Universidad Fermín ToroDepartamento de Formación General

Cabudare. Estado Lara

César Materano.

Yinmi Delgado

Vanessa Pombo

Armando Henríquez

Gregory Cordero

Introducción a la Ingeniería

Introducción

Desde hace mucho tiempo los ingenieros han venido realizando importantes actividades con el objetivo de buscar la mejora de los sistemas

SOFTWARES USADOS EN LA

INGENIERÍA

existentes, así como también, la invención y/o creación de unos nuevos. De esta manera se busca mejorar el desarrollo social e individual de las personas.

Con el avance de la tecnología de la computación se ha logrado la automatización en el procedimiento de muchas actividades. Incluyendo, entre estas, las realizadas por los profesionales de la ingeniería.

Hoy en día, existe una cantidad creciente de programas informáticos destinados a ahorrar tiempo y esfuerzo a los ingenieros, en la realización de las actividades relacionadas con su campo de acción.

Es por esto que, a continuación, se presenta un compendio de cinco softwares usados en las diferentes ramas de la ingeniería. Exponiendo de manera breve los aspectos más importantes relacionados con ellos.

Electronics WorkbenchEs un software capaz de simular circuitos digitales o electrónicos a

través de un laboratorio virtual compuesto por varios paneles donde se ofrecen instrumentos para el diseño de dispositivos electrónicos.

La empresa que creó este software lleva el mismo nombre y al principio se especializó en la producción de películas educativas y documentales. Cuando el gobierno de Ontario expresó la necesidad de una herramienta educativa para la enseñanza de la electrónica en los institutos, la compañía creó un simulador de circuitos al que denominó Electronics Workbench.

En 1999, la compañía se fusionó con Ultimate Technology, otra empresa especializada en EDA (diseño de circuitos integrados complejos) y asumieron el nombre del producto más conocido de la primera, Electronics Workbench. En febrero de 2005, la empresa fue adquirida por National Instruments, constituyendo el National Instruments Electronics Workbench Group.

En el diseño de circuitos electrónico en este programa se puede hacer uso de la mayoría de los instrumentos de análisis y mediciones para comprobar y observar su comportamiento.

Ventajas

A diferencia de otros simuladores la gran ventaja que tiene el utilizar este software es su gran facilidad de manejo.

El programa tiene una interfaz gráfica con el usuario que lo hace muy intuitivo, cómodo de usar y rápido de trabajar.

En general la creación del esquema y su simulación precisan menos tiempo que el montaje real del circuito.

Proporciona una herramienta con proporciones comparables a las de un laboratorio.

Permite simular todos los componentes e instrumentos reales existentes en un laboratorio.

Características

Facilidad de manejo debido a su interactividad gráfica.

La creación del esquema y simulación es mucho más rápido y sencillo que en el real.

El programa es capaz de presentar los resultados de la simulación en los instrumentos de medida.

AutoCAD

El diseño asistido por computadoras, mejor conocido por sus siglas en inglés como CAD (Computer Aided Design), es el medio por el cual ingenieros, arquitectos y diseñadores hacen uso de programas y equipos de

computación para llevar a cabo sus actividades; permitiéndoles realizarlas con menor esfuerzo, en menor tiempo y con mejor calidad de presentación en comparación con el método tradicional.

El AutoCAD es un software de diseño asistido por computadoras (CAD) para dibujos en dos y tres dimensiones (2D y 3D). Este fue creado y es comercializado por la empresa especializada AutoDesk, inc. Actualmente está disponible para Windows y Macintosh.

Este programa permite realizar, de manera profesional, la representación gráfica de, prácticamente, cualquier cosa que desee; desde un objeto muy pequeño hasta una edificación civil o un urbanismo completo, incluyendo todos los detalles que se deseen.

Estuche AutoCAD 2010

Mecanismo en 3D

En otras palabras, el uso de esta herramienta supone, para los ingenieros y otros usuarios, la automatización del proceso de dibujo de los diferentes planos usados para llevar a cabo cualquier proyecto; lo cual

Plano de un Urbanismo

conlleva a un ahorro considerable de esfuerzo y tiempo, traduciéndose en mayor productividad.

El AutoCAD proporciona una serie de herramientas para DIBUJAR (Draw) que facilitan el diseño de dibujos. Entre estas se encuentran el trazado de líneas rectas y curvas o arcos; figuras geométricas como círculos, rectángulos, polígonos, elipses y otros.

También posee herramientas para MODIFICAR (Modify) los dibujos hechos o partes de estos. Dichas herramientas permiten mover, copiar, cortar, rotar, ampliar, disminuir, entre otros.

De igual manera, el software permite realizar el dibujo por CAPAS (Layers). Es decir, es como si cada parte del dibujo se hiciera en una hoja transparente y cuando se quiera ver el dibujo se colocan todas las hojas, una sobre la otra. Al momento de realizar un dibujo, esto es de suma importancia, porque facilita esconder las partes del dibujo que no necesito ver en determinado momento y ver las que sí son necesarias, de acuerdo a la etapa que se esté llevando a cabo. Esta característica permite trabajar sobre un dibujo no saturado por todas las imágenes que en él se encuentran, sino solo las que interesan ver.

Adicionalmente, el tedioso proceso del acotamiento de un dibujo se facilita de gran manera; basta con realizar unos pocos movimientos del “mouse” y seleccionar los extremos entre los cuales se desea medir.

Menú Draw, Modify y Layers

Asimismo, el proceso de elaboración de dibujos en 3D para piezas mecánicas, civiles y eléctricas, entre otras, se realiza de una manera sencilla. Siendo posible, después de realizado el dibujo, rotarse la pieza y modificar el ángulo de desde donde se observa, para presentarla desde el punto de vista más conveniente.

Sistema en 3D Acotado

En relación a grandes proyectos, este programa presenta la ventaja de que puede usarse en un grupo de computadoras conectadas en red; de manera que, el trabajo que se ha realizado desde cualquiera de las computadoras pueda ser visto y/o modificado por cualquiera de las otras. Además, se pueden categorizar las carpetas compartidas permitiendo establecer el nivel de participación de cada miembro del equipo de trabajo.

Aunque el costo de una licencia de AutoCAD resulta bastante elevado, esto se ve compensado con el aumento de la productividad a nivel empresarial. Pero donde esto resulta un verdadero obstáculo, es para los ingenieros u otros usuarios independientes.

Por el contrario, una ventaja importante de este software es la masificación de uso. En la mayoría de los países, desarrollados y en vías de desarrollo, se ha extendido la utilización del Autocad como herramienta de diseño.

En Venezuela, hoy en día, se pueden realizar cursos de entrenamiento en el uso de este software, pudiendo obtenerse un certificado avalado por la Autodesk, Inc, el cual posee reconocimiento a nivel internacional.

MATLAB

El MATLAB es un software interactivo, basado en matrices, que se utiliza para cálculo científico (aritmético y simbólico) y de ingeniería. Éste ofrece un entorno de computación y desarrollo de aplicaciones totalmente integrado que sirve para llevar a cabo proyectos en donde se encuentren implicados elevados cálculos matemáticos y la visualización gráfica de los mismos, por lo cual es muy usado actualmente por profesionales de la ingeniería en diferentes especialidades. Este programa se encuentra disponible para las plataformas Unix, Windows y Mac OS X.

Entre las prestaciones básicas, que este software brinda, se encuentran la posibilidad de manipular las matrices, representar datos y funciones, implementar algoritmos, crear interfaces de usuario y la comunicación con otros programas hechos en diferentes lenguajes de programación.

Este programa posee dos modos de trabajo. El interactivo (Workspace, en inglés), donde el usuario escribe una operación y el programa la ejecuta; o el modo de programado (M-Files), donde el usuario genera uno o más ficheros con un conjunto de instrucciones, las cuales pueden ejecutarse repetidas veces, para distintos datos. Es decir, que el

Estuche del MATLAB 2010

usuario puede ir haciendo sus propios “pequeños” programas e ir agregándolos al MATLAB para incrementar las funciones disponibles.

La flexibilidad e interactividad del lenguaje de MATLAB permite que los profesionales de la ingeniería y las ciencias puedan expresar sus ideas técnicas con simplicidad. Este programa permite también, realizar modelos que sirven para estudiar y analizar sistemas y hacerles las modificaciones respectivas, ahorrando tiempo y recursos.

Pequeño programa en MATLAB

Gráfico 3D

MATLAB presenta un entorno abierto, lo cual permite que se hayan desarrollado y continúen desarrollándose numerosos programas de apoyo, denominados “Toolboxes”, que permiten usarse en conjunto. De manera que, cualquier ingeniero o programador puede desarrollar su propio programa y fijarlo para su uso posterior.

Actualmente se dispone de una gran gama de “Toolboxes”, que amplían de manera significativa el número de funciones incorporadas al programa como tal. Estas se encuentran hoy en día para, prácticamente, todas las especialidades de la ingeniería, lo cual hace de este programa uno de los más usados por ingenieros de diferentes áreas. Entre los mencionados programas se encuentran el de proceso de imágenes, señal, estadística, análisis financiero, matemáticas simbólicas, redes neurales, lógica difusa, identificación de sistemas, simulación de sistemas dinámicos, entre otros.

Es de suma importancia para los futuros profesionales de la ingeniería que vayan teniendo su primer contacto con este tipo de software, ya que, a medida que lo vayan manipulando podrán comprender las múltiples ventajas que el mismo brinda.

Captura de pantalla del MATLAB

PROTEUS

Proteus es un software donde encontramos una compilación de varios programas, y podemos utilizarlos para diseños y simulaciones. Este software es desarrollado por Labcenter Electronics y consta de los programas principales y los módulos VSM y Electra.

Ares Isis

Ares: sirve para realizar diseñas o llamas un diseño esquemático guardado en cierta punto de la PC para convertirlo en una PCB (tarjeta de circuito impreso).

Isis: este programa es donde conectaras de forma esquemática los componentes para poder efectuar análisis y simulaciones.

VSM: es la herramienta integrada que incluye Proteus, se trata de un complemento simulador para esquemas electrónicos que contienen microprocesador. El corazón de VSM es ProSpice, es un producto que combina un núcleo de simulación analógica usando el estándar Spice3f5.

La simulación se realiza en tiempo casi real, los efectos se pueden considerar prácticamente como a tiempo real. Incorpora prácticos controles de depuración paso a paso y visualizaciones del estado de las variables.

Electra: Electra es un programa independiente de Proteus que sirve para hacer auto ruteo de placas de circuito impreso, su uso es algo complicado.

Este software hoy en día es muy utilizado tanto en el mundo universitario como en el mundo laboral. Además de este, existen muchos otros, parecidos en su estructura.

En resumen, el Proteus, nos ayuda a realizar diseños de partes electrónicas, poder simular, ver cómo actúa y hacer todas las pruebas antes de llevarlo al estado físico. Nos facilita el diseño en todos los aspectos, para poder utilizar el software es necesario poseer profundos conocimientos sobre la electrónica. Mediante este programa podemos diseñar el circuito que deseemos con componentes muy  variados, desde una simple resistencia hasta algún que otro microprocesador o micro controlador, incluyendo fuentes de alimentación, generadores de señales y muchas otras prestaciones.

ANSYS:

Tomando en cuenta la importancia del conocimiento acerca de la simulación en la ingeniería, se podría considerar la existencia de diversos programas o software que facilitan la creación de tecnologías con proyección hacia el futuro, como ABAQUS, FLUENT, OPENFEN y ANSYS.

Dentro de este orden de ideas, se destaca el software ANSYS, desarrollado por la empresa del mismo nombre y que fue lanzado al mercado en 1970.

Podría decirse que este interesante software presta soporte a la ingeniería a través de la simulación, con la cual se consigue predecir la manera en la cual funcionará y reaccionará determinado producto bajo un entorno real. Cabe considerar que esto se logra al haber sido desarrollado para funcionar bajo la teoría de elementos finitos para estructuras y volúmenes finitos para fluidos.

De lo antes expuesto se desprende que dicho programa permite detectar y mejorar cualquier tipo de fallas en un diseño, corrigiendo los errores, dando paso a una mejor forma de realizar innovaciones tecnológicas.

Este programa se destaca en su modo de empleo, ya que, es como si escaneara un objeto o elemento (un auto, avión, entre otros), proyectando todas sus partes. Y es aquí, precisamente, cuando este programa actúa como simulador y muestra el error para ir verificando y corrigiendo cualquier falla presente.

ANSYS se divide en tres herramientas principales llamados módulos.

El primero es el pre – procesador donde se destaca la creación de geometría y mallado que junto al último modulo o post-procesador están provistos de una interfaz grafica. Además, el modulo principal o procesador de elementos finitos para la solución de problemas mecánicos incluye análisis de estructuras dinámicas y estáticas, de transferencia de calor y dinámica de fluidos, además de acústica y electromagnetismo.

Visto de esta forma lo anterior permite expresar que puede ser utilizado tanto en ingeniería mecánica, civil y eléctrica, como en física y química.

Por último se puede concluir que este programa ANSYS sirve para facilitar el trabajo de ingeniería en muchos aspectos ya que permite recrear un fenómeno antes de llevarlo a la práctica.