Producción de diamante por CVD (Chemical Vapour Deposition)

A fines de la década del '60 un grupo de investigadores rusos pudo obtener diamante a partir de experimentos con reacciones en fase vapor a bajas presiones de los gases envueltos en el proceso. En 1976 Derjagin et al. mostraron que la nucleación de diamante es posible sobre sustratos de Cu y en 1982 Matsumoto demuestra que la nucleación y crecimiento continuo a bajas presiones de diamante es posible sobre diversos substratos. Las especiales propiedades del diamante (D): dureza, elevado punto de fusión, inercia química, así como elevada conductividad del calor, sonido y de señales ópticas, ubican a este material como una de las prioridades de desarrollo e investigación de grupos de excelencia en el mundo entero. (...) Objetivos Generales y Específicos: El objetivo de este proyecto se basa en la construcción de un reactor para CVD (Chemical Vapour Deposition) y de los elementos auxiliares necesarios para producir diamante sintético por este método. Determinando los parámetros que controlan el proceso: mezcla de gases adecuada, temperatura de substrato, temperatura del plasma, presión parcial de los gases, vacío necesario y otros. En la primera etapa de 2 años se priorizará la puesta a punto del método, para luego pasar al estudio de las diferentes aplicaciones tecnológicas necesarias para la región. Específicamente, en el tercer año se tratará de generar diamantes como recubrimientos para herramientas de corte, así como para trapanos de velocidad, aprovechando residuos para la industria de abrasivos. Los objetivos generales no se cirscuncriben sólo al hecho de montar un reactor en laboratorio para CVD, sino una vez encontrados los parámetros que gobiernan esta técnica, producir diamante sintético para aplicaciones en la industria de herramientas de corte, micrófonos y óptica. Otro objetivo general de importancia es la formación de recursos humanos en técnicas de vacío, ingeniería de superficie y tecnología de plasma a través del personal y de los estudiantes involucrados en el proyecto, así como los participantes en cátedras del Departamento de Mecánica. En cuanto a los objetivos específicos para los dos primeros años, es preparar, construir y poner a punto un reactor de laboratorio de filamento caliente (Hot filament) por tecnología de plasma tipo CVD para obtener diamante sintético a partir de gases.

Diseño y experimentación de un prototipo de siembra directa de granos finos

Este proyecto surge de la continua observación de los problemas de erosión que presenta el sector agrícola en el ámbito de la Universidad Nacional de Río Cuarto. Luego de una primera etapa donde se diseñó, construyó y experimentó un prototipo de siembra directa para granos finos se plantea la necesidad de construir un prototipo nuevo donde se puedan volcar todas las reformas y/o mejoras inferidas a partir de la experimentación del primitivo, tendientes a lograr una mejor perfomance del mismo. En base a ello se fijaron los siguientes objetivos: 1) Finalizar la construcción del nuevo prototipo con las reformas y adaptaciones planteadas (colocación de tolvas y accesorios para fertilización y mejoramiento de la localización de semillas mediante el agregado de ruedas reguladoras de profundidad). 2) Continuar los ensayos comparativos a campo con otros sistemas de mínima labranza y el sistema convencional de labranza y siembra en el cultivo de trigo. 3) Efectuar siembra directa de soja, de alfalfa e intersiembras de pasturas, con el nuevo prototipo para evaluar su eficiencia de siembra.

Optimización microestructural y desarrollo de textura en imanes de Nd-Fe-B producidos por la técnica HDDR

El proceso de HDDR desde su aparición en 1989, como una nueva alternativa de producción de superimanes de Nd-Fe-B, ha generado un creciente interés tanto a nivel de los grupos de investigación y desarrollo como de las industrias. Este método resulta sumamente atractivo puesto que ofrece la posibilidad de producir polvos que pueden utilizarse para el conformado de imanes por ligado o inyección mediante un proceso que involucra un número reducido de operaciones. Sin embargo, la complejidad de los fenómenos fisicoquímicos involucrados ha originado un retardo significativo en su implementación a nivel productivo. El desafío tecnológico vigente es generar el conjunto de conocimientos que sirvan de sustento a la ingeniería de este proceso de indudables perspectivas económicas. (...) Objetivo general: Desarrollar un método de producción de imanes de tierras raras de bajo costo, con viabilidad de implementación industrial en Argentina. Objetivo específico: Contribuir a la interpretación del origen de la anisotropía en polvos de Nd-Fe-B producidos por el método HDDR.

Zeolitas selectoras: Adecuada modificación y aplicación en procesos catalíticos de interés para la industria química pesada, químicos finos y catálisis ambiental

Objetivo General: Desarrollo de sistemas catalíticos (catalizador-tipo de reactor-condiciones operativas, simulación del proceso molecular y microscópico) de interés para la industria química y especialidades. Objetivos Parciales: Objetivo 1: Preparación de catalizadores. Objetivo 2: Simulación y predicción de estructura y actividad catalítica. Objetivo 3: Corroboración por métodos instrumentales y catalíticos. Objetivo 4: Ingeniería de las reacciones catalíticas que se desarrollan dentro de la "mas pequeña planta química conocida" confinada en el interior de los catalizadores (5.5 Å x 5.6 Å x 1.5µm). Objetivo 5: Ingeniería de los procesos catalíticos, por aplicación de métodos de cálculo por computadora. Objetivo 6: Formulación del sistema catalítico adecuado. Objetivo 7: Construcción de un sistema catalítico a escala laboratorio multipropósito. Objetivo 8: Especialización de los recursos humanos en cada tarea especificada. Objetivo 9: Divulgación y transferencia de los resultados. Objetivo 10: Complementación con investigadores de otros organismos nacionales o internacionales.

Diseño y construcción de un vehículo autoguiado

Este proyecto tiene por objetivo desarrollar y construir un vehículo inteligente capaz de transportar y conferir movilidad a un brazo manipulador. El conjunto será capaz de, entre otras prestaciones, efectuar transferencia de piezas y partes entre celdas de un sistema de producción flexible o entre diversas secciones en una planta industrial, realizar tareas en zonas agresivas, peligrosas o contaminadas en forma autónoma o telecomandada, etc. Se pretende además que el vehículo conforme un banco de ensayos móvil donde se demuestren y desarrollen tecnologías relacionadas con los procesos automáticos de manufactura. (...) Se prevén las siguientes etapas: a.- Construcción de la plataforma base (estructural) con sus sistemas asociados (guiado, potencia, control y frenado). b.- Desarrollo de un sistema de navegación inercial en el plano. b.1.- Plataforma inercial: construcción de sus transductores, montaje, integración, ensayo. b.2.- Desarrollo del software para navegación inercial. c.- Desarrollo de un sistema de navegación por reconocimiento del entorno. c.1.- Desarrollo de los algoritmos de reconocimiento de imágenes y correlación de las mismas (en colaboración con la Facultad Regional Mendoza). c.2.- Desarrollo de los algoritmos de navegación por medio de reconocimiento del entorno. d.- Desarrollo de un sistema de guiado básico destinado a servir de soporte a los sistemas anteriores. La secuencia de tareas es: Año 1: Tareas a) y d). Comienzo de b) y c). Año 2: Prosecución de tareas b) y c). Año 3: Conclusión. Documentación final.

Hormigones preparados con distintos agregados reciclados: Estudio experimental y modelación computacional para los estados fresco y endurecido

El planteo general de este Proyecto de Investigación Trianual incluye el estudio sistemático y actualizado de los procedimientos técnicos y de los métodos experimentales adecuados para la garantía de calidad de los Agregados Reciclados obtenidos de hormigones demolidos, a utilizar en estructuras de cualquier tipo, en general y en pavimentos de autopistas, aeropuertos, carreteras y calles, en particular; por medio de la aplicación de las Especificaciones respectivas a redactar y proponer para su inclusión en las Normas IRAM y en los Reglamentos CIRSOC. (...) El Plan de Trabajo Trianual que se detalla en las páginas siguientes que forman parte de esta Solicitud de Subsidio incluye sintéticamente los siguientes temas: 1995: Caracterización de Hormigones Frescos con Agregados Reciclados. Estudio de la consistencia; Reología del hormigón fresco; Estudio de la trabajabilidad; Análisis de tipo: estático y dinámico; Estudio de la segregación; Estudio de la exudación; Influencia de los aditivos; Redacción de normas y especificaciones. 1996: Caracterización de Hormigones Endurecidos con Agregados Reciclados. Estudio de la microfisuración; Rotura y nivel de solicitación de los hormigones endurecidos; Adherencia entre los agregados reciclados y el mortero de cemento; Determinación experimental de las fisuras por el método ultrasónico y otros; Teoría del daño aplicada a hormigones con agregados reciclados; Análisis de los estados de fisuramiento en compresión y en flexión; Redacción de normas y especificaciones. 1997: Mecánica de la Fractura en Hormigones con Agregados Reciclados. Análisis de los parámetros de fractura en los hormigones; Estudio de la mecánica de la fractura y de la microfisuración; modelación de las fracturas en los hormigones por el método de elementos finitos; Análisis experimental para caracterizar la propagación de fisuras; Fisuramientos por efectos térmicos; Análisis de la fractura en la unión de hormigón nuevo con viejo; Redacción de normas y especificaciones.

Utilización de energías renovables en la producción agrícola

El proyecto abordará tres aspectos muy importantes como son la determinación de los distintos parámetros de secado de granos de amaranto con técnicas de laboratorio, la factibilidad de un sistema de secado con aprovechamiento de energía solar y la calefacción de invernaderos con energía geotérmica. (...) Los amarantos son plantas cultivadas desde épocas remotas y redescubiertas por la agricultura moderna como seudo cereales, hortalizas y forrajeras de notables cualidades alimenticias. El amaranto debe ser manipulado en forma similar a otros granos. (...) El secado de este producto es un problema cuya resolución plantea dificultades técnicas y económicas. Otro aspecto de importancia es el cultivo bajo invernaderos; es sabido que cada vez son mayores los esfuerzos tendientes a lograr una climatización controlada bajo la cubierta de cultivos bajo invernadero, que permita superar los problemas del excesivo enfriamiento nocturno. (...) Objetivos generales y específicos: Objetivos Generales: * Desarrollar tecnologías que mejoren la calidad y el rendimiento económico de la producción agrícola mediante energías renovables. * Contribuir a la mejora del medio ambiente a través del uso de energías no contaminantes y renovables. Objetivos particulares: * Determinación de los parámetros de secado y coeficientes físicos de los granos de amaranto. * Determinación de curvas de deterioro de almacenamiento bajo condiciones controladas. * Adaptación de métodos y alternativas de ahorro energético, al secado de granos de amaranto a campo tendientes a definir su manejo post cosecha. * Analizar la factibilidad de un sistema de secado con aprovechamiento de la energía solar. * Evaluar una propuesta económicamente viable de ahorro de energía y de protección térmica de los cultivos. *Comprender la importancia de los factores que intervienen en los balances térmicos de invernaderos en general y en particular de aquellos con las mejoras propuestas en el presente proyecto. * Conservar la energía almacenada durante el día, en el invierno, mediante el uso de una película reflectante de la IR. * Diseñar un sistema de calentamiento para aumentar la entalpía del agua proveniente del surgente.

Modelación numérica hidrodinámica de calidad del recurso en lagos y reservorios

El presente plan de trabajo consiste en el desarrollo de un modelo numérico para la simulación de la hidrodinamia en lagos, así como de los procesos de transporte turbulentos asociados que rigen la calidad del recurso. Este modelo a su vez se apoyará en mediciones de campo propias que permitan la verificación de resultados de simulación. Inicialmente se simulará y caracterizará la respuesta hidrodinámica, termodinámica y química (biológica) de un volumen de control bidimensional a un "input" atmosférico representado tanto por variaciones en la radiación solar como en la acción del viento sobre la superficie libre del cuerpo de agua, o por el efecto de efluentes/afluentes líquidos a un embalse con diferentes temperaturas medias. (...) El objetivo a largo alcance del proyecto lo constituye la modelación tridimensional de corrientes en cuerpos de agua, inducidas tanto por el viento como por estratificaciones térmicas así como por flujos líquidos de entrada/salida, para finalmente acoplarla con modelos de calidad de agua que resuelvan ecuaciones de transporte para oxígeno disuelto, demanda biológica de oxígeno, fósforo, nitrógeno, etc., considerando asimismo procesos de intercambio de calor y masa (oxígeno) en los contornos del sistema (principalmente en su superficie libre). Como sistema de estudio para los trabajo de campo se selecciona el embalse del Lago San Roque, donde se desarrollarán campañas de monitoreo periódico empleando la infraestructura del CIHRSA y la experiencia de su personal. Para la calibración y verificación del código numérico se emplearán también bases de datos externas y, dependiendo del grado de avance del proyecto PIC, se incorporarán resultados inéditos de laboratorio, los que serán claves para la especificación del rol desempeñado por estructuras turbulentas coherentes.

Sistema de comunicación con alta escala de integración, tolerante a fallas, para su utilización en microsatélites

Nuestro grupo está utilizando dos nuevas técnicas en el desarrollo electrónico aplicado a la instrumentación científica. Una es la del diseño, simulación y generación de máscaras de circuitos integrados que serán fabricados en el exterior. Otra, la implementación de sistemas utilizando Procesadores Digitales de Señales (DSPs). Actualmente se pretende estudiar, desarrollar e implementar dispositivos tolerantes a fallas para comunicaciones en el medio ambiente espacial con tecnología y presupuesto disponibles en nuestro país. La importancia del proyecto radica en que nuestra incipiente actividad espacial, necesita de la solución a los problemas asociados para producir resultados a nivel internacional. (...) Objetivos generales y específicos * Los sistemas de comunicación con alta escala de integración, tolerante a fallas, para su utilización en microsatélites se perfilan actualmente como la alternativa más viable para la investigación y el desarrollo espacial. Esto abre un conjunto de interesantes líneas de trabajo, entre las cuales se encuentra el desarrollo de dispositivos electrónicos aptos para soportar las severas condiciones impuestas por el medio ambiente espacial. El uso de elementos de muy alta escala de integración permite optimizar el aprovechamiento del espacio y potencializar la flexibilidad y perfomance de los sistemas utilizados a bordo. Pero el principal problema que presentan estos sistemas es su vulnerabilidad frente a las radiaciones, que se manifiesta, principalmente, produciendo fallas como "Latch up", corrimientos de voltajes umbrales y S.E.UP S.("Single Event Up Sets"). * Luego, el objetivo específico consiste en investigar las distintas posibilidades que ofrece el estado actual del arte para mitigar los efectos negativos de estas fallas, estudiar la factibilidad de implementación de soluciones con la tecnología y presupuesto disponibles en Argentina, aplicar estos métodos al desarrollo de dispositivos para comunicaciones que utilizan elementos de alta escala de integración y planear estrategias generales para aplicarlas a otros tipos de dispositivos.

Caracterización de la vulnerabilidad de corredores comerciales a peligros naturales en el contexto de la Provincia de Córdoba

Los fenómenos naturales son parte de la realidad ambiental. Pueden convertirse en peligros naturales si resultan potencialmente perjudiciales para el hombre y sus actividades o en desastres naturales si finalmente se desencadenan. La ocurrencia de desastres naturales pone de manifiesto la importancia de las vías de comunicación: por un lado son parte de la infraestructura necesaria para operaciones de emergencia (lifelines) y por el otro, son actores condicionantes del desarrollo futuro. (...) Objetivos generales El proyecto tiene por finalidad la caracterización, en la provincia de Córdoba, de la vulnerabilidad a peligros naturales que afecta a la red vial principal; la determinación de perfiles de vulnerabilidad expresados en términos socio-económicos y discriminados por componentes de infraestructura tales como tramos de caminos, puentes, túneles, intersecciones a desnivel y otros; y el desarrollo y aplicación de metodologías y herramientas de análisis de información para la incorporación de estudios de vulnerabilidad en la planificación y gestión vial. (...) Esto permitirá generar "perfiles de vulnerabilidad" de la red; identificarán, mediante reportes y mapas temáticos, los componentes de la misma que son vulnerables en el corto y mediano plazo y que representan un riesgo elevado para el sector. Esto significará un importante aporte a los encargados de la planificación regional y gestión vial, para tomar mejores y más eficientes decisiones a la hora de estudiar la factibilidad de nuevos proyectos en el sector o evaluar las inversiones y estrategias necesarias para la mantención y rehabilitación de los componentes viales. Objetivos específicos * Caracterizar los peligros naturales que afectan a la red vial de Córdoba. * Obtener perfiles de vulnerabilidad de las carreteras frente a los peligros naturales. * Establecer metodologías de análisis y adaptación de las existentes a nuestro medio. * Establecer niveles de información para generar la participación interdisciplinaria de la temática.

Optimización telémetro láser

Durante el año 1995 se encaró el proyecto "Telémetro Láser aplicable a robótica" en el ámbito de la Universidad Tecnológica Nacional-Facultad Regional Córdoba. Este proyecto pretendía demostrar la factibilidad de utilizar fuentes láser y dispositivos de acoplamiento de carga (CCD) lineales para realizar mediciones de distancia por triangulación óptica. De acuerdo a lo propuesto, este prototipo está constituido por un "iluminador" láser (láser de HeNe), un sistema óptico (cámara fotográfica); el sistema detector consiste en un CCD controlado por un microcontrolador. Las salidas son un display donde se lee la distancia y una salida adicional vía RS 232. Luego de haber concretado el desarrollo del prototipo donde se demuestra la factibilidad del proyecto y del funcionamiento del telémetro láser, la presente propuesta consiste en realizar una optimización del mismo donde se desarrollarán y aplicarán nuevas tecnologías, a los efectos de concretar un telémetro láser aplicable a robótica. Objetivos Específicos En el presente proyecto se propone un medidor de distancias láser compacto que permita medir distancias entre unos centímetros y algunos metros. En particular, se pretende incorporarlo al proyecto "Plataforma autoguiada" presentado por el Grupo GIII de la UTN, como un sensor adicional ya que la medición exacta y confiable de la distancia es esencial para el desplazamiento inteligente del mismo. El dispositivo permitirá además otras aplicaciones aparte de la robótica. Fundamentalmente, en aquellas donde se deseen medir distancias pequeñas, sin contacto y con precisión. Se prevé una posible aplicación para la industria como "calibres sin contacto".

Procesos de separación con membranas

El uso de membranas semipermeables representa una tecnología importante para resolver problemas de separación, concentración y/o purificación de distintas sustancias presentes en una mezcla, utilizada frecuentemente en naciones desarrolladas y no explotada convenientemente en nuestro país. El bajo costo energético y escasa agresividad térmica derivados de su utilización la convierte en una técnica de gran interés en procesos de separación ligados a la industria alimenticia y biotecnológica, tal como lo demuestra la variedad de aplicaciones en este campo generadas en la última década. En este proyecto se propone estudiar el proceso de separación de una manera integral, analizando a) la síntesis de membranas poliméricas; b) la simulación y caracterización de su funcionamiento y c) su aplicación a procesos de interés regional. Las membranas se sintetizarán a partir de polisulfonas por el método de inversión de fases. Se caracterizarán por medio de determinaciones morfológicas y de funcionamiento (permeabilidad, selectividad, MWCO). A partir de mosaicos generados en la computadora, se elaborará un modelo para simular el funcionamiento de la membrana y el proceso de ensuciamiento que la misma sufre durante su operación. Los resultados del modelo serán verificados con datos experimentales obtenidos a partir de las membranas sintetizadas y de algunas membranas inorgánicas disponibles en el mercado. Finalmente, tanto las membranas poliméricas obtenidas como una variedad de membranas inorgánicas comerciales, serán utilizadas para el tratamiento del efluente acuoso de una industria oleaginosa de la región. En estos ensayos se determinará la influencia de distintas variables operativas (presión, temperatura, caudal) sobre la capacidad de separación y la selectividad de las diferentes membranas, decidiendo las condiciones y características que optimicen el proceso de purificación.

Influencia del nitruro de aluminio (AlN) en la microestructura y textura cristalográfica de laminaciones de uso eléctrico

El presente estudio se orienta a materiales de aplicación en la fabricación de motores y transformadores de potencias medias a bajas (laminaciones), abordando en el mismo los aspectos inherentes a la etapa de recocido descarburante realizado por el usuario. Dicho tratamiento térmico permite modificar el contenido de carbono original alcanzando niveles muy bajos (< 0,005%C). Además, se debe aumentar el tamaño de grano a valores óptimos para conseguir las mejores propiedades magnéticas: bajas pérdidas y alta permeabilidad. Este crecimiento de grano está fuertemente influido por las características morfológicas y por la cantidad de partículas de segunda fase precipitadas, de las cuales el nitruro de aluminio (AlN) es el principal inhibidor de crecimiento. Su control o la predicción de su influencia es el objetivo de los usuarios de laminaciones, para obtener un tamaño de grano adecuado. En consecuencia, este trabajo propone un estudio exhaustivo del comportamiento del AlN en el anclaje del borde de grano y en la formación de la textura cristalográfica, y la posibilidad de modelizar matemáticamente su influencia. El objetivo general de este trabajo es el estudio integral de la optimización del tratamiento térmico de los aceros eléctricos, para su aplicación por parte de las empresas usuarias de dichos materiales. Como objetivo específico, en este trabajo se propone la observación microscópica con microscopía de transmisión, de las partículas de NAl en aceros de bajo carbono de uso eléctrico, para inferir sobre su influencia en el crecimiento controlado del tamaño de grano y en la formación de textura. Se propone, además, intentar la modelización del anclaje de grano que producen los nitruros de aluminio.

Diseño y simulación numérica de un biorreactor: Aplicación a la producción de células microbianas

Los biorreactores son ampliamente empleados en las industrias de alimentos, fermentación, farmacéuticas y tratamiento de residuos. (...) Una característica de los biorreactores es que el medio de reacción está constituido por distintas fases. Esto hace que exista una importante interrelación entre los fenómenos bioquímicos, fisicoquímicos, fuidodinámicos y de transporte. (...) La experimentación preliminar en reactores de laboratorio, acompañada con el desarrollo de un modelo que permita comprender la naturaleza del fenómeno, es esencial para el diseño de biorreactores de capacidad de producción comercial. En el presente proyecto se establecerán, a partir de un estudio experimental a escala de laboratorio y la elaboración de un modelo y programa de simulación numérica de su operación, los factores que determinan la problemática del diseño de un reactor tanque agitado, de capacidad comercial, para la producción de cepas de Staphylococcus aureus. Los objetivos generales del presente proyecto son los siguientes: * Generar las bases técnico-científicas que permitan el diseño de un biorreactor discontinuo para la producción a escala comercial de cepas de Staphylococcus aureus. * Desarrollar equipos experimentales y generar herramientas computacionales que en el futuro permitan abordar otros problemas en el campo de la bioingeniería. Los objetivos específicos a alcanzar durante el período que abarca este proyecto de un año son los siguientes: * Determinar la cinética de crecimiento de cepas de S. aureus que contemplen la formación de productos. * Verificar el funcionamiento y calibración de sensores y controladores que forman parte del biorreactor experimental recientemente adquirido. * Estudiar experimentalmente la producción de S. aureus en un biorreactor de 3 lt. de capacidad, cuantificando el consumo de sustratos y la producción de biomasa, polisacárido capsular y exoproteínas. * Continuar con el desarrollo de un modelo matemático y un programa de simulación numérica que permitan describir la operación del reactor experimental y definir la problemática del escalado de la producción a nivel comercial.

Dinámica estructural

Las actividades propuestas para el presente proyecto incluyen la realización de tareas experimentales y de modelación numérica de estructuras con los siguientes objetivos generales: ii. Evaluar la validez de los modelos numéricos de sistemas estructurales complejos, a la luz del comportamiento medido de los mismos en escala natural bajo condiciones de carga operativas y de ensayos. ii. Desarrollar técnicas de interpretación de ensayos a los efectos de identificación de parámetros estructurales tales como rigidez y amortiguamiento y de detección de daños. Para alcanzar estos objetivos generales se han previsto estudios de importantes estructuras en escala natural, que por su escala e importancia en la infraestructura del país merecen especial atención: el edificio de Central Nuclear de Atucha. (...) Se aspira a que las conclusiones de los estudios a realizar sean de utilidad para diseñar y reparar otras estructuras de la infraestructura del medio. Entre los objetivos específicos del proyecto se incluyen: 1. Aplicar la técnica de Análisis Espectral de Ondas Superficiales para identificar las propiedades dinámicas de los estratos de suelo en el emplazamiento de la central nuclear de Atucha II y su uso para modelación analítica de los ensayos de impacto realizados. 2. Identificación de propiedades mecánicas de la estructura de puentes atirantados a través del registro y análisis de vibraciones ambientales, con el objeto de proveer información objetiva para la toma de decisiones en la reparación de la misma. (...) 3. Corroborar con ensayos de estructuras en escala natural la utilidad del ensayo dinámico impulsivo para determinar la rigidez estática de una estructura.