“El futuro de la industria pasa por combinar simulación, inteligencia artificial y conocimiento físico de los procesos”
Físico, doctor por la Universidad de Navarra y responsable de proyectos en CIRCE, Roberto Arévalo Turnes cuenta con cerca de veinte años de experiencia en simulación aplicada a la industria y la investigación científica. Especializado en simulación CFD y DEM, ha desarrollado parte de su trayectoria investigadora en Italia y Singapur y es autor de más de veinte publicaciones científicas en revistas especializadas de física e ingeniería.
El próximo 26 de noviembre, participará en la Jornada Techsolids 2026, en Zaragoza, con la ponencia “Simulación avanzada para la industria de sólidos: optimizando equipos y procesos”, en la que abordará cómo estas tecnologías permiten anticipar problemas, optimizar equipos y mejorar el rendimiento de los procesos industriales.
¿Qué le ha animado a formar parte de este encuentro y qué espera aportar a los profesionales del sector?
Esperamos que este evento sea una plataforma para mostrar nuestra experiencia y capacidades a las empresas del sector.
En CIRCE llevamos muchos años ayudando a empresas a aprovechar los beneficios de la simulación. Esta herramienta sirve para mejorar sus procesos, agilizar el diseño de nuevos equipos o diagnosticar problemas. Nos hemos centrado en los fluidos y los gases, pero nuestro equipo tiene experiencia en la simulación de sólidos, que ha madurado lo suficiente para que sea aprovechable por cualquier empresa, no solo las que tienen conocimiento interno o un gran presupuesto.
La Jornada reúne a fabricantes de equipos, ingenierías y empresas industriales. Desde su experiencia, ¿cómo puede ayudar la simulación avanzada a resolver algunos de los principales retos de la industria de sólidos a granel y mejorar el rendimiento de sus procesos?
Hay muchos retos de mayor o menor envergadura en los que la simulación puede ayudar. Un problema clásico es el del flujo en tolvas y la remediación de atascos. Otros problemas típicos son los de mezcla y segregación, que son especialmente difíciles de predecir y tratar. Las simulaciones se usan en la industria farmacéutica para diseñar equipos que logren uno u otro proceso. También podemos diagnosticar y mejorar el desgaste de equipos, detectar las zonas que necesitan reforzarse o predecir las necesidades de mantenimiento. La simulación agiliza el diseño de nuevos equipos y ayuda a escalar equipos de laboratorio al tamaño industrial manteniendo las capacidades del diseño. Por no mencionar que también podemos abordar procesos en donde sólidos interactúan con fluidos, como un secadero de material agrícola o minero, el transporte neumático de sólidos o el diseño de filtros.
La industria española afronta el reto de ganar competitividad en un entorno marcado por la presión sobre los costes, la eficiencia energética y la necesidad de innovar. ¿Cuáles diría que son hoy los principales desafíos de nuestras empresas industriales y qué papel pueden desempeñar tecnologías como la simulación avanzada para afrontarlos?
Diría que el avance en la digitalización es uno de esos retos. Y con digitalización me refiero a un número de tecnologías, como la simulación, los gemelos digitales y la monitorización inteligente. Saber cómo funcionan nuestros equipos y procesos es el paso previo para reducir el consumo energético, aumentar la productividad, reducir los mantenimientos o acelerar el time-to-market. La presión de los costes energéticos es grande hoy en día y en CIRCE ayudamos a nuestros clientes a reducirla utilizando diversas herramientas, además de la simulación. Lo mismo sucede con la presión regulatoria, que exige procesos menos contaminantes y más eficientes. Estos retos nuevos exigen el uso de herramientas nuevas y avanzadas para resolverlos con éxito.
Cuando se diseña un equipo o se quiere mejorar un proceso, muchas veces hay que hacer pruebas y ajustes hasta dar con la solución adecuada. ¿Cómo puede ayudar la simulación a reducir estas pruebas, ahorrar tiempo y mejorar los resultados?
Con la simulación podemos desarrollar un gemelo digital de un proceso o un equipo y usarlo como un banco de pruebas virtual. Podemos hacer ensayos en diversas condiciones de operación, modificaciones físicas y ver los resultados de manera rápida. Esto ahorra tiempo y dinero en ensayos reales que pueden ser callejones sin salida. Únicamente cuando tenemos una solución viable la ensayamos en la realidad.
¿Cómo se comprueba que una simulación refleja lo que ocurre en la realidad? ¿Qué papel tienen los ensayos y los datos de funcionamiento de los equipos?
Las simulaciones se validan comparándolas con la realidad, normalmente, reproduciendo el problema observado o el proceso que se desea mejorar. Si, además, podemos hacer ensayos específicos y controlados de validación, la simulación será más robusta. Una vez validada en un caso, la experiencia demuestra que la simulación da resultados fiables en escenarios diferentes. Esto es así porque la simulación utiliza las leyes de la física, igual que la realidad.
Pensemos en una planta que quiere producir más, reducir el consumo energético o evitar atascos y desgaste en sus equipos. ¿Cómo puede ayudar la simulación a conseguir estas mejoras? ¿Podrías compartir algún ejemplo práctico?
En un caso así, primero, reproduciríamos el problema observado en nuestra simulación, desarrollando un modelo tridimensional completo. Una vez que reproducimos el problema y validamos la simulación, podemos usarla para ensayar modificaciones del equipo hasta que encontramos una que funciona. Esta sería la que propondríamos para ensayar en el equipo real.
La simulación avanzada puede parecer una herramienta reservada a grandes empresas o proyectos complejos. ¿Qué necesita una compañía para empezar a utilizarla y cómo puede saber si le merece la pena invertir en ella?
Las licencias del software de simulación son caras y su uso requiere experiencia y conocimiento de la física involucrada. Por eso, lo mejor para la mayoría de las empresas es contar con un socio tecnológico de confianza que aporte el conocimiento y las herramientas de simulación para trabajar juntos en el desarrollo de soluciones.
En CIRCE, cuando trabajamos con un nuevo cliente, empezamos con un proyecto pequeño a partir del que ganar confianza y generar una dinámica de trabajo conjunta.
Desde vuestra experiencia en CIRCE, ¿qué problemas o necesidades de las empresas del sector os gustaría conocer mejor? ¿Dónde cree que hay más margen para colaborar con los socios de Techsolids?
CIRCE es energía. Como centro podemos ayudar en reducir los consumos energéticos, dimensionar los procesos para que sean más eficientes o aumentar la flexibilidad energética desde varias perspectivas, incluida la simulación. Desde el equipo de simulación en particular, realmente podemos atacar los retos que mencionaba arriba, tanto reológicos como mecánicos, incluyendo la interacción material-estructura y sólido-fluido. Como físico, con un doctorado en simulación granular, siento interés por todos estos problemas.
Para terminar, las herramientas de simulación evolucionan rápidamente y cada vez se combinan más con la inteligencia artificial y los datos de planta. ¿Cómo cree que cambiará su uso en la industria de sólidos durante los próximos años?
Hoy en día, debido a la brecha de digitalización que mencionaba antes, la mayoría de las empresas no tienen datos suficientes para desarrollar un modelo de IA… sólido. La simulación no necesita tantos datos, ya que se basa en la física de los procesos. Por eso, la veo mejor posicionada para ayudar en la mayoría de los casos. Además, a diferencia de la IA, que es un modelo de entrada-salida solamente, la simulación reproduce todos los íntimos detalles del proceso y proporciona más información. La simulación y la IA pueden aliarse haciendo que la primera genere datos para entrenar a la segunda, por ejemplo, mientras las industrias aumentan sus capacidades de monitorización. Esta sinergia impulsará el desarrollo de ambas tecnologías.