La simulación de procesos

Introducción
La simulación de procesos puede ser definida como una técnica para evaluar en forma rápida un proceso con una base en una representación del mismo, mediante modelos matemáticos. La solución de estos se lleva a cabo mediante programas de computadora el cual te permite tener una imagen más amplia del proceso y así poder comprenderlo mejor. El número de variables que aparecen en ladescripción matemática de una planta de proceso química puede ser un número muy grande y el número de ecuaciones no lineales que deben resolverse pueden de orden de miles, por lo tanto la única forma viable de resolver el problema es por medio de un programa de computadora.
La ventaja que presenta la simulación de procesos es debido a que a partir de datos reales (los que se utilizaran para obtenerun modelo matemático si no existe y/o validar los resultados obtenidos al resolver el modelo o la simulación en si) se pueden obtener información que permitirán el análisis, la síntesis y la optimización, además no se requiere una gran cantidad de experimentos que incrementa el costo y desestabiliza la operación de cualquier planta de proceso) ya que si el modelo utilizado es el adecuado, lareproducibilidad de resultados es excelente.
Importancia de la simulación de procesos químicos.
La simulación de procesos es una herramienta moderna que se ha hecho indispensable para la solución adecuada de los problemas de proceso. Permite efectuar el análisis de plantas químicas en operación y llevar a cabo un sinfín de tareas que son desarrolladas en la industria química. Las cuales pueden serla detección de cuellos de botella en la producción, optimización de variables de operación, análisis de nuevos procesos para nuevos productos, entrenamiento de operadores e ingenieros de proceso, investigación de la factibilidad de automatización de un proceso, entre muchas otras.
Clasificación de los simuladores.
La clasificación de las herramientas de simulación pueden clasificarse segúndiversos criterios, según el tipo de proceso ya sea batch o continuo, otra forma de clasificarlos es por el tiempo si es estacionario o es continuo y la ultima es por el tipo de variables que puede ser estocásticas o determinísticas, cualitativas o cuantitativas, etc.
La simulación cualitativa tiene por objeto principalmente el estudio de las relaciones causales y las tendencias temporalescualitativas de un sistema, como así también la propagación de perturbaciones a través de un proceso dado. Llamamos valores cualitativos de una variable, a su signo; ya sea absoluto, o bien con relación a un valor dado o de referencia (+, -, 0).
Campos de aplicación de la simulación cualitativa:
Análisis de tendencias, supervisión y diagnosis de fallas, análisis e interpretación de alarmas, controlestadístico de procesos, etc.
La simulación cuantitativa, es aquella que describe numéricamente el comportamiento de un proceso, a través de un modelo matemático del mismo. Para ello se procede a la resolución de los balances de materia, energía y cantidad de movimiento, junto a las ecuaciones de restricción que imponen aspectos funcionales y operacionales del sistema.
La simulación cuantitativa abarcaprincipalmente la simulación en estado estacionario y la simulación en estado dinámico.
Simulación estacionaria
La simulación en estado estacionario implica resolver los balances de un sistema no involucrando la variable temporal, por lo que el sistema de ecuaciones deseara estudiar o reflejar en el modelo las variaciones de las variables de interés con las coordenadas espaciales (modelos aparámetros distribuidos);
Simulación dinámica.
La simulación dinámica plantea los balances en su dependencia con el tiempo, ya sea para representar el comportamiento de equipos batch, o bien para analizar la evolución que se manifiesta en el transiente entre dos estados estacionarios para un equipo o una planta completa.
Modelo determinístico:
Aquél en el cual las ecuaciones dependen de...