Ingeniería del metabolismo industrial para fabricación sostenible inteligente

Resumen

La situación actual, caracterizada por un consumo de recursos naturales y energéticos sin precedentes, está conllevando problemas ambientales, tales como la pérdida de biodiversidad o la contaminación del agua, el aire y el suelo. Estas condiciones provocan una ruptura irreparable en el proceso interdependiente del metabolismo social, desencadenando y aumentando la fractura metabólica. Es por ello que la transición hacia la sostenibilidad requiere el desarrollo de sistemas de fabricación orientados hacia la triple perspectiva de la sostenibilidad. El paradigma de la economía circular se presenta como un ámbito adecuado en el que desarrollar un metabolismo industrial asociado al mismo, con orientación bioinspirada, para conducir la circularidad de los recursos inocuos sobre la tecnosfera y la naturesfera en los distintos niveles y escalas, y mitigar y revertir la fractura metabólica. Las oportunidades de los facilitadores digitales y tecnológicos provenientes de la Industria 4.0, a través de la incorporación de los sistemas ciber-físicos, junto con el paradigma holónico como facilitador organizacional, determinan un marco adecuado en el que desarrollar un modelo del metabolismo industrial inteligente conectado para la economía circular. En base a lo anterior se desarrolla una arquitectura holónica del metabolismo inteligente conectado para la economía circular, siendo dicha arquitectura mapeada tecnológicamente desde los sistemas ciber-físicos, mediante un sistema multi-agente y el desarrollo de una ontología de conocimiento asociada al metabolismo industrial. Todo lo anterior abre unas enormes posibilidades a modelar el metabolismo de los sistemas de fabricación, desde la sensorización y adquisición de datos a nivel de planta, hasta la parametrización y creación de modelos bajo tareas de mejora continua que optimicen desde la eficiencia, ciclicidad y búsqueda de la inocuidad en los ciclos técnicos y biológicos. Como forma de validar la arquitectura desarrollada, se ha llevado a cabo una aplicación del modelo propuesto para el metabolismo holónico en el contexto de la digitalización de la planta industrial y de la cadena de valor sostenible.