Simulación numérica en el sector aeronáutico

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Eduardo Oslé es Ingeniero Aeronáutico en Airbus. Especialista en análisis estructural mediante elementos finitos, con una experiencia de unos 30 años en empresas aeronáuticas, y colaborador académico del Máster de Materiales Compuestos de la UPM (Universidad Politécnica de Madrid) y del Máster de Airframe Technology de la UC3M (Universidad Carlos III de Madrid), nos cuenta cómo ha influido la simulación numérica en el sector aeronáutico, y cómo a veces las palabras consiguen definir conceptos que se convierten en innovación. Pero ¿qué hay de realidad tras los conceptos de moda?

Simulación numérica sector aeronáutico

Principia: Actualmente hay muchas palabras que estamos introduciendo en nuestro vocabulario asociadas a la tecnología; algunas han llegado para quedarse, otras serán efímeras. ¿Cómo han cambiado los conceptos de moda en tu sector?

Eduardo Oslé: Cada época tiene sus conceptos de moda. Surgen de ciclo en ciclo, y algunos van asociados a tecnologías y otros a los modos de trabajo, de cómo se organiza una compañía. En nuestro sector muchos son la aplicación o formulación del sentido común aplicado a ciertas áreas como, por ejemplo, organización de la ingeniería, reingeniería, ingeniería concurrente. O cuando se empezó a hablar de procesos “lean”, o más recientemente de las metodologías “agile” y “scrum”.

A mí me gusta recordar el contrapunto que proporcionan al respecto las tiras cómicas de Dilbert (el del principio de Dilbert), que hacen referencia constante a este tipo de palabras de moda, conceptos que van surgiendo año tras año pero que, llevados al extremo, se convierten en representación del absurdo.

Pero ¿no pierden un poco el sentido cuando empiezan a ser tan utilizadas?

Creo que tienen sentido porque dinamizan algunos procesos, pero a veces pierden un poco el valor frente a la comunidad de ingeniería. Nuevos conceptos, nuevas dinámicas que no vienen mal si no las entiendes de manera estricta, como un fin en sí mismo, sino aplicando el sentido común. En el ámbito de la tecnología estas palabras de moda a veces son conceptos nuevos que surgen en un momento dado, van cambiando mes a mes, y desaparecerán. Otras, en cambio,  llegan para quedarse.

Y son las palabras las que crean la tendencia o es la tendencia la que crea las palabras…

Esa es una buena pregunta, pero yo creo que ambas cosas. A veces una palabra de moda puede llegar a crear tendencia porque puede tener la fuerza suficiente para mover presupuestos, hacer que se invierta en una determinada tecnología y, de alguna forma, añadir capacidad para desarrollarla más allá de lo que podría haber sido.

Por ejemplo, el concepto “additive manufacturing” o “3D printing” ha llevado a las empresas a invertir en institutos tecnológicos, por lo que esta tecnología ha avanzado más rápido de lo que lo hubiese hecho si no hubiera habido el dinero que mueve esa palabra que está muy de moda. Pero también ha pasado lo contrario con otros conceptos.

O también, la inteligencia artificial (I.A.) es un concepto que surge hace mucho tiempo, muy vago y amplio, pero que ayuda a desarrollar pequeñas tendencias como el “data mining” o el “machine learning” que son necesarias para la I.A.

En nuestra última reunión de usuarios nos hablabas de la curva de la exageración… Nos puedes explicar un poco qué es, qué mide y por qué la mencionabas.

La curva de la exageración mide o pretende medir la expectativa que causa una tecnología en función del tiempo. Es completamente cualitativa en la forma de medirla. La mayoría de las tecnologías crean unas expectativas en ciertos momentos haciéndonos pensar que van a ser la panacea y la solución a todos nuestros problemas. A medida que pasa el tiempo las expectativas se van reduciendo y, en el mejor de los casos, pueden llegar a recuperar una parte de ellas que son las que se cumplen, como por ejemplo el Segway, el famoso patinete eléctrico que en un momento determinado parecía que iba a solucionar todos los problemas de movilidad y ahora ha vuelto a resurgir, como patinete eléctrico o “hoverboard” con otros tipos de aplicaciones.

A nivel empresarial debemos estar expectantes, invertir en la medida de lo posible desde la industria, pero siempre atentos para ver cómo y cuándo la incorporamos a nuestra línea de negocio. En definitiva, la curva de la exageración nos indica que las tecnologías debemos seguirlas para ver cómo evolucionan, o para alertarnos de que no todas las palabras de moda que surgen tienen una aplicación real en nuestros productos.

¿Cómo aplicáis la simulación desde el diseño hasta el final de la entrega?

Utilizamos de manera continua la simulación numérica en el tema de estructuras desde la concepción del proyecto, la fase de diseño, la entrada en servicio, y hasta el final de su vida útil. En la fase de concepción los modelos son mucho más simplificados, tenemos mucha menos información y la incertidumbre es mayor, pero son más conceptuales, más básicos y rápidos de ejecutar.

Conforme va avanzando el diseño de producto nuestra simulación es más sofisticada, revisamos las condiciones de carga con diseños más detallados, y nuestros modelos se complican hasta llegar a la fase de la certificación donde se llega al nivel más alto de complejidad. A partir de ahí la utilizamos de manera continua en toda la vida útil para analizar las posibles mejoras o problemas en servicio.

¿Y en la simulación cuáles son las palabras de moda?

En simulación, entre las palabras de moda podemos encontrar el tema del “virtual testing” o “smart testing”, que se utiliza para dar nombre a muchos tipos de análisis. Otro es el “data mining”, o el “data analytics”, “machine learning” y todas aquellas palabras asociadas con el “big data” o al manejo de datos o grandes cantidades de información.

Es interesante también el “model-based systems engineering” que ahora está muy en boca de todos, aunque en Airbus ya lo aplicamos en cierta medida desde hace tiempo. Luego está el “Digital Twin”, el gemelo digital de cada espécimen  y que nos facilita toda la información; en nuestro caso en aviones o productos.

Simulación numérica en aeronáutica

¿Cómo concebís el “model-based systems engineering” en Airbus? ¿Cómo lo aplicáis?

Model-based systems engineering” está, en principio, más orientado a la ingeniería de sistemas; en Estructuras lo aplicamos en ciertos procesos para tener unas herramientas, en nuestro caso de verificación y validación de las simulaciones, que sean comunes con el área de ingeniería. Pero tiene muchas posibilidades por explorar todavía.

Hay también algunos temas asociados, como el “multi-physics modeling” o el “multi-model representation”, que dan nombre a la tendencia de cómo representar mediante un mismo modelo distintas físicas , o una estructura o componente que tenga distintas representaciones o modelos para analizar distintas físicas.

¿Cuáles son las mejoras que crees que serían necesarias en la simulación para mejorar la innovación en el sector de la fabricación industrial?

Una de las áreas de mejora en el futuro es la formación de nuestros ingenieros. Es imprescindible que tengan formación y experiencia en sentido crítico para entender lo que implica la simulación, porque cada vez será más compleja. Necesitamos ingenieros que interpreten esa simulación de manera correcta, más complicada conceptualmente, pero más sencilla a la hora de desarrollar los productos.

Los medios que nos da la industria del software serán cada vez más potentes y podremos generar modelos mucho más complicados, pero debemos disponer de personas que los sepan interpretar y que pueda transformar esa información matemática en sentido físico.

Y, ¿de quién depende?

De la industria, de la Universidad, de ser capaz de dar formación a nuestros  actuales y futuros ingenieros para que no sólo sepan hacer modelos sino también interpretar los resultados de la simulación.

¿Crees que la simulación va a tener un papel relevante en el futuro del sector industrial?

Sí, tiene un papel relevante y lo tendrá en mayor medida.

El objetivo es tener productos más seguros, fiables y con menor coste, y la simulación nos ayuda a cumplir esos objetivos.

A su vez, los usuarios quieren reducir los costes de mantenimiento en sectores como el aeronáutico o la automoción. La simulación va a avanzar cada vez más para dar soluciones a cuestiones relacionadas con la reducción de costes y la mejora de la seguridad.

¿Con qué aportación de la simulación en tu sector te quedarías?

El método de elementos finitos es una aportación de los años 50 y 60, pero ha sido fundamental. Es una herramienta muy flexible y versátil que ha permitido desarrollar la carrera aeroespacial primero, y otro tipo de ciencias aplicadas como la ingeniería mecánica o la biomedicina después. Es un método que, gracias a su simplicidad, su sencillez y su facilidad de computación, ha permitido muchos avances, más de los que se esperaba en un primer momento.


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