La Facultad de Ingeniería Química de la UNL, conjuntamente con la Organización de Estados Iberoamericanos, lleva adelante la Escuela de Posgrado de Invierno, que comenzó el pasado 28 de julio y se extenderá hasta el 8 de agosto. La propuesta incluye diferentes cursos de posgrado dictados por profesionales expertos de nuestro país y del exterior.
El primero de los cursos fue dictado por el Dr. Julio E. Normey Rico de la Universidad Federal de Santa Catarina, Brasil, bajo el título “Control de Sistemas con Retardo”. Normey es Doctor Ingeniero de la Universidad de Sevilla, España, y se especializa en control de procesos, control de sistemas con retardo y control predictivo.
De Montevideo al mundo
El especialista en sistemas de control de retardo, uruguayo de nacimiento y brasilero por adopción, se recibió de Ingeniero Electrónico en la Universidad Nacional de La Plata en Argentina. Luego, tuvo la posibilidad de realizar una maestría en la Universidad Federal de Santa Catarina en Florianópolis, en donde inmediatamente se acopló a un grupo de investigación en el área de control de procesos y concursó para dedicarse hasta hoy a ejercer como profesor de esa Universidad. En el mismo período, formó su familia en Brasil y migró uno años a España para realizar el Doctorado en la Universidad de Sevilla, título que le permitió convertirse en referente de la temática de control predictivo y control de sistemas de retardo, bajo el acompañamiento del Profesor Eduardo F. Camacho.
En 2007 escribió un libro titulado “Control of Dead-time Processes” (con co-autoría del Prof. Camacho), publicado por la Editorial Springer en Berlín, Alemania, que es bibliografía de referencia a nivel mundial sobre esta problemática y material del curso que dictó en FIQ.
Sistemas con retardo: un ejemplo cotidiano.
El Dr. Julio Normey explicó mediante un ejemplo de qué se trata esta problemática. Sencillamente podría decirse que “cuando uno ingresa a la ducha, abre el grifo de agua caliente y sale fría. ¿Por qué sale fría? Porque generalmente el calefón está instalado en un lugar lejos de la ducha, con lo cual cuando se abre el grifo primero sale toda el agua fría que estaba en la tubería. En ese momento se vivencia un retardo de tiempo; el tiempo que transcurre entre el momento que inicio una acción y hasta que la consecuencia de esa acción aparece en un sistema. Este retardo nos causa algunos problemas a la hora de regular la temperatura del agua, precisamos de varios ajustes en la abertura del grifo y acabamos desperdiciando mucha agua”.
Control automático: esa actividad que uno hace para vivir
Ahora bien, ¿qué es el control automático? “El control es la actividad que uno hace para vivir. Todo lo que uno hace tiene embutido el control, solo que uno no lo percibe porque es algo automático del ser humano. Un sistema de control simple está básicamente compuesto por tres unidades: una unidad de actuación, un mecanismo de percepción y un cerebro o controlador. Eso es lo que se conoce como sistema de control retroalimentado. El sistema de percepción, por ejemplo la visión, nos da la información que necesitamos del estado del proceso, por ejemplo, de la posición de un objeto. El cerebro, que es en este caso el controlador, define una acción a ser tomada y se la envía a los músculos del brazo y mano, que son los actuadores, para por ejemplo agarrar el objeto. Esa acción humana que realizamos para casi todo (caminar, hablar, etc.) se aplica a las máquinas, a los procesos. En ellos los actuadores y medidores son dispositivos generalmente electromecánicos y el controlador es un computador”.
Para resolver adecuadamente las diversas situaciones que aparecen en la industria con los sistemas de control de procesos con retardo, es necesario desarrollar teorías matemáticas que conjuguen el problema del control con el de retardo. Existen muchas técnicas que estudian matemáticamente cómo explicar este fenómeno y a través de ellas se puede intentar mejorar los sistemas de control para que funcionen adecuadamente cuando hay retardo.
Técnicas para mejorar los sistemas de control de sistemas con retardo
Las técnicas de control permiten resolver ciertos problemas de retardo en los sistemas. Claro que a través del tiempo esas técnicas fueron modificándose y complejizándose. A través de su tesis doctoral, el Dr. Julio Normey desarrolló una teoría que desde los años ’90 hasta hoy es una referencia internacional ineludible para quienes se dedican a investigar esta problemática. En palabras del especialista: “Dependiendo de las características del sistema, antiguamente había diferentes soluciones. Lo que nosotros hicimos fue unificar y generar una única estrategia que fuera capaz de resolver la mayoría de los problemas que aparecían. Se trató de unificar tanto el abordaje como la solución de un problema que tiene diversas connotaciones”. El nombre general de esta teoría es ‘Compensación de tiempo muerto’, cuyo algoritmo base creado por Normey surge de un trabajo previo realizado Smith en 1957, del cual llevó el nombre y denominaron el ‘Predictor de Smith’. El Dr. Normey explicó: “El creado por nosotros lo llamamos Predictor de Smith filtrado, y de él se derivaron un montón de otros trabajos. Lo que hicimos fue mejorar la solución original para que se pudiera aplicar a todos los problemas que aparecían típicamente en los procesos industriales. A partir de esa idea base, lo que hemos podido hacer es ir generalizando y ampliando el concepto de manera tal de aplicarlo a muchas áreas”. Debido a que el campo de aplicación es extremadamente amplio, entre algunos de los trabajos realizados pueden mencionarse: en energía solar (calentamiento de agua, aire acondicionado, desalación de agua para obtener agua dulce), en refinerías de petróleo, producción de alcohol y azúcar, etanol para combustible, robótica móvil, etc.
La problemática industrial como motivación
Hay empresas que buscan a la universidad para hacer un desarrollo de soluciones de control para los problemas que están teniendo. Ese es el momento en el que interviene la transferencia de tecnología, el traspaso del conocimiento académico al área industrial. “En la Universidad de Santa Catarina tenemos un sistema que se llama investigación aplicada o extensión universitaria, dentro del cual uno puede hacer proyectos con el medio industrial. Por ejemplo, hoy coordino un contrato con la empresa Petrobras en Florianópolis, en donde realizamos la aplicación de esas técnicas de control basadas en control predictivo y sistemas de retardo para aplicación en refinerías que procesan el petróleo”.
Según el especialista el control predictivo es una técnica universal, es decir, todos los países del mundo que tienen refinerías la utilizan. El software que tienen para ejecutar el control puede ser comprado a un externo o desarrollado por la propia empresa. Sin embargo, “para poder aprovechar estos sistemas adecuadamente hay que entender mucho de esas técnicas de control. Aquí es donde se necesita contar con gente especializada de la propia empresa o a través de contactos con universidades, centros de investigación o empresas especializadas para que se les pueda sacar el máximo provecho a ese tipo de sistemas y que realmente tenga un retorno económico importante ya que son softwares muy caros. Pueden alcanzar valores de centenas de miles de dólares”.
El mundo que nos rodea
Todo lo que nos rodea, desde lo más simple (una heladera o un calentador de ambiente) a lo más complejo (sistemas de control de inyección del motor de un coche), se rige por sistemas de control automático y, según el Dr. Normey, el 99% de las personas no entiende de qué modo funcionan las cosas. “Recuerdo que en una charla de un ingeniero a un grupo de ingresantes de ingeniería, les comentaba que hace 200 años todo el mundo que vivía entendía cómo funcionaban las cosas del mundo en el que vivía, pero hoy en día el 99% de las personas no entiende el mundo en el que vive. Las cosas pasan pero nadie sabe por qué pasan. Por ejemplo, nadie sabe cómo consigue agarrar un aparato celular y puede hablar con alguien que está a kilómetros de distancia de una forma instantánea. El mundo cambia muy rápidamente y la gente no sabe por qué, no es una cosa palpable, y eso se debe a los grandes avances del control automático, la informática y las telecomunicaciones”.
Prensa FIQ