[1]NADADOR

Las herramientas CAE están a día de hoy muy extendidas y el análisis por elementos finitos está teniendo mayor impacto de lo que había tenido hasta el momento. Las capacidades que presenta la ingeniería asistida por ordenador (CAE) se venían utilizando en campos muy concretos donde los recursos eran prácticamente ilimitados. Por ejemplo, en el ámbito aeronáutico, los diseños de los aviones  buscan mejorar la eficiencia de vuelo y  dentro de la fórmula 1, el objetivo está puesto en aumentar la fuerza de pegado del coche contra el suelo.

Actualmente no existe ningún campo de la ciencia o de la ingeniería que no se haya visto impulsado  y en algunos casos transformado por la simulación computacional. En la industria actual, independientemente del sector, se está comenzando a alcanzar el potencial del cálculo numérico para simular la realidad física que se presenta en cualquier tipo de problema o desarrollo industrial.

La industria deportiva hace gala de este hecho, por ejemplo, SPEEDO fabrico trajes de baño, que mediante un efecto de compresión, producían  ligeros cambios en la forma del cuerpo del nadador logrando reducir la fuerza de arrastre más de un 15 por ciento. Estos trabajos empezaron a dar sus frutos en  los JJ.OO. de Pekín donde el 94% de las medallas fueron a parar a sus nadadores (Michael Phelps, Mireia Belmonte…) batiéndose 23 de las 25 marcas registradas (según la FINA).

El problema ingenieril de un nadador y el de un avión es básicamente el mismo. Tienes una forma a través de un fluido que debe atravesarlo lo más rápido posible. Por tanto, estamos aplicando conceptos de resistencia aerodinámica, propios de la aeronáutica para diseñar “bañadores”. Este ejemplo,  define claramente el punto por el que atraviesa la simulación hoy en día, donde se usa la alta tecnología para resolver lo que podríamos definir como  problemas de andar por casa.

simulacion de deformaciones diferencial de presiónDe acuerdo con Lesa Roe, director del centro de investigación de la NASA en Langley Research Center “el modelado y la simulación son más viejos que la NASA”. Desde las primeras calculadoras humanas, tal como nos cuenta la película “Figuras ocultas (2016)”, hasta principios de siglo era inviable la utilización de esos recursos para problemas menores. Poco a poco  la simulación  fue quemando etapas, alrededor del año 2000, algunos expertos creían que la simulación en la ingeniería había alcanzado techo debido a la escasez  de ingenieros de alto nivel capaces de trabajar los modelos de cálculo,  a los equipos relativamente lentos de la época y a la sectorización de los problemas a tratar. Sin embargo, el desarrollo de los equipos y las simplificaciones integradas en los softwares han permitido que empresas sin los recursos que puedan tener la industria del motor o de la aeronáutica, accedan al campo de la simulación para predecir los fenómenos que gobiernan  la naturaleza de los problemas que se presentan en sus productos, buscando de esta forma la mejora continua. Así, la ingeniería de la simulación ve ahora infinitas oportunidades de crecimiento, basadas en esas nuevas necesidades y en los retos que estas plantean.

Y tal como dice el refrán, “La necesidad hace maestros”, desde CARTIF se trabaja en dar el soporte necesario y ayudar a nuestros clientes en la mejora de sus productos. Me gustaría destacar la determinación del comportamiento estático de envases por simulación mediante el método de los elementos finitos.

En envases de paredes de pequeño espesor, el interés del comportamiento resistente se centra en los fenómenos  de inestabilidad elástico o abolladuras (régimen elástico no lineal).

A través de estas simulaciones podemos detectar puntos débiles y fallas de diseño antes de la fabricación, con el consiguiente ahorro de tiempo, material y dinero. Durante el análisis se tienen en cuenta parámetros como el material (PET, HDPS, aluminio…), grosor, contenido líquido, etc. que definen el envase y permiten predecir su rendimiento, dando lugar a curvas características de deformación bajo carga, cargas máximas de colapso, tensiones y deformaciones ante los casos de carga a los que puede verse sometido durante la fabricación, el llenado, el embalaje y el transporte, incluyendo cambios de temperatura, variaciones de presiones e impactos.

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En otro sentido y apoyándonos en los diferentes programas de simulación y conscientes de que los datos son la nueva moneda del futuro, desde CARTIF se trabaja además en el campo de la monitorización estructural con el fin de predecir necesidades de mantenimiento o detectar desviaciones funcionales basadas en los comportamientos simulados sobre modelos digitales. Esta idea puede ser revisada en mi anterior post ‘Cuando las estructuras envejecen’.

Norberto Ibán Lorenzana

Norberto Ibán Lorenzana

Ingeniero industrial. Trabaja en proyectos relacionados con el conocimiento y cuantificación de sistemas mecánicos y estructuras esbeltas susceptibles de experimentar fenómenos vibratorios, además de en su control y mitigación.
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