Artículo Congreso / Congress Paper
Recibido: 10-12-2019, Aprobado tras revisión: 20-01-2020
Forma sugerida de citación: Cepeda, J.; (2020). “Primer Laboratorio de Ensayos Estructurales Virtuales de Autobuses en
Latinoamérica: Innovación y Acreditación”. Revista Técnica “energía”. No. 16, Issue II, Pp. 168-176
ISSN On-line: 2602-8492 - ISSN Impreso: 1390-5074
© 2020 Operador Nacional de Electricidad, CENACE
First Latin American Laboratory for Virtual Structural Tests in
Transport Buses: Innovation and Accreditation
Primer Laboratorio de Ensayos Estructurales Virtuales de Autobuses en
Latinoamérica: Innovación y Acreditación
J.L. Cepeda
1
1
Corporación Ingeniería Avanzada COINAV del Ecuador S.A., Ambato, Ecuador
E-mail: jorge.cepeda@coinav.com
Abstract
Traffic accidents cause more than 5000 fatalities per
year in Ecuador. And when talking about public
transport, bus overturns cause concern with no less
alarming figures, and that are increasing. Given this
perspective, it is necessary for buses to be tested and
to ensure that they protect the integrity of people
before they go out. Does this involve destroying
buses and injuring people to prove they are safe? No
way. Thanks to the technology incursion of the
fourth industrial revolution, it is possible to model,
simulate, optimize and have a better understanding
of what happens during an impact or rollover. The
Finite Element Method is used to execute rollover
tests, but a well-planned and implemented
systematization is necessary for the method to be
applied properly. The main innovation is the use of
an appropriately applied technology, which manages
to verify the safety of buses that circulate in Ecuador
and Latin America, avoiding destroying buses,
saving raw materials of already built buses, not
wasting hours / man. Save lives.
Index terms Accreditation, Laboratory, Structural
Tests, Finite Elements, HyperWorks, Rollover
Resumen
Los accidentes de tránsito causan más de 5000
víctimas mortales por año en el Ecuador. Y al hablar
de transporte público, las volcaduras de autobuses
causan preocupación con cifras no menos
alarmantes, y que van en aumento. Ante esta
perspectiva, es necesario que los autobuses sean
probados y se garantice que protegen la integridad
de las personas antes de que salgan a circulación.
¿Implica esto destruir buses y herir personas para
probar que son seguros? De ninguna manera.
Gracias a la incursión de tecnologías de la cuarta
revolución industrial, es posible modelar, simular,
optimizar y tener un mejor entendimiento de lo que
sucede durante un impacto o volcadura. El Método
de elementos finitos es usado para ejecutar ensayos
de volcadura, pero es necesaria una sistematización
bien planificada e implementada para que el método
se aplique de manera adecuada. La innovación
principal lo constituye el uso de una tecnología
aplicada de manera adecuada, que logra verificar la
seguridad de los autobuses que circulan en Ecuador
y Latinoamérica, evitando destruir autobuses,
ahorrando materias primas de autobuses ya
construidos, no desperdicio de horas/hombre. Logra
salvar vidas.
Palabras clave Acreditación, Laboratorio, Ensayos
Estructurales, Elementos Finitos, HyperWorks,
Volcadura.
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Edición No. 16, Issue II, Enero 2020
1. INTRODUCCIÓN
La importancia de la seguridad que brinden los
autobuses dentro del transporte terrestre de personas en
el Ecuador es enorme. Solamente en Quito, se estima
que 1’100.000 personas utilizan el servicio, al día [1].
Un gran porcentaje de la capital del Ecuador. Y la base
de la mencionada importancia radica en que los
autobuses están llamados a brindar protección a la
integridad física de las personas que se transportan en
ellos en caso de accidente.
Las alarmantes cifras que proporciona Justicia Vial
[2] hablan de más de 5000 víctimas mortales de
accidentes de tránsito por año. Los siniestros de
magnitud, (cuando existen más de 15 víctimas entre
muertos y heridos) tienen una periodicidad de 24 días,
versus la Comunidad Europea, que es de 720 días [2].
Específicamente, dentro de los principales tipos de
colisiones en los que se ven involucrados los vehículos
móviles y los autobuses (como tema principal de
análisis), la volcadura o volcamiento genera
preocupación debido al alto índice de personas
gravemente heridas que se suscitan cuando ocurre.
Según el Informe Anual de Accidentes de Tránsito
2007-2016 de la Comunidad Andina [3], los accidentes
por volcadura presentan un incremento promedio de
10% entre los años 2006 y 2017.
Ante esta realidad, es necesario que se demuestre de
alguna forma si los autobuses que circulan por las vías
protegen de manera adecuada a sus ocupantes en caso
de volcadura. Y la demostración viene dada cuando el
autobús es sometido a una prueba de volcadura, en la
cual, se hace volcar un autobús en condiciones
controladas.
Tanto autoridades nacionales como organismos
internacionales se han encargado de regular las pruebas
que permitan evaluar el comportamiento de los
autobuses ante choques e impactos. Se plantea dos
alternativas [4]:
1. Evaluación de comportamiento de autobuses ya
construidos (Pruebas de choque de buses reales)
2. Otras opciones tecnológicas enmarcadas dentro
de la Industria 4.0
La alternativa No. 1 presenta varias aristas
complicadas desde el punto de vista personal, al poner
en peligro vidas humanas, económico (situación actual
del país), técnico de costos (altos costos de un autobús
para destruir en pruebas), industrial (fabricantes
ecuatorianos en crisis) y de gran inversión.
Con la perspectiva esbozada para la alternativa No.
1, es inevitable voltear la mirada al análisis de
viabilidad de la segunda alternativa como objetivo de la
presente investigación: ¿Es posible realizar Pruebas de
Choque de autobuses de otra manera que no sea destruir
autobuses reales?
Para iniciar a responder la pregunta planteada, el
lector debe ubicarse en los albores de la Cuarta
Revolución industrial, la cual, según los especialistas,
está iniciando (o ha dado inicio) [5]. Con la nueva gama
te tecnologías que fusionan los mundos físico, digital y
biológico [5], la influencia en disciplinas clásicas como
la mecánica de sólidos y el estudio de colisiones
vehiculares es enorme, y constituye un cambio de
paradigma respecto de lo que se conocía hasta hace
algunos años [6].
En este punto es importante notar el giro de la
fabricación de productos a nivel mundial, en el cual,
cada vez se requiere menos pruebas físicas, dado que se
ha demostrado que se obtienen los mismos resultados
con pruebas virtuales, como es el caso de Boeing [7]. Y
esto tiene claros motivos:
- Reducción de horas de pruebas físicas, dado que
se dispone de las metodologías probadas y
validadas para obtener resultados reales
- Reducción de tiempo de desarrollo de productos,
con lo cual el costo total de desarrollos baje
sustancialmente [8]
- Ahorro de materias primas en la ejecución de
pruebas físicas que puedan ser reemplazadas por
pruebas virtuales, con lo cual el medio ambiente
no se ve afectado con chatarra que no se puede
reciclar, como es el caso de varios componentes
electrónicos [9].
En términos de la acción por el clima al aplicar de
tecnologías de simulación, los ingenieros de diseño
modernos tienen en su enfoque la implementación de
metodologías que permitan el ahorro de materias primas
y el mejoramiento de los procesos productivos [10]. En
el Ecuador, el laboratorio virtual de carrocerías de
autobuses recoge esta conciencia ambiental. El análisis
más importante es la eliminación de chatarra de
autobuses impactados, los cuales, para su construcción,
consumen grandes cantidades de energía, y producen
grandes cantidades de emisiones de carbono [11]. El
objetivo es usar ese material en nuevos productos que
tengan real utilidad [12]. El impacto ambiental mide
términos de huella de carbono, consumo de energía e
impactos en el aire y en el agua, la cual, según estudios,
mejora de manera categórica al usar tecnología de
simulación virtual para sus pruebas [10, 11, 13, 14],
debido a que se ha encontrado que los componentes
probados virtualmente poseen un impacto ambiental
mínimo.
Se conoce de la implementación de laboratorios con
alcances mayores a nivel internacional, específicamente
en España, con el Laboratorio de la UPM denominado
INSIA, el cual nace con la consigna de probar los
autobuses fabricados en ese país con tecnología tanto
virtual como física. Según los resultados del informe
[12], se ha logrado bajar la cantidad de personas
fallecidas en accidentes de autobuses en el período del
2000 al 2013 en un 5.7%. La existencia de un
169
Cepeda / Primer Laboratorio de Ensayos Estructurales Virtuales de Autobuses en Latinoamérica
laboratorio global llamado IDIADA [15], el cual cuenta
con modernas pistas de pruebas.
La tecnología en la actualidad es capaz no solamente
de recrear colisiones en computador, a través de
software especializado desarrollado para el efecto, sino
que puede hacerlo con total apego a la realidad. El
Método de Elementos Finitos FEM (Finite Element
Method, por sus siglas en inglés) y su uso aplicado a
través de computadores es el principal ejemplo de la
tecnología usada en la actualidad.
La bibliografía [16] reporta que los resultados
obtenidos aplicando FEM son aceptables, en tanto y en
cuanto se aplique dicho método con determinadas
condiciones que aseguren la calidad de los resultados
[17].
Es en este punto donde se hace necesaria la
incursión de una sistematización en la aplicación del
FEM para estudio de volcadura de autobuses, la cual,
asegure que la calidad de los resultados de los ensayos
sea óptima en todo momento. Y aquí es donde surge
también la necesidad de la creación y desarrollo de un
laboratorio virtual, el cual, reciba el reconocimiento
formal de su competencia para efectuar la aplicación del
FEM para la evaluación de volcaduras y colisiones en
autobuses.
El análisis expuesto en el párrafo anterior despierta
el interés del estudio e implementación de un
Laboratorio de Autobuses en el mundo virtual. El
objetivo de las siguientes líneas es describir el
desarrollo de metodologías sistemáticas para el
establecimiento de un Laboratorio de Evaluación de
Autobuses Virtual que cubra los requisitos necesarios
para ser reconocido a nivel internacional.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
El desarrollo de la presente investigación se dividirá en
dos partes:
2.1 Desarrollo de metodología para aplicación
práctica del método de ensayo (basado en [18])
El Método de Elementos Finitos es una herramienta
efectiva para simular el comportamiento de partes de
geometría compleja ante fenómenos de impacto [19,
20], debido a que provee una manera efectiva de medir
las distribuciones de esfuerzos y deformaciones
unitarias, muy difíciles de obtener de otra manera [21,
22].
En los análisis dinámicos, una excitación transitoria
es una carga altamente dinámica y dependiente del
tiempo aplicada sobre un componente, en este caso, un
impacto. La ecuación gobernante del sistema es (1)
[23]:
Que se conoce como la Ecuación de Movimiento de
Newton [24]. La matriz M corresponde a la matriz
global de masa, la matriz K corresponde a la de rigidez
global del sistema, C es la matriz de coeficientes de
amortiguamiento (determinados experimentalmente) y
D es el vector de todos los desplazamientos de todos los
nodos del sistema. La relación entre las variables
determina el comportamiento del sistema.
En función de la aplicación práctica del principio
fundamental esbozado, se desarrolló la metodología
práctica para la ejecución de ensayos virtuales de
volcadura, la cual incluye [18], véase Fig. 1:
- Análisis de planimetría del autobús a ser
ensayado (en 2D). dicha planimetría debe ser
desarrollada por el fabricante de la carrocería
- Modelado geométrico del autobús (en 3D), con
el objetivo de replicar en la computadora el
autobús con el mayor detalle posible.
- Modelado matemático del autobús, es decir,
señalar coordenadas de puntos para
posteriormente encontrar cargas y
deformaciones.
- Modelado de cargas: aplicación del peso de
pasajeros y demás cargas que se presentan en un
autobús
- Evaluación de resultados: análisis del
comportamiento estructural del autobús.
El mapa de metodologías se muestra en la fig. 1
2.2 Uso de Metodologías en la práctica
En el campo de Evaluación estructural y de vuelco
de autobuses, y siendo la primera empresa de ingeniería
en el Ecuador que realiza evaluaciones de autobuses,
COINAV S.A. ha desarrollado sus propias metodologías
y KnowHow, y con ello, ha resuelto problemas de
diseño en la industria de fabricación de autobuses
aplicando Ingeniería Asistida por Computador y la
tecnología de HyperWorks®.
El proceso inicia con la revisión de planos 2D
enviados por las empresas fabricantes o importadores de
autobuses. En este paso se evalúa la calidad con la que
son efectuados los planos. Seguidamente se realiza el
modelado en 3D de la estructura del autobús, a pleno
detalle, para representar todos los refuerzos
estructurales que aportan al autobús. El modelado
matemático es el proceso más importante, en el cual se
realiza una discretización de la estructura del autobús
usando HyperWorks. Por último, se simula las cargas
críticas que soporta la estructura, se soluciona el análisis
de elementos finitos y se obtiene los resultados que
permiten saber el comportamiento estructural del
autobús. Ver Fig. 2.
(1)
170
Edición No. 16, Issue II, Enero 2020
.
Para la ejecución de las metodologías mencionadas
se dispone de equipos computacionales de última
generación (workstations), las cuales poseen el poder
computacional suficiente para tratar gráficas de alta
complejidad. El manejo gráfico es el más importante,
para lo cual se dispone de tarjetas especiales calibradas
para el efecto
2.3 Herramienta computacional usada.
Para la selección de HyperWorks como herramienta
de simulación virtual, el Laboratorio usó varios
criterios:
- Poder computacional. Con HyperWorks fue
posible realizar el mallado de estructuras de
autobuses muy complejas, lo cual fue muy
complicado (o en ciertas ocasiones no fue
posible) con otros softwares comerciales, como
ANSYS [18, 20, 25-27]
- Tiempo de ensayo. HyperWorks permite que el
flujo de ensayos se realice en 7 días laborables,
cosa que otros software comerciales no lograron
en pruebas realizadas [27].
- Uso a nivel mundial. De la investigación
realizada por el laboratorio, existen más de 21
aplicaciones de HyperWorks en análisis de
autobuses [27]
- Capacitación. Se tiene el apoyo de Altair México
en términos de capacitación del personal y apoyo
técnico
- Costo. HyperWorks tiene un costo inferior al de
softwares comerciales con características
similares, como ANSYS.
2.4 Desarrollo de metodología de sistematización de
Ensayos de volcadura de autobuses
Para sistematizar los ensayos estructurales de
autobuses se implementó la Norma Técnica Ecuatoriana
NTE INEN ISO/IEC 17025:2006, estableciendo
Directrices y Procedimientos que son de obligado
cumplimiento en el Laboratorio.
Dichas directrices y procedimientos son aplicadas a
todas las actividades del Laboratorio de Ensayos
Estructurales de Carrocerías de Autobuses de COINAV
del Ecuador S.A., y a todo el personal descrito dentro
del área de Laboratorio y afines en el organigrama,
incluyendo áreas físicas delimitadas, equipos y
documentación
El sistema de gestión diseñado para el laboratorio
incluye:
- Diseño de actividades y procesos, para
organizarlos de manera adecuada.
- Sistematización de metodología de simulación de
volcadura, usando técnicas de recopilación y
ordenamiento de información.
- Fuerte compromiso de confidencialidad en el
tratamiento de información sensible de
fabricantes de autobuses.
- Acciones en caso de conflictos de interés.
- Demostración de cumplimiento de competencia
técnica.
- Sistemática para planificación de ensayos
- Sistemática de quejas y reclamos
- Correcta organización de puestos de trabajo en
función de la estrategia del laboratorio.
En este sentido, el laboratorio realizó un análisis
exhaustivo para optimizar los recursos humanos
disponibles, para lo cual, diseñó un organigrama óptimo
que permite que los colaboradores sean capacitados en
función de las tareas y responsabilidades asignadas, de
manera ordenada y en función de sus objetivos en el
laboratorio. Ver Fig. 3.
Figura 1. Metodología de ensayo estructural de autobuses
Figura 2. Metodología práctica de ensayo estructural de autobuses
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Cepeda / Primer Laboratorio de Ensayos Estructurales Virtuales de Autobuses en Latinoamérica
Una mención especial son los procesos y
sistemáticas desarrolladas para los apartados:
- Mantenimiento dedicado de equipos especiales
de cómputo
- Análisis y tratamiento de riesgos tanto internos
como externos
- Manejo adecuado de quejas que puedan surgir
del cliente
- Verificación y validación del método, usando
metodologías recomendadas en la bibliografía [6,
16, 19, 23, 24, 28-30]
- Estimación de incertidumbre de los resultados
obtenidos, en función de los parámetros del
método de elementos finitos validado por el
laboratorio.
- Sistemáticas de aseguramiento de la calidad,
mediante los cuales, se aplique el método de
elementos finitos dentro de las condiciones
validadas.
2.5 Acreditación
El objetivo fundamental para la implementación de
las sistemáticas mencionadas es la obtención de la
Acreditación para el Laboratorio de Ensayos
Estructurales. La acreditación es “la herramienta
establecida a escala internacional para generar confianza
en los resultados de los laboratorios de ensayo y de
calibración” [31].
Cuando un laboratorio está acreditado por un
organismo de acreditación reconocido, éste ha
demostrado previamente su capacidad para alcanzar un
nivel prescrito de competencia técnica, pudiendo emitir
resultados trazables y reproducibles, es decir, la
obtención de resultados analíticos fiables, y esto tiene
una enorme importancia en todos los sectores de la
sociedad actual, ya que gracias a ellos se garantiza en
gran parte no sólo la calidad sino la seguridad de los
diferentes productos a los que tiene acceso el
consumidor, y se favorece la competitividad en
mercados cada vez más globalizados, evitando posibles
barreras comerciales [31].
Se dieron varios pasos estratégicos hacia lograr
acreditar el Laboratorio:
- Capacitar a todo el personal en temas inherentes
a normativas y calidad, para lograr compromiso.
- Madurar el sistema de gestión, para ganar
experiencia y recopilación de datos.
- Investigar bibliografía especializada en
validación de métodos y determinación de
incertidumbre de resultados.
Adicionalmente fue necesaria una dosis de buenas
prácticas industriales para lograr que los departamentos
técnico y administrativo engranen de manera adecuada
Las acciones por el clima logradas incluyen la no
utilización de registros físicos, es decir, toda la
documentación técnica producto de las labores del
laboratorio se guarda en la nube y no se imprime.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.
3.1 Discusión acerca de pruebas de choque físicas.
Para la implementación de Pruebas de choque de
buses reales es necesario realizar un análisis económico,
técnico de costos, industrial y de inversión externa
(estatal o privada) para establecer las condiciones en las
que se encuentra el Ecuador en la actualidad.
No se debe olvidar, sin embargo, que, en pruebas
reales de autobuses, siempre estarán involucradas
personas. Dicho costo siempre será el más alto de pagar,
dado que una vida es irremplazable.
Desde el punto de vista económico: la realidad
económica del país presenta un estado “inquietante”
[32], con un descenso en la inversión del 2.3% y una
tendencia a un crecimiento casi nulo de la economía al
final del 2019 [32].
Desde el punto de vista técnico de costos, es
interesante notar que un autobús interprovincial usado,
listo para su utilización, tiene un costo que varía entre
50.000 y 90.000 dólares, y un autobús interprovincial
nuevo aproximadamente cuesta un 20% más [33].
Estamos hablando de más de 100.000 dólares que
quedarán inservibles luego de que el autobús sea
chocado para probar si soporta el impacto.
Adicionalmente se requiere instalaciones y facilidades
para realizar dichas pruebas de choque, cuya inversión
no sería baja.
Desde el punto de vista de la industria ecuatoriana,
se registra una contracción en el mercado automotriz y
especialmente en el sector metalmecánico de
fabricación de autobuses, con una disminución de un
25% en la producción de carrocerías nacionales en lo
que va del 2019 [34]. Esto quiere decir que las empresas
están produciendo menos buses, lo cual implica
menores ingresos, menores compras y menor flujo
Figura 3. Organigrama de COINAV S.A.
172
Edición No. 16, Issue II, Enero 2020
económico. Esta situación dificulta el sostenimiento de
plazas de trabajo y hace más difícil que se planifique
inversión en proyectos a gran escala, como es la
implementación de centros de pruebas de choques de
autobuses.
Una inversión externa sería necesaria, en función de
las condiciones económicas y técnicas del Ecuador en
las actuales condiciones. Dicha inversión sale de las
manos de la industria, y no se conocen planes estatales
para que se realice.
3.2 Discusión: uso de pruebas virtuales.
El entendimiento del fenómeno de volcadura de
autobuses se ha potenciado debido a la incursión de
tecnologías propias de la cuarta revolución industrial,
mediante las cuales, se puede en la actualidad modelar
dicho fenómeno, conservando todas sus características,
para estudiar el comportamiento físico y mecánico del
objeto del estudio, y predecir su comportamiento en el
mundo real.
Usando los términos mostrados en el párrafo
anterior, los modelos a ser estudiados por el laboratorio
son los autobuses, y se modela todo el evento de
volcadura, incluyendo velocidades, aceleraciones,
fuerzas, inercias, el comportamiento de los materiales
en función de las geometrías del diseño estructural de
los autobuses. Todo en computadora. Dicha aplicación
pone en práctica de principios científicos y técnicos de
Análisis Dinámico No-lineal, rama del conocimiento
que utilizan el Método de Elementos Finitos (FEM, por
sus siglas en inglés) para el estudio de los fenómenos de
volcadura [18].
La bibliografía [4, 6, 16-18, 20, 23-25, 28, 30, 35-
40] soporta de manera amplia la aplicación a nivel
mundial del Método de Elementos Finitos para la
evaluación de volcaduras y colisiones en autobuses, de
manera virtual.
Aplicando un análisis similar al expuesto en la
introducción para la alternativa No. 1, la aplicación del
FEM tiene un costo de implementación evidentemente
menor al de la implementación de un centro de
colisiones de autobuses, principalmente porque no se
requerirá destruir buses que se encuentren terminados y
listos para trabajar, y porque la infraestructura necesaria
para la implementación de un laboratorio virtual se
reduce considerablemente. Y evidentemente la razón
más importante: costos humanos nulos, dado que no se
arriesga ninguna vida en ensayos computacionales.
3.3 Discusión respecto a la metodología de ensayo
desarrollada y la innovación conseguida [18]
La aplicación del método de elementos finitos, se
ejecuta en el proceso de modelado matemático, en el
cual se utiliza criterios de mallado [18] y
recomendaciones prácticas citadas por diversos autores
y en base a la experiencia del autor, mostrados en las
referencias [1, 8, 21, 22]. Ver Fig. 4.
Figura 4. Modelo matemático correspondiente a la estructura
completa.
Para la solución del evento de impacto, se escogió
un código especializado en la simulación de eventos no-
lineales, dinámicos y que impliquen grandes
deformaciones, como lo es HyperWorks® [18], lo cual
representa una innovación en el campo de la ingeniería
en el país, al ser un software poco conocido en nuestro
medio, pero el más usado por industrias automotrices y
aeronáuticas a nivel mundial para análisis dinámicos no-
lineales. Dicho código ha sido probado por un gran
número de trabajos de investigación, tesis y proyectos
industriales a nivel mundial, y es el recomendado por
diversos autores [1, 8, 22-24] por su poder
computacional de mallado y aplicación de solvers como
Radioss [18]. Véase Fig. 5.
Figura 5. Post-procesamiento de la simulación del modelo
matemático correspondiente a estructura completa de autobús
Debido a que el modelado del evento de volcadura
se realiza con un enorme detalle, tanto en la parte
técnica como matemática, se ha demostrado que la
cercanía con la realidad es alta, con diferencias
máximas del 4% respecto de resultados reales.
173
Cepeda / Primer Laboratorio de Ensayos Estructurales Virtuales de Autobuses en Latinoamérica
La principal debilidad encontrada en la metodología
es la dificultad de realizar correcciones una vez que la
malla se encuentre realizada. Dicha situación puede
revertirse tomando todas las medidas detalladas en el
sistema de gestión para evitar dicha condición.
(4) Argumentación respecto de metodologías de
sistematización y Acreditación
Luego de un período de mucho esfuerzo y sacrificio
por parte de todos los colaboradores de COINAV S.A,
el reconocimiento de la Acreditación fue conseguido
por el equipo.
La acreditación lograda fue otorgada por el Servicio
de Acreditación Ecuatoriano SAE, el cual constató la
competencia técnica de los profesionales que laboran en
el Laboratorio [41].
Con la obtención de la Acreditación el Laboratorio
de Carrocerías de COINAV S.A. seguirá aportando a la
seguridad en el Ecuador, y espera también poder aportar
a que se mejoren las condiciones de seguridad de
autobuses en Latinoamérica [41].
Existen muchos puntos que mejorar en el sistema de
gestión del Laboratorio de Carrocerías de COINAV
S.A., para lo cual, sus colaboradores hacen revisiones
periódicas en búsqueda de oportunidades de mejora, con
la actitud de mejorar cada día.
Argumentación respecto de las pruebas efectuadas a
otros softwares comerciales.
Se evaluó la diferencia en resultados obtenidos por
el software HyperWorks comparados con el software
ANSYS LS-Dyna. Se ejecutó el mallado de probeta en
cada software por separado, (HyperMesh para
HyperWorks, ANSYS para Ls-Dyna), y en
preprocesadores diferentes (HyperCrash para
HyperWorks, ANSYS para Ls-Dyna). Las soluciones
igualmente se harán en solvers diferentes (Radioss y Ls-
Dyna). [27]
La Fig. 6 siguiente muestra curvas carga-
desplazamiento que describen el comportamiento del
análisis dependiendo del software y el tamaño de malla.
De la Fig. 6 se puede observar la diferencia existente
entre resultados obtenidos por diferente software. Las
diferencias porcentuales son en promedio de del 1.9%
en la totalidad de las lecturas [27].
4. CONCLUSIONES
Se ha logrado implementar un Laboratorio de
Carrocerías y obtener una Acreditación internacional,
con la cual los resultados del laboratorio son confiables.
Es importante la acción por el clima lograda por el
laboratorio, dado que la realización de pruebas virtuales
ha evitado la destrucción de alrededor de 100 autobuses
en dos años, cuyo costo es alto y cuyo efecto desde el
punto de vista ambiental es grande porque se ha
logrado:
- Reducir horas de pruebas físicas de autobuses.
- Bajar el tiempo de pruebas, por consiguiente, de
desarrollo de los mismos.
- Ahorrar materias primas y material que de otra
forma no se hubiese podido reciclar, como
materiales plásticos especiales.
- Las pruebas virtuales realizadas tienen un
impacto ambiental mínimo y ayudan a eliminar
la huella de carbono que producirían pruebas
físicas
- Los resultados obtenidos de las pruebas están
enmarcados dentro de las sistemáticas esbozadas
en 2.5, y por la acreditación internacional
obtenida, tienen competencia de aseguramiento
de calidad dentro del alcance de la acreditación
mostrada
El uso de metodologías virtuales conduce a la
ejecución de pruebas amigables con el medio ambiente.
La acreditación internacional de un laboratorio
virtual ecuatoriano abre las puertas para que la
ingeniería del Ecuador amplíe su visión y tome acción
para la creación de las soluciones que se requieren en el
país.
No solamente se beneficia la industria
metalmecánica de fabricación de autobuses y la
automotriz, ramas en las cuales no se tenía la presencia
Figura 6. Resultados promedio (3 repeticiones) obtenidos
para tamaño de malla 1 ejecutados en solvers diferentes
174
Edición No. 16, Issue II, Enero 2020
de un laboratorio acreditado para la realización de
ensayos o aplicación de metodologías de diseño, sino
que la industria ecuatoriana en general se ve beneficiada
con la posibilidad de ejecutar pruebas virtuales en otros
ámbitos que no son solamente autobuses, y beneficiarse
de todos los aspectos positivos de un laboratorio virtual
analizados en éste documento.
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Jorge Luis Cepeda M.- Nació en Ambato, Ecuador en
1982. Recibió su título de
Ingeniero Mecánico de la Escuela
Politécnica del Ejército ESPE en
2006; de Master en Ingeniería
Automotriz del Tecnológico de
Monterrey, México en 2011; y su
título de Magister in Bussiness
Administration Universidad de las
Américas, Quito, Ecuador. Sus
campos de investigación están relacionados con el
Desarrollo y aplicación de ingeniería asistida por
computador en la mitigación de problemas que afectan a
la población que se transporta en autobuses.
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