Los simuladores de procesos químicos nos permiten realizar estudios previos de los procesos a implementar, hacer escalado de plantas industriales y probar diseños antes de ser puestos en marcha.
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| Simulación de producción de biodiesel con DWSIM. Imagen de dwsim |
Entre los simuladores de código abierto u Open Source, tenemos a DWSIM, un completo simulador de procesos químicos, que permite realizar las mismas tareas que un simulador comercial, pero sin la limitación de las licencias de uso. Es bastante ligero y cuenta con una interfaz sencilla y fácil de utilizar. En este artículo, describiremos las principales características y funcionalidades del simulador DWSIM.
Tabla de contenidos
- ✔¿Qué es DWSIM?
- ✔Principales características de DWSIM
- ✔Funcionalidades de DWSIM
- ✔¿Cómo obtener DWSIM?
¿Qué es DWSIM?
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| Simulación de separación dinámica con DWSIM. Imagen de dwsim |
DWSIM es un simulador de procesos químicos de código abierto y descarga libre que cumple con el estándar Cape-Open, es decir, cumple con el estándar de ingeniería que permite la interoperatibilidad de soluciones, lo que le da al usuario la opción de combinar interfaces de modelamiento de diferentes software o programas entre sí, siendo el primer software de código abierto en utilizar el estándar Cape-Open, el cual es ampliamente utilizado por simuladores de procesos comerciales.
DWSIM cuenta con una interfaz gráfica bastante completa y fácil de utilizar, por lo que no tiene nada que envidiar a opciones comerciales, como Hysys o Pipephase. Fue desarrollado por el ingeniero Daniel Wagner Oliveira de Medeiros en el año 2004 a partir de macros de VBA de Excel que implementaban PR EOS y un algoritmo básico de flash. A partir de allí, se le adicionó una superficie de dibujo para crear el diseñador de dibujo de la hoja de procesos del simulador.
Actualmente, DWSIM cuenta con diferentes opciones para realizar cualquier tipo de simulación de procesos que se tenga en mente, siendo ampliamente utilizada entre consultores independientes, estudiantes, empresas e instituciones educativas. Cabe destacar, que puede ejecutarse en diferentes sistemas operativos y requiere pocos requisitos de hardware para ser instalado y utilizado, lo que lo hace muy atractivo.
Asimismo, DWSIM cuenta con una versión Pro completamente comercial que ofrece incluso el uso de machine learning y otras capacidades de simulación complementarias.
Principales características de DWSIM
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| Paquete de propiedades de electrolítos líquidos de DWSIM. Imagen de dwsim |
DWSIM, destaca por contar con ciertas características que lo colocan a la par de simuladores comerciales, como Hysys, CHEMCAD o Pipephase. Entre estas características podemos destacar las siguientes:
- Software multiplataforma: Al ser un software multiplataforma, puede ser descargado y ejecutado en diferentes sistemas operativos, como Windows, Linux, iOs, Android o MacOS.
- Capacidad de realizar simulaciones dinámicas y de estado estacionario: Cuenta con un solver modular paralelo que le permite realizar simulaciones tanto en estado estacionario, como simulaciones dinámicas.
- Paquetes de usuarios avanzados: Posee una gran cantidad de paquetes de usuario avanzados, como PR, SRK, NRTL, UNIQUACGERG-2008, PC-SAFT, entre otros.
- Interface de Excel: Viene equipado con un complemento de Excel que permite realizar cálculos termodinámicos en una hoja de Excel.
- Automatización de API: Permite al usuario crear, cargar modificar, ejecutar y guardar hojas de flujo directamente del código.
- Termodinámica autónoma: DWSIM integra los principales modelos termodinámicos disponibles de manera gratuita.
Funcionalidades de DWSIM
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| Simulación de redes de tuberías con DWSIM. Imagen de dwsim |
DWSIM es un poderoso software que permite realizar diferentes tareas de simulación, entre las cuales podemos destacar: Operaciones unitarias, modelos termodinámicos, caracterizaciones de crudo y sistemas reactivos. A continuación, describiremos lo que se puede hacer con el simulador de procesos químicos DWSIM:
Características de Cape-Open (Windows)
Ofrece un completo socket de paquetes de cálculos termodinámicos y de monitorización de hojas de flujo, así como, script Python de operaciones unitarias que pueden interactuar con cualquier software que cuente con compatibilidad Cape-Open.
Modelos termodinámicos
DWSIM permite utilizar diferentes tipos de modelos termodinámicos, entre los cuales podemos destacar:
- GERG-2008
- CoolProp
- PC-SAFT
- Peng-Robinson
- Lee-Kesler
- Soave-Redlich-Kwong
- UNIFAC
- UNIQUAC
- Lee-Kesler-Plocker
- NRTL
- Ley de Raoult
- Tablas de vapor
- Electrolitos acuosos
- Petróleo crudo
- Agua marina
Modelado termodinámico y simulación
Entre las principales tareas de modelado y simulación que se pueden realizar con DWSIM, tenemos:
- Modelar y simular controladores PID
- Programar eventos
- Monitorización de variables
- Realizar matrices de causa y efecto
- Ejecutar modo de panel de control en tiempo real
- Medidores analógicos y digitales
- Ejecutar campos de entrada e interruptores
- Seleccionar indicadores
Operaciones unitarias dinámicas
Entre las principales operaciones unitarias dinámicas que podemos simular y modelar con DWSIM, podemos destacar las siguientes:
- Separación
- Mezclado
- Splitter
- Expansión
- Compresión
- Intercambio de calor (enfriadores, calentadores)
- CSTR
- Válvulas
- PFR
Utilidades de DWSIM
Las utilidades más destacadas que se encuentran en DWSIM son:
- Envolvente de fase
- Cálculo de hidratos
- Propiedades de sustancias puras
- Puntos críticos
- Dimensionamiento de PSV
- Dimensionamiento de recipientes
- Propiedades de flujo frío de petróleo
- Hoja de cálculo
Herramientas de DWSIM
DWSIM ofrece varias herramientas complementarias, entre las cuales tenemos:
- Ajuste de controlador PID
- Regresión de datos binarios
- Creador de compuestos
- Curvas de destilación
- Bulk y destilación de C7+
- Caracterización de petróleo
- Gestor de reacciones
Análisis de procesos
Como en todo simulador de procesos químicos, DWSIM permite realizar análisis de procesos basados en:
- Optimización restringida y multivariada
- Análisis de sensibilidad
Extras
DWSIM ofrece un par de extras destacables, como:
- Interfaz de plugins
- Sistema de Scripting Python/Iron Python
Documentación de DWSIM
Si bien es cierto, que DWSIM es un simulador de procesos químicos bastante sencillo de utilizar, cuenta con una extensa cantidad de opciones y características. Es por esta razón, que incluye una completa documentación a la cual se puede acceder directamente desde su sitio web en internet y que permite aprender a controlar este simulador rápidamente.
¿Cómo obtener DWSIM?
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| Estimador de costos de DWSIM. Imagen de dwsim |
La versión gratuita u Open Source de DWSIM puede descargarse directamente desde su sitio oficial en internet. Se encuentra disponible para diferentes sistemas operativos, entre los cuales se encuentran:
- Windows de 32 y 64 bits
- MacOS 64 bits
- Linux 32 y 64 bits
Solo se debe seleccionar el sistema operativo en el cual se va a instalar y luego se realiza la instalación, la cual es bastante sencilla. Los archivos de descarga son bastante ligeros, pesan apenas 134 MB en Windows, 138 MB en MacOS y 132 MB en Linux paquete Debian.
Como podemos ver, DWSIM es un simulador de procesos químicos ideal para usuarios que requieran tener toda la potencia de simulación de los grandes software comerciales, en una compacta presentación Open Source, que promete ser una herramienta completa para pruebas, estimaciones y escalado de procesos industriales.
DWSIM: Simulador de procesos químicos Open Source by Ing. Bulmaro Noguera is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional License
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