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La Vanguardia

Joseba Quevedo y Josep Aguilar-Martín, catedrático de automática de la UPC y director de investigación emérito del LAAS de Toulouse

Automatización y Robótica

La automatización y la robótica industrial son un conjunto de técnicas que involucran la aplicación e integración de diferentes sistemas para operar y controlar procesos productivos de forma autónoma, tal como se señala en un reciente informe de ASCAMM [1]. Su rápido crecimiento, unido a la complejidad de las instalaciones, implica el uso de especialidades tecnológicas cada vez más avanzadas. Esta situación obliga al sector de la automatización a invertir grandes cantidades de sus beneficios en I+D.

Concepto de la automatización y la robótica
Este sector está formado por empresas que construyen y mantienen equipos, hardware y software y también por empresas diseñadoras e integradoras de sistemas para soluciones particulares. Y desde el punto de vista de las empresas clientes, la automatización y la robótica es un área en pleno desarrollo en todos los sectores industriales, ya que permite mejorar la productividad de las empresas, la calidad de sus productos y la seguridad laboral, realizando operaciones de forma rápida y precisa, simplificando el mantenimiento de la instalación y controlando los procesos en tiempo real.

El problema básico del control automático de procesos es decidir qué actuaciones se deben realizar para conseguir que se cumplan los requisitos prefijados en base a realimentar el estado de los procesos (concepto de realimentación o “feedback”). En la actualidad la automatización puede describirse bajo el esquema piramidal multi-nivel (fig. 1).

Cuanto más alto se sitúa el nivel, más nos acercamos a operaciones que, hasta hace poco tiempo, sólo se podían imaginar como tareas confiadas a operadores humanos, y por lo tanto reclaman la ayuda de Inteligencia Artificial. Por otra parte una característica distintiva de los sistemas automáticos es la necesidad de ofrecer prestaciones en tiempo real, y por lo tanto de situarse en el campo de la informática avanzada y la micro-electrónica.

La robótica presenta los mismos requisitos que se han citado, a los cuales se añade la necesidad de realizar máquinas robustas, flexibles en su utilización, y con cierta autonomía delante de situaciones imprevistas. La robotización permite mejorar la calidad y las condiciones de trabajo, sustituyendo tareas penosas por otras que se efectúan en condiciones mucho más ventajosas, tal como se indica en el informe COTEC [2].

Evolución de la automatización y la robótica
Desde el inicio del siglo XIX el ingeniero francés Jacquard desarrolló el primer telar automático utilizando una cinta de papel perforada como un sistema de programación de una máquina textil, en esa fecha se inició la transición de la producción artesanal a la producción masiva, y desde entonces la automatización industrial ha estado en continuo desarrollo, y, entre otros resultados, ha logrado la fabricación de grandes lotes de productos manufacturados a bajo precio. 

Tal como se indica en el informe COTEC [2] el concepto de producción masiva dio paso a la producción automatizada en los años cincuenta del siglo pasado, definida por la introducción de nuevas máquinas automáticas flexibles. Más tarde, en los años sesenta, se empezaron a introducir los primeros robots industriales, que aumentaron aún más la flexibilidad del sistema productivo. De esta forma la producción se realizaba por lotes más pequeños, permitiendo cambios más rápidos en el producto. El aumento de la capacidad de procesamiento de los computadores y su drástico abaratamiento con la llegada del microprocesador, permitieron en los años ochenta crear el concepto de Fabricación Integrada por Computador. Por último, en nuestros días se está abordando la automatización flexible de la producción por encargo, gracias a la introducción del concepto de fabricación inteligente. Los sistemas de control están basados cada vez más en arquitectura PC, lo que abarata el hardware y simplifica la programación y permite el uso de comunicaciones inalámbricas y el uso masivo de Internet.

El futuro de la automatización y la robótica
Por una parte, la irrupción de las nuevas tecnologías de la computación ubicua, de las comunicaciones digitales y de la instrumentación microelectrónica permite alcanzar unas prestaciones que eran inimaginable antes. Por otra parte los avances en la modelización, la Inteligencia Artificial, las técnicas modernas de tratamiento de señales y datos, llevan cada día más lejos las exigentes prestaciones de funcionamiento de los actuales procesos industriales.
Teniendo en cuenta que algunos de los componentes pueden fallar en cualquier momento y el proceso automatizado debe informar a los operadores y detectar las causas, al mismo tiempo tratará de seguir proporcionando un funcionamiento seguro. En un futuro próximo las tareas automáticas de detección de fallas, diagnóstico, pronóstico y ayuda al mantenimiento preventivo serán más sofisticadas, competitivas y seguras, inimaginables hoy en día.

Un ejemplo:
El proyecto Sostaqua es un proyecto CENIT, programa de I+D enmarcado en la iniciativa Ingenio 2010, que quiere fomentar la cooperación público-privada en investigación, desarrollo e innovación que está liderada por la empresa AGBAR con un presupuesto de 24 millones de euros.

Sostaqua está dedicado a la creación de desarrollos tecnológicos para conseguir un ciclo urbano del agua autosostenible. Los cuatro vectores que sustentan el programa Sostaqua se centra en el desarrollo e investigación del agua, los residuos, la energía y la salud. Participan en el proyecto 16 empresas consorciadas y 12 organismos de investigación, entre ellas participan activamente las universidades públicas catalanas: UPC, UB, UdG.
 
El grupo de investigación Sistemas Avanzados de Control (SAC) del Campus de Terrassa de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) aporta su conocimiento y experiencia en temas de control y automatización realizando, junto con AGBAR y otras entidades, el desarrollo de herramientas de soporte a la decisión en la gestión y el control automatizado de recursos hídricos, con especial atención en situaciones extremas, tanto inundaciones como situaciones de sequía, como la que actualmente estamos padeciendo en los últimos tres años.

El proyecto tiene una duración de cuatro años (2007-2010) y aborda un amplio abanico de temas de alto interés científico y social, que tiene por objetivo último la gestión sostenible y la automatización de este bien tan escaso como es el agua potable. 

Referencias
[1]“AUTOMATIZACIÓN INTEGRAL DE LA EMPRESA INDUSTRIAL”, Informe del Centro Tecnológico ASCAMM, 2008.
[2]“ROBÓTICA Y AUTOMATIZACIÓN”, 23º Documento COTEC
sobre oportunidades tecnológicas, ISBN 84-95336-61-8, 2006.