Académico del Departamento de Electrónica participa de importante proyecto multinstitucional financiado por FONDEF IDEA

8 · octubre · 2019

Iniciativa busca desarrollar instrumentación especializada para el monitoreo de procesos de combustión en aplicaciones industriales

 

Como una conversación de pasillo, así nació la idea que hace un par de semanas ganó un Fondef y que tiene a tres casas de estudios superiores trabajando en lograr un “Sistema de diagnóstico energético y medioambiental de procesos de combustión basado en red de sensores ópticos embebidos”, nombre del proyecto que tiene a Gonzalo Carvajal, académico del departamento de Electrónica, como representante.

 

Entre los muchos resultados esperados de esta iniciativa, se espera que con estos instrumentos, se pueda, por ejemplo, desarrollar sistemas automatizados que permitan mantener el proceso de combustión en el punto óptimo de máxima eficiencia energética, minimizando la emisión de material particulado. Estas tecnologías traerían importantes impactos económicos, y los más importantes, ambientales, aseguró Carvajal respecto de los beneficios que puede significar este proyecto más allá del ámbito industrial, específicamente para la sociedad.

 

-¿En qué consiste este Fondef?

 

-A grandes rasgos, el proyecto busca desarrollar instrumentación especializada para el monitoreo de procesos de combustión en aplicaciones industriales.  Esto se plantea realizar en dos etapas: primero el desarrollo de instrumentación para operar en ambientes controlados de laboratorio, y una segunda parte que busca evaluar la aplicabilidad de la instrumentación desarrollada en entornos industriales. Para esto, se ha planteado un enfoque interdisciplinario entre investigadores especialistas en combustión, quienes aportan el enfoque más científico, y gente de instrumentación, control de procesos, y sistemas computacionales, quienes toman un enfoque más ingenieril y tecnológico. Este proyecto es además multi-institucional, habiendo participantes de la USM, U. de Concepción, y U. Católica de la Santísima Concepción.

 

¿Cómo nació la idea de esta investigación y cómo llegaste tu a ser parte de él?

 

Como gran parte de las buenas ideas, nació simplemente de una conversación de pasillo con investigadores en procesos de combustión, integrantes de un grupo de la USM dirigido por el Prof. Andrés Fuentes del Departamento de Industrias. Durante un encuentro casual, alguien se estaba quejando de lo complejo que era setear los instrumentos, gastando días configurando un arreglo de instrumentos para hacer mediciones que podían tomar solo unos minutos. Por curiosidad quise entender lo que estaban haciendo, y fuimos a hacer unas visitas al laboratorio, y me di cuenta de que si bien tenían mucho equipamiento de primer nivel (cámaras de alta resolución, espectrómetros, radiómetros, láseres), no le estaban sacando el provecho debido a que la documentación asociada suele resultar compleja para gente no especialista. Discutiendo, nos dimos cuenta que muchas de los instrumentos y técnicas que estaban utilizando eran cosas que resultaban muy familiares para un Ingeniero Electrónico, por lo que se podría hacer más eficiente el proceso e incluso implementar instrumentación funcionalmente equivalente hecha a medida utilizando sistemas computacionales de última generación, con mayores prestaciones y a mucho menor costo. 

 

-¿Cuáles serán las aplicaciones o relevancia de este tipo de investigación? ¿Cómo beneficiará en nuestras vidas?

 

-Si bien el proyecto tiene un objetivo acotado al desarrollo y evaluación de prototipos de instrumentos, la apuesta a mediano plazo es que estos instrumentos permitan realizar el monitoreo y diagnóstico de los procesos de combustión en procesos industriales, lo cual no existe hoy en día.  Por ejemplo, en una caldera industrial, el control del proceso de combustión la realiza lo que se llama un operador experto, que básicamente es un trabajador que puede, por ejemplo, cambiar la configuración si observa que la llama tiene cierto color, indicando que la combustión no es eficiente o está generando hollín, que es uno de los mayores contaminantes atmosféricos. Al ser un humano quien está a cargo, las mediciones son altamente subjetivas, basadas en la experiencia, y además lentas comparadas con las dinámicas del proceso. Por ejemplo, la llama puede haber estado emitiendo material particulado por horas antes que alguien note el humo visible. Con estos instrumentos, se podría por ejemplo tener un sistema automatizado que permita mantener el proceso de combustión en el punto óptimo de máxima eficiencia energética minimizando la emisión de material particulado, lo que tendría beneficios económicos, y los más importantes, ambientales. 

 

Si bien se habla mucho del auge de la energía eléctrica y otras fuentes renovables, esto no aplica a todas las industrias por temas de costo y escala, y en el mejor de los casos pasarán al menos un par de décadas antes de que haya una fuente de energía alternativa a la combustión en entornos industriales. Antes que eso pase, tenemos que aprender a convivir con los procesos de combustión.

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