La complejidad de los procesos industriales y las repercusiones económicas de un funcionamiento deteriorado en éstos, hacen cada día más relevante disponer de sistemas automáticos de control y diagnostico de fallas en línea. Así los sistemas modernos de control activos se deben diseñar con capacidades de autoconfiguración y adaptación para poder operar ante la existencia de fallas. Esta problemática ha sido atacada en el Instituto de Ingeniería desde hace varios años por el grupo de investigación dirigido por C Verde. Este grupo ha resuelto problemas asociados a la localización de fugas no concurrentes en redes de ductos [Verde C. Visairo N, Gentil S. Two Leaks Isolation in a Pipeline by Transient Response. Advances Water Resources, Elsevier, Inglaterra, Advances in Water Resources 30-2007, pp1711–1721], a la detección de condiciones anormales en reactores de plantas de tratamiento de aguas [D Wimberger and C Verde. Diagnosis of abnormal conditions of an aerobic SBR process. Mathematical and Computer Modelling of Dynamical Systems. Taylor and Francis Vol. 14, number 1, 2008.Wimberger, 2008], y recientemente se han hecho contribuciones en el área de controladores tolerantes a fallas mecánicas de turbogeneradores [Sánchez-Parra M, Verde C. Sánchez D. ASME PIDs based Fault Tolerant Control for a Gas Turbine, Journal of Engineering for Gas Turbine and Power, ASME, aceptado agosto, 2009.]. Sin embargo estos estudios partieron del modelo nominal del proceso y supusieron una estructura conocida en el modelo y no pueden ser usados para estudios de fallas abruptas con cambios estructurales, lo cual conlleva a resultados con capacidad de localización limitada. Esta desventaja ha motivado el desarrollo de procedimientos para fallas abruptas, los cuales incorporen el conocimiento disponible del modelo de falla en los sistemas de diagnóstico. Sin embargo, dado que el número de casos posibles de procesos con falla es inmanejable, se deben diseñar procedimientos basados en información cualitativas y de ordenamiento de las variables en vez de usar modelos analíticos complejos. Por ejemplo: tres fallas se pueden distinguir con dos síntomas o residuos dependiendo de la secuencia de activación de éstos. Este marco de referencia dio origen al presente proyecto en donde se buscan algoritmos de diagnostico de fallas abruptas con síntomas cualitativos y de ordenamientos y la integración de estos con controladores activos con capacidad de re-configuración para preservar una operación segura del proceso a pesar de las condiciones anormales. La solución que se propone desarrollar considera la evolución y secuencia de los síntomas de fallas a partir de modelos estructurales del tipo bond-graph y análisis estructural en donde se introducen tendencias y secuencias de manifestaciones en condiciones de falla. Las pruebas del algoritmo del modelo de diagnóstico y control propuesto serán validadas con datos existentes tomados de plantas piloto como son: el ducto parcialmente instrumentado del Instituto de Ingeniería [C Verde & R. Carrera. Configuración y calibración de la planta piloto para detección de fugas en tuberías. Proyecto 7136 (Supervisión y monitoreo de sistemas de tuberías), diciembre de 1998] y en circuitos eléctricos de potencia con conmutaciones. El proyecto se llevará cabo con la participación de investigadores y técnicos del Instituto de Ingeniería y estudiantes del doctorado en ingeniería y al menos tres estudiantes de maestría y licenciatura. Se cuenta con la colaboración de técnicos e investigadores del Instituto de Investigaciones Eléctricas quienes realizarán experimentos en los transformadores de potencia. Además se cuenta con el apoyo de investigadores y estudiantes del Instituto Mexicano del Petróleo para la generación de modelos con fallas de redes de distribución.

(1) Derivar nuevas estrategias de monitoreo automático en línea de procesos dinámicos que garanticen la seguridad e integridad de procesos y que permitan reconstruir condiciones anormales de eventos de falla a partir de modelos cualitativos con fallas usando como herramientas el análisis estructural y la descripción secuencial y tendencias de los efectos en las variables. Se consideran principalmente fallas que alteran la estructura normal del proceso como son interrupción de flujos (corriente, gasto etc). Los efectos de este tipo de eventos producen discontinuidades en el modelo que requieren tratamientos especiales como son perturbaciones singulares en el contexto analítico o cambios topológicos con tendencias. En particular este proyecto aborda el tema con herramientas de grafos y permitirá reducir la brecha entre los métodos de diagnóstico cualitativos y cuantitativos con fallas abruptas. Cabe hacer notar que existen pocas realizaciones de supervisores automáticos a partir de modelos de estructuras de fallas como el que se pretende diseñar en este proyecto. (2) Incidir de manera importante dentro de la comunidad internacional de Safeprocess, proponiendo una metodología relativa a los sistemas de supervisión de fallas abruptas con modelos cualitativos de desviaciones de las mediciones, aplicables a sistemas de gran escala. (3) Continuar la formación de personal especializado en el área de monitoreo automático y supervisión avanzada de procesos dentro de la UNAM. (4) Consolidar a nivel nacional la cooperación entre los grupos más reconocidos en el área de seguridad de procesos, (Universidad Autónoma de Nuevo León, CENIDET y la UNAM) (5) Lograr la sede del Congreso más importante del área a nivel mundial IFAC SAFEPROCESS 2012, e iniciar los preparativos de éste para que se lleve a cabo en la Ciudad Universitaria en el D.F siendo la responsable de la propuesta la Presidenta del Comité del Congreso y el Prof. Jan Lunze el presidente del comité internacional.