Hace un año, profesionales de ESO Paranal y ASINPRO finalizaron la implementación de un sistema para supervisar y controlar los tres grupos generadores que alimentaban las operaciones del Observatorio. Tras la adquisición de una nueva turbina de 4 MW (que se derratea a 2.700 kW a la altura que está ubicado Paranal), nació la necesidad de extender la plataforma, incorporando tanto nuevos equipamientos como nuevas prestaciones.

"En términos de generación eléctrica, Paranal es un sistema aislado que debe ajustarse al consumo en tiempo real. En este sentido, la nueva turbina pasó a ser la nueva fuente principal de energía eléctrica, y los antiguos generadores empezaron a funcionar como respaldo en stand-by. Entonces, la plataforma de control debía controlar los parámetros de funcionamiento del sistema así como la demanda máxima de los telescopios y equipamientos asociados al hotel", explica Massimiliano Camuri. Además, "los científicos esperan durante meses (e incluso años) para poder utilizar este Observatorio, debido a lo cual se hace necesario garantizar tanto la disponibilidad como el adecuado funcionamiento del mismo", agrega Jorge Elmohrez.

Si el sistema de la turbina tiene algún problema, los generadores de respaldo toman toda la carga eléctrica en forma automática a través de un procedimiento de transferencia, totalmente transparente para el sistema eléctrico que continúa funcionando, de modo de garantizar que los científicos puedan seguir usando los telescopios.

Redundancia a todo nivel

Como centro de la plataforma, se eligió el Sistema de Control Distribuido (DCS) Siemens PCS 7 y, dada su criticidad, se implementaron diferentes sistemas redundantes para asegurar una alta disponibilidad. En este aspecto, se escogió como controlador central un equipo redundante Siemens AS 400H. "Este controlador ‘Hot Back-up’ cuenta con dos CPUs que se están vigilando permanentemente para mantener sincronizada la ejecución del programa. En caso de falla de una de éstas, la otra continúa en operación, siendo transparente para el usuario, lo cual permite que el sistema sea de alta disponibilidad", señala Elmohrez.

En línea con la filosofía del proyecto, las comunicaciones también fueron diseñadas pensando en la alta disponibilidad del sistema. Se instaló un anillo de fibra óptica redundante Industrial Ethernet, de modo que si se corta en un extremo, la comunicación se mantiene activa por el otro. "De igual modo, se implementó una comunicación redundante vía Profibus DP con las unidades remotas I/O. Asimismo, hay paneles de operador instalados en cada generador, lo que garantiza su funcionamiento incluso si se pierde totalmente la comunicación en el anillo de fibra óptica", indica.

Dentro del diseño, también se debió considerar la calidad de la energía. En este sentido, fue uno de los factores que impidió la conexión a la subestación La Negra. "Los equipos e instrumentos utilizados en Paranal son muy sensibles a las perturbaciones eléctricas de voltaje y frecuencia, por lo que no sólo debemos asegurar el suministro, sino que también su alto nivel de calidad", responde. "De hecho, las últimas modificaciones al sistema tienen que ver con el manejo de la potencia reactiva en el traspaso de carga entre la turbina y los generadores, para evitar que se produzcan perturbaciones eléctricas".

Un ejemplo de innovación

En diversos aspectos, ESO Paranal es un ejemplo de ingeniería a nivel mundial. Tras la crisis del gas natural argentino -que puso en duda un suministro fiable a la planta-, Camuri optó por instalar una turbina de cogeneración (recupera un 20% de la energía en forma de calor para calefacción de agua sanitaria) que pudiera consumir cinco combustibles distintos: gas natural, gas LPG, petróleo, diesel y keroseno. "En este sentido, debe ser la única de su tipo a nivel mundial funcionando a 2.400 mt sobre el nivel del mar", agrega el profesional.

Además, por las exigencias de redundancia y la variedad de equipamiento involucrado, conviven en el sistema seis protocolos de comunicación: Industrial Ethernet ISO, Profibus DP, MPI, Modbus TCP, Modbus RTU y CANBus. Mientras que los buses de campo transmiten miles de parámetros necesarios para el funcionamiento de la plataforma de control y monitoreo y de los diversos HMIs, las señales críticas de la turbina y de los generadores se transmiten de manera redundante vía alambre. "Así siempre mantenemos la supervisión y control sobre el sistema. De hecho, en una ocasión en que ocurrió un problema en el controlador HMI propietario de la turbina, pudimos controlar la planta gracias a que teníamos estos parámetros críticos", afirma.

En estos momentos, Camuri trabaja en conjunto con los profesionales de ASINPRO para resolver los últimos detalles del proyecto, como eliminar las perturbaciones ocasionadas durante los traspasos de carga, diseñando un nuevo sistema de comunicación con los controladores de los generadores.

Sobre la relación entre ambas empresas, el profesional europeo afirma que el trabajo en conjunto ha sido expedito, destacándose la disponibilidad permanente de los ingenieros nacionales, lo que le ha permitido diseñar el sistema previendo las diversas contingencias que podría enfrentar.