AUTMIX
Contacto

Investigación y desarrollo

A través de este departamento, contamos con un equipo de especialistas comprometidos en desarrollar productos con los más altos estándares de calidad y funcionalidad.


En el campo de la agitación para procedimientos industriales, es preciso tener experiencia y conocimiento encaminados hacia las vías de la innovación y tecnología, es decir, a través de la investigación permanente. Contamos con un equipo de especialistas comprometidos en desarrollar productos con los más altos estándares de calidad y funcionalidad.

Por tal motivo, en Autmix Flow llevamos a cabo teoría, práctica, sistematizaciones, simulaciones en dinámica de fluidos y estudios, con base en el método científico, que nos permite obtener claridad y seguridad en cada una de las tareas de agitación y mezcla: desde las más sencillas hasta las más complejas.

De esta forma, a través del área de Investigación y Desarrollo (I+D), reinventamos agitadores industriales mediante la investigación. Conoce las etapas de investigación.

Etapas de investigación I+D

Como resultado de nuestra experiencia en la industria, hemos detectado áreas específicas en las cuales se pueden evitar errores comunes, o bien, mejorar algún proceso. También es posible que, de manera directa, alguno de nuestros clientes nos señale situaciones particulares en sus procesos de agitación. Una vez analizadas, se comparte con el resto del equipo de I+D para su resolución.

Con el objetivo de comprender la situación, requerimos conocer los fundamentos teóricos donde se desenvuelve. Para lograr esto, en I+D recabamos información de diversas fuentes como: libros, artículos científicos, tesis, proyectos de investigación, reportes, patentes, entre otros.

Gracias a la formación interdisciplinaria de los miembros y a la experiencia en proyectos de investigación, seleccionamos y sintetizamos la información precisa para avanzar en el desarrollo del proyecto.

El intercambio de ideas nos permite tener una perspectiva más amplia de la situación y hacer propuestas más diversas para llegar al resultado final. También nos es posible identificar cuáles son algunos de los principales retos durante el desarrollo del proyecto y discutir posibles soluciones.

En esta etapa seleccionamos las herramientas tecnológicas a usar dependiendo de la naturaleza de la situación. Por ejemplo, si consideramos emplear la dinámica de fluidos computacionales (CFD, por sus siglas en inglés), el análisis de esfuerzos o el de vibraciones, entre otros.

Una de las mejores formas de conocer el comportamiento de alguna pieza, equipo o sistema bajo condiciones de comportamiento similares a las que se someterá en la realidad, es mediante el desarrollo de simulaciones computacionales. Las principales ventajas están en el ahorro en costos y en tiempo de fabricación de los equipos si se hiciera una prueba real.

El primer paso de este proceso es hacer un modelo 3D del sistema a evaluar. Este modelo surge como resultado de las ideas discutidas con anterioridad. Generalmente, se hacen distintos modelos que permiten conocer cómo varían los resultados si se cambian ciertas características físicas.

Una simulación computacional lleva a cabo una serie de miles (incluso millones) de cálculos con el objetivo de conocer algún parámetro o comportamiento físico. Para lograr esto, es necesario dividir nuestro modelo 3D a simular en una gran cantidad de pequeñas unidades que permitan realizar todos estos cálculos.

A dicho proceso se le conoce como mallado y su finalidad es tener un número finito de elementos (conocidos como celdas), con los cuales el software seleccionado podrá llevar a cabo todos los cálculos necesarios.

Este es uno de los procesos más importantes para asegurar la obtención de resultados adecuados; un mallado de mala calidad puede hacer que los resultados no coinciden con la realidad. Por otro lado, un mallado demasiado fino puede tomar un tiempo excesivo de procesamiento.

Una vez creado el mallado, es momento de pasar a la parte con mayor peso del ciclo de investigación: la simulación del proceso. Esta etapa sería la equivalente a desarrollar una prueba experimental en un laboratorio bajo condiciones controladas.

Como mencionamos antes, la simulación a desarrollar depende de la naturaleza del problema por resolver. Sin embargo, la más usada es la de CFD porque es especialmente útil cuando buscamos conocer el funcionamiento de nuevos tipos de agitadores, de los móviles o del proceso de agitación.

Entre los principales valores a obtener, se encuentran:

  • Consumo de potencia
  • Velocidad del flujo
  • Fuerza sobre la hélice

Por otro lado, el análisis de fluidos es una de las ramas de la ciencia más complejas; debemos tener una sólida base de conocimientos en ciencias exactas para llevar a cabo estudios en este campo.

Dicha base científica permite configurar correctamente la simulación, en función de las características del proceso y de las condiciones bajo las cuales se quiere evaluar. Así, es posible decidir si la simulación se puede considerar estable o transitoria, o bien si el régimen es laminar o turbulento, por ejemplo.

Durante todo el proceso de simulación, ésta es cuidadosamente monitoreada para asegurar que los resultados coincidan lo mejor posible con el entorno real.

Tras la finalización de la simulación es momento de analizar los resultados obtenidos. Existen herramientas disponibles para analizar los resultados de distintas maneras. Por ejemplo, si se quiere observar cuál es el movimiento del fluido, un video con el perfil de velocidades o una imagen de vectores son buenas formas de obtener esta información.

Por otro lado, si deseamos conocer la variación del par torsor a lo largo de todo el proceso, una gráfica de este valor en función al tiempo de agitación es la mejor opción.

Con la ayuda de herramientas de análisis de datos, tales como Matlab y Python, es posible filtrar toda la información necesaria y deducir si los resultados tienen sentido o no. De esta manera, si los resultados obtenidos no satisfacen al equipo de I+D, se realiza una nueva simulación haciendo los ajustes que se consideren necesarios.

Finalmente, después de haber pasado por todas las etapas del proceso de investigación y con base en los resultados obtenidos, es el momento de implementar la solución.

La anterior puede tratarse de un proceso físico o de uno teórico. Por ejemplo, cambiar la inclinación de las hélices del agitador es un ejemplo del primero, mientras que la implementación de una fórmula matemática que permita calcular la potencia absorbida por cierto tipo de hélice puede ejemplificar la segunda.

Para recapitular, el proceso de investigación y desarrollo es un ciclo continuo, ya que, aunque se haya resuelto el problema de inicio, se originan nuevas preguntas. Estas interrogantes sirven como punto de partida para el desarrollo de futuros proyectos de investigación, e incluso, para anticiparnos y proponer soluciones de nuevos retos en la industria.

Software en agitación

Con el continuo desarrollo de herramientas, a cargo del equipo de investigación de I+D, generamos adecuaciones a los agitadores, productos y perfiles ad hoc al progresivo avance de la industria. Así, mediante estas herramientas de uso interno, planeamos, verificamos y diseñamos nuestros equipos.

A través de la innovación y creación de software especializado en el proceso de investigación —por medio de la digitalización de los datos, así como el uso de algoritmos capaces de realizar cálculos matemáticos con rapidez— mejoramos y obtenemos, con mayor exactitud, las proyecciones de los procesos.

De las principales ventajas al tener este tipo de software se encuentran las siguientes:

Facilitar el proceso de diseño.

Agilizar el servicio al cliente.

Garantizar la calidad y eliminar errores humanos.

Verificar la fiabilidad del equipo.

Identificar los parámetros y ratios de agitación.

Aunado a lo anterior, dicho software sigue en constante evolución. Así, nos mantenemos como un referente en la investigación de la dinámica de fluidos para procedimientos industriales de agitación y mezcla.

Simulaciones en CFD Y FEA


Mediante el uso de software altamente desarrollado, realizamos simulaciones; es decir, la recreación de los procesos de agitación y mezcla. Con ello, se pueden comprobar o descartar hipótesis, o bien, resolver operaciones matemáticas que describen el comportamiento de los agitadores, mediante métodos de análisis numérico.

En I+D obtenemos una versión cercana y lo más parecida a la realidad del funcionamiento del equipo, previo a su construcción, con el objetivo de conocer si se adapta a los requerimientos solicitados por el cliente de acuerdo con las condiciones materiales de los procesos a desarrollar. Para ello, utilizamos dos softwares para realizar simulaciones de agitación y mezcla: CFD y FEA. A continuación, te explicaremos a detalle.

Computational Fluid Dynamics (CFD)


Computational Fluid Dynamics —CFD, por sus siglas en inglés o su traducción al español: Dinámica de Fluidos Computacional— es un método diseñado para hacer simulaciones de comportamiento de fluidos, transferencia térmica y de masa.

A través de CFD, es posible realizar millones de cálculos matemáticos para solucionar las necesidades con relación a diversos procesos y su reacción durante las fases de agitación o mezclas, obteniendo un resultado certero, rápido y con un mínimo porcentaje de error.

Entre las ventajas al realizar la simulación por medio del CFD encontramos:

Facilitar el proceso de diseño.

Agilizar el servicio al cliente.

Garantizar la calidad y eliminar errores humanos.

Verificar la fiabilidad del equipo.

Identificar los parámetros y ratios de agitación.

Simulación en Finite Elements Analysis (FEA)


Otra de las herramientas utilizadas para la simulación en el diseño de los agitadores es el Finite Elements Analysis (FEA, por sus siglas en inglés o su traducción al español: Análisis de Elementos Finitos). Este desarrollo, nos permite analizar cada uno de los componentes del agitador o hélice, con el objetivo de tener una idea más clara de cómo reaccionan los elementos a los procesos que se someterán.

El objetivo: tener predicciones certeras de sus efectos como son esfuerzos mecánicos, fatiga, velocidad crítica, flexión de componentes, entre otros. Con base en estos resultados, podemos identificar la seguridad y garantía del equipo antes de iniciar la fabricación de los dispositivos.

¿Quieres conocer más sobre las simulaciones en CFD y FEA que emplean I+D para innovar en la fabricación de agitadores y hélices para mezclas? Contacta con nosotros, en Autmix Flow tu satisfacción es nuestra motivación.

Modelos matemáticos


Al realizar las simulaciones antes mencionadas, tenemos una referencia gráfica certera del funcionamiento del agitador durante un proceso determinado. Además, nos brinda los parámetros necesarios presentes en la tarea de agitación. Dicha información, es utilizada por el departamento de I+D para realizar el proceso metodológico basado en el método científico, y así, generar el modelo matemático del equipo de agitación.

Por otro lado, al contar con la disponibilidad del modelo es posible comprobar la funcionalidad del equipo. En primer lugar, cubriendo las necesidades del cliente y, en segundo, de acuerdo con los más estrictos estándares internacionales vigentes. De igual manera, nuestro grupo de expertos utiliza esas herramientas para encontrar áreas de oportunidad en cada agitador industrial o hélice y buscar la mejora constante.

Finalmente, debemos destacar que el uso de modelos matemáticos es necesario para el desarrollo de nuevos equipos.