Simulacion de Procesos Metalúrgicos

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Simulacion de

procesos metalúrgicos:

Cristian

Cristian Puca, Puca, Ignacio Ignacio BerriosBerrios,, Lorenzo Benitez, Boriz Jammet, Rodrigo Araya Lorenzo Benitez, Boriz Jammet, Rodrigo Araya

Softwares.

ntegr ntes

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2 2 Introduccion. ... 3 Introduccion. ... 3 Objetivos. ... 4 Objetivos. ... 4 Ambito practicó ... 4 Ambito practicó ... 4 Ambito Economico ... 4 Ambito Economico ... 4 Softwares... 5 Softwares... 5 1.-METSIM ... 5 1.-METSIM ... 5 Principales Principales Funciones Funciones y y opciones opciones del del programa: ...programa: ... 5... 5

Costo de licencia y modulos. ... 5

Interfaz grafica de METSIM. ... 6

2.-MODSIM ... 7

Atributos del software. ... 7

Interfaz grafica del software. ... 8

3.-CHEMCAD ... 9

Funciones del Programa ... 9

Caracteristicas del programa ... 9

Interfaz Interfaz Grafica Grafica del del Software Software ... 10... 10

4.-SIMULINK ... 11

Características principales ... 11

Interfaz Interfaz Grafica Grafica del del Software Software ... 12... 12

Conclusion. ... 13

Contenido

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Hoy en dia, gracias a los avances tecnologicos, se a logrado optimizar casi cualquier Hoy en dia, gracias a los avances tecnologicos, se a logrado optimizar casi cualquier

actividad que tenga procesos, tanto para agilizar los tiempos de espera, como para reducir actividad que tenga procesos, tanto para agilizar los tiempos de espera, como para reducir costos.Es por ello que si hablamos dentro del area de

costos.Es por ello que si hablamos dentro del area de metalurgia, entramos en unmetalurgia, entramos en un universo de procesos, pasos e intrucciones que se deben realizar, con una precaucion y universo de procesos, pasos e intrucciones que se deben realizar, con una precaucion y tiempos determinados.

tiempos determinados.

Dentro de la eficiencia de una empresa, se ha

Dentro de la eficiencia de una empresa, se ha logrado que la tecnologia se vallalogrado que la tecnologia se valla incorporando poco a poco a diversas empresas del area industrial y minera, entre ell incorporando poco a poco a diversas empresas del area industrial y minera, entre ell as seas se han desarrollado una gran cantidad de software para estas, con el fin de poder agilizar y han desarrollado una gran cantidad de software para estas, con el fin de poder agilizar y optimizar la mayor cantidad de recursos posibles, y que se vallan adecuando, según la optimizar la mayor cantidad de recursos posibles, y que se vallan adecuando, según la necesidad que la industria requiera.

necesidad que la industria requiera.

Aquí, cada software que se logre implementar en la i

Aquí, cada software que se logre implementar en la i ndustria, tiene una funcionndustria, tiene una funcion

importante en la empresa, pero que siempre va enfocado lograr la mayor productividad importante en la empresa, pero que siempre va enfocado lograr la mayor productividad posible, sin perjudicar ninguna area, y logrando con esto, un avance en

posible, sin perjudicar ninguna area, y logrando con esto, un avance en la industria muyla industria muy importante.

importante.

Si vien aun hoy en

Si vien aun hoy en dia no es posible la dia no es posible la aplicación de estos softwares en todas las empresasaplicación de estos softwares en todas las empresas por diversos motivos, tanto econimicos como practicos, esta es un area en la industria que por diversos motivos, tanto econimicos como practicos, esta es un area en la industria que ha ido en aumento, y lo

ha ido en aumento, y lo segira siendo en un futuro, logrando asi una implementacionsegira siendo en un futuro, logrando asi una implementacion completa en todas las areas que se necesite abarcar, con costos minimos y una

completa en todas las areas que se necesite abarcar, con costos minimos y una productividad lo mas alta posible.

productividad lo mas alta posible.

Introduccion.

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4 4

Ambito practicó

Cada software es distinto uno de otro,

Cada software es distinto uno de otro, pero que comparten un mismo fin:pero que comparten un mismo fin: -Poder lograr a traves de

-Poder lograr a traves de la simulacion, ver distintos casos con distintas problematicas y asi saberla simulacion, ver distintos casos con distintas problematicas y asi saber como actuar.

como actuar.

-El aprender de forma didactica como e

-El aprender de forma didactica como e s el funcionamiento de cada proceso, explicado de formas el funcionamiento de cada proceso, explicado de forma muy practica.

muy practica.

-El lograr de forma objetiva, una apreciacion de

-El lograr de forma objetiva, una apreciacion de los funcionamientos y asi entender de mejorlos funcionamientos y asi entender de mejor forma el porque se ejecuta y el como se ejecuta.

forma el porque se ejecuta y el como se ejecuta.

Ambito Economico

Si bien, en la mayoria de los casos,

Si bien, en la mayoria de los casos, cada software tiene licencias de prueba, que se cada software tiene licencias de prueba, que se dan gratis paradan gratis para que puedan revisar como es el funcionamiento de esta

que puedan revisar como es el funcionamiento de esta herramienta, pero con algunasherramienta, pero con algunas caracteristicas limitadas, las cuales se pueden obtener si adquieres e

caracteristicas limitadas, las cuales se pueden obtener si adquieres e l software por un sistema del software por un sistema de pago.

pago.

Es por eso que es muy

Es por eso que es muy importante el porque de la obtencion del software y si importante el porque de la obtencion del software y si va lograr ser deva lograr ser de utilidad para la empresa, se debiera analizar si logra optimizar diversas are

utilidad para la empresa, se debiera analizar si logra optimizar diversas are as en las que se piensaas en las que se piensa implementar

implementar

Objetivos.

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En esta ocacion mostrare y explicare

En esta ocacion mostrare y explicare de forma sencilla, 4 software que se utilizan para simulacionde forma sencilla, 4 software que se utilizan para simulacion de procesos:

de procesos:

Es un programa de

Es un programa de simulación de procesos para balances metalúrgicos. Se puede simulación de procesos para balances metalúrgicos. Se puede realizarrealizar balances de masa y energía en estado estacionario o dinámicos, incluye además sistemas balances de masa y energía en estado estacionario o dinámicos, incluye además sistemas de control de

de control de procesos, módulos de costos, puedes incorporar datos procesos, módulos de costos, puedes incorporar datos climáticos comoclimáticos como evaporación, precipitación, velocidad del viento, etc. en

evaporación, precipitación, velocidad del viento, etc. en caso que requieras realizarcaso que requieras realizar balances de agua. El software trabaja con

balances de agua. El software trabaja con reacciones químicas en aquellos procesos quereacciones químicas en aquellos procesos que así lo requiera, por lo

así lo requiera, por lo que el usuario debe tener conocimiento en química y que el usuario debe tener conocimiento en química y operacionesoperaciones unitarias. Cualquier algoritmo que pueda generar el

unitarias. Cualquier algoritmo que pueda generar el usuario, puede incorporarse medianteusuario, puede incorporarse mediante lógicas en base al lenguaje base del

lógicas en base al lenguaje base del software denominado APLsoftware denominado APL..

Principales Funciones y opciones del

programa:



 SAG / Fresado de bolas y fSAG / Fresado de bolas y flotación de diversos mineraleslotación de diversos minerales 

 Lixiviación de Cloruro de Lixiviación de Cloruro de Concentrados de MolibdenoConcentrados de Molibdeno 

 Lixiviación del ácido clorhídrico de las arcillas de aluminaLixiviación del ácido clorhídrico de las arcillas de alumina 

 Cianuración del Oro / PrecipitaciónCianuración del Oro / Precipitación 

 Roasting / Fundición Flash de Concentrados de CobreRoasting / Fundición Flash de Concentrados de Cobre 

 Lixiviación ácida y carbonatada de minerales de Lixiviación ácida y carbonatada de minerales de uranio y vanadiouranio y vanadio 

 Plantas de preparación de carbón para medios Plantas de preparación de carbón para medios pesadospesados 

 Fundición de metales comunesFundición de metales comunes 

 Lixiviación de oro, níquel, uranio y Lixiviación de oro, níquel, uranio y cobrecobre

Costo de licencia y modulos.

El costo base se encarece considerablemente si se toma en cuenta que en

El costo base se encarece considerablemente si se toma en cuenta que en la mayoría dela mayoría de los casos se deben comprar módulos adicionales. Sólo por dar un ejemplo, en el

los casos se deben comprar módulos adicionales. Sólo por dar un ejemplo, en el caso decaso de METSIM el valor indicado corresponde al costo base (8,000

METSIM el valor indicado corresponde al costo base (8,000 dólares)más el módulo dedólares)más el módulo de balance de calor (4,000 dólares). A esto además hay que sumarle el

balance de calor (4,000 dólares). A esto además hay que sumarle el costo de capacitacióncosto de capacitación que se requiere

que se requiere para usar estas poderosas pero complejas herramientas. Hablamos depara usar estas poderosas pero complejas herramientas. Hablamos de costos bastante elevados y sin libertades esenciales si se planea maximizar la función de costos bastante elevados y sin libertades esenciales si se planea maximizar la función de este software en la aplicación particular de la planta, la única l

este software en la aplicación particular de la planta, la única l ibertad es el extenso usoibertad es el extenso uso

Softwares.

1.

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6 6

que se le puede dar

que se le puede dar y que lamentablemente está limitado a la habilidad de las y que lamentablemente está limitado a la habilidad de las personaspersonas que pueden dominar estos programas. Esto lleva a

que pueden dominar estos programas. Esto lleva a pensar en alguna solución al pensar en alguna solución al respectorespecto que permita la libre extensión y

que permita la libre extensión y no limite el poder que no limite el poder que se puede obtener con lase puede obtener con la herramienta adquirida.

herramienta adquirida.

Interfaz grafica de METSIM.

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MODSIM (Modular Simulator Dressing Plants) es un software de simulación de plantas de MODSIM (Modular Simulator Dressing Plants) es un software de simulación de plantas de procesamiento de minerales. El módulo principal del programa fue desarrollado por M. A. Ford procesamiento de minerales. El módulo principal del programa fue desarrollado por M. A. Ford (1979) como proyecto de tesis de

(1979) como proyecto de tesis de su doctorado, a partir de él se su doctorado, a partir de él se han ido añadiendohan ido añadiendo posteriormente módulos adicionales.

posteriormente módulos adicionales.

Este software ha sido utilizado principalmente como herramienta académica de simulación de Este software ha sido utilizado principalmente como herramienta académica de simulación de procesos estacionarios, ya que no está diseñado para operaciones dinámicas. Su manejo es procesos estacionarios, ya que no está diseñado para operaciones dinámicas. Su manejo es algoalgo tedioso ya que no dispone de tablas de herramientas fácilmente acce

tedioso ya que no dispone de tablas de herramientas fácilmente acce sibles desde la pantallasibles desde la pantalla principal, sino que hay que acceder a e

principal, sino que hay que acceder a e llas mediante los menús o comandos. A pesar de llas mediante los menús o comandos. A pesar de ello, es unello, es un software adecuado para iniciarse en la simulación del procesamiento de minerales cuyo

software adecuado para iniciarse en la simulación del procesamiento de minerales cuyo funcionamiento es similar al de otros softwares más avanzados.

funcionamiento es similar al de otros softwares más avanzados.

Fue desarrollado en virtud de los exitosos resultados logrados por la cr

Fue desarrollado en virtud de los exitosos resultados logrados por la cr eación de un simulador deeación de un simulador de

plantas de flotación durante un programa de Investigación del Mintek’s Chemical Engineering plantas de flotación durante un programa de Investigación del Mintek’s Chemical Engineering

Research Group del Departamento de I

Research Group del Departamento de I ngeniería Química de la Universidad de Natal, Durban,ngeniería Química de la Universidad de Natal, Durban, Sudáfrica.

Sudáfrica.

La aplicación extraordinaria del simulador a la industria activó el desarrollo de un simulador de La aplicación extraordinaria del simulador a la industria activó el desarrollo de un simulador de circuitos arbitrarios y complejos de diversas operaciones asociadas al procesamiento de m

circuitos arbitrarios y complejos de diversas operaciones asociadas al procesamiento de m inerales.inerales.

Atributos del software.

MODSIM ™ se basa en el método del balance poblacional y, por tanto, es capaz de

MODSIM ™ se basa en el método del balance poblacional y, por tanto, es capaz de dar cuenta condar cuenta con

precisión las variaciones en el tamaño de partícula y las c

precisión las variaciones en el tamaño de partícula y las c aracterísticas de liberación de mineralesaracterísticas de liberación de minerales junto con otras propiedades críticas tales como la densidad, textura mineralógica, composici junto con otras propiedades críticas tales como la densidad, textura mineralógica, composiciónón

elemental, susceptibilidad magnética, contenido de energía, etc. Las estr

elemental, susceptibilidad magnética, contenido de energía, etc. Las estr ucturas de datosucturas de datos incorporan diagramas de flujo de procesamiento de minerales y c

incorporan diagramas de flujo de procesamiento de minerales y c arbón. Es un software apropiadoarbón. Es un software apropiado para el diseño y optimización de circuitos de

para el diseño y optimización de circuitos de una Planta de Procesamiento de Minerales (simulauna Planta de Procesamiento de Minerales (simula circuitos de chancado, molienda, clasificación, flotación, gravimétricos, etc)

circuitos de chancado, molienda, clasificación, flotación, gravimétricos, etc)

2.

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8 8

Interfaz grafica del

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Es un paquete de software para los

Es un paquete de software para los diagramas de flujo de simulación y cálculo con corrientes dediagramas de flujo de simulación y cálculo con corrientes de reciclado de sustancias y mezclas orgánicas e inorgánicas continuas (en el

reciclado de sustancias y mezclas orgánicas e inorgánicas continuas (en el caso de fracciones decaso de fracciones de petróleo), y los flujos de energía. Chemcad

petróleo), y los flujos de energía. Chemcad le permite crear, analizar y optimizar las diversasle permite crear, analizar y optimizar las diversas opciones para el diseño tecnológico de los procesos de

opciones para el diseño tecnológico de los procesos de producción, para evaluar su eficacia y paraproducción, para evaluar su eficacia y para elegir el mejor de

elegir el mejor de ellos. La investigación compleja usando Chemcad hace que sea posible alcanzarellos. La investigación compleja usando Chemcad hace que sea posible alcanzar un acuerdo satisfactorio de los resultados de los cálculos con los

un acuerdo satisfactorio de los resultados de los cálculos con los datos del experimento industrialdatos del experimento industrial que nos permite resolver el problema de

que nos permite resolver el problema de control automático de procesos y mejorar la control automático de procesos y mejorar la eficiencia deeficiencia de la producción existente, la determinación de la óptima de

la producción existente, la determinación de la óptima de funcionamiento y los parámetrosfuncionamiento y los parámetros estructurales de los procesos en los dispositivos individuales a partir de una posición de la estructurales de los procesos en los dispositivos individuales a partir de una posición de la producción total en su conjunto.

producción total en su conjunto.

Funciones del Programa

- Preparar la mejor

- Preparar la mejor fuente de datos en las unidades de equipos y sistemas de fuente de datos en las unidades de equipos y sistemas de tubos para el diseñotubos para el diseño de ingeniería para la creación de

de ingeniería para la creación de nuevos, así como la reconstrucción y la diversificación de lasnuevos, así como la reconstrucción y la diversificación de las industrias químicas y petroquímicas existentes;

industrias químicas y petroquímicas existentes;

- Investigación y optimización del control automático de los procesos químicos de ingeniería - Investigación y optimización del control automático de los procesos químicos de ingeniería dede sistemas, incluyendo como parte de un sistema de control

sistemas, incluyendo como parte de un sistema de control de procesos automatizados (DCS);de procesos automatizados (DCS); modelado dinámico de los procesos existentes, la llamada "producción virtual" en el desarrollo de modelado dinámico de los procesos existentes, la llamada "producción virtual" en el desarrollo de simuladores para los operadores e ingenieros de producción química.

simuladores para los operadores e ingenieros de producción química.

Caracteristicas del programa

- Una base de datos de pr

- Una base de datos de propiedades de las sustancias y los diferentes métodos de previsión;opiedades de las sustancias y los diferentes métodos de previsión; - Cálculo de módulos de software para las

- Cálculo de módulos de software para las propiedades de base de datos que faltan de materpropiedades de base de datos que faltan de mater ialesiales individuales y mezclas de los mismos (así como los parámetros de las ecuaciones para e

individuales y mezclas de los mismos (así como los parámetros de las ecuaciones para e l cálculol cálculo de) el volumen mínimo de datos experimentales y las fórmulas estructurales de

de) el volumen mínimo de datos experimentales y las fórmulas estructurales de las moléculas;las moléculas;

3.

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10 10 base de datos para los módulos de cálculo típicos de

base de datos para los módulos de cálculo típicos de los procesos de ingeniería química selos procesos de ingeniería química se producen en las columnas de reactores, de

producen en las columnas de reactores, de absorción, destilación y extracción (con las placas y absorción, destilación y extracción (con las placas y laslas boquillas de distintos tipos, así como para el caso de los procesos

boquillas de distintos tipos, así como para el caso de los procesos combinados de quimisorción ycombinados de quimisorción y hemorektifikatsii), aparato de destilación, intercambiadores de calor de varios tipos (tubo shell & y hemorektifikatsii), aparato de destilación, intercambiadores de calor de varios tipos (tubo shell & y la placa, enfriadores de aire e

la placa, enfriadores de aire e intercambiadores de calor tipo "de tubo en tubo"), compresores,intercambiadores de calor tipo "de tubo en tubo"), compresores, bombas, filtros, centrífugas, trituradoras, cristalizadores, ciclones, secadoras, etc.;

bombas, filtros, centrífugas, trituradoras, cristalizadores, ciclones, secadoras, etc.; - Módulos de cálculo para la determinación de los parámetros e

- Módulos de cálculo para la determinación de los parámetros e structurales del equipamiento destructurales del equipamiento de serie de la producción de sustancias químicas - aparatos de

serie de la producción de sustancias químicas - aparatos de columnas, intercambiadores de calor,columnas, intercambiadores de calor, tanques, tuberías, diafragma, lavadoras a presión, etc.;

tanques, tuberías, diafragma, lavadoras a presión, etc.; - Los módulos de software para la investigación y la

- Los módulos de software para la investigación y la optimización de los sistemas tecnológicos deoptimización de los sistemas tecnológicos de productos de la industria

productos de la industria química, incluida la rectificación periódica computacional;química, incluida la rectificación periódica computacional; - Los módulos de software para el c

- Los módulos de software para el c álculo de los parámetros de los modos dinámicos de reactoresálculo de los parámetros de los modos dinámicos de reactores químicos y aparatos de la columna de absorción y de rect

químicos y aparatos de la columna de absorción y de rect ificación a los reguladores y actuadores;ificación a los reguladores y actuadores; - Módulos de software para el cálculo del valor

- Módulos de software para el cálculo del valor de las unidades de equipo de producción química.de las unidades de equipo de producción química.

Interfaz Grafica del Software

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MatLabSimulink

MatLabSimulink_{es un entorno de}_{es un entorno de programación visual,}_{programación visual, que funciona sobre el entorno de}_{que funciona sobre el entorno de} programación

programación Matlab. Matlab.

Es un entorno de programación de más alto

Es un entorno de programación de más alto nivel de abstracción que el lenguaje interpretadonivel de abstracción que el lenguaje interpretado Matlab (archivos con extensión .m). Simulink genera archivos con extensión .mdl (de "model"). Matlab (archivos con extensión .m). Simulink genera archivos con extensión .mdl (de "model"). En las imágenes, se puede apreciar

En las imágenes, se puede apreciar el diagrama en bloques de un Radar, en eel diagrama en bloques de un Radar, en e l cuál se muestra quel cuál se muestra que uno de sus bloques de procesamiento de señal, es

uno de sus bloques de procesamiento de señal, es un filtro Kalman realizado en un script deun filtro Kalman realizado en un script de Matlab.

Matlab.

Luego, se puede apreciar un sistema

Luego, se puede apreciar un sistema de control automático, junto a su modelización y finalmentede control automático, junto a su modelización y finalmente un sistema de un automóvil, vinculando la simulación a un entorno de realidad virtual.

un sistema de un automóvil, vinculando la simulación a un entorno de realidad virtual. Simulink viene a ser una herramienta de simulación de modelos o

Simulink viene a ser una herramienta de simulación de modelos o sistemas, con cierto grado desistemas, con cierto grado de abstracción de los fenómenos físicos involucrados en los mismos. Se hace hincapié en el análisis de abstracción de los fenómenos físicos involucrados en los mismos. Se hace hincapié en el análisis de sucesos, a través de la concepción

sucesos, a través de la concepción de sistemas (cajas negras que realizan alguna operación).de sistemas (cajas negras que realizan alguna operación). Es ampliamente usado en Ingeniería Electrónica en temas relacionados con el

Es ampliamente usado en Ingeniería Electrónica en temas relacionados con el procesamientoprocesamiento digital de señales (DSP), involucrando temas específicos de ingeniería biomédica,

digital de señales (DSP), involucrando temas específicos de ingeniería biomédica, telecomunicaciones, entre otros. También es muy utilizado en Ingeniería de

telecomunicaciones, entre otros. También es muy utilizado en Ingeniería de Control y Robótica.Control y Robótica.

Características principales



 Editor gráfico para crear y gestEditor gráfico para crear y gestionar diagramas de bloques jerárquicosionar diagramas de bloques jerárquicos 

 Bibliotecas de bloques predefinidos para modelar sistemas continuos y discretosBibliotecas de bloques predefinidos para modelar sistemas continuos y discretos 

 Motor de simulación con solvers de ecuaciones diferenciales ordinarias de paso fijo Motor de simulación con solvers de ecuaciones diferenciales ordinarias de paso fijo y pasoy paso

variable variable



 Scopes y data displays para ver los resultados de la Scopes y data displays para ver los resultados de la simulaciónsimulación 

 Herramientas de gestión de proyectos y Herramientas de gestión de proyectos y datos para administrar los archivos y los datos deldatos para administrar los archivos y los datos del

modelo modelo



 Herramientas de análisis de modelos para perfeccionar la arquitectura Herramientas de análisis de modelos para perfeccionar la arquitectura del modelo ydel modelo y

aumentar la velocidad de simulación aumentar la velocidad de simulación



 Bloque MATLAB Function para importar algoritmos de MATLAB en modelosBloque MATLAB Function para importar algoritmos de MATLAB en modelos 

 Legacy Code Tool para importar código C Legacy Code Tool para importar código C y C++ a los modelosy C++ a los modelos

4.

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12 12

Interfaz Grafica del Software

(13)

Alcabo

deestain

vestigacionp

udocorrorb

orarvariasc

osas,porejem

ploque

graciasalosavancestecnologicos,sehanidomejorandoyactualizandotodos

lossoftwaresdesimulacion,cadaaño,asiendoloscadavezmasutiles,mas

exactosy

masacces

iblesparala

sindustrias.

Ademasqu

elossimul

adoresseha

nconvertido

comoel

primerpaso

parael

aprendizdelarea,locualledaalusuario,unaformaseguradeaprender,de

interactuar,y

debusca

rmejoresforma

sdeopt

imizarprocesos

.

Cabedestacarquemuchosdeestossoftwaressongratuitosyotrosconcostos

unpocoelevadoporsuscaracteristicas,peroquesindudasonunasdelas

cosasmasimportantesquesedebieranimplementarenunaempresadel

rubroindustrial/minero

Conclusion.

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14 14

-- Mineral Technologies Inc.Mineral Technologies Inc. – – MODSIM ((http://www.mineraltech.com/MODSIM MODSIM http://www.mineraltech.com/MODSIM)) -- MODSIM2017 ((http://www.mssanz.org.au/modsim2017/MODSIM2017 http://www.mssanz.org.au/modsim2017/))

-- MODSIM.docx - Documentos de GoogleMODSIM.docx - Documentos de Google ()()

-- Info chemcad.docx - Documentos de GoogleInfo chemcad.docx - Documentos de Google ()()

-- Simulink - Simulación y diseño basado en modelosSimulink - Simulación y diseño basado en modelos ()()

-- METSIM Trademark of Bartlett, Lexey A.. METSIM Trademark of Bartlett, Lexey A.. Serial Number: 76424778 :: TrademarkiaSerial Number: 76424778 :: Trademarkia ()()

-- LIBRO METSIM ((https://es.scribd.com/doc/93965100/LIBRO-METSIMLIBRO METSIM https://es.scribd.com/doc/93965100/LIBRO-METSIM)) -- METSIM simulador metalúrgico | MATERMETALMETSIM simulador metalúrgico | MATERMETAL ()()