Controlar en tiempo real los procesos siderúrgicos para ser más sostenibles

La compañía de acería Celsa, una de las líderes en Europa, colabora con dos pymes, bcb y Mapsi Photonics, para monitorizar sus procesos con cámaras térmicas.

En 2021, la producción de acero en España creció un 27,6% al contabilizar 14,2 millones de toneladas, lo que situó a la industria nacional como la tercera por volumen de fabricación de la Unión Europea.

Las temperaturas extremas y las duras condiciones de proceso en la industria siderúrgica son un reto importante que repercuten en un elevado mantenimiento de estos sistemas.

Es una iniciativa financiada con los fondos Next Generation EU canalizados por el Ministerio de Industria y Turismo dentro del programa de apoyo a las Agrupaciones Empresariales Innovadoras, cuyo objetivo es digitalizar la industria.

Barcelona, junio 2024.- El acero es un material esencial, presente en casi todas las industrias, desde la automovilística, la de construcción y la aeroespacial hasta la energética y electrónica, dada su resistencia, su durabilidad, su versatilidad, rentabilidad y reciclabilidad.

Cabe decir que la base industrial en España es muy buena. En 2021, la producción de acero en España creció un 27,6% al contabilizar 14,2 millones de toneladas, lo que situó a la industria nacional como la tercera por volumen de fabricación de la Unión Europea.

Existe consenso en considerar la transformación digital de la industria como elemento clave para impulsar dicha competitividad, la llamada Industria 4.0 que combina técnicas avanzadas de producción y operaciones con tecnologías inteligentes que se integrarán en las organizaciones, las personas y los activos.

En este marco, la monitorización en tiempo real es indispensable para el diagnóstico rápido de los procesos de fabricación industriales, una pérdida de información o una demora en la respuesta de un sensor puede ser crucial entre el desastre y la tranquilidad. Gracias a ella se pueden detectar y corregir a tiempo real defectos de fabricación que, de no hacerlo, acabarían comportando pérdidas en las empresas (piezas defectuosas, parada de la cadena de producción, etc.).

La monitorización del proceso industrial también permite saber si este se desarrolla en las condiciones adecuadas o si, por el contrario, las condiciones son de riesgo para los trabajadores y para la sociedad que las rodea, bien sea porque se liberan gases nocivos, porque se alcanzan temperaturas más elevadas de lo esperado o porque hay fallos estructurales derivados de gradientes térmicos que provocan grietas o daño en los equipos.

En este sentido, el control en tiempo real de los procesos siderúrgicos está en un estado incipiente de desarrollo. Se basa principalmente en modelos simples que recogen datos in situ de sensores de temperatura, humedad, etc., que están limitados a nivel tecnológico porque solo recogen datos de la posición precisa en la que están. Es necesaria una matriz de sensores de todos los parámetros a controlar para cubrir todo el proceso, lo que complica su monitorización. Además, las temperaturas extremas y las duras condiciones de proceso son un reto importante que repercuten en un elevado mantenimiento de estos sistemas.

Por lo tanto, para optimizar la producción, la industria siderúrgica (y Celsa, en el caso concreto del presente proyecto) necesita cambiar el sistema de monitorización, basado en sensores de temperatura localizados en múltiples zonas, a un sistema de cámaras térmicas.

De este modo, el proyecto Silicon Eye ha tenido como principal objetivo el estudio y desarrollo de un sistema que permita la monitorización del proceso siderúrgico de laminación en caliente de alambrón, concretamente en el enfriamiento Steelmor de la línea DEMAG, mediante cámaras térmicas de fotodetectores de alta calidad que incorporan filtros de densidad neutra modulables para detectar con la mayor precisión y rapidez posible.

Con el éxito de este proceso se podrá modular el uso de los ventiladores que controlan el tratamiento térmico final de los rollos de alambrón, lo que permitirá reducir el consumo, reducir las emisiones al utilizar menos CH4 y utilizar menos energía eléctrica, aumentar la calidad del producto al calentar las palanquillas a su temperatura óptima y reducir la posibilidad de fallas en el proceso productivo

Así pues, el presente proyecto representa las bases de la monitorización automática y de alta precisión de procesos industriales que se den a temperaturas muy diferentes entre sí. En este caso, será el propio ordenador que adquiere las imágenes y las procesa, el que elegirá en tiempo real la tensión a enviar al filtro ajustable, mediante una salida analógica.

Esta incipiente iniciativa ha sido desarrollada por el consorcio de empresas Celsa, Mapsi Photonics y BCB, con la coordinación de secpho como clúster de Deep Tech, y ha contado con la financiación de los fondos Next Generation EU canalizados por el Ministerio de Industria y Turismo dentro del programa de apoyo a las Agrupaciones Empresariales Innovadoras, cuyo objetivo es digitalizar la industria.