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EAFITProgramas académicosPosgradosEspecialización en Mecánica ComputacionalEspecialización en Mecánica Computacional / Acerca de

Presentación

​​La Mecánica Computacional se refiere a la solución de problemas de Ingeniería y física construidos sobre la base de la mecánica de los medios continuos a partir de métodos numéricos.

El programa de Especialización en Mecánica Computacional permitirá formar personal para servir a la industria con el fundamento teórico-practico necesario para emprender de forma idónea proyectos de diseño, revisión o consultoría en donde sea requerida la utilización de simulaciones numéricas basadas en los principios de la mecánica de los medios continuos.

Ademas, permitirá establecer la base de co-investigadores que ayudarán a soportar los procesos de investigación a emprender, mediante el doctorado en ingeniería de la Universidad. Estos proyectos comprenden el tratamiento de problemas asociados a diferentes aspectos de la mecánica aplicada o el desarrollo mismo de nuevas técnicas de simulación numérica.​

Historia​

Por ejemplo, la necesidad de explorar fenómenos pertenecientes a mundos con escalas de tamaño varios órdenes de magnitud superiores o inferiores a las naturalmente perceptibles por el hombre, ha dado aun más relevancia a la simulación numérica de fenómenos que aun no es posible cimentar sobre verificación experimental. Tal es el caso de la recientemente desarrollada nanotecnología y que ha sido fuertemente promovida apoyándose en una ingeniería basada en simulaciones.

El modelo matemático y método ingenieril a partir del cual se han logrado grandes avances en ingeniería y ciencia, claramente logra identificarse en el modelo de la Mecánica de los Medios Continuos (MMC). Este ha sido desarrollando a partir de leyes fundamentales de la física Newtoniana y expresado en términos de un lenguaje matemático riguroso. Podría afirmarse que la Mecánica de los Medios Continuos representa la física y la matemática puestas al servicio de la ingeniería.

La Mecánica Computacional (MC) se entiende precisamente como la combinación de la física y la matemática plasmadas en la Mecanica de los Medios Continuos pero abordada a partir de técnicas numéricas (métodos, algoritmos y software) para lograr resolver problemas de valores en la frontera y de valores iniciales relevantes en diferentes escenarios de ingeniería y física.

Desde las formulaciones iniciales del Método de los Elementos Finitos (MEF), Argyris y Kelsey (1955) y Argyris (1965), y durante los últimos 40 años, la MC ha observado un crecimiento vertiginoso tanto en el sector académico como en el industrial. Este crecimiento se ha acelerado en la última década debido al dramático aumento en la capacidad computacional y claramente se ve reflejado entre otros, en la disponibilidad de paquetes comerciales de uso multipropósito de aplicación industrial, evolución tecnológica de los algoritmos desarrollados, generalización a diferentes ramas de la Ingeniería y Física y desarrollo de nuevas técnicas; por ejemplo el Método de los Elementos de Borde (MEB), Banerjee (1993).

Este desarrollo reciente ha guiado el estado de la práctica de la ingeniería a una dependencia cada vez mayor de las soluciones numéricas. En el caso de países desarrollados esta tendencia en la industria y la investigación ha sido el resultado del desarrollo tecnológico producido inicialmente desde el sector académico a través de procesos de investigación que continúan activamente. En definitiva, dicho desarrollo ha resultado en una nueva forma de ingeniería recientemente denominada; Ingeniería Basada en Simulaciones (IBS).

En general, la MC ha permitido concebir nuevos productos, optimizar y revisar diseños existentes, predecir solicitaciones de manera precisa, validar observaciones experimentales, proponer modelos matemáticos nuevos y descender (o ascender) en escalas de tamaños. Según un reporte reciente de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos, se predice que la próxima década experimentará un crecimiento explosivo en la demanda de Ingeniería de Simulación y Optimización precisa y confiable para diferentes problemas de ingeniería. De acuerdo con esto la MC se convertirá en aun más interdisciplinaria que antes y muchas herramientas tecnológicas se integrarán, por ejemplo, para explorar sistemas biológicos y dispositivos a nivel micrométrico generando fuertes impactos en la vida diaria.

La Especialización en Mecánica Computacional de la Universidad EAFIT, fue aprobada internamente el día 26 de Septiembre de 2007, según consta en el acta 413 del Consejo Directivo de la institución. La Universidad otorgará a los profesionales que cursen y aprueben dicho programa el título de Especialista en Mecánica Computacional.

El programa de Especialización en Mecánica Computacional nace apuntalado en la trayectoria en investigación desarrollada durante los últimos 20 años al seno de los grupos de investigación de la Universidad. En estos la Mecánica Computacional aparecía como herramienta básica de solución de diferentes problemas afines a la mecánica aplicada. Esto dio lugar no solo a la solución y comprensión de diferentes fenómenos de ingeniería y física sino también al desarrollo de nuevas técnicas y algoritmos de solución numérica que desde entonces han evolucionado progresivamente.

Dos necesidades fueron claramente identificadas durante este proceso. Primero una falencia de profesionales con formación idónea en mecánica computacional y que les permitiera participar en la ejecución de los diferentes proyectos en calidad de asistentes de investigación. Esta carencia de profesionales en el sector académico también se veía reflejaba en varias empresas a nivel local en donde se hacia uso de herramientas de simulación numérica de distribución comercial pero a través de un planteamiento empírico lo cual limitaba mucho el alcance y calidad de los resultados obtenidos. Esta necesidad desde el sector empresarial se identificó a partir del contacto de los docentes e investigadores que interactuaban con estudiantes de otras especializaciones como las de Ingeniería Sismo-Resistente y la de Diseño Mecánico.

El programa de Especialización en Mecánica Computacional que se extiende a la Maestría en esta misma área, apunta entonces a llenar el vacío existente y a fortalecer así tanto el sector industrial como el académico a través de la formación a un nivel avanzado de profesionales de ambos sectores.

Justificación​

En materia de tecnología de punta Colombia sigue siendo un país principalmente consumidor en oposición a un país desarrollador. Este vacío ha sido abiertamente reconocido en los últimos planes de desarrollo en ciencia y tecnología donde se ha declarado de manera explicita metas prioritarias en las áreas de generación de nuevos materiales, biotecnología y nanotecnología, entre otros.

En el caso particular de la Ingenieria, una alternativa de puesta a tono con los desarrollos internacionales en ciencia y tecnología es a través de procesos que conjuguen el conocimiento básico con nuevos métodos de simulación numérica y desarrollo experimental. La Mecánica Computacional constituye precisamente un proceso con estas características y es la Universidad la llamada a liderar el mismo, mediante la incorporación de estrategias de investigación, transferencia de conocimiento a la industria nacional y formación de personal para la industria nacional.

En particular las tendencias de desarrollo actuales en países con una fuerte base tecnológica apuntan a la generación de nuevos conocimientos a partir de la denominada ingeniería basada en simulaciones.

El programa en Mecánica Computacional apunta a impactar la industria mediante la preparación de personal, mediante la transferencia del conocimiento desarrollado por los grupos de investigación y mediante el fortalecimiento de la comunidad académica relacionada. Referente a este aspecto se ha identificado una fuerte orientación, en áreas como desarrollo de nuevos materiales, a la investigación netamente experimental. Si bien este componente es importante, es también bastante deseable acompañarlo de modelos matemáticos -y de la posibilidad de poder resolverlos numéricamente- que permitan conceptualizar las observaciones. Adicionalmente, en los últimos años se han generado en el país nuevos programas de formación doctoral en ingeniería los cuales requieren ser alimentados precisamente desde los programas de especialización y maestría por medio de estudiantes con altos niveles de formación.

Objetivos

Atender las demandas generadas tanto desde la industria como desde el sector académico de profesionales idóneos para emprender proyectos que hagan uso de herramientas numéricas de solución de problemas fundamentados sobre la mecánica de los medios continuos y desarrolladas de acuerdo con las nuevas tendencias de la Ingeniería Computacional o Basada en Simulaciones. Con este fin, el programa apunta a capacitar y estimular el propio desarrollo de Ingenieros y profesionales de campos afines, en el uso racional de técnicas modernas de simulación numérica aplicables a problemas de interés en Ingeniería y Física.​

Objetivos Específicos​

Permitir a los profesionales de la ingeniería mecánica, civil, física, matemática, biomecánica, de materiales u otras afines, la apropiación de los conceptos fundamentales que permiten la construcción rigurosa de un modelo de la mecánica de los medios continuos y el establecimiento de algoritmos básicos para su tratamiento vía la simulación numérica computacional.

Estimular la aplicación y el desarrollo a nivel nacional de la Mecánica Computacional como herramienta de solución de problemas de ingeniería y física.

Fortalecer la capacidad de formular y desarrollar proyectos de investigación en las diferentes áreas de la Mecánica Computacional. Es decir en aquellas que demandan el tratamiento numérico del problema o de proyectos encaminados a avanzar las técnicas de simulación numérica de problemas de la mecánica.

Fortalecer la comunidad académica nacional mediante la formación de personal con las capacidades necesarias para dar soporte analítico, matemático y computacional a los diferentes grupos que conducen investigación experimental a nivel nacional.

Última modificación: 02/05/2017 14:34