VALDIBIA LÓPEZ MARÍA DANIELA PROFESORA: RODRIGUEZ TAPIA CLAUDIA DINÁMICA DE BIOPROCESOS DEL MEDIO AMBIENTE 6AM1 PRINCIPALES HERRAMIENTAS DE SIMULACIÓN La simulación es un medio mediante el cual nuevos procesos se pueden integrar a procesos ya existentes, con el fin de que no se corra algún riesgo dentro de un sistema real (Fullana, C. & Urquía, E., 2009). Por lo tanto, una simulación es aquella experimentación de algunos modelos matemáticos que imita ciertos aspectos de la realidad con la finalidad de trabajar con variables controladas y en un entorno que se asemeja al real. Dependiendo de los modelos necesarios se distingue entre (Bonilla A. 2003): La simulación de flujos de fabricación permite analizar de forma gráfica e intuitiva el proceso de fabricación, pudiéndose estudiar y optimizar algunos aspectos dentro del mismo. La forma de graficar este tipo de simulaciones es con la ayuda de algún software. En el caso de instalaciones robotizadas la simulación es especialmente útil para la comprobación y optimización del diseño. La optimización es sencilla sobre el modelo en el ordenador y permite realizar pruebas y verificar hipotesis analizando las mejoras de productividad que éstas aportan sobre la instalación. El resultado es un diseño seguro y una instalación optimizada y por lo tanto más productiva. Como se ha indicado anteriormente, la simulación consiste en la representación dinámica de un sistema real mediante la utilización de algunos modelos que se comporten de la misma forma que el propio sistema. Estos modelos de simulación se pueden dividir en las siguientes etapas (Bonilla A. 2003): 1. Análisis de instalación: principalmente estudia el funcionamiento de la instalación. 2. Elaboración de un modelo general: en este se determinan las variables de entrada y de salida que se necesitan simular dentro del proceso productivo. 3. Obtención y filtrado de información: obtención de base de datos históricos de las incidencias y averías ocurridas anteriormente dentro de algún proceso. 4. Evaluar diferentes configuraciones: Una vez el modelo está implantado, se procede a realizar un estudio sobre el efecto que tendrán en las diferentes variables. Una vez caracterizados todas aquellas etapas dentro del proceso se puede escoger aquel software que ayudará a optimizar el sistema. A la hora de definir el concepto de simulación dependiendo del proceso o sistema que se quiera simular, se pueden obtener unos resultados u otros. VALDIBIA LÓPEZ MARÍA DANIELA PROFESORA: RODRIGUEZ TAPIA CLAUDIA DINÁMICA DE BIOPROCESOS DEL MEDIO AMBIENTE 6AM1 La formulación de cualquier estrategia de uso de una herramienta de diseño, simulación o control aplicada al ámbito educativo debe pasar forzosamente por el planteamiento de actividades que impliquen la creatividad y la aplicación de una serie de conceptos, técnicas y operadores técnicos. Dentro de las estrategias que se pueden plantear, son (Ruiz, J. M. 1998): Estudio de los distintos operadores técnicos básicos. Construcción de un modelo semi real, que aporte y reciba datos físicos, aunque no sean de la misma naturaleza que el modelo real, pero que faciliten la manipulación del alumno (pulsadores, generadores de señales, actuadores, sensores, etc..). Análisis de los parámetros de entrada y salida. Estudio funcional del modelo. Elección de un modelo básico, fácil y sencillo de comprender a ser posible situado en un contexto real. Entre otros. Existen diferentes tipos de software o herramientas de simulación que ayudarán a facilitar al usuario a percibir o visualizar de una forma real eventos que pueden ocurrir dentro o fuera de una planta; entre los softwares podemos mencionar: 1. ALOHA. ALOHA le permite al usuario modelar escenarios de riesgos químicos reales o potenciales, tiene la capacidad de generar estimaciones de zona amenaza para diversos tipos de peligros. ALOHA puede modelar nubes tóxicas de gas, nubes de gas inflamable, BLEVEs (Boiling Liquid Ampliación de explosiones de vapor), incendios, jet fires, pool fires (Blog,2016). FIGURA 1. SISTEMA DE INFORMACIÓN GEOGRÁFICA APLICADA EN ALOHA (IMAGEN OBTENIDA DE BLOG, 2016) VALDIBIA LÓPEZ MARÍA DANIELA PROFESORA: RODRIGUEZ TAPIA CLAUDIA DINÁMICA DE BIOPROCESOS DEL MEDIO AMBIENTE 6AM1 2. HYSYS Es un programa interactivo enfocado a la ingeniería de procesos y la simulación, que se puede utilizar para solucionar toda clase de problemas relacionados con procesos químicos. Este simulador cuenta con una interfaz muy amigable para el usuario, además de permitir el empleo de operadores lógicos y herramientas que facilitan la simulación de diversos procesos (Ramírez G. 2014). FIGURA 2. SOFTWARE HYSYS (IMAGEN OBTENIDA DE BLOG RAMIREZ G. 2014) 3. MATLAB MATLAB combina un entorno de escritorio perfeccionado para el análisis iterativo y los procesos de diseño con un lenguaje de programación que expresa las matemáticas de matrices y arreglos directamente. El usuario puede utilizar MATLAB en áreas como el Deep Learning, el procesamiento de señales e imágenes, los cálculos para biología computacional, los sistemas de comunicaciones, la analítica de datos y más (UNAM, 2019). FIGURA 2. SOFTWARE MATLAB VALDIBIA LÓPEZ MARÍA DANIELA PROFESORA: RODRIGUEZ TAPIA CLAUDIA DINÁMICA DE BIOPROCESOS DEL MEDIO AMBIENTE 6AM1 4. AspenPlus El Sistema Avanzado para Ingeniería de Procesos (ASPEN) es un mercado líder en herramientas de modelado de proceso de diseño conceptual, optimización y monitoreo de desempeño para la industria química, polímeros, especialidades químicas, metales y minerales. Aspen Plus es un simulador estacionario, secuencial modular (Ramírez G. 2014). FIGURA 2. SOFTWARE ASPENPLUS (IMAGEN OBTENIDA DE BLOG RAMIREZ G. 2014) 5. ProModel Es un programa de simulación de procesos industriales, permite simular cualquier tipo de proceso de manufactura, además de procesos logísticos, procesos de manejos de materiales y contiene excelentes simulaciones de talleres, grúas viajeras, bandas de transporte y mucho más (Ramírez G. 2014). FIGURA 2. SOFTWARE PROMODEL (IMAGEN OBTENIDA DE BLOG RAMIREZ G. 2014) VALDIBIA LÓPEZ MARÍA DANIELA PROFESORA: RODRIGUEZ TAPIA CLAUDIA DINÁMICA DE BIOPROCESOS DEL MEDIO AMBIENTE 6AM1 6. WITNESS Es un programa dirigido esencialmente a la simulación dinámica de procesos industriales de producción, más restringidos que los otros paquetes descritos bajo el punto de vista de la dinámica de sistemas, pero dotado de múltiples herramientas para su función principal. Puede modelizar sobre la base de dichas herramientas todo tipo de actividades relacionadas con los fluidos y cuenta con elementos de monetización específicos para la industria del petróleo, como pueden ser tanques, tuberías, etc. (Ramírez G. 2014). FIGURA 2. SOFTWARE WITNESS (IMAGEN OBTENIDA DE BLOG RAMIREZ G. 2014) 7. PTC MATHCAD Solución única para resolver, analizar y compartir los cálculos de ingeniería vitales. Presentadas en una interfaz fácil de usar, la notación matemática de actualización instantánea, la información de unidades y las potentes prestaciones de cálculo permiten a los ingenieros y los equipos de diseño capturar y comunicar los conocimientos cruciales de diseño e ingeniería (Integral PLM Experts, 2020). FIGURA 2. SOFTWARE PTC MATHCAD VALDIBIA LÓPEZ MARÍA DANIELA PROFESORA: RODRIGUEZ TAPIA CLAUDIA DINÁMICA DE BIOPROCESOS DEL MEDIO AMBIENTE 6AM1 La gran mayoría de estas herramientas están concebidas con la misma filosofía. Se organizan mediante un entorno gráfico cuyo núcleo es un editor que permite realizar el cableado o conexionado de distintos bloques funcionales que posteriormente podremos parametrizar a nuestro gusto acercándonos poco a poco el modelo matemático o físico que deseamos (Ruiz, J. M. 1998). Hay distintos tipos de software más que le permitirá al usuario analizar problemas complejos para los que no están disponibles resultados analíticos. De hecho, la mayoría de los problemas de mundo real encajan en esta categoría. La simulación proporciona una alternativa práctica. Con una simulación por computadora, el usuario podrá estudiar el impacto de añadir una nueva estación de trabajo a una línea de producción sin tener que organizar la estación de trabajo físicamente. REFERENCIAS Blog, 2016: ALOHA Programa de modelado de riesgos químicos, tutorial en español. http://sig-geek.blogspot.com/2016/04/aloha-programa-demodelado-de-riesgos.html Bonilla A. 2003. Guía Tecnopyme. Fase II. Herramientas de simulación https://www.bizkaia.eus/home2/archivos/dpto8/temas/pdf/ca_gtcapitulo6.pdf ?hash=7744b7d9a1db247aca4402810e6850a7 Fullana, C. & Urquía, E. 2009. Los modelos de simulación: Una herramienta Multidisciplinar de Investigación. Encuentros multidisciplinarios. http://www.encuentrosmultidisciplinares.org/Revistan%C2%BA32/Carmen_Fullana_Belda_y_Elen a_Urqu%C3%ADa_Grande.pdf Integral Innovation Experts 2020. PTC MATHCAD. https://integralplm.com/ptc-mathcad/ Ramírez, G. 2014. Softwares utilizados para la simulación de sistemas. http://softwaresdesimulacion.blogspot.com/2014/02/softwares-desimulacion.html Ruíz, J. M. 1998. Herramientas de Software para el Diseño y Simulación en Aplicaciones de Control e Instrumentación Electrónica. Catedrático de Tecnología del I.E.S. “Fco. García Pavón” Tomelloso. file:///C:/Users/Lenovo/Downloads/DialnetHerramientasSoftwareParaElDisenoYSimulacionEnAplic-4794635.pdf Software UNAM 2019. Matlab estudiantes y profesores. https://www.software.unam.mx/producto/matlab/
