HASTA LA TECNOLOGÍA DE FRONTERA

La industria 4.0 y su evolución

La Revolución Industrial, un enorme parteaguas en la historia de la humanidad, fue resultado de un largo proceso de creación e innovación enfocado en la transformación de las sociedades, que históricamente ha buscado maximizar la eficiencia de los sistemas productivos mediante la tecnología, la optimización sostenible de procesos, sistemas de transporte y metodologías de producción orientadas a la mejora continua. (Tabla 1)

Contexto de la Revolución Industrial 4.0

La Revolución Industrial es un proceso de carácter evolutivo y sostenible. En el momento actual, la carrera por la transformación digital es un catalizador fundamental del progreso, que dio origen a sistemas de producción de alta eficiencia, capaces de mejorar nuestra calidad de vida. Prácticamente no existe ninguna área de los sectores económico-productivos que no se vea trastocada por los avances tecnológicos; como ejemplo de ello está el sector de la salud, que experimenta cambios intensos por el internet de las cosas (IoT). Se prevé que el mercado de sensores médicos alcanzará un volumen de negocio de 27,700 millones de dólares en 2026, con un crecimiento de 9.9% durante los próximos años, según datos de Transparency Market Research.

La aplicabilidad de la tecnología IoT junto con la realidad virtual y aumentada es de suma importancia en los tratamientos médicos y el diagnóstico, para brindar servicios de salud en casa de manera cotidiana, por

Primera Revolución Industrial

Segunda Revolución Industrial

Tercera Revolución Industrial

Cuarta Revolución Industrial, industria 4.0

Sucedió en el siglo XVIII

Evolucionaron a sistemas de producción con el uso de motores que funcionaban con base en agua o vapor, técnicas para el desarrollo del trabajo. Anteriormente, los sistemas de producción se basaban en la fuerza del hombre y los animales

Sucedió a inicios del siglo XX

Sucedió al final de la década de 1950

Últimas dos décadas

Evoluciona con la introducción de sistemas de producción con el uso del acero y la electricidad, y nuevos conceptos de producción en masa en líneas de producción

Tecnología electrónica e inicio de los computadores, el software y el almacenamiento de datos; inicios de la conectividad analógica

Interconectividad, acceso a datos en tiempo real; internet de las cosas conectando lo físico con lo digital; almacenamiento masivo y analítica de datos; automatización industrial, inteligencia artificial y big data, eficiencia energética, firmware, redes 5G, impresión 3D medio de flujos de información y datos. En este ámbito, los ingenieros biomédicos tienen un papel preponderante, y por ello su formación no se limita a la tecnología hospitalaria y los procesos clínicos, sino que tiene un enfoque muy fuerte en la electrónica, software, telecomunicaciones y biosensores.

Como se observa en la Tabla 1, la Revolución Industrial ha pasado por cuatro importantes etapas evolutivas. Fuente: Elaboración propia.

Por otra parte, un sector para el que se prevé un incremento sustancial en la productividad e inocuidad es el agropecuario, enfocado en la agricultura de precisión o Smart Agriculture, que se basa en aplicar la cantidad correcta de insumos en el momento adecuado y en el lugar exacto, mediante el uso de la tecnología de la información, para adecuar el manejo de suelos y cultivos a la variabilidad presente dentro de un lote. Así, mientras la agricultura convencional considera que las condiciones de siembra en una parcela son homogéneas, la agricultura de precisión maneja la variabilidad espaciotemporal, maximiza el rendimiento y reduce los costos de inversión y el impacto ambiental.

Sin duda, la transformación digital es un elemento cotidiano, con crecimiento exponencial, que busca adaptar las industrias y el comercio a las nuevas necesidades del mercado, y ha focalizado objetivos específicos como la movilidad reducida, internet como canal principal de interacción, la gestión inteligente de los datos, la automatización de procesos en busca de una mayor eficiencia en la producción, y alcanzar un mayor grado de eficiencia energética; todo esto representa grandes retos y oportunidades de carácter tecnológico. De acuerdo con el indicador de

Focus Sostenibilidad

UN SECTOR PARA EL QUE SE PREVÉ UN INCREMENTO SUSTANCIAL EN LA PRODUCTIVIDAD E INOCUIDAD ES EL AGROPECUARIO.

BID-INTAL, basado en la metodología del McKinsey Global Institute, entre 40% y 60% del empleo agrícola en la región sería automatizable.

En este respecto, se observan porcentajes variables de un país a otro, y los mayores potenciales de automatización en el sector se registran en Perú y México. Así, en los próximos años, se espera que profesionales enfocados en el sector agropecuario, entre ellos ingenieros biotecnólogos, mecatrónicos, en alimentos y de software, sean gestores de los insumos tecnológicos y de procesos en lo que hoy se denomina Smart Agriculture. Esta será fundamental para el logro de la seguridad alimentaria mundial, apoyada en tecnologías agrícolas avanzadas: IoT, inteligencia artificial, big data, robótica, agricultura de precisión, agricultura protegida, agricultura 5G y geomática; con ello se disparará la eficiencia de la producción, la distribución y la inocuidad de los productos agrícolas. Estas tecnologías tienen una variada gama de aplicaciones, desde invernaderos autónomos que suministran riego automáticamente hasta drones que buscan plagas y cuentan frutas, resolviendo problemas como el manejo del envío, la planeación eficiente y pertinente del almacenamiento, a la vez que abrirán paso a nuevas eficiencias.

¿CUÁLES SON LAS CLAVES Y RETOS DE LOS PROFESIONISTAS EN LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL 4.0?

• Automatización industrial

La automatización es uno de los factores más importantes para la industria 4.0; de hecho, la automatización y el uso de la robótica (una de las orientaciones más importantes en la formación de ingenieros en meca- trónica) brindan un alto nivel de eficiencia. Por otra parte, los procesos industriales, desde las tareas de recepción de productos y materias primas hasta los procesos de fabricación y la optimización de la cadena de suministros, enmarcan un objetivo muy claro en la formación académica de los ingenieros en gestión empresarial e ingenieros industriales, que hoy deberán enfocarse en el diseño de procesos y manufactura de impresión 3D en metales y materiales en gran escala para la transformación digital, con énfasis en la economía circular, que brinde una visión sustentable.

• Sistemas de movilidad

El transporte es un reto que enfrentan hoy los profesionales de ingeniería civil, los arquitectos orientados al urbanismo, ingenieros en geomática e ingenieros en tecnologías automotrices, porque uno de los mayores problemas en las ciudades es la contaminación. Por otra parte, es necesario resolver los colapsos de tráfico y la falta de lugares de estacionamiento para que las personas se desplacen de forma rápida, segura y sustentable.

En la Revolución Industrial 4.0, el uso de la tecnología para mejorar las ciudades incide en la movilidad pública y privada, y como ejemplos tenemos un uso más eficiente de los semáforos, señalización e información optimizada, y la mejora de procesos vinculados con el transporte público mediante la geomática, la red de datos 5G, IoT, el ahorro energético y el empleo de energías limpias.

• Analítica de datos

En la actualidad, las empresas manejan una cantidad enorme de información que proviene de sistemas geomáticos, sensores inteligentes, la interacción de los usuarios en la internet y muchas otras fuentes. La gestión inteligente de ese gran volumen de datos (big data) es fundamental para mejorar los procesos industriales, médicos y aquellos relacionados con la vida cotidiana. Al conocer mejor las necesidades de los clientes o usuarios, podrán detectarse tendencias y oportunidades en el mercado mediante el modelado y la analítica de datos en tiempo real. Todo ello representa un gran reto en la formación de profesionales especializados como ingenieros industriales, actuarios y científicos de datos, ingenieros de software con habilidades para la minería de datos, ingenieros en ciberseguridad e IoT enfocados en la instrumentación, explotación y modelado de datos, quienes crearán algoritmos y modelos eficientes para explotar la información.

La inteligencia artificial puede ayudar a los productores agropecuarios a que sus diferentes productos sean de mejor calidad y no generen pérdidas.

Al procesar la gran cantidad de datos que aportan los dispositivos IoT en los sistemas de fabricación actuales, técnicas de big data sacan el máximo partido en la gestión de almacenes, mejorando la eficiencia operativa y reduciendo los errores humanos, detectando cuellos de botella, aplicando mantenimiento predictivo o predicción de la demanda. Estos elementos son apenas algunos de los beneficios de la analítica de datos.

• Eficiencia energética

Un problema clave para el cambio del modelo productivo y que es urgente atender, además de ser un pilar fundamental en la industria 4.0 para la sostenibilidad de la calidad de vida de la humanidad, es la gestión de tecnologías de ahorro energético. La legislación al respecto es cada vez más estricta, y marca el camino de la industria hacia el uso de energías renovables y la optimización de recursos, de ahí la importancia de preparar ingenieros y profesionales enfocados en el empleo sustentable de la energía eléctrica y las energías limpias, capaces de innovar en la generación, la trasmisión y el almacenamiento de energía, para reducir el impacto de la contaminación en el ambiente.

¿Como evolucionar con ética y responsabilidad a la industria 5.0?

En la actualidad, los sectores productivos desarrollan el concepto de “industria inteligente”. Este término tecnológico podría marcar la evolución a la industria 5.0, que se enfoca en gran medida en la convergencia de escenarios de producción, donde se combinan las capacidades de operación e inteligencia artificial de los robots y las habilidades de los humanos.

A diferencia de los robots usados en la industria 4.0, se vislumbra que en la industria 5.0 se emplearán robots colaborativos (cobots), es decir, autómatas que mezclan su “capacidad de aprender y tomar decisiones” (inteligencia artificial y realidad virtual) con la del artesano, ingeniero, productor o fabricante. Todo esto se justifica por la personalización de la producción, que será crucial en términos de demanda y pondrán un gran valor agregado en los activos de la producción, que se verán inmersos como consecuencia de requerimientos de alto volumen.

Referencias:

Estas Tecnolog As Tienen Una

VARIADA GAMA DE APLICACIONES, DESDE INVERNADEROS AUTÓNOMOS HASTA DRONES

QUE BUSCAN PLAGAS Y CUENTAN FRUTAS.

La llamada evolución o revolución tecnológica de la industria 5.0 plantea un reto adicional para las universidades, porque no solamente requiere de una formación científica y tecnológica en los estudiantes: es indispensable analizar el tema en las aulas con perspectiva ética, estableciendo los límites de la llamada “era de progreso ilimitado”, cuidando en todo momento no llegar un transhumanismo o reduccionismo del hombre, que conduce a una ética utilitarista alejada del concepto de dignidad humana, y proveyendo al alumno herramientas para formar un criterio con el principio básico de que la ciencia y la tecnología deberán siempre estar al servicio del hombre, y no a la inversa. Por ello, los formadores de profesionales deben afinar su criterio y poseer un conocimiento profundo del tema para promover un equilibrio, donde el ser humano pueda vivir en armonía con la naturaleza, con las tecnologías y consigo mismo, en un entorno donde pueda manifestar todo el potencial concedido por Dios. <

1.CEPAL FAO. Perspectivas de la agricultura y del desarrollo rural en las Américas. 2021.

Disponible en: https://repositorio.cepal.org/bitstream/handle/11362/47208/1/CEPAL-FAO21-22_es.pdf

2. Food and Agriculture Organization. Global agriculture towards 2050. Rome; 2009.

Disponible en: http://www.fao.org/fileadmin/templates/wsfs/docs/Issues_papers/HLEF2050_Global_ Agriculture.pdf

3. Oficina de Información Científica y Tecnológica para el Congreso de la Unión. Agricultura de Precisión. 2018. Disponible en: http://www.foroconsultivo.org.mx/INCyTU/documentos/ Completa/INCYTU_18-015.pdf

Ing. Alberto Ruiz Fernández