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Iria, ingeniera de proyectos CFD en aerodinámica .
Ingeniera industrial especializada en el análisis de la aerodinámica por CFD, ella nos introduce un poco más en este mundo.
P: Te has formado en ingeniería industrial y has hecho dos másteres relacionados con la Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), ¿cuál ha sido la motivación o conexión que te ha llevado a encaminar tu carrera hacia el estudio de la hidrodinámica y la aerodinámica?
R: Siempre me han interesado la física y las matemáticas, y a medida que avancé en mis estudios, descubrí que aplicando las ecuaciones correctas se puede modelar y entender lo que sucede en la naturaleza. Me llamó la atención que en la naturaleza predominan dos fluidos: el aire y el agua, y que la ingeniería podía hacer de este mundo un lugar más sostenible. Fue así que me adentré en el campo de la hidrodinámica y la aerodinámica.
P: Durante tu experiencia de Erasmus en Suecia, ¿qué tipo de habilidades o conocimientos crees que te han ayudado en tu carrera profesional?
R: Estudié en la Luleå University of Technology en Suecia y ahí realicé diferentes proyectos de CFD y ensayos experimentales que me ayudaron a establecer las bases de la especialización en la que trabajo actualmente.
P: ¿Cómo describirías el CFD en una frase y cómo se aplica al sector naval?
R: En términos prácticos, el CFD se basa en crear un modelo virtual de un sistema, donde se aplican diversas condiciones y se simulan distintos escenarios para evaluar lo que ocurriría en la realidad. Todo se simula de manera virtual y así, podemos prever posibles problemas y mejorar la eficiencia del diseño previamente a ser fabricado.
Esta técnica es especialmente útil en el sector naval, donde se realizan tanto cálculos aerodinámicos, hidrodinámicos o simulaciones bifásicas donde se combinan ambos fluidos agua-aire.
P: ¿Cómo describirías el CFD en una frase y cómo se aplica al sector naval?
R: En términos prácticos, el CFD se basa en crear un modelo virtual de un sistema, donde se aplican diversas condiciones y se simulan distintos escenarios para evaluar lo que ocurriría en la realidad. Todo se simula de manera virtual y así, podemos prever posibles problemas y mejorar la eficiencia del diseño previamente a ser fabricado. Esta técnica es especialmente útil en el sector naval, donde se realizan tanto cálculos aerodinámicos, hidrodinámicos o simulaciones bifásicas donde se combinan ambos fluidos agua-aire.
Los cálculos aerodinámicos se aplican a la obra muerta del barco, aquella que está en contacto con el aire, y en ellos analizamos la dispersión de humos de los gases de escape, estudiamos el confort térmico o analizamos la viabilidad del aterrizaje de helicópteros en helipuertos del buque.
En lo que respecta a la hidrodinámica, realizamos estudios de resistencia, autopropulsión o predicción de potencia para la parte del barco que está en contacto con el agua. También analizamos elementos propulsivos, como las hélices, ESD y otros componentes de la propulsión, para asegurar que su diseño sea lo más eficiente posible. Con respecto a los estudios que combinan agua y aire, se enfocan en predecir maniobras, simulando el barco en diferentes trayectorias, así como en el comportamiento del barco en diferentes condiciones de la mar, en un determinado estado de olas, para evaluar su capacidad de aceleración ante estas condiciones.
P: ¿Cómo se modela y simula el flujo de aire en un helipuerto utilizando CFD?
R: Para modelar y simular el flujo de aire en un helipuerto utilizando CFD, lo primero que realizamos es un modelo 3D del buque. En concreto, nos centramos en la obra muerta, es decir, la parte del barco que está por encima del agua y que está en contacto directo con el aire, incluyendo la superestructura del barco, las chimeneas, la parte del casco que está por encima del nivel del mar y el helipuerto.
A continuación, aplicamos diferentes condiciones ambientales de intensidad y dirección de viento, así como las condiciones de operación del buque, como las emisiones de gases de los motores, calderas y motores auxiliares.
Posteriormente, realizamos una serie de simulaciones con todos los posibles escenarios, calculando la variación térmica y de turbulencia en la zona del helipuerto. Según las normativas vigentes, si la variación de la temperatura o la turbulencia superan ciertos límites con respecto a los valores dados, podría no ser seguro que el helicóptero aterrice, por lo que, además de tener en cuenta las formas del buque, también se considera el tipo de helicóptero, ya que no todos tienen las mismas capacidades.
P: ¿Cómo se asegura la estabilidad y seguridad de los helicópteros al aterrizar y despegar en un helipuerto naval mediante CFD?
R: Los helicópteros son máquinas bastante inestables y cualquier perturbación, tanto térmica como turbulenta, puede hacer que se desequilibre. Para ser conscientes de cuándo es seguro aterrizar y cuándo no, elaboramos una tabla resumen para el piloto y el operario encargado del aterrizaje en el barco, en la que distinguimos tres estados: severo, moderado y seguro.
En caso de que se presente un estado severo, debido a grandes inestabilidades de temperatura o de velocidad, el helicóptero no debe aterrizar cuando se den esas condiciones concretas de viento y de operación del buque. En condiciones moderadas, el helicóptero puede aterrizar con asistencia, que puede ser proporcionada por el operario presente en la cubierta de vuelo o mecánica, a partir de unos cabos que unen el helicóptero con el barco. Y el tercer escenario sería un aterrizaje seguro en el que no debería haber ningún problema con la maniobra.
P: ¿Cuáles dirías que son los puntos críticos a tener en cuenta en la aerodinámica al hacer el diseño de buques?
En aerodinámica, hay tres puntos críticos que debemos tener en cuenta: el helipuerto, la dispersión térmica y el confort. En los helipuertos, como ya comentamos antes, se deben realizar estudios CFD para cumplir con las normativas de seguridad en los aterrizajes, diseñando la localización del helipuerto de manera que sea posible aterrizar de manera segura en los máximos escenarios posibles.
El segundo problema que puede aparecer en la aerodinámica tiene que ver con los gases de escape, y para asegurar que no haya interferencias con los dispositivos electrónicos, es importante estudiar su movimiento y trayectoria. Por último, se debe garantizar el confort de los pasajeros y personal en la cubierta, y para ello, se realizan estudios para medir la concentración de contaminantes y asegurar el cumplimiento de las normativas.
P: ¿En qué tipos de buques dirías que es fundamental realizar un estudio aerodinámico o de gases de escape? ¿Cuáles son los problemas más comunes de cada uno de ellos?
R: En los buques donde haya pasajeros, como pueden ser yates o cruceros, solemos hacer estudios de confort y de dispersión de partículas microscópicas sólidas (que se depositan en la cubierta y pueden ser contaminantes).
Realizamos estudios aerodinámicos en buques de guerra para asegurarnos de que cumplen con la firma RADAR (Radio Detection And Ranging), que los hace indetectables para otros buques durante los combates. También hacemos estudios en plataformas offshore de asistencia y en buques oceanográficos, que son utilizados para la investigación y cuentan con sensores que pueden verse afectados por un flujo de aire demasiado caliente.
P: ¿En qué proyectos estás trabajando en este momento?
R: Actualmente, estoy realizando un estudio en un buque de guerra para controlar la firma RADAR (Radio Detection And Ranging), garantizando que la dispersión de humos no supere cierta temperatura en los sensores y radares, además de controlar la turbulencia, temperatura y gases en cubierta. También estoy llevando a cabo un estudio de ventilación para este mismo buque de guerra, en el que debemos calcular las pérdidas de carga aerodinámica y la atenuación acústica en los conductos de ventilación.
Además, aunque Vicus se centra principalmente en el sector naval, abarcamos también el sector industrial energético y estamos llevando a cabo un estudio para una planta incineradora, donde evaluamos las condiciones térmicas en varias estancias que contienen maquinaria en funcionamiento. El objetivo es calcular la disipación de calor y asegurar una buena ventilación para cumplir las normativas de temperatura en todas las zonas de la planta.
P: ¿Cuál ha sido el proyecto más desafiante en el que has trabajado en VICUS como ingeniera CFD? ¿Cómo lo has abordado y qué has aprendido de él?
R: Tuvimos un reto importante en un buque de guerra donde simulamos el lanzamiento de un misil desde una de las cubiertas para evitar que el buque quedara ciego debido al gas emitido durante el lanzamiento, que puede afectar a los radares, motores, armas y ventilación. La dificultad fue modelar las condiciones extremas de temperatura y presión a la que se emiten los gases del misil, que no son habituales.
P: ¿Qué parte de tu trabajo es la que más te apasiona?
R: Lo que más me gusta es crear un modelo de cero y pensar qué ecuaciones y condiciones son necesarias para reproducir lo que está ocurriendo de la manera más realista posible. Además, también disfruto ayudando a nuestros clientes a predecir lo que va ocurrir antes de que sea tarde, ya que pueden realizar rediseños que eviten el problema y que mejoren la eficiencia de sus equipos, que no son posibles de conocer de otra manera que no sea realizando una simulación CFD.
P: ¿Cómo ha evolucionado el CFD en el sector naval en los últimos años y qué esperas que mejore en un futuro?
R: Durante los últimos años ha evolucionado bastante la capacidad computacional. Es decir, ahora los ordenadores son más potentes que antes, lo que nos permite hacer modelos a escala real y más complejos, para que nuestra simulación sea lo más realista posible. Además, se han incorporado nuevos modelos físicos que antes no podían ser simulados debido, pero que ahora han sido incluidos en los softwares que utilizamos. Esto nos permite simular fenómenos que antes no eran posibles.
Por nuestra parte, en Vicus estamos desarrollando sistemas de automatización y optimización que nos brindan soporte en el diseño de buques. Los avances en este campo nos permiten reducir los tiempos del proceso de elaboración de las simulaciones y de su postproceso, así como la reducción del error humano al mínimo.
