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Los simuladores son cada vez más importantes en la industria

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22 de julio, 2015

Aunque siguen teniendo ruedas y quemando combustibles fósiles, la industria del automóvil es una de las que más ha avanzado y de las que más ha intervenido en el desarrollo de otras tecnologías, como es el caso de los simuladores, que permiten ahorrar millones de euros a la industria.

En la actualidad, los simuladores son cada vez más importantes en la industria. Sin ellos, muchos avances no habrían sido posibles o su coste habría sido desorbitado. No sólo reducen el tiempo de desarrollo del prototipo de una pieza o máquina, también los gastos en ensayos y pruebas.

Cada vez que se diseña un componente, además de verificar que sus proporciones son correctas y que es posible el fabricarlo en serie, se realizan ensayos para comprobar todo tipo de cosas, desde su interacción con otros elementos, si gusta o no al público al que va dirigido, etc., hasta pruebas en las que se quiere saber su durabilidad, cómo se rompe y por qué… son lo que se conoce como «ensayos destructivos» ya que para su estudio, irremediablemente la pieza se rompe.

Un ejemplo típico son las pruebas de choque de la industria del automóvil, saber cómo se comporta durante un impacto para garantizar la integridad de los ocupantes es vital. Cambiar el ángulo del soporte de un determinado componente del motor puede suponer una variación enorme en el resultado de la prueba de choque. Mediante los simuladores, no es necesario destrozar tantos coches en ensayos reales, lo cual supone un ahorro inmenso, tanto en tiempo, como en materiales (y por lo tanto recursos naturales) y dinero.

Otro tipo de ensayos no llevan a la destrucción del modelo, pero sí requieren tiempo y el uso de instalaciones muy caras, por ejemplo los estudios aerodinámicos. Gracias a los avances informáticos, hoy en día las simulaciones son muy precisas, incluso Toyota ha desarrollado un modelo virtual del cuerpo humano para sustituir a los dummies.

Es por ello que la industria del automóvil ha sido uno de los principales impulsores del desarrollo de sistemas de simulación virtual.

Para Ansys (uno de los líderes en del desarrollo de modelos informáticos para simuladores), éstos son los principales retos de la industria de la automoción y el coche del futuro:

  • Eco eficiencia: las restricciones gubernamentales establecidas a nivel mundial son cada vez más duras y alcanzar los objetivos implica el rediseño de los automóviles para la resolución de muchos retos, como pueden ser la disminución de la resistencia aerodinámica sin sacrificar la refrigeración y la tranquilidad de la cabina, o la reducción del peso del vehículo manteniendo las necesidades específicas de fuerza y resistencia.
  • El coche autónomo: los coches han pasado de ser máquinas mecánicas a complejas máquinas electrónicas. Actualmente, siete compañías de automoción han anunciado sus planes de vender o promocionar algún tipo de coche autónomo o sin conductor, entre ellos Google. A través de la simulación, los ingenieros pueden realizar el modelado del vehículo entero como un único sistema. Además, permite la simulación colaborativa, ya que se consolida como plataforma única en la que los cientos de ingenieros de una misma compañía, empleados en diferentes países para diseñar diferentes aspectos del vehículo, trabajen de forma conjunta, mejorando  así las oportunidades de innovación y optimización.
  • La electrónica de las cosas: el usuario de hoy en día exige interfaces inteligentes acoplados a los vehículos: radio satélite, unidades GPS, pantallas táctiles integradas en los cuadros de mandos o en los reposacabezas.  Los fabricantes están ofreciendo actualmente, por ejemplo, 4G LTE Wi-Fi (junto a las antenas que lo hacen posible). Componentes como las llaves o los cierres de ventanas y puertas se activan a través de software, como también lo hacen los indicadores de consumo, kilometraje y emisiones. El software controla las cámaras de visión trasera, las baterías, los sistemas de aceleración y frenado… El coche actual es un ordenador con ruedas. Las funcionalidades del Internet de las Cosas han requerido y requieren herramientas de simulación de alta fidelidad.
  • Pruebas «in-silico» : la electrónica avanza y la interacción de las físicas incrementa. En un motor, por ejemplo, los aspectos electrónicos, magnéticos, termales, de fluidos, estructurales y acústicos están totalmente relacionados: el flujo de refrigeración afecta a la temperatura; la temperatura afecta los campos electromagnéticos; éstos afectan a la eficiencia del motor y a las vibraciones estructurales, que se transforman en ruido.  En este sentido, las pruebas in-silico (en ordenador) relegan a las pruebas in-vivo, que se realizarán solo cuando realmente las predicciones de comportamiento del producto alcancen la perfección.  De esta forma, las compañías consiguen la optimización del diseño tras simular y observar el comportamiento del vehículo, de cada uno de sus componentes como parte de un sistema más grande, en todo tipo de condiciones externas y escenarios reales. Y además, se consigue de forma más rápida y coste-eficiente, lo que le permite sacar el mayor partido a su inversión en innovación.

Vídeo sobre los simuladores

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