MoDelos De Procesos

EL ROL DE LOS MODELOS EN EL DISEÑO DE EQUIPOS DE PROCESOS Y SISTEMAS DE CONTROL L. Gómez+, A. Amicarelli+, H. Alvarez * y F. di Sciascio+
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INAUT-Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de San Juan, Argentina. Escuela de Procesos y Energía. Facultad de Minas. Grupo de Automática, Universidad Nacional de Colombia. e-mail: hdalvare@unalmed.edu.co
Resumen: En este trabajo se presenta unadiscusión acerca de las diferentes tipologías de modelos que se utilizan durante el diseño de un equipo y de su sistema de control. Desde un punto de vista tradicional, para el dimensionado del equipo se parte de un modelo descriptivo y al final para el diseño de su sistema de control se utiliza un modelo predictivo. Dado los inconvenientes que ocasiona la falta de interacción entre ambos diseños,se propone el uso del nuevo paradigma “Diseño Integrado” y adicionalmente se ilustran estas visiones del diseño con un ejemplo de un equipo de intercambio calórico Palabras Claves: Diseño Integrado, Modelado, Diseño de Procesos, Control de procesos

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1.

INTRODUCCIÓN

Desde el comienzo de la humanidad, el hombre se ha preocupado por representar el entorno que lo rodea. Actualmente, estahabilidad del hombre es llamada modelado de eventos o sistemas y es ampliamente utilizada en ingeniería (Ljung ,1997; Abdelghani-Idrissi, 2001). El uso de modelos durante algunas de las etapas del diseño de un producto o proceso, permite establecer juicios de valor más precisos y en algunos casos óptimos en la toma de decisiones. Debido a esto, una de las aplicaciones donde más ha tenido éxito eluso del modelado es en el diseño de ingeniería. Sin embargo, dada la gran variedad de tipos de modelos que se emplean en ingeniería; dependiendo de su forma (gráficos, simbólicos, matemáticos), y dependiendo de su uso (explicativos, descriptivos, predictivos), entre otros; la información obtenida por medio de cada uno de estos modelos es diferente, lo cual puede ocasionar conflictos entredistintas áreas de la Ingeniería. Tal es el caso del diseño de equipos y procesos químicos, el cual se fundamenta en modelos explicativos o descriptivos, mientras que la mayoría de los diseños de controladores se realizan con modelos puramente predictivos. Por lo tanto, ambos diseños se realizan sin interactuar uno con el otro. La mirada tradicional del diseño de equipos y procesos (diseñar primero elproceso y luego el sistema de control), genera una baja flexibilidad operativa y bajos estándares de calidad debido a problemas posteriores de controlabilidad (Brengel and Seider, 1992; Elliot and Luyben, 1995). No obstante es una cualidad deseable que los diseños mencionados interactúen complementándose, por lo cual se propone en el presente trabajo, el uso del diseño integrado como una alternativapotencialmente mas eficiente para el diseño de equipos y procesos (Bansal et al., 2002; Ochoa et al., 2004).

El artículo se organiza de la siguiente manera: en la Sección 2 se da una visión tradicional del diseño de ingeniería y del diseño integrado, en la Sección 3 se describen algunos aspectos relevantes del modelado y se indican las características de los modelos descriptivos, lospredictivos y de los explicativos, en la Sección 4 se ilustran mediante un ejemplo las diferentes tipologías de modelos descriptas en las secciones precedentes y su relación con el diseño tradicional, finalmente, en la Sección 5 se presentan las conclusiones. 2. DISEÑO DE INGENIERÍA Y DISEÑO INTEGRADO

En la ingeniería, el diseño puede definirse como la creación de un sistema, componente o proceso quesatisfaga una necesidad (Bieniawsky, 1992). Dado que el diseño de ingeniería es un proceso, el mismo presenta una serie de etapas (Pahl and Beitz, 1984): i) Clarificación de la tarea, ii) Diseño conceptual, iii) Diseño preliminar, iv) Diseño de detalle y v) Evaluación física. Además de las etapas, también puede considerarse las diferentes instancias del diseño: de equipo, de proceso y del sistema...