La ingeniería asistida por computadora comprende el uso amplio de software de computadora para analizar y probar de forma virtual productos de ingeniería en todas las fases de desarrollo. A través de ello se puede simular, validar y optimizar productos de acuerdo a los resultados de análisis numérico.

Las diversas soluciones que promete la ingeniería asistida por computadora se emplean en una amplia gama de industrias, sobre todo en lo que se refiere al análisis de la robustez, la mejora y el rendimiento de componentes y ensamblajes.

Por otro lado, también comprende la simulación de ingeniería constituyendo así el principal apoyo que tienen los equipos de diseño en lo referente a la optimización de productos.

En la actualidad, la ingeniería asistida por computadora se sitúa como una parte indispensable dentro del flujo de trabajo diario de los ingenieros de diseño, permitiendo crear modelos y simulaciones de ingeniería con un esfuerzo mínimo.

Fases de uso de la ingeniería asistida por computadora

Por lo general, la simulación con ingeniería asistida por computadora comprende tres fases principales:

1.      Pre- procesamiento

Carga del modelo dentro de la ingeniería asistida por computadora, definiendo el modelo y los factores ambientales relacionados.

2. Ejecución de aplicaciones de solucionadores

Se basa en los algoritmos de análisis de simulación.

3.  Post procesamiento

Validación del modelo y visualización en 3D.

Aplicaciones de la ingeniería asistida por computadora

Las herramientas se utilizan en la simulación, validación y optimización de productos con aplicabilidad en muchas industrias, como son la automotriz, la aeroespacial, la ingeniería de plantas, diversas aplicaciones energéticas, equipos industriales, electrónica y bienes de consumo.

Los procesos de simulación tienen una amplia gama de aplicaciones, desde pequeños componentes o productos hasta aparatos más complejos, como plantas, equipos HVAC y maquinaria pesada. Al respecto los siguientes ejemplos:

Equipos y componentes de máquinas

En este sentido se puede mencionar análisis estructural estático de un brazo de agarre, diferentes situaciones de tensión aplicados al cuadro de una bicicleta, análisis dinámico de una mecanismo de cigüeñal simplificado, análisis térmico transitorio para un sistema de frenado de automóvil o análisis termo-estructural de una pieza de enrutador.

Productos de consumo

Flujo conectivo de una bombilla, análisis estructural estático no lineal de un alicate, análisis de contacto de un mecanismo de ajuste a presión del consumidor o una carcasa de teléfono móvil para comprobar su impacto tras una caída de dos metros.

Partes de equipos y máquinas de un proceso industrial

Flujo de agua a través de una válvula de globo, bomba de agua centrífuga utilizando el método de marco referencia múltiple o salpicaduras de combustible dentro de un tanque de combustible en movimiento.

Comportamiento dinámico de diferentes sistemas de máquinas

Análisis aerodinámico de un auto de carreras, simulación de flujo de aire alrededor de un auto de carreras, impacto de cráneo y humano con o sin casco, desempeño hidrodinámico de un delfín nadando cerca de la superficie de agua, flujo de fluido externo alrededor de un submarino, flujo de aire alrededor de una motocicleta y más.

Ventajas de la ingeniera asistida por computadora

Algunas de las más importantes son:

1.  Desarrolla productos rápidamente y con menor costo

Antes de la aplicación de la ingeniería asistida por computadora, en cada una de las etapas de desarrollo de un nuevo producto se requerían muchas rondas de pruebas de materiales y de gastos en prototipos físicos, lo cual representaba un esfuerzo costoso para la empresa y una considerable inversión de tiempo.

Gracias a los softwares avanzados que hemos comentado, los ingenieros pueden hacer simulaciones, pruebas y evaluaciones en nuevos productos en cuestión de días o semanas, de acuerdo al objetivo.

Aún es necesario, en muchos de los casos, considerar un prototipo físico antes de continuar con la producción en serie de un nuevo producto, pero la ingeniería asistida por computadora provee la posibilidad de asegurar que este primer prototipo se haya mejorado y optimizado previamente.

2. Brinda capacidades más simples y accesibles

Anteriormente, los procesos de simulación en ingeniería solían ser mucho más complicados. Por fortuna, las herramientas de ingeniería asistida por computadora que están disponibles hoy en día contribuyen a eliminar muchas de las barreras que anteriormente se hacían latentes en estos procesos.

Gracias a ella, es posible que usuarios sin mucha experiencia ni conocimiento experto puedan obtener resultados de simulación efectivos.

3.  Aplicable en muchísimos campos

Los beneficios de la ingeniería asistida por computadora se hacen notorios en múltiples campos de la ingeniería como lo son la automoción, aeroespacial, electrónica, petróleo y gas, HVAC e ingeniería de plantas.

El análisis de prototipos se puede lograr en prácticamente cualquier cosa, desde grúas a puentes, hasta autos de carrera y plantas de energía, con tiempos más cortos y menores gastos.

4. Detecta problemas a tiempo

En ocasiones, las fallas de los primeros diseños de un producto no se hacen perceptibles sino hasta que se encuentra en una parte avanzada de todo el proceso de desarrollo.

Afortunadamente, cuando se aplican soluciones de ingeniería asistida por computadora al interno de todo el proceso creativo de producto, se pueden detectar posibles problemas y fallas de diseño que pudiesen afectar los procesos consecutivos.

Los cambios de diseño constituyen un importante esfuerzo, pues implica considerar todo el sistema desde el inicio. Sin embargo, es preferible hacer los ajustes necesarios, antes que los cambios sean más costosos.

En síntesis, podemos decir que la combinación de la simulación de ingeniería y la computación  de alto rendimiento permite que la ingeniería asistida por computadora ofrezca beneficios en una variedad de industrias.

Una vez que contribuye al ahorro de tiempo y dinero, en todas las fases del diseño y desarrollo de productos, la ingeniería asistida por computadora se hace más indispensable en todas las ramas y fabricación de procesos.

De este modo la creación de métodos innovadores de diseño e ingeniería a través de la ingeniería asistida por computadora promete agilizar y mejorar todos los procedimientos relativos al desarrollo de productos, garantizando en un futuro altos estándares de calidad de producto.

¿Qué otros campos de aplicación crees que sean importantes dentro de la ingeniería asistida por computadora? Nos gustaría conocer tu opinión en los comentarios.