Software

DWSIM: Simulador de Procesos Gratuito

¿Necesitas un simulador de procesos para aprender, experimentar, o para simular un problema real de tu trabajo?

Los grandes simuladores de procesos comerciales, como Aspen Hysys®, si bien muy potentes, suelen tener un precio que queda fuera del presupuesto de pequeñas empresas, universidades, y estudiantes.

DWSIM es un simulador de procesos, de código abierto y descarga libre. ¿Qué significa “código abierto”? Significa que cualquier persona interesada puede acceder al código fuente de la aplicación, adaptarlo a sus necesidades, o corregir errores. Y, como tantas otras aplicaciones de código abierto, es de descarga totalmente gratuita.

Proyectos de CAD para Ingeniería Química de Descarga Gratuita

El sitio especializado GrabCAD es una comunidad abierta de usuarios que aportan sus propios proyectos de diseño asistido por computadora (CAD) para que otros usuarios puedan descargar y usar en forma gratuita.

Existen dentro del sitio muchos proyectos referidos a equipos y unidades para procesos químicos, como:

1. Unidad de Ósmosis Inversa

2. Reactor

FreeCAD - Aplicación Libre de Diseño Asistido por Computadora

FreeCAD es una aplicación de diseño asistido por computadora en tres dimensiones, de descarga libre, que puedes utilizar para proyectos de Ingeniería Química.

Utiliza técnicas de modelado paramétrico y está diseñado como un software modular, donde se pueden agregar en forma sencilla más funcionalidades (módulos) al programa base. Entre los módulos que se pueden agregar, se cuenta una librería que permite abrir archivos .DWG (generados con AutoCAD).

Puedes descargar versiones para Windows, Linux y Mac en forma gratuita en www.freecadweb.org/

FreeCAD

Si quieres aprender a usar FreeCAD, puedes comenzar por el completo tutorial

Tutorial de Matlab de Descarga Libre

El sitio Modelado en Ingeniería, también conocido por el libro de modelado y simulación de procesos, ofrece otros recursos, como un completo tutorial de Matlab de descarga gratuita.

Tutorial de Matlab

Este completo tutorial de 55 páginas, elaborado por las Ingenieras Patricia Mores y Evangelina Delfratte, cubre entre otros temas:

  • Comandos y operadores de uso frecuente
  • Manejo de vectores y matrices
  • Resolución de sistemas de ecuaciones
  • Ajuste de datos experimentales a polinomios

El tutorial se puede descargar en

Símbolos para Diagramas de Plantas Químicas en Excel

Al momento de construir diagramas de procesos o balances de materia y energía usando Microsoft Excel, es bueno contar con una librería de diagramas de equipos de procesos e instrumentación ya diseñados, para usar rápidamente.

Simbolos para Diagramas de Procesos

Con esta librería de símbolos de diagramas de descarga libre, podrás rápidamente dibujar diagramas que incluyan:

  • Equipos y Recipientes
  • Equipos Rotativos
  • Intercambiadores de Calor
  • Válvulas
  • Cañerías y Accesorios
  • Instrumentación

Descarga la librería de símbolos aquí

Para usarla, simplemente copia y pega las unidades que necesites en tu propia planilla de cálculo.

Si te interesa usar gráficos vectoriales para tus diagramas de procesos,

ControlP: Aplicación Gratuita de Simulación y Análisis de Procesos - Parte 2

Este artículo es la continuación de la parte 1 sobre el software ControlP, donde desarrollaremos un ejemplo práctico de aplicación del programa.

Efecto de un tiempo muerto en un sistema

Recordemos que los tiempos muertos se producen en los procesos reales debido, principalmente, a un fenómeno de transporte de materia.

En muchos casos es una propiedad o cualidad de esta materia la que se desea controlar (temperatura, densidad, pH, concentración, etc.), y que, por tanto, se precisa medir.

Un caso muy típico es el de la medida de la temperatura basada en un bulbo o sensor, situado en una conducción a cierta distancia (por razones constructivas) de donde realmente interesaría medir. El tiempo que tarda el fluido en recorrer la distancia que separa ambos puntos es un tiempo muerto. Cualquier variación de temperatura que se produzca en el proceso, no empezará a ser percibida por el medidor y, por tanto, por el controlador, hasta un tiempo más tarde.

Otros ejemplos son la cinta transportadora, o el analizador continuo que tiene que recibir la muestra a analizar a lo largo de una pequeña conducción de cierta longitud. Resulta evidente que el controlador recibe constantemente una información “obsoleta”, lo que equivale a decir que las “decisiones” que toma en cada momento, las toma con cierto retraso. Desde el instante en que se produce un determinado cambio o reacción del proceso, hasta el momento en que el controlador recibe la correspondiente información, el sistema ha seguido evolucionando.

Vamos a comprobar a continuación, mediante el programa ControlP, que los tiempos muertos tienden a desestabilizar cualquier sistema, o que en todo caso hacen más difícil su controlabilidad.

Esto significa que cualquier sistema al que se le añada un tiempo muerto

ControlP: Aplicación Gratuita de Simulación y Análisis de Procesos - Parte 1

ControlP es un programa gratuito para aprender a simular y analizar procesos industriales y sistemas controlados. Permite efectuar prácticas interactivas de Regulación y Control PID.

Se obtiene la respuesta temporal y la respuesta frecuencial del proceso o sistema. Pueden simularse procesos en realimentación simple, en control en cascada y en control en adelanto (feedforward).

Para cada uno de estos procesos, el programa facilita el diagrama de bloques de un sistema preconfigurado y totalmente operativo. No se precisa efectuar ningún tipo de programación ni de diseño gráfico.

El programa es intuitivo y de manejo sencillo.

Características y Prestaciones

Respuesta temporal

El usuario configura la instrumentación y los componentes de un proceso o sistema controlado, sobre los diagramas de bloques preconfigurados que se facilitan, y el programa muestra la Respuesta temporal.

Respuesta frecuencial

También se obtiene la Respuesta frecuencial, tanto en lazo abierto como en lazo cerrado (diagramas Real, de Bode, de Nyquist y de Black, en modo individual o agrupados en una sola pantalla).

Configuración o diseño de un sistema

El usuario puede componer, configurar o modificar el sistema, de manera muy sencilla en dos simples pasos, mediante los cuadros de diálogo desplegables del diagrama de bloques:

  1. Asignar a cada bloque un tipo de componente
  2. Definir el valor de sus parámetros

Estudio de la Respuesta temporal

ControlP permite el estudio de la respuesta del sistema frente a perturbaciones, ya sean debidas a cambios en el punto de consigna (set point), cambios de carga en el proceso o cambios introducidos en los parámetros de los componentes del sistema.

Los cambios en las perturbaciones (punto de consigna y cambios de carga en el proceso) pueden generarse en escalón de cualquier magnitud o bien de acuerdo con un patrón de rampas programables definidas por tramos por el usuario.

En el ajuste o sintonización de los controladores, pueden ajustarse sus parámetros (ganancia G –BP–, tiempo integral Ti –rpm– y tiempo derivativo Td) y observar los efectos producidos en el comportamiento y en la estabilidad del sistema, con el fin de tratar de optimizar la Respuesta temporal (decaimiento de las oscilaciones y su periodo –frecuencia–, tiempo de establecimiento, rebasamientos –sobreimpulsos–, etc.). Para ello

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