RINFI, Repositorio Institucional Facultad de Ingeniería. UNMDP
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Modelado y caracterización de cerámicas piezoeléctricas libres de plomo para su aplicación en un motor piezoeléctrico ultrasónico
Get PDFDentro del campo de los dispositivos piezoeléctricos, los cerámicos de circonato-titanato de plomo (Pb(Zr,Ti)O3-PZT) son los más utilizados por su alta sensibilidad, confiabilidad y capacidad de operar en un amplio intervalo de temperatura. No obstante, en la actualidad existe la necesidad de buscar materiales alternativos al PZT, debido a la toxicidad generada por los elevados porcentajes de óxido de plomo que se volatizan durante el proceso de sinterización.
Existe un creciente número de investigadores que se han concentrado en analizar las posibilidades de emplear materiales libres de plomo para recolectar energía a partir de vibraciones mecánicas o conformar materiales piezoeléctricos. En los últimos años, las soluciones sólidas binarias y ternarias han recibido bastante atención, principalmente por sus propiedades electromecánicas en el borde de fase morfotrópica (BFM). Saito y col. descubrieron propiedades piezoeléctricas muy elevadas en materiales basados en los sistemas de niobato de sodio y potasio (KNN) como alternativa a los cerámicos de PZT. Para ser utilizados en dispositivos piezoeléctricos, los sistemas requieren un riguroso estudio de las variables mecánicas y electromecánicas, y un elaborado diseño del sistema. Por este motivo, se realiza un análisis y optimización mediante el método de elementos finitos (MEF).
Este trabajo muestra que, a través de un control estricto en la composición de la cerámica y un diseño adecuado, puede ser posible la aplicación de una cerámica piezoeléctrica libre de plomo en un motor piezoeléctrico lineal.
En el primer capítulo de esta tesis se abordan conceptos teóricos acerca de los materiales ferroeléctricos y se hace referencia a la importancia de la existencia del borde de fase morfotrópico (BFM) en las propiedades ferroeléctricas del material. También, se detalla la aplicación de las cerámicas piezoeléctricas como piezo actuadores, en este caso en motores piezoeléctricos ultrasónicos, y la importancia del uso de métodos numéricos como herramienta para su diseño. Luego, en el segundo capítulo, se aborda el proceso de síntesis en estado sólido para la obtención del sistema cerámico, mostrando las temperaturas de calcinación y sinterización empleadas en este trabajo. Además, se describen las técnicas de caracterización estructural, eléctrica y ferroeléctrica.
En el tercer capítulo se describe el método de elementos finitos aplicado a un material piezoeléctrico y el criterio de identificación de los parámetros necesarios para el modelado del motor piezoeléctrico propuesto.
En el cuarto capítulo se analiza el sistema (K0.44Na0.52Li0.04) (Nb1-xTa0.1Sbx) O3 (KNL-N1-xTSx) y se estudia la influencia del contenido de Sb (x = 0, 0.02 y 0.04) en la estructura y las propiedades eléctricas. Así, se estudia la evolución del sistema y se determina qué composición presenta las mejores propiedades para ser utilizada en la aplicación del motor. Mientras, que el quinto capítulo, presenta el análisis numérico de una nueva configuración de un motor piezoeléctrico del tipo stick-slip utilizando el método de elementos finitos.
También se comparan los resultados obtenidos en el KNL-NTS con un PZT comercial.
Finalmente, el sexto capítulo muestra las conclusiones generales y el trabajo a futuro que surge a partir de este trabajo de tesis.
Mail de los autores Florencia Alejandra Gibbs Fil: Gibbs, Florencia Alejandra. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Microfisuración en materiales compuestos
Get PDFEl tema de investigación desarrollado en la presente tesis doctoral tiene como principal motivación la necesidad creciente que impone la transición energética de transportar y almacenar gases en componentes cada vez más livianos y a mayor presión, cumpliendo con el resto de las prestaciones de resistencia mecánica y desgaste. Estos requisitos son compartidos por la industria aeroespacial, que necesita estructuras livianas y resistentes para poder incrementar la carga llevada al espacio, sin aumentar las necesidades de empuje en los motores.
En ese sentido, los polímeros reforzados con fibra de carbono (PRFC) se presentan como una excelente alternativa frente al acero y otros metales tradicionalmente empleados en componentes estructurales y recipientes de presión Sin embargo, los PRFC enfrentan un desafío en estas aplicaciones ya que son susceptibles a la microfisuración de la matriz que, si bien no representa una falla catastrófica, permite la fuga del contenido además de degradar el resto de las propiedades. El trabajo de investigación entonces tiene como objetivo general aportar conocimiento preciso sobre el fenómeno de microfisuración en materiales compuestos laminados para de esta manera incrementar la resistencia del material y extender los límites de diseño.
En una primera etapa (Capítulo 3) se estudiaron distintas técnicas para evaluar la resistencia a la microfisuración de materiales compuestos laminados, implementando finalmente el monitoreo visual y la emisión acústica (EA). Con ambas técnicas se lograron obtener curvas de densidad de microfisuración en función de la tensión aplicada, lo cual permitió comparar los distintos sistemas evaluados en las siguientes etapas. La técnica de inspección visual comprende la utilización de una lente conectada a un detector CCD que permite captar la aparición de las microfisuras durante el ensayo sobre un borde de la probeta. Por su parte, la técnica de emisión acústica registra los eventos sonoros generados en todo el volumen de la probeta al colocar un micrófono en contacto con la superficie del material. Dentro de los eventos sonoros es posible identificar las ondas de tensión elástica que se genera desde la fuente de la falla. Una vez ajustados los parámetros, la técnica de EA logra detectar el inicio del fenómeno de microfisuración para la configuración de ensayos adoptada. Esto indica que se podrá emplear como técnica no destructiva en componentes a plena escala.
En los Capítulos 4 y 5 se busca entender y mejorar las propiedades de las matrices poliméricas que afectan el fenómeno de microfisuración en materiales compuestos. En primera instancia se evaluaron diferentes formulaciones de matrices variando la flexibilidad de la cadena.
De esta manera se indujeron diferentes niveles de tensiones residuales, resistencia mecánica y tenacidad a la fractura. Las tensiones residuales del material compuesto se ven afectadas principalmente por la temperatura de curado y, por ende, por la temperatura de transición vítrea (Tg) de la matriz, así como por los coeficientes de expansión térmica de los componentes. Se encontró que los sistemas de resinas epoxi entrecruzados con anhídridos fueron los que presentaron los valores más altos de resistencia a la microfisuración, y que estos sistemas mostraron además los mayores valores de resistencia y módulo elástico. El efecto de la tenacidad a la fractura se evaluó en el Capítulo 5, en el que se presentaron estrategias para mejorar la resistencia a la microfisuración de los materiales, por ejemplo mediante la incorporación de nanotubos de halloysite (NTH). La tenacidad a la fractura de la matriz se incrementó por el agregado de los NTH, lo cual se adjudicó a un mecanismo de desviación de las fisuras por presencia de micro-aglomerados. En estos sistemas se logró incrementar la resistencia a la microfisuración, obteniéndose un máximo en dicha propiedad para la formulación con 5% p/p de NTH.
Luego de llevar adelante un enfoque empírico para entender las variables involucradas en el proceso de aparición de microfisuración y su mitigación, se evaluaron modelos matemáticos y numéricos para lograr predecir el umbral de falla en componentes reales y poder así incorporar los resultados obtenidos en el proceso de diseño de estructuras complejas. Esta metodología se basa en el hecho de que, si bien existen modelos matemáticos que pretenden determinar parámetros energéticos intrínsecos del material, la aplicabilidad de los mismos requiere indefectiblemente ensayos experimentales para obtener las curvas de densidad de microfisuración. Por otra parte, la determinación del parámetro energético no siempre se adecúa a todas las geometrías de laminado. Es por esto que en el Capítulo 6 se implementó un modelo de elementos finitos multiescala que logra representar el ensayo de microfisuración de manera virtual. El inicio del fenómeno se da en la intercara fibra-matriz lo cual se encuentra en concordancia con los resultados experimentales. El umbral de microfisuración mostró un retardo con respecto a los ensayos, que se adjudicó a la falta de definición de defectos en el modelo correspondiente al material. La herramienta pretende evaluar diferentes materiales y configuraciones de laminado prescindiendo de los ensayos de microfisuración.
Mail de los autores María Jose Churruca Fil: Churruca, María José. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Detección de barcos en imágenes SAR con modelos basados en CNN para el control marítimo y protección del medio ambiente
Get PDFLos satélites de Radar de Apertura Sintética poseen cada vez más protagonismo en el campo de la observación de la Tierra y la vigilancia marítima. Dada la gran cantidad de datos generados por las plataformas satelitales se requiere el uso de técnicas avanzadas para la extracción de información útil de ellos. La detección de objetos es una disciplina del aprendizaje profundo que reconoce y localiza patrones dentro de una imagen. Este trabajo propone un modelo con arquitectura YOLO v4 entrenado con el conjunto de datos HRSID utilizando Transfer Learning que obtiene un desempeño superior comparado con resultados presentes en la literatura. Por ́ultimo se pone a prueba el modelo ante escenas capturadas con los satélites Sentinel 1 y SAOCOM 1 que no estuvieron presentes en el entrenamiento.
Mail de los autores Bozzalla Bondio, Joaquín Matías
Silva, Juan Jose Fil: Bozzalla Bondio, Joaquín Matías. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Silva, Juan Jose. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Simulación del proceso de fusión y colada y análisis tensional estático de hub y eje lento para molino eólico de baja potencia
Get PDFEl creciente uso y extensión de los molinos eólicos para la producción de energía requiere de avances en investigación y desarrollo de materiales que puedan aportar mejoras de propiedades mecánicas en sus componentes frente a los comúnmente utilizados. En este sentido, en este trabajo se plantea la posibilidad de simular el proceso de fusión y colada de una pieza denominada “HUB-EJE LENTO” utilizando tres materiales con potenciales propiedades mecánicas para la aplicación. Se busca obtener piezas sanas (con nula o baja porosidad) para los tres materiales candidatos. Los materiales son: acero con composición química apta para obtener una estructura bainítica libre de carburos, aleación de Aluminio 3xx.x (aleaciones aptas para fabricar piezas coladas, aleadas con Si, Cu y Mg) y fundición Gris Nodular con composición química apta para obtener una microestructura ausferrítica (Fundiciones ADI-Austempered Ductile Irons).
Tradicionalmente, se suele fabricar el hub y el eje lento por separados, por lo que la producción de ambos componentes en una única pieza monolítica resulta un aspecto innovador en este trabajo. Si bien fabricar ambas partes como una pieza solidaria puede traer alguna dificultad con respecto al diseño del molde y colada del metal líquido, esto se compensa con el hecho de evitar un aspecto negativo como la eventual soldadura para promover la unión de ambas partes fabricadas individualmente. El proceso de soldadura puede dar lugar a la generación de concentradores de tensiones, lo que puede llevar a una falla prematura de la pieza y, por ende, a una disminución de su vida útil.
En el presente trabajo, primeramente, se diseñó el conjunto “HUB- EJE LENTO” como una pieza monolítica utilizando el software Solidworks para un molino de baja potencia. Luego, se desarrollaron los sistemas de colada, con los enfriadores y los sistemas de alimentación y realimentación para cada material propuesto. Se propusieron dos alternativas de moldeo para la fabricación de este producto: en moldeo horizontal y vertical. Después, según un criterio adoptado, se optó por la elección de uno para efectuar las simulaciones. Una vez hecho esto, se importaron todos los elementos a MAGMASOFT en un formato adecuado para realizar las simulaciones. De esta manera, se utilizaron las variables de colada predeterminadas que ofrecía el programa y se analizó la calidad de las piezas obtenidas en función de la distribución y cantidad de porosidad. Consecuentemente, se modificaron parámetros geométricos de diseño (correspondientes a los enfriadores o al sistema de realimentación) y condiciones de colada para refinar aún más los resultados. Las simulaciones realizadas permitieron obtener una configuración de sistema de colada que permitiría fabricar la pieza “HUB- EJE LENTO “libre de defectos de colada.
Posteriormente se realizó una simulación mecánica, con el que se buscó llevar a cabo una simulación estática de la pieza “HUB-EJE LENTO”, utilizando como material de fabricación la aleación de aluminio propuesta. Estas simulaciones se realizaron utilizando un complemento disponible en el software Solidworks, buscando identificar la región más solicitada y verificar si las solicitaciones aplicadas superaban a las propiedades mecánicas del material propuesto para su construcción. Las simulaciones mostraron que la pieza “HUB- EJE LENTO “diseñada en aleación de aluminio soportaría las condiciones mecánicas de servicio.
Por último, se fabricó un prototipo funcional de la pieza monolítica “HUB-EJE LENTO “con uno de los materiales de interés usando la técnica de fusión y colada, a partir de las condiciones de proceso optimizadas en las simulaciones efectuadas con el programa MAGMASOFT.
Mail de los autores Grisolía, Joaquín Fil: D’Grisolía, Joaquín. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Seguimiento y control de procesos operativos mediante tecnologías 4.0 en una empresa de monitoreo de equipos de riego
Get PDFEn el presente trabajo se lleva a cabo un estudio de los procesos y un análisis de los datos brindados por el área operativa de una empresa de base tecnológica localizada en Mar del Plata. La empresa, de cuatro años de antigüedad, atraviesa un auge constante desde su inserción en el mercado, pero padece una pérdida de control de los dispositivos de monitoreo considerable. Hoy en día, la gerencia del área utiliza un sistema de medición ineficiente, extrayéndose mensualmente los datos de forma manual para visualizar métricas y gráficos.
Este trabajo tiene el objetivo de facilitar y optimizar la toma de decisiones del gerente del área por medio de un tablero de control que contenga toda la información necesaria para superar el nivel de servicio ofrecido a los clientes actualmente. El desarrollo comienza con un análisis del contexto en el que se encuentra la empresa. Tanto a nivel global, como a nivel nacional particularmente, se ha detectado que el entorno en el que se desarrolla la organización es incipiente pero sumamente próspero. Posteriormente, se ha desarrollado un relevamiento y diagramación de los procesos operativos de la empresa determinados por el alcance, los cuales abarcan las tareas de gestión de dispositivos y fallas, para luego detallar las bases de datos utilizadas en dichos procedimientos. Se ha descripto, además, la herramienta central de los procesos de gestión y se han expuesto sus principales falencias por falta de robustez en la base de datos, límite de usuarios y falta de versión fuera de línea entre otros. Se han extraído los registros de las bases de datos descriptas y se ha realizado un análisis exploratorio. Los resultados brindan información sobre las zonas de riego donde la empresa no está presente, las más de 500 fallas detectadas y las áreas con mayor densidad de técnicos de reparación entre otras características. En base a los análisis realizados, se propone un tratamiento de datos adecuado y un tablero de control compuesto por cuatro pantallas vinculadas a los procesos específicos. Por último, se brindan recomendaciones básicas para el desarrollo de una herramienta de gestión que solucione las principales problemáticas detectadas en el desarrollo.
Mail de los autores Nicolas Zunda Fil: Zunda, Nicolás. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Una metodología biológicamente inspirada para la optimización de mallas en problemas de interacción fluido-estructura
No full textEn las últimas décadas ha habido un considerable crecimiento en el ámbito de la investigación dedicado al estudio de flujos en dominios deformables y su interacción con estructuras sólidas. Este tipo de problemas suele denominarse como problemas de Interacción Fluido-Estructura (FSI). En el contexto de la hemodinámica, esta clase de problemas surge naturalmente de la interacción del flujo sanguíneo con distintos componentes del sistema cardiovascular, tales como paredes arteriales, la pared cardíaca, válvulas cardíacas, entre otros. En este sentido, los desafíos impuestos por la naturaleza de estos problemas han sido abordados tradicionalmente por dos estrategias bien establecidas. Estas
estrategias comprenden los métodos de seguimiento de interfase y los de captura de interfase. Los métodos de captura de interfase son convenientes en la resolución de problemas con flujos complejos con salpicaduras y olas rompientes mientras que los métodos de seguimiento de interfase son más
adecuados para la resolución de problemas FSI donde sea necesario resolver con precisión la interfase para un correcto acoplamiento de los subsistemas. Un caso particular que desafía estos métodos lo podemos en encontrar en el problema FSI de válvulas cardíacas y su interacción con el torrente
sanguíneo. Al tratarse de membranas delgadas muy flexibles y con densidades similares a las del flujo sanguíneo, la dinámica se vuelve muy sensible a las fuerzas viscosas efectuadas por el flujo, y en el peor de los casos pueden plegarse sobre sí mismas y evolucionar en patrones complejos.
En este caso, las capas límites deben ser correctamente representadas para capturar correctamente los esfuerzos viscosos. Además, esta interacción se da en el contexto de cuerpos sujetos a grandes deformaciones y desplazamientos, incluso movimientos cíclicos, volviéndose relevante resolver esta clase de aplicaciones adecuadamente. En este contexto, hay una necesidad imperiosa de contar con discretizaciones y técnicas de movimiento de mallas adecuadas, las cuales deben ser capaces de capturar fenómenos de alta deformación y capas límite en un marco de referencia altamente dinámico.
El objetivo de esta tesis es el desarrollo de métodos de optimización y movimiento de mallas como parte de la resolución de problemas FSI en el contexto de grandes deformaciones y desplazamientos dentro de un marco referencial Arbritrariamente Lagrangiano-Euleriano (ALE). En esta tesis se presenta un método original para resolver el problema de movimiento de mallas inspirado en la capacidad de adaptación de los tejidos biológicos. En una primera instancia se presenta la metodología introducida, se valida en una serie de casos sencillos como prueba de su potencial capacidad de optimización para
luego resolver pruebas numéricas ampliamente utilizadas en la literatura. En una segunda instancia, se resuelven problemas de movimientos cíclicos, haciendo foco en la acumulación de error que suelen presentar las técnicas tradicionales y cómo el método introducido en esta tesis se comporta frente a
este tipo de movimientos. Además, se presentan problemas de movimiento de mallas que cuentan con las principales desafíos del problema FSI de válvulas cardíacas.Fil: Biocca, Nicolás. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Micro/nanoestructuras biorreabsorbibles obtenidas por impresión tridimensional y electrohilado para ingeniería de tejidos
No full textExisten diferentes aproximaciones para reparar o reemplazar tejidos biológicos cuando estos han sido alterados por una enfermedad, lesión, traumatismo o defecto congénito. Las estrategias convencionales incluyen implantes de tejidos autólogos, alogénicos y xenogénicos. Estos presentan limitaciones relacionadas con la reducida disponibilidad de los tejidos y las reacciones de antigenicidad que provocan. Es por esto que la ingeniería de tejidos, que emplea células, biomateriales y factores físicos o moleculares apropiados, se ha establecido como una aproximación para mejorar las respuestas clínicas.
En este proyecto se fabricaron y caracterizaron matrices de PCL obtenidas por impresión 3D FDM con y sin recubrimiento de nanofibras electrohiladas de mezclas de PCL y gelatina. La estructura FDM determinó la arquitectura general de los andamios 3D al proporcionar suficiente resistencia mecánica para apoyar el crecimiento interno del tejido. Las nanofibras se depositaron sobre el andamio obtenido por impresión 3D para mejorar el atrapamiento de las células y la adhesión y proliferación celular al imitar la matriz extracelular. Estas fibras fueron obtenidas a partir de soluciones poliméricas con ácido acético, considerado un solvente benigno.
Primero, se optimizaron los parámetros de procesamiento de impresión 3D de PCL y, luego del electrohilado, se estudiaron las propiedades morfológicas y superficiales de las muestras a través de microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía infrarroja (FTIR) y ángulo de contacto. Los espectros FTIR corroboraron la presencia de la gelatina en las fibras y las micrografías corroboraron la obtención de fibras nanométricas libres de defectos y con una cierta alineación debido al empleo de un colector rotatorio durante el proceso de electrohilado. A su vez, se determinó un tiempo óptimo de electrohilado de 3 minutos para evitar recubrimientos con una elevada densidad de fibras. El ensayo de ángulo de contacto demostró un carácter hidrofóbico de las muestras de PCL que variaba con la forma de la superficie, y un carácter muy hidrofílico de las muestras de PCL/gel.
Por último, se estudió la degradación y viabilidad celular in vitro. Luego de 21 días de inmersión en PBS a 37°C, si bien las muestras no presentaron cambios significativos, la gelatina se degradó completamente. Por su parte, la viabilidad celular y la tinción de núcleo y citoplasma mostraron cierta mejoría en la adhesión y proliferación celular. Estos resultados demostraron la posible implementación de los andamios obtenidos a partir de la combinación de dos técnicas de procesamiento distintas en ingeniería de tejidos duros.
Mail de los autores Melucci, Sofía Fil: Melucci, Sofía. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Desarrollo de dulce de leche de cabra y diseño de la planta elaboradora
No full textEn convenio con Granja La Piedra, se propone desarrollar un dulce de leche de cabra tipo familiar que cumpla con las especificaciones del Código Alimentario Argentino (CAA) y las exigencias de los consumidores y de la empresa. También se desea diseñar una planta elaboradora del producto y determinar si el proyecto de inversión es rentable. Granja La Piedra se localiza en Batán (partido de General Pueyrredón) y se dedica principalmente a la elaboración de quesos de pasta blanda, semidura y dura. Actualmente, esta empresa se propone elaborar dulce de leche de cabra a partir de la materia prima que obtiene de su propio tambo caprino. La leche de cabra, en comparación con la de vaca, posee un 63% más de calcio, el doble de vitamina A y un 25% más de vitamina B6. Además, contiene mayor cantidad de ácidos grasos de cadena media y sus glóbulos de grasa son de menor tamaño, lo cual provoca que la leche de cabra sea más digerible para el organismo que la leche de vaca. Para cumplir los objetivos propuestos, primero se realizó un estudio de mercado donde se segmentó el mercado, se analizó la oferta y demanda actual y se definió la capacidad de producción de la planta. Luego, se abordó el desarrollo del producto y se estableció la formulación con la cual se basó el resto del trabajo. Se procedió con el estudio del proceso de elaboración y el diseño y/o selección de los equipos necesarios. Se agregó un análisis de la distribución en planta, la duración del proceso de elaboración y la forma en la que éste impacta al medioambiente. A su vez, se contempló el diseño de los siguientes sistemas para garantizar la inocuidad del producto: las buenas prácticas de manufactura (BPM), los procedimientos operativos estandarizados de saneamiento (POES) y los análisis de peligros y puntos críticos de control (HACCP). Posteriormente, se estimó la inversión total, los costos totales de producción y se realizó un estudio de rentabilidad. Para esto último se estimó la tasa de rentabilidad mínima aceptable (TIR) y el tiempo de repago y se llevó a cabo un análisis de sensibilidad frente a distintas variables. Del análisis de mercado se definió que el producto se destina al público en general, sin limitación por edad, género ni poder adquisitivo. Se planteó que el mercado objetivo se segmenta de forma geográfica en 2: Partido de General Pueyrredón y Ciudad Autónoma de Buenos Aires (CABA). De este estudio también se planteó una capacidad de producción de la planta de 1500 kg/día de dulce de leche de cabra con el fin de satisfacer parte de la demanda insatisfecha. Por otro lado, se propuso envasar el producto en frascos de vidrio y en potes de cartón. Con la planta elaboradora diseñada (que cuenta con 5 operarios) se requieren 11,8 h en promedio para cumplir con la producción diaria. Finalmente, se determinó que la inversión total es de 1.289.628 USD/año. Se obtuvo una TIR de 25,97% y un tiempo de repago de 2,11 años. Debido a que la TIR resultó menor que la tasa de rentabilidad mínima aceptable (TRMA) de 15% y el tiempo de repago menor a la mitad de la vida útil del proyecto (10 años) se concluye que el proyecto de inversión es rentable. Por lo tanto, la idea de instalar una planta elaboradora de dulce de leche de cabra de 1500 kg/d de capacidad es aceptada. Por último, se puede decir que se pudieron cumplir con los objetivos propuestos, ya que se abarcó el desarrollo de un dulce de leche de cabra, se diseñó la planta elaboradora y se estimó su rentabilidad.
Mail de/los autores [email protected]: Araya, Natalia. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Jurado, Mailén. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Identificación de peligros y evaluación de riesgos del trabajo desarrollado en la línea de envasado de conservas de caballa
No full textEl trabajo final se basó en el estudio de los riesgos presentes en la línea principal de conservas de caballa del establecimiento Marbella SAIC, en la ciudad de Mar del Plata. Para ello, se realizó un primer relevamiento, mediante la identificación de cada uno de los peligros asociados con su posterior valoración mediante la combinación cuantitativa de probabilidad y daño. El mismo se realizó teniendo en cuenta como guía los riesgos regulados y descriptos en la legislación vigente.
De este análisis se obtuvo que los peligros que requirieron de especial atención son del tipo ergonómico (posturas forzadas, movimientos repetitivos, manipulación manual de cargas); físico (ruidos); y mecánico (golpes o choques, cortes, atrapamientos, etc.). Luego, se realizó una evaluación del nivel de riesgo, mediante la aplicación de métodos regulados por ley y los recomendados por la autoridad competente Superintendencia de Riesgos de Trabajo.
Los resultados arrojaron en algunos casos niveles de riesgo de moderados a altos, con la necesidad de aplicar acciones correctivas en el caso de los riesgos disergonomicos.
Así como también, se determinó que el personal afectado se encuentra expuesto a dosis de ruidos superiores a lo permitido (85 dBA durante 8 horas) y la presencia de elementos móviles sin protección con posibilidad de generar riesgos mecánicos del tipo atrapamientos o cortes.
Por tal motivo, se presentaron diferentes acciones correctivas y preventivas para cada peligro observado, con el objetivo de disminuir y/ o eliminar riesgo, programadas a corto plazo. Para los demás peligros identificados, se propuso algunas alternativas para prevenir y evitar accidentes a futuro. Las cuales son de mediano a largo plazo, teniendo en cuenta que los peligros de estos tipos son de un nivel de riesgo poco significativo.Fil: Ferres, Manuela. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Corrosión de refractarios MgO-C de uso siderúrgico
No full textLos refractarios óxido-C, desde su aparición en el mercado en los ́80, se han consolidado como los principales materiales para el revestimiento de recipientes y piezas en contacto con fluidos metalúrgicos, acero líquido y escoria fundida. Dentro de esta familia, los refractarios MgO-C son los más utilizados en el revestimiento de trabajo de hornos de arco eléctrico, convertidores y cucharas. Las excelentes propiedades de este verdadero compuesto, donde cada componente aporta una cualidad única al material, promovieron el uso extendido de este producto en la industria, y generaron numerosa literatura sobre los principales factores que gobiernan su desgaste químico, mecánico y termomecánico. Pese a que la tecnología de estos materiales se encuentra en una fase madura, los requisitos siderúrgicos, cada vez más exigentes, obligan a continuar los trabajos de investigación en vistas a mantener o mejorar el rendimiento de estos refractarios. Incluso hay aspectos que aún requieren de una mayor atención, como es el efecto combinado de ciertas variables composicionales consideradas críticas sobre el comportamiento en servicio de los ladrillos.
La corrosión es la condición que más frecuentemente limita el tiempo de vida útil de los refractarios MgO-C, debido en parte a las elevadas temperaturas que prevalecen en el servicio, las cuales favorecen la reactividad química con el entorno, tanto gaseoso como líquido. En consecuencia, existe actualmente un amplio abanico de conocimiento generado en torno a este tema. Sin embargo, los estudios reportados sobre la oxidación de los materiales MgO-C, se han limitado casi exclusivamente a evaluar la reactividad frente al aire atmosférico, siendo poco exploradas otras condiciones que se producen durante el servicio del ladrillo, y que pueden tener un efecto similar sobre la pérdida de los componentes carbonosos. Por otra parte, aún quedan aspectos en relación al efecto de la composición del refractario sobre la resistencia a la corrosión por escoria que son cuestión de debate, como es el caso de la presencia de antioxidantes. Este trabajo de tesis se propone realizar un análisis sistemático de la influencia de variables composicionales consideradas críticas sobre distintas situaciones en las que se produce la corrosión de refractarios MgO-C. Tales variables corresponden al tipo de ligante (resina fenólica sola o combinada con alquitrán químicamente modificado), el contenido de grafito (8 o 12 % m/m) y la incorporación de antioxidante (aluminio). Los materiales tilizados en la tesis fueron diseñados y fabricados especialmente en planta con la metodología usualmente utilizada para los productos comerciales. A diferencia de la mayoría de las investigaciones reportadas en la literatura, que han sido llevadas a cabo en materiales preparados en laboratorio, el uso de materiales fabricados industrialmente facilita la extrapolación de resultados a las condiciones de planta.
En relación con las diferentes condiciones en las que se evalúa la corrosión de los refractarios MgO-C estudiados, se consideran situaciones a las que se enfrentan los ladrillos en el caso de ser usados como revestimiento de cucharas de acería, de forma que los resultados obtenidos no sólo sirvan para generar conocimiento básico en aspectos poco abordados o que no han sido completamente resueltos, sino que también impacten en la práctica industrial. En vista a estos objetivos, se abordaron las siguientes condiciones:
- La corrosión gaseosa, producto del contacto con atmósferas gaseosas de diferente contenido de oxígeno. Esta parte de la tesis está enfocada en el comportamiento del refractario y cómo las variables composicionales tienen injerencia en su degradación. Para llevar a cabo esta tarea, se utilizó un equipo que fue diseñado y construido en el marco de la tesis, que permite el seguimiento continuo de la evolución del peso de la muestra y de la concentración de oxígeno en la atmósfera.
- La oxidación en aire en presencia de escoria la cual, solidificada sobre el refractario, actúa como barrera al paso del oxígeno (lo cual se conoce en la práctica industrial, pero de lo cual no hay reportes en la literatura).
Además del efecto de las variables composicionales sobre la oxidación por el aire atmosférico, se tiene en cuenta el hecho de que las escorias siderúrgicas pueden sufrir degradación al estar expuestas a la humedad y CO 2 ambiental, lo cual produce su pulverización, afectando su función protectora. Esta parte del trabajo de tesis también incluyó el diseño y construcción de un equipo y una metodología ad-hoc para los ensayos, la cual incorpora ensayos de oxidación luego de diferentes tiempos de estacionamiento de la escoria. La corrosión líquida, en la cual se produce el ataque químico de la escoria fundida al refractario y se busca establecer, mediante un análisis sistemático, el efecto de las variables composicionales. Para los ensayos de laboratorio se implementó el método de crisol (ensayo estático) y se utilizó como herramienta de análisis la simulación termodinámica.
Mail de los autores Marcos Moliné Fil: Moliné, Marcos N. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin