¿Cómo la Industria 4.0 puede afectar a nuestro medio ambiente?
La Industria 4.0 es un nuevo modelo industrial caracterizado por un excelente rendimiento productivo, procesal y ambiental. Esta nueva industria se percibe como un modelo de fabricación verdaderamente sostenible. Y uno de los aspectos que más contribuye a esta visión es el amplio conjunto de tecnologías en gran medida innovadoras en la industria 4.0. En gran parte porque estas tecnologías no son necesariamente desconocidas, lo que cambia es la integración entre ellas en el contexto de la industria 4.0. A partir de este contexto explicativo, el propósito de este capítulo es presentar todo el potencial de las 4.0 tecnologías líderes de la industria para su gestión ambiental altamente eficaz. Por lo tanto, es posible entender cómo las tecnologías integradas cooperan para un posicionamiento ambientalmente racional y sostenible de la industria 4.0 en todas sus áreas. La industria 4.0 tiene un uso más consciente de los recursos naturales, menos residuos, los procesos son más delgados y los ciclos de vida de sus máquinas y equipos son más largos. Todos estos factores, junto con las tecnologías, contribuyen a que la Gestión Ambiental 4.0 sea disruptiva en relación con las industrias fijas 3.0. El capítulo también presenta los principales desafíos para el rendimiento ambiental y sostenible 4.0 de la industria a través de sus tecnologías.
Ana Paula Pereira Carvalho
Núbia Gabriela Pereira Carvalho
1. Introducción
La Industria 4.0 o Cuarta Revolución Industrial es un nuevo e inminente modelo industrial caracterizado como fabricación avanzada. Lo que más diferencia este nuevo modelo industrial de las tres revoluciones industriales anteriores es la integración de sus componentes. Estos están representados por personas y su trabajo humano, máquinas y equipos, y tecnologías. El entorno interno de la Industria 4.0 es más integrado, ágil, preciso, sincronizado y alienta a los estímulos externos a llegar y ser recibidos de la misma manera.
Este nuevo modelo industrial también es conocido por su alto posicionamiento tecnológico, virtual y digital. Las tecnologías existentes en la industria 4.0 no son necesariamente nuevas, lo que cambia es la integración entre ellas, lo que permite a la industria comportarse dinámica y rápidamente responder a las necesidades internas y externas. En el contexto de la producción, estas tecnologías permiten que los procesos de producción sean más eficientes, magros y rápidos.
En la industria 4.0, así como en las industrias actuales, el cuidado del medio ambiente, el uso adecuado y consciente de los recursos naturales, la optimización de los recursos físicos utilizados, la generación de residuos y la reutilización, y la búsqueda de no residuos también deben ser estrictamente observados. Industria 4.0 La gestión medioambiental es un ámbito tan relevante como todo su potencial innovador, ya que debe establecer directrices, supervisar las acciones y supervisar los procesos para que sean coherentes con un perfil industrial ambientalmente racional y verdaderamente sostenible.
Las mencionadas tecnologías de la industria 4.0 son fuertes soportes para la Gestión Ambiental 4.0. El potencial tecnológico del nuevo modelo industrial es uno de los aspectos clave que permiten que la industria 4.0 sea conocida como un modelo de fabricación verdaderamente sostenible. Sus tecnologías que funcionan de manera integrada, permiten no sólo que el proceso de gestión ambiental sea más sólido, sino que la propia actividad industrial en todos sus procesos. Estos se vuelven más virtualizados, magros, precisos y hechos bajo demanda.
A partir de este contexto explicativo, el propósito de este capítulo es presentar el potencial de las 4.0 tecnologías líderes de la industria para su respectiva Gestión Ambiental. Para ello, se distribuyen cinco secciones siguientes de tal manera que la primera se refiere a la presentación de la industria 4.0, la segunda se refiere a la presentación de sus respectivas tecnologías, mientras que la tercera se refiere a la gestión ambiental en la industria 4.0, la cuarta se refiere al potencial de las tecnologías para la gestión ambiental 4.0, y, por último, la quinta se refiere a los principales retos para el beneficio ambiental y sostenible mediante el uso de tecnologías 4.0.
2. Industria 4.0
El término Industria 4.0 fue mencionado por primera vez en alemán durante el evento “Hannover Fair” en 2011 en Alemania, y surgió como una propuesta para el desarrollo de un nuevo concepto de política económica alemana que se basa en estrategias de alta tecnología, que simbolizan el comienzo de la llamada Cuarta Revolución Industrial [ 1 , 2 ]. Así, a partir de 2011, comenzaron a surgir publicaciones científicas sobre la industria 4.0, aumentando exponencialmente alrededor de 2013. Y muchos estudiosos, investigadores y profesionales empresariales han prestado atención al nuevo modelo industrial y a sus tecnologías potenciales.
La industria 4.0 es un modelo de fabricación avanzado inminente caracterizado por un amplio conjunto de tecnologías que racionalizan el rendimiento industrial, haciéndolo más integrado, virtual, digital, con excelente tiempo de respuesta a estímulos internos y externos, y especialmente con comportamiento ejemplar ambiental y sostenible. La propia industria 4.0 incluye un conjunto de seis principios de diseño que incluyen intrínsecamente las tecnologías. Tales principios se denominan Descentralización, Virtualización, Interoperabilidad, Modularidad, Capacidad en Tiempo Real y Orientación de Servicios.
Una de las peculiaridades de la industria 4.0 es su capacidad de integración. El autor [ 3 ] presenta la presencia fundamental e interdependiente de dos cadenas de valor, horizontales y verticales. Gráfico 1 presenta la primera cadena de valor, la horizontal, junto con sus respectivos elementos.
Gráfico 1
Cadena de valor horizontal en la industria 4.0. Fuente: Adapted from [ 3 ].
El proceso de digitalización está en camino hacia las cadenas de valor horizontales y verticales. La digitalización horizontal de la cadena de valor trabaja para integrar y optimizar el flujo de información y bienes del cliente a través de su propia empresa al proveedor, y por lo tanto la información vuelve de nuevo. Este proceso implica la integración y el control proactivo de todas las áreas internas de la empresa, como la planificación, la compra, la producción y la logística. El proceso también incluye a todos los socios externos de la cadena de valor que son participantes clave en la satisfacción de los requisitos de demanda de los clientes y en el cumplimiento de los servicios solicitados [ 3 ]. Gráfico 2 muestra la cadena de valor vertical con sus respectivos miembros.
Gráfico 2
Cadena de valor vertical en la Industria 4.0. Fuente: Adapted from [ 3 ].
La digitalización de la cadena de valor vertical, por otra parte, está asociada a garantizar un flujo de datos e información sobre ventas mediante el desarrollo de productos para la fabricación y la logística. La calidad y la flexibilidad pueden aumentarse y reducirse los costes gracias a la conexión precisa y óptima de los sistemas de fabricación y a su respectiva prevención de fallos, cooperando así con mejores conocimientos analíticos [ 3 ].
3. Industria 4.0 tecnologías
La propia industria 4.0 abarca un amplio conjunto de tecnologías con un amplio potencial innovador debido a su integración. Tales tecnologías son percibidas por algunos académicos o profesionales de la industria como herramientas o pilares, o principios de la industria 4.0. Esto se debe a la necesidad de hacer más publicaciones para nombrar adecuadamente cada uno de los componentes de la industria 4.0. En esta sección, las tecnologías clave de la industria 4.0 se presentan en subsecciones.
3.1 Sistemas ciberfísicos
Uno de los avances más significativos en el desarrollo de las tecnologías de la información y las comunicaciones está representado por los Sistemas Ciberfísicos (CPS). Se trata de sistemas de colaboración computacional que están estrechamente relacionados con el mundo físico circundante y sus respectivos procesos activos, al tiempo que proporcionan y utilizan los servicios de acceso a los datos, así como el procesamiento de datos disponibles en Internet [ 4 ]. El CPS integra la relación con personas, datos e información, máquinas y equipos, con el fin de agilizar el proceso de recepción e intercambio de datos e información, análisis e interpretación y toma de decisiones.
3.2 Fabricación en nube
La fabricación en nube (CMfg) es un campo de investigación que integra la computación en nube (CC) y el diseño y fabricación de productos tradicionales. CMfg es un modelo de desarrollo de productos orientado a los servicios en el que los consumidores pueden diseñar y fabricar productos mediante el uso de la tecnología de la información y los recursos de fabricación en línea [ 5 ]. De esta manera, CMfg coopera con la personalización de los productos hechos bajo demanda directamente deliberados por el cliente.
3.3 Análisis de Big Data
Algunos estudiosos usan el término Análisis de Big Data (BDA) para enfatizar el proceso y las herramientas utilizadas para extraer información de Big Data. En esencia, BDA incluye no sólo la organización sobre la cual se realiza el análisis de datos, sino también los elementos que componen las herramientas, la infraestructura y los medios para visualizar y presentar ideas [ 6 ]. Así, el BDA presenta una estructura más fuerte para recibir, archivar, analizar e intercambiar datos e información, permitiendo una toma de decisiones más concreta basada en información real y adecuadamente organizada y tratada.
3.4 Realidad aumentada
La realidad aumentada (AR) se define como una técnica gráfica computarizada que transforma el entorno real en un entorno digital también utilizando objetos virtuales en el mundo real [ 7 ]. El AR tiene varias posibilidades de uso en diferentes áreas, ya sea en la transmisión de conocimientos, en la realización de actividades de trabajo, en la elaboración de productos, en la deliberación de rutas logísticas, entre muchas otras aplicaciones.
3.5 Sensores inteligentes
Los sensores inteligentes (SS) son uno de los elementos clave de la futura red inteligente, ya que permite la monitorización remota en cada punto específico de una red para evaluar el rendimiento del sistema en tiempo real y detectar posibles errores [ 8 , 9 ]. Esta tecnología permite a la industria responder mejor a las necesidades internas y externas de adaptación o cambio en un punto dado de la red.
3.6 Detección de la ubicación
Los sistemas de detección de localización están diseñados para facilitar la identificación de la ubicación respectiva de un usuario o de un objeto en particular en un espacio físico. Sin embargo, los sistemas vienen en diferentes variedades, algunos requieren que los usuarios tengan etiquetas con identificación que se ve a través de sensores fijos fijos y calibrados. Hay sistemas que proporcionan el seguimiento de objetos de forma anónima, mientras que algunos adoptan la infraestructura fija (WiFi o Bluetooth). Los sistemas de detección de localización difieren en aspectos como la extensión, la cobertura del área, la precisión y el costo [ 10 ]. Si bien estos sistemas difieren en estos puntos, independientemente de la amplitud de su potencial, permiten a la industria tener un mayor control sobre sus recursos y procesos para que siempre estén optimizados y dirigidos a la ubicación correcta.
3.7 Internet industrial de las cosas
La Internet industrial de las cosas (IIoT) es un sistema que incluye redes inteligentes, sistemas ciberfísicos, plataforma de computación en nube que permite el acceso, recolección y evaluación de las comunicaciones, y también permite a la industria intercambiar datos, como procesos, productos y servicios, en tiempo real, generando así la optimización del valor de producción [ 11 ]. Por lo tanto, IIoT es también una de las tecnologías clave responsables de garantizar la integración de los datos y las comunicaciones en toda la industria y fuera de ella, en un intercambio constante de información con las partes interesadas.
3.8 Fabricación de aditivos
La fabricación aditiva (AM) es una técnica que busca reunir una amplia variedad de geometrías y estructuras complejas a partir de datos de modelos tridimensionales (3D). El proceso consiste en imprimir capas sucesivas de materiales que se forman uno encima del otro. La AM involucra varios métodos, materiales y equipos, y ha evolucionado a lo largo de décadas y tiene la capacidad de transformar los procesos de fabricación y logística. La AM ha sido ampliamente aplicada en una variedad de industrias incluyendo biomecánica, prototipos y construcción [ 12 ]. Esta tecnología utiliza diferentes materiales para diferentes propósitos, para los cuales aspectos como capacidad, durabilidad, consistencia, limitaciones y contacto con otros posibles tipos de materiales deben ser observados.
4. Gestión ambiental en la industria 4.0
El ritmo del progreso tecnológico abre un espacio para la reflexión sobre sus impactos no sólo en la economía, sino también en la sociedad y el medio ambiente. A partir de la Conferencia de Estocolmo de 1972, se celebran varias reuniones en todo el mundo para debatir cuestiones ambientales. A lo largo de los años hay un choque entre las perspectivas de la producción industrial, la expansión económica y el desarrollo sostenible. Además del uso del agua y la energía, la extracción de materias primas y la explotación del suelo, hay una gran cantidad de residuos generados [ 13 ].
La Gestión Ambiental de las industrias tradicionales 3.0 es muy eficaz en sus directrices, supervisiones y acciones. Sin embargo, los modelos industriales tradicionales no permiten un rendimiento completo y satisfactorio de la industria ecológicamente racional y sostenible. Estos aún tienen sus procesos que utilizan muchos recursos naturales, que a veces se sobreexplotan, el nivel de residuos todavía se puede considerar alto, la reutilización de los recursos de producción no ocurre de manera efectiva, así como el proceso de logística inversa, entre muchos otros puntos que no permiten a la industria tener un comportamiento sostenible.
Las organizaciones que buscan un buen desempeño en las acciones de sostenibilidad deben estar dispuestas a presentar los resultados de sus prácticas a la sociedad y al mercado. Con este fin, el principal mecanismo utilizado por las empresas es el informe anual de sostenibilidad. A través de indicadores, los informes de sostenibilidad presentan los resultados de las empresas en las dimensiones ambiental, social y económica en un año determinado. Este tipo de documento contribuye a ampliar la comunicación y las relaciones sobre estas dimensiones entre los participantes clave en el entorno empresarial en el que la empresa forma parte [ 14 ]. Cuadro 1 presenta los aspectos del comportamiento ambiental en el indicador de sostenibilidad propuesto por [ 15 ].
Cuadro 2
Es necesario reflexionar sobre las acciones y consecuencias del pasado y establecer nuevas relaciones con el medio ambiente [ 10 ]. Uno de los objetivos fijados en 2015 por las Naciones Unidas (ONU) en la Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible es promover la modernización, incluso en las industrias, con el objetivo de que sean incluyentes y sostenibles con un uso cada vez más eficiente de los recursos y la aplicación de tecnologías en los procesos industriales para que sean más limpias [ 17 ].
En este contexto positivo, la Gestión Ambiental en la industria 4.0 puede contar con su excelente capacidad para establecer planes, deliberar sobre proyectos, conceder o retirar permisos, verificar procesos y supervisar resultados, todavía puede utilizar una amplia gama de tecnologías integradas que cooperan entre sí para un rendimiento ambiental ejemplar y sostenible, que todavía tiene menores costos y costos y una mayor rentabilidad industrial.
Dado que la industria 4.0 tiene una mayor conciencia ambiental y sostenible, junto con el uso de sus tecnologías potenciales, la adquisición de recursos naturales y toda la eficiencia energética se hace según la necesidad y la demanda, sin exageración. Así, el gasto en la adquisición de insumos productivos tiende a disminuir o, al menos, a controlar, ya que se está adquiriendo el volumen adecuado y necesario de un determinado recurso para ser utilizado en la producción. Además de los costos de funcionamiento de los generadores, computadoras centrales, dispositivos virtuales y digitales, máquinas, equipos, también se reducen al activarse en el momento adecuado y al ser necesario seguir activos. Los residuos mínimos generados también pueden dejar de ser un coste para la industria si se reutilizan como un nuevo material para integrarse en otros productos, o incluso como una materia prima para la construcción de herramientas que ayuden en la producción, o que sean el combustible para ella, para algunos tipos específicos de industria.
Además de reducir costos y gastos, el comportamiento ambiental y sostenible de la industria 4.0 puede aumentar su rentabilidad. Las industrias en la misma segmentación pueden crear una red de asociaciones en la que los recursos adquiridos que ya no se utilizarán en la producción se transmiten a otras industrias que los necesitan, en lugar de hacerlos inútiles o perdidos en el almacenamiento industrial, lo que conduce a gastos y pérdidas. Del mismo modo, el uso de máquinas y equipos puede compartirse entre las industrias 4.0. Esto consiste en compartir la capacidad operativa de las industrias y es una forma de prestarse servicios unos a otros para que la industria proveedora tenga la ventaja de mantener su maquinaria en funcionamiento y generar ingresos volátiles cuando no está operando en la industria desde la que opera. Al mismo tiempo, la industria que utiliza la maquinaria mantiene su actividad productiva sin interrupción ni pérdida de demanda.
La interconexión de las redes de generación de valor en la industria 4.0 ofrece nuevas oportunidades para la consolidación de los ciclos de vida de los productos de ciclo cerrado y la simbiosis industrial. La interconexión de la red permite una coordinación eficiente de los flujos de agua, energía, material y producto a lo largo de los ciclos de vida del producto, así como entre diferentes fábricas. Los ciclos de vida del producto de ciclo cerrado ayudan a mantener los productos en ciclos de vida con varias fases de uso, con refabricación o reutilización entre ellos. La simbiosis industrial describe la cooperación entre diferentes fábricas para obtener una ventaja competitiva mediante el comercio e intercambio de agua, energía, materiales y productos [ 18 [ ] así como datos inteligentes a nivel local [ 19 ].
El enfoque del diseño sostenible de productos en la industria 4.0 se centra en el diseño de ciclos de vida de productos cerrados, permitiendo la reutilización y refabricación de productos específicos o aplicando principios de cuna a cuna. Los diferentes enfoques de diseño también se centran en la búsqueda del bienestar del consumidor. Estos conceptos pueden apoyarse mediante la aplicación de sistemas de identificación, como la recuperación de núcleos para la refabricación, o mediante la aplicación de nuevos servicios adicionales al producto para lograr un mayor nivel de bienestar del cliente [ 20 ].
Las transformaciones presentadas por la industria 4.0 revolucionan las formas de comercialización y promueven cambios de comportamiento en las esferas del consumo y la producción, y principalmente pueden cooperar en la estructuración y formación de modelos de negocio más sostenibles [ 19 ]. Constantemente estas nuevas tecnologías impactan en sectores como la salud, la energía y la construcción, y se configuran en una unión de procesos inteligentes que originan productos y servicios cuyo objetivo es proporcionar comodidad y calidad de vida asociada con la gestión de los recursos existentes [ 21 ].
5. Potencial tecnológico para la gestión ambiental 4.0
La industria 4.0, al igual que cada organización empresarial, y cada individuo mismo, necesita tener una fuerte conciencia ambiental. La diferencia con este nuevo modelo industrial es que puede utilizar un conjunto de tecnologías disponibles que le permiten tener un rendimiento industrial más ecológico, limpio y eficiente. Gráfico 3 presenta tecnologías de la industria 4.0, demostradas mediante el uso de puntos, que tienen un alto potencial favorable a la Gestión Ambiental 4.0. Cada uno de los puntos se describe posteriormente.
Gráfico 3
Tecnologías Potenciales para la Gestión Ambiental en la Industria 4.0. Fuente: Elaboración propia.
5.1 Sistemas ciberfísicos
Los sistemas ciberfísicos son agentes pertinentes para la gestión ambiental, ya que pueden recibir planificación de la producción, estipular las etapas de producción, proporcionar datos sobre la utilización de los recursos y los insumos de producción y gestionarlos durante todo el proceso de fabricación. El CPS puede cumplir con los horarios de producción recibiendo y proporcionando datos e información en tiempo real, y puede cambiar cualquier paso de producción según sea necesario.
Así, el uso de los recursos, principalmente naturales, se hace de manera más consciente y sólo de acuerdo con la necesidad de integración en la producción del producto. Del mismo modo, se pueden generar menos desechos porque los materiales adecuados se utilizan en la medida y según sea necesario. Debido a que están conectados a Internet, y son los principales interconectores de la industria que lo convierten en un sistema de red, cualquier cambio que sea necesario hacer, el CPS puede comunicarlo a través de avisos a sistemas informáticos y dispositivos móviles y realizar de forma autónoma (cuando está programado) o permitida (cuando está coordinado por personas), los cambios necesarios en el proceso de producción.
5.2 Fabricación en nube
La fabricación en nube (CMfg) es otro agente potencial para la consolidación de una gestión ambiental fuerte 4.0. Esta tecnología es responsable de recibir, almacenar, procesar, presentar y compartir datos de producción e información. A través de esta tecnología, no sólo se tratan los estímulos del entorno interno, sino también los externos. Debido a su función de orientación al servicio, cualquier cambio menor o necesidad de ajustar los pedidos de los clientes, las notificaciones se envían y se presentan en sistemas a los responsables de una etapa de producción determinada.
La industria 4.0 tiene una alta capacidad para ofrecer la personalización a los pedidos de sus clientes. Al hacer posible que los clientes sigan los pasos de producción de un producto, pueden sugerir o no modificaciones. Esto, en una industria tradicional, podría dar lugar a una gran cantidad de residuos de recursos, materiales, eficiencia energética, lo que conduciría a residuos y residuos. Sin embargo, con CMfg, es posible tener la planificación del producto para ser ejecutado, y así adquirir los insumos necesarios. Si cualquier cambio de producto es solicitado por el cliente, después del análisis sistémico, la producción puede ser cambiada sin un desperdicio significativo de recursos, materiales y eficiencia, y otros materiales que pueden ser utilizados pueden ser integrados en el proceso de producción, resultando en la optimización de los recursos.
5.3 Análisis de Big Data
El análisis de Big Data (BDA) almacena y analiza todos los datos de la industria. Su potencial para la Gestión Ambiental 4.0 es agrupar, analizar y proporcionar datos e información pertinentes sobre los recursos existentes, los recursos utilizados, la funcionalidad de las máquinas, la eficiencia energética, la generación de desechos, la utilización de desechos y los niveles de contaminación emitidos. El BDA puede proporcionar información histórica sobre un posible recurso ya utilizado en la producción del mismo bien, que puede ser reutilizado. También puede notificar, por sistemas, la falta de un cierto recurso para la producción, o incluso la avería de alguna máquina, haciendo que el proceso de producción se interrumpa.
Con el acceso a la información CMfg, el BDA puede sugerir cambios en las especificidades del proceso de producción. Con estas y otras posibilidades, el BDA sirve como una advertencia de oportunidades y necesidades de corrección, así como su alta capacidad para almacenar datos e información. Por lo tanto, cualquier oportunidad de mejorar la capacidad de producción utilizando menos recursos o aprovechando menos funcionalidad de las máquinas, o alertando sobre el uso indebido de un recurso o material destinado a producir un bien, o incluso la actividad de una máquina rota, puede ser notificado por BDA, por lo que es un contribuyente ambientalmente activo.
5.4 Realidad aumentada
La realidad aumentada (AR) coopera eficazmente con la Gestión Ambiental 4.0 porque puede asesorar sobre la planificación antes de concretar, simulaciones de lo que se va a implementar, y la necesidad de correcciones incluso a distancia, o desde diferentes lugares. También contribuye a los procesos de capacitación y creación de capacidad, impartiendo conocimientos y enseñanzas a los empleados sobre medidas ecológicamente racionales y sostenibles mediante la visualización de proyecciones reales. Ayuda en las rutas de carga y descarga, para que los camioneros sean mejor informados sobre a dónde deben llegar, para que se dirijan a la ubicación correcta, sin errores ni desviaciones en la ruta y posible aumento de las emisiones contaminantes por parte de sus vehículos. El AR también coopera con el seguimiento de las operaciones de producción, permitiendo comprobar fallos, interrupciones, interrupciones o errores en las líneas de producción, entre muchas otras funciones relevantes.
Con AR, los planes pueden ser preparados y vistos virtualmente antes de que sean dirigidos, por lo que cualquier error de planificación puede ser corregido antes de que los recursos sean adquiridos o activados innecesariamente. Las simulaciones que hace posible AR permiten a ingenieros, técnicos, operadores y diseñadores poder comprobar el cumplimiento y las necesidades de modificación de todo el producto antes de que se produzcan. El AR todavía permite que puntos que son distintos o distantes del sitio de la industria sean vistos virtualmente, de modo que la realidad de un punto dado pueda conocerse incluso en tiempo real, racionalizando así el proceso de toma de decisiones para realizar acciones o reparaciones.
5.5 Sensores inteligentes
Los sensores inteligentes (SS) son un tipo de tecnología que informa a los sistemas para la visualización por los empleados de posibles errores o no conformidades, ya sea en materiales, productos, máquinas, pasos o líneas de producción, y pueden medir los niveles de residuos o contaminación generados.
La SS es una tecnología que puede enviar estas notificaciones a los empleados a través de sistemas en máquinas, ordenadores centrales o dispositivos móviles y no puede tomar ninguna otra acción, o puede actuar, cuando está programado, de forma autónoma. Las SS podrán recibir una configuración inicial de índices aceptables distribuidos en diferentes escalas, y cuando se produzca una no conformidad que supere dichos rangos, las SS podrán notificar a los empleados o tomar medidas para que el proceso de producción no sea erróneo en ninguna etapa, dando lugar a resultados negativos para el medio ambiente.
5.6 Detección de la ubicación
La detección de localización es una tecnología comúnmente utilizada con el sistema de etiquetas. Cuando usted conoce la ubicación correcta de máquinas y equipos, los productos en la etapa de producción, productos acabados, mucho tiempo, precisión, reducción de la generación de residuos y contaminantes se ganan en toda la industria.
La detección de localización ayuda a localizar fácilmente los recursos que deben estar en la línea de producción sin perder mucho tiempo y eficiencia energética en las máquinas en funcionamiento. Así como los lotes en fase de producción almacenados en inventarios temporales no necesitan ser rehechos porque no se encuentran, así como los lotes completados no necesitan ser detenidos en inventarios que generan costos de la industria y la insatisfacción de los clientes, o incluso el riesgo de ser confundidos con lotes que han fallado.
Con la detección de ubicaciones la industria se vuelve más ágil y precisa, reduciendo la generación de residuos debido a errores de verificación local. También la logística puede evitar entregas y cargas erróneas por error en la definición de la ubicación correcta para llegar.
5.7 Internet industrial de las cosas
La Internet industrial de las cosas (IIoT) conecta datos e información de todas las áreas de la industria y más allá con las partes interesadas. El IIoT nos permite identificar fallos reversibles o no reversibles de máquinas y equipos, problemas de sensores y sistemas, interrupción de la producción, cambios en los requisitos de demanda de los clientes, oportunidades de servicio para los interesados y muchas otras posibilidades.
Por lo tanto, el IIoT es una tecnología valiosa para la Gestión Ambiental 4.0 porque puede evitar la pérdida de una máquina o equipo de producción porque la situación peligrosa no ha sido verificada antes, generando así residuos para el medio ambiente. Del mismo modo, puede verificar rápidamente que los sensores y sistemas no funcionan correctamente y no pueden percibir el uso indebido de una característica específica en un producto, lo que podría conducir a la pérdida de característica y producto, lo que conduciría a la extracción de característica perdida y residuos en el medio ambiente por el producto no conforme.
El IIoT también coopera informando a los clientes de los cambios de pedidos, para que los recursos y ajustes necesarios sean manejados cuidadosamente para evitar desperdicios. A través de IIoT, una red de industrias puede permanecer interconectada, por lo que con la comunicación activa, las oportunidades para ofrecer y adquirir demandas de servicio pueden ser observadas y aceptadas, haciendo posible que una industria necesite maquinaria que usted no posee pero puede poner a disposición es evitar comprar maquinaria para que no sea de repuesto en esta industria.
5.8 Fabricación de aditivos
La fabricación aditiva (AM) es una tecnología que tiene un alto grado de innovación en el uso de recursos en la producción. La principal contribución de la AM a la Gestión Ambiental 4.0 es que puede utilizar otros tipos de materiales que no son necesariamente tomados de la naturaleza para la fabricación de diversos tipos de productos.
Con AM, algunos segmentos de la industria pueden cambiar la producción de sus productos utilizando materiales que no provienen directamente de la naturaleza, o que son biodegradables, o incluso comestibles, para algunos tipos muy específicos de industria. De esta manera la industria puede lograr un comportamiento más ambientalmente correcto con respecto a la adquisición de insumos productivos.
En términos de generación de residuos, la AM puede utilizar materiales que no han sido conformes o de repuesto en la industria y hacerlos viables para producir nuevos productos que los integren en lugar de seleccionar materiales para extraer o prefabricar, eliminando los irregulares que causan resultados ambientales negativos.
6. Desafíos para el beneficio ambiental y sostenible a través de las tecnologías 4.0
Las tecnologías de la industria 4.0 son muy relevantes para el compromiso medioambiental y sostenible de las industrias. Sin embargo, requieren mucha observación y cuidado en su correcta planificación de implementación, operación, mantenimiento y descartes. Si todos estos no son bien analizados antes de su realización, pueden tener un efecto contrario al posicionamiento industrial ambientalmente correcto y sostenible.
La industria debe ser consciente de que las tecnologías requieren un seguimiento continuo para garantizar su uso pleno y eficaz y no dañar el medio ambiente. Cuadro 3 presenta los retos clave para el beneficio medioambiental y sostenible de cada una de las 4.0 tecnologías de la industria.
Cuadro 3
Principales retos para el beneficio ambiental y sostenible a través de las tecnologías 4.0 (continuación).
Fuente: Elaboración propia.
Las tecnologías de la industria 4.0 contribuyen de manera relevante a la gestión ambiental, si se utilizan de manera adecuada y conjunta. Una acción de una determinada tecnología requiere la cooperación de la otra para poder complementar y consolidar eficazmente los esfuerzos.
7. Conclusión
En este capítulo hemos presentado la industria 4.0 y sus principales tecnologías, para que se describan su estructura integrada y todas las posibilidades tecnológicas que incluye el nuevo modelo industrial. También se presentó el contexto de la gestión ambiental en la industria 4.0, que denota la cooperación del conjunto de tecnologías 4.0 para un rendimiento ambientalmente racional y sostenible. Luego, se presentaron los potenciales de cada tecnología para la Gestión Ambiental 4.0 y, por último, sus respectivos desafíos para el beneficio ambiental y sostenible.
Cabe señalar que la industria 4.0 es un modelo que utiliza las bases de otras revoluciones industriales que ocurrieron anteriormente, pero con mayor innovación e integración. La Gestión Ambiental 4.0 es disruptiva porque puede integrar plenamente las capacidades del amplio conjunto de tecnologías disponibles para lograr un comportamiento sistémico más orientado hacia prácticas eficaces de abastecimiento consciente de insumos, uso correcto y preciso según sea necesario y requerido, menor generación y reutilización de residuos, percepción rápida de fallas y correcciones, contacto en tiempo real con las partes interesadas, entre muchas otras posibilidades. Sin embargo, al igual que en las industrias tradicionales, un comportamiento ambiental y sostenible excelente requiere conciencia y acción colectiva, y en el caso de las tecnologías 4.0, comprensión y acciones sistémicas.
- 9. Tang T, Ho A. Una perspectiva de dependencia del camino en la adopción de Internet de las cosas: Evidencia de los primeros adoptantes de sensores inteligentes y conectados en los Estados Unidos. Información del Gobierno Trimestral. 2019; 36 :321-332. DOI: 10.1016/j.giq.2018.09.010
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