CTC valida el modelo numérico para simular el comportamiento de los principales fenómenos de degradación en estructuras y componentes industriales

El Centro Tecnológico CTC ha definido la metodología para implementar y validar el modelo numérico que permitirá simular el comportamiento de las estructuras y los componentes industriales ante los efectos de los principales fenómenos de degradación. Este avance posibilitará conocer cómo responderán estos elementos ante situaciones límite provocadas por la corrosión, el desgaste, la fatiga o la elastoplasticidad. Igualmente, afianza la posición de CTC como centro de excelencia en el desarrollo y transferencia de conocimiento sobre gemelos digitales en el ámbito industrial.

Jaime Rodríguez, Project manager del área de Industria y Energía de CTC, presentó estos progresos durante la tercera reunión de seguimiento y del comité técnico del Programa Estratégico Miraged. Una cita que, al igual que las dos anteriores, tuvo formato telemático por las restricciones sanitarias actuales. Representantes de los cinco centros tecnológicos que forman el consorcio de esta iniciativa (Ikerlan, CEIT, Idonial, IDEKO y CTC) expusieron los avances conseguidos desde septiembre hasta la fecha en el marco de esta iniciativa impulsada por el Centro de Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) del Ministerio de Ciencia e Innovación.

Rodríguez explicó cómo han definido las metodologías para la implementación y validación de los modelos constitutivos de los procesos de degradación de mayor interés. La corrosión, el desgaste, la fatiga o la elastoplasticidad han sido identificados como los principales riesgos para las estructuras y los componentes industriales. En esta parte del proyecto, se emplean modelos de elementos finitos (FEM por sus siglas en inglés) para modelizar estos fenómenos. Asimismo, en cuanto al desarrollo de algoritmos, Rodríguez indicó que se han implementado y validado modelos virtuales en estructuras. Esta metodología permite simular el comportamiento de elementos estructurales en “tiempo real” reduciendo notablemente el número de operaciones a realizar. Es decir, reduce el coste computacional. 

Una de las principales novedades de la reunión de seguimiento fue sesión formativa con la que se cerró el encuentro. Durante 90 minutos, tres representantes de Ikerlan impartieron pequeñas clases magistrales sobre temáticas relacionadas con el Programa. Estas formaciones especializadas entroncan con el propósito general de Miraged que pasa por incrementar las capacidades de los grupos de trabajo en el desarrollo de modelos virtuales y gemelos digitales aplicados a sistemas de modelización, simulación y predicción del comportamiento de bienes de equipo, máquinas y procesos de fabricación.

Esta mejora pretende desembocar en un salto respecto al estado del arte internacional en la materia. Igualmente, debe permitir abordar los retos industriales que no cubren las tecnologías disponibles en la actualidad. La próxima reunión de seguimiento del proyecto tendrá lugar en mayo de 2021 y también contará con una pequeña sesión formativa.

Misión de cada socio

El Programa Estratégico Miraged forma parte de la Convocatoria del Procedimiento de Acreditación y concesión de ayudas destinadas a Centros Tecnológicos de Excelencia “Cervera” del año 2019 (CER-20191001). Sus objetivos principales son fomentar el liderazgo y la colaboración en el ámbito industrial, promover la especialización en las tecnologías prioritarias de la Red Cervera y mejorar el impacto en la economía. Para ello, cada integrante del consorcio trabaja en diversos ámbitos.

Por parte de Ikerlan, se desarrollarán nuevos métodos de simulación del proceso de temple por inducción y nuevos modelos de iniciación y propagación de grietas a fatiga. Se espera integrar estos últimos en gemelos digitales de bienes de equipo para monitorizar en servicio y estimar su vida útil remanente.

Por parte de Ceit, se desarrollarán gemelos digitales dirigidos a procesos de conformado en caliente y tratamientos térmicos que hagan posible la predicción de la evolución del material y el desarrollo de propiedades mecánicas finales, la monitorización on-line del proceso y el uso de señales procedentes de sensores de caracterización no destructiva.

En el marco de esta iniciativa, IDEKO desarrollará nuevos modelos avanzados que interacción en con el proceso de fabricación gracias a la puesta en marcha de gemelos digitales aplicables en planta en las áreas de especialización de la entidad como el rectificado, la inspección no destructiva, el control de distorsiones y la dinámica y control de máquinas y procesos.

IDONIAL desarrollará un gemelo digital de la Manzana del Acero, planta piloto de fabricación siderúrgica, para su análisis, monitorización, predicción y simulación de posibles escenarios. Además, desarrollará un modelo digital del proceso de soldadura para optimizar la secuencia de soldeo y predecir tensiones y distorsiones residuales.

Finalmente, el Centro Tecnológico CTC desarrollará modelos numéricos avanzados y gemelos digitales de estructuras y componentes mecánicos. La investigación se concentrará en el desarrollo de modelos numéricos avanzados para la predicción de vida útil remanente, el modelado detallado de mecanismos de degradación y la implementación de técnicas avanzadas de análisis de datos aplicando inteligencia artificial.