ReactSim Studio

ReactSim Studio es un simulador técnico de reactores batch ideales desarrollado en Python. Su objetivo es ofrecer una base sólida para análisis, validación y estudio de casos de reacción en fase líquida mediante una interfaz de escritorio moderna, un motor numérico reproducible y una arquitectura preparada para crecer.

El proyecto combina una GUI en PySide6 con un núcleo de simulación desacoplado que normaliza entradas al Sistema Internacional, valida coherencia física y resuelve balances diferenciales con scipy.integrate.solve_ivp.

Enfoque del producto.

ReactSim Studio está orientado a uso técnico general. Puede utilizarse para análisis preliminar, evaluación de escenarios, demostración de comportamiento dinámico, validación de casos de referencia y extensión futura hacia modelos más complejos.

Capacidades actuales.

• Simulación de reactores batch ideales en fase líquida y volumen constante.
• Modo isotérmico, no isotérmico adiabático y no isotérmico con chaqueta a temperatura constante.
• Resolución numérica con RK45, Radau y BDF.
• Selección automática de solver con lógica de respaldo y diagnóstico.
• Cinética por ley de potencia.
• Cinética con dependencia de Arrhenius.
• Cinética personalizada segura mediante expresiones validadas.
• Conversión automática de unidades al Sistema Internacional.
• Detección y reporte de errores de entrada con ayudas visuales en la GUI.
• Gráficas interactivas con vista ampliada, zoom e inspección de puntos.
• Exportación de casos y resultados a PDF.
• Guardado y carga de casos en formato propio .reactsim.
• Biblioteca de benchmarks ReactSim integrada.
• Consola de cálculo para seguir la lógica interna de la simulación.
• Construcción de distribución Windows mediante PyInstaller.

Alcance actual del modelo.

La versión actual trabaja bajo las siguientes hipótesis:

• Mezcla perfectamente agitada.
• Fase líquida.
• Volumen constante.
• Una sola reacción irreversible.
• Propiedades térmicas tratadas como constantes dentro del caso.
• Estados formulados en concentraciones y, cuando aplica, temperatura.

Alcance no incluido por ahora.

Actualmente no se incluyen:

• Gases ideales.
• Volumen variable.
• Múltiples reacciones simultáneas.
• Reacciones reversibles.
• Dependencia explícita de propiedades con la temperatura más allá del marco cinético tipo Arrhenius.

Arquitectura.

El proyecto está dividido para separar claramente la interfaz de usuario, el motor físico-numérico y los recursos de ejecución.

ReactSim/
├── compiler/                 # Scripts de distribución y build con PyInstaller.
├── docs/                     # Manual técnico y documentación exportada.
├── public/                   # Recursos públicos auxiliares.
├── src/
│   ├── batch/
│   │   ├── resources/        # Íconos, benchmarks y rutas de recursos.
│   │   ├── simulation/       # Núcleo matemático, validación y motor numérico.
│   │   ├── ui/               # Arranque, splash, tema y ventana principal.
│   │   └── README.md         # Mapa general del paquete batch.
│   └── reactsim.egg-info/    # Metadata generada por setuptools.
├── LICENSE
├── pyproject.toml
├── requirements.txt
└── README.md

Requisitos.

• Python 3.10 o superior.
• Windows 10 u 11 para la build distribuible actual.
• pip actualizado.

Instalación para desarrollo.

1. Clona el repositorio.

git clone https://github.com/DTCarlox77/ReactSim.git
cd ReactSim

2. Crea y activa un entorno virtual.

Windows.

python -m venv venv
venv\Scripts\activate

macOS o Linux.

python -m venv venv
source venv/bin/activate

3. Instala dependencias.

pip install -r requirements.txt

Ejecución.

Con el entorno activo, puedes iniciar la aplicación con cualquiera de estos comandos:

reactsim

o:

ReactSim

También puedes ejecutarla directamente desde el módulo principal:

python src/batch/ui/main.py

Uso general.

1. Define el caso en la pestaña de datos generales.
2. Agrega especies, coeficientes estequiométricos y concentraciones iniciales.
3. Configura la cinética mediante ley de potencia o expresión personalizada.
4. Si aplica, define el balance térmico del caso.
5. Ejecuta la simulación.
6. Revisa el resumen, las gráficas, la tabla, los mensajes y la terminal de cálculo.
7. Guarda el caso en .reactsim o exporta el reporte en PDF si necesitas trazabilidad.

Archivo de caso propio.

ReactSim Studio usa el formato .reactsim para guardar casos. Esto permite:

• Recuperar una simulación sin volver a escribir entradas.
• Compartir benchmarks o escenarios entre usuarios.
• Mantener una biblioteca interna de casos de referencia.

Benchmarks y documentación.

El proyecto incluye:

• Benchmarks ReactSim integrados dentro de la aplicación.
• Manual técnico en docs/ReactSim_instructivo_tecnico.pdf.

Compilación y distribución.

La carpeta compiler/ contiene el flujo de empaquetado para Windows con PyInstaller.

Para generar una distribución lista para compartir:

python compiler/build.py

Esto genera:

• Una carpeta distribuible en dist/ReactSim.
• Un comprimido listo para compartir en dist/ReactSim-<version>-windows.zip.

Opcionalmente, también puede generarse una build onefile:

python compiler/build.py --onefile

La opción recomendada sigue siendo onedir, porque suele ser más estable en aplicaciones Qt con recursos gráficos y científicos.

Extensión del proyecto.

ReactSim Studio está diseñado para poder ampliarse sin reescribir el sistema completo. La separación entre ui/ y simulation/ permite evolucionar el motor, agregar nuevas hipótesis de modelado o construir nuevos flujos de análisis sobre una base estable.

Si deseas extenderlo, el mejor punto de entrada es:

• src/batch/simulation/README.md, para entender el motor.
• src/batch/ui/window/README.md, para entender la ventana principal.
• compiler/README.md, para entender el flujo de distribución.

Licencia.

Este proyecto se distribuye bajo la Licencia MIT.

Créditos.

Hecho por: Carlos Adrián Espinosa Luna y Blanca Gisell Rivas Medal.

Supervisado por: MSc. Juan Manuel Alonso Santos.

Universidad Nacional de Ingeniería.