Cómo será la refinería del futuro?

Cómo será la refinería del futuro?

 

Tratar de predecir cómo serán los mercados de refinación del mundo en 2029 es algo imposible. Lo único cierto que se podrá decir es que todo es incierto. Y no es un juego de palabras… Vehículos eléctricos, combustibles alternativos, inteligencia artificial, una mayor volatilidad del mercado, incertidumbre política y estándares de vida más elevados en todo el mundo son tan sólo algunas de las tendencias que definirán la industria de refinación en los años por venir. A nosotros nos queda tan sólo especular sobre el impacto que producirá tal velocidad de cambio sin precedentes en los próximos 10 años.

Puesto que no podemos predecir el futuro, los refinadores tendrán que prepararse para enfrentar lo desconocido.

Dentro de este contexto, para iniciar la búsqueda de posibles pronósticos, es importante apuntar a tres objetivos básicos a nivel de operaciones y también a nivel de negocio:

  • Agilidad – La refinería del futuro conmutará rápidamente entre distintos combustibles y productos petroquímicos para aprovechar la demanda y las oportunidades del mercado.
  • Confiabilidad – Las refinerías top en 2029 operarán virtualmente sin paradas.
  • Inteligencia compartida – Las refinerías exitosas del futuro automatizarán y simplificarán procesos, tratando de compartir experiencia, conocimientos y toma de decisiones a través de múltiples instalaciones.

Una vez conquistadas estas tres áreas, la refinería de 2027 estará lista para todos los desafíos (y oportunidades) que puedan plantear los avances tecnológicos, los cambios del mercado y los eventos del mundo.

 

Agilidad

Es probable que nada en los próximos 10 años separe más los ganadores de los perdedores que la búsqueda de agilidad en el negocio.

En el futuro, las refinerías top estarán preparadas para aprovechar las oportunidades tan pronto ocurran, no semanas o meses más tarde. La demanda del mercado es lo que determinará los niveles de materia prima y producto en tiempo real una vez que los líderes del negocio dispongan de un análisis integrado de los datos, desde la fuente de crudo hasta el bombeo de gas y todo lo que hay en el medio. Los inventarios justo a tiempo serán la nueva norma siempre y cuando los gerentes tengan acceso a los datos de la cadena de suministro online.

Alcanzar estos objetivos permitirá abordar un buen número de nuevos desafíos. Uno de estos desafíos es diseñar instalaciones de producción capaces de procesar todo el espectro de crudos, hasta el más pesado y el más corrosivo. Pasar de un tipo de producto a otro, en respuesta a cambios en el mercado, podría involucrar poner en hot standby ciertas unidades de proceso para evitar que se pierdan días arrancando y parando. Esto también baja el riesgo, ya que las operaciones transitorias son la causa más frecuente de incidentes de seguridad.

Pero incorporar mayor flexibilidad en la planta no será suficiente para garantizar la rentabilidad en todos los mercados. En lugar de producir sólo combustibles, las refinerías se convertirán en instalaciones de conversión multipropósito capaces de responder a la creciente demanda global de fibras y plásticos. Los operadores se diversificarán produciendo un mayor rango de productos intermediarios en pequeños lotes, además de oscilar rápidamente de combustibles a petroquímicos. Para manejar toda esta gama de corrientes de salida, una sola refinería podría llegar a necesitar incluso 50.000 puntos adicionales de datos, cada uno de fácil reconfiguración para aceptar diferentes condiciones de proceso.

 

Confiabilidad

Una parada, y los elevados costos asociados, será cosa del pasado si la industria finalmente resuelve el problema de una pobre confiabilidad. 

Por ejemplo, los ‘hot turnarounds’ podrían eliminar la necesidad de sacar de servicio unidades de proceso con fines de reparación o reemplazar partes. Gracias al rediseño de válvulas y otros equipos para facilitar el acceso a componentes portátiles, el personal podrá realizar revisiones in situ sin interrumpir la producción.

Redes dedicadas de confiabilidad de activos online son otro desarrollo que promete. Estas redes les darán a los operadores un virtual ‘cobertor de conocimiento’ sobre sus instalaciones completas, con la clase y cantidad de información necesaria para ejecutar estrategias de mantenimiento basado en condiciones en forma remota. Con la ayuda de equipos con auto-diagnóstico y alertas tempranas, los gerentes de mantenimiento se podrán enterar de anormalidades con la suficiente antelación como para prevenir cualquier rotura o trastorno sin que quede afectada la capacidad de producción.

Hoy en día, la refinería media está equipada para monitorear de manera continua la salud de al menos 20% de sus activos, pero dentro de una década llegará a monitorear hasta el 60% gracias a una tecnología wireless de costo económico. Microsensores podrían incluso flotar dentro del propio producto, transmitiendo lecturas de calidad hasta al segundo a medida que pasan de una unidad de proceso a otra.

 

Inteligencia compartida

La naturaleza de las organizaciones cambiará sin duda en el futuro.

Por de pronto, el personal irá al campo sólo para realizar ciertas tareas manuales.

Quienes toman las decisiones – gerencia, operaciones, confiabilidad, ingeniería y funciones de integridad – podrán estar conectados con una o más plantas, siendo capaces de dirigir la flota entera de refinerías desde un solo teatro de operaciones centralizado.

La automatización seguirá transformando muchas de las tareas de rutina manejadas tradicionalmente en forma manual. Cascos de realidad aumentada permitirán al personal de mantenimiento llevar efectivamente la sala de control al campo. Drones voladores robóticos podrán husmear emisiones fugitivas, detectar puntos calientes e identificar problemas de integridad de cañerías y tanques en lugares de difícil acceso.

Estas innovaciones tendrán un impacto considerable en la seguridad, ya que se podrán identificar potenciales problemas antes de que ocurran y minimizar el tiempo que los operadores inviertan en áreas peligrosas.

Otros avances podrían incluir:

  • Avances en la ingeniería química con catalizadores que se regeneran continuamente mientras el proceso sigue corriendo.
  • El aprendizaje de máquina quizás haga posible que las plantas ‘absorban’ el conocimiento del operador y adaptarse al cambio de condiciones en forma instantánea.
  • A medida que mejore la tecnología, las refinerías, algún día, serán capaces de poner en marcha y detener automáticamente unidades de proceso sin intervención manual, aumentando aún más la seguridad.
  • Las refinerías, en poco tiempo más, podrán ser capaces de reciclar casi todos los residuos que van generando, al tiempo que nuevos métodos de captura y secuestro de carbono podrán cambiar para siempre la manera en que los productores cumplan con las regulaciones. En este sentido, conceptos como antorchas y vertederos de aguas residuales quedarán obsoletos.

Alcanzar tal progreso quizás parezca exagerado, pero el hecho es que gran parte del conocimiento y tecnología necesarios para concretar esta visión ya está con nosotros.

 

Cómo será la refinería del futuro?

 

Transformación digital

La tecnología de la información ha progresado en los años recientes hasta permitir que los negocios puedan acceder en forma remota a enormes cantidades de datos y aprovechar experiencia y conocimientos sin importar donde se encuentren. Como resultado, las refinerías están comenzando a integrar sus operaciones de manera de aprovechar todo lo que pueda aportar Big Data y las nuevas técnicas de colaboración.

También está el tema de implementar una estrategia de digitalización que aporte información (datos analizados e información procesable capaz de mejorar la seguridad, la disponibilidad y el desempeño de una operación) a la persona indicada en el momento adecuado para habilitar una buena respuesta.

Al respecto, recurrir a una transformación digital consiste no sólo en adoptar nuevas tecnologías, sino también invertir en capacitación del personal para mejorar y comportarse de una manera diferente en base a la nueva información oportunamente recibida. Cabe señalar que algunos trabajos serán reemplazados (por ejemplo, recolección manual de datos), surgirán nuevos roles (por ejemplo, analistas y planificadores), mientras otras tareas evolucionarán para ser más eficientes.

Con el monitoreo en tiempo real, en lugar de un análisis post mortem, será posible utilizar la abundancia de datos de proceso y de salud de activos y el software de analítica predictiva para analizar automáticamente los datos y convertirlos en información. Este nuevo enfoque mira hacia adelante y alertará en caso de operaciones anormales o una falla inminente, brindando así la capacidad de iniciar una acción apropiada en el momento oportuno para evitar la falla de activos.

 

Instrumentación wireless

La falla de activos y equipos puede llevar a paradas, arruinándolos y destruyendo otras estrategias, por lo que los operadores deben estar buscando constantemente maneras de mejorar el tiempo de operación.

Si bien el control en tiempo real ha sido un componente de larga data de los procesos de refinación y petroquímicos, la instrumentación wireless ha permitido incorporar aplicaciones de monitoreo adicionales que antes no eran económica ni técnicamente factibles.

Dentro de este contexto, las nuevas tecnologías de instrumentos no intrusivos, tales como de temperaturas dentro de cañería, corrosión, acústicos y otros, eliminan posibles puntos de fuga y reducen aún más el costo total y el tiempo de instalación ya que no hay necesidad de cortar, perforar o soldar cañerías.

Una vez configurada una infraestructura wireless para monitorear uno o más componentes de los equipos, se podrán agregar instrumentos wireless adicionales y conectarlos a la red existente con un costo marginal muy pequeño.

La instrumentación wireless  podrá desempeñar un rol importante en vibración de equipos rotantes, detección de fugas mediante sensado ultrasónico, monitoreo de corrosión/erosión y mediciones de proceso tradicionales.

La implementación de estas mediciones adicionales lleva a menores costos de mantenimiento y uso de energía, al tiempo que reduce las paradas y mitiga la probabilidad de un incidente de seguridad o ambiental.

 

Conclusión

Para reservar un asiento en la mesa de 2029, las refinerías deberán tratar de adoptar e integrar las innovaciones hoy y no esperar para ver mañana. Prosperar frente a la incertidumbre muchas veces significa desafiar el status quo. Superar la resistencia al cambio será cada vez más crítico en un momento cuando los eventos a nivel mundial están reformulando la industria.

Después de todo, como alguien lo dijo por ahí, el futuro pertenece a aquellos quienes están dispuestos a prepararse para eso ya hoy en día.

 

Preparado por Marcelo Carugo, Vice Presidente de programas globales de refinería y química, Emerson Automation Solutions.

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