Biorreactores – El modelo de ingeniería

Biorreactores – El modelo de ingeniería

El éxito de cualquier diseño depende en mucho de la validez y de lo apropiado de los modelos de ingeniería que se utilicen para prever y analizar su comportamiento, antes de elaborar cualquier herramienta. La creación de un modelo de ingeniería útil para un diseño es probablemente la parte mas difícil y mas desafiante de todo el proceso. Su éxito depende principalmente de la experiencia así como de la habilidad. Es de máxima importancia una comprensión completa de los principios y los fundamentos de la ingeniería. El modelo de ingeniería que describimos aquí es alga amorfo, que puede consistir de algunos bosquejos sobre la configuración geométrica y algunas ecuaciones que describen su comportamiento. Se trata de un modelo matemático que describe el comportamiento físico del sistema. Este modelo de ingeniería invariablemente requerirá el uso de computadoras para ponerlo en funcionamiento. La aplicación herramientas de cómputo para el análisis de modelos de ingeniería se analizara en la siguiente sección. Un modelo físico, es decir un prototipo, por lo general aparece posteriormente en el proceso y es necesario para comprobar la validez del modelo de ingeniería a través de la experimentación.

Estimación y análisis de primer orden

Nunca esta de mas producir modelos de ingeniería, aun muy sencillos, de los diseños preliminares. A menudo, al inicio de un diseño, el problema es tan vago y mal definido que resulta difícil producir un modelo amplio y completo mediante ecuaciones que describan con propiedad el sistema. El estudiante de ingeniería esta acostumbrado a problemas totalmente estructurados, de la forma «dados A, B y C, encuentre el valor de D” Si se identifican las ecuaciones apropiadas (modelo) aplicables a un problema como este, es relativamente fácil determinar una solución.

Los problemas de diseño de ingeniería de la vida real no son de este tipo. Son muy poco estructurados y usted debe estructurarlos de resolverlos. Además, no hay tal «final de este libro» donde consultar en busca de una respuesta o solución. Esta situación pone muy nerviosos a la mayor parte de los estudiantes y de los ingenieros principiantes. Se encuentran ante el «síndrome del papel en blanco» y no saben por dónde empezar. Una estrategia útil sería reconocer que:
1 Se debe empezar por alguna parte.
2 Por cualquier parte que se empiece, probablemente no será «la mejor».
3 La magia de la iteración permitirá retroceder y mejorar el diseño y, a la larga, tener éxito.

Con esta estrategia en mente, no se abstenga de realizar alguna estimación de una configuración de diseño desde el inicio, de suponer cualquier condición limitante que se piense apropiada y de efectuar un «análisis de primer orden», lo que resultara solo una estimación del comportamiento de sistema. Estos resultados le permitirán identificar maneras de mejorar su diseño. Recuerde que es preferible obtener una respuesta razonablemente aproximada pero rápida que le indique si el diseño funciona o no, que invertir mas tiempo y obtener el mismo resultado solo que con mas decimales. Con cada iteración sucesiva, mejorarán su comprensión del problema, la precisión de sus hipótesis, la complejidad de su modelo y la calidad de sus decisiones de diseño. Ala larga, afinara su modelo de modo que incluya todos los factores de importancia ( o identificarlos como no importantes) y obtener un análisis final de orden superior en el cual usted tenga mas confianza.

El bosquejo de ingeniería

Un bosquejo de la idea suele ser el punto de partida de cualquier diseño de un biorreactor, tanques de acero inoxidable, tanques de almacenamiento o fermentadores. Pudiera ser un bosquejo a mano alzada, pero debería estar siempre razonablemente a escala y así mostrar proporciones geométricas realistas. Este bosquejo tiene como objetivo primario comunicar la idea a otros ingenieros e incluso a uno mismo. Una cosa es tener una idea vaga en mente y otra tenerla clara y definida en un bosquejo. Este bosquejo debería, como mínimo, contener tres o mas vistas ortogonales, alineadas de acuerdo con las re-glas convencionales de dibujo, y podría incluir una vista isométrica o trimétrico. Aunque suele resultar incompleto en función del detalle necesario para la manufactura, el bosquejo de ingeniería deberá contener información suficiente para permitir la elaboración de un modelo de ingeniería con fines de diseño y análisis de los fermentadores. Esto incluiría información dimensional vital aunque aproximada, algunas hipótesis sobre materiales y otros datos pertinentes a su función y que podrían ser necesarios para un análisis posterior. El bosquejo de ingeniería recoge algunos de los datos conocidos e hipótesis efectuadas, aun de modo implícito, desde el inicio del proceso de diseño de biorreactores.

En Seepsa somos fabricantes expertos de biorreactores, fermentadores y tanques de almacenamientos de acero inoxidable.

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