Trabajo Terminado

La simulación como herramienta de desarrollo en la Ingeniería Química
RESUMEN:
Se presentan definiciones de la simulación y modelos, así como algunas características de simuladores que se usan en la ingeniería química. Además se hace un repaso de los usos típicos de la simulación y se dan ejemplos de simulación de procesos químicos en estado estacionario, en funcionamiento intermitente yoperación dinámica.
Finalmente se mencionan brevemente algunos aspectos de la planeación y desarrollo de proyectos de simulación.
INTRODUCCION:
El gran desarrollo de la tecnología de computadoras, tanto en el hardware como en el software, provoca día con día nuevos avances y transformaciones. En particular los métodos de cálculo para el análisis, síntesis, diseño y optimización de sistemas en todas lasramas de la ingeniería han sido desplazados o modificados por el uso de diversas técnicas de simulación.
Una de las definiciones más citada de la simulación es la de Mcleod (1968): “La simulación es el desarrollo y uso de modelos como ayuda en la evaluación de ideas y el estudio de situaciones dinámicas”. Para Aburdene y Kochenburger (1973): la simulación es “la construcción y el uso de modelos”. Lasimulación en computadoras es similar a la experimentación en sistemas reales, en el sentido en que se prueban factores de entrada y una respuesta es producida. Teniendo por diferencia que, en la simulación, se emplea un modelo del sistema en lugar del sistema real.
Razones para usar la simulación:
Existen algunas razones por los que se recomienda el uso de la simulación (Kcating 1985):
a) Cuandono es practico o es muy costoso el experimentar con el sistema físico real.
b) Para el estudio de condiciones riesgosas.
c) Para el análisis y diseño de nuevos sistemas.
d) Para el ensayo de estabilidad y sensibilidad al cambiar condiciones de operación o los parámetros del sistema.
e) Para la extrapolación y el escalamiento en el diseño.
f) Cuando no es posible obtener una solución analítica delmodelo.
g) Cuando los cambios en el sistema real ocurren muy rápida o lentamente.
h) Para la selección de alternativas bajo situación competitiva.
i) Para la capacitación de operadores.
Shannon (1976) indica que las razones para conducir experimentos a través de la simulación son:
1. Evaluar que tan bien se desempeña el diseño propuesto de un sistema en términos de criterios específicos.
2.Comparar el comportamiento de dos sistemas diferentes o de varios procedimientos de operación propuestos.
3. Predecir el funcionamiento de un sistema bajo ciertas condiciones.
4. Analizar la sensibilidad y determinar que tanto afecta el cambio de ciertas variables al desempeño global del sistema.
5. Optimizar la operación de un sistema al estimar la combinación de los valores de las variables queproducen el mejor desempeño del sistema.
Definición de modelo
En la definición de la simulación la parte más importante es el modelo, específicamente la construcción del modelo. Colello et al. (1974) definen a un modelo como: “la representación operacional del comportamiento de un sistema, que posee los atributos esenciales del sistema físico real, en donde este último dicta los requerimientos delmodelo”. Sisson (1974), agrega que la función de un modelo es: “describir la estructura de algo (real o hipotético) que al referirlo simplemente llamamos sistema y las relaciones entre las partes que lo componen”.
Resumiendo, un modelo es algo que sirve como base para reproducirlo por imitación y hablando de sistemas se trata de representar su constitución y funcionamiento.
El tipo y la cantidad dedetalle, es decir el nivel de complejidad, que el modelo debe incorporar, depende de los objetivos de la simulación, si es muy elaborado puede resultar bastante complejo , mientras que si es muy simple, puede no tener la suficiente precisión para representar fielmente al sistema. Por ejemplo, si se desea construir el modelo de una planta química que muestre la distribución espacial y la...