Battery-Less Sensor: Sostenibilidad en el Internet de las Cosas

Vivimos en un mundo que evoluciona a velocidad de vértigo y en el que cada vez más objetos se conectan a Internet e interactúan entre sí sin necesidad de intervención humana.
Proyecto Battery-Less Sensor
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Valoriza Medioambiente

14/06/2021

El Internet de las Cosas (IoT) está revolucionando la forma de operar, gestionar o producir de empresas de todos los sectores. Avanzamos hacia una industria más inteligente donde, al estar toda la maquinaria conectada, las organizaciones pueden detectar, en tiempo real, posibles irregularidades al mismo tiempo que pueden medir el rendimiento de los procesos.

Proyectos como “Battery-Less Sensor”, financiado por la línea de las Agrupaciones Empresariales Innovadoras del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo, ponen el acento en avanzar hacia la denominada industria conectada. Se trata de una iniciativa de IoT desarrollada por Valoriza Medioambiente, filial del Grupo Sacyr, en colaboración con la startup Alternative Energy Innovations (AEInnova) y la coordinación del Cluster de l’Energia Eficient de Catalunya (CEEC).

“Battery-Less Sensor” es un proyecto que consiste en utilizar el calor residual presente en los procesos como fuente de energía para alimentar una nueva generación de sensores Wireless sin necesidad de baterías. De esta forma, estos dispositivos permiten medir la temperatura y la vibración en procesos industriales o monitorizar máquinas rotativas para facilitar un mantenimiento predictivo, evitando paradas en la producción y creando alertas tempranas de potenciales averías en los procesos industriales. El proyecto va desde la generación energética, a la adquisición de datos, el análisis y la visualización de estos: generando alarmas para evitar imprevistos que puedan llevar a una parada inesperada.

En la actualidad, la monitorización de las máquinas se lleva a cabo a través de soluciones que pasan por la sensorización cableada o el uso de las baterías. Estos métodos implican una gran inversión. Pero, además del coste económico, las baterías generan un gran problema medioambiental ya que están compuestas mayoritariamente de cobalto y litio, que, además, son sustancias escasas. Del mismo modo, también contienen metales pesados como mercurio, plomo y cadmio nocivos para el medioambiente. Al final de su vida útil, las baterías son desechos peligrosos debido a la toxicidad, inflamabilidad y reactividad.

La alternativa son soluciones como “Battery-Less Sensor”. Dispositivos alimentados por energy harvesting a partir del calor residual de la industria. Y es que alrededor del 21 % de energía en forma de calor residual se desaprovecha cada año en la industria europea. Asimismo, algunos estudios señalan que se podría recuperar alrededor de 336.9TWh de energía.

“Battery-Less Sensor” es un proyecto que está totalmente alineados con nuestra estrategia de cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) y que contribuye a la mejora del sector, la sostenibilidad, la economía y la sociedad en general.

En la actualidad, se han llevado a cabo pilotos con esta solución para demostrar el funcionamiento de los dispositivos en condiciones de bajas temperaturas y de máquinas aisladas. No obstante, implican algunos retos tecnológicos.

 

Pilotos "Battery-Less Sensor"

Estos pilotos se han llevado a cabo en algunas de nuestras plantas industriales:

- Planta de Neumáticos Fuera de Uso en Chiloeches: instalación de un sistema de monitorización de vibraciones y temperatura alimentado por energía térmica en una rasper (triturador) que es vital para el funcionamiento de la planta de Chiloeches (Guadalajara) ya que una parada no programada implica una parada de la producción. La monitorización permitirá el inicio de un protocolo de mantenimiento predictivo. Implica un reto importante debido a la temperatura de la máquina (50ºC).

- Planta de aditivos para mezclas asfálticas de Cirtec: instalación de un sistema de monitorización de vibración y temperatura en dos reactores de la planta de Cirtec. Las temperaturas son elevadas en algunos casos superando los 150ºC conllevando que el termo-generador se tenga que adaptar a rangos de temperatura muy variables.

Estos pilotos determinan la viabilidad del sistema en empresas del sector, demostrando que el rendimiento es suficiente para cumplir las necesidades de la máquina y poder desarrollar un plan de mantenimiento predictivo. Como próximos pasos, se deberían integrar el sistema de datos y alarmas en el sistema existente en la planta para facilitar el análisis de los datos haciéndolos más útiles, y hacer un plan de despliegue del sistema para digitalizar máquinas que actualmente no se pueden monitorizar.

“Battery Less Sensor” pretende convertirse en una referencia en la industria 4.0 ya que se presenta como una alternativa a las soluciones actuales (cableadas o con baterías), minimizando los costes económicos y eliminando el impacto ambiental, en línea con nuestro compromiso con el medio ambiente.

Además, la puesta en marcha de este proyecto refuerza nuestra apuesta por fomentar y potenciar la colaboración con la comunidad innovadora con el fin de identificar e impulsar nuevas ideas que contribuyan a construir un mundo mejor y más sostenible.

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