La Gran Barrera de Coral, declarada Patrimonio de la Humanidad, es el arrecife de coral más grande y uno de los hábitats más impresionantes y espectaculares del mundo. Con una extensión de más de 2.300 kilómetros a lo largo de la costa noreste de Australia, con un área de aproximadamente 344.000 kilómetros cuadrados, tiene aproximadamente el mismo tamaño que Alemania. Pero, de manera alarmante, se encuentra bajo una seria amenaza por el calentamiento y la acidificación de los océanos, la contaminación y los brotes de depredadores naturales como la estrella de mar con corona de espinas. Los científicos del Instituto Australiano de Ciencias Marinas (AIMS) están llevando a cabo una investigación innovadora sobre cómo salvar este lugar extraordinario para que lo disfruten las generaciones futuras. Gracias a la tecnología de Siemens, los investigadores ahora pueden simular el arrecife en el nuevo National Sea Simulator (SeaSim), una instalación como ninguna otra en el mundo.
Simulando las condiciones del océano
AIMS es una organización de investigación del gobierno australiano que se especializa en investigación marina tropical. Usando las instalaciones del acuario SeaSim, que se inauguró en Townsville, Queensland, junto a la Gran Barrera de Coral, en agosto de 2013, los científicos de AIMS pueden replicar las condiciones del océano. Están estudiando cómo las actividades humanas y los eventos naturales impactan actualmente en el arrecife, cómo podrían afectar el futuro del arrecife y cómo proteger las 1.625 especies de peces; más de 600 tipos de corales duros y blandos; 133 especies de tiburones y rayas; seis de las siete especies de tortugas marinas amenazadas del mundo; 3.000 moluscos; y miles de diferentes esponjas, gusanos, crustáceos, equinodermos y mamíferos marinos.
Valor de un ecosistema
Según Mark Read, gerente de soporte de operaciones de la Autoridad del Parque Marino de la Gran Barrera de Coral, el valor económico que la Gran Barrera de Coral aporta a Australia es de unos 5.600 millones de dólares australianos al año. “Además, el arrecife proporciona algo menos de 70.000 puestos de trabajo”, dice, “alrededor de 64.000 de los que están directamente involucrados con el turismo. Sin embargo, incluir el valor natural que aporta el arrecife significa que es muy, muy difícil poner una cifra en dólares en toda el área. Es grande."
Al observar esos números, está claro que poder simular el arrecife y tener una mejor comprensión de los impactos del cambio climático, el blanqueamiento de los corales, el manejo de plagas, los sedimentos y la contaminación, y las tecnologías del agua de mar es de vital importancia. “SeaSim nos brinda una capacidad que nunca antes habíamos tenido en términos de la complejidad de los experimentos que podemos realizar. La tecnología de Siemens sustenta todos los sistemas de monitoreo aquí dentro de SeaSim. Podemos observar múltiples parámetros ambientales que afectan a los organismos marinos, y esta es la primera vez que logramos hacerlo ”, dice el Dr. David Souter, director de investigación de AIMS. "Tenemos varios tipos de infraestructura en AIMS, pero SeaSim es el más espectacular de nuestros desarrollos de infraestructura".
Desarrollando un sistema de simulación del mar
El objetivo principal del proyecto SeaSim era proporcionar un sistema completo de automatización de plantas / procesos para realizar investigaciones marinas de alta calidad en un entorno de acuario. Para ello, AIMS evaluó varias soluciones de control antes de seleccionar finalmente Simatic PCS 7 como su sistema de elección. El factor clave fue el impresionante historial del sistema de aplicaciones industriales, donde había demostrado su alta disponibilidad, confiabilidad y escalabilidad. Estas características son importantes para la investigación de AIMS, ya que los equipos necesitan realizar múltiples experimentos que se ejecutan simultáneamente durante períodos de tiempo más largos. Algunos experimentos se ejecutarán durante años y los investigadores deben agregar o eliminar otros experimentos sin desconectar el sistema de control para realizar modificaciones en el sistema.
Aplicación no tradicional de tecnología industrial.
La solución de automatización inicial fue desarrollada por SAGE Automation, uno de los principales proveedores independientes de servicios de integración de sistemas de control y automatización de Australia y un socio de soluciones de Siemens. Se requirió que la compañía proporcionara un sistema de control altamente confiable y escalable, capaz de medir y controlar con gran precisión las variables críticas del proceso, así como el registro de datos a largo plazo y la generación de informes que involucren grandes volúmenes de datos. Para Adrian Fahey, director ejecutivo de SAGE Automation, “el proyecto es un gran ejemplo de cómo la tecnología industrial se aplica con éxito en una aplicación industrial no tradicional. La solución fue impulsada por la recopilación y generación de informes de datos de alta precisión ".
El sistema de automatización de la planta se basa en un sistema Simatic PCS 7 con un servidor OS de doble redundancia y varios clientes OS para operación local. PCS 7 también integra una serie de unidades de paquete para experimentos individuales que se automatizan con controladores Simatic S7-1200 / Simatic S7-1500 a través de una red troncal de comunicaciones Industrial Ethernet. Además, Siemens suministró accionamientos de velocidad variable Sinamics que están conectados a través de Profibus al sistema de control. Para garantizar la disponibilidad de datos a largo plazo y proporcionar a los equipos de investigación funciones de registro y archivo de datos, la solución también contiene Simatic Process Historian / Simatic Information Server. Tener varios componentes de Siemens en un solo paquete valió la pena gracias a la reducción significativa del tiempo de ingeniería, así como a una mayor disponibilidad de información en el sistema de control PCS 7, incluida la información de diagnóstico y mantenimiento de los variadores de velocidad.
El proyecto es un gran ejemplo de cómo la tecnología industrial se está aplicando con éxito en una aplicación industrial no tradicional. La solución fue impulsada por la recopilación y generación de informes de datos de alta precisión.Adrian Fahey, CEO, SAGE Automation
Tecnología para un bien mayor
Desde la entrega y puesta en servicio con éxito de todos los componentes del sistema, PCS 7 ha controlado la planta de ósmosis inversa, así como el área experimental de la instalación de investigación, proporcionando a los equipos de AIMS un control preciso sobre la temperatura, acidez, salinidad, sedimentación y contaminantes en los grandes tanques de agua de mar de la instalación de investigación, donde investigadores australianos e internacionales están trabajando para determinar el impacto de la calidad del agua en los organismos y ecosistemas marinos tropicales. Uno de estos investigadores es el director de operaciones del recinto de SeaSim, Craig Humphrey. Aprecia las funciones que proporciona el sistema de control avanzado de SeaSim. “Hasta la fecha, se han realizado más de 70 experimentos individuales en el SeaSim, que van desde experimentos realizados durante días a semanas hasta otros que tardarán años en completarse.
Gracias al nivel de control sin precedentes que tenemos ahora gracias al sistema de control de Siemens, ahora podemos realizar experimentos con los que solo podíamos soñar en el pasado. Simatic PCS 7 permite que los procesos centrales permanezcan estables con alta disponibilidad, lo que garantiza que ningún punto único de falla del sistema de control pueda afectar los controles primarios del experimento. La secuenciación de estos sistemas primarios se logra de manera efectiva a través del sistema DCS. Además de esto, nos permite diseñar e implementar controles personalizados asequibles en tres lenguajes de programación IEC 61131-3 para los PLC. Con PCS 7 y TIA, podemos crear controles avanzados líderes en la industria para el propósito específico de la investigación científica de organismos de agua de mar ".
Protección de ambientes marinos
Estos controles y los datos que proporcionan son los que ayudan a los científicos a encontrar soluciones para proteger los entornos marinos tropicales del cambio climático y también mejorar la reputación de Australia como líder mundial en la ciencia de los ecosistemas marinos tropicales, y la tecnología de automatización de Siemens se ha convertido en una parte integral de un proyecto mucho más grande. que SeaSim: proteger la Gran Barrera de Coral y, en última instancia, los ecosistemas marinos de todo el mundo.
»Con Simatic PCS 7 y TIA, podemos crear controles avanzados líderes en la industria para el propósito específico de la investigación científica de organismos de agua de mar.«Craig Humphrey, SeaSim Precinct Operations Manager
2016-05-18
Picture credits: Christian Miller/Siemens AG