Evolucin de los simulacin de procesosEn los primeros pasos, la simulacin de procesos se basaba principalmente en circuitos analgicos. Los programas de simulacin de procesos empezaron a difundirse a partir de la cuarta generacin de computadoras, que se caracteriz por la sustitucin de las memorias de ferrita por circuitos integrados, cuando la velocidad de procesamiento alcanzada y los costos empezaron a ser atractivos par a las industrias debido a su factibilidad de eficiencia y econmicos, principalmente por la industria petroqumica, teniendo tambin presencia sus inicios en la segunda guerra mundial.La simulacin de procesos intenta modelar sistemas reales o hipotticos por ordenador de forma que su funcionamiento puede ser estudiado y podemos predecir su comportamiento. La historia y evolucin de la simulacin han ido paralelas a la evolucin de la informtica, ya que toda simulacin como ya sabemos requiere la comprensin y utilizacin del lenguaje e instrumentos informticos. Sus orgenes datan de la segunda guerra mundial cuando dos matemticos J. V. Neumann y S. Ulam tenan el reto de resolver un problema complejo relacionado con el comportamiento de los neutrones. Estos experimentos estaban basados a base de prueba y error; los cuales eran muy caros y era demasiado complicado para abordarlo mediante tcnicas analticas. la aproximacin que escogieron se basa en la utilizacin de nmeros aleatorios y distribuciones de probabilidad. El mtodo desarrollado se llam "mtodo de Montecarlo" por el parecido entre la generacin de nmeros aleatorios y el juego de la ruleta.Desde los aos cincuenta los lenguajes especializados para simular sistemas continuos para simular sistemas continuos en, apartir del desarrollo del lenguaje DYNAMO (DYNAmic MOdels), han abordado la simulacin dinmica industrial, la urbana y mundial. Esos desarrollos se han visto ampliados y se han hecho de acceso ms fcil al relacionarse con los lenguajes computacionales de programacin con orientacin a objetos como SIMULA, lo que ha permitido el desarrollo de sistemas de simulacin como el STELLA y el I THINK, permitiendo que la simulacin de sistemas complejos dinmicos se convierta en una herramienta poderosa y amigable.En esos mismos aos, se inician las primeras aplicaciones de la programacin lineal a la industria petroqumica en la creacin de modelos que simulan la mezcla de gasolinas y aceites. Los primeros programas fueron escritos inicialmente para grandes ordenadores VAX, IBM, entre otros, y gradualmente para ordenadores personales tipo IBM-PC o compatibles reducindose su precio. Durante la Guerra Fra se intensific el uso de la simulacin para resolver problemas de inters militar; trayectorias y dinmicas de satlites artificiales, guiar msiles, etc. Muchos de estos problemas exigen la resolucin de sistemas de ecuaciones diferenciales no lineales. Para abordar estos problemas se utilizaron ordenadores analgicos que usaban elementos electrnicos para resolver las operaciones matemticas: integracin, suma, multiplicacin, generacin de funciones, etc.Aparte de todos los usos mencionados de los simuladores analgicos tambin se utilizaron en la poca de los 60 para la resolucin de problemas de mbito civil. Lo ms destacables fueron el GPSS de IBM (General Purpose System Simulator) y el SIMSCRIPT.La teora de sistemas nos muestra que diversos principios fsicos tienen asociados modelos matemticos equivalentes o isomrficos, por lo que resulta conveniente analizar el comportamiento de un sistema (proceso qumico) observando la evolucion de las variables equivalentes en un circuito elctrico ya que son fcilmente cuantificables.Tiempo despus, a partir del uso masivo de la computadora digital, y de la revolucin que implica la informtica en todos los campos de la ingeniera, se evolucion lentamente de la simulacin analgica a la digital, habiendo prcticamente desaparecido la simulacin analgica en muchas aplicaciones.En la dcada de los 70 aparecieron los microprocesadores lo que propici la masificacin de las computadoras, y se introdujeron comercialmente las computadoras personales (PC), lo que produjo la revolucin informtica. Se tuvo acceso prcticamente a bajo costo a estudiantes, docentes, doctores... a la computadora personal, la cual ya era eficiente y permitido a pocas personas con accesos a centros de cmputo.La revolucin que se produjo en la informtica a partir de los aos 80, tiene un impacto importante en la simulacin por ordenador. El uso de simuladores se generaliza en prcticamente todos los mbitos de la ciencia y la ingeniera, por ejemplo: Prediccin del tiempo: el primer modelo numrico de prediccin del tiempo que dio resultados positivos fue desarrollado por J. G. Charney, R. Fjrtoft y J. von Neumann con el ordenador "ENIAC" (Electronic Numerical Integrator and Computer). Desde entonces, y especialmente en las ltimas dos dcadas, se han popularizado estos simuladores para la prediccin a corto y largo plazo del tiempo. Entrenamiento de pilotos: La necesidad de entrenar los pilotos surge ya en los inicios de la aviacin. A falta de ordenadores y programas informticos de simulacin, los primeros pilotos se entrenaban con primitivos simuladores fsicos. Actualmente, todos los pilotos estn obligados a entrenarse peridicamente en sofisticados simuladores para estar preparados para resolver cualquier problema que pueda aparecer en el vuelo.Como consecuencia de la revolucin informtica y todos los cambios que trajo consigo, se comienza a cubrir la brecha entre los mtodos pre-computadora y los algoritmos numricos programados aplicados a la ingeniera qumica. En el ao 1974 aparece el primer simulador de procesos qumicos, el FLOWTRAN.En la actualidad existen una gran variedad de simuladores de procesos comerciales, poderosas herramientas de clculo en procesos industriales para clculos termodinmicas entre muchas otras cosas. Algunos tipos de simuladoresLas herramientas de simulacin pueden clasificarse de diferentes maneras: segn el tipo de proceso (batch o continuo), si involucra el tiempo (estacionario o dinmico) si maneja variables estocsticas o determinnticas, cuantitativas o cualitativas.1. La simulacin en estado estacionario implica resolver los balances de un sistema no involucrando la variable temporal. Si el modelo deseara estudiar las variaciones de las variables de inters con las coordenadas espaciales ser un modelo a parmetros distribuidos.2. La simulacin dinmica plantea los balances en su dependencia con el tiempo ya sea pra representar el comportamiento de equipos batch o bien para analizar la evolucin que se manifiesta en el trasiente entredos estados estacionarios para un equipo o una planta completa. 3. La simulacin cualitativa tiene por objeto principalmente el estudio de las relaciones causales y las tendencias temporales cuantitativas de un sistema, como as tambin la propagacin de perturbaciones a travs de un procesos dado.4. La simulacin cuantitativa en cambio es aquella que describe numricamente el comportamiento de un proceso, a travs de un modelo matemtico del mismo, para ello utilizando la resolucin de los balances de materia, energa y cantidad de movimiento, como los que se realizan en muchas de las materias de la carrera de Ingeniera Qumica.5. La simulacin determinstica y la estocstica, como modelo determinstico consideramos aquel en el cual las ecuaciones dependen de parmetros y variables conocidas con certeza, no existe incertidumbre ni leyes de probabilidades asociadas a las mismas y en cambio en el estocstico ciertas variables estarn sujetas a incertidumbre que podr ser expresada por funciones de distribucin de probabilidad.6. Los simuladores de procesos qumicos complejos, aes aquel que solo se requiere el modelo del equipo y un sistema de entrada/salida de datos, programar un simulador de uso general que implica varios problemas adicionales, contemplar una biblioteca de mdulos individuales, programar la forma de interaccin de los equipos, entre otros puntos.7. Los simuladores globales, plantean el modelo matemtico que representa al procesos construyendo un gran sistema de ecuaciones algebraicas que representa a todo el conjunto o planta a simular, as el problema se traduce en resolver un gran sistema de ecuaciones algebraicas, generalmente no lineales.8. Los simuladores secuenciales, se basan en mdulos de simulacin independientes que siguen aproximadamente la misma filosofa que las operaciones unitarias, es decir, cada equipo, bomba, vlvula, intercambiadores, etc. Son modelados a travs de modelos especficos para los mismos y adems, el sentido de la informacin coincide con el flujo fsico en la planta.9. Los simuladores hbridos, plantean el desarrollo de los simuladores combinando la estrategia modular y la orientada a ecuaciones, es una combinacin de ambas de las pasadas.Algunos simuladores de procesos utilizados en ingeniera qumica son: Aspen Plus y Speedup Pro II Chemcad HysisSiendo Aspen, Pro II y Chemcad simuladores de procesos en estado estable, Speedup simulador de procesos dinmicos e Hysis til para los dos tipos de simulacin.

Conclusin personalComo conclusin puedo aadir que la simulacin de procesos en nuestra carrera, Ingeniera Qumica, es una herramienta muy importante dentro de las diferentes reas de la carrera, as como en proyectos de investigacin, en la enseanza, entre otras partes. Nos ayudar tambin a ahorrar tiempo en la resolucin de problemas, ya que con el desarrollo de un simulador de un proceso, nos evitaremos resolver el problema a mano muy laborioso como lo puede ser en evaporacin, de la asignatura Procesos de Separacin II, y el intercambio de redes en la asignatura Sntesis y Optimizacin de Procesos.

Referencias bibliogrficas1. Creus, S. A. 1989. Simulacin de procesos con PC. Marcombo S. A. Espaa.2. Scenna, J. N. 1999. Modelado, simulacin y optimizacin de procesos qumicos. Editorial de la Universidad Tecnolgica Nacional. Argentina.3. Martnez S., V. H. y cols. 2000. Simulacin de procesos en Ingeniera Qumica. Plaza y Valds Editores. Mxico.4. Sitio web: "Simulacin de Procesos" http://www.fio.unicen.edu.ar/usuario/cgely/q13-0/Transparencias/Transparencias_segunda_teoria_simulacion.pdf 5. Sitio web: "La simulacin por ordenador" http://www.fib.upc.edu/retro-informatica/avui/simulacio.html 6. Sitio web: " Evaluacin: conceptos y evolucin" http://dcsh.xoc.uam.mx/curric/sergio_monroy/ppt_en_pdf/simulaci%C3%B3.ppt.pdf.pdf

"Investigacin sobre Simuladores de Procesos: Historia y algunos tipos de simuladores"

INSTITUTO TECNOLGICO DE LOS MOCHIS

ASUNTOINVESTIGACIN SOBRE SIMULADORES DE PROCESOS: HISTORIA Y ALGUNOS TIPOS DE SIMULADORES

INGENIERA QUMICA

PRESENTA:JESS GUILLERMO URQUIDY AUDEVES

ASESOR:ING. FLORENCIO MORENO OSUNA

LOS MOCHIS, SIN. ENERO 2015