dieron de alta. Transitaba a lo largo de las
carreteras vacías de Escocia con mi antiguo
colega Zeppy, a través de los prados en los
cuales funcionaba nuestra planta, hasta que,
al notar un movimiento, vi un gran lobo gris a
no menos de diez pies de distancia de nosotros, su inteligencia alienígena se enfocaba
en mi cara. “Sólo es un sistema de seguridad
biónico ... " me había advertido Zeppy. Pero el
choque había sido demasiado para mí ...
Cuando abrí los ojos la luz era baja. Un hospital, pensé. ¿No había estado aquí hace unos
pocos días? ¿O me había saltado otros 40 años
de alguna manera? Me había herido de gravedad? Pero me di cuenta de que esta vez no había tubos, sólo una pulsera con un sensor de
diagnóstico, parpadeando con luz tenue.
"Sr. Turner, "una voz de terciopelo me habló
al oído. Me di la vuelta. "Buenas tardes," dijo
75
Transformación Digital | Escenario 2060
ella. "Estábamos bastante preocupados por usted. Fue traído aquí en ambulancia, después de
una fuerte caída. Usted perdió el conocimiento.
Esas criaturas de seguridad biónicas son terribles! Deberíamos haberle advertido. Afortunadamente, éste lo reconoció en el último momento, gracias a un sistema biométrico que
coincidió con nuestros archivos anteriores. Pero
si no lo hubiera hecho - No quiero ni pensar siquiera ... Después de que se dio cuenta de
quién era usted, nos envió un mensaje expresando su pesar.¿Se imagina! Bueno, de todos
modos, veo que ha superado su primera crisis
en nuestro nuevo mundo, bastante bien. Oh,
lo siento, soy la Dra. Sheila Shelby ", dijo, ofreciéndome su mano. "Yo fui su cardióloga durante la fase de recuperación anterior. Pero, por
desgracia, me llamaron a otro centro, justo antes de que usted fuera reanimado”.
Regenerado. Reanimado. Hasta ese momento, no me había dado detenido a pensar
mucho en mi tratamiento. De hecho, para ser
honesto, no tenía muchas ganas de saber. Pero
esta Dra. Shelby ... Dios mío, pensé mientras le
daba una mirada larga, podía conseguir que me
interesara en cualquier cosa! "¿Le gustaría
aprender sobre su tratamiento?" Ella preguntó,
como si hubiera leído mi mente. "Oh, por supuesto!", Le respondí, al darme cuenta de que
ya me sentía mucho mejor.
Momentos más tarde, estábamos parados
al lado de una mesa de tratamiento que, con
sus brazos robóticos arácnidos, parecía un
enorme insecto en estado latente. Cada extremidad estaba equipada con agujas como accesorios. "Voy a tener el archivo descargado en
un instante", dijo la Dra. Shelby, mientras tocaba una pantalla que se materializaba en el
aire. Y, de hecho, menos de un segundo después estaba mirando hacia abajo, a un cuerpo
que parecía, en todos los sentidos, ser el mío.
"¿Está seguro de que todo está bien, Ambrosio?" Preguntó ella, con su voz de terciopelo resonando, con verdadera simpatía. "Oh, está
bien", mentí. "Así que esto es lo que usted
llama mi archivo, ¿verdad?"
"De hecho, lo es. Si es necesario, podríamos
reconstruir cualquier momento a lo largo de los
últimos 40 años, en su totalidad. Se trata de un
amplio registro, totalmente integrado - un registro de aprendizaje, con datos sobre el estado
y mantenimiento de todos los sistemas involucrados. Estos archivos son de gran valor para
los proveedores farmacéuticos y los sistemas
robóticos, las compañías de seguros y para la
red de optimización mundial - la heredera cuántica de varias generaciones de lo que antes solían llamar la Internet”.
"Usted no mencionó las universidades o los
médicos," le dije. "¿No se están beneficiando de
76
todo esto?" "Es una larga historia", dijo. "Voy a
tratar de explicarle. Usted probablemente se ha
preguntado por qué lo llevaron a un coma inducido por tanto tiempo ", prosiguió. "No fue
sólo porque su corazón y otros órganos habían
sufrido un trauma importante, fue porque
cuando llegó el personal de emergencias al lugar del accidente realizaron una prueba multiespectral para garantizar la ausencia de gérmenes patógenos en sus heridas. Pero lo que
encontraron los médicos fueron los rastros de
un nuevo hongo hipervirulento conocido como
C. gattii, un miembro de la familia Cryptococo
que se nutre de la alta temperatura del cuerpo
humano. Nada semejante había sido identificado antes. El hongo puede haber sido depositado por un roedor. En cualquier caso, representaba una posible emergencia de salud.
Usted fue llevado a un centro de bioseguridad
de nivel 4. Un equipo de especialistas logró estabilizar su condición. Sin embargo, las autoridades ordenaron a la planta que usted estuviera en un coma inducido mientras se
descubría un tratamiento para el hongo”.
"Y les tomó 40 años encontrar una respuesta?", Le pregunté. "En ese momento, la Or-
Ella movió un icono que
adelantaba rápidamente
“mi caso" a través de
muchos años.
ganización Mundial de la Salud no tenía un
programa de infección por hongos, y los medicamentos que estaban disponibles producían
tales efectos secundarios tóxicos, que nadie en
su condición podría haber sobrevivido", dijo.
"Además, muy pocas personas se vieron afectadas por la enfermedad durante mucho
tiempo. Pero entonces, hace unos diez años,
casos similares al suyo empezaron a aparecer
por todas partes. El hongo se propagó como
un aerosol. Las temperaturas más cálidas, las
condiciones secas y los fuertes vientos lo llevaron casi a todas partes. Ahora entiende por qué
las carreteras están tan vacías. Nuestras ciudades, las universidades y los hospitales también
lo están”.
"¿Por qué no morí a causa de ese hongo?",
Le pregunté. "La clave para superar el hongo resultó estar en el interior de su cuerpo y de los
de algunos otros afortunados supervivientes,
incluida yo misma. Es una anomalía genética
menor, que produce una enzima que interfiere
con la capacidad del hongo para reproducirse.
Finalmente, alguien llegó con una vacuna y la
epidemia llegó a su fin. Pero como puede ver,
no quedamos muchos”.
"¿Podría haber sido reanimado mucho antes", le pregunté. "No, Ambrose," dijo ella, sacudiendo la cabeza y poniendo su mano en mi
hombro. "Ningún equipo de médicos podría haberlo salvado, hasta hace muy poco", respondió
ella. "Lo que se requería eran nuevos órganos,
en particular un nuevo corazón. Pero nadie iba
a operarlo, ya que corrían el riesgo de que pudieran estar expuestos a la infección por el
hongo. Y cuando finalmente reconocieron su
anomalía genética, quedó claro que casi cualquier órgano donado podría haber sido letal. Lo
que usted necesitaba eran órganos regenerados, basados en su propio ADN. Y eso es lo que
tiene ahora. Pero no existía la tecnología para
la creación de dichos órganos hasta hace poco.
Venga, deje que le muestre cómo funciona”.
La Dra. Shelby tomó el panel de control y
movió un icono a lo largo de una línea que parecía el avance rápido de mi "caso" a través de
muchos años. Mientras lo hacía, las líneas en la
cara del hombre en la mesa de tratamiento se
profundizaron y la piel se volvió más delgada.
En cuestión de segundos, el joven se había convertido en un viejo.
"Nuestros sistemas robóticos descargan a nivel celular las exploraciones multimodales de
sus órganos dañados", dijo la Dra. Shelby. "Las
exploraciones fueron integradas, creando lo
que es - para los robots - un paciente transparente. El uso de múltiples agujas articuladas,
que aspiran las partes dañadas de varios de sus
órganos, produjeron en vivo plataformas que
formaron estructuras de reemplazo dentro de
su cuerpo y, a continuación, colonizaron esas
plataformas con sus propias células madre.
Creo que hace décadas llamaban a esto impresión 3-D. Como puede ver, se ha recorrido un
largo camino desde entonces. El proceso es
muy rápido y, por supuesto, absolutamente antiséptico. En el transcurso del procedimiento,
los robots realizan las simulaciones de la hemodinámica, gradientes de presión, y señalización
eléctrica, para optimizar las estructuras y funciones que se encuentran en el proceso de reconstrucción. Inmediatamente después de que
se completa el procedimiento, comienza la reanimación. Supongo que ya sabe el resto."
Era demasiado para mí. Me sentí como si
estuviera reviviendo las últimas cuatro décadas en sólo unos minutos, y ahora estaba
completamente agotado. "¿Puede llevarme a
mi habitación?", le pregunté. "Por supuesto",
dijo la Dra. Shelby. Pero no mucho más tarde,
mientras yacía en la cama, pensando en lo que
había visto, podía escuchar ese aullido de
lobo, que hiela la sangre, desde la ventana entreabierta; y me pregunté lo que la mañana siguiente podría traer.
Arthur F. Pease
Pictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Tendencias
Una vez que los objetos
han sido digitalizados,
pueden ser clonados y
redistribuidos sin
limitación ni costo.
Contraparte Cultural
¿Pueden miles de edificios y máquinas ser administrados y mantenidos de forma remota?
Por supuesto. Todo es parte de un nuevo y vasto panorama tecnológico, económico, y
social - uno en el cual casi todos los objetos del mundo real tienen una contraparte digital.
Desde páginas de libros antiguos y registros
catastrales, hasta una interminable variedad de
elementos en las plantas industriales y los paisajes urbanos, más y más componentes del
mundo tangible están evolucionando en contrapartes digitales (ver p. 97). No sólo la anatomía del universo físico se duplica en el mundo
digital, también su fisiología. Por lo tanto, somos capaces no sólo de acceder a las imágenes
digitales detalladas de, por ejemplo, la configuración de las máquinas en una fábrica, sino
que, gracias al desarrollo de representaciones
exactas de datos biométricos de los seres humanos, se pueden simular de forma real las posiciones más seguras y la mayoría de las configuraciones ergonómicas para los trabajadores
en este tipo de entornos (ver p. 82).
Del mismo modo, como la construcción de
la nueva sección de Aspern en Viena, Austria
evoluciona (ver Pictures of the Future, Otoño,
2013, p. 17), los sistemas desarrollados por
Siemens Corporate Technology (CT) están utilizando imágenes generadas por drones cuadricópteros para rastrear y documentar la construcción de una planta de 240 hectáreas (ver
p. 99). Estos sistemas, que comparan automáticamente los datos actuales con los datos anteriores, también se han utilizado ampliamente
para controlar los cambios dentro de las fábriPictures of the Future | Primavera 2014
cas y para garantizar que los planes digitales
estén al día.
Software: El Ingrediente Secreto. ¿Qué
hay detrás de esta gran migración de objetos y
funciones hacia el mundo digital? El ingrediente secreto que hace que todo sea posible,
por supuesto, es el software. El papel clave del
software, en prácticamente todos los campos
de la tecnología, se refleja en el hecho de que
el 40 por ciento del presupuesto de I + D empresarial de Siemens se invierte en el desarrollo
de software. CT, que se concentra en proyectos
intersectoriales y en cuestiones fundamentales, como la evolución de la arquitectura y la
reducción de la complejidad, emplea aproximadamente a 4.500 programadores y arquitectos de software. En toda la compañía, Siemens emplea a cerca de 17.500 ingenieros de
software que se dedican a proyectos que van
desde la simulación del Explorador de Marte,
El Curiosity, hasta innovadores controles para
plantas de energía, pantallas para la optimización de trenes, y fusión de datos e imágenes
para las salas de cirugía.
Ejemplos del papel fundamental que ha
desempeñado el software, en nuestro mundo
cada vez más digital, abundan. En una planta
de Siemens, cerca de Nuremberg, que produce
controladores lógicos programables, Simatic
(PLC), por ejemplo, los sistemas de software de
Siemens NX y Teamcenter siguen los resultados
de unos 50 millones de pasos de procesos al
día, que van desde temperaturas de soldadura,
hasta velocidades de los procesos de quitar y
poner (ver p. 92). La información resultante es
esencial para el nivel de calidad de la planta, el
cual es de 99,9988 por ciento. La información
está en red con el departamento de I + D para
perfeccionar las líneas y procesos de producción planeados y existentes.
Dado el nivel extremadamente alto de automatización de la planta, es ampliamente vista
como un ejemplo de un primer paso hacia la
cuarta revolución industrial - en la que los mundos real y virtual se enriquecen de la experiencia
mutua, con el fin de optimizar los procesos de
forma automática. En vista de la reputación de
la planta por su eficiencia, no es sorprendente
que haya sido vista como un modelo para otras
instalaciones. En Chengdu, en el suroeste de
China, por ejemplo, un duplicado de la planta
alemana está ayudando a satisfacer el apetito
de China por los PLC, que se utilizan para manejar todo, desde la producción de automóviles
hasta maquinaria para minería (ver p. 94).
Entre los innumerables ejemplos de la evolución en la que los mundos reales y virtuales
77
Transformación Digital | Tendencias
se están uniendo, es la producción del telescopio óptico más grande del mundo (véase p.
110). Con el fin de acelerar el desarrollo, el fabricante utilizó el software NX de Siemens para
generar una simulación 3-D de la máquina que
produciría el lente de 1,5 metros del telescopio,
y luego integrar los datos simulados con los sistemas de producción. La máquina, que tiene
una precisión de pulido de 30 nanómetros - se
desarrolló en sólo 1,5 años.
Independientemente de si es para un en- tos que se generan por los sistemas automatitorno industrial o de salud, la mayoría de los sis- zados, que incluso las empresas más importantemas más avanzados en hardware o software tes, como Siemens, se enfrentan a un desafío
de nuestro mundo digital, están diseñados y cada vez mayor de almacenamiento - y son
pensados con un monitoreo automatizado, un atraídas por el encanto magnético de la nube
mantenimiento preventivo y un servicio remoto. como una solución de TI virtualizada. Con esto
La Plataforma de Servicio Remoto de Siemens en mente, Siemens Corporate Technology está
(CRSP), por ejemplo, rastrea hoy 250.000 siste- apoyando a las unidades de negocio de la commas, desde rascacielos y turbinas de gas hasta pañía con una iniciativa diseñada para identificentros de control de tráfico de 255 ciudades. car nuevas formas de diseñar productos que
También supervisa y proporciona servicio a unos aprovechen el almacenamiento en la nube, sin
Integración de Imágenes Portátiles en el 120.000 dispositivos médicos de alta gama (ver comprometer la seguridad (ver pág. 79).
Quirófano. La digitalización del mundo físico p. 84). En conjunto, estos
también está alcanzando el ámbito de la salud. sistemas generan unos
Mediante la consolidación y la
En Siemens Corporate Technology en Prince- 10 terabytes de datos por
virtualización de las infraestructuras y
ton, Nueva Jersey, por ejemplo, los investiga- mes. Pero a medida que
del conocimiento experto, los servicios
dores están trabajando con especialistas del la sofisticación de los sisSector Healthcare de Siemens para integrar temas
supervisados
basados en la nube bajan los costos.
imágenes de tomografías computarizadas pre- crece, sus sensores de
operatorias en 3D con imágenes de resonancia diagnóstico y funciones de software proliferan.
Consolidando y virtualizando las infraesmagnética en tiempo real, generadas por otras Como resultado, los expertos predicen que para tructuras y el conocimiento experto, los servimodalidades en el quirófano. (Ver p. 104). La el 2020, la CRSP tendrá que manejar alrededor cios basados en la nube bajan los costos. De
idea es utilizar las imágenes de alta resolución de 80 terabytes por mes. Para mejorar la seguri- hecho, la International Data Corporation
3-D para proporcionar el panorama de navega- dad y garantizar la capacidad suficiente para ma- (IDC), un proveedor de inteligencia de merción en el que eventualmente se integrarán to- nejar esta avalancha de datos, Siemens está de- cado, estima que la migración de servicios a
das las otras imágenes.
sarrollando una estructura de nueva generación. la nube será un factor determinante para los
“Smart Data”(ver p. 88).
No cabe duda de que el rápido avance de
la digitalización de los productos, servicios,
y, sobre todo, del conocimiento, ofrece enormes beneficios potenciales. Un área clave en
la que todos vamos a sentirlo será nuestra relación con el gobierno. Vasilis Koulolias, director y miembro fundador de eGovlab de
Bélgica, prevé el gobierno electrónico como
el siguiente paso en la democracia. "Implica
un cambio hacia un gobierno más inteligente, eficiente y representativo; que reducirá los costos de transacción, de colaboraEl software es la clave para la producción altamente automatizada (izquierda) y la gestión del tráción, co-creación e interacción ", predice
fico en varias ciudades.
(véase p. 100).
Pero a pesar de su potencial, nuestro vaLa fusión multimodal de datos no se limi- Nuevas Economías. A pesar de que el control liente nuevo mundo digital debe considerar
tará a las imágenes. Los investigadores prevén y el mantenimiento de sistemas de una pobla- una medida de precaución. Como indica en
la integración de información como la monito- ción cada vez mayor migran hacia el mundo di- nuestra entrevista el Prof. Erik Brynjolfssen,
rización de pacientes en vivo, y simulaciones, gital, la infraestructura física con la que estas Director del Centro del MIT para Negocios Diconcentrando todo en una única imagen inte- funciones están asociadas, se está digitalizando. gitales, (ver p. 90), los dos trabajos; los de
grada y en tiempo real, que pronto podría ser ¿Por qué, por ejemplo, cada ciudad debe nece- cuello blanco y los de uniforme azul están
inalámbrica y portátil. Una imagen portátil sitar su propio centro de gestión de tráfico? En cada vez más en la mira de la automatizaapoyaría la integración de la actividad visual y Alemania, diez ciudades han básicamente ex- ción. "Las tecnologías digitales pueden utilimental con la coordinación ojo-mano, e in- ternalizado esta función a un solo centro de ser- zarse para crear una riqueza enorme," dice
cluso podría ser utilizada en un contexto de re- vicio de Siemens (véase p. 84). Gracias a la dis- Brynjolfssen. "Pero esa riqueza se puede conalidad aumentada, lo que permite al cirujano ponibilidad de todos sus datos a través de centrar en las manos de un pequeño número
superponer información de diagnóstico sobre servicios de Internet basados en la nube, cada de personas o puede crear grandes oportusu campo visual actual. En vista de las muchas una de las ciudades puede planificar y gestionar nidades generalizadas para miles de millones
ventajas de la portabilidad, los investigadores los eventos locales que afectan el tráfico, sin la de personas. Tenemos a nuestro alcance el
de Siemens están desarrollando técnicas para necesidad de costosas instalaciones físicas ni de poder de crear una prosperidad compartida.
Pero eso nunca sucederá si sólo cerramos los
promover la visualización rápida, incluyendo mantenimiento asociado.
formas de adaptar la transmisión de video en
Las Infraestructuras TI también se dirigen a ojos y suponemos que va a pasar por sí solo”.
Arthur F. Pease
vivo para aplicaciones médicas.
los cielos. Tan grandes son las cantidades de da78
Pictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Servicios en la Nube
Una vez que todos los
datos están
almacenados en la
nube, los técnicos de
servicio podrán
fácilmente acceder a
ellos desde su trabajo
de campo.
Amplios Horizontes para
los Servicios de Datos
La "nube" no es simplemente un sitio virtual en el que
podemos almacenar datos; es también una fuerza que va a
cambiar los procesos industriales y los servicios. Siemens está
en camino hacia la era de la nube.
Los analistas de la firma de inteligencia de
mercado IDC estiman que se crearán, copiarán o consumirán unos 40 zettabytes (un número con 21 ceros) de datos en el 2020. Almacenar esta cantidad de datos en DVDs requeriría
una pila de discos de aproximadamente 30 veces la distancia de la Tierra a la Luna. Este desarrollo está siendo impulsado por la creación
de redes digitales entre los humanos y las máquinas. Además, las personas y las máquinas
también están trabajando en red cada vez más.
La avalancha resultante de los datos es un
gran desafío para las empresas, que tienen que
ampliar continuamente su infraestructura en
tecnología de la información (TI) para que se
puedan almacenar y procesar sus datos. Una alternativa es la computación en la nube, que
permite a las empresas reducir costos y mejorar
la calidad del procesamiento de datos. "El servicio en la nube es, básicamente, la virtualización y la automatización de las TI. También
puede proporcionar una alta capacidad de almacenamiento y procesamiento en muy corto
tiempo ", explica el Dr. Birgit Schiemann, quien
dirige un grupo de proyecto en la nube, en CT.
Pictures of the Future | Primavera 2014
El Dr. Schiemann utiliza los equipos de escritorio para ilustrar hacia dónde se dirige el
desarrollo en las TI. Mientras que todos los empleados en la actualidad tienen su propio disco
duro, en el que un sistema operativo, los programas y los datos se almacenan, en el futuro,
todo lo que necesitarán será un teclado y un
dispositivo de visualización. Todo lo demás será
almacenado en una nube digital, en el servidor
de un gran proveedor.
Muchos de los trabajadores tendrán acceso
a los datos sólo a través de la informática móvil,
lo que significa que una tablet PC será todo lo
que van a necesitar. La computación en la
nube es, pues, la externalización del almacenamiento y la capacidad de cómputo. De lejos,
el mayor proveedor de este servicio es Amazon, quien hace años creó grandes capacidades en su servidor para manejar la fiebre de
compras en línea en el período previo a la Navidad. Pero debido a que gran parte de esta capacidad no se necesitaba durante el resto del
año, Amazon comenzó a alquilarlo a otras empresas, y así nació la primera infraestructura de
servicio en la nube.
La Seguridad es Vital. La computación en la
nube ha desencadenado un proceso que en última instancia, plantea la cuestión de si las empresas incluso necesitan mantener sus propias
infraestructuras TI en el futuro. Las empresas
deben adoptar nuevos enfoques para hacer
frente a la creciente cantidad de datos que necesitan ser almacenadas y la necesidad, cada
vez mayor, de poder informático. Aunque la
computación en la nube tiene la ventaja de que
los usuarios no tienen que invertir en sistemas
propios, las principales empresas de tecnología,
en particular, fueron durante mucho tiempo escépticas acerca de este servicio, debido a problemas de seguridad.
"La seguridad sigue siendo uno de los mayores retos de nuestro proyecto", explica Schiemann. Ella y su equipo tienen que determinar
qué tipo de nube es la más adecuada para cada
aplicación y solución para los cuatro sectores
de Siemens. Por ejemplo, la empresa cuenta
con una nube pública, donde se encriptan datos cuando se transmiten entre servidores alquilados y usuarios, pero los servidores de la
nube procesan información de muchos clientes
79
Transformación Digital | Servicios en la Nube
Facturación por Uso. Por un lado, esto significa que la tecnología de diseño de producto
tendrá que ser configurada de tal forma que
pueda cumplir con los nuevos requisitos basados en la nube. Por ejemplo, el software Teamcenter PLM de Siemens está disponible como
una solución basada en la nube, además de su
versión estándar. Mientras que el software en
su mayoría se ha licenciado hasta la fecha, éste
estará cada vez más a disposición por suscripciones a largo plazo, o como una aplicación que
se paga por uso. "Esto significa que el software
tendrá que ser rediseñado", dice Schiemann.
Cuando las empresas ya no tengan su propio almacenamiento y sus infraestructuras de
procesamiento, los programas tendrán que ejecutarse en dispositivos en los que no están instalados. En consecuencia, tendrán que ser concebidos de tal
manera que varios
Ejemplos de Modelos de Negocio
usuarios puedan acceder a ellos al
Basados en La Nube
mismo tiempo.
Software desde la
Datos
Por otra parte,
nube: Teamcenter
Almacenamiento
/procesamiento
será posible desarrollar productos
completamente
PC de escritorio
nuevos que serían
Los técnicos de
inimaginables sin la
Nube
servicio cargan la
Servidor
información técnica
computación en la
Aplicaciones móviles
nube. Expertos en
para conductores
los sectores de Siei
mens están desaPortátil/Teléfono
rrollando estrateiPhone
Inteligente/Tablet PC
gias para determinar qué aplicacioLa computación en la nube está cambiando
nes se pueden milas cadenas de valor, y por lo tanto, va a
grar a la nube para
que puedan ser más
cambiar a las empresas también.
fácilmente accesiproporcionar asesoramiento estratégico, sino bles allí, con el objetivo de ofrecer una matambién mediante la creación de módulos de yor funcionalidad.
software para aplicaciones recurrentes, como
¿Qué tan amplias son las posibilidades de
modelos que han demostrado su valor tecno- aplicación? Esto fue demostrado por Siemens
lógico para aplicaciones de computación en la Power Academy, la cual entrena a decenas de
nube, sistemas de autenticación de usuario miles de personas cada año en nuevas aplicapara acceder a la nube desde un terminal, y sis- ciones en el campo de la generación, transmitemas para la distribución de datos entre dife- sión y distribución de energía. Anteriormente,
rentes ubicaciones de almacenamiento, sobre los participantes del curso tenían que llevar un
la base de categorías predefinidas.
conjunto de materiales de capacitación que peSin embargo, el principal objetivo de la ini- saban varios kilos, a sus casas. Esto era especiativa de la tecnología basada en la nube es cialmente incómodo para las personas que viaayudar a los sectores de Siemens a analizar jaban en avión.
cómo este servicio puede proporcionar benefiSin embargo, desde el 2013 todos los macios a sus productos y servicios. "Cloud compu- teriales de capacitación para la instrumentating (El término en inglés usado para la compu- ción, controles y unidades eléctricas han sido
tación o los servicios en la nube) está puestos a disposición en una nube. Para hacer
cambiando las cadenas de valor", explica Schie- esto posible, Timo Wolf, de CT, desarrolló una
mann, quien predice que "por lo tanto, también aplicación que se instala en iPads de propiedad
cambiará a las empresas."
de Siemens. "Durante el curso, los participantes
diferentes. Por eso, esto a menudo no es una
solución adecuada, en gran parte debido a las
restricciones legales. Esto es particularmente
cierto cuando los datos incluyen datos personales, secretos empresariales, o información
que se transmite de un país a otro. En muchos
casos, estos desafíos se pueden resolver con la
ayuda de una nube privada virtual, en la cual el
proveedor garantiza que un servidor es usado
sólo por un cliente.
Proveedores de servicios en la nube también pueden garantizar que los datos no van a
dejar un país, si esto no está permitido por razones legales o problemas de seguridad. "Cada
unidad de negocios tiene que resolver una amplia gama de cuestiones antes de usar aplicaciones en una nube", dice Schiemann. Su
equipo apoya este tipo de procesos no sólo al
80
utilizan iPads que les permiten acceder a la
nube", explica Detlef Rautmann, fundador de
Siemens Power Academy.
La aplicación está integrada en el servidor
de la página web de Siemens Management Learning, que gestiona el contenido de todos los
cursos de formación de Siemens. Durante los
cursos, los participantes también pueden introducir comentarios o bocetos en los iPads y almacenarlos en la nube. Cuando están de vuelta
en sus sitios de trabajo, los participantes pueden utilizar sus contraseñas para acceder al material de formación personalizado, que también
se puede descargar a un PC u otro dispositivo.
Más que Apps. Los expertos de Siemens están
convencidos de que este tipo de aplicaciones
digitales se convertirán en modelos de negocio
genuinos en los próximos años. "Siemens no
sólo va a desarrollar aplicaciones", dice Raj Varadarajan, quien está ayudando a dar forma a
la transformación digital de Siemens desde Corporate Technology, en Princeton Nueva Jersey.
El objetivo es averiguar hacia dónde va la computación móvil - el uso de dispositivos móviles
para acceder a una infraestructura central que
puede ser apoyada por la nube - se dirige al futuro. Según Varadarajan, las características de
las redes sociales tendrán un gran impacto en
los nuevos productos. Por ejemplo, si los pacientes de todo el mundo discuten los síntomas
de una enfermedad, esta información puede
incorporarse en una herramienta de diagnóstico automatizada.
El consentimiento del paciente es, por supuesto, un requisito previo para este tipo de
aplicaciones. Los usuarios pueden, por ejemplo, contribuir a los datos recogidos en una herramienta de diagnóstico a través de la información que ellos mismos entren en sus blogs
o en otros sitios web con contenidos médicos.
Por el momento, sólo podemos adivinar que
surgirán nuevas aplicaciones como resultado
de las posibilidades tecnológicas de la computación en la nube y la computación móvil. Sin
embargo, si las ideas se desarrollan tan rápidamente como lo han hecho con las aplicaciones
de uso privado, una amplia gama de nuevos
conceptos y modelos de negocio podrían estar
disponibles en un futuro próximo. Analistas
como la empresa de consultoría de TI empresarial Gartner, afirman que el mercado de aplicaciones de la nube está creciendo mucho más
rápido que el mercado de TI en su conjunto.
Este desarrollo está siendo impulsado por nuevos escenarios de TI que utilizan aplicaciones
de este tipo y por la transición de los servicios
tradicionales de TI hacia los servicios en la nube
- y Siemens está justo en el centro de todo.
Katrin Nikolaus
Pictures of the Future | Primavera 2014
La Movilidad en la Nube
Sabine P. va tarde. Ella está en Berlín, cerca de Kurfürstendamm, y tiene 15 minutos para llegar a una
reunión en Hackescher Markt, en el centro de la
ciudad. Aunque los dos lugares están a sólo siete
kilómetros de distancia, es casi imposible cubrir rápidamente esa distancia en esta agitada ciudad, incluso para las personas que conocen sus alrededores. Aunque Sabine es de Colonia, le es indiferente,
ya que su teléfono inteligente tiene una aplicación
de su proveedor de servicios de movilidad - en este
caso, una de su carsharing favorito. No importa en
qué ciudad esté Sabine, la aplicación le muestra la
forma más rápida de llegar a su destino.
Además de incorporar la información acerca de todos los sistemas de transporte
público y privado, la aplicación toma en cuenta la situación actual del tráfico.
Sabine sólo tiene que tocar su teléfono y el mapa en su pantalla le muestra dónde se encuentra. La aplicación obtiene la información de la plataforma de tráfico de movilidad basada en la nube, donde los datos se actualizan cada segundo. La pantalla de Sabine muestra la información más reciente sobre las condiciones del tráfico, parqueaderos, taxis, vehículos de carsharing, alquiler de bicicletas, así como las paradas y los horarios de salida de los sistemas de transporte público - en fin, todos los servicios de movilidad que están disponibles. Ella
encuentra su destino, y la aplicación en la nube calcula qué medio de transporte la llevará allí más rápido, con las condiciones de tráfico actuales. Tres sugerencias aparecen en la pantalla. Sabine selecciona la primera, que le dice que
primero debe alquilar una bicicleta. El sitio para bicicletas de alquiler más cercano se encuentra a 20 metros de distancia. Allí, Sabine debe ir en bicicleta a la estación de tren y tomar el próximo tren hasta el centro de Berlín. Sin embargo, si
Sabine pedalea rápidamente, podría llegar a Hackescher Markt, en sólo 20 minutos. Como alternativa, podría rentar un auto de una empresa de carsharing.
Sin embargo, la aplicación muestra que la mayoría de las calles hasta su destino
están congestionadas, si Sabine toma la ruta más rápida. Como resultado, necesitaría unos 35 minutos en auto hasta allí. Por consiguiente, ella pulsa una tecla
para alquilar una bicicleta.
El billete de tren apropiado también se envía al smartphone de Sabine, incluso
antes de que llegue a su bicicleta. Ella puede pagar todo a través de su proveedor de servicios de movilidad. La "movilidad en la nube" permite pagar las facturas entre los distintos proveedores de servicios. Todo va bien, y el resto de participantes llegan incluso cinco minutos más tarde que ella a la reunión. Los servicios de movilidad se pueden integrar fácilmente en las aplicaciones existentes.
Los servicios provienen de una "nube" que fue creada por expertos del Sector Infrastructure & Cities de Siemens. "Nuestros clientes son proveedores de transporte público, empresas de carsharing, órganos administrativos regionales y los
municipios", explica Steffen Schäfer de la División de Movilidad y Logística.
Mientras los expertos estaban desarrollando e implementando el sistema, recibieron la ayuda del equipo del proyecto Cloud Computing de CT. El equipo está
elaborando una estrategia intersectorial para las aplicaciones basadas en la
nube y la creación de las bases para su aplicación técnica. La plataforma es un
ejemplo de cómo la computación en la nube está dando lugar a nuevos modelos de negocio en Siemens. El producto es una plataforma de movilidad integrada (IMP), y los clientes son las empresas que ofrecen sus productos (en este
caso los sistemas de transporte) en la plataforma, a través de sus propias aplicaciones. De hecho, algunas empresas de transporte ya han estado operando dichas aplicaciones por años. "Las empresas de transporte y las empresas de carsharing no necesitan una nueva aplicación para anclarse a la plataforma. El servicio es escalable y las compañías se pueden conectar fácilmente a través de los
sistemas de movilidad en la nube de sus socios", explica Schäfer. La ventaja para
las empresas es que la movilidad en la nube permite a los proveedores de servicios conectarse en red unos con otros.
"Esto permite que usted utilice su aplicación carsharing para comprar billetes de
metro, por ejemplo", dice Schäfer. La plataforma también tiene un software que
se encarga de toda la facturación de las diferentes empresas. En principio, todo
el sistema también podría operar en un servidor convencional. Pero las ventajas
de la nube son evidentes, ya que la cantidad de tráfico y las operaciones asociadas con el transporte urbano son diez veces más altas durante la mañana y la
hora pico de la tarde. En Alemania, los niveles de tráfico también suben antes
de la Navidad y al inicio de las vacaciones escolares. En esos momentos, muchas más personas están simultáneamente tratando de llegar al aeropuerto o a
la estación de tren. Las condiciones climáticas, tales como la llegada del invierno, también influyen en el número de operaciones de TI que se llevan a cabo
con el fin de proporcionar información, hacer reservas, o para generar y pagar
por concepto de pasajes. La capacidad informática que queda debe ser utilizada
en estos momentos, de otra forma no se utilizaría. Sólo la computación en la
nube puede garantizar dicha escalabilidad rápidamente. Otro beneficio, es que
Siemens se enfoca exclusivamente en la plataforma de movilidad. Todos los servicios puramente relacionados con la TI se compran a empresas especializadas.
"De esta manera siempre podemos utilizar la última tecnología de la mejor calidad ", dice Schäfer.
Katrin Nikolaus
Una nueva aplicación de Siemens ofrece rutas optimizadas, en tiempo real, e incluso boletos que se pueden descargar a un teléfono inteligente.
Pictures of the Future | Primavera 2014
81
Transformación Digital | Simulación Humana
Los avatares Jack y Jill son representaciones
realistas de los seres humanos. Ellos están
siendo utilizados para planificar el trabajo
humano en instalaciones como las plantas de
energía nuclear (ilustración a la derecha).
Trabajo Peligroso?
Contrate un Avatar
Los avatares Jack y Jill, del portafolio Tecnomatix de Siemens, están ayudando a la industria de
la energía en EE.UU. a minimizar la cantidad de radiación a la que sus empleados están expuestos en las plantas nucleares. Tales personajes virtuales de prueba también están siendo utilizados en los sectores automotriz y aeroespacial.
Jack abre la puerta en una planta de energía
nuclear. Dentro de la habitación hay una unidad de bombeo defectuosa que fuerza el agua
de refrigeración a través del núcleo del reactor
de la planta. Jack pone su caja de herramientas
en el suelo delante de la bomba, toma una llave
de tubo, y empieza a hacer las reparaciones.
Después de que él gira la llave varias veces y
quita una tapa, la lectura en un dispositivo de
medición de la radiación comienza a aumentar
de forma alarmante. Sin embargo, Jack no parece en absoluto preocupado por esto. Unos
minutos más tarde, él realiza la misma tarea
que antes, en el otro lado de la unidad. Esta vez,
la lectura en el dispositivo de medición se encuentra en el nivel de seguridad.
Jack hace su trabajo de una forma muy relajada - y con buena razón, ya que nunca está
realmente en peligro. Esto es porque Jack no es
una persona real, sino un avatar, una simula82
ción de un ser humano. Jack "trabaja" en una
planta de energía nuclear virtual, donde se ponen a prueba las operaciones de mantenimiento y reparación que luego serán llevadas a
cabo por los trabajadores reales.
Tales simulaciones del trabajo, en 3-D en
zonas peligrosas, están diseñadas para reducir los riesgos para los seres humanos tanto
como sea posible. Las simulaciones ayudan
a las empresas de energía a adherirse al principio de seguridad (ALARA) "As Low as Reasonably Achievable - Tan Bajo Como Sea Razonablemente Posible", que se ha
consolidado en EE.UU. y, más recientemente, en el sector energético europeo. "Las
compañías estadounidenses de energía que
nos ayudaron en nuestro trabajo de desarrollo de simulación están poniendo a prueba
los avatares en estas nuevas aplicaciones,"
dice el Dr. Ulrich Raschke, director de Tecno-
logías de Simulación Humana en Siemens Industry Automation, en Michigan.
Modelos de Personas. Jack y su colega Jill,
son modelos biométricamente correctos. Estos
modelos se han utilizado desde 1997 por los ingenieros y diseñadores de la industria automotriz, el sector militar y la industria aeroespacial
para ayudar a crear ambientes de trabajo ergonómicamente optimizados. También ayudan
en la planificación de los procesos de trabajo y
a probar la facilidad de uso de nuevos productos. Las simulaciones creadas por Siemens son
parte del portafolio Tecnomatix de la compañía
para la planificación de la producción industrial.
Tecnomatix, a su vez, es parte del sistema de
software Product Lifecycle Management (PLM)
de Siemens.
Jack y Jill son más que figuras gráficas aburridas. Tienen 68 articulaciones y pueden reaPictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Simulación Humana
lizar 135 movimientos que corresponden, casi
perfectamente, a las capacidades del movimiento físico del cuerpo humano. Ambos son
representados con tipos de cuerpo comunes
de la población de las regiones en las que se
utilizan. Esto explica por qué sus versiones chinas son más pequeñas que las norteamericanas. Sin embargo, su físico también puede variar para asegurar que las personas altas,
pequeñas, delgadas, o pesadas podrán trabajar
eficazmente en los ambientes representados
en las simulaciones.
Datos de estudios científicos se utilizan para
analizar respuestas a preguntas tales como: ¿A
cuánto estrés está un cuerpo expuesto al levantar objetos pesados? Los resultados hacen que
sea posible predecir el riesgo de lesiones y la
probabilidad de fatiga. Un programa de movimiento desarrollado conjuntamente por Tecnomatix y el laboratorio Humosim en la Universidad de Michigan "lleva" a Jack y Jill a través de
fábricas virtuales. Un algoritmo para el cálculo
de los niveles de radiación hace que este programa sea relativamente fácil de usar para simular el trabajo en una planta de energía nuclear. El algoritmo se le proporcionó a Siemens
por el Electric Power Research Institute (EPRI),
una organización fundada por las compañías
eléctricas estadounidenses.
Los beneficios de las pruebas virtuales son
obvias. Los avatares permiten a las empresas tener en cuenta el factor humano en las primeras
etapas de desarrollo del producto, la concentración, y los procesos de planificación del mantenimiento. En lugar de construir costosos prototipos no probados y hacer adaptaciones que
requieren mucho tiempo y costos más adelante,
los avatares permiten a los ingenieros evitar
errores de diseño y tener que hacer grandes mejoras. Esto no sólo ahorra dinero; sino que también mejora la calidad y la seguridad de los productos - y acelera su lanzamiento al mercado.
Pruebas Ergonómicas. Ford ha estado utilizando a Jack y a Jill desde 1998 para probar las
áreas de trabajo de la línea de montaje y los
modelos de los vehículos. Aquí, los avatares son
mejorados mediante algoritmos que calculan
posturas, movimientos y esfuerzos ejercidos sobre el cuerpo, a partir de datos sobre la base de
años de observaciones.
Análisis ergonómicos se utilizan entonces
para calcular el riesgo de lesiones. Los ingenieros de desarrollo también quieren saber qué tan
bien la gente va a conducir sus vehículos, la facilidad de operar el panel de instrumentos, y
qué visión de la vía se tiene desde el asiento del
conductor. Para averiguarlo, ubican auriculares
que les permiten entrar en el mundo 3-D de los
avatares, como en un juego de video.
Pictures of the Future | Primavera 2014
El software de Jack y Jill del portafolio de
Tecnomatix también ha demostrado ser valioso
en operaciones de fabricación reales. Hace
unos años, el Laboratorio de Ergonomía de
Ford descubrió, con la ayuda de este software,
que la instalación de la puerta en determinados
modelos era difícil. Los trabajadores se estaban
cansando más rápidamente, el riesgo de lesión
se había incrementado, y se instalaban a menudo incorrectamente.
Después de que se descubrió el problema,
los ingenieros de Ford mejoraron el proceso
de instalación y decapado en los nuevos modelos. Esto no sólo hizo el montaje mucho
Los ingenieros de Siemens instalaron el algoritmo en el programa de Jack y Jill. El algoritmo permite que la intensidad de la radiación
sea medida con un dispositivo de radiación simulada. Los resultados son codificados por colores en una simulación 3-D. En este caso, el rojo
representa una radiación peligrosamente alta,
mientras que el verde indica dosis no dañinas
(ver ilustración).
Siemens también añadió una cámara con
sensor de movimiento Kinect de Microsoft,
que es una parte vital de muchas consolas de
juego. El Kinect registra los movimientos de la
gente real y los transfiere a Jack y Jill. Esto hace
que sea posible
practicar exactaLos avatares permiten a las empresas
mente cómo se lleplanificar los factores humanos en los
vará a cabo el trabajo
dentro de una
procesos de desarrollo de productos,
planta nuclear, anmontaje y mantenimiento.
tes de una misión
real, con el fin de
más fácil; sino que también mejoró de forma reducir al mínimo la exposición a radiaciones.
significativa la calidad. "El software de simula- "Si se conocieran todas las fuentes de radiación puede ayudar a reducir sustancialmente ción y todas las estructuras físicas se mantulos problemas de fabricación en la industria vieran estables, incluso podría ser posible si-
automotriz", dice Raschke. "Los análisis virtuales son ahora un paso necesario en el proceso
de diseño de Ford y en otras compañías."
Las simulaciones en las plantas nucleares
marcan una nueva área para Tecnomatix. Siemens ha estado trabajando con EPRI en simulaciones de plantas nucleares desde septiembre del 2010. Los investigadores de EPRI
desarrollaron un algoritmo que determina la
intensidad de radiación, al tener en cuenta el
material, el campo radiactivo, y las barreras de
protección que están presentes. Esto significa
que los niveles de radiación se pueden predecir con precisión para todos los rincones de
una habitación.
mular el trabajo de limpieza en Fukushima",
dice Raschke.
El potencial tecnológico se extiende mucho
más allá. De hecho, las primeras simulaciones
de seres humanos en los ambientes de trabajo
se llevaron a cabo en los años 1960 y 1970 para
estudiar el trabajo en el espacio. Y en los últimos años, la NASA ha utilizado a Jack y Jill en
simulaciones para el montaje de la cápsula espacial Orion. "Hoy en día, tenemos una gran
cantidad de consultas de los organismos gubernamentales y de empresas espaciales privadas
que quieren simular la actividad humana en el
espacio", dice Raschke.
Hubertus Breuer
83
Transformación Digital | Mantenimiento Remoto
Los ingenieros de mantenimiento pueden ahora analizar de
forma remota cientos de miles de dispositivos, e incluso sistemas de control del tráfico de ciudades completas.
Minority Report para Máquinas
En vez de adelantarse a los delitos, como en la película Minority Report, la Plataforma de
Servicios a Distancia de Siemens está ayudando a predecir y prevenir costosas averías en las
máquinas, desde turbinas hasta tomógrafos. La próxima generación de la plataforma estará
equipada para manejar un enorme aumento en los datos, para hacer posibles nuevos
modelos de negocio.
Todo es Verde en Duisburg. Bueno, casi
todo. Esto se debe a que hay muchos puntos
verdes y sólo uno rojo, que se pueden ver en
una gran pantalla, la cual muestra la red de calles de la ciudad. Cada punto representa un semáforo. El verde significa que todo funciona a
la perfección; rojo significa lo contrario. Bakir Bijedic-Hoffmann, Jefe del Centro de Soporte de
RCM en Munich, hace clic en el punto rojo. La
pantalla le dice que una de las luces rojas del semáforo se ha quemado. Esto no es un gran problema, ya que los sistemas de semáforos en general tienen al menos dos semáforos para cada
dirección, y dos bombillos para la señal roja.
Sin embargo, antes de que falle el segundo
bombillo, un técnico debe reemplazar el dañado. La base de datos de la computadora revela que se necesitará un vehículo con plataforma elevadora para lograr esto, ya que la luz
defectuosa se encuentra en un semáforo que
está colgando a varios metros sobre el suelo.
En el pasado, un técnico habría conducido
hasta el semáforo y lo habría revisado, y luego
lo habría llevado al taller para conseguir las piezas de repuesto, o hubiera llevado un vehículo
con plataforma elevadora. Pero en estos días,
gracias a una Plataforma Común de Servicio Remoto -Remote Service Platform (cRSP), los aproximadamente 380 técnicos de servicio que
mantienen los semáforos en Siemens, en Ale84
mania, saben qué esperar antes de que lleguen
a un vehículo de servicio. La cRSP es una infraestructura de TI uniforme, que consiste en
centros de cómputo y enlaces de datos a través
de los cuales todos los sectores de Siemens realizan mantenimiento remoto o a distancia.
Computadoras de tráfico en las ciudades,
motores en las centrales eléctricas, y tomógrafos computarizados en hospitales, transmiten
regularmente los datos de su estado a través
del sistema a tres centros de cómputo de Siemens en todo el mundo. A cambio, el cRSP envía automáticamente actualizaciones de software a algunos de los sistemas a los que está
conectado. El personal de servicio utiliza los datos para organizar el mantenimiento y reparación de los sistemas. En algunos sectores, esto
se hace incluso por adelantado, antes de que
ocurra una falla.
En el Centro de Soporte en Munich, BijedicHoffmann y sus siete empleados monitorean
las computadoras de tráfico de 255 ciudades
de todo el mundo, desde Abu Dabi hasta Würzburg. Cada año, los técnicos de servicios hacen
alrededor de 65.000 trabajos de reparación y
mantenimiento, sólo en Alemania. Los centros
de control de Essen y Nuremberg son notificados de los fallos, ya sea por el cliente o automáticamente por las computadoras de tráfico.
Los centros, a su vez, notifican a los técnicos
de servicio, llamando a sus teléfonos inteligentes. En la mayoría de los casos, Siemens garantiza que va a haber alguien en la escena dentro
de dos horas o que se eliminará la falla en ese
tiempo. Si un técnico no sabe cómo resolver
un problema, él o ella llama a los expertos en
Munich, quienes luego de entrar en el sistema
a través de la cRSP, podrán encontrar la causa
de la falla. Como resultado, por lo general, no
se necesita mucho tiempo para reparar un sistema defectuoso, como un semáforo o un
computador de tráfico.
Los Contratos de Servicio son Irremplazables. A pesar de las ventajas del mantenimiento remoto, algunas ciudades aún lo ven
con escepticismo con respecto a la gestión del
tráfico, tal vez por problemas de protección de
datos, prefieren hacer todo ellas mismas. "La
gente no compra de forma automática el mantenimiento a distancia", dice Klaus Selbach, gerente de producto para los servicios de mantenimiento remoto en Siemens Industry, en
Nuremberg. Selbach asesora a operadores de
grandes motores eléctricos y transmisiones. La
falla de un motor con una potencia de más de
250 kilovatios puede tener graves consecuencias para los procesos asociados, y el costo del
daño puede superar ampliamente el costo de
los servicios de mantenimiento remoto.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Mantenimiento Remoto
Por ejemplo, si la unidad de accionamiento
de la bomba de agua de una central deja de
funcionar, la planta detendrá la generación de
electricidad, lo que podría costar cientos de miles de euros de pérdidas diarias. Sin embargo,
algunos clientes prefieren arriesgarse a pagar
los costos de los daños en lugar de invertir en
un contrato de servicio. Pero esto puede ser
contraproducente. El equipo de Selbach sabe
por experiencia que los contratos de servicios
casi siempre valen la pena.
Ya sea diariamente o por horas, los sistemas
de monitoreo transmiten información sobre el
estado de los motores y las transmisiones, a través de la cRSP a los centros de mantenimiento
de Siemens. Los sistemas de supervisión informan el estado de los motores y las transmisiones en centrales eléctricas, molinos de minas,
plantas de fabricación de cemento, y en plantas
de petróleo y gas natural. Están equipados con
sensores de temperatura y vibración y transmiten información sobre torque y rpm, lo que revela la cantidad de estrés que un tren de potencia está experimentando. Si se exceden los
niveles críticos, los técnicos pueden estudiar los
datos en profundidad e incluso observar las
condiciones en tiempo real. Fallas inminentes,
como un rodamiento desgastado, pueden ser
descubiertas antes de que el rodamiento se
desintegre en una nube de humo. "Hemos impedido varios daños como esos", dice Selbach.
Manteniendo los Equipos Médicos Saludables. El mantenimiento predictivo - la inspección y reparación de los sistemas con anticipación, antes de que se descompongan utiliza una tecnología desarrollada por Siemens
Medical Engineering Group, una empresa pionera en el área de mantenimiento remoto (ver
Pictures of the Future, Primavera 2009, p 60.).
En 1985 en Inglaterra, cuando Siemens equipó
un tomógrafo con un módem para el diagnósPictures of the Future | Primavera 2014
Desde un centro de control en Munich, el
equipo de Bijedic-Hoffmann puede rastrear las
fallas en 255 ciudades de todo el mundo, in-
cluyendo los semáforos que necesitan servicio.
tico remoto a distancia, los datos fueron transmitidos a sólo 300 bits por segundo. Hoy, más
de 120.000 dispositivos médicos, incluidos los
tomógrafos de resonancia magnética y escáneres de ultrasonido, se conectan a la cRSP,
junto a 10.000 usuarios. Los dispositivos reciben automáticamente actualizaciones de software de hasta 10 gigabytes. En 1985 habría tomado varios años transmitir un paquete de tal
cantidad de datos. cRSP fue desarrollado por
una red de Grupos de Siemens. Healthcare es
el usuario principal, que representa el 80 por
ciento del volumen y de las funciones. Todas
las otras unidades de Siemens utilizan la
misma infraestructura de centros de cómputo
y registros de transmisión para su trabajo, pero
los combinan con sus propias aplicaciones y
modelos de negocio.
Medio millón de dispositivos en el 2020.
Un total de 250.000 dispositivos están conectados a la cRSP. Una cifra que se espera que se
duplique para el año 2020. Sólo el Sector Healthcare transmite 10 terabytes de datos al mes
a través de 20 millones de conexiones. El volumen está aumentando dramáticamente año a
año, y se espera que alcance 100 terabytes en
el 2020, debido a que más y más funciones de
dispositivos consisten en software, en el cual
las fallas se pueden eliminar fácilmente de
forma remota. Los datos obtenidos de esta manera también sirven como base para los nuevos
modelos de negocio, que se pueden desarrollar
a través de análisis de negocios o mediante el
estudio de la correlación entre datos médicos y
demográficos.
"A medida que la cantidad de datos crece, el
sistema cRSP alcanzará los límites de su escalabilidad y costos, en unos pocos años", dice Sascha Sandner, quien maneja el negocio de los
servicios remotos de Siemens Healthcare. Es
por eso que se necesita una nueva tecnología y ya está en camino. Los Sectores de Siemens:
Healthcare, Infrastructure & Cities y Energy se
han unido con Corporate Technology (CT) y
Healthcare IT para desarrollar un nuevo sistema
conocido como cRSP Next Generation. El nuevo
sistema tendrá un diseño modular, y una mejoría en su arquitectura que le permitirá manejar el volumen de datos que se generará en el
futuro. También contará con mejores funciones
de seguridad y nuevas posibilidades para la conexión de equipos de bajo costo.
Se añadirán nuevos centros de cómputo
más pequeños, y los dispositivos transmitirán
datos sólo al centro que tiene capacidad suficiente en el momento. Cada dispositivo contiene un agente de comunicaciones que decide qué tipo de datos se va a transmitir. La
información más importante se transmite a
través de líneas costosas, de alta seguridad.
85
Transformación Digital | Mantenimiento Remoto
Si lo requiere la ley, la información podría tener que ser transmitida a un centro de cómputo en el mismo país que el dispositivo. Por
el contrario, los datos menos sensibles serán
transmitidos a bajo costo a través de servicios
basados en la nube.
El siguiente paso es el de ofrecer servicios clientes, sino también las interacciones de los
interactivos, como la colaboración por audio clientes entre sí.
/ vídeo, en tiempo real. Por ejemplo, un radióEl mantenimiento remoto avanzado podría
logo que está teniendo problemas con un estimular nuevas aplicaciones en todos los secequipo de rayos X podría utilizar la cRSP para tores de Siemens. Por ejemplo, los expertos de
establecer una conexión de video con un es- Building Technologies están utilizando la inpecialista en la aplicación de Siemens, quien fraestructura de cRSP y su sistema de transmiServicio 24 horas. Uno de los principales ob- le indica de forma remota los pasos necesa- sión de datos segura, para controlar de forma
jetivos de la futura arquitectura de cRSP es per- rios para resolver el
mitir la creación de nuevos modelos de nego- problema. Por otro
El análisis de datos está transformando
cios. Los clientes a menudo pueden elegir lado, un médico
los
modelos de negocios a través del
entre un servicio básico, que abarca el diagnós- puede obtener una
mantenimiento proactivo, el ahorro de
tico remoto a distancia y actualizaciones de segunda opinión de
software y servicios de primera calidad con un especialista en
energía y el diagnóstico remoto.
una garantía de reparación 24/7. La presión otro hospital.
para innovar es especialmente alta en el sector
Esto ya se puede hacer a través de cRSP remota los sistemas de automatización de las
de la tecnología médica, dice Sandner: "Nues- hoy, pero la próxima generación del sistema instalaciones de un hospital, mientras que sus
tros competidores ofrecen hoy el diagnóstico ofrecerá una mejor calidad, incluso en equi- colegas de Healthcare están utilizando el sisremoto a distancia, e incluso la detección pro- pos básicos como las Tablets PC. Y mejorará tema para el mantenimiento a distancia de toactiva de fallas inminentes."
no sólo la interacción de la empresa con los mógrafos computarizados, en el mismo edificio. Este enfoque crea sinergias y gana la
confianza del cliente.
Ayudar a los clientes a ahorrar energía se
está convirtiendo en un modelo de negocio
Elvis en la Nube
cada vez más importante. Por ejemplo, Building
Especialistas en pruebas y validación de turbinas de
Technologies está usando los datos de gestión
gas tienen que lidiar con enormes flujos de datos para
de edificios para asesorar a los clientes sobre
analizar el comportamiento de la turbina. Equipadas
cómo ahorrar electricidad y reducir los costos
con casi 10.000 sensores, las últimas turbinas de
de calefacción. Del mismo modo, Siemens utiSiemens pueden generar unos asombrosos 12 terabyliza los datos de las operaciones reales de contes (TB) de datos cada ocho horas. “¿Qué pasaría si los
ducción para dar consejos a los ingenieros de
ingenieros pudieran reunirse en línea para monitorear
ferrocarriles sobre cómo operar las locomotoras
todos los datos de las turbinas en tiempo real, sin nede Siemens más eficientemente, en cuanto a
cesidad de costosos viajes y pérdida de tiempo, en lugar de colaborar a través de la Web? " Se preguntó
energía. El ahorro en los costos de energía se
Jochen Luetche, jefe de pruebas y validación de las turbinas de gas de Siemens en el mundo. En resdivide entre el operador y Siemens, lo que repuesta, un equipo conjunto de ingenieros del campo de pruebas en Berlín, dirigido por Michael Zidorn
sulta una situación gana-gana.
junto con investigadores de CT de Rusia, dirigido por Alexander Loginov, han desarrollado Elvis, una
En el 2014 una nueva era de manteniplataforma que utiliza las ventajas de las tecnologías de la nube para recoger, almacenar, procesar y vimiento a distancia también será introducida
sualizar grandes cantidades de información de la turbina. Durante la etapa de desarrollo de Elvis, el
en el centro de servicios de tránsito en Muequipo se centró en tres objetivos principales: proporcionar un acceso continuo a los enormes flujos de
nich. En abril se presentará un nuevo disposilecturas de los sensores, suministrar el análisis de datos en tiempo real sobre la base de cálculos matetivo de control de semáforos. Las actualizaciomáticos complejos, y entregar resultados de la visualización a múltiples ubicaciones en todo el mundo.
nes de software se cargarán automáticamente
El trabajo conjunto incluye un análisis comparativo de los últimos avances en tecnologías Web y un visen los dispositivos de control. Y también en
tazo a cómo las ideas del dominio de la red social (como el intercambio de información) se podrían
este caso, el nuevo sistema mejorará la efiaplicar a la supervisión de la turbina de gas. "Comenzamos nuestra I + D en noviembre de 2012 ", reciencia. “Esto será especialmente cierto para
los mercados emergentes, que no pueden percuerda Loginov. Para mayo de 2013 se utilizó la primera versión de producción del software en todo el
mitirse el lujo de contratar a un gran número
mundo, para proporcionar acceso a los datos experimentales de Berlín. “El extremadamente rápido
de técnicos ", dice el jefe de departamento
desarrollo del proyecto se debe al hecho de que las tecnologías más recientes, pero ya probadas en
Herbert Padinger. La computación en la nube
tiempo real de la Web 2.0 y la computación en la nube, fueron utilizadas fuera de la caja. Estos dieron
se está introduciendo para el sistema; diez ciua Elvis una arquitectura altamente escalable que hace su uso igual de fácil, tanto en los ordenadores
dades alemanas ya realizan sus actividades de
portátiles como en las aplicaciones de computación multi-sitio. Para utilizar el sistema a través de un
control de tráfico controlado por un computanavegador de Internet, un usuario registrado sólo necesita un ordenador y una tarjeta especial para el
dor situado en otra parte, en el centro de seracceso seguro. No se necesitan ni amplios recursos locales de software ni el acceso físico al centro de
vicio de Munich. Los ingenieros de transporte
pruebas de Siemens en Berlín. Como resultado, más de 100 expertos ahora pueden supervisar las
pueden acceder al sistema a través de la Interpruebas de las nuevas turbinas de forma remota desde su hogar, lo que reduce drásticamente los cosnet - por ejemplo, cuando tengan un plan para
tos de viaje y aumenta su disponibilidad. La cooperación entre el Sector Energy de Siemens y CT en Rucambiar todos los semáforos a verde para un
sia ha demostrado ser muy productiva. Elvis ya está haciendo el monitoreo de la turbina de gas de
gran evento. Y pueden hacerlo desde la comoSiemens, de forma mucho más eficiente. También es aplicable a una amplia gama de monitoreo de
didad de sus propios hogares.
sistemas técnicos complejos en el rápidamente creciente sector industrial.
Natalia Donets
Bernd Müller
86
Pictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Hogares para Personas Mayores
En el futuro, caminadores equipados con cámaras, un sensor
Kinect (centro), y una pantalla táctil (derecha) podrían ayudar a las personas mayores a desplazarse.
El “Caminador Maravilla” Gana Tracción
Como parte del proyecto DALi financiado por la UE, los investigadores de Siemens están
desarrollando una alta tecnología para los caminadores, la cual guiará con seguridad a las
personas con limitaciones cognitivas a través de los edificios públicos. En el futuro, esta
tecnología también podría ser utilizada por las máquinas en las fábricas.
El brazalete en la muñeca izquierda de una
mujer mayor vibra con energía. Instintivamente, ella dirige su caminador hacia la izquierda, lejos del asfalto húmedo, en el piso de
un centro comercial lleno de gente. Con toda
la conmoción, ella no se había dado cuenta del
aviso amarillo de alerta. Y en cualquier caso,
sus ojos ya no son lo que solían ser - nada sorprendente para alguien de casi 90 años de
edad. Pero ahora, se pregunta, en qué dirección está la panadería? Aquí, de nuevo, su inteligente caminador le ayuda a mantenerse
orientada - literalmente.
Anteriormente, ella había pulsado el símbolo
"pan" en la gran pantalla táctil, situada en las
asas de su caminador. Ahora, el brazalete y el
caminador le guiarán con seguridad hacia su
destino, a través de dos grupos de niños escolares, un área en construcción, y un equipo de
limpieza. Puede ser un viaje lento, pero el progreso es constante y, sobre todo, confiable.
Josef Alois Birchbauer trabaja para Corporate
Technology - el departamento central de investigación de Siemens - en Graz, Austria. Si se sale
con la suya, este escenario imaginario pronto
será una realidad. Junto con un consorcio de universidades y empresas de ocho países de la UE,
ellos han estado trabajando durante dos años en
una tecnología que ayudará a las personas mayores a seguir participando en la vida pública. Su
trabajo forma parte del proyecto DALi, financiado por la UE. "Muchas personas mayores no
pueden hacer frente al mundo fuera de sus hogares", dice Birchbauer.
Para las personas con necesidades especiales, incluso un viaje a una panadería en el cenPictures of the Future | Primavera 2014
tro comercial puede ser un desafío. "Un caminador de alta tecnología podría prestar asistencia mediante el reconocimiento de las señales,
de forma autónoma navegar alrededor de obstáculos, conociendo la forma más rápida de ir
al baño más cercano, y guiar de forma automática a sus usuarios.
Lo que hace todo esto posible son los muchos sensores digitales que se construyen en
los caminadores C-Walker. Estos van desde cámaras de alta resolución a un sensor Kinect un dispositivo de Microsoft que se utiliza en la
consola de juegos Xbox. "Gracias a su sistema
de sensores, el caminante puede percibir e interpretar su entorno espacial en tiempo real",
explica Birchbauer. "Similar a la forma en que
opera un radar, el caminante detecta la posición, velocidad y dirección del movimiento de
las personas en sus inmediaciones, y se actualiza esta información a un ritmo de hasta diez
veces por segundo." Si se reconoce un obstáculo, sugiere un cambio de rumbo a su operador - quizás a través de las vibraciones en los
brazaletes especiales. Si el usuario ha seleccionado un destino específico, el caminador inteligente calculará una ruta alrededor del obstáculo, como un dispositivo GPS en un auto.
Pruebas en España. Los investigadores ya
han desarrollado los primeros prototipos. Para
lograr esto tuvieron que reducir el tamaño de
la compleja tecnología al tamaño de un reproductor de DVD. "El caminador tiene que ser, no
sólo tan inteligente como sea posible, sino
también tan maniobrable como sea posible",
dice Birchbauer. En diciembre de 2013, los pri-
meros caminadores demostraron de lo que
son capaces en un lugar en España, al sur de
Madrid. Allí, guiaron a los investigadores a través de una carrera de obstáculos en un centro
comercial simulado.
Los socios del proyecto coincidieron en
que los caminadores funcionaron a la perfección. Por supuesto, los técnicos, los expertos
en software y los ingenieros que probaron el
proyecto eran relativamente ágiles. En el siguiente paso, los componentes se perfeccionarán e integrarán mejor. El objetivo es tener
un dispositivo listo para presentar al público
a principios del 2015. Cuándo y si se comercializará el "caminador maravilla" todavía no
está claro.
La tecnología que convierte un caminador
básico en un asistente digital de movilidad, sin
duda, también se puede utilizar en otros ambientes. Integrado en bases de datos, podría
advertir a los empleados de la planta de producción de las zonas peligrosas y a los técnicos
de servicio mostrarles la vía más rápida en una
fábrica (p. 82). "Considere una carretilla elevadora. Con nuestra tecnología, podría transportar su carga a través de los pasillos de la planta
de forma autónoma ", dice Birchbauer. "Sería
capaz de reaccionar ante los obstáculos y evitar
a la gente -. O incluso interactuar con ella.
“Para Siemens, añade, estos acontecimientos
son un paso importante en el camino hacia un
entorno industrial inteligente. "Hoy en día, la
gente tiene que estar atenta a las máquinas.
En el futuro, podrían ser el "empleado" mecánico que cuide de los seres humanos”.
Florian Martini
87
Transformación Digital | Hechos y Pronósticos
El Impacto Económico de la Expansión Digital
Fuente: IDC, The Digital Universe in 2020 (2012)
88
Interno Bruto (PIB) per cápita y una tasa de desempleo
de un 1,02 por ciento inferior.
Es por eso que Booz & Co. ha llegado a la conclusión de que el uso de los servicios digitales es
cuatro veces más eficiente que la anterior expansión
de banda ancha. Los factores cruciales para la
tasa de digitalización de un país son el uso generalizado de la tecnología de la informática y las
comunicaciones, y la existencia de las condiciones
políticas adecuadas.
Para los países desarrollados el aumento del
uso de la digitalización beneficia principalmente el
crecimiento económico, mientras que en los mercados emergentes se utiliza para crear nuevos
puestos de trabajo. Considerando que la utilización
de las tecnologías digitales se tradujo en la creación
de casi 400.000 nuevos puestos de trabajo en
América del Norte y Europa occidental en 2011,
condujo a la creación de cerca de 3,5 millones de
nuevos empleos en la región de Asia y el Pacífico.
La situación en los EE.UU. y México muestra que
muchas compañías estadounidenses tienden a trasladar sus operaciones a México, debido a los bajos
salarios y sueldos allí. Las principales tareas que se
trasladaron incluyen los servicios financieros y los
procesos de producción y comercio.
Una condición importante para muchos servicios
digitales es la existencia de una infraestructura
dinámica de computación en la nube. La IDC estima
que en el 2020 casi el 40 por ciento de todos los
datos entren en contacto con la computación en la
nube, en algún momento entre su creación y uso.
Como resultado, el número de servidores de la nube
crecerá diez veces en todo el mundo. Sin embargo,
la empresa de software de EE.UU. Symantec descubrió
que sólo el 17 por ciento de las más de 3.000
empresas encuestadas en todo el mundo utilizó almacenamiento en la nube en el año 2013.
Gastos Comparativos en el Mundo por Mayores
Segmentos Industriales en Herramientas Digitales
Porcentaje de gastos de I + D
en herramientas digitales
Software + Internet
15.0 %
Aeroespacial + defensa
12.0 %
Salud
10.0 %
Bienes de Consumo
7.9 %
Químicos + energía
7.2 %
Bienes industriales
7.1 %
Telecomunicaciones
6.9 %
Automotriz
6.3 %
Computadores + electrónica
5.7 %
Otros
8.6 %
Crecimiento de Datos
Basados en la Nube
como Porcentaje
del Total de Datos
2005
Cantidad de datos Total
Datos en la nube
Total Gasto en herramientas
digitales en US $
7.7 billones
2.6 billones
13.8 billones
1.7 billones
2.9 billones
4.7 billones
1.0 billones
6.5 billones
9.7 billones
0.9 billones
8,591 exabytes
Fuente: Booz & Co., Navegando el Futuro Digital (2013)
El movimiento hacia la tecnología digital está
transformando completamente la cadena de valor
de la economía. Según Bitkom, una asociación
alemana de TI, las ventas de productos y servicios
del sector de la informática y las comunicaciones
(TIC) se incrementaron en un 3,8 por ciento a nivel
mundial en 2013, a un valor récord de € 2,84 billón.
"Como resultado, los mercados globales de las TIC
una vez más crecerán más rápido que la economía
en su conjunto", predice el Dr. Bernhard Rohleder,
Director General de Bitkom.
Con un 27,1 por ciento, EE.UU. tiene la mayor
participación en el mercado mundial de las TIC. La
participación de la UE es del 21,3 por ciento. Seguida
de cerca por los países BRIC (18,7 por ciento), donde
el mercado de las TIC también está creciendo rápidamente. Pero los expertos predicen que en pocos
años, la mayoría de los datos vendrán de mercados
emergentes como China e India. Según la IDC, estos
mercados representarán el 62 por ciento del universo
digital en el 2020.
La importancia de la transformación digital de
las empresas se demuestra mediante una encuesta
global que el IBM Institute for Business Value y el
Saïd Business School de la Universidad de Oxford llevaron a cabo en el 2012. La encuesta abarcó a más
de 1.000 expertos de una variedad de sectores. Casi
dos tercios de los encuestados dijeron que el uso de
los datos y procesos de análisis proporciona a sus
empresas una ventaja competitiva. En 2010 la cifra
correspondiente fue de sólo el 37 por ciento.
Sin embargo, no es sólo una cuestión de administrar la enorme masa de datos, sino también de
controlar la velocidad y la variedad de los datos. Esto
es un gran desafío, porque se espera que el universo
digital tendrá 40 zettabytes de datos para el 2020,
según un estudio realizado por la firma de consultoría
e investigación de mercados International Data Corporation (IDC). Un zetabyte tiene 21 ceros.
El incremento significa que el volumen de
datos crecería 50 veces dentro de diez años. En su
estudio, IDC también estima que sólo el tres por
ciento de los datos del mundo ha sido etiquetado
hasta la fecha, por eso se puede encontrar en la
web clasificado apropiadamente por temas. La
cantidad de datos que realmente se está analizando
es aún menor. IDC llama a esta situación, la gran
brecha de datos.
La digitalización también tiene un gran impacto
en la economía y en la sociedad, como lo demuestra
un estudio que hizo la firma de consultoría estratégica
internacional Booz & Company para el Global Information Technology Report 2013, del Foro Económico
Mundial. Según el estudio, un aumento del 10 por
ciento en la tasa de digitalización de un país, conduce
a un aumento del 0,75 por ciento más en el Producto
40,026 exabytes
(40 zettabytes)
1,227
exabytes
130 exabytes 52 exabytes 462 exabytes
(de 1,227 EB)
en la nube > 4%
Año
2005
14,996 exabytes
(de 2,837 EB)
> 16%
2010
2012
(de 40,026 EB)
> 37%
2015
2020
Pictures of the Future | Primavera 2014
Hay una gran diferencia entre las cifras de consumo
en las grandes empresas (26 por ciento) y en las empresas pequeñas y medianas (7 por ciento). Symantec
afirma que la razón principal por la cual las empresas
deciden no utilizar la computación en la nube es el
miedo a los costos ocultos. Para las empresas europeas,
la prioridad más alta en este momento es invertir en
una mayor seguridad de TI. Estos resultados fueron
reportados por BITKOM sobre la base de un estudio
reciente llevado a cabo por el Observatorio Europeo
de Tecnologías de la Información (EITO).
Otro estudio realizado por Booz & Company, Navegando el Futuro Digital, muestra que las empresas
de todo el mundo gastan un promedio de 8,1 por
ciento de sus presupuestos de investigación y desarrollo
en las herramientas digitales. Los porcentajes fueron
más altos entre los sectores de software / Internet,
aeroespacial / defensa y salud. Las diez tendencias
tecnológicas más importantes incluyen la moderni-
zación de la infraestructura y el uso de dispositivos
móviles como teléfonos inteligentes y Tablets.
Para el 55 por ciento de las empresas, la integración
de soluciones móviles en los procesos de trabajo
tiene una prioridad alta y muy alta. El uso de aplicaciones móviles para teléfonos inteligentes y Tablets
es proporcionalmente generalizada; es por eso que
Apple y Google ahora ofrecen más de 700.000 aplicaciones. Según Appnation Research las aplicaciones
generaron alrededor de $ 72 mil millones en el
negocio en 2013, y esta cifra se espera que sea de
151 mil millones de dólares en el 2017. Las aplicaciones
generan actualmente cerca de $ 25 mil millones en
ventas. Aunque la mayoría de las aplicaciones se
utilizan hoy en día en la industria del entretenimiento
y el negocio de consumo final, cada vez más se emplean para la producción también.
Los avances en la tecnología de información y
comunicaciones están haciendo que las fábricas se
conecten cada vez más a la Internet, con el fin de
abrir nuevas dimensiones en la eficiencia de producción. El término Industria 4.0 se utiliza para referirse a la cuarta revolución industrial, después de
las revoluciones de la mecanización, industrialización
y automatización.
Una encuesta de las empresas manufactureras
alemanas, que se llevó a cabo por el Instituto Fraunhofer de Ingeniería Industrial (IAO), mostró que
menos de una cuarta parte de las empresas encuestadas eran muy o completamente automatizadas.
Según los encuestados, los principales obstáculos
para la creación de una fábrica inteligente son las
preguntas aún sin resolver relativas a la seguridad
de TI, la falta de normas, la alta cualificación necesaria
del personal, el rendimiento insuficiente de la infraestructura de información y comunicaciones, así
como los altos costos de inversión.
Gitta Rohling
Geografía Digital : América del Norte, Europa Occidental y Septentrional Lideran
Índice Total
Calificación (7 = máx.)
Índice de redes
disponibles 2013
Posición
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
País
Finlandia
Singapur
Suecia
Países Bajos
Noruega
Suiza
Reino Unido
Dinamarca
EE.UU.
Taiwán
Corea del Sur
Canadá
Alemania
Hong Kong
Israel
Pictures of the Future | Primavera 2014
Condiciones políticas,
normativas, económicas
Infraestructura, costo de
utilización, formación
Subíndice
Subíndice
Política / Economía Infraestructura
Posición
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
País
Singapur
Nueva Zelanda
Finlandia
Países Bajos
Suecia
Reino Unido
Suiza
Hong Kong
Noruega
Canadá
Australia
Dinamarca
Luxemburgo
Qatar
Irlanda
Posición País
1
Finlandia
2
Islandia
3
Suecia
4
EE.UU.
5
Canadá
6
Noruega
7
Dinamarca
8
Suiza
9
Australia
10
Reino Unido
11
Singapur
12
Chipre
13
Países Bajos
14
Alemania
15
Bélgica
Utilización por parte
de ciudadanos,
las empresas, el gobierno
Subíndice
Uso
Posición
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
País
Suecia
Finlandia
Singapur
Corea del Sur
Países Bajos
Dinamarca
Noruega
Suiza
Japón
Luxemburgo
Reino Unido
Alemania
EE.UU.
Israel
Taiwán
Impacto en la economía
y la sociedad
Subíndice
Impacto
Posición País
1
Singapur
2
Países Bajos
3
Finlandia
4
Suecia
5
Corea del Sur
6
Taiwán
7
Israel
8
UK
9
Suiza
10
EE.UU.
11
Noruega
12
Hong Kong
13
Dinamarca
14
Alemania
15
Estonia
89
Fuente: Informe Global de Tecnología de la Información (2013), INSEAD y WEF
5.4–7.0
5.0–5.4
4.0–5.0
3.3–4.0
1.0–3.3
Sin datos
Transformación Digital | Entrevista
Brynjolfsson: Yo creo que pronto estaremos entrando en un período de aceleración
del crecimiento económico. Sin embargo,
necesitamos nuevas herramientas para medir lo que está sucediendo. Por ejemplo, el
software no está bien medido en el PIB y los
servicios que son gratuitos en EE.UU. no se
miden en absoluto. Mire Facebook, YouTube, Wikipedia - todos estos son servicios
gratuitos. En términos de PIB oficial, es un
gran cero. Y si nos fijamos en las estadísticas oficiales, la proporción de la economía
de la información como porcentaje del PIB
no se ha movido en años. Gran parte de la
economía de la información es invisible porque las herramientas para medir el PIB se inventaron mucho antes de que la economía
de la información fuera importante.
Cuáles son las consecuencias de la digitalización para el mercado laboral?
Brynjolfsson: El empleo industrial, por
ejemplo, está disminuyendo de forma generalizada. Hoy en día, hay cerca de 20 millones menos de personas trabajando en la industria manufacturera en China, de las que
había a finales de 1990. Eso es una disminución de alrededor del 20 por ciento. ¿Por
Una Revolución
que está Reescribiendo
las Leyes de La Economía
Todo, desde revistas hasta registros médicos, está migrando al mundo digital.
De qué manera esto afecta a la economía
y a la sociedad?
Brynjolfsson: Las tecnologías digitales son
de características económicas muy diferentes
a las tecnologías del pasado, como las que
condujeron a la Revolución Industrial. Por
ejemplo, los productos digitales se pueden copiar y esas copias se pueden transmitir a cualquier lugar de la Tierra a la velocidad de la luz,
sin costo esencialmente. Las tecnologías digitales pueden crear un enorme valor. Pero
también pueden reducir la necesidad de ciertos tipos de puestos de trabajo.
Se está acelerando este proceso?
Brynjolfsson: Sí, a un ritmo exponencial.
Ray Kurzweil, inventor y empresario, comparó este proceso con lo que sucede si se
pone un grano de arroz en la primera casilla
90
de un tablero de ajedrez, luego dos granos
en la siguiente casilla y así, se sigue doblando la cantidad con cada cuadrado. En el
momento en que se llegue al cuadro no. 64
hay tanto arroz que el montón es más
grande que el Monte Everest. Y, sin embargo, si nos fijamos en tan sólo los primeros 32 cuadros, las cantidades de arroz son
bastante manejables. Nuestra sociedad está
empezando a entrar en la segunda mitad del
tablero de ajedrez. El ámbito de aplicación
de las tecnologías digitales se está expandiendo, debido a la naturaleza combinatoria
de la innovación. En una economía combinatoria, cada idea crea bloques de construcción para otras ideas. Y las nuevas combinaciones de ideas pueden ser aún más valiosas
que las originales.
Cuáles son las implicaciones económicas
de todo esto?
qué? Un robot puede realizar una tarea simple, como ensamblar cajas, por alrededor de
$ 4.00 la hora; pero puede funcionar 24 horas al día. Así que si usted tiene una educación secundaria en EE.UU. o es un trabajador de una fábrica de China, está en el ojo
del huracán. No es que los puestos de trabajo estén migrando de los EE.UU. a China,
pero los trabajos de fabricación de ambos
países están migrando a los robots. El resultado es que en los EE.UU. hoy en día, aunque el PIB ha crecido de manera significativa y el patrimonio neto de la nación está
en un récord de US $ 77 billones; el ingreso
medio no es más alto de lo que era a finales
de 1990. En cambio, la riqueza se ha concentrado en una parte relativamente pequeña de la población. Desafortunadamente, no hay ninguna ley económica que
diga que el progreso tecnológico ha de beneficiar a la mayoría de la población.
Pictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Entrevista
Están los trabajos ejecutivos o de “cuello
blanco”, también en riesgo?
Brynjolfsson: Sí. Tome trabajos como contabilidad, por ejemplo. Hoy en día hay alrededor
de 17.000 preparadores de impuestos menos
en EE.UU. de los que había hace sólo unos pocos años. Ellos han sido desplazados por el
software. Es más, las empresas que producen
este tipo de software los pueden ejecutar con
muy pocas personas. Por ejemplo, Instagram,
que se especializa en compartir fotografías,
fue vendida por más de mil millones de dólares y tenía un equipo de sólo 14 personas.
Compare esto con Kodak, que tenía cerca de
150.000 empleados en la década de los 90.
La tendencia de fondo es que cuando usted
pasa de manipular átomos a manipular bits se
necesitan muchos menos recursos y se tienen
mucho más beneficios.
Usted diría que éstas son buenas o malas
noticias?
Brynjolfsson: Deberían ser buenas noticias
porque toda la información que es extremadamente cara hoy - médica, legal, financiera, por nombrar unas pocas áreas claves serán mucho más baratas en el futuro, y el
ingreso total será mayor. Pero esto también
es muy perjudicial para quienes se ven afectados directamente.
En otras palabras, espera usted que las
tecnologías digitales beneficien a la
gente común?
Brynjolfsson: No me malinterprete. Creo
que hay grandes desafíos, como los que hemos estado discutiendo en materia de empleo, pero a fin de cuentas, es principalmente
una buena noticia. Tenga en cuenta el sector
de la salud, por ejemplo. Grandes Datos se utilizarán cada vez más para encontrar patrones
en las interacciones entre medicamentos y
para determinar qué tratamientos son los más
eficaces. Y creo que la bioinformática, principalmente en lo que respecta a la genómica,
será una de las grandes historias del siglo 21.
La gente común también se beneficiará de las
mejoras en las infraestructuras urbanas, incluyendo los edificios, las comunicaciones y las
redes de transporte. ¿La razón? Billones de
dispositivos conectados a Internet colaborarán en tiempo real para optimizar la eficiencia,
mejorando así los servicios, mientras que probablemente se reduzcan los costos.
Y qué hay del sector de la energía?
Brynjolfsson: Estamos haciendo progresos
en términos de fuentes de energía más baratas. Y ahora hay adelantos en hacer que los
sistemas eléctricos sean capaces de comuniPictures of the Future | Primavera 2014
Erik Brynjolfsson…
cas pueden conducir a una mayor tasa de mejora en el aprendizaje y la enseñanza.
…es professor de Schussel Family , profesor de
Tecnologías de la Información, y director del
MIT Center for Digital
Business, una iniciativa
de investigación que
analiza los usos de negocio de la Internet y
otras tecnologías digitales, en el Sloan School of Management del MIT. Brynjolfsson posee una licenciatura en matemáticas aplicadas de Harvard College, un SM en ciencias
de la decisión de la Universidad de Harvard y
un doctorado en economía empresarial del
MIT. Es coautor de tres libros: Cableado para
la Innovación, Carrera contra la Máquina, y
el más reciente, La Segunda Era de La Máquina. El Prof. Brynjolfsson es también director en el MIT Center for Digital Business
en Cambridge y Presidente del MIT Sloan
Management Review.
¿Cree usted que nos dirigimos a la singularidad tecnológica - el concepto de inteligencia artificial que con el tiempo es igual
o mayor que la inteligencia humana?
Brynjolfsson: Creo que hay un montón de
buena ciencia detrás de esta idea. Los ingenieros que conozco están seguros de que las mejoras exponenciales en la inteligencia artificial
- IA - continuarán siendo realizadas por lo menos durante otra década. Con el tiempo, lo
más probable es que vamos a tener equipos
que operen a niveles humanos o sobrehumanos de inteligencia.
carse con las redes de información, con el fin
de combinar su demanda con la producción
de energía renovable. Una historia muy importante aquí es que estamos asistiendo a
una mejora exponencial de la eficiencia energética de la computación en sí. Esto es lo que
a veces se llama "la ley de Koomey." El Dr. Jon
Koomey observó que el costo de la computación - en términos de energía - está mejorando aún más rápidamente que las tecnologías cubiertas por la Ley de Moore. Cuando se
pone todo esto junto - mejoras de la oferta,
notables avances en potencial de gestión de
la demanda y la mejora en la eficiencia energética de la computación - me pone muy optimista sobre nuestro futuro energético.
Dónde ve usted la digitalización más
rápidamente?
Brynjolfsson: Las principales áreas hoy en
día son los medios de comunicación, el comercio minorista, las finanzas y la producción.
Los que vienen son el cuidado de la salud y la
educación. Se trata de dos áreas muy positivas. Mire, por ejemplo, los cursos masivos
abiertos, online - MOOCs, por ejemplo. Estos
sistemas de enseñanza híbrida tienen el potencial de llevar a los mejores profesores y sistemas de aprendizaje y replicarlos para que
estén a disposición de millones de personas.
Además, en este tipo de entornos digitales
cada interacción se mide y cuantifica, lo que
lleva a un aprendizaje rápido sobre qué técnicas funcionan y cuáles no. Estas característi-
Podría todo esto llevar a un mundo de resultados no interpretables - sistemas que
propongan soluciones que se basan en tales cantidades de datos que no podemos
imaginarlos?
Brynjolfsson: Ese es un efecto secundario
desafortunado de muchas redes neuronales y
algoritmos de grandes datos. Los resultados
son exactos, pero las explicaciones no pueden
ser abstraídas para el consumo humano.
Qué debe hacer la sociedad para prepararse para un mundo cada vez más digital?
Brynjolfsson: Como Andrew McAfee y yo decimos en nuestro último libro, La Segunda Era
de la Máquina, la tecnología no es nuestro
destino; damos forma a nuestro destino. Lo
que esto significa es que tenemos que ser mucho más conscientes de en qué tipo de sociedad queremos vivir, cuáles son nuestros valores, cuáles son nuestras metas, y
explícitamente exigir eso a nuestros líderes
políticos y a nosotros mismos. Las tecnologías
que hemos estado discutiendo son enormemente flexibles y pueden ser utilizadas para
crear una enorme riqueza. Pero esa riqueza se
puede concentrar en las manos de un pequeño número de personas o puede crear
oportunidades generalizadas para miles de
millones de personas. Puede ser utilizada para
crear armas inimaginablemente destructivas,
o para mejorar la atención en salud y eliminar
el hambre. Se puede utilizar para eliminar la
privacidad, o para mejorarla. Nos damos
cuenta de que el hecho de mantenernos al día
con la tecnología está afectando a muchas
personas en estos momentos. Pero si hacemos las cosas bien, puede ayudar a todos.
Ciertamente tenemos a nuestro alcance el poder para crear una prosperidad compartida.
Pero eso nunca sucederá si cerramos los ojos y
suponemos que va a suceder solo.
Entrevista conducida por Arthur F. Pease.
91
Transformación Digital | Producción Avanzada
Defectos: Una Especie en Extinción?
Quiere saber cómo cambiará la producción en los próximos años? Dele una mirada a la planta
de Electrónica de Siemens en Amberg, Alemania. Allí, los productos ya se comunican con las
máquinas de producción, y los sistemas de TI controlan y optimizan todos los procesos para
garantizar la tasa de defectos más baja posible.
Todo está limpio y libre de gérmenes. Buscar algo de polvo aquí es comparable con la
búsqueda de la proverbial aguja en un pajar.
Los empleados usan batas azules y caminan sin
hacer ruido a través del impecable piso de PVC.
Gabinetes de máquinas azules y grises están
puestos en una ordenada fila. Entre ellos hay
monitores que muestran los flujos de datos que
corren hacia abajo, como cascadas. Luces indicadoras parpadean en rojo y verde, mientras
que largas filas de lámparas halógenas bañan
el hall con una luz brillante, fría.
Un haz de luz se filtra en los pasillos a través
de algunas ventanas y baña todo, de piso a techo.
La luz indica que la primavera ha llegado finalmente. Líneas de montaje suenan, zumban las
elevadoras, y válvulas de aire controlado silban.
Lo que parece a primera vista una antiséptica sala
de operaciones de un hospital, es de hecho el pasillo de la fábrica de Electrónica de Siemens en
Amberg. (EWA abreviatura en alemán).
En lugar de tratar pacientes, esta planta,
que Siemens creó en 1989, fabrica controlado92
res lógicos programables (PLC) Simatic. Los dispositivos se utilizan para automatizar máquinas
y equipos con el fin de ahorrar tiempo y dinero
y aumentar la calidad del producto. Controlan
pistas de esquí y sistemas a bordo de buques y
cruceros, así como los procesos de fabricación
industrial en sectores de producción; desde automóviles hasta productos farmacéuticos.
Siemens es el proveedor líder mundial en
PLCs, y la planta EWA es la vitrina de la empresa
para estos sistemas. La calidad de producción
es del 99,9988 por ciento, y una serie de estaciones de prueba detectan los pocos defectos
que ocurren. "Yo no conozco ninguna planta
comparable en todo el mundo que haya logrado una tasa tan baja de defectos", dice el
profesor Karl-Heinz Büttner, quien dirige EWA.
La fábrica produce 12 millones de productos Simatic al año. En 230 días de trabajo al año, esto
significa que EWA produce una unidad de control por segundo.
La producción está muy automatizada. Máquinas y equipos manejan el 75 por ciento de
la cadena de valor por su propia cuenta; el resto
del trabajo es realizado por personas. Sólo al inicio del proceso de fabricación hay algún objeto
tocado por el hombre; cuando un empleado coloca el componente inicial (una placa de circuito desnudo) en la línea de producción. A partir de ahí, todo se ejecuta automáticamente. Lo
que es notable aquí es que las unidades Simatic
controlan la producción de otras unidades Simatic. Alrededor de 1.000 de estos controladores se utilizan durante la producción, desde el
principio del proceso de fabricación hasta el
punto de despacho.
Más de 60,000 Clientes en el Mundo. Al
principio del proceso de producción, bandas
transportadoras llevan los tableros de circuitos
hacia una impresora que usa un proceso fotolitográfico para aplicar una pasta de soldadura
sin plomo. En el siguiente paso, cabezas de colocación montan los componentes individuales, tales como resistencias, condensadores, y
microchips, en las placas de circuito. La línea de
Pictures of the Future | Primavera 2014
En la Planta de Electrónica de Siemens en Amberg, los controladores lógicos programables (PLCs) Simatic gestionan la
producción de los PLCs.
Transformación Digital | Producción Avanzada
componentes y circuitos. "Mi lugar de trabajo él, los productos controlan sus propios procesos
es el computador", dice. Al igual que sus cole- de fabricación. En otras palabras, sus códigos
gas, Zenger puede supervisar toda la cadena de de producto cuentan a las máquinas de producvalor desde su puesto de trabajo. Ya que cada ción lo requisitos que tienen y lo que debe reaplaca de circuito tiene su propio código de ba- lizarse en las etapas de producción siguientes.
rras exclusivo, que le permite comunicarse con Este sistema es el primer paso hacia la creación
las máquinas de producción.
de la Industria 4.0 (Pictures of the Future, PriMás de mil escáneres documentan todos los mavera 2013, p. 19).
pasos de fabricación en tiempo real y registran
En esta visión de una cuarta revolución inlos detalles del producto, como la temperatura dustrial, el mundo real y el de la fabricación
de soldadura, los datos de colocación, y los re- virtual se fusionarán. Las fábricas serán entonsultados de las pruebas. Mientras esto sucede, ces, en gran medida, capaces de controlar y
alrededor de 50 millones de piezas de informa- optimizarse a sí mismas, debido a que sus proción del proceso se
generan cada día y
Cada día, mil escáneres recogen alredese almacenan en el
dor de 50 millones de datos de procesos
Simatic IT Manufacde los productos individuales.
turing
Execution
System. "En pocas
palabras", explica Büttner, "podemos observar ductos se comunicarán entre sí con los sisteel ciclo de vida de cada producto, hasta el úl- mas de producción, con el fin de optimizar los
timo detalle."
procesos de fabricación. Productos y máquinas
producción más rápida puede montar 250.000
componentes por hora - un proceso que es controlado por unidades Simatic. Una vez que el
proceso de soldadura se ha completado, las tarjetas de circuitos impresos llegan a un sistema
de prueba óptica, donde una cámara examina
la posición de los componentes soldados,
mientras que una máquina de Rayos X, inspecciona la calidad de los puntos de soldadura. A
continuación, cada placa de circuito impreso es
montada en una carcasa. A continuación, se
prueba nuevamente y se envía a un centro de
distribución en Nuremberg. A partir de ahí los
PLCs se envían a más de 60.000 clientes en
todo el mundo. Alrededor del 20 por ciento se
envía a China; el resto se vende principalmente
a clientes en Alemania, EE.UU. e Italia.
Aunque la producción en Amberg está altamente automatizada, los seres humanos en última instancia, son quienes toman las decisiones. Por ejemplo, Johannes Zenger, 26,
supervisa la estación de prueba para los circuitos impresos, aunque él mismo no prueba los
Pictures of the Future | Primavera 2014
Tres cuartas partes de las etapas de
producción de la planta de Amberg están
automatizadas; el 25 por ciento restante se
lleva a cabo por seres humanos.
El software define todos los procesos de fabricación y los comandos para que la producción se pueda registrar y controlar de principio
a fin. El sistema también está estrechamente
conectado en red con el departamento de I+D.
NX y Teamcenter, soluciones de software de
Siemens PLM, proveen directamente los procesos de fabricación con las últimas actualizaciones Simatic. Debido a que la planta de Amberg
fabrica más de mil productos diferentes, una
cooperación muy estrecha con el departamento de I + D de la planta es esencial.
Productos que Hablan. La Planta Electrónica
de Amberg es un ejemplo avanzado de la Plataforma Digital de Siemens - Digital Enterprise
Platform- un entorno de producción que podría
convertirse en estándar dentro de diez años. En
determinarán entre sí los elementos en las líneas de producción que se deben completar
primero, con el fin de cumplir con los plazos
de entrega. Programas informáticos que operarán de forma independiente, conocidos
como agentes de software, vigilarán cada
paso y asegurarán que los reglamentos de producción se cumplan.
La visión de la Industria 4.0 también
prevé fábricas que serán capaces de fabricar
productos únicos en su clase y rentables, ya
que será posible la producción de estos artículos de forma rápida, a bajo costo y con la
mejor calidad.
Sin embargo, a pesar de sus procesos altamente automatizados, EWA confía en las personas para el desarrollo y diseño de sus productos, la planificación de la producción y el
manejo de incidentes inesperados. Eso no va
a cambiar en el futuro. "Dudo si habrá alguna
máquina en un futuro inmediato que pueda
pensar de manera independiente y trabajar
con inteligencia y sin ayuda humana", explica
93
Transformación Digital | Producción Avanzada
Transformación Digital | Producción en China
Büttner. Esta evaluación es confirmada por
una mirada a las alas de EWA. Alrededor de
300 personas trabajan en el turno actual, y
EWA tiene un total de aproximadamente
1.100 empleados.
Uno de ellos es Sabrina Scherl. Ella es un
buen ejemplo de por qué los seres humanos
siguen siendo indispensables, incluso en
plantas de producción altamente automatizadas. Scherl es técnica de laboratorio fotográfico, y ha trabajado en EWA como opera-
o no funciona en la operación diaria y cómo se
pueden optimizar los procesos." En el 2013 EWA
adoptó 13.000 de estas ideas y recompensó a
los empleados con pagos por un total de 1 millón €. En 2012, por ejemplo, Zenger sugirió que
la aguja de colisión de su estación de prueba se
sustituyera con tres sensores de colisión. Su sugerencia fue un gran éxito, ya que la aguja podía
sólo aproximadamente determinar la posición
de un componente en una placa de circuito impreso. "Por el contrario, los tres sensores pueden
determinar los componentes delante y detrás
La calidad de la planta de Siemens en
de los bordes, así como
cualquier giro", dice
Amberg es hoy más de 40 veces mejor
Zenger. Como resulque hace 25 años.
tado de esta idea, ya
no pueden producirse
dora de máquinas en los últimos nueve años. fallos no detectados previamente.
Además de cargar una máquina con rollos en
Aunque EWA está altamente automatizada,
los que los componentes individuales se ali- su aspecto no ha cambiado mucho desde
nean, Scherl es responsable de las pruebas 1989. "La planta cuenta ahora con más y mede calidad. Ella revisa visualmente las placas jores máquinas que hace 25 años", explica Nor-
La pequeña ciudad bávara de Amberg y la megaciudad china de Chengdu tienen poco en común, pero cada una es el hogar de una planta
de producción de Siemens de última tecnología
en automatización. Pero aunque la Planta Electrónica de Amberg (abreviatura alemana:
EWA). Fue construida en 1989, la Siemens Electronic Works en Chengdu (SEWC) sólo abrió en
febrero de 2013. Siemens fabrica controladores
lógicos programables (PLC) en ambos lugares.
Los PLCs se utilizan para controlar todos los procesos de fabricación industrial - independientemente de que las instalaciones sean graveras,
fábricas de automóviles o fábricas de papel.
Por más de 20 años, la producción de Simatic se concentró en la planta de EWA. Hoy en
día, el 75 por ciento de los procesos de producción de las instalaciones están automatizados
y la planta tiene una tasa impresionantemente
alta de calidad; con sólo 12 defectos por millón.
Monitores y sistemas de ejecución de fabricación SIMATIC IT de la planta, controlan todo el
proceso de producción. Lo hacen casi virtualmente - en parte mediante el suministro de da-
Los humanos y las máquinas trabajan juntos para probar la calidad de los controladores Simatic.
tos que los productos directamente hacen a las
máquinas de producción.
En 2011 los directivos de Amberg decidieron que la receta para el éxito de la planta también podría funcionar en China. "La capacidad
de producción había alcanzado sus límites en
EWA, así que teníamos que ampliar o construir
una nueva planta en otro lugar", explica Jochen
Berger, coordinador de proyectos de Industry
Automation Systems en EWA.
Chengdu fue seleccionada por consideraciones estratégicas. China es uno de los mercados principales de Siemens, representa el 20
por ciento de la producción de la planta de Amberg. Y eso no es de extrañar, ya que China es
el mayor mercado del mundo para la tecnología de automatización. "Queremos estar donde
están los clientes", dice Berger. Además de la
creación de una planta de producción, Siemens
creó el área de I + D en Chengdu, ya que es la
única manera de que Siemens pueda implementar rápida y eficazmente los requerimien-
de circuito impreso en una computadora
para asegurarse de que están completas. Sin
Scherl, la máquina totalmente automatizada
sería incapaz de continuar.
Seres Humanos como Factor de Exito. "No
estamos planeando crear una fábrica sin personal", dice Büttner. Después de todo, las máquinas pueden ser eficientes, pero no llegan con
ideas para mejorar el sistema. Büttner añade
que las mejoras sugeridas por los empleados
representan el 40 por ciento del aumento anual
de la productividad. El restante 60 por ciento es
el resultado de las inversiones en infraestructura, tales como la adquisición de nuevas líneas
de montaje y la mejora en la innovación de
equipos de logística.
La idea básica aquí, dice Büttner, es que "los
empleados son mucho mejores que la administración en la determinación de lo que funciona
94
bert Eckl, Jefe de Planificación de Plantas en
EWA. Sin embargo, una mirada más cercana revela que los procesos de trabajo y los resultados
también han cambiado considerablemente. A
pesar de que el área de producción se ha mantenido sin cambios y el número de empleados
apenas ha aumentado, la planta fabrica hoy
siete veces más unidades que en 1989.
Más importante aún, la calidad ha aumentado sustancialmente. Mientras que la planta
de producción tenía 500 defectos por millón
(dpm) en 1989, ahora tiene apenas 12 dpm.
"Eso es un logro impresionante", dice Büttner
con orgullo. En el fondo, se escuchan las líneas
de montaje, un zumbido de montacargas, y las
válvulas de control de aire silbando. Aunque
EWA no es un hospital, es algo así como el lugar
de nacimiento de la tecnología de automatización de vanguardia.
Ulrich Kreutzer
Pictures of the Future | Primavera 2014
En la planta de Siemens en Chengdu,
la mayoría de los procesos de producción son automatizados, lo que resulta
en un índice de error cercano a cero.
Cómo Exportar un Caso de Éxito
Siemens está exportando "Hecho en Alemania" a Chengdu, China. En el 2013 la compañía construyó
una fábrica altamente automatizada, siguiendo el modelo de su Planta Electrónica en Amberg. La
planta china fabrica controladores lógicos programables Simatic. Sus sistemas, controlados por
computador, controlan y gestionan todos sus procesos de desarrollo y producción.
tos específicos de los clientes de China e introducir nuevos productos. Como resultado, la
mayoría de los productos Simatic que se destinan para el mercado chino serán fabricados en
la propia China, en el futuro.
Siemens Electronic Works en Chengdu es la
primera planta de fabricación en China en hacer productos de la Plataforma Empresarial Digital de Siemens. Todos los procesos de la
planta controlados por TI, desde el desarrollo y
diseño de productos hasta la fabricación y el
procesamiento. La planta utiliza las mismas tecnologías que las plantas en Amberg. Esto significa que NX y Teamcenter, ambos programas
del software PLM de alto rendimiento, aseguran que los datos se intercambien directamente
entre el departamento de desarrollo de productos y el centro de producción. Los programas
ayudan a los desarrolladores a diseñar y simular
nuevos productos. A continuación, envían toda
la información de los procesos de I + D al Simatic IT Manufacturing Execution System, (MES)
Pictures of the Future | Primavera 2014
que controla todo el proceso de producción en
tiempo real.
El sistema recibe al día la información de los
productos que produce. A través de su código
de barras exclusivo, cada pieza de trabajo proporciona continuamente numerosos sensores
con información sobre su estado, sus requisitos,
y los siguientes pasos de su producción. Esta es
la única manera de que el aumento de la complejidad del producto se pueda manejar fácilmente, ya que Siemens tiene previsto fabricar
muchas versiones diferentes de productos en
Amberg y Chengdu, en el futuro. El sistema
también simplificará enormemente el intercambio de datos entre los desarrolladores, los
ingenieros de producto, y de producción.
Amberg: Modelo a Seguir. Los empleados en
Chengdu están orgullosos de esta arquitectura
del sistema. "Me gusta mucho SEWC, ya que todos los procesos de producción son administrados por un sistema integrado de TI", dice Li Yan,
quien trabaja en el departamento de Logística.
El proceso de producción altamente automatizado de Chengdu no sólo interesa a los empleados de Siemens; la planta también atrajo a
más de 2.000 visitantes de otros fabricantes en
su primer año de funcionamiento.
La planta de Amberg es el modelo a seguir
para la fábrica de Chengdu. "Sólo queremos utilizar sistemas probados en EWA", explica Stefan
Gottwald, Director Comercial de SEWC. Sin embargo, la fábrica en Chengdu todavía no es
idéntica a la de Amberg. Debido a que SEWC todavía se está creando y se expandió, su rendimiento todavía no coincide con el de la planta
de Amberg. Considerando que EWA fabrica un
millón de productos Simatic al mes, SEWC produce sólo 60.000. Pero con 3200 metros cuadrados, la planta de Chengdu es sólo un tercio
del tamaño de la planta de Amberg.
La producción de SEWC está ajustada para
cuadruplicarse en el futuro. Sus cifras de baja
producción también son la razón por la que la
95
Transformación Digital | Producción en China
planta de Chengdu todavía no ha alcanzado la
tasa de automatización del 75 por ciento, como
la de Amberg. Lo mismo ocurre con la variedad
de productos, ya que la producción se concentra en el sistema de control Simatic S7-200 y
sólo unos pocos otros componentes. En Amberg la cifra es de alrededor de 1.000 productos
diferentes. Pero SEWC está añadiendo entre
cuatro y seis productos a su volumen de producción cada mes.
El hecho de que SEWC se encuentre todavía
en la fase de arranque también se refleja en su
requerida es prácticamente inexistente entre
los empleados chinos", dice Bukenberger,
quien está satisfecho con los pequeños logros.
"Lo importante no es si cada empleado hace
una o diez sugerencias por año, pero sí podemos animar a todos a contribuir con ideas beneficiosas", dice. Para estimular este proceso, la
planta ha puesto en marcha un programa 3i
(Impulsos, ideas, iniciativas), en el cual los empleados reciben recompensas monetarias o de
otro tipo para alentarlos a proponer mejoras.
Las mejoras presentadas se publican cada mes
y los empleados que
Los empleados son alentados a sugerir tuvieron estas ideas reciben certificados.
mejoras. Pero esta forma de pensar
Para ayudar a los
debe ser más extendida en China.
empleados chinos a entender mejor el modelo
fuerza de trabajo. Mientras que 1.100 personas de Amberg, las dos plantas traerán colegas chitrabajan en Amberg, la planta en Chengdu nos y alemanes juntos a jornadas de tecnología
tiene sólo 350. Además, muchas de ellas no tra- que se celebrarán dos veces al año. Además, a
bajan en la fabricación, porque se requieren más de 80 empleados que ocupan puestos
para asumir funciones en la planificación de la clave en la planta de Chengdu se les dio la oporproducción, la planificación de la calidad, com- tunidad de conocer los procesos de la cultura
pras y logística; lo que las máquinas no pueden corporativa y de producción, en programas de
realizar. "A medida que aumenta la producción, formación de varios meses en Amberg. Pronto,
tenemos la intención de contratar a más y más las dos plantas también compartirán tecnología.
personas", dice Andreas Bukenberger, Director
Técnico de SEWC. Esto también se aplica a nivel
de gestión, donde las posiciones clave todavía
están en manos de los alemanes. "En última
instancia, nuestro objetivo es llenar todos los
puestos de dirección con expertos chinos", explica Bukenberger.
Transferencia de Cultura. Los procesos de
producción y la estructura de la fuerza de trabajo no son las únicas cosas en las que se están
volviendo cada vez más similares a Amberg.
Siemens también planea establecer la cultura
corporativa de la planta de Baviera en
Chengdu. No es una tarea fácil. La gestión de
ideas es un factor clave para el éxito de la planta
de Amberg, pero los trabajadores en China no
son dados a tomar la iniciativa en la formulación de sugerencias de mejora. "La mentalidad
96
Alrededor de 350 empleados de la planta de
Siemens en Chengdu garantizan que se
fabriquen productos de alta calidad
en el suroeste de China.
Hasta ahora, sin embargo, la transferencia de
know-how ha sido una vía de un solo sentido.
Pero en un futuro próximo las ideas exitosas de
Chengdu también se adoptarán en Amberg.
Aunque las dos plantas están conectadas en
red cada vez más estrechamente, la planta de
Chengdu está tratando de ser más independiente de Amberg a nivel de gestión. Esto está
sucediendo no sólo en el ámbito de la contratación, sino también en cuanto a compras,
clientes y contactos. En los primeros meses de
su existencia, la planta china obtuvo todas las
pruebas de sus materiales de Amberg y envió
todo los controladores S7-200 que hizo a Alemania para comprobar su calidad.
Los empleados en Chengdu ahora ponen a
prueba sus propios productos. "Sin embargo,
coordinamos estrechamente todas las decisiones estratégicas con EWA", explica Bukenberger. "Todavía no podemos hacer todo por nosotros mismos." Por un lado, la planta aún tiene
que establecer relaciones con los proveedores
chinos para que SEWC adquiera módulos y
componentes de circuitos. Sin embargo, los socios chinos primero tendrán que garantizar que
pueden suministrar las piezas de manera fiable
y a tiempo. "Para que podamos crecer, será
esencial que los materiales importantes sean
de la mejor calidad y que estén siempre disponibles", explica Bukenberger.
Ganador de un Premio. A pesar de que la
planta china todavía se está instalando, ya se ha
hecho un nombre por sí misma. SEWC es la primera fábrica en Chengdu en recibir el certificado LEED Oro, un premio para los sistemas de
suministro de energía eficiente y para la tecnología de edificios respetuosa con el medio ambiente. En comparación con edificios similares,
SEWC consume alrededor de 2.500 toneladas
métricas menos de agua, emite 820 toneladas
menos de CO2, y reduce los costos de energía
en unos € 116.000 por año. Estos ahorros son
el resultado de las tecnologías de edificios inteligentes, como los sistemas de climatización,
bombas de ahorro energético e iluminación
energéticamente eficientes. Siemens no ha instalado paneles solares, ya que Chengdu se encuentra en una región muy lluviosa.
La planta de Chengdu tiene objetivos ambiciosos. "Esperamos que crezca un 50 por ciento
para el 2014", dice Bukenberger. La fábrica
también tiene previsto ampliar sus 3.200 metros cuadrados. "Si la demanda de nuestros productos es lo suficientemente alta, SEWC triplicará su tamaño en los próximos 15 años",
explica Bukenberger. Una vez que se logre esta
meta, Chengdu igualará, no sólo la calidad de
su modelo a seguir en Amberg, sino también
su tamaño.
Ulrich Kreutzer
Pictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Bibliotecas
La colección de la
Biblioteca Estatal de
Baviera está siendo
escaneada y subida
a Internet.
Acceso a Todo
Desde principios de los años 90, las tecnologías digitales han cambiado fundamentalmente
la manera en que vivimos. Hoy en día, nos estamos acercando a la transformación completa
- la conversión de todo el conocimiento humano análogo, documentado en formato digital.
PoF echa un vistazo hacia atrás y contempla el futuro.
Zuse, CERN, Zuckerberg — estos tres nombres marcan hitos claves en la revolución digital. En 1941, Konrad Zuse construyó la primera
computadora funcional del mundo en Berlín.
Llamó a esta vasta máquina calculadora digital
la Zuse Z3. En 1991 la World Wide Web desarrollada por Tim Berners-Lee en el centro de investigación CERN en Suiza,se convirtió en accesible
para el público mundial. La Web pasó a revolucionar la forma de comunicarse, y allanó el camino para Google, Amazon, y un sinnúmero de
otras empresas. Luego, en 2004, Mark Zuckerberg, fundó la red social conocida como Facebook. Hoy en día, Facebook y otras redes similares han hecho posible que casi dos millones
de personas desarrollen una identidad digital.
Computadores, Internet, Facebook - todos
se basan en la digitalización, lo que simplemente significa la transferencia de información
analógica, como textos, sonidos, imágenes y vídeo en un código binario, almacenado fácilmente y compuesto de ceros y unos. Una vez
creados, estos artículos digitales se pueden reproducir en cantidades ilimitadas y sin ninguna
pérdida de calidad, y se distribuyen en todo el
mundo en cuestión de segundos, a través de
Internet. La digitalización ha creado tipos completamente nuevos de canales de ventas para
Pictures of the Future | Primavera 2014
las empresas, pero también ha creado nuevos
problemas, como la copia ilegal de datos.
El boom de Internet, que comenzó en la década de los 90, dio lugar a una ola sin precedentes de la digitalización. En 1993 sólo el tres
por ciento de la información había sido almacenada digitalmente en todo el mundo, pero
en el 2007 esta cifra se había disparado al 94
por ciento. La tendencia no ha disminuido, con
una enorme cantidad de nuevos datos que se
digitalizan todos los días.
Uno de los pioneros más importantes del
mundo digital fue el inventor alemán Rudolf
Hell - "el Edison de la industria gráfica" y el destinatario de la Gran Cruz del Mérito de la República Federal de Alemania, el Premio Gutenberg
y el anillo Werner von-Siemens. Hell es considerado el padre del fax y el escáner. En 1980
comercializó el innovador sistema de procesamiento de imagen digital Chromacom. A principios de 1980 la compañía HELL, que era una
filial de Siemens en su momento, fue contratada por la Biblioteca del Vaticano para escanear y reproducir digitalmente libros valiosos,
con el fin de hacerlos accesibles al público. Durante la década de 1990, los procesos de digitalización se hicieron más amplios y sistemáticos. En 1990, por ejemplo, Siemens Nixdorf
instaló un sistema de procesamiento de datos
en el Museo del Kremlin en Moscú para hacer
un catálogo digital de la colección de arte completa de los zares rusos, por primera vez. Las
imágenes digitales y la información resultantes
se documentaron y clasificaron en una base de
datos de imágenes.
Escaneado de Libros Abiertos a la Mitad.
Hoy en día, muchas instituciones quieren hacer
copias digitales de toda la información analógica que poseen. Uno de los mejores ejemplos
de esto es la Biblioteca Estatal de Baviera (BSB)
en Munich, cuyo centro de digitalización alberga la más amplia gama de equipos en Alemania. "Utilizamos 26 sistemas de escaneo diferentes, incluyendo cuatro robots de
exploración totalmente automáticos que pueden procesar hasta 2.000 páginas por hora",
dice el Subdirector General de la BSB, Klaus Ceynowa. "Tenemos dos operadores y cada uno
monitorea dos robots. El sistema no es sólo rápido; también está diseñado para proteger los
libros, los cuales sólo deben ser abiertos en un
ángulo de 60 grados. El sistema de escaneo en
prisma es guiado a un libro entreabierto. Lee
las páginas con perfecta claridad y luego pasa
a la siguiente secuencia de exploración”.
97
Transformación Digital | Bibliotecas
La colección completa de la Biblioteca Estatal de Baviera (izquierda) está siendo digitalizada. Una aplicación ya está disponible para ver sus
tesoros más importantes.
La BSB ha estado trabajando con Google
desde el 2007 en un proyecto de Google Books
que llevará a la digitalización y publicación en
Internet de un millón de libros de la colección
de la BSB. Los libros, en cuestión, fueron escritos entre 1601 y 1874 y ya no están bajo la protección de los derechos de autor. "Cada semana
publicamos alrededor de 5.000 libros que Google digitaliza en su centro de escaneo en Alemania", explica Ceynowa. "Google paga por el
escaneo y nos da copias digitales para nuestra
"Nuestro trabajo apenas comienza", dice Ceynowa, "porque lo que hemos hecho hasta
ahora se abre a muchas posibilidades de vincular y recombinar la información digital." La BSB
ha desarrollado varias aplicaciones para móviles, entre ellas una conocida como Ludwig II. La
aplicación permite a las personas acceder a la
información histórica, imágenes y documentos
relacionados con "castillos de cuento de hadas"
del rey, de tal manera que la información se
adapte a la ubicación del usuario. Por ejemplo,
la gente que está parada
delante del paCasi un millón de obras de la colección
lacio Residenz del
de la Biblioteca Estatal de Baviera ya se
Rey en Munich,
pueden ver en línea.
puede utilizar la función de la cámara de
propia base de datos. Todas las obras de antes su teléfono inteligente para acceder a las imáde 1601 y después de 1874, entre ellas docu- genes en tiempo real del famoso jardín Wintermentos manuscritos valiosos de la Edad Media, garden del Palacio, que hoy ya no existe. Este
se procesan en nuestro propio centro. El pro- jardín se encontraba en el techo del Residenz y
yecto de Google está programado para ser ter- contaba con plantas exóticas y un lago artificial,
minado antes de finales de este año. Ya hemos todo esto se puede visualizar en la aplicación.
subido casi toda nuestra colección de un millón
de obras a la biblioteca digital en nuestro sitio La Digitalización de los Registros Civiles.
web, donde cualquier persona puede usarla”.
Los museos y las bibliotecas son las últimas insSin embargo, la digitalización completa está tituciones en aprovechar los beneficios que
lejos de ser el final de la historia en la BSB. ofrece la completa digitalización; las agencias
gubernamentales y las empresas industriales
llevan años utilizando la tecnología. Dieciséis
estados federales de Alemania ahora planean
digitalizar la totalidad de sus registros civiles.
Con este fin, encargaron a Siemens Corporate
Technology (CT) para llevar a cabo un estudio
de viabilidad en los últimos dos años, bajo la dirección del Dr. Bernt Andrassy. "Alemania se divide básicamente en parcelas", explica Andrassy. "Los registros asignan ciertos derechos
a estas parcelas. Esto hace a los registros el mecanismo de regulación central para el uso de la
tierra en el país. Los estados han escaneado y
archivado todos los documentos de registro
que se remontan 50 años atrás, y CT suministra
los componentes importantes que necesita el
sistema. Hemos recopilado una enorme cantidad de datos, un total de unas 500 millones de
páginas en PDF”.
Este vasto proyecto digital presenta un
enorme desafío. Por ejemplo, el equipo de Siemens tuvo que desarrollar el software automatizado que pudiera reconocer palabras individuales, comprender cuestiones clave, e
identificar las conexiones dentro de los documentos escaneados, los cuales incluían páginas
mecanografiadas, malas copias de documentos
y múltiples correcciones. "Una cosa que el soft-
Izquierda: Un escrito hecho a mano en 1743 del registro de los Archivos del Estado de Brandeburgo (izquierda), y un registro electrónico
contemporáneo que lo muestra un empleado de la Corte Distrital de Frankfurt (a la derecha).
98
Pictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Bibliotecas
ware tiene que saber es que la sección de un
documento contiene los nombres de los propietarios y qué secciones contienen información sobre el tamaño de las propiedades, si se
hipotecaron y, en caso afirmativo, en qué
banco se emitió la hipoteca", explica Andrassy.
Para resolver estos problemas, los expertos
tuvieron que hacer una programación intensiva. "Nuestro software reconoce la información necesaria y automáticamente completa la
máscara de entrada", dice Andrassy. "El operador simplemente comprueba que todos los datos estén ahí." Los Estados ahora planean emitir
un anuncio de licitación para el proyecto de archivo colosal. "Una vez que todos los registros
hayan sido digitalizados, cada Estado va a crear
su propio portal de usuario que conceda un acceso rápido y fácil a las personas e instituciones
con un interés válido en los documentos. Por
ejemplo, los notarios, los bancos, y las autoridades fiscales".
Una Lectura Equivocada Puede Costar Millones. La experiencia de Andrassy con el proyecto de registro también se puede aplicar al
sector industrial. "Estamos trabajando en un paquete de software que registra automáticamente los requisitos de los clientes en las licitaciones y luego los compara con los datos de los
documentos digitalizados de los proyectos an-
teriores," dice Andrassy. "Estas licitaciones por
lo general vienen en forma de documentos PDF
que tienen a menudo más de 1.000 páginas.
Anteriormente, cada especificación individual como la velocidad de rotación máxima de una
turbina o el nivel máximo permitido de ruido
después de las 4 pm para una central de ciclo
combinado - tenía que ser extraída manualmente y luego evaluada por un experto”.
Pero las listas de requisitos y especificaciones suelen ser extremadamente largas, y una
mala interpretación de una sola frase puede
causar millones de euros en daños, en el futuro.
Con esto en mente, los expertos en Munich
desarrollaron una tecnología confiable con un
Supervisores Voladores
Es uno de los proyectos urbanísticos más
grandes e innovadores de Europa. El proyecto
Aspern Vienna Urban Lakeside es un distrito completamente nuevo en un lugar de 240 hectáreas
en las afueras del noreste de la capital austriaca. Se
espera que el distrito establezca nuevos estándares
para la eficiencia energética y el equilibrio con el
medio ambiente (ver Pictures of the Future, Otoño
2013, p.16).
Una empresa conjunta entre la ciudad de Viena, la empresa de servicios públicos de la ciudad (Wien Energie), el proveedor de red de la ciudad (Wiener Netze), y Siemens están utilizando a Aspern como un laboratorio viviente para las
innovaciones tecnológicas. Para ello, Siemens literalmente ha tomado vuelo
con lo último en tecnología de digitalización 3D.
"Durante casi tres años, hemos estado trabajando con drones civiles en el marco
del Proyecto CONSTRUCT- un proyecto de investigación de Monitoreo de construcción," dice Claudia Windisch, jefe del grupo de investigación de análisis por
Video en Siemens Corporate Technology. "Los aviones no tripulados, que filman
y analizan las condiciones en los sitios de construcción, son octocópteros -. Pequeñas aeronaves de ocho hélices que pesan menos de cinco kilos" La tecnología digital aérea para supervisar el progreso de la construcción se encuentra en
evaluación en Aspern, Viena y en otros lugares.
"Utilizamos el GPS para definir las rutas," explica Windisch. "Los operadores
constantemente mantienen el contacto visual con los aviones no tripulados
para que puedan intervenir en caso de que haya un problema. Sin embargo, los
operadores a veces tienen que tomar el control de los aviones no tripulados,
como cuando grabamos las imágenes de una fachada. "Los imágenes aéreas de
los edificios, en gran medida superpuestas, se utilizan para generar un modelo
tridimensional de la escena.
Los investigadores están trabajando en un sistema que apoye a los operadores
de los aviones no tripulados en la producción y la continua actualización de un
modelo 3-D, y la codificación por colores de las zonas problemáticas.
Pictures of the Future | Primavera 2014
"En estos días, la mayoría de la planificación de la obra se realiza en 3-D, así que
tiene sentido comparar los datos reales y los de la planificación en 3-D," explica
Windisch. "Si se considera el eje del tiempo, incluso se podría decir que estamos
trabajando en 4-D. Nuestra tecnología nos permite identificar el progreso de la
construcción y cualquier desviación del plan. Sin embargo, ya que los gerentes
de la construcción sólo tienen acceso a los planos de dos dimensiones en el momento, hemos decidido en Aspern, Viena utilizar modelos en 3-D para generar
representaciones 2-D de las situaciones reales. Podemos superponer los planos
2-D CAD convencionales con las imágenes en 2-D y luego compararlos."
En el futuro, el proceso será optimizado para permitir comparaciones automáticas y la representación gráfica de los modelos virtuales en 3-D de las desviaciones entre los resultados previstos y los reales. Las desviaciones aquí podrían incluir ventanas faltantes o paredes alineadas de forma incorrecta, por ejemplo.
"Los métodos que hemos desarrollado pueden detectar las desviaciones entre
los resultados previstos y los reales, sencilla y rápidamente", dice Windisch.
"Las desviaciones se pueden visualizar en las representaciones a gran escala - y
todo esto se puede hacer sin tener que enviar inspectores a las áreas potencialmente peligrosas y de difícil acceso, tales como techos sin terminar." Sin embargo, las obras en construcción representan sólo una de muchas aplicaciones potenciales para esta tecnología. El equipo de Windisch, por ejemplo, ya ha llevado
a cabo numerosos vuelos de aviones no tripulados a través de plantas industriales, cuya condición real a menudo se desvía de los planos de construcción originales, debido a las medidas de renovación y modernización.
Nils Ehrenberg
99
Transformación Digital | Bibliotecas
sistema de búsqueda que se daría cuenta de todos los cambios realizados y luego informaría a
los usuarios de la alteración. Los objetivos finales del programa son comprender e interpretar
correctamente las especificaciones, tales como
objetos semánticos. "El software que hemos
desarrollado obra en tres etapas: Búsqueda,
Comparación y Rastreo", explica Andrassy ."El
primer paso es un proceso muy eficiente que
permite al usuario encontrar las especificaciones en un documento. En el segundo paso, el
software busca las características similares de
proyectos anteriores. Esto hace que sea posible
utilizar las evaluaciones correspondientes realizadas en el pasado, y así evitar errores. En el
paso final, el software realiza un seguimiento
de las especificaciones señaladas en todas las
nuevas versiones del documento."
Los beneficios de este enfoque están claros,
ya que las evaluaciones automatizadas aceleran significativamente los procesos y permiten
que los errores cometidos en proyectos similares puedan ser identificados en una etapa temprana. Además, el sistema permite que los
cambios de los clientes de última hora y las consecuencias puedan ser analizados e integrados
al proyecto rápidamente.
Barriendo Archivos en Segundos. La Digitalización Total es sólo el comienzo. Ya se trate
de bibliotecas, agencias gubernamentales o fábricas - se está creando una gran cantidad de
conocimiento digital que puede utilizarse en
formas completamente nuevas. Por lo tanto,
los acontecimientos de los próximos años y décadas se centrarán en las herramientas basadas
en software, que puedan tamizar los archivos
digitales en segundos, entender las conexiones
semánticas, ordenar y recombinar la información. "Por ejemplo, los investigadores serán capaces de determinar rápidamente en cuál manuscrito el término “novela” fue utilizado
primero, dice Ceynowa. "No van a tener que
buscar a través de cientos de documentos en
bibliotecas de todo el mundo para obtener la
respuesta. Esto realmente va a revolucionar
ciertas disciplinas de la investigación”.
"Será posible acceder a cosas como la jurisprudencia judicial y a diagnósticos médicos previos de enfermedades raras, mucho
más rápidamente", añade Andrassy. "Sin embargo, datos inteligentes en la minería todavía no pueden reemplazar a la gente - pero
pueden apoyarla. En otras palabras, todavía
estamos muy lejos de una fábrica autónoma
que lea los archivos PDF de los clientes, los
compare con su base de datos, e inmediatamente sepa lo que tiene que construir y
cómo tiene que construirlo”.
Nils Ehrenberg
100
Transformación Digital | Entrevista
Cómo el Gobierno en
Línea Puede Fortalecer
la Democracia
¿De qué formas se puede esperar que el
gobierno en línea – los servicios electrónicos - puedan cambiar la forma en que
funciona el gobierno?
Koulolias: A la luz de los recientes problemas económicos, los gobiernos deben lograr
más con menos recursos. Además, se requieren nuevas políticas para hacer frente a los
desafíos globales en áreas como la seguridad
pública, el cambio climático y la transición a
la energía renovable. También son necesarios
nuevos enfoques para manejar una sociedad
que envejece, el cambio de estilos de vida, la
urbanización y el creciente costo de la atención de la salud. Las administraciones públicas tienen hoy que servir a unos ciudadanos
más informados y educados, que tienen altas
expectativas y que hacen que sus gobiernos
rindan cuentas. El gobierno en línea permite
una relación más madura y profunda entre
los nuevos modelos de prestación de servicios a los sectores público y privado, y una
mayor colaboración entre todos los niveles de
gobierno. También permite reducir los costos,
y al mismo tiempo mejorar la calidad de los
servicios y el aumento de la participación cí-
vica. Todos estos acontecimientos fortalecen
la democracia.
¿De qué forma puede el gobierno en línea cambiar la vida diaria?
Koulolias: En un mundo completamente conectado, todas las interacciones que han tenido lugar tradicionalmente físicamente, con
el gobierno en línea desaparecerán. La telemedicina y el aprendizaje basado en la tecnología serán tan naturales como lo son hoy las
declaraciones de impuestos electrónicas y la
banca en línea. Lo mismo se aplica para la votación, las conversaciones con los demás ciudadanos, y tener voz y voto en el parlamento.
¿Puede la automatización en el sector
público aumentar el anonimato y la
alienación?
Koulolias: Un sentimiento de alienación del
sistema político es un fenómeno muy común.
Sin embargo, por lo general se deriva de una
falta de capacidad de respuesta y participación, no de la automatización. Un sistema que
sea sensible a las necesidades de los ciudadanos no es probable que resulte en la alienaPictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Entrevista
ción. En cuanto al anonimato, yo particularmente no siento que en los países donde el
gobierno electrónico es raro, los ciudadanos
gocen de un mayor sentido de cercanía y familiaridad con el gobierno.
¿Cuál es la situación de los servicios del
gobierno en línea en Europa?
Koulolias: La Comisión Europea y algunos de
los estados miembros de la UE se encuentran
entre los principales impulsores de la creación
de un sindicato único digital. La UE apoya los
servicios de administración electrónica abiertos, flexibles y de colaboración en los ámbitos
local, regional, nacional y europeo. El Plan de
acción sobre gobierno en línea actual, exige al
50 por ciento de los ciudadanos de la UE y al
80 por ciento de las empresas de la UE, utilizar
los servicios de gobierno electrónico para el
2015. Creo que esto ofrece una oportunidad
sin precedentes para impulsar la integración
de la UE hacia adelante. Además, es sólo a través de servicios de gobierno electrónico que
los ciudadanos de la UE pueden ejercer sus
derechos, como el voto, el pago de impuestos
o la apertura de un nuevo negocio, en toda la
UE. Los mayores retos en este momento son
la estandarización de datos y la interoperabilidad de los servicios electrónicos a través de
fronteras. Sin embargo, somos parte de un
equipo que está trabajando en la armonización de los servicios.
¿En qué áreas espera usted que los
ciudadanos participen más en la
toma de decisiones, de lo que lo
hacen hoy en día?
Koulolias: Nuestra investigación en los servicios de gobierno electrónico se puede utilizar en una amplia gama de aplicaciones,
desde el cuidado de la salud hasta las operaciones comerciales. Sin embargo, el área en
la que tendrán el impacto más profundo es
en la planificación urbana. Aquí, las simulaciones, el modelado y las encuestas ciudadanas facilitarán los procesos de toma de decisiones interactivas. Los grandes datos y las
redes sociales pueden ser utilizados para
desarrollar soluciones óptimas, que tengan
en cuenta las preferencias de los ciudadanos
en una fase inicial de un proceso dado. Las
propuestas realizadas por los funcionarios y
planificadores urbanos pueden ser enviadas
de nuevo a la opinión pública para su consulta y aprobación. De esta manera, el público estará involucrado en el proceso de
toma de decisiones, en lugar de simplemente ser encuestados para elegir entre una
serie de opciones ya desarrolladas, como es
el caso hoy en día.
Pictures of the Future | Primavera 2014
¿Cómo describiría las características de
una sociedad basada en el gobierno
electrónico?
Koulolias: Una sociedad en la que el gobierno electrónico se ha arraigado sería, más
que nada, una sociedad interconectada. Procedimientos relacionados con los derechos y
responsabilidades de la ciudadanía se realizarían en línea. Como resultado, los ciudadanos
podrían participar en todos los aspectos de la
vida cívica - desde debates en su alcaldía local
hasta procesos nacionales de consulta, elecciones, debates parlamentarios, e iniciativas
de planificación urbana - todo a través de aplicaciones sencillas, centradas en el usuario, y
sin tener que poner un pie en un edificio público. Además, los ciudadanos residentes en el
extranjero podrían hacer todo, desde el cambio de su dirección hasta la apertura de un negocio o la presentación de sus declaraciones
de impuestos, tal como lo harían en casa.
¿Usted ve un posible conflicto aquí de
transparencia y privacidad de datos?
Koulolias: La protección de datos y la seguridad de la información de los ciudadanos son
cruciales. Tenemos que desarrollar un marco
jurídico internacionalmente reconocido y respetado para proteger nuestra privacidad en línea. Esto se aplica tanto a los sectores privados como al sector público.
Vasilis Koulolias
Vasilis Koulolias es un economista y politólogo que ha trabajado durante más de 20
años en mejorar los procesos democráticos, mediante el uso de las tecnologías de
información y comunicaciones (TIC). Koulolias es el presidente de la organización
no gubernamental Government to You,
que fue nombrada una de las diez organizaciones políticas más influyentes de Internet por PoliticsOnline.
Koulolias es miembro asociado del Consejo
Internacional sin ánimo de lucro para El Concejo Internacional para la Tecnología de la
Información en la Administración Pública,
así como miembro de la Junta Directiva de
Spider, un programa sueco para el desarrollo
de sistemas de TIC. Es fundador y director de
eGovlab, un instituto en el Departamento de
Ciencias de la Computación en la Universidad de Estocolmo, que estudia temas relacionados con los servicios de gobierno electrónico y los ciudadanos en Suecia.
¿Podría todo esto llevar a la marginación
de las personas que son “tecnológicamente discapacitadas”, por así decirlo?
Koulolias: Los avances en la tecnología simplificarán aún más el acceso de los ciudadanos a Internet y a los servicios electrónicos.
Por ejemplo, al combinar el uso de sensores
y una televisión inteligente conectada a Internet, las personas de edad avanzada serán
capaces de monitorear su estado de salud
mientras se muestra en una pantalla y luego
compartir los datos con los miembros de su
familia y con los médicos, con un simple
gesto de comandos. Los teléfonos inteligentes tipo reloj de pulsera, son otra innovación
que ha traído Internet a los menos conocedores de la tecnología.
¿Cómo puede el gobierno en línea apoyar la democracia?
Koulolias: La democracia electrónica no socava necesariamente nuestras formas tradicionales de democracia representativa. Es razonable esperar que todos los ciudadanos
deseen participar plenamente en todos los
aspectos de la democracia. Sin embargo, la
comunicación digital hace que la información sea más accesible, y los canales digitales
hacen que sea más fácil para los individuos o
grupos comunicarse con sus representantes
electos. Las solicitudes digitales y el voto
electrónico se encuentran entre las formas
más básicas de democracia electrónica. Mecanismos más evolucionados podrían permitir a los representantes elegidos llevar a cabo
la extracción de datos en las redes sociales, o
utilizar datos abiertos que estén directa o indirectamente creados por el público. Estos
datos permitirían a los representantes electos tomar decisiones más acertadas con base
en las preferencias de sus electores, en lugar
de hacer política en las líneas tradicionales.
¿Cuál es su visión de la vida política y social para el año 2050?
Koulolias: En el 2050 la UE tendrá un sistema de gobierno electrónico interoperable,
transfronterizo, totalmente funcional que
permitirá a los ciudadanos de todos los Estados miembros de la UE ejercer verdaderamente sus derechos como ciudadanos de la
UE. El poder de la información y la comunicación ha transformado completamente nuestra comprensión de la función del gobierno.
La verdadera puesta en práctica del concepto
de "nosotros, el pueblo" desdibuja las fronteras entre los ciudadanos y la administración
pública, y entre los sectores público, privado
y terciario.
Entrevista de Susanne Gold
101
Transformación Digital | Minería
La planificación de movimientos y la percepción de
los alrededores en las máquinas están impulsando
cada vez más la automatización de las minas.
Cavando en Busca de la Eficiencia
Sensores de proximidad, controladores de velocidad, ayuda de mantenimiento en el carril - estos
sistemas son comunes en los autos. Ahora se encuentran estas aplicaciones en vehículos de
minería también. Los objetivos: mayor productividad, eficiencia y seguridad.
Con una fuerza titánica, una enorme pala
eléctrica rompe la tierra y remueve más de cien
toneladas de material. La pala se balancea
luego a un camión de transporte en espera, evitando cuidadosamente el contacto con el camión, abre la puerta del cazo y vacía su contenido. Una nube de polvo oscurece la vista
mientras la pala se balancea hacia atrás para
iniciar el siguiente ciclo. Después de tres cargas,
el camión está lleno, se marcha, y es sustituido
inmediatamente por otro. Esta secuencia se repite cada 90 segundos, 24 horas al día, los 365
días del año.
El Funcionamiento de las excavadoras más
grandes del mundo no es una tarea fácil. Una
excavadora pesa más de 1.600 toneladas, y sus
grandes componentes toman tiempo para responder; los controles de la cabina deben ser
operados con previsión y precisión. El ritmo
también es importante. La moneda fuerte en
una mina a cielo abierto es el "costo por tonelada." En otras palabras, la eficiencia es la máxima prioridad. Sin embargo, en la mayoría de
los casos, no se utiliza todo el potencial de las
excavadoras. Esto se demostró en un estudio
102
realizado por Siemens en una mina en Canadá
en el 2012. Un estudio de cuatro palas eléctricas reveló que el ciclo de trabajo promedio era
de hecho demasiado largo. Además, la pala a
menudo no estaba óptimamente llena.
El resultado: ciclos adicionales de carga por
camión, menos material extraído por día, y costos más altos. Sin embargo, es difícil para los
operadores de pala juzgar a qué altura el cucharón debe llevarse a la volqueta. Para evitar el
contacto accidental con el camión, los operadores se van por lo seguro y disminuyen la velocidad y / o se acercan al camión a una altura
mayor de la necesaria. Aun así, las palas de vez
en cuando chocan con los camiones, lo que
ocasiona daños y en ocasiones lesiones.
Una operación más precisa en el uso de vehículos completamente automatizados es posible - pero no es probable que suceda de la noche a la mañana. "El camino hacia el logro de
los patrones de movimiento totalmente automatizados en una mina, tiene que hacerse paso
a paso," dice el Dr. Robert Eidenberger, un ingeniero de sistemas robóticos y autónomos en
Siemens Corporate Technology, en Munich. "Y
este camino incluye la introducción de las primeras funciones de asistencia a los operadores
de los vehículos."
Sistemas de Asistencia Digital. Eidenberger
ha estado trabajando en estos sistemas durante
dos años, junto con sus colegas de Mobile Mining, en la unidad de Siemens Drive Technologies en Alpharetta, Georgia. Su trabajo incluye
la tecnología de sensores, la "percepción" de
una máquina de su entorno, y la planificación
de movimientos. Mientras tanto, sus colegas de
Estados Unidos se centran en los sistemas de
control de accionamientos, la ejecución del movimiento, y la integración de todos los componentes en un sistema completo.
El objetivo de estos esfuerzos es crear sistemas análogos similares a los encontrados en los
autos, así los conductores en las minas pueden
hacer su trabajo más eficiente, más seguro y
más productivo. Uno de los primeros paquetes
en ser diseñados, es lo que los operadores de
las grandes palas eléctricas llaman "Swing to
Truck / Return to Tuck, con prevención de colisiones." El sistema controla perfectamente el
Pictures of the Future | Primavera 2014
balanceo hacia el camión de transporte, descarga, y balancea la pala de nuevo a la posición
inicial, donde se entrega el control al operador.
Este paquete ya está siendo probado por un fabricante líder.
Secuencias Óptimas de Movimiento. "Hemos estado desarrollando sistemas de control
de accionamientos para las palas eléctricas por
más de 30 años. Lo que nos faltaba, sin embargo, era la información sobre los alrededores", dice Daniel Robertson, director de producto para software y autonomía en Mobile
Mining. El grupo se asoció con CT para desarrollar un sistema de percepción basado en sensores para registrar continuamente los alrededores de la pala, usando pulsos de luz infrarroja.
A medida que la superestructura gira alrededor, se crea una imagen tridimensional del entorno que puede detectar la distancia de un objeto con respecto a la pala, ya sea un camión de
extracción, una excavadora o un vehículo ligero.
Este módulo puede reconocer e identificar las
áreas en las que la pala no debe entrar, con el
fin de evitar colisiones. También puede percibir
la carga en cualquier momento dado y lo alto
de la pila del material, por lo que puede estimar
la cantidad de material que tiene que ser movida. Además de la percepción, un sistema de
ejecución de movimiento se desarrolló para "traducir" las trayectorias calculadas y optimizadas
de la pala a entradas de control para el sistema
de accionamiento. Especialistas de Drive Technologies de Norcross, Georgia, incluyen una interfaz de control de posición en el sistema de
control de accionamientos de la excavadora.
Este sistema permite a la pala ejecutar automáticamente todos los movimientos, a lo largo de
una trayectoria de movimiento de manera óptima, lo que da como resultado tiempos de ciclo
más rápidos y movimientos más eficientes.
En el futuro, los sistemas de asistencia
como "Swing to Truck / Return to Tuck" podrían
evitar retrasos y llevar a cabo patrones de movimiento más rápidamente, ahorrando energía. El estudio de caso mostró que unos cuatro
segundos podrían ahorrarse en cada ciclo. Esto
significaría que el número de camiones que
cada excavadora podría llenar en un día se incrementaría en un 12 por ciento, aumentando
así la productividad y reduciendo los costos. Estos sistemas podrían estar en el mercado en tan
sólo dos años.
No hay prácticamente ningún límite en los
posibles desarrollos del futuro. Pero aún estamos lejos de una mina totalmente autónoma que funcione completamente sin intervención
humana. Hasta entonces, habrá demanda de
operadores de excavadora calificados.
Nicole Elflein
Pictures of the Future | Primavera 2014
Sistema de Accionamiento para el Dumper
más Grande del Mundo
¿Cómo se mantiene en funcionamiento el camión más grande del mundo? BelAZ, un
fabricante de vehículos de Bielorrusia, llegó a Siemens con esta pregunta en el 2011. BelAZ
buscaba un accionamiento eléctrico para su nuevo dumper, que pesaría 360 toneladas sin carga. El nuevo camión era para transportar cargas que pesaran hasta 450 toneladas - equivalente
a alrededor de 350 autos VW Golf o seis aviones Airbus A320-200 cargados- o un 25 por ciento más que el anterior titular del record al "camión de volteo más grande del mundo".
Los planes también eran que el nuevo camión llevara su carga a un menor costo por tonelada
de material transportado y tuviera una velocidad máxima de 64 kmh cuando vaciaba la carga.
Después de todo, las empresas que hacen minería subterránea y a cielo abierto, no sólo deben
cumplir con las regulaciones ambientales, sino también considerar los costos involucrados. Es
por eso que los camiones utilizados en esta industria deben ser absolutamente confiables y
productivos. Siemens ha desarrollado sistemas de accionamiento para camiones de volteo durante 15 años, siempre con el objetivo de encontrar formas de hacer que estos gigantes de las
minas sean más eficientes. Un ejemplo fue el desarrollo de "camiones trolley", que obtienen su
electricidad a partir de las líneas eléctricas. Esta innovación hizo posible que estos camiones duplicaran su velocidad, incluso en rampas pronunciadas (ver Pictures of the Future, Otoño 2008,
p. 20). Pero el desafío presentado por BelAZ era algo nuevo para los ingenieros de Siemens Drive Technologies. Se les pidió que desarrollaran un motor eléctrico que moviera un camión con
un peso bruto de hasta 810 toneladas, y se aseguraran de que este vehículo fuera capaz de
transportar material extraído de forma rápida y fiable. El intervalo entre la pregunta del cliente
y la puesta en marcha del primer camión fue de menos de dos años. En contraste con el modelo anterior, el nuevo camión iba a ser equipado con ocho llantas, ya que cada una estaba diseñada para soportar una carga de sólo 100 toneladas métricas. Con esto en mente, los expertos
de accionamientos de tracción de Siemens en Nuremberg desarrollaron un sistema de tracción
en todas las ruedas que utiliza cuatro motores eléctricos. Un sistema de accionamiento, de probada eficacia, sirvió de modelo para el nuevo sistema. Los ingenieros también desarrollaron
una nueva solución de control. Todos los componentes del accionamiento eléctrico fueron de
Siemens. Esto aseguró que todos los elementos trabajaran juntos perfectamente. La configuración de tracción a las cuatro ruedas dio a los ingenieros nuevas posibilidades, como la distribución dinámica entre los dos ejes del camión. Por otra parte, si uno de los motores eléctricos fallara, el camión todavía tendría capacidad de accionamiento de emergencia, lo que significa
que podría ser impulsado a un taller por su propia cuenta - en otras palabras, que no tiene que
ser remolcado o dejado en una rampa bloqueándola, por ejemplo. El sistema utiliza dos motores diésel de 16 cilindros, cada uno con una producción de alrededor de 1.700 kW. Juntos, proporcionan la energía que el accionamiento requiere. El camión se dio a conocer al público en
octubre de 2013. Mide más de 20 metros de largo, casi diez de ancho, y alrededor de ocho de
alto. Su tracción total en las cuatro ruedas y su dirección hidráulica garantizan que los neumáticos, que son de alrededor de cuatro metros de altura, no se atascan en terreno irregular. El camión está siendo probado en una mina de carbón a cielo abierto en Siberia, y se espera que las
ventas del vehículo comiencen a finales de este año. Después, se espera que se use principalmente para el transporte de carbón y rocas mineralizadas.
Nicole Elflein
103
Transformación Digital | Integración de Datos
Imagínese que conduce hacia una cita en
la noche, sin el beneficio de las luces, sin señales, sin gente que pueda ayudarle, e incluso sin parabrisas. Todo lo que tiene son
dos pantallas a los lados del volante: Una le
muestra un mapa de las calles; la otra muestra dónde se encuentra. No serían las cosas
mucho más simples si las imágenes se pudieran combinar? Este es el reto enfrentado por
los cardiólogos, al realizar lo que se conoce
como "procedimientos de intervención", tales como la implantación de un stent o de
una válvula por medio de un catéter controlado de forma remota.
Durante estos procedimientos, un monitor
cercano suele mostrar una imagen en alta resolución de una tomografía computarizada (TC)
preoperatoria de la anatomía vascular, mientras
que otra imagen de rayos X con fluoroscopia,
tomada en la misma sala de intervención,
muestra la ubicación en tiempo real de la punta
del catéter.
"Los cirujanos son expertos en unir estas
imágenes en sus mentes", dice Daphne Yu,
quien dirige el Laboratorio de Visualización de
Imagen en Siemens Corporate Technology en
Princeton, Nueva Jersey. "Sin embargo, usando
la visualización avanzada, podemos poner las
imágenes juntas para ellos."
El panorama, sin embargo, es mucho más
amplio. De hecho, lo que Yu y sus colegas de
Un software de aprendizaje identifica y separa los ór-
ganos en escáneres previos de TC y RM, haciendo posible la integración de imágenes en tiempo real generadas en el quirófano. Juntos, estos conjuntos de datos
proporcionan un contexto de navegación para una
gama de procedimientos cardíacos. Los investigadores
están aprendiendo cómo se deben transmitir estas
imágenes, en tiempo real, a una Tablet inalámbrica.
Cómo la Fusión de Datos Cambiará
Las salas de cirugía e intervenciones de hoy en día están llenas de cables y sistemas de diagnóstico,
que compiten por la atención. Los investigadores de Siemens Corporate Technology prevén un enCT y el vasto Sector Healthcare de Siemens tienen en mente es una visión de los ambientes
operativos y de intervención del futuro, en el
cual todas las modalidades están ergonómicamente integradas.
Estas modalidades incluyen, por ejemplo,
imágenes endoscópicas en tiempo real, ultrasonido, TC en tiempo real, la fluoroscopia, la
electrofisiología (utilizada en la neutralización
de los tejidos cardíacos responsables de las
arritmias), y, sobre todo, conjuntos de imágenes en 3-D de TC y RM (Tomografía Computarizada y Resonancia Magnética). Estas últimas
son particularmente importantes porque pueden proporcionar el panorama de navegación
en el que eventualmente se pueden integrar todas las otras modalidades.
104
Un Plan de Trabajo Toma Forma. Con esta
visión del ambiente del tratamiento integrado
del mañana en mente, los investigadores de
Siemens Corporate Technology han desarrollado un software basado en aprendizaje, que
puede identificar y segmentar (independiente
de su entorno) cualquier órgano en cualquier
imagen médica digital, sin importar las oclusiones, el ángulo de visión, la modalidad de imagen, ni la patología (ver Pictures of the Future,
Otoño 2011, página 57).
Un ejemplo de esta capacidad es un software de segmentación del modelo del corazón,
que separa automáticamente el corazón en un
conjunto de imágenes 3-D de TC o RM. Cuando
se utiliza en combinación con la fluoroscopia
en vivo, se pueden utilizar modelos de corazón
segmentados, por ejemplo, para localizar las
zonas exactas sobre la superficie del corazón
para ser sometidas a ablación, con el fin de
neutralizar los tejidos que causan la arritmia.
Además, en los Institutos Nacionales de
Salud (NIH) en Bethesda, Maryland, un software de modelos de fusión de imágenes en
vivo, desarrollado por Siemens Corporate
Technology en colaboración con Siemens Healthcare se ha utilizado de forma experimental para ayudar a guiar una válvula artificial a
su objetivo, en el corazón de un cerdo. "Esta
fusión de los modelos del corazón y las imágenes en directo, brindan los puntos de referencia que ayudan a los médicos a identificar
exactamente dónde se encuentra un catéter
en tiempo real", dice Yu. "Es un ejemplo proPictures of the Future | Primavera 2014
la Sala de Cirugía del Mañana
torno en el cual una pantalla portátil, inalámbrica, integre todos los datos de imágenes en una visualización única en tiempo real, incluyendo información, análisis, consulta virtual y simulaciones.
metedor de la potencia de la fusión de imágenes en el ambiente intervencionista y en la
sala de operaciones."
Trabajando con líneas similares, Razvan Ionasec, PhD, especialista en aplicaciones de
aprendizaje automático para imágenes médicas de la División Imaging & Therapy Systems
de Siemens en Forcheim, Alemania, está combinando imágenes en 3-D de TC pre-operatorias
con imagenes 2-D en video de rayos X generadas en el propio quirófano por un "C-arm" , un
escáner de TC de Siemens.
"Lo que normalmente sucede", explica "es
que antes de una operación usted tiene una
gran cantidad de equipos de alta resolución y
tiempo para producir las imágenes. Pero lo
que usted quiere es tener esta información
Pictures of the Future | Primavera 2014
disponible en la sala cirugía, donde el tiempo
es corto y la calidad de la imagen es limitada.
Para llenar esta brecha, la información preoperatoria es mapeada a los datos de la fluoroscopia. Como resultado, de repente, se tiene la
información de movimiento en tiempo real algo que nunca se podría obtener con la fluoroscopia por sí sola."
La integración de las modalidades ya está
dando sus frutos. Una tecnología descrita en
Pictures of the Future Otoño de 2010 (pág. 79)
para la colocación de la válvula aórtica, ha sido
recientemente reforzada por la adición de datos
preoperatorios computarizados. El producto resultante es syngo.CT Válve PilotTM, que no sólo
segmenta automáticamente la válvula aórtica
y las estructuras relacionadas desde una tomo-
grafía computarizada, sino que proporciona
mediciones, como el radio de la válvula, esenciales para la planificación y la realización de
una intervención.
Mientras tanto, otra tecnología, que se conoce como imágenes "eSieFusionTM" (ver Pictures of the Future, Otoño 2013, pág. 37), superpone imágenes en directo del ultrasonido sobre
conjuntos de imágenes en 3-D de TC y de RM,
previamente adquiridas. La tecnología, que
ahora está disponible en los sistemas de ultrasonido ACUSON S3000TM de Siemens, se utiliza para guiar una aguja de biopsia a su destino, con mayor confianza. El ultrasonido
eventualmente también se integrará con la TC
y las imágenes de rayos X para apoyar la colocación de válvulas aórticas, dice Ionasec.
105
Transformación Digital | Integración de Datos
La Fusión de Datos se Vuelve Móvil. Además de la integración de múltiples modalidades
clínicas, los investigadores de Siemens Corporate Technology tienen su vista puesta en hacer
este tipo de imágenes disponibles donde sea
necesario, en tiempo real.
"En lugar de tener una enorme pantalla
con vistas separadas de la zona a tratar", dice
Yu, "hemos llegado a la conclusión de que es
han hecho posible para nosotros transmitir
imágenes en tiempo real a una Tablet, utilizando la tecnología Ethernet estándar."
La necesidad de alcanzar un retraso prácticamente imperceptible es clara. "Si usted
está empujando una aguja o un catéter a través de la anatomía de un paciente es necesario tener información inmediata", dice Yu. "Por
ejemplo, si usted está haciendo un procedimiento en el que está involucrada
la angiografía, nuestro escáner
Funciones de simulación en el
funciona muy rápido para producir
cada
imagen y codificarla.
punto exacto, podrían brindar
Las imágenes deben entonces ser
asesoría sobre el mejor lugar
transmitidas al dispositivo de visualipara cortar un aneurisma.
zación, decodificadas y renderisadas.
más práctico y cómodo tener una imagen
única e integrada que sea portátil." Tal imagen
podría estar disponible en una Tablet autosoportante, o incluso podría estar en un dispositivo montado en la cabeza. Este último apoyaría la integración de la actividad visual y
mental con la coordinación ojo-mano, e incluso podría ser utilizado en un contexto de realidad aumentada, lo que permite al cirujano
superponer información de diagnóstico sobre
su campo visual actual.
Para hacer realidad esta visión, los investigadores de Siemens están desarrollando técnicas para promover la visualización rápida. Por
ejemplo, un equipo dirigido por el Dr. Andreas
Hutter en Siemens Corporate Technology se
concentra en formas de adaptar la transmisión
y compresión de vídeo para aplicaciones médicas, mientras que otros están trabajando con
los fabricantes de chips para minimizar las demandas de energía y computadores necesarios
para procesar las imágenes. "Estos esfuerzos están empezando a dar sus frutos", dice Yu. "Ellos
106
Los Institutos Nacionales de la Salud de E.E.U.U.
han utilizado el software de fusión de imágenes
en vivo de Siemens en un procedimiento expe-
rimental para colocar una válvula artificial en el
corazón de un cerdo. Derecha: Simulación en
tiempo real del flujo sanguíneo.
"Naturalmente, las demandas de procesamiento
son aún mayores cuando se agregan y se fusionan técnicas de imágenes adicionales. No obstante, cualquiera que sea este retraso probablemente no se note. Con las imágenes eSieFusion,
por ejemplo, el registro inicial de la TC y las imágenes de ultrasonido requieren de sólo tres segundos, después de los cuales las dos imágenes
se pueden fusionar en tiempo real.
Adición de Sistemas Expertos. La fusión de
datos multimodal en los quirófanos del mañana y en las salas de intervención no se limitará a las imágenes. "Nuestra visión es que toda
la información que se necesite esté disponible
cuando y donde sea necesario", dice Yu. "Además de imágenes preoperatorias y la fusión de
imágenes en tiempo real de múltiples fuentes,
tendremos el monitoreo de pacientes en vivo,
tales como la frecuencia cardíaca y la presión
arterial." Al final del camino, los datos demográficos y los sistemas expertos construidos sobre miles de casos similares y casos individuales, podrían abrir la puerta a funciones de
consulta virtual y al análisis de alternativas.
En el terreno de las funciones de simulación podrían, por ejemplo, proporcionar asesoramiento sobre el mejor lugar para cortar un
aneurisma basado en la dinámica computacional de fluidos en tiempo real. La angiografía virtual, la anestesia individualizada y las interacciones de las dosis de drogas - todas podrían ser
simuladas durante un procedimiento.
La fusión de datos puede ahorrar dinero.
"Ofrecerá un método para registrar automáticamente los procedimientos", dice Yu; "Esto soporta los sistemas de reembolso, y puede ser
explotado por sistemas de aprendizaje para refinar aún más los tratamientos."
Para explotar todo su potencial, la fusión de
datos multimodal debe superar muchos desafíos. El software de los diferentes sistemas
tendrá que ser mucho más interoperable, tendrán que desarrollarse estándares para todo,
desde la calidad de la imagen hasta la velocidad
de transmisión, y el apetito casi ilimitado por el
ancho de banda, exigirá cada vez mayor potencia de procesamiento y eficiencia energética.
"Todavía es pronto para la fusión de datos en
tiempo real", dice Yu; "Pero cuando se añade
todo lo que está sucediendo en este campo, se
ve que estamos en el proceso de crear un ecosistema que va a transformar la forma en que
planificamos, documentamos, realizamos y
aprendemos una amplia gama de tratamientos."
Arthur F. Pease
Pictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital | Astronomía
El Ojo Más Grande del Mundo
El observatorio más grande de la Tierra es en realidad un conjunto de 66 radiotelescopios. Situado
en el desierto chileno y disperso sobre un área enorme, las antenas de sus telescopios miran hacia
las profundidades del universo. Pero es la tecnología de Siemens la que mantiene las luces del observatorio brillando.
Las cimas de las montañas cubiertas de
nieve se elevan en la distancia. Cactus tan altos como un hombre rodean el camino de tierra. "Es muy seco aquí para otras plantas y para
la mayoría de los animales", explica Rodrigo
Gutiérrez. "De vez en cuando vemos un zorro,
pero apenas podría encontrar suficiente para
comer." Gutiérrez trabaja en el observatorio
ALMA (Atacama Large Millimeter / submilimeter Array). Su trabajo le exige regularmente subir a alturas de más de 5.000 metros. El trabajo de Gutiérrez es garantizar la seguridad de
sus colegas, quienes mantienen y dan servicio
a 66 telescopios.
Cada unidad es tan grande como una
casa y cuesta alrededor de $ 30 millones de
dólares en construirse.
Los telescopios se encienden en la noche,
cuando sólo las estrellas miran hacia abajo en
el desierto chileno, moviéndose milímetro a milímetro con una precisión igual a la de un reloj
suizo. Juntos, forman el ojo más grande del
mundo en el cielo. El registro de datos se transforma en una imagen completa en un supercomputador, que actúa como el sistema nervioso del observatorio. Considerando que el ojo
humano capta la luz en longitudes de onda de
entre 0,38 y 0,78 micrómetros, los telescopios
ALMA pueden detectar ondas milimétricas, con
una longitud de 0,3 a 9,6 milímetros. A diferencia de las ondas de luz visibles, estas ondas son
muy buenas para penetrar las nubes de gas y
polvo, como las que rodean los lugares donde
nacen las estrellas.
Los telescopios están dispuestos en un vector con una circunferencia de 16 kilómetros.
Ellos observan el universo - y en el proceso, mediante la captura de la luz infrarroja que ha viajado durante miles de millones de años luz para
llegar al desierto chileno, esencialmente, viajan
a través del tiempo.
Los investigadores utilizan los datos resultantes para sacar conclusiones en cuanto a la
distribución de gases en el amanecer de nuestro universo. Galaxias que eran previamente
desconocidas se han descubierto de esta manera. Los científicos también han utilizado
ALMA para identificar pequeñas moléculas de
azúcar orgánica que nos brindan una pista sobre la naturaleza de las moléculas primordiales
de la vida en el cosmos. Paradójicamente, los
Los 66 telescopios de
ALMA en el desierto de
Atacama, representan
una inversión de cerca
de $ 30 millones de
dólares cada uno.
Pictures of the Future | Primavera 2014
107
Transformación Digital | Astronomía
dispositivos de alta tecnología de ALMA están
situados en una de las regiones de la Tierra menos hospitalarias para la vida: A una altitud de
hasta 5.600 metros, en el desolado desierto
de Atacama, cerca de la frontera con Bolivia.
Sin embargo, la ubicación es perfecta para observar las estrellas. En general, hay tres cosas
importantes para los astrónomos. Ellos quieren que sus telescopios estén en la parte superior de las montañas altas, quieren que el
entorno esté bien seco y oscuro. El aire y las
moléculas de agua en las capas bajas de la at-
observatorio se dice que es la segunda construcción a mayor altitud del mundo (la más
alta se dice que es una estación de tren en el
Tíbet). "El aire aquí es tan delgado que nuestros cerebros no siempre funcionan a la perfección", dice Gutiérrez. "La falta de oxígeno
causa desmayos menores. ¡Tienes que ser cuidadoso, ya que incluso el más pequeño error
aquí puede causar millones de dólares en daños a los telescopios. Es por eso que mis colegas se ponen máscaras de oxígeno cuando tienen que realizar tareas complicadas.
"Gutiérrez está súper
abrigado. Tiene que
Al capturar la luz infrarroja que ha viajaestarlo, ya que las
temperaturas en la
do miles de millones de años luz, ALMA
noche pueden caer
esencialmente viaja a través del tiempo.
hasta -20 grados
Celsius. También
mósfera distorsionan las observaciones, y las lleva gafas de sol y un sombrero para protefuentes de luz hechas por el hombre obstru- gerse de los altos niveles de radiación UV, que
yen la vista de los telescopios convencionales pueden quemar la piel desprotegida en tan
- aunque no la de los telescopios de radio sólo unos minutos.
como los de ALMA. Por eso, pocos lugares son
Institutos internacionales de investigación
tan adecuados para un observatorio como el han invertido cerca de $ 1.3 mil millones en
desierto chileno.
ALMA. A cambio, han recibido el observatorio
más preciso del mundo - el ojo más grande de
Profundo e Intenso Frío. ALMA está a dos la tierra. Si ALMA fuera un telescopio óptico
horas de la ciudad más cercana, y situado en utilizado para la observación de objetos en la
uno de los desiertos más secos del planeta. El Tierra, sería posible ver los hoyuelos en una
108
pelota de golf a una distancia de 15 kilómetros. Como algunos investigadores señalan, en
términos de su precisión, ALMA equivale a una
revolución - comparable a la diferencia entre
el ojo desnudo y el primer telescopio.
Chile es uno de los lugares más importantes
del mundo para la observación de los cielos.
Los numerosos observatorios que han ubicado
allí son una bendición para las universidades
del país. Y con más y más telescopios construyéndose allí, los científicos estiman que para el
2020, será el hogar de alrededor del 20 por
ciento de todos los telescopios del mundo - mu-
Pictures of the Future | Primavera 2014
chos, como los de ALMA con sus 12 metros de
diámetro - así de grandes.
Con tantos telescopios hay una tremenda
necesidad de personal experimentado y de
instalaciones asociadas. "Estamos a la espera
de un hotel con 170 camas para estar completos; hasta entonces estamos durmiendo en
contenedores ", explica Gutiérrez. En medio de
una villa de contenedores - a una altura de
2900 metros - está el comedor del campamento. Un grupo de investigadores japoneses
está sentado aquí; no parecen muy felices con
la comida en sus platos. Ellos prefieren tener
su cocina típica de nuevo; han pasado semanas desde que han comido sushi. Mientras
tanto, un científico italiano dice que daría
cualquier cosa por un poco de pasta al dente.
Allá Arriba. Independientemente de su tamaño, todos los observatorios avanzados necesitan electricidad, y un montón de ella. La
necesitan, no sólo para sus motores de rotación, sino también para sus sistemas de iluminación y de control climático. Cuando se abrió
ALMA, la electricidad para el campamento, los
telescopios, y el supercomputador fue suministrada por generadores diésel. Sin embargo,
estas unidades eran ruidosas y poco eficientes. En el 2012, tres pequeñas turbinas de gas
se pusieron en funcionamiento.
Oscar Galvez Iglesias es responsable de
asegurarse de que los observatorios de estrellas de ALMA nunca se queden sin energía.
"Ahora generamos alrededor de dos megavatios de electricidad", explica. "El observatorio
está en expansión, por lo que tendremos
pronto la necesidad de aumentar la capacidad
en un 50 por ciento." Porque a una altitud de
5.000 metros hasta los aparatos de aire acondicionado requieren más energía para enfriar
el computador central, de lo que sería necesario en otras altitudes, ya que el aire es muy delgado aquí.
Una pequeña central eléctrica situada ligeramente por encima de la aldea de contenedores está equipada con interruptores automáticos de Siemens, sistemas de
protección y control para centrales de media
tensión, y gabinetes de control. Paneles de
control Simatic aseguran un fácil manejo de
todo el equipo. Y si un accidente se produjera, no obstante, un sistema de protección
contra incendios de Siemens se aseguraría de
que cualquier incendio fuera detectado y
controlado de inmediato.
Un poco más arriba, a 5.100 metros de la
planta, Siemens ha construido una subestación para abastecer a los telescopios con electricidad. "Estoy orgulloso de lo que hago", dice
Iglesias. "ALMA es el observatorio más grande
del mundo, y me aseguro de que las luces permanezcan encendidas." El día está llegando a
su fin, Iglesias está a punto de dirigirse al comedor. Se detiene por un momento y mira hacia el cielo. Mientras inclina la cabeza hacia
atrás, ve cómo el color azul celeste pálido del
horizonte se oscurece gradualmente hacia la
profunda negrura del espacio exterior. En unas
pocas horas, sólo el oscuro universo estará mirando hacia abajo, a la Tierra. Las estrellas le
contarán a Iglesias su historia del infinito hasta que un día ellas solas se desvanezcan.
Andreas Kleinschmidt
La tecnología Siemens
garantiza un suministro
de energía seguro, así
como la mejor protección
contra incendios.
Pictures of the Future | Primavera 2014
109
Transformación Digital | Simulación Industrial
110
Pictures of the Future | Primavera 2014
Un software de Siemens simuló y desarrolló una
máquina (izquierda, abajo) que produce enormes
espejos para telescopios de alto rendimiento.
Transformación Digital | Simulación Industrial
El sol está a unos 150 millones de kilómetros de la Tierra. Para los astrónomos, eso significa que está justo fuera de nuestra puerta
principal, ya que la luz necesita sólo 8,3 minutos en recorrer una distancia tan grande. Pero
los astrónomos quieren ver mucho más lejos.
De hecho, en el futuro, quieren observar galaxias tan lejanas como 13 mil millones de años
luz de distancia - en busca de la teoría de la gran
explosión (big bang).
Se espera que una nueva generación de
grandes telescopios pueda hacer esto posible.
El principal desafío es producir la gran cantidad de espejos de gran precisión que se nece-
de esmerilar, lapear, y pulir lentes de astronomía - todo en una sola máquina. Fue diseñada
y construida por Optotech Optikmaschinen
GmbH, líder mundial del mercado en máquinas
ópticas utilizadas en todo, desde súper-micro
ópticos hasta micro y macro-ópticos, así como
planares y lentes.
"Hemos desarrollado esta máquina con el
propósito general de producir espejos con diámetros de hasta dos metros y otros componentes ópticos grandes", dice Jochen Franz, jefe del
departamento de Diseño de Optotech en Wettenberg, a una hora al norte de Frankfurt, Alemania. El objetivo de las pruebas en Teisnach
Herramientas que Ven a Través del Tiempo
Para dar una mirada más profunda al espacio exterior, los astrónomos necesitan una nueva
generación de telescopios ópticos. Para producir los espejos ultra-precisos de gran escala,
necesarios para estos instrumentos, Optotech diseñó especialmente una máquina de 86
toneladas métricas. La máquina fue creada con la ayuda de un software industrial y la
tecnología de automatización y control de Siemens.
sitarán. El espejo principal de uno de tales telescopios contiene aproximadamente 800 espejos hexagonales, cada uno con un diámetro
de aproximadamente 1,5 metros y un espesor
de 50 milímetros. Para captar y enfocar la luz
tenue del espacio, las dimensiones de cada
elemento de estos espejos deben ser exactas.
En la localidad bávara de Teisnach, los ingenieros están trabajando duro para resolver
este problema. En el 2012, después de tres
años de preparación, la más grande y moderna máquina de precisión óptica en el
mundo, comenzó la operación de prueba en
el Campus Tecnológico del Instituto de Tecnología de Deggendorf.
El UPG 2000 CNC (Computador de Control
Numérico) ofrece la máxima precisión a la hora
Pictures of the Future | Primavera 2014
es lograr una precisión de fabricación de 30 nanómetros, o aproximadamente una milésima
parte del diámetro de un fino cabello humano.
No se Admiten Errores. En la CNC UPG 2000,
sin embargo, todo es grande. Su peso es de 86
toneladas, el bloque de granito sobre el que
descansa pesa 40 toneladas, los espejos que
produce son enormes, y así es el desafío planteado para su producción. En resumen, no se
toleran errores - ni costosos prototipos que no
funcionen correctamente, ni problemas técnicos que dificulten las operaciones, y, definitivamente, no se aceptan espejos con problemas
de precisión.
A pesar del pionero trabajo que se requería,
Optotech desarrolló su máquina en tan sólo 1,5
111
Transformación Digital | Simulación Industrial
ingenieros de diseño crearon por primera vez
el diseño virtual en 3-D de su futura máquina. En esa etapa, el software ya indicaba
el diseño general y los elementos que se requerían para funcionar correctamente, porque todas las propiedades reales de Sinumerik y de Sinamics de Siemens fueron
alimentadas en el diseño a través de NX. Un
equipo de soporte en mecatrónica de Siemens, analizó, simuló y optimizó el diseño
de la máquina virtual.
Una imagen de 340 millones de píxeles de las regiones centrales de la Vía Láctea.
años en colaboración con Siemens, quien contribuyó con una cantidad considerable de su
propio software y con la automatización y control industrial.
Para recortar el tiempo de desarrollo y cumplir con la gran demanda de los instrumentos
ópticos, sin demora, los expertos de Optotech
confiaron en el innovador software de producción industrial que une los mundos virtual y real, en el marco de un sistema de gestión del ciclo de vida del producto (PLM).
Con esto en mente, la compañía recurrió
al software NX, una solución integrada del
PLM. "Además de diseño de productos, modelado 3D, y documentación, este software
permite realizar cálculos multidisciplinarios.
Estos cálculos vinculan diversos aspectos de
rigidez, flujo de cálculos, transferencia de calor y procesos cinemáticos para producir resultados que ofrecen la simulación más
exacta posible de la realidad", dice Peter
Scheller, Director de Marketing de NX del
software PLM de Siemens en Alemania.
"NX y el entorno de desarrollo integrado
acelera el desarrollo, diseño y producción, y
por lo tanto acorta
significativamente
“NX acelera el diseño y el desarrollo y,
el tiempo de salida
por lo tanto, reduce significativamente
al mercado", añade.
el tiempo de comercialización.”
En Optotech, los
Acercándose a la Realidad a través del Mundo Virtual
Con nueve millones de licencias,
Siemens es uno de los principales proveedores del mundo en software de
administración del ciclo de vida del
producto (PLM) y sus servicios asociados. En su suite de software NX, la empresa ofrece una solución flexible, eficiente, rápida para el desarrollo y fabricación de productos de alta calidad.
Computer Aided Design, Computer Aided Manufacturing, y Computer Aided
Engineering (CAD / CAM / CAE) –Diseño, producción e ingeniería, están integrados en NX. Los beneficios de esta combinación se
pueden ver en el modelado 3-D y en la documentación, así como en el cálculo multidisciplinario de los procesos estructurales, cinemáticos, térmicos, en la mecánica de fluidos, y en los
procesos multi-físicos.
112
Prototipo Virtual. Gracias a este proceso de
diseño virtual, los costosos prototipos físicos
se están convirtiendo en cosa del pasado.
También el tiempo que antes era necesario
para averiguar si un diseño estaba en buenas
condiciones estructurales, una vez construido.
Scheller explica: "Gracias al módulo CAM para
la simulación de la producción, es incluso posible que Optotech pueda simular exactamente el ciclo de producción de un solo espejo. El software mueve la máquina digital en
forma realista. Así que es posible ponerla en
servicio de forma virtual, prácticamente,
desde el principio del proceso. "
Y los beneficios de un desarrollo basado en
NX son evidentes, aún después de la puesta
en marcha real. "La plataforma líder del PLM
se llama Teamcenter. NX está integrado en
esta plataforma más profundamente que cual-
quier otra solución ", dice Scheller. "Todos los
datos de la fase de diseño, la aceptación por
parte del cliente, y posteriormente el mantenimiento se pueden guardar y están disponibles en todo momento. Eso es una gran ventaja cuando se realizan actividades de
mantenimiento o se tienen dificultades con
una máquina”.
Los beneficios de este software industrial
se pueden ver con especial claridad en el caso
de nuevas soluciones como el CNC UPG 2000.
Para los expertos en Optotech, estaba claro
que podrían alcanzar la calidad de fabricación
que exige el mercado únicamente con una
nueva, compleja y combinada máquina. "El
tiempo y la precisión siempre se pierden en el
proceso de mover una pieza de una máquina
a otra y de restablecerla. Era importante evitar
eso", dice el fundador, y Director General de
Optotech, Roland Mandler.
"Y así integramos todos los pasos necesarios en nuestra ultra-precisa máquina de esmerilado y pulido, controlada por Sinumerik."
Pictures of the Future | Primavera 2014
Transformación Digital
Tecnologías de Accionamiento Integradas. Optotech depende de Siemens para la tecnología de accionamiento también. La razón,
de acuerdo con Robert Neuhauser, CEO de la
unidad de negocios Motion Control de Siemens, radica en el enfoque integrado de Siemens. "En un proyecto tan complejo como éste,
las tecnologías de accionamiento integradas
ofrecen importantes ventajas", dice.
Estas tecnologías garantizan la interacción
suave y el dimensionamiento óptimo de todos
los sub-sistemas y componentes, desde el convertidor hasta el motor y los acoplamientos del
sistema de engranajes. También aseguran la integración vertical de todo; desde el nivel de
control, hasta la atención al cliente, durante
todo el ciclo de vida de la máquina - desde la simulación e ingeniería hasta el mantenimiento
durante el funcionamiento normal.
El contrato de Optotech fue ganado gracias a este paquete de beneficios. "El hecho
de que teníamos una buena relación desde
hace mucho, jugó un papel importante aquí,
y también lo hizo la asistencia para el desarrollo que hemos recibido de los especialistas de Soporte en Mecatrónica", dice el Director de Diseño de Optotech, Jochen Franz.
"Sin embargo, los factores técnicos fueron
decisivos: ningún otro proveedor de tecnología de control tiene un sistema CNC Premium, abiertamente escalable y modular
como el producto de Siemens."
El Control Numérico Computarizado (CNC)
consiste en el control y regulación de las máquinas herramientas o las máquinas de control
numérico electrónico. Gracias a su tecnología
de control electrónico, pueden producir automáticamente las piezas más complejas y lo hacen con una velocidad y precisión muy superiores a las de las máquinas controladas
mecánicamente. Según Franz, otras ventajas
de los sistemas CNC de Siemens son su capacidad de adaptación a las interfaces de usuario
específicas de los clientes y el acceso remoto
para el mantenimiento (p. 84).
La máquina que resultó de la asociación Optotech-Siemens está ahora en Ifaso GmbH (una
empresa cuyo nombre es un acrónimo de "integrated production of aspherical optics"). Optotech estableció Ifaso junto con el Instituto de
Tecnología de Deggendorf, con el fin de comercializar la nueva máquina. Se espera que el
mercado mundial de este instrumento único
pueda crecer de forma espectacular. Ya se han
realizado consultas por parte de China, Rusia e
India; quienes tienen programas espaciales.
Mandler está seguro que la CNC UPG 2000 generará interés en otros sectores, tales como la
litografía de semiconductores.
Mirjam Müller
Pictures of the Future | Primavera 2014
En Resumen
El cambio constante del mundo físico al
mundo digital está tocando casi todos los aspectos de la vida. La información analógica está
siendo digitalizada - es decir, convertida en código binario. Este desarrollo tiene ramificaciones
sin fin, una de las cuales es la creciente disponibilidad de información detallada, en tiempo real, en
casi todos los sectores. (pp. 77, 97)
Fabricación. Productos y fábricas están siendo
simulados mucho antes de que existan sus contrapartes físicas, y los datos que generan se están
utilizando en la planificación y diseño de plantas
industriales e incluso en los telescopios más grandes del mundo. Los sitios en construcción, una
vez que se domina el mundo analógico, se pueden monitorear y optimizar de forma digital. Las
fotos aéreas tomadas por aviones no tripulados
pueden ser usadas para calcular continuamente
modelos 3-D - como la nueva planta de Aspern en
Viena, Austria. (pp 92, 99, 111)
Los críticos de la digitalización ven una amenaza a la privacidad. Sus defensores ven oportunidades para la expansión de la participación democrática. De acuerdo con Vasilis Koulolias, fundador
de eGovLab, los ciudadanos podrían participar en la
planificación de la ciudad con anticipación. El Profesor del MIT Erik Brynjolfsson predice que el software
reemplazará a más y más puestos de trabajo, incluso, mientras trae beneficios a cada vez más personas. Mientras tanto, los avatares son utilizados
para modelar la actividad humana en los ambientes
de trabajo peligrosos, con el fin de reducir el riesgo
para los seres humanos. (pp 82, 90, 100)
Imágenes Multimodales transformarán el
tratamiento intervencionista. Los investigadores de Siemens prevén ambientes en donde una
pantalla portátil, inalámbrica, integre todos los
datos de imágenes e información asociada, en un
panorama único de información, en tiempo real.
(p.104)
Innumerables luces de tráfico, turbinas de
gas y tomógrafos computarizados en todo el
mundo están siendo monitoreados y actualizados
para evitar fallas, de forma remota. Las aplicaciones nos muestran la mejor manera de llegar a
nuestros destinos, así como la forma de comprar
boletos y tiquetes de estacionamiento. (p. 81, 84)
El software y la nube están reemplazando el
almacenamiento centralizado de datos y el procesamiento en ubicaciones físicas individuales, tales
como discos duros y servidores de empresas. La
nube es virtualmente ilimitada y puede ser expandida tan rápidamente como sea necesario. En
combinación con los nuevos programas de computador, la nube abre oportunidades para modelos de negocios cuya variedad sólo se puede imaginar hoy en día. (p. 79)
GENTE:
Mantenimiento Remoto:
Klaus Selbach, Industry
[email protected]
Sascha Sandner, Healthcare
[email protected]
Alexander Loginov, Corporate Technology
[email protected]
Monitoreo Digital, Análisis de Video:
Claudia Windisch, Corporate Technology
[email protected]
Construyendo Telescopios usando el software PLM:
Peter Scheller, PLM Software Deutschland
[email protected]
La Nube y los nuevos modelos de negocios:
Dr. Birgit Schiemann, Corporate Technology
[email protected]
Raj Varadarajan, Corporate Technology
[email protected]
Aplicaciones Móviles:
Steffen Schäfer, Infrastructures & Cities
[email protected]
Avatares:
Dr. Ulrich Raschke, Industry Automation
[email protected]
Imágenes Multimodales, Visualización:
Daphne Yu, Corporate Technology
[email protected]
Dr. Andreas Hutter, Corporate Technology
[email protected]
Entrevistas:
Erik Brynjolfsson, MIT
[email protected]
Vasilis Koulolias, eGovLab
[email protected]
LINKS:
BITKOM, Federal Association for IT,
Telecommunications and New Media:
www.bitkom.org (statistics, markets, sector
barometer)
Estudio: “El Universo Digital en 2020”:
http://idcdocserv.com/1414
Estudios: “Navegando en el Futuro Digital”
- “Innovación Global 1000”:
www.booz.com/innovation1000
Siemens PLM Software:
www.plm.automation.siemens.com
Gobierno en Línea (eGovLab):
www.egovlab.eu
MIT Center for Digital Business:
ebusiness.mit.edu
Biblioteca Estatal de Baviera:
www.bsb-muenchen.de
113
Pictures of the Future | Retroalimentación
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Libros:
Life in 2050 — How We Invent the Future Today (€19.95)
Innovative Minds (€34.90). Mayor información en:
www.siemens.com/innovation/lifein2050 o en el comercio de libros.
Números Disponibles de Pictures of the Future: (sin costo):
Pictures of the Future, Primavera 2014 (Alemán, Inglés)
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, Special Edition Green Technologies (Inglés)
German Green City Index, Análisis de las 12 ciudades principales (Alemán)
European Green City Index, Análisis de las Principales Ciudades
de Europa (Inglés)
Your Pictures of the Future, Ed. Juvenil 2013 (Alemán)
Información Adicional:
sobre las innovaciones de Siemens está disponible en Internet en:
www.siemens.com/innovation (Siemens’ R&D website)
www.siemens.com/innovationnews (Servicio de medios semanal)
www.siemens.com/pof (Pictures of the Future on the Internet — también en
español,chino, francés, portugués, ruso, rumano y turco.
Pictures of the Future está disponible como aplicación gratuita en App Store.
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114
Pictures of the Future | Primavera 2014
Oficina Editorial:
Dr. Ulrich Eberl (Editor en Jefe)
Arthur F. Pease (Editor Ejecutivo, Edición en Inglés)
Florian Martini (Managing Editor)
Susanne Gold
Dr. Andreas Kleinschmidt
Dr. Ulrich Kreutzer
Katrin Nikolaus
Sebastian Webel
Autores Adicionales en este número:
Andreas Binner, Dr. Hubertus Breuer, Christian Buck, Nils Ehrenberg, Nicole Elflein,
Urs Fitze, Harald Hassenmüller, Maximilian Heinrich, Julia Hesse, Andrea Hoferichter,
Ute Kehse, Dr. Michael Lang, Maximilian Marquardt, Bernd Müller, Mirjam Müller,
Gitta Rohling, Dr. Christine Rüth, Kerstin Schreiner, Stefan Schröder, Tim Schröder,
Dr. Sylvia Trage, Dr. Evdoxia Tsakiridou, Andreas Wenleder, Sandra Zistl
Pictures of the Future / Primavera 2014
Publicado por Siemens AG
Corporate Communications (CC) y Corporate Technology (CT)
Otto-Hahn-Ring 6, 81739 Munich, Germany
Editores: Dr. Ulrich Eberl (CC), Arthur F. Pease (CT)
[email protected] (Tel. +49 89 636 33246)
[email protected] (Tel. +49 89 636 48824)
www.siemens.com/pof
Pictures of the Future
Revista de Investigación e Innovación I-2014 (Primavera)
Edición de Imágenes:
Judith Egelhof, Irene Kern,Stephanie Rahn, Jürgen Winzeck,Publicis Munich
Fotografías:
Martin von den Driesch, Max Etzold, Ronald Frommann, Jan Greune, Axel Griesch,
Dietmar Gust, Erich Hochmayr, Justin Mott, Ilya Mokhov, Christian Sinibaldi, Volker
Steger, Jose Luis Stephens
Créditos de Fotografías:
Apple, Inc. (Portada, 79 t.), Stallbau Iris Weiland e.K. (4 b.l.), gettyimages (5 l., 44, 67
m., 67 b.), kadawittfeldarchitektur (17), dpa/picture alliance (45 t.r., 98 t.r., b.r., t.l.,
99 t., 115 t.r.), Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (23 r.),
Christina van Dyck (29 l.), Portal da Copa (30 r., 31 t.), Corbis (45 t.l., 52 l., 53 b., 5859 b., 60, 64, 66, 81 t., 112 b., 115 t.m., m.l, m.m., m.r.), Martin Aufmuth/EinDollarBrille (46, 47), Caro (50-51), F1 online (50 b., 59 t.), action press (52 r.), Glow Images
(61 b.), ddp (62 t., 97, 98 b.l.), Testfeld Telematik (62 b.), Codelco (70, 71 t.),
Fotolia (77), istock/Henrik5000 (79 b.), James Duncan Davidson (90), private (91),
Ascending Technologies (99 b.l.), Stockholm University (100), Institut für Klinische
Radiologie und Nuklearmedizin, Universitätsmedizin Mannheim Medizinische
Fakultät Mannheim der Universität Heidelberg (108), Opto Tech Optikmaschinen
GmbH (111 b.l.), ESO (111 r., 112 t.), istockphoto (115 t.l.)
Otras Imágenes e Ilustraciones: Copyright Siemens AG.
Pictures of the Future, ACUSON S3000, ADVIA, eSieFusion, SOMATOM, syngo CT
Valve Pilot, son marcas protegidas de Siemens AG o de compañías asociadas. Otros
nombres de productos y de compañías mencionados en esta revista pueden ser marcas comerciales registradas de sus respectivas compañías.
Las declaraciones de los clientes de Siemens aquí descritas, están basadas en
resultados que se consiguieron en el escenario particular del cliente. Como no
existe ningún hospital "típico" y existen muchas variables (p.ej. tamaño del
hospital, combinación de casos, nivel de adopción de la TI) no se puede garantizar que todos los demás clientes conseguirán los mismos resultados.
El contenido editorial de los informes no refleja necesariamente la opinión
del editor. Esta revista contiene declaraciones futuristas, cuya exactitud
Siemens no puede garantizar de ninguna manera.
Pictures of the Future aparece dos veces al año.
Impresa en Alemania. La reproducción de los artículos en todo o en parte
requiere del permiso de la oficina editorial. Esto aplica también para el
almacenamiento en bases de datos electrónicas y en Internet.
© 2014 por Siemens AG. Todos los Derechos Reservados.
Siemens Aktiengesellschaft
No. Orden: A19100-F-P202-X-7600
ISSN 1618-5498-X-7600
ISSN 1618-5498
Uso Inteligente de la Energía / Infraestructuras Asequibles / Transformación Digital
Internet (www.siemens.com/pof): Florian Martini, Stefan Schröder
Información Histórica: Dr. Florian Kiuntke, Siemens Historical Institute
Base de Datos de Direcciones: Susan Grünbaum-Süß, Publicis Erlangen
Diseño Gráfico / Litografía: Rigo Ratschke, Seufferle Mediendesign, Stuttgart
Ilustraciones: Wolfram Gothe (pp.10-11), Arnold Metzinger (pp.48-49, 74-75)
Gráficos: Jochen Haller, Seufferle Mediendesign, Stuttgart
Traducciones Inglés — Español y revisión de estilo: Catalina Guerrero
Diseño Gráfico Versión español: Marcela Robles
Impresión Edición español: Panamericana
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