En el día a día de nuestra vida, estamos sometidos al control desde los primeros momentos de la mañana cuando nos levantamos y nos queremos dar una ducha.
Allí tenemos como propósito controlar la temperatura del agua. Luego salimos a estudiar o trabajar y cumplimos con ciertos parámetros, en los que está involucrado nuevamente el control, como por ejemplo, al manejar un vehículo o tomar un autobús.
En fin, el hecho de estar sometidos al control voluntario o no, es un hecho. En este reportaje se explica la influencia de ese “control” en la educación y en las variables de proceso en la industria, desde la óptica del MSc. Ing. Juan E. Rodríguez, docente del Departamento de Ingeniería Química del Vicerrectorado Barquisimeto de la Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre” (Unexpo)
Breve historia del control de procesos en la industria
Destaca Rodríguez que según Stuart Bennett, desde los años 1940 hasta 1960, el control óptimo formó parte de los procesos en la industria, seguidos por los avances en los métodos de controles estocásticos, robustos, adaptables y óptimos para los años 1970 hasta 1990.
Aplicaciones de la metodología de control han contribuido a hacer posible el viaje y la comunicación espacial satelital, aviones más seguros y eficientes, motores de automóviles menos contaminantes, procesos químicos más limpios y eficientes, por mencionar sólo algunos.
Control de Procesos – Desarrollo y Enseñanza
Cabe destacar que en el Vicerrectorado Barquisimeto de la Unexpo, el control de procesos, debido a su importancia a nivel industrial, se encuentra en los pénsum de estudio de las carreras de Ingeniería Electrónica y Química. Así como también en los estudios de post grado de esta misma alma mater.
El profesor Juan E. Rodríguez explica que para la Ingeniería Química, se trata principalmente con el control de las variables (Temperatura, Composición, Presión, Flujo, Nivel, entre otras) en un proceso químico, en una planta industrial o equipo, empleando mucho los mismos principios y leyes físicas y químicas de la ingeniería.
Precisamente es este docente quien realiza esta labor en dicha especialidad, en el Departamento de Ingeniería Química del Vicerrectorado Barquisimeto de la Unexpo.
Sin profundizar en los detalles que protagoniza el control de procesos, el profesor menciona que para lograr un control de un equipo en particular o una planta industrial, se debe centrar en el modelado (descripción matemática) de una amplia gama de sistemas dinámicos, y luego el diseño de controladores que hará que estos sistemas se comporten de la manera deseada.
– Todo esto lo desarrollamos y ejecutamos a través de programas computacionales, y siempre con la visión de ser 100% aplicable a la industria.
En la mayoría de los casos, los ingenieros de control que utilizan y desarrollan la estrategia de control de retroalimentación utilizan en el diseño de los sistemas de control un controlador tipo PID (Proporcional, Integral, Derivativo), que son los más comunes en el mercado, pero más no así los únicos.
Importancia del Control en un Proceso
Rodríguez afirma que el control de procesos tiene diversas aplicaciones que incluyen la ciencia, la gestión de las finanzas y el comportamiento, incluso humano, como se mencionó en la introducción.
“Ahora, ubicándolo en el campo industrial y su importancia en el mismo, el control de procesos, por su concepción, está provisto de muchas ventajas y campos de acción”. Se engloban en cinco, que son:
• Seguridad del personal y equipos: La segura operación de un proceso químico es un requisito primario para el bienestar de la gente de la planta y para su continua contribución al desarrollo económico. Por lo tanto, las variables del proceso químico, siempre deben estar dentro de los límites permitidos de operatividad.
• Especificaciones de producción: Para garantizar la cantidad y calidad deseada de los productos finales de un equipo o proceso.
• Regulaciones ambientales: Decenas de leyes estatales e internacionales pueden especificar que las variables de procesos químicos, entre las que se encuentran las velocidades de flujo y composición de los efluentes de una planta, deben estar dentro de ciertos límites permisibles de compuestos o sustancias.
• Restricciones operacionales: Los diversos tipos de equipos utilizados en una planta química tiene limitaciones inherentes a su funcionamiento. Tales limitaciones deben ser satisfechas durante toda la operación de una planta.
• Económicas: La operación de una planta debe cumplir con las condiciones del mercado, debe ser lo más económico como sea posible en la utilización de materias primas, energía, capital, y mano de obra humana sin disminuir en la calidad.
Ahora, al comprender cada uno de los puntos mencionados anteriormente, se puede inferir que el control de procesos en la industria permite:
• La eliminación de las influencias de las perturbaciones externas.
• Asegurar la estabilidad de un proceso químico.
• Optimización del rendimiento de un producto.
– Esto, afirma Rodríguez, nos debería llevar a concluir, que no tener un sistema de control industrial adecuado y asociado a un equipo o a una planta, es un riesgo potencial que al darse cuenta tarde podría ser muy caro o perjudicial.
Desarrollos realizados a la empresa nacional
Cabe destacar que desde el Vicerrectorado Barquisimeto de la Unexpo, han sido numerosos los proyectos establecidos en las industrias de nuestro país, con la finalidad de implantar o mejorar sus procesos de producción, y otros de carácter investigativo, tanto en las especialidades de pregrado como en postgrado.
Rodríguez señala que en los últimos dos años, se ha trabajado en calidad de servicio a la industria nacional. Como, por ejemplo, la automatización de una torre de desmetanizadora perteneciente al complejo petroquímico “Ana María Campos”, en el estado Zulia, generando resultados satisfactorios.
Otros, a nivel local, como el desarrollo de un controlador lógico difuso para el control de las temperaturas de tope y fondo de una columna de destilación binaria etanol-agua. Para ello se contempló este estudio bajo la modalidad de un proyecto factible.
Posteriormente, se plantearon una serie de objetivos que avista el diagnóstico operacional de la torre, evidenciando que la columna está 100% operativa, con la subsiguiente obtención de las funciones de transferencia que rige el comportamiento dinámico.
Es oportuno mencionar, que para controlar una variable de proceso de un equipo o proceso, no tiene que ser complicado el desarrollo e implementación del mismo, para ello basta conocer la naturaleza o fenomenología del proceso y lógica, lo cual podemos llevarlo como oportunidad de perfeccionamiento y dominio tecnológico al personal de cualquier industria.
Futuro del Control de Procesos
El profesor unexpista resalta que según, Edgar Thomas Edgar, del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Texas, se vislumbra la aplicación y proyección a varios campos distintos a lo que hoy en día se denota. “Estamos hablando de la incorporación de la Biología en Control de Procesos.
Ejemplos tales como reguladores y controladores de la temperatura, la presión arterial, y el nivel de colesterol en nuestro cuerpo, y control de los niveles de insulina en los pacientes diabéticos”.
– Considerando las ideas de K. J. Åström, del Departamento de Control Automático LTH de la Universidad de Lund, tenemos que en el área automotriz se verá futuros conductores automáticos activados a través de control remoto, así como asistencia de guía de carriles, control del flujo de tráfico, entre otros.
