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.

Caracterización mecánica de un suelo compactado colapsable

Los factores que intervienen en la magnitud del colapso relativo de la estructura de un suelo colapsable son los siguientes: a) Factores Estructurales (peso unitario, historia de tensiones) b) Factores Físico-químicos (tipo de vínculos) c) Factores Tensoriales (tensor) d) Factores de forma (relación altura-diámetro). Para medir la magnitud del colapso relativo se realizan ensayos edométricos o ensayos triaxiales con una relación de tensiones determinada, imitando el problema que se quiere analizar. O sea, se lleva el suelo a un estado tensional determinado y luego se provoca el incremento de humedad establecido. En cierta forma, se trata de reproducir en el laboratorio lo que se quiere analizar ante un problema determinado. (...) El objetivo de esta investigación es la elaboración de un suelo colapsable compactado a fin de estudiar con detalle cada uno de los factores que influyen en el fenómeno de colapso. (...) La investigación puede dividirse en dos etapas: una primera referida a la elaboración de un suelo colapsable homogéneo cuyo comportamiento se asemeje al de los suelos colapsables naturales de origen loéssico y una segunda referida al análisis de los distintos factores que intervienen en el fenómeno de colapso: de forma, tensionales, estructurales y físico-químico.

Sistemas eléctricos de potencia: Análisis de funcionamiento, compatibilidad electromagnética y calidad de servicio

En años recientes se han producido en todo el mundo importantes reformas institucionales y organizativas de los grandes sistemas de interconexión eléctrica, introduciendo elementos económicos de mercado para la formación de precios de la energía eléctrica y para la remuneración de su transporte. Estas reformas hicieron que las empresas de energía eléctrica produjeran energía de mayor calidad y a menor precio, minimizando costos de operación y retrasando inversiones para la expansión las redes. El despacho de las plantas generadoras en la forma más económica es el modo más importante de reducir los costos; los estudios de estabilidad de tensión de sistemas que operan cercanos a los límites técnicos es el modo de optimizar la utilización de las redes y minimizar las inversiones. La planificación de la operación del Sistema Argentino de Interconexión (SADI), tiene como objetivo minimizar el valor esperado sobre las hidrologías del costo de operación más falla del parque generador. (...) El SADI posee un inusual despliegue geográfico de su trazado, con grandes centrales eléctricas muy alejadas de los principales centros de consumo. Esta característica, sumada al hecho del constante incremento de la potencia transmitida, hace que sea susceptible a sufrir fallas tales como el colapso de las áreas más comprometidas o del sistema completo (black-out). El estudio de las posibles condiciones de colapso de tensión es la forma más adecuada de prevenir este tipo de evento que originarían cuantiosas pérdidas para las empresas de energía y para la industria nacional. El objetivo del presente proyecto es indagar en la aplicación de técnicas: a) De optimización evolutiva para resolver el problema del DE del SADI, comparándolas con los desarrollos actualmente utilizados. b) Para el diagnóstico de un posible colapso de tensión en el sistema y las medidas a aplicar para que tal evento no se produzca.

Verificación del modelado geotécnico del subsuelo de Córdoba

El subsuelo de la ciudad de Córdoba ha sido objeto de estudios por parte de nuestro grupo de investigación que han permitido desarrollar: * Un esquema geotécnico basado en la definición de unidades de mapeo de diferentes grados de detalle. * Bases de datos provenientes de estudios de suelos efectuados en sitios de construcción de obras de ingeniería. * Un sistema de procesamiento de datos implementado en Geobase (software específico). (...) Objetivos generales y específicos: El objetivo final de este programa es el de poder contar con un sistema que permita conocer los suelos presentes en cada lugar de la ciudad y su comportamiento geotécnico, con alto grado de confiabilidad. (...) Como objetivos específicos de esta etapa de trabajo se planea: 1. La retroalimentación del modelo generado a nivel de detalle. Se verificará la delimitación de las zonas que fueran dibujadas en los mapas como consecuencia de un análisis regional y la presencia de diversas unidades de mapeo geotécnico en cada perfil de suelo. Este es un objetivo permanente y es el que permite aumentar la dimensión de la Base[de datos]. (...) 2. Análisis estadístico de las variables geotérmicas acumuladas puntualmente en la Base de datos mediante el uso de técnicas geo-estadísticas de manera de obtener los valores probables de cada propiedad físico-mecánica del terreno de la ciudad y la homogeneidad estadística de las zonas trazadas. 3. Chequeo in situ de los valores probables: se ha planificado la verificación en el terreno de los parámetros obtenidos previamente. Para ello se realizarán tareas de campaña y ensayos de laboratorio. La comunidad de Córdoba podrá valerse del conocimiento de la distribución y del comportamiento geotécnico de los suelos para la planificación y racionalización del uso de la tierra, de los servicios y las construcciones públicas y privadas.

Torres de enfriamiento de tiro forzado

Como consecuencia de consultas evacuadas, se detectó que existe en nuestro medio, una marcada necesidad de actualizar y profundizar los conocimientos que permitan optimizar el análisis, dimensionamiento y diseño de las torres de enfriamiento de agua de tiro inducido mecánicamente con el objeto de producir una disminución de costos operativos de las mismas y ofrecer al mercado un producto más eficiente. (...) Objetivo General: Desarrollar la metodología necesaria para evaluar la perfomance de térmicas como base del diseño de torres de enfriamiento de agua con el fin de mejorar su eficiencia energética y ambiental, para ponerla a disposición de las empresas interesadas en ella. Objetivos Específicos: 2 etapa: * Desarrollar la metodología necesaria para diseñar y evaluar torres de enfriamiento. * Implementar un sistema de adquisición de datos en PC, para registrar los parámetros que caracterizan el proceso de termotransferencia. * Diseñar y comenzar la construcción de una instalación experimental que permita determinar el número de unidades de difusión que caracterizan el proceso de termotransferencia entre la fuente fría y la caliente. (...)

Procesamiento de señales cardíacas con redes neuronales para la clasificación de patologías en estudios Holters

Lo buscado en este proyecto es desarrollar un software de aplicación que le permita la médico especialista, sin demasiado esfuerzo, la búsqueda de patologías en un estudio Holter de 24 horas de un paciente ambulatorio. El proyecto se realizará con la aplicación de las nuevas técnicas de redes neuronales, tratando con las mismas de aislar e identificar variadas patologías cardíacas, con distintos tipos de vecindades como entrada a la red neuronal y además, completarlo con un sistema experto de ayuda al médico sugiriéndole la patología posible ya registrada con el adquisidor. Importancia del proyecto: El mismo tiene un carácter imperativo desde el punto de vista del usuario del sistema, ya que un médico no puede estar viendo 24 hs. de estudio cardíaco, sino que el sistema debe ser capaz de avisarle al médico en qué parte del estudio hay una posible patología y así acortar el tiempo de diagnóstico del estudio a menos de una hora de análisis. (...) Los objetivos particulares de este proyecto son: * Desarrollo de software para tratamiento de señales fisiológicas de estudios cardíacos, en particular Holter para poder determinar variadas patologías y si los resultados son positivos, se realizaría una transferencia de esta inteligencia del reconocimiento de patologías al sistema de adquisidor de datos, de tal manera que adquiera los eventos patológicamente positivos.

Ensayos de colapsibilidad in situ

En esta investigación se plantea la ejecución de ensayos in situ para medir la colapsibilidad de los suelos loéssicos de la ciudad de Córdoba. Actualmente las metodologías más comunes para realizar ensayos de colapsibilidad son de laboratorio. Esto supone una serie de inconvenientes y, en cierto modo, algunas indeterminaciones al querer transferir a la realidad del comportamiento del suelo las determinaciones de laboratorio, en especial en cuanto a los asentamientos. Por su parte, existen suelos limo-arenosos o arenas finas-limosas muy difíciles o casi imposibles de muestrear, por tratarse de suelos sumamente friables, en los que no resultan de aplicación los métodos de laboratorio. En este tipo de suelos es de especial interés el desarrollo de una técnica para la ejecución de ensayos de colapsibilidad in situ. La intención del trabajo de investigación planteado es el desarrollo de la técnica de ensayo in situ y su calibración por comparación con ensayos de laboratorio. Con la información adquirida se evaluarán los resultados y se enunciarán las conclusiones pertinentes. Objetivos generales: * Estudiar la caracterización de los suelos colapsables. * Proponer metodologías alternativas de estudio de estos suelos. Objetivos específicos: * Determinaciones comparativas de ensayos de campaña y laboratorio. * Definir aspectos metodológicos-prácticos para la realización sistemática de estos ensayos

Efecto de los campos magnéticos en la solidificación de fluidos orgánicos

La aplicación de los campos magnéticos al acondicionamiento de fluidos, fundamentalmente agua o hidrocarburos, se ha difundido en occidente en los últimos años. Existen en la actualidad diversos dispositivos disponibles comercialmente para eliminar depósitos de sales en aguas de duras, o atenuar la deposición de parafinas en los procesos de extracción y conducción de crudo de petróleo, y de algunos de sus derivados tales como los aceites minerales, el gas-oil, etc. Es reciente la publicación de estudios científicos que reportan los efectos de campos magnéticos intensos sobre las propiedades de precipitación de carbonatos. En los hidrocarburos, por otro lado, se ha informado la prolongación de los períodos de bombeo sin interrupción por taponamiento gracias a la presencia de dispositivos que inducen campos magnéticos en el interior de las tuberías. Sin embargo no se dispone hasta el momento de explicaciones científicas del fenómeno que permitan predecir y cuantificar los efectos descriptos. Por otro lado el diseño racional de dispositivos de tratamiento magnético requiere del cálculo de propiedades de equilibrio relevantes, tales como por ejemplo las temperaturas de formación de sólidos. En este contexto el abordaje termodinámico del problema implica un paso esencial en la conformación de un marco fundamental para su análisis, cuantificación y delimitación. La etapa de investigación que se pretende abarcar en el desarrollo del presente proyecto se focalizará en el análisis termodinámico del equilibrio sólido/líquido de sistemas orgánicos multicomponentes, en presencia de campos magnéticos estacionarios. Objetivo general * Contribuir a la interpretación del origen de los efectos de los campos magnéticos en el equilibrio sólido/líquido de sustancias orgánicas. Objetivos específicos * Elaboración de un modelo termodinámico para descripción del equilibrio sólido/líquido de mezclas multicomponentes parafinas/solventes, en presencia de campos magnéticos estacionarios. * Aplicación del modelo a sistemas hidrocarburo/parafinas.