Gemelos digitales para mejorar la producción vinícola

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El Instituto de Agroquímica y Tecnología Alimentaria ha puesto en marcha el proyecto DTWINE, enfocado al desarrollo de gemelos digitales para la producción vinícola. Esta iniciativa pretende hacer más sostenible el proceso de elaboración de vinos y desarrollar productos de más calidad, con menos graduación alcohólica y mejores propiedades organolépticas.

Las nuevas tecnologías digitales se están abriendo camino en el sector agrario, con propuestas muy interesantes que aprovechan innovaciones como los dispositivos IoT, los drones, la inteligencia artificial o los gemelos digitales. Precisamente esta última tecnología es la protagonista del proyecto DTWINE, desarrollado por el Instituto de Agroquímica y Tecnología Alimentaria (IATA-CSIC), bajo el que se desarrollarán gemelos digitales enfocados a la industria vinícola.

Este proyecto, que ha recibido el título de ‘Gemelos digitales para optimizar la eficiencia energética y la calidad del producto en Bodegas’, será financiado por la Agencia Estatal de Innovación (AEI), empleando fondos provenientes de Next Generation EU, en el marco del Plan de Recuperación, Transformación y resiliencia. En un reciente comunicado, sus responsables han anunciado el inicio de los trabajos de DTWINE que, en sus propias palabras, se dedicará introducir y consolidar el uso de gemelos digitales en el sector vitivinícola.

Esta tecnología consiste en generar un duplicado virtual de las operaciones que se desarrollan en el mundo real, lo que permite un seguimiento detallado de lo que sucede en todas las etapas del proceso y llevar a cabo simulaciones para prever lo que podría suceder y cómo responder ante cualquier eventualidad. En el caso de la producción de vinos, la labor más importante que desempeñarán estos gemelos digitales será la simulación de los procesos de fermentación, empleando sensores y métodos computacionales enfocados a optimizar los procesos, ayudando a los enólogos a tomar mejores decisiones cada día con el fin de obtener vinos de más calidad de una forma más eficiente.

Esta iniciativa está liderada por el Grupo de Biología de Sistemas en Levaduras de Interés Biotecnológico (IATA-CSIC), peor también participarán en ella el Grupo de Biosistemas e Ingeniería de Bioprocesos del Instituto de Investigaciones Marinas (IIM-CSIC), la Bodega Ramón Bilbao y la PYME alavesa Instalación y Control de Energía y Fluidos (INCONEF). El proyecto cuenta con un presupuesto de 1.001.848 euros y está previsto que dure 36 meses, que comenzaron en octubre del año pasado y terminarán en septiembre de 2024. Y su alcance abarcará cuatro importantes zonas vinícolas de España: Galicia, La Rioja, País Vasco (Rioja Alavesa) y Comunidad Valenciana.

En su a nuncio, los representantes de DTWINE explican que su enfoque inicial es desarrollar técnicas de monitorización y control predictivo basado en modelos informáticos para apoyar a los enólogos, y tiene dos líneas principales. La primera es ayudar a que la producción de vinos sea más respetuosa con el medio ambiente y la segunda es proporcionar herramientas para que la industria pueda responder mejor a las tendencias del mercado, desarrollando vinos a la carta que puedan características como un menor contenido de alcohol o mejores propiedades organolépticas.

En esta etapa DTWINE ya tiene definidos siete objetivos específicos, en los que ya han comenzado a trabajar. El primero es explorar una serie de indicadores industriales para mejorar la sostenibilidad en la producción de vinos. El segundo es formular gemelos digitales capaces de predecir el crecimiento y el metabolismo primario y secundario en la fermentación. Para ello se crearán modelos dinámicos cinéticos, que serán entrenados y validados a escala de laboratorio, a escala piloto y con datos reales de las plantas donde se fermentan los vinos.

Otro de los objetivos es formular y resolver los problemas relacionados con lo que denominan el control óptimo multiobjetivo, permitiendo determinar las condiciones operativas adecuadas para equilibrar mejor el consumo de energía con la obtención de un vino de calidad. Además, el proyecto se dedicará a implementar y validar la red de sensores y el esquema de control predictivo de modelos para garantizar un rendimiento óptimo en línea.

El quinto objetivo de DTWINE es implementar una herramienta de software que resulte sencilla de usar para la industria y sirva para para facilitar y automatizar el uso de los gemelos digitales en apoyo a la toma de decisiones en las bodegas. En sexto lugar, esta iniciativa se dedicará a demostrar las capacidades de los gemelos digitales a los usuarios finales, con el fin de facilitar su explotación y comercialización.

Finalmente, se dedicará a cuantificar los impactos del uso de esta tecnología para estimar los beneficios a corto plazo, como la mejora de la calidad y la eficiencia energética. Y también sus ventajas a largo plazo, como mejorar el reconocimiento de la marca, los costes de producción o la creación de empleo de alta cualificación.

Así, como explican en su nota de prensa, el enfoque multi- e interdisciplinario de DTWINE para el desarrollo de gemelos digitales aplicados a la fermentación del vino supone un gran reto, pero a la vez una gran oportunidad para modernizar una industria muy importante para la economía española. Y sus creadores esperan que los resultados de su trabajo fomenten la transformación del sector, contribuyendo a proteger el medio ambiente y a mejorar aún más la calidad de los vinos españoles.