El futuro inteligente ya está aquí. Segmentos como la realidad virtual, el blockchain o las aplicaciones inteligentes están cambiando la realidad de empresas y usuarios y van a marcar el camino de la tecnología los próximos años. De entre todas ellas destaca el gemelo digital (digital twin), un gran paso en la simulación de ingeniería con aplicaciones en todos los sectores: telecomunicaciones, energía, industria, transporte… ANSYS, una de las compañías que lidera esta tecnología desde su experiencia en la simulación, nos muestra cómo el gemelo digital está revolucionando miles de organizaciones en todo el mundo.
¿Qué es exactamente un gemelo digital?
Un gemelo digital combina, en tiempo real, los datos operativos transmitidos en directo desde un producto en funcionamiento con toda la información digital de ese producto específico. Utilizando estas percepciones, los ingenieros pueden determinar la causa de cualquier problema de rendimiento, mejorar la producción, programar el mantenimiento predictivo, evaluar diferentes estrategias de control y, de esta forma, trabajar para optimizar el rendimiento del producto y minimizar los gastos operativos en tiempo casi real.
Por ejemplo, un gemelo digital de una turbina de gas instalada en una central eléctrica puede utilizarse para priorizar la eficiencia energética, las emisiones, el desgaste de las palas de la turbina u otros factores de especial importancia. Pero los gemelos digitales van incluso más allá, porque gracias a ellos podemos concentrarnos en aislar y observar un producto concreto, individual. Podemos estudiar los patrones climáticos que afectan a esa turbina, el ángulo de sus láminas, su producción de energía, y optimizar concretamente esa parte de su maquinaria. Una verdadera revolución en la ingeniería de productos.
Aplicaciones en el mundo real
Utilizando la simulación en conjunción con el IoT (Internet de las Cosas), las empresas pueden analizar el comportamiento de un producto en condiciones reales y realizar predicciones fiables sobre su comportamiento futuro, y así mejorar su funcionamiento y productividad y, al mismo tiempo, reducir riesgos y costes. A pesar de que los gemelos digitales son utilizados principalmente por grandes fabricantes industriales en sistemas de productos complejos, los avances tecnológicos continuos están permitiendo que esta “mejor práctica” sea más accesible, ampliándose así su utilización a un mayor número de aplicaciones para diferentes productos. ANSYS ha participado en el éxito de muchos de ellos; estos son algunos ejemplos de muy diversos sectores:
- Transporte. Por un tren más cómodo y mejor ventilado. Hasta ahora, los ingenieros de una de las más importantes empresas europeas de transporte tardaban cuatro meses en realizar las pruebas a sus trenes de pasajeros, en un túnel de viento climático, para validar el diseño de los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado. Hoy, utilizando la simulación computacional de fluidos dinámicos (CFD) de ANSYS, pueden validar el diseño de estos sistemas en su nuevo tren ICE 4 antes de construir el primer vagón, reduciendo el periodo de pruebas y los costes en más de un 50%.
- Telecomunicaciones. Wifi para las zonas incomunicadas de Brasil. Las vastas zonas rurales de Brasil apenas tienen acceso a internet. Instalar cables de fibra óptica no resulta rentable y la única solución es levantar torres que les proporcionen conexiones inalámbricas; aun así, la conexión wifi sólo llega al 22% de la población rural. La empresa Jet Towers utilizó el software de simulación de ANSYS para diseñar una línea de torres modulares que permite construirlas e instalarlas en solo una semana (una quinta parte del tiempo habitual) y por una fracción de los costes de una torre inalámbrica convencional.
- Perforación. Alargar la vida de las herramientas y prevenir riesgos. Las costosas máquinas de perforación, fabricadas con materiales resistentes a la corrosión, están sometidas a un permanente desgaste, mucho mayor en los elementos de corte. Los investigadores de la Universidad Técnica de Dortmund utilizaron herramientas de fluidos y análisis estructural de ANSYS para optimizar el proceso de distribución del flujo refrigerante y alargar así la vida del perforador, hasta en un 50%. Y, al mismo tiempo, prevenir el desgaste y posibles daños y riesgos.
- Industria. Bombas para una óptima limpieza de tuberías. Con la ayuda de la simulación de ingeniería de ANSYS, FMC Technologies ha logrado reducir a la mitad el peso de una bomba de limpieza alternativa para los conductos del alcantarillado, al tiempo que disminuye su impacto medioambieltal y aumenta la presión de salida del agua. Esta reducción de peso supone además abaratar los costes de la bomba, facilitar su mantenimiento y aumentar su eficiencia energética.
- Plataformas petrolíferas. Garantizando la seguridad del almacenaje. La mayoría de las nuevas plataformas petrolíferas están ubicadas mar adentro, lejos de la costa. Allí, los sistemas de almacenamiento flotantes y los buques de descarga sufren las duras condiciones del océano. En el pasado, la única alternativa para garantizar que los petroleros pudieran soportar las peores condiciones sin sufrir daños eran costosas pruebas físicas. La simulación de ANSYS ha logrado reducir el número de estas pruebas y además obtener datos más detallados y precisos, que no podrían obtenerse de otra manera.
- Telecomunicaciones. La startup que va a revolucionar la tecnología 5G. La startup PHAZR quiere competir con las grandes compañías en la carrera por la tecnología 5G. Han creado una red inalámbrica 1268 veces más rápida y 1024 veces con más capacidad que las actuales conexiones 4G LTE. La empresa ha aprovechado el poder del software de ANSYS no sólo para investigar y analizar la velocidad, la propagación de la frecuencia de radio o los materiales de la antena, sino también en la agilidad del diseño y la flexibilidad de esta tecnología de vanguardia. Y todo, sin necesidad de invertir en costosos prototipos y pruebas físicas.
