Simulación CFD con inteligencia artificial: la clave para optimizar energía, tiempo y costes

En un entorno industrial donde cada segundo y cada recurso cuentan, reducir el margen de incertidumbre en el diseño y la operación de procesos es una ventaja competitiva. Aquí es donde entra en juego la simulación CFD, una herramienta capaz de anticipar comportamientos físicos complejos sin necesidad de realizar pruebas físicas costosas.

Qué es la simulación CFD y cómo transforma la industria

El CFD permite modelar y analizar cómo se comportan los fluidos (líquidos y gases) dentro de un entorno determinado. Esto incluye desde el flujo de aire dentro de un horno industrial hasta la distribución térmica en un armario eléctrico o el comportamiento del humo en un sistema de ventilación.

Mediante el uso de software avanzado y modelos numéricos, es posible anticipar con alta precisión cómo se comportarán el aire, el agua, los gases o productos químicos específicos en distintos escenarios y mapear parámetros clave como la distribución de velocidad, la temperatura, la concentración, entre otros. Esta herramienta es fundamental para la virtualización y optimización de procesos, permitiendo diagnosticar y prevenir fallos, así como mejorar la eficiencia energética y la competitividad de las empresas. 

Más allá de la simulación: IA para predicción y mejora continua

En CIRCE hemos evolucionado el servicio de simulación CFD integrando algoritmos de inteligencia artificial que permiten enriquecer los modelos físicos con datos operativos reales. Gracias a esta combinación, podemos incorporar información proveniente de sensores térmicos, registros históricos bajo distintas condiciones de carga, flujos de aire medidos en campo o mapas térmicos captados mediante cámaras infrarrojas en modelos híbridos. Esta integración potencia la capacidad de predicción y optimización al combinar el análisis detallado de fluidos con algoritmos de aprendizaje automático, permitiendo la mejora continua en procesos complejos y la reducción de incertidumbres operativas.

Por ejemplo, si un intercambiador de calor presenta inestabilidades térmicas en determinadas condiciones ambientales, el modelo puede anticipar esos puntos críticos y proponer escenarios de rediseño antes de que surjan problemas.

La inteligencia artificial también contribuye a mejorar la calibración de los modelos, optimizando automáticamente parámetros como la rugosidad de superficie, la viscosidad del fluido o las pérdidas por fricción a partir de datos observados. Esto incrementa la fiabilidad de los resultados sin necesidad de ampliar el número de ensayos físicos.

Aplicaciones reales: cómo distintas industrias optimizan con CFD + IA

1. Industria siderúrgica: eficiencia térmica y ahorro energético
En entornos industriales con alta exigencia térmica, como el sector siderúrgico, hemos aplicado estas herramientas para analizar y optimizar sistemas de ventilación y combustión en zonas de fundición. Mediante simulaciones parametrizadas que replican el funcionamiento real del horno, se identificaron zonas de desequilibro térmico y se estudiaron alternativas de recirculación de gases y aislamiento.
El rediseño del flujo de aire y la aplicación de nuevos revestimientos térmicos permitieron mejorar la distribución de temperatura dentro del horno. Como resultado, se logró una mayor estabilidad operativa y se redujeron las pérdidas térmicas del sistema en un 59%, con el consiguiente ahorro energético y mejora en la eficiencia de los productos. Te contamos más sobre este caso de éxito aquí.

2. Energía: gestión térmica de baterías de segunda vida
En el sector energético, trabajamos en la virtualización de sistemas de almacenamiento basados en baterías reutilizadas. El reto aquí no es solo gestionar la temperatura, sino comprender cómo se comportan celdas de segunda vida bajo distintas condiciones de carga y entorno.
Gracias a la combinación de simulación CFD e inteligencia artificial, podemos predecir puntos críticos de concentración térmica, anticipar posibles degradaciones y diseñar configuraciones que alargan la vida útil de los sistemas. Esta capacidad predictiva también permite minimizar riesgos de seguridad y acelerar el desarrollo de soluciones de almacenamiento energético más fiables y sostenibles.

3. Edificación y climatización: confort y sostenibilidad sin sobreconsumo
En sectores alejados de la industria pesada, como la edificación o la climatización de espacios públicos, hemos aplicado esta tecnología para redefinir estrategias de ventilación natural, aprovechando flujos de aire existentes sin necesidad de aumentar la demanda energética. Las simulaciones también permiten optimizar la climatización y ventilación en espacios críticos, como naves industriales, laboratorios y quirófanos, asegurando condiciones ambientales seguras y eficientes.
El resultado: entornos más confortables para las personas y alineados con los objetivos de sostenibilidad, especialmente en edificios con certificaciones ambientales o en espacios urbanos donde el consumo energético debe mantenerse bajo control.

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Contacta con nuestro equipo y descubre cómo podemos ayudarte a ahorrar costes, mejorar el rendimiento y reducir riesgos sin afectar tu producción.

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