Análisis computacional del comportamiento termo-mecánico de materiales con aplicación a la industria automotriz

Para la supervivencia de cualquier industria en un mercado cada vez más competitivo resulta esencial mejorar la calidad del producto y reducir costos. Como parte de esa tendencia, el proceso de diseño, tanto de bienes como de procesos de manufactura, debe ser confiable e insumir el menor tiempo posible para permitir agilidad y eficacia en los cambios y las innovaciones que requiere el mercado. Es necesario abandonar los procesos de desarrollo basados en largas y costosas secuencias de prueba y error y reemplazarlos por procedimientos más cortos y eficientes. Las herramientas informáticas y los modelos computacionales han contribuido en gran medida a lograr dicho objetivo. Estos métodos son cada vez más utilizados en industrias tan importantes como la automotriz o la de maquinaria y equipamiento agrícola, ambas de relevante importancia en la actividad económica de nuestra provincia. En las mencionadas industrias, con la intención de mejorar las prestaciones del producto, de reducir costos de mantenimiento para igual prestación y, sobre todo, con el objetivo de disminuir el peso total del vehículo, factor importante en relación con el ahorro de combustible, es habitual la sustitución de algunos materiales tradicionalmente utilizados por otros con mejor relación prestación/costo y prestación/peso. Dentro de este grupo de nuevos materiales que se emplean en la industria automotriz se encuentran los compuestos, las aleaciones ligeras y la fundición dúctil, los cuales han estado substituyendo al acero o a la fundición gris en algunas piezas. La meta de esta investigación es generar modelos computacionales multiescala de: a) el proceso de tratamiento térmico de austemperizado de la fundición dúctil, b) el comportamiento mecánico de elementos de fundición dúctil y c) el comportamiento mecánico de material compuesto de matriz epoxi y fibra de vidrio con daño higrotérmico. Se usarán simulaciones acopladas de meso y macromecánica. El principal postulado es que la representación de la mesomecánica del material acoplada a la macromecánica conduce a resultados que mejoran las predicciones con respecto a modelos planteados sólo a nivel macroscópico. El dominio macroscópico se representará con elementos finitos y en ese nivel se resolverán problemas térmicos y mecánicos. En la mesoescala se emplearán leyes fenomenológicas para el aspecto metalúrgico del austemperizado y elementos finitos para el análisis del comportamiento micromecánico de la fundición dúctil y del material compuesto. Los productos resultantes de la investigación serán software y metodologías que puedan ser utilizadas en la mejora del diseño de piezas de fundición dúctil y de materiales compuestos y en el ajuste del tratamiento de austemperizado de la fundición dúctil que permita obtener la microestructura requerida. Desde un punto de vista académico y en relación con la temática planteada en el proyecto, tres integrantes llevarán a cabo sus estudios doctorales y se publicarán resultados en revistas internacionales

Manipulador Robótico

El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son la última tendencia en automatización de los procesos de fabricación. Aunque el crecimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros años de la década de los 80´s, de acuerdo a algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en otra, permanecerá. En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. En los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto a fabricación predicen que en ésta década y en las posteriores los robots industriales incrementarán su campo de aplicación, ésto debido a los avances tecnológicos en sensórica, los cuales permitirán tareas mas sofisticadas. El futuro es muy incierto y seguramente los ROBOTS tendrán mucho que ver en nuestra vida diaria en los próximos años y tenemos que lograr que la Argentina no solo este presente, en desarrollos que ameriten una publicación Internacional, si no también que puedan ser, en conjunción con la Universidad, la industria y aportes de capitales privados, diseñados, construidos, aplicados y comercializados según las necesidades de nuestro medio, desde el reemplazo de miembros humanos a personas con discapacidades, el alivio al hombre en tareas inhumanas y también en aplicaciones industriales aun no explotadas. Actualmente la investigación en el área de robótica en la Argentina, esta enfocada a problemas de electrónica y control. La mecánica no forma parte de dicho ambiente científico como puede verse en las 4 últimas Jornadas Argentinas de Robótica. En todos los casos se trabaja en la investigación de algoritmos o métodos de control montados en pequeños robots comerciales. El proyecto ROBOT-01 propone la construcción de un manipulador de 7 grados de libertad, aplicando las mas modernas técnicas de Simulación, diseño, CAD-3D, materiales compuestos, construcción de micro-mecánica, electrónica y software. El brazo manipulador estará diseñado para ser continuado o asociado con una mano robótica y con una base móvil autónoma, las que serán encaradas en proyectos futuros, o con interacción con otros grupos de investigación similares de otras Universidades

Electricidad, industria y cooperativismo en la provincia de Córdoba, 1946-1980

Esta investigación intenta demostrar que el importante impulso de electrificación operado desde la creación de EPEC permitió extender la cobertura del servicio eléctrico y facilitó una rápida incorporación de hogares y empresas al sistema, lo que se tradujo en un importante crecimiento de la cantidad de usuarios conectados tanto en las zonas urbanas como rurales y en una transformación de la estructura sectorial del consumo que benefició a los rubros industrial y cooperativo. Dos objetivos fundamentales la guían: a) estudiar el proceso de electrificación, el papel jugado en el mismo por EPEC y su influencia en el desenvolvimiento industrial y en el desarrollo del interior provincial a través de las cooperativas eléctricas, y b) la formación de recursos humanos, en tanto que los objetivos específicos son: profundizar el estudio del proceso de electrificación como instrumento utilizado por el Estado para promover el desarrollo industrial y agropecuario y al mismo tiempo mejorar las condiciones de vida de los cordobeses; estudiar la actividad empresaria de EPEC; reconstruir la historia de algunas cooperativas eléctricas cordobesas prestando atención al desarrollo económico, social y cultural de sus zonas de influencia; analizar las particularidades que distinguen al movimiento cooperativo eléctrico cordobés, considerando que las mismas pueden ser fruto tanto del accionar del Estado provincial como de las características propias de los lugares en que se crean; proseguir con el estudio del avance del proceso de industrialización, especialmente en el sector automotriz, relacionando la demanda de fuerza motriz con la evolución de la oferta de energía eléctrica

Estudio de las tecnologías asociadas al uso de combustibles en el sector transporte

Uno de los fenómenos que ha caracterizado el siglo XX ha sido el crecimiento desmesurado de las ciudades, en cantidad de habitantes y en extensión. La correspondiente incidencia en la motorización, sobre todo en las áreas urbanas, tornan muy importante el estudio de los impactos ambientales asociados al uso de combustibles en el sector transporte. Resulta imprescindible para estos fines el análisis de las alternativas tecnológicas disponibles en la actualidad y la posibilidad de utilización de nuevas tecnologías que logran disminuir la polución ambiental. El proyecto abarcará el estudio de las distintas tecnologías asociadas al uso de combustibles, la evolución del consumo y precios de los distintos combustibles. También se realizará un análisis del impacto ambiental para concluir con la aplicación a un caso hipotético específico del transporte público de pasajeros a desarrollarse en la Ciudad de Córdoba, proponiendo políticas y evaluando los impactos sociales de la aplicación de las mismas. Objetivos generales: * Evaluar la posibilidad de implementación de políticas de transporte público relacionadas a la tipología de vehículos utilizados en el servicio de transporte urbano de pasajeros. * Proponer alternativas viables en el corto y mediano plazo con el fin de disminuir el impacto sobre el ambiente en la Ciudad de Córdoba. Objetivos específicos: * Estudio pormenorizado del crecimiento del sector automotriz en los últimos años haciendo hincapié en los vehículos de transporte masivo y según el tipo de combustibles utilizados para la propulsión. * Estudio de la incidencia impositiva de los distintos impuestos que gravan el consumo de combustibles. * Análisis de los distintos contaminantes del medio asociados a cada tipología. * Evaluación social de la aplicación determinadas tecnologías en el transporte urbano de pasajeros conjuntamente con el planteo de planes de acción a seguir.

Gestión del diseño y la innovación en la relación universidad - entramado socio-productivo.

El problema que aborda la investigación es la falta de transferencia de conocimientos de diseño + innovación (arquitectura, diseño industrial, diseño gráfico, etc.) al sistema socio productivo de la provincia de Córdoba, lo cuál afecta la productividad y la competitividad de las empresas y, por otra parte, dificulta la inserción laboral de los profesionales formados en las universidades del medio. La provincia de Córdoba posee un importante potencial industrial que intenta contrabalancear el predominio de la región metropolitana de Buenos Aires. Las áreas de mayor desarrollo son la automotriz, metal-mecánica, agro-industrial, la construcción y la alimentaria. El diseño correctamente gestionado, constituye una fuente de ventajas comparativas, una eficaz metodología para la innovación de productos y procesos y un factor de rentabilidad económica. Por otro lado, existe una falta de respuesta a problemas relacionados al diseño, (como los aspectos relativos a la calidad de vida, la responsabilidad social y la protección del ambiente, por mencionar algunos) que no son formulados como prioridades cuantitativas en los productos de diseño promovidos por las empresas. En este sentido, las Universidades de la Red cuentan con instrumentos específicos a nivel de grado y postgrado para promover la interrelación entre Universidad, Empresas y ONGs de la Provincia. La carrera de Diseño Industrial de la Universidad Nacional de Córdoba y la Maestría en Diseño de la Universidad Católica de Córdoba han estado cooperando desde inicios del 2009 en la conformación del Programa Córdoba Diseña del Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Provincia de Córdoba, que tiene el objetivo de "desarrollar y orientar las capacidades de análisis, evaluación y asistencia técnica en temas referidos al Diseño para el gobierno, las empresas, las universidades y centros de investigación". En el marco de ese programa del que las universidades participantes son miembros, existe un diagnóstico incipiente de los requerimientos de las empresas y de la actividad de los diseñadores en la provincia. Al mismo tiempo, se ve necesario recabar datos sobre los requerimientos de diseño desde el sector de organizaciones no gubernamentales y sin fines de lucro. A los efectos de contar con un relevamiento que posibilite un diagnóstico más preciso, es necesario sistematizar y cruzar los datos que se derivan de: la conformación del entramado socio-productivo de la provincia, la oferta académica y el capital humano que estamos formando en las Universidades. Ambas universidades integrantes de la Red, cuentan con una reconocida trayectoria en el Área de Diseño y con capital humano de diferentes disciplinas (diseño industrial, arquitectura, gestión pública, sociología, etc.) para llevar adelante el proyecto. Los resultados del proyecto servirán para formular un marco teórico específico, fundamentar estrategias de mejoramiento de la calidad académica, delinear propuestas de sistemas asociativos y definición de prioridades de líneas de investigación para mejorar la eficiencia de la relación Universidades-Empresas-Sociedad. Por otra parte, posibilitarán relevar las demandas del medio-socio productivo en términos de la formación profesional requerida, la inserción de los profesionales y la importancia de la innovación en tanto valor agregado a productos y procesos en el entramado socio-productivo de la provincial de Córdoba. OBJETIVOS - Analizar, sistematizar y consolidar información respecto a la experiencia acumulada, las capacidades actuales y las potencialidades en materia de diseño e innovación en Córdoba; - Identificar las empresas del medio productivo local y las organizaciones del tercer sector que demandan profesionales formados en diseño e innovación, e indagar sobre los requerimientos que plantean en términos de competencias y formacion académica; -Identificar los desfasajes que pudieran existir en relación a la demanda que plantea el medio productivo.

Centro de mecanizado por control numérico de grandes dimensiones, multipropósito de 4 ejes.

La industria metalmecánica Argentina está necesitada de un producto Nacional de grandes dimensiones y bajo costo, para aplicaciones variadas dependiendo del husillo o elemento de corte aplicado (Husillo, Corte por Plasma, Corte por Laser, etc.). La mayoría de las máquinas de esta envergadura son importadas y de costos muy altos y muchas veces tienen un costo elevado debido a que está diseñada para aplicaciones de mayor precisión o distintas, para el uso específico que se ha detallado anteriormente, lo que encarece al producto. El objetivo de este proyecto es: desarrollar y construir un centro de mecanizado por control numérico (CNC); de grandes dimensiones, para mecanizar grandes piezas de materiales como telgopor, polifan, plásticos, fibrofacil y terminación final de aluminio, con una precisión de 2 décimas de milímetro. Las dimensiones a las que se han arribado en un pre diseño, actualmente en estudio, obedecen a poder mecanizar desde el bloque de poliestirteno más grande para una matriz automotriz, hasta poder mecanizar sobre una placa entera de fibrofacil que tienen dimensiones de 1860x2600 mm

GESTIÓN DEL DISEÑO Y LA INNOVACIÓN EN LA RELACIÓN UNIVERSIDAD - ENTRAMADO SOCIO-PRODUCTIVO

PROBLEMA DE INVESTIGACION El problema que aborda la investigación es la falta de transferencia de conocimientos de diseño + innovación (arquitectura, diseño industrial, diseño gráfico, etc.) al sistema socio productivo de la provincia de Córdoba, lo cuál afecta la productividad y la competitividad de las empresas y, por otra parte, dificulta la inserción laboral de los profesionales formados en las universidades del medio. La provincia de Córdoba posee un importante potencial industrial que intenta contrabalancear el predominio de la región metropolitana de Buenos Aires. Las áreas de mayor desarrollo son la automotriz, metal-mecánica, agro-industrial, la construcción y la alimentaría. El diseño correctamente gestionado, constituye una fuente de ventajas comparativas, una eficaz metodología para la innovación de productos y procesos y un factor de rentabilidad económica. Por otro lado, existe una falta de respuesta a problemas relacionados al diseño, (como los aspectos relativos a la calidad de vida, la responsabilidad social y la protección del ambiente, por mencionar algunos) que no son formulados como prioridades cuantitativas en los productos de diseño promovidos por las empresas. En este sentido, las Universidades de la Red, cuentan con instrumentos específicos a nivel de grado y postgrado para promover la interrelación entre Universidad, Empresas y Ongs de la Provincia. La carrera de Diseño Industrial de la Universidad Nacional de Córdoba y la Maestría en Diseño de la Universidad Católica de Córdoba han estado cooperando desde inicios del 2009 en la conformación del Programa Córdoba Diseña del Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Provincia de Córdoba, que tiene el objetivo de "desarrollar y orientar las capacidades de análisis, evaluación y asistencia técnica en temas referidos al Diseño, para el gobierno, las empresas, las universidades y centros de investigación". En el marco de ese programa del que las universidades participantes son miembros, existe un diagnóstico incipiente de los requerimientos de las empresas, y de la actividad de los diseñadores en la provincia. Al mismo tiempo, se ve necesario recabar datos sobre los requerimientos de diseño desde el sector de organizaciones no gubernamentales y sin fines de lucro. A los efectos de contar con un relevamiento que posibilite un diagnóstico más preciso, es necesario sistematizar y cruzar los datos que se derivan de: la conformación del entramado socio-productivo de la provincia, la oferta académica y el capital humano que estamos formando en las Universidades. Ambas universidades integrantes de la Red, cuentan con una reconocida trayectoria en el Área de Diseño y con capital humano de diferentes disciplinas (diseño industrial, arquitectura, gestión pública, sociología, etc.) para llevar adelante el proyecto. Los resultados del proyecto servirán para formular un marco teórico específico, fundamentar estrategias de mejoramiento de la calidad académica, delinear propuestas de sistemas asociativos y definición de prioridades de líneas de investigación para mejorar la eficiencia de la relación Universidades-Empresas-Sociedad. Por otra parte, posibilitarán relevar las demandas del medio-socio productivo en términos de la formación profesional requerida, la inserción de los profesionales y la importancia de la innovación en tanto valor agregado a productos y procesos en el entramado socio-productivo de la provincial de Córdoba. OBJETIVOS - Analizar, sistematizar y consolidar información respecto a la experiencia acumulada, las capacidades actuales y las potencialidades en materia de diseño e innovación en Córdoba. - Identificar las empresas del medio productivo local y las organizaciones del tercer sector que demandan profesionales formados en diseño e innovación, e indagar sobre los requerimientos que plantean en términos de competencias y formacion académica. -Identificar los desfasajes que pudieran existir en relación a la demanda que plantea el medio productiv

Estudios experimentales y teóricos de materiales y su optimización para uso como electrodos de baterías de ión-litio.

El presente proyecto se enmarca en el contexto del desarrollo de vectores de energía, particularmente aquellos destinados a almacenar la energía captada desde fuentes alternativas y sustentables, como son las energías eólica y solar, entre otras. Uno de los vectores de energía actualmente más importante lo constituyen las baterías de ión-Litio, las que por sus características de pequeño tamaño, alta densidad de energía y potencia, y larga ciclabilidad, son ampliamente utilizadas para alimentar todos los dispositivos electrónicos de pequeño tamaño (teléfonos móviles, notebooks, etc.). Este tipo de batería es, hasta el momento, la única que puede satisfacer la demanda de voltaje e intensidad de corriente, junto con bajo peso y volumen, del motor de un vehículo eléctrico, por lo que se espera un gran crecimiento de su demanda cuando comience la consolidación del mercado de este tipo de vehículos. Sin embargo, esto sólo será posible con importantes mejoras en los materiales activos que componen ambos electrodos, ánodo y cátodo, y/o con el desarrollo de nuevos materiales activos, que incrementen aun más la densidad de energía almacenada en dichas batería. En la Universidad Nacional de Córdoba hemos constituido un grupo de trabajo abocado a la investigación y desarrollo de materiales activos para ser utilizados como electrodos en este tipo de baterías, un área de investigación que concentra cada vez más la atención de científicos y tecnólogos en todo el mundo, particularmente, de países líderes del sector de electrónica y automotriz. Entre los objetivos del proyecto se pueden mencionar la intención de desarrollar capacidades científicas y técnicas en aspectos de investigación básica y tecnológica de sistemas electroquímicos de almacenamiento de energía, mediante la instalación de un laboratorio de síntesis, caracterización, investigación y ensayo de materiales activos para electrodos de baterías de ión-Litio. Específicamente, se llevará adelante la preparación y estudio electroquímico de materiales de ánodo en base a diferentes tipos de carbonos, de diferentes compuestos de titanatos de metales alcalinos, y de materiales de cátodo en base a diferentes tipos de compuestos de espinelas de fosfato de M-Litio, donde M puede ser Fe, Mn, Ni, Co o mezclas, y el ensayo posterior de celdas prototipo. La metodología de trabajo a aplicar es la del estado-del-arte a nivel mundial, que consiste en las etapas de síntesis, caracterización y estudio de funcionamiento de diferentes tipos de materiales activos para electrodos (ánodo o cátodo) de baterías de ión-Litio. Los procesos de síntesis comprenderán métodos por vía seca desde precursores adecuados (tratamientos térmicos) o por vía húmeda (hidrotermal, sol-gel). La caracterización física, química, estructural y morfológica abarcará la aplicación de técnicas de análisis de área específica y porosidad por método BET, microscopías SEM y TEM, análisis químico EDX, difracción de rayos X, espectroscopías XPS y Raman, y RMN, entre otras. Los estudios electroquímicos se llevarán a cabo utilizando técnicas potenciodinámicas, de multipulsos de potencial, galvanostáticas a diferentes densidades de corriente, espectroscopía de impedancia electroquímica y de ciclados de carga/descarga. Con la ejecución del proyecto se espera obtener materiales activos para electrodos de baterías de ión-Litio que cumplan con características tales como: alta capacidad de carga, adecuada densidad de potencia, alto grado de ciclabilidad, alto grado de seguridad, alta resistencia al envejecimiento, tanto estático como dinámico, y bajo costo del material. Teniendo en cuenta la inminente crisis en la producción mundial de combustibles fósiles líquidos, la necesidad de mudar la tecnología de vehículos actuales a la de vehículos eléctricos, y la disponibilidad nacional de recursos minerales de litio, la importancia del proyecto es directa para avanzar hacia un desarrollo tecnológico regional propio e independiente.