La sostenibilidad y la eficiencia energética son una prioridad. El gran reto es fabricar productos innovadores que consuman menos, que posibiliten reducir el número de componentes y crecer los márgenes. Los ingenieros y equipos de desarrollo se enfrentan a una de serie de problemas inevitables: múltiples variables de diseño, espacios inexplorados, falta de experiencia ante la novedad… En este contexto de exploración y descubrimiento, la simulación es una herramienta imprescindible: permite llegar a diseños revolucionarios e innovadores sin necesidad de invertir en energía, materiales, tiempo y dinero fabricando prototipos físicos y realizando costosas pruebas. ANSYS, líder en simulación de ingeniería, ha identificado cinco áreas para llevar la eficiencia energética hasta los consumidores, en las que la innovación energética es esencial para el éxito de estas compañías: electrificación avanzada, eficiencia en maquinaria y combustible, diseño aerodinámico, aligeramiento efectivo y optimización térmica.
- Máquinas y combustibles eficientes para ahorrar millones de euros. Aviones, automóviles, fábricas o plantas de producción dependen de máquinas que deben funcionar de manera óptima para maximizar su eficiencia energética. La simulación reproduce con extrema precisión el funcionamiento de todo tipo de maquinaria, en las más diversas condiciones y con cualquier combustible, ayudando a los ingenieros a diseñar máquinas más limpias, eficientes, duraderas, seguras y más rentables. Por ejemplo, la simulación multifísica se ha utilizado para optimizar el diseño de los ventiladores de las plantas de gas natural líquido (LNG), que necesitan operar en climas extremadamente fríos (Rusia, Noruega) y al mismo tiempo mantener una temperatura agradable en el interior para los operarios, renovando el aire de 12 a 18 veces cada hora. Los nuevos diseños permiten a estas plantas un ahorro potencial de muchos millones de euros.
- Diseño aerodinámico para ahorrar combustible en larga distancia. La resistencia es responsable del 22% del consumo de combustible de un camión de larga distancia. Las mejoras en aerodinámica ayudan a las líneas aéreas y empresas transportistas a mejorar también su consumo de combustible y el cumplimiento de las normas medioambientales. Sin embargo, los tests aerodinámicos físicos, utilizando enormes túneles de viento y sus complicados instrumentos, son muy costosos y exigen largo tiempo. Algo que muchas grandes compañías de la industria aeroespacial, automovilística y aeronáutica evitan gracias a las simulaciones de fluidos dinámicos que además maximizan la eficiencia de sus diseños.
- Optimización térmica para ahorrar energía. El sobrecalentamiento interno en productos electrónicos ha estado últimamente en los medios debido a los numerosos incidentes que ha provocado. Es un tema relevante también a nivel de consumo energético: hasta un 36% del total de la energía consumida en productos manufacturados proviene de aplicaciones térmicas. La simulación de ingeniería no sólo predice las temperaturas internas de un producto y de cada uno de sus componentes, sino que además revela las consecuencias físicas que pueden derivarse de las variaciones térmicas. Otro ejemplo: a la hora de analizar la expansión del calor o el frío en un determinado espacio (desde un despacho a un gran auditorio), una precisa simulación de los flujos de aire ayuda a optimizar la energía empleada para calentar o enfriar ese espacio, y por tanto a reducir costes.
- Electrificación avanzada para reducir energía. La simulación también trabaja para acelerar los tiempos de búsqueda de soluciones y agilizar los análisis paramétricos. Estas soluciones permiten a los ingenieros de automoción evaluar sensores, propulsores, motores y otros componentes mientras interactúan con los circuitos electrónicos y los sistemas de control. Lo mismo sucede en el análisis de la potencia de consumo en los chips, que suele realizarse una vez está finalizado el diseño, de forma que es tarde para cambios o mejoras. Sin embargo, utilizando software de simulación en una fase temprana del diseño, es posible reducir el consumo de energía hasta niveles sin precedentes.
- Aligeramiento efectivo para incrementar la eficiencia energética. El aligeramiento de peso del vehículo ayuda notablemente a incrementar la eficiencia energética. Esta reducción se puede realizar remplazando los materiales tradicionales (acero, aluminio) por alternativas más ligeras (plástico, composite); o rediseñando la forma de determinadas partes para minimizar el material utilizado. En cualquiera de las dos opciones, la simulación es un camino rápido y económico para analizar los efectos de los nuevos materiales o las nuevas formas, antes de entrar en costosos prototipos físicos. Un ejemplo: ANSYS ha colaborado en el diseño de unas revolucionarias ruedas de base ancha que sustituyen a las ruedas dobles, lo que consigue aligerar el peso (hasta un 23%) y reducir la fricción del neumático.
La simulación de sistemas energéticos es fundamental para mejorar la forma en que se produce y consume cualquier tipo de energía. Las soluciones de ANSYS pueden ayudar a desarrollar sistemas eficientes y sostenibles, preparados para superar los retos energéticos de hoy y de mañana.
