Con el objetivo aplicar y consolidar la tecnología de los gemelos digitales en el sector del vino se han iniciado los trabajos de desarrollo del proyecto de investigación de líneas estratégicas DTWINE. Esta iniciativa prevé el desarrollo de gemelos digitales, monitoreo avanzado y algoritmos de control predictivo de modelos para apoyar a los enólogos en sus trabajos.
Bajo el título de ‘Gemelos digitales para optimizar la eficiencia energética y la calidad del producto en Bodegas’, la iniciativa DTWINE trabaja en un gemelo digital (un programa de ordenador que permite simular y predecir el comportamiento de un sistema real utilizando modelos matemáticos) permitirá simular y predecir el proceso de fermentación vínica.
Además, combinado con sensores y métodos computacionales de optimización, facilitará la labor de los enólogos en la toma de decisiones en la operación diaria en las bodegas.
Retos y objetivos
DTWINE tiene previsto desarrollar técnicas de monitorización y control predictivo basado en modelos para dar respuesta a un reto doble: conseguir una producción más responsable con el medio ambiente y, simultáneamente, responder a las nuevas tendencias del mercado con vinos con características a la carta (bajo contenido en alcohol y vinos muy aromáticos).
En este sentido, el proyecto contempla una serie de objetivos específicos:
- Explorar un conjunto de indicadores de relevancia industrial para obtener vinos más responsables con el medio ambiente.
- Formular gemelos digitales para predecir el crecimiento y el metabolismo primario y secundario en fermentación mediante modelos dinámicos cinéticos. Estos gemelos digitales serán entrenados y validados a escala de laboratorio, escala piloto y con datos reales de la planta.
- Formular y resolver problemas de control óptimo multiobjetivo para encontrar las condiciones de operación que ofrecen el mejor compromiso entre el consumo de energía y la calidad del vino.
- Implementar y validar una red de sensores y un esquema de control predictivo de modelos para garantizar un rendimiento óptimo en línea.
- Implementar una herramienta software fácil de usar para apoyar y automatizar el uso de gemelos digitales en la toma de decisiones en las bodegas.
- Demostrar las capacidades de los gemelos digitales a los usuarios finales para facilitar su explotación y posible comercialización.
- Cuantificar los impactos del uso de gemelos digitales para valorar sus beneficios a corto plazo (como la mejora de la eficiencia energética o la calidad), así como las ventajas a largo plazo en aspectos como el reconocimiento de marca, los costes de producción o la creación de empleo altamente cualificado.
El enfoque multi e interdisciplinario que plantea DTWINE para el desarrollo de gemelos digitales aplicados a la fermentación de vino es un gran desafío y una propuesta ambiciosa encaminada a modernizar la forma en la que se realiza este proceso. De este modo, se espera que los resultados del proyecto promuevan la renovación del sector vitivinícola español, la modernización de los sistemas de producción, la protección del medio ambiente y la mejora de la calidad del producto en las bodegas.
Está previsto que los trabajos del proyecto de investigación DTWINE se desarrollen en un período de 36 meses, comprendidos entre octubre de 2021 y septiembre de 2024, y se ejecutará en cuatro zonas vitivinícolas altamente representativas del sector vitivinícola español: Galicia, La Rioja, País Vasco (Rioja Alavesa) y Comunidad Valenciana.
El Instituto de Agroquímica y Tecnología Alimentaria, con su Grupo de Biología de Sistemas en Levaduras de Interés Biotecnológico (IATA-CSIC) lidera esta iniciativa en la que también participan el Grupo de Biosistemas e Ingeniería de Bioprocesos del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC), Bodega Ramón Bilbao y la pyme alavesa Instalación y Control de Energía y Fluidos (INCONEF).
DTWINE cuenta con un presupuesto de 1.001.848 euros y está financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI), perteneciente al Ministerio de Ciencia e Innovación, con fondos Next Generation EU en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia.
