Simulación, Innovación y Desarrollo en Ingeniería

El estado de Oaxaca tiene como una de sus principales actividades económicas  al sector turístico, lo cual ejerce una fuerte influencia sobre la percepción nacional e internacional que se tiene del estado.

A pesar de no contar con un gran y creciente sector industrial, existen numerosas universidades dedicadas a desarrollar el talento oaxaqueño en las áreas de ciencias exactas e ingenierías.

El SUNEO (Sistema de Universidades Estatales de Oaxaca) fundado por el Dr. Modesto Seara Vázquez, quien tuvo la visión de mejorar la situación educativa de nivel superior de Oaxaca detonando el talento y dando la pauta para un desarrollo serio en ciencia y tecnología.

En 1990 inauguró su primer universidad, la Universidad Tecnológica de la Mixteca. En ella el sistema de formación profesional busca que las futuras generaciones desarrollen su imaginación e inventiva para resolver problemas que impactan en nuestro día a día, dicho eso, no parece que sea distinta de otras universidades, sin embargo, su sistema busca obtener una alta calidad académica implementando, por ejemplo, jornadas de tiempo completo, programas para fomentar y generar el hábito la lectura y buenos sistemas de becas para que todo el que tenga disposición de prepararse tenga la oportunidad, además de contar con excelentes profesores que tienen una estrecha relación con la investigación en sus respectivas ramas.

Dentro de las opciones educativas que ofrece se encuentra la carrera de Ingeniería en Física Aplicada, en la cual tuve la oportunidad de desarrollar mis estudios, y busca construir puentes entre las teorías físicas escritas en papel y la aplicación directa para la resolución de los desafíos de la vida moderna, inculca a sus estudiantes una formación teórica en Física y Matemáticas los cuales son elementos clave para modelar e interpretar una gran diversidad de fenómenos físicos. Incluye además, dentro de su programa varios cursos de meteorología, análisis de circuitos y programación ya que uno de sus principales objetivos es relacionar estrechamente los conocimientos en física con su aplicación principalmente en temas de electrónica, óptica, diseño de materiales y física computacional.

Este enfoque se debe a que difícilmente podremos describir la realidad como en nuestros primeros cursos de física, en las cuales se realizan simplificaciones y suposiciones para resolver problemas, sin embargo, cuando buscamos conocer más a profundidad lo que está sucediendo en un sistema  real, como por ejemplo, dos engranes en contacto, cuando ya no son cuerpos idealizados y buscamos más información que solo la acción y reacción entre ellos, o cuando queremos considerar propiedades de los materiales más complejas fuera del comportamiento elástico e isotrópico e incluso considerar la forma en que hacen contacto, el problema se vuelve sumamente complejo y seguro a más de uno le provocará dolor de cabeza. Afortunadamente cuando los problemas se vuelven complejos aparecen los métodos numéricos con los cuales podemos delegar el trabajo tedioso y repetitivo a quienes son expertas en ello.

En mi formación al igual que en toda ingeniería tomé cursos de métodos numéricos y afortunadamente en el plan de estudios se contemplaba el curso de “Método del Elemento Finito” impartido por el profesor Maxvell Jiménez Escamilla, a quien considero tiene una visión clara respecto a los desafíos que se avecinan en la investigación y desarrollo en la búsqueda de soluciones a problemas que se presentan en las distintas ramas de la ingeniería.  

El profesor Maxvell continuamente busca impulsar el uso del método de elemento finito, así como, de las herramientas de ANSYS en sus clases; él hacía uso de las soluciones de ANSYS para el análisis en problemas de la Mecánica de Fluidos, Transferencia de calor y Análisis estructurales, y gracias a su iniciativa al incluir estas herramientas dentro de sus clases, seguí interesado en aprender más sobre el mundo de la simulación numérica y ver qué más podía hacerse con ella.

Durante mi paso por la carrera hice amistad con mi compañero Edgar García. Él no solo se interesó por la simulación numérica sino que tuvo un desempeño notable en el uso de esta, por lo que hizo contacto con la empresa Grupo SSC, quienes le abrieron la puerta y le dieron la oportunidad de comenzar a utilizar soluciones para la simulación Electromagnética y Óptica de ANSYS con las que ha desarrollado diferentes actividades y proyectos con empresas como Siemens,  Schneider Electric, UNAM UAT, Jabil, SMK, entre muchas otras.

Después de egresar de la universidad, Edgar me invitó a hacer mis prácticas profesionales dentro de Grupo SSC, sin embargo, tomé la decisión de impartir clases, lo que ahora considero fue una experiencia muy útil que me permitió apreciar una fracción del panorama de la educación, en particular de cómo es la enseñanza en matemáticas y física. Ésta experiencia me hizo entender que existe una necesidad creciente en cambiar y mejorar la forma en la que se enseña, sobre todo con las numerosas nuevas tecnologías que cada vez son más accesibles y que pueden generar un impacto positivo en el desempeño de los jóvenes.

Un tiempo después y aún con el interés de involucrarme con la simulación, me puse en contacto con Edgar, quien me comentó había oportunidad de entrar a Grupo SSC como practicante y sin pensármelo mucho acepté. En un comienzo me incorporé a los equipos de Mecánica y CFD a cargo del Ingeniero Miguel Vázquez (otro egresado de la UTM de la carrera de Ingeniería en física), quién se encarga de dar soporte técnico en las soluciones de Mechanical y CFD de ANSYS, y quien cuenta con una gran experiencia en el uso de dichas herramientas y la implementación de estas a una gran variedad de problemas de dinámica de fluidos y estructurales.

Posteriormente Edgar me comento que había la posibilidad de que se me involucrara con soluciones en óptica debido al perfil de nuestra formación,  en ese momento no me imaginaba que ANSYS tuviera soluciones en óptica, así que con un poco de duda, ya que el uso de estas herramientas no está tan extendido en la industria mexicana, comencé a entrenarme en el uso de ANSYS Speos, una herramienta para el análisis de sistemas de iluminación, principalmente utilizado para estudiar el desempeño óptico de dichos sistemas, estudiar el cómo se propaga la luz en ellos y como se ven afectados por los materiales que se eligen para su desarrollo.

Involucrándome más con esta herramienta y tras investigar un poco sobre sus aplicaciones en la industria automotriz, aeronáutica y médica entre otras, entendí que la luz y como la percibimos juega un papel muy importante en el desarrollo de nuevas tecnologías y en la innovación y mejoramiento de sistemas actuales, que el diseño de sistemas de iluminación puede ser desafiante, pues sin ir demasiado lejos, los sistemas de faros en los vehículos nos permiten una conducción segura y se deben tomar muchos factores en consideración, la intensidad de la luz a cierta distancia, el cómo se va a proyectar la luz en una dirección determinada, como garantizar no solo nuestra visibilidad sino además que otros conductores nos puedan ver sin lastimar su vista o producir deslumbramiento, incluso es importante considerar el color de la luz que se va a implementar, y todas esas interrogantes deben satisfacer estándares ya establecidos para garantizar que el sistema es eficiente y seguro.

Este es solo un ejemplo, pero se pueden hacer análisis más complejos involucrando múltiples herramientas, como por ejemplo estudiar el impacto que tiene las deformaciones de los faros debido al calor producido por la fuente de iluminación y cómo la expansión térmica puede afectar el rendimiento óptico del sistema.

Es evidente que el uso de las herramientas de simulación está generando un gran impacto en cómo se resuelven los desafíos actuales de la ingeniaría y como permiten desarrollar nuevas tecnologías; una pregunta que surge de manera natural es ¿Qué pasaría si se lograra extender el uso de estas herramientas en la formación de las nuevas generaciones de ingenieros? ¿Cómo se vería impactada su comprensión de la física si se les enseñara a relacionar la teoría con la visualización y poder de análisis que ofrece la simulación numérica?