Modelos matemáticos en la industria: Ejemplos y perspectivas 1

Modelos matemáticos en la industria: Ejemplos y perspectivas
Alfredo Bermúdez de Castro
Catedrático y Director del Departamento de Matemática Aplicada de la
Universidad de Santiago de Compostela
Resumen
La charla va a tener dos partes diferentes. En la primera se hará una presentación
general del modelado de problemas industriales, señalando los aspectos fundamentales de su
metodología y dando una panorámica de sus aplicaciones. También se explicitarán las áreas de
la matemática más relacionadas con el tema y los conocimientos que un “modelador” debería
tener. Estos aspectos llevarán a discutir algunas cuestiones relacionadas con los planes de
estudio actuales y las perspectivas en el marco de la adaptación al espacio europeo.
En la segunda parte se estudiarán ejemplos tomados de las industrias metalúrgica y de
generación de energía. También se mostrarán casos de aplicación del modelado matemático a
problemas medioambientales.
Más concretamente, se presentarán, en primer lugar, trabajos realizados o en curso para
la empresa Ferroatlántica I+D, que desarrolla y comercializa tecnología para la producción del
silicio. Se introducirán modelos para la simulación del comportamiento de hornos de arco en sus
diferentes aspectos: electromagnético, térmico y mecánico. También se tratarán otras
aplicaciones relacionadas con procesos de purificación del silicio con vistas a su utilización en
células solares. Este ejemplo de colaboración permitirá abordar algunos aspectos generales de
las relaciones entre centros de investigación y empresas y otros más específicos en el ámbito de
la matemática aplicada.
Otro ejemplo de aplicación se refiere a la simulación y control del ruido en recintos. En
particular, las técnicas de “antirruido” encuentran en la teoría matemática del control óptimo un
marco adecuado para su análisis. Por otra parte, en muchas ocasiones, la propagación del sonido
involucra la interacción mecánica entre un fluido (generalmente el aire) y uno o varios sólidos
que transmiten o generan las vibraciones acústicas. Se mostrarán modelos y métodos numéricos
para simular estos fenómenos.
Finalmente, se tratarán problemas relacionados con la combustión en calderas de
centrales eléctricas. El nuevo marco de competitividad en el que se mueve el mercado de la
energía, por una parte, y las normas cada vez más exigentes que limitan las emisiones
contaminantes, por otra, obligan a las compañías a optimizar el funcionamiento de sus centrales
y, de modo especial, de las calderas en las que tiene lugar la combustión del carbón o el fuel. En
este contexto, la simulación numérica es una herramienta fundamental para ayudar a los
ingenieros en el diseño o en el establecimiento de condiciones de operación adecuadas.
Bibliografía
A. Bermúdez de Castro: Simulación numérica de diferentes procesos industriales relacionados
con la producción de silicio. Proyectos de colaboración con Ferroatlántica I+D. Boletín
SEMA (por aparecer).
Curso Universitario Interdisciplinar “Sociedad, Ciencia, Tecnología y Matemáticas” 2003
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