¿Cuál es el papel de la simulación computacional para la sostenibilidad en la ingeniería?
El objetivo de la simulación computacional es crear prototipos digitales de equipamientos, simulando su comportamiento en un entorno virtual para comprender su rendimiento en el mundo real con la máxima precisión. Pensando en la sostenibilidad en la ingeniería, por ejemplo, es posible identificar las interferencias que pueden causar los equipos en un lugar.
De este modo, es posible predecir escenarios y situaciones que pueden causar impactos en el medio ambiente, lo que permite tomar medidas para evitarlos. Es posible buscar otras opciones de equipamiento para sustituir el primer prototipo definido, mejorar su configuración, entre otras actitudes.
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Ejemplos de sostenibilidad en la ingeniería
En ingeniería, el uso de equipos y diversas materias primas es fundamental para la creación de diseños. El principal reto al que se enfrentan las empresas es evitar que comprometa el bienestar del medio ambiente al provocar impactos ambientales que pueden cambiar por completo el bioma, contaminar zonas y perjudicar la salud de la comunidad local.
La adopción de estrategias sostenibles es fundamental, e incluso obligatoria, para cumplir la legislación medioambiental y evitar daños. A continuación, podrás comprobar algunos ejemplos del uso de la sostenibilidad en la ingeniería y comprenderás cómo la simulación computacional puede ayudar en este fin.
Sostenibilidad y simulación en el sector azucarero-energético
Según el Informe de Síntesis BEN 20201, en 2020, cerca del 48% de la energía ofrecida en Brasil era renovable. En cuanto a la energía eléctrica, alrededor del 85% es de origen renovable. Estos datos sitúan al país como referencia mundial en el desarrollo de energías limpias.
Sin embargo, la pandemia generó una reducción del 6,4% en el consumo de combustible en el país y los factores medioambientales provocaron la reducción de la cosecha. Por lo tanto, el etanol está operando lejos del punto ideal. Para cambiar esta realidad, el uso de la simulación permite que las empresas identifiquen formas de aumentar la productividad, reducir los costos y aumentar la previsibilidad de los procesos en el sector azucarero-energético.
Proyectos de vehículos eléctricos apoyados en la simulación computacional
La Unión Europea ha puesto en marcha una iniciativa para que los fabricantes de automóviles dispongan en el año 2025 de al menos un 25% de modelos eléctricos e híbridos en su flota. Al mismo tiempo, la legislación que impulsa los vehículos eléctricos, también ha establecido la prohibición de los motores de combustión para el año 2035.
El mercado de los vehículos eléctricos en Brasil es todavía pequeño, pero según el primer Anuario Brasileño de la Movilidad Eléctrica, la proyección es que el país pueda alcanzar el 15% de coches híbridos y el 20% de vehículos eléctricos + híbridos plug-in en 2030.
Para que la industria tenga éxito en la venta de estos vehículos y desarrolle este mercado, la simulación es fundamental. El software de simulación permite a los ensambladores de automóviles diseñar y producir de forma eficiente, en menos tiempo, con costos reducidos y mayor precisión.
Con las soluciones de simulación computacional, es posible lograr precisión y agilidad en las etapas de diseño conceptual. Todo ello aumenta la eficacia global del sistema y reduce los costos del proyecto.
Además, en la simulación computacional, la adopción de programas de control, como la gestión de la batería y el frenado regenerativo, permiten a las empresas crear y adaptarse rápidamente.
Simulación computacional en la industria minera
La industria minera debe mantener un estricto control de sus operaciones, ya que un accidente puede contaminar los ríos, el suelo y el subsuelo, además de generar riesgos para la población local. Además de los daños a la salud humana y medioambiental, un accidente en una empresa minera genera multas y riesgos financieros para el negocio, debido a la pérdida de equipamientos.
En estos casos, la simulación computacional ayuda a predecir la fatiga de los equipos y los fenómenos que pueden afectar a su funcionamiento. Algunos ejemplos son la resonancia, el pandeo, la fractura dúctil (sobrecarga), las cargas dinámicas, los efectos térmicos, el desgaste, la corrosión, las fallas en el material, etc.
Los beneficios del uso de la simulación computacional no solo ayudan a evitar accidentes, sino que también generan ahorros para las empresas mineras. Es el caso de Vale, que utiliza la simulación computacional de ESSS. La empresa minera logró un retorno económico de más de 100 millones de dólares en tan solo tres meses gracias a la implantación de proyectos desarrollados con las herramientas de simulación Rocky DEM y las soluciones Ansys, que redujeron sus costes en 18,2 millones de dólares.
Simulación computacional en diseños de eficiencia energética
En los diseños de eficiencia energética, la simulación computacional se utiliza en el análisis térmico, eléctrico, estructural, de fluidos y de ingeniería de sistemas.
Además, la adopción de software integrado permite el desarrollo de componentes y sistemas para todas las aplicaciones energéticas. Independientemente de la tecnología que se desarrolle, las herramientas de simulación computacional ayudan a reducir significativamente el tiempo de desarrollo de los diseños y contribuyen a que los productos salgan al mercado en menos tiempo.
Los diseños pueden apoyarse en la conexión de dispositivos IoT (Internet de las Cosas), utilizados en smartphones, tecnologías vestibles, automóviles, electrodomésticos, equipos industriales, drones, entre otros recursos, que facilitan la monitorización y creación de escenarios.
Simulación computacional en la industria del petróleo y el gas
La industria del petróleo y el gas exige avances tecnológicos para garantizar la eficacia y la continuidad de la producción. Gracias a la tecnología, es posible comprender y predecir el comportamiento del flujo de fluidos en los más diversos sistemas, procesos y equipos, por ejemplo.
Una herramienta de simulación ayuda a vigilar y detectar las fugas en los oleoductos que transportan petróleo y sus derivados. Además de actuar en diferentes áreas de la ingeniería petrolera, como los yacimientos, los pozos y el flujo.
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