RINFI, Repositorio Institucional Facultad de Ingeniería. UNMDP
Not a member yet
943 research outputs found
Sort by
Integración de Sistemas de Información Geográfica con software de Análisis de Sistemas Eléctricos de Potencia para la elaboración de herramientas para determinar el área abastecida en baja tensión por los transformadores de distribución, considerando el mínimo desequilibrio de las cargas
No full textEn este trabajo se presenta una metodología que permite aprovechar datos cargados en un Sistema de Información Geográfica (GIS) para determinar el estado de carga por fase y el desequilibrio de corrientes en el punto seleccionado de la red.
Para esto se utilizarán datos reales de una red cargados en el software AutoCAD Map y se digitalizará y configurará una red eléctrica de baja tensión en el programa DIgSILENT. Luego, se ejecutará una simulación en este mismo programa, que permitirá obtener la corriente por fase entregada por el transformador que abastece esta red de baja tensión, para diferentes momentos de un período de tiempo.
Los resultados de la simulación serán exportados y analizados con la ayuda de los softwares Matlab y Microsoft Excel para obtener los resultados deseados.
Entre los resultados a obtener, se destaca el desarrollo de un índice que varía entre 0% y 100% y tiene en cuenta todo el período de tiempo considerado, para reflejar el grado de desequilibrio de las cargas. También se calcularán otros parámetros relacionados con el desbalance que serán explicados en el presente informe.
Por último, los resultados de los cálculos serán visualizados de manera clara en el GIS, en el entorno de AutoCAD Map.
Además, se plantearán posibles modificaciones en la red que puedan reducir el desequilibrio de las cargas, lo que producirá que cambie el índice de desequilibrio desarrollado.
Se buscará automatizar la mayor cantidad de pasos posibles, para reducir la posibilidad de errores por parte de quien opere los programas, como también para llegar a los resultados de la manera más sencilla posible. Para esto, se hará uso de una herramienta de AutoCAD Map, que es la creación de un menú personalizado que contenga las acciones que forman parte del procedimiento que debe realizarse, además de la programación en Visual Lisp y en Matlab para facilitar los cálculos.
Por otro lado, se realizará una investigación sobre curvas de carga de diferentes partes del mundo, para obtener curvas representativas de la región en estudio, que es la provincia de Buenos Aires, Argentina.Fil: Giménez, Gastón. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Estudio y modelado del fenómeno de propagación rápida de fisuras en tuberías plásticas
Get PDFLos polímeros se han convertido en el material por excelencia en la industria de la distribución de gas. Por ello, el desarrollo de nuevas resinas para la fabricación de tuberías plásticas presurizadas con fluidos ha reavivado el interés por la comprensión y modelado del fenómeno de fractura conocido como Propagación Rápida de Fisuras (RCP).
El RCP se caracteriza por el crecimiento de una grieta frágil en estado cuasi-estacionario, capaz de propagarse a velocidades sónicas por todo el material, y producir consecuencias catastróficas. Este tipo de fractura tiene lugar bajo determinadas condiciones críticas de presión y temperatura, y suele iniciarse por la acción de fuentes externas de daño, como un impacto, o por el crecimiento lento de fisuras (SCG). Debido a la complejidad que entraña la prevención de la iniciación de grietas desde el diseño, el enfoque está puesto en que dichas condiciones críticas no se alcancen nunca. Para ello se han diseñado dos pruebas, ahora estandarizadas por la Organización Internacional de Normalización (ISO). La primera de ellas se trata de un costoso ensayo a escala real (FST), mientras que el segundo es un ensayo a escala de laboratorio (S4T) diseñado inicialmente con fines de investigación por P. S. Leevers y colaboradores. Ambas pruebas intentan simular las condiciones de operación para determinar la presión crítica, por debajo de la cual, el crecimiento rápido es insostenible y la grieta se detiene. Sin embargo, la correlación entre sus resultados no es directa y todavía hoy no se comprenden bien las causas de esta discordancia. Además, aún no se ha desarrollado un método para medir la resistencia a la fractura del material de la tubería. Esta propiedad debe determinarse mediante un análisis profundo de los datos obtenidos a través de la versión instrumentada de estos experimentos.
Este trabajo describe el estudio teórico del RCP y el desarrollo de una novedosa herramienta computacional ideada para simularlo, y ayudar a la interpretación de los resultados de la prueba S4T. El modelo propuesto recoge los tres aspectos físicos principales del fenómeno de una manera sencilla: (--) la deformación de las paredes de la tubería, (----) el escape transitorio de gas a través de la grieta abierta, (----) el comportamiento de fractura del material, y sus efectos acoplados.
Aprovechando su naturaleza cuasi-estacionaria, el análisis se centra en una porción reducida de la tubería, un volumen de control que encierra la punta de la grieta y se traslada con ella a la misma velocidad. Este volumen se divide en secciones anulares contiguas cuya deformación, causada por la fractura y la fuga de fluido, se representa con la flexión y extensión axial de una viga curva. Las condiciones de transición entre dos anillos adyacentes se consiguen introduciendo una restricción elástica traslacional cuya rigidez varía axialmente junto con el perfil de distribución de la presión. La magnitud de la presión, la tasa de crecimiento y la geometría de la fisura medidos en un ensayo S4T instrumentado, junto con las propiedades del material y de la tubería, representan los parámetros de entrada.
El modelo mecánico utilizado para simular la fractura se deriva de un arco con una restricción traslacional externa en la ubicación de la grieta. El problema de contorno, sus ecuaciones diferenciales y las condiciones de transición se obtienen con la aplicación del Cálculo de Variaciones. El método de Ritz se implementa para obtener resultados numéricos del campo de desplazamiento. Este último se utiliza para realizar un balance de energía dentro del volumen de control que permite la cuantificación de la fuerza impulsora para la propagación. Esta magnitud puede utilizarse para caracterizar la resistencia a la fractura del polímero, siempre que los datos de entrada correspondan a las condiciones críticas.Fil: di Mauro, Matías Emanuel. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Ordenamiento óptimo de las fases de un convertidor multifásico de potencia mediante FPGA
Get PDFLos convertidores DC/DC interleaved son muy utilizados cuando se requiere controlar elevadas corrientes de forma eficiente. Esto se debe a la posibilidad de dividir la corriente entre N fases. Sin embargo, las ventajas obtenidas mediante el uso de este tipo de convertidores, como reducción en el ripple total ∆it y aumento de la frecuencia en N veces respecto a la frecuencia de conmutación, se ven deterioradas ante desbalances entre los inductores de fase. Dichos desbalances generan diferentes amplitudes en los ripples de fase, que al ser sumadas, dan lugar a un ∆it de mayor amplitud y con componentes armónicas de menor frecuencia. Consecuentemente, las exigencias de filtrado se incrementan. Este problema puede ser mitigado a partir de un ordenamiento adecuado de las fases del convertidor. En Antoszczuk et al. se propone un método para hallar el ordenamiento ´óptimo de las fases de un convertidor operando en modo de conducción continua, de forma tal de minimizar el contenido de frecuencia de conmutación y sus armónicos en ∆it. El ordenamiento se realiza empleando técnicas de algoritmos gen éticos, a partir de las cuales se logra obtener una secuencia ´optima que minimiza un funcional relacionado con la amplitud del ripple total. Esta propuesta fue validada a través de simulaciones. En esta tesis se desarrolla la implementación practica del método mencionado, la cual comprende el desarrollo del hardware de adquisición (acondicionamiento de señales y conversión analógica a digital), y el diseño de la plataforma digital en una FPGA (modelado y descripción en VHDL). Por ´último, se presentan ensayos experimentales y de simulación para validar la implementación propuestaFil: Moviglia, Javier Hernán. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Caracterización de películas poliméricas multi-capa y viabilidad de su reciclado en forma de mezclas de alta performance
Get PDFLas películas para envases de alimentos deben cumplir con ciertas regulaciones para proteger tanto al consumidor como al producto, y permitir una adecuada distribución y manipulación de los mismos. Inicialmente consistían en un solo material, los cuales siguen siendo adecuados para ciertas aplicaciones. Sin embargo, estos tienen limitaciones que impiden una utilización más amplia. Factores económicos y ambientales han llevado a reemplazar, en gran parte, las películas monocapa por películas multicapa. Las últimas reúnen las propiedades de varios polímeros diferentes en un mismo envase, otorgando así distintas características tales como barrera contra gases, vapor de agua o aromas, resistencia mecánica, sellabilidad, resistencia a altas o bajas temperaturas, etc. Gracias a esta disposición multicapa, los costos y el impacto ambiental pueden ser reducidos al aumentar la cantidad de capas, debido a que se necesita menos material que el necesario en un envase monocapa que cumpla la misma función.
En estas aplicaciones los polímeros más utilizados son el polietileno (PE) y el polipropileno (PP), acompañados en menor medida de otros como polietilentereftalato (PET), poliestireno (PS), policarbonato (PC), poliamida (PA) y polietilen vinil alcohol (EVOH) [3, 6]. Cada uno de estos polímeros tiene diferentes características que se combinan en una única película multicapa para lograr funcionalidades técnicas. Así, el PE y el PP aportan sellabilidad, barrera contra agua y resistencia a temperaturas; las PA otorgan resistencia mecánica, barrera contra los gases y resistencia a la perforación; el PET actúa como una barrera rígida y resistente contra los gases y el EVOH funciona eficientemente como barrera ante los gases, aunque es sensible a la humedad [2, 3, 6, 8, 9]. En la Figura 2 se observan las estructuras químicas de algunos polímeros típicos utilizados en estos envases.
Mail del los autores Talia Echeverria Fil: Echeverria, Talia. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Gasificación de Biomasa. Producción de energía a partir de rastrojo de maíz
Get PDFEl presente trabajo consiste en el desarrollo de una planta de producción de gas de síntesis a partir de biomasa y su utilización para la producción de energía eléctrica.
Dicho rubro se encuentra en creciente desarrollo a nivel mundial y comenzando a tener importancia a nivel nacional por lo que su análisis es de gran interés.
Para el proceso, la materia prima será el rastrojo de maíz debido a su alta disponibilidad, su bajo contenido de humedad, su bajo costo y escaso uso en otros ámbitos. Dicha biomasa requiere de un proceso de acondicionamiento previo a su utilización en la producción de syngas, el cual depende del tipo de reactor a utilizar.
En cuanto al proceso de gasificación, existen distintas alternativas respecto al reactor y el agente oxidante involucrado en la reacción. A partir de cada combinación se obtendrá un gas de síntesis de diferente calidad (proporción de los componentes principales, cantidad y tipo de impurezas y temperatura de salida del mismo).
Luego de su producción, el gas requerirá de un acondicionamiento que tendrá lugar en equipos como ciclones y torres de absorción.
En el presente trabajo se optó por la utilización del aire como agente oxidante debido a que las reacciones resultantes serán exotérmicas, evitando así la necesidad de ingresar energía al sistema. Además, su utilización no conlleva costos de compra, sino que los gastos provienen de la necesidad de convertirlo en una corriente de proceso útil.
Con respecto a la cantidad de materia prima con la que se alimenta a la planta, se optó por el uso de 1 tonelada por hora, teniendo en cuenta distintas cuestiones como producción anual nacional, demás usos ambientales y económicos, cantidades de productores capaces de brindar la materia prima requerida y criterio frente a las posibles dimensiones de los equipos y sistemas a utilizar para el procesamiento de grandes volúmenes de biomasa.
Teniendo en cuenta la materia prima elegida, se decidió colocar la planta en el Parque Industrial La Victoria de Venado Tuerto, dado su estratégica localización y los beneficios económicos que brinda la provincia.
Como ya se mencionó, el syngas se utilizará para la generación de energía eléctrica. Se optó por este fin dado que, en la actualidad, el desarrollo de las energías renovables se encuentra en continuo crecimiento como alternativa sustentable frente a los combustibles fósiles. La generación tendrá lugar mediante la implementación de un motor de combustión interna ya que este posee gran rendimiento frente a otras alternativas.
Mail de los autores Juan Martín Santa Cruz Fil: Calvo Rosales, Pía. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Dazeo, Catalina Natalia. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Santa Cruz, Juan Martín. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Análisis de la estructura de solidificación de fundiciones de hierro con grafito laminar y vermicular
No full textA pesar de ser un material usado desde hace mucho tiempo en gran cantidad de aplicaciones ingenieriles de importancia, aún existen importantes aspectos de la solidificación de las fundiciones de hierro con grafito que no se comprenden acabadamente. A lo largo de los años, los principales trabajos que han abordado el tema se han enfocado fundamentalmente en explicar la influencia de la morfología de grafito (ya sea esta laminar, esferoidal o vermicular) en el mecanismo de solidificación, dejando en segundo plano la influencia de la fase metálica que crece en contacto con el grafito, la cual es la austenita. Sin embargo, el empleo de las últimas técnicas desarrolladas para estudiar la macro y microestructura de solidificación de las fundiciones de hierro con grafito permite revelar la morfología de la austenita, proveyendo herramientas para un análisis más profundo del mecanismo de solidificación. Por este motivo, el presente trabajo de tesis se enfoca en el análisis de la estructura de solidificación de las fundiciones de hierro con grafito laminar y vermicular a partir de la consideración del tamaño y la morfología de los granos de austenita primarios. Para este análisis se prepararon muestras que fueron austemperizadas directamente luego de la solidificación con el fin de preservar parte de la austenita primaria a temperatura ambiente. Asimismo, se empleó EBSD para revelar las regiones de diferente orientación cristalina de la austenita. De forma complementaria, se revelaron las colonias eutécticas y las últimas zonas en solidificar en la microestructura de las muestras empleando reactivos que revelan los patrones de microsegregación. Las observaciones revelan que las unidades de solidificación presentes, tanto en las fundiciones de hierro con grafito laminar como vermicular, se encuentran formadas por granos de austenita que han crecido en forma dendrítica, relativamente grandes, los cuales incluyen varias colonias eutécticas en su interior. Todas estas colonias eutécticas tienen la misma orientación cristalina que las dendritas de austenita de las cuales se originaron. Esta observación fue verificada tanto en muestras de composición hipoeutéctica, eutéctica como hipereutéctica. Adicionalmente, se observó que algunas de las muestras obtenidas presentan una marcada transición columnar-equiaxial, lo cual permitió efectuar, por primera vez, una caracterización de la estructura de solidificación en las zonas equiaxiales y columnares, y determinar de modo aproximado las condiciones existentes en la zona de transición entre ambas regiones.
Mail del autor "Marcos G. Lopez" Fil: López, Marcos. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Películas formadas en presencia de iones silicato para mitigar la corrosión de acero de construcción
Get PDFEl objetivo de este trabajo consiste en desarrollar distintas películas protectoras en presencia de iones silicato sobre acero utilizado como refuerzo en hormigón armado. Así, se evaluará el potencial efecto de este inhibidor sobre la capacidad protectora de la película pasiva del acero. Para ello, el acero será expuesto a condiciones que simulan un hormigón armado en un ambiente marino. También, se evaluará el efecto de los iones silicato sobre la calidad de la película protectora, al anodizar a distintos potenciales. Se buscará comparar diferentes métodos de aplicación para poder seleccionar a los que garanticen la máxima estabilidad del acero en condiciones de servicio.
Mail de los autores Ana Clara Rolandi Fil: Rolandi, Ana Clara. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Análisis de un sistema de reflectores especulares planos para la mejora de una planta FV
No full textEl presente trabajo expone los resultados de un estudio sobre la utilización de reflectores especulares planos como elementos para producir una mejora en sistemas fotovoltaicos. El estudio fue realizado en el marco de un proyecto de investigación llevado en conjunto por el Laboratorio de Instrumentación y Control(LIC) y el Laboratorio de Ensayos y Desarrollos Energéticos(LEyDE) concede en la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Mar del Plata(FIUNMdP), con el fin de analizar la factibilidad de la utilización de este tipo de sistemas en las condiciones geográficas de la ciudad de Mar del Plata. El estudio comienza con la introducción de conceptos básicos de la energía solar, para luego realizar un completo análisis de la bibliografía sobre la temática específica. Luego sea entra en el desarrollo de un modelo para estimar la mejora que es posible obtener a partir de metodologías estudiadas en trabajos previos, aplicándolas a sistemas fotovoltaicos. En base a los modelos estudiados, se realizan simulaciones en Matlab para identificar los parámetros más influyentes en la problemática. Se modelan cuatro días seleccionados basados en datos meteorológicos reales obtenidos por la estación ubicada en la FIUNMdP. Luego se llevan acabo ensayos experimentales en un sistema real, con el objetivo de validar el modelo utilizado. El conjunto experimentales de dimensiones reales, con el fin de asemejarlos ensayos lo más posible a un sistema fotovoltaico de gran escala. Una vez corroborado el modelo, se aplican las ecuaciones para estimar la ganancia que se obtendría colocando reflectores especulares planos en el sistema fotovoltaico de la FI UNMdP, para cinco casos de estudio distintos. Para estas simulaciones se utilizan los datos meteorológicos y energéticos recabados durante cuatro años entre 2016 y 2019. A su vez se efectúa un estudio económico del sistema para las condiciones actuales del país realizando un análisis de la rentabilidad para cada uno de los casos estudiados. Finalmente, se concluye que es posible obtener mejoras en los sistemas solares utilizando reflectores especulares planos. Estas mejoras pueden alcanzar hasta un 8,4% para el sistema de estudio, variando el ángulo de los reflectores mes a mes.Fil: Sánchez, Agustín E. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Sistema de gestión para laboratorios ópticos
No full textEl presente trabajo está enfocado en el sector de las empresas de laboratorio óptico de la ciudad de Mar del Plata. Estas organizaciones son consideradas medianas empresas debido a que tienen entre veinte a cien empleados en relación de dependencia. Suelen ser empresas familiares con una antigüedad de más de diez años en el rubro. Su modelo de negocio se basa en ser distribuidores oficiales de marcas reconocidas de lentes y, también, en producir su propia línea de cristales en sus laboratorios.
Este trabajo se centró en el sector de los laboratorios ópticos de la ciudad, el cual no es ajeno a la situación mencionadas. Los módulos que este proyecto abarcó se encuentran actualmente desarrollados, testeados, implementados y operativos.
Mail de los autores Gonzalo Ruiz Fil: Ruiz, Gonzalo. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin
Recubrimiento de carbono símil diamante depositados en diferentes sustratos metálicos. Estudio de su comportamienti ttribomecanico y su resistencia a la corrosión en base a los parametros del proceso de deposición
No full textDLC coatings have attracted the interest of many researches due to their unique combination of properties. They are often used in various applications as protective coatings because of their excellent low friction, high wear resistance and chemical inertness. The focus of this work was to analyse tribological, mechanical and anti-corrosive properties of coatings varying in chemical composition, substrate material, surface treatment and deposition process parameters. One of the mail goals was to evaluate a possible effect of the silicon doping on the corrosive behaviour of the coated samples regarding a possible change in the coating electrical conductivity, but due to the 2020 COVID-19 pandemic this study was not possible to complete. In the present work, thick (~30µm) and thin (~3µm) Silicon doped DLC (a:C:H:Si) and a Silicon free DLC (a:C:H) were deposited on nitrided or non-nitrided low alloyed and stainless steels, with a thin or thick Silicon interlayer. The DLC coatings properties were characterized with the following techniques: nanoindentation, scratch test, calogrinding and pin on disk were used for tribomechanical characterization; Raman spectroscopy and confocal microscopy were used to characterize the DLC coating molecular structure and its superficial roughness; corrosion behaviour was analysed after immersion and salt spray chamber tests were performed, optical microscopy, confocal microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy were used for a qualitative analysis of the corrosion properties of the DLC coatings. In order to effectively compare the different exhibited behaviours regarding corrosion behaviour, the materials selection weighted property index method (WPIM) was applied. The coating thickness and its silicon content resulted the ruling factors to achieve the best corrosion resistance. This effect was mainly related to their synergistic effect in decreasing the passing-through defect density of the DLC coating. The substrate’s corrosion resistance also plays a major role, since plasma nitrided AISI 304 coated samples only suffered corrosion damage on the nitriding edge effect zone, a plasma nitriding process generated defect. With the Raman spectra results of the DLC coatings it was possible to estimate their molecular structure. The silicon doped coatings had lower hydrogen content and sp bonds fraction, but since silicon substitution promotes the formation of Si-C and C-C sp 3 bonds, an increase in the coating hardness was measured. Additionally, the lower bias voltage in the silicon doped coating’s deposition process was related to a decrease in the coating’s defect density. Besides the hardness increasing effect of the silicon doping variable, the scratch testing adherence results and their fractographic behaviour was studied. The adherence between the substrate and the DLC coating increased with the coating’s thickness, due to an increased load carrying capacity, and its superficial roughness, mainly related to the substrate roughness increase after the plasma nitriding process.
Mail de los autores Alejandro Chicahuala Casabone Fil: Chicahuala Casabone, Alejandro. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Clarke, Martín. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería; Argentin