De qué está hecha la altura de la bomba
Módulo de recuperaciónIntercambiadorColectoresRamal
Operación normal≈ 6,0 m c.a.
Plena carga≈ 8,5 m c.a.
Método
De la pregunta de ingeniería al modelo que la responde
La secuencia de razonamiento con la que construyo un modelo físico y lo llevo hasta una recomendación auditable.
01
Comprensión física
Antes de programar, identifico qué decisión hay que tomar y qué fenómeno la gobierna. El modelo se construye para responder esa pregunta, no al revés.
02
Modelamiento matemático
Traduzco el sistema a ecuaciones —balances de energía y masa, fluidos, dinámica— con el detalle justo. El modelo más complejo rara vez es el más útil.
03
Simulación y resolución numérica
Resuelvo el modelo con métodos numéricos apropiados, en código abierto y auditable. La placa de esta sección es un ejemplo pequeño, calculado en vivo.
04
Validación y sensibilidad
Contrasto el modelo con la información disponible y cuantifico cuánto pesa cada supuesto. La pregunta no es solo si funciona, sino dónde puede fallar.
05
Decisión de ingeniería
El proyecto termina en una recomendación, con la incertidumbre declarada y el cálculo abierto para que usted lo audite.
Simulación en vivopaso 0
Su navegador está resolviendo ahora la ecuación del calor en una placa: borde izquierdo caliente, los demás fríos, y una fuente que se enciende y apaga como un compresor en ciclo de carga. Haga clic o arrastre sobre la placa para agregar calor.
Diferencias finitas explícitas · malla 120×72 · r = αΔt/Δx² = 0,24 (estable si ≤ 0,25)
Caso aplicado, en detalle
Qué dice el modelo de recuperación de calor, y cómo lo verifiqué
El resumen está en el home. Acá están dos resultados que cambian cómo se compra el sistema —de qué está hecha la altura de la bomba y dónde está el riesgo de operación— y la forma en que comprobé cada número antes de entregarlo.
Dónde está el riesgo de operación
Sin margen de ensuciamiento
FríaTempladaTibia
Alto0 %5 %25 %
Medio-alto0 %14 %38 %
Medio-bajo4 %23 %52 %
Bajo12 %37 %68 %
Con margen del 20 %
FríaTempladaTibia
Alto0 %0 %0 %
Medio-alto0 %0 %1 %
Medio-bajo0 %0 %4 %
Bajo0 %1 %17 %
Filas: caudal del agua de proceso · Columnas: su temperatura de entrada
De aquí salen dos recomendaciones concretas: especificar el intercambiador con margen de ensuciamiento y programar su limpieza antes de que pierda un 10 % de su capacidad. Y una forma de preguntar: el caudal y la temperatura del agua de proceso hay que pedirlos juntos, porque el riesgo depende de su combinación.
Cómo verifiqué cada resultado
- Intercambiador
- El área requerida se calculó por dos métodos independientes (efectividad–NTU y diferencia media logarítmica) y debe coincidir en todos los casos.
- Pérdidas de carga
- El factor de fricción se resolvió con Newton y se contrastó con dos correlaciones explícitas y con un ejemplo resuelto de un manual de referencia.
- Acumulador
- El modelo transitorio se contrastó con su solución analítica exacta antes de usarlo para decidir.
- Pérdidas de calor en cañerías
- Resueltas por volúmenes finitos y verificadas contra la solución exacta de la conducción, midiendo el orden de convergencia del método.
- Incertidumbre
- Los datos que faltaban se propagaron por Monte Carlo; la media se verificó contra su valor exacto y el error estadístico contra la ley 1/√N.
- Coherencia del informe
- Cada tabla, cifra y gráfico del informe lo genera el mismo código, con pruebas automáticas que fallan si algo no cuadra.
También hubo resultados que no se venden solos pero importan: la cañería sin aislar pierde a lo más un 1,5 % del calor, pero su superficie queda a ≈ 70 °C. La aislación se justifica por la seguridad de las personas, no por la energía, y el informe lo dice así.
Verificable
El código está publicado: puede revisarlo antes de hablar conmigo
Un caso industrial es poca evidencia, y lo sé. Por eso publico los métodos que uso: quien tenga formación técnica puede leer el código, correr las pruebas y juzgar el rigor por sí mismo. Ninguno de estos repositorios contiene datos de clientes.
Herramientas de cálculo · versión 1
fwasaff/thermal-systems-toolkit
Mi primera versión de herramientas para recuperación de calor —tuberías, bombas, intercambiadores por ε-NTU, estanques—, escrita antes del magíster y revisada después con pruebas de verificación y propiedades de fluido dependientes de la temperatura. La versión con la que recalculé el caso publicado se publicará como v2.
De dónde parto. El método actual está en el caso.
ε-NTUDarcy-WeisbachCoolPropPruebas de verificación
Ver en GitHub →Formación del magíster
fwasaff/cfd-numerical-methods-portfolio
Elementos finitos implementados desde cero para la ecuación del calor, Navier–Stokes incompresible (cavidad con tapa móvil y flujo alrededor de un cilindro) y descomposición modal dinámica. Cada uno validado contra resultados publicados: Ghia, Ghia & Shin (1982) y el benchmark de Turek–Schäfer.
Hacia dónde crece el trabajo. Es formación, no un servicio: lo ofreceré cuando tenga un caso industrial detrás.
FEMNavier–StokesFEniCSDMD
Ver en GitHub →