Proyectos I+D

 PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN VIGENTES  

 

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 OTROS PROYECTOS

 

 PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN VIGENTES 

 

Optimización Energética en la Industria Aceitera de Reconquista.

Contacto: Prof. Dr. O. Iribarren

Email: iribarr@santafe-conicet.gov.ar

 

El plan de trabajo contempla tres etapas. La primera fue un relevamiento térmico con el objeto de generar oportunidades de mejoras en la integración de calor. La segunda, en la que se está trabajando actualmente, es un estudio específico sobre alternativas para un combustible alternativo para las calderas. La región carece de gas natural y la madera (el combustible que tradicionalmente utilizó la industria local), se va encareciendo en la medida en que su recolección se realiza progresivamente a más distancia. Se va a estudiar, mediante una evaluación tanto económica como ambiental,  la conveniencia de gasificar un residuo lignocelulósico generado por una planta de procesamiento de algodón cercana, versus la alternativa de utilizarlo como combustible sólido luego de peletizado. La tercera línea es más abarcativa y tomará la información generada en las etapas anteriores para abordar un análisis global considerando además otras alternativas de uso de biomasa residual generada en la zona, no sólo como combustibles sólidos o líquidos sino también para la producción de biocombustibles líquidos etanol – diesel, biogas, o recuperando previamente componentes de valor por ej. tocoferoles o lecitina, desarrollando una metodología que aborde simultáneamente las integraciones material y energética de los procesos de la cadena agroindustrial de la zona de Reconquista, que incluye las cadenas aceitera y azucarera y las producciones de biodiesel y bioetanol. La metodología puede ser brevemente descripta como una programación “Fuente-Sumidero”, utilizando modelos de proceso como “Operadores” opcionales para transformar “Fuentes” en Fuentes alternativas aceptables por otros Sumideros, por ej. el mercado en caso de productos comerciales, materias primas para otros procesos, o nuevamente como combustibles. Un primer avance en esta línea se publicó como  “Synthesis of a Mass Integrated Biodiesel Process” Carlos Fischer and Oscar Iribarren Ind. Eng. Chem. Res. 2011 50(11), 6849-6859.

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Desarrollo de los parámetros de diseño de un prototipo, para la obtención de  energía no contaminante, en las zonas de las islas del paraná.

Contacto: Ing. A. Morzán

Email: morzanlalo@yahoo.com.ar

En este trabajo se investiga y desarrolla un método para generar energía eléctrica haciendo uso de la corriente de un río caudaloso. Se busca además evitar la implementación de grandes infraestructura tales como las requeridas por centrales hidroeléctricas. Si bien existen muchos tipos de turbinas de ríos para generar energía en pequeña escala, aún no se encuentra en el mercado una que pueda operar eficientemente en ríos de llanura con las características de las zonas de islas del Paraná medio. Es por eso que actualmente estamos trabajando para diseñar un prototipo de turbina para río de llanura que se pueda implementar en la región.

Nos motiva el deseo de ampliar conocimientos de este tipo de aprovechamiento con el fin de generar energía renovable que pueda ser implementada en la zona norte de la provincia de Santa Fe, Argentina. El bajo costo constructivo y la simplicidad de las obras electromecánicas, hacen que este equipo sea accesible a los potenciales usuarios con escasos recursos económicos. De esta manera, se proveerá de energía eléctrica no contaminante y económica a zonas cuyas características geográficas hacen imposible el ingreso de redes eléctricas convencionales.

En este proyecto participan alumnos avanzados y docentes de UTN, Facultad Regional Reconquista.

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Mediciones en redes de baja tensión y determinación del contenido de distorsión armónica.

Contacto: Ing. D. Salinas

Email:diegoleos@yahoo.com.ar

 

Actualmente, las normas internacionales referentes a la calidad de la energía eléctrica y la contaminación hacia la red eléctrica con corrientes armónicas, han cobrado especial interés debido a las perturbaciones que presenta la onda de tensión que proporciona la red. Idealmente esta onda de tensión debe ser una senoide pura con una frecuencia constante; sin embargo, en la realidad esto no sucede, ya que la onda de tensión presenta perturbaciones como: ruidos en modo diferencial o común, impulsos eléctricos, variaciones rápidas o lentas de tensión, parpadeo (flicker), distorsión armónica y variaciones de frecuencia. Si la red eléctrica se encontrara libre de usuarios, ésta presentaría una onda de tensión de buena calidad, la cual se vería perturbada ocasionalmente debido a fallas en los centros de generación, de distribución o debido a descargas atmosféricas, principalmente. Sin embargo, cuando un número muy grande de usuarios está conectado a la red, la someten a un número muy grande de cargas eléctricas que aunque funcionen correctamente pueden alterar la onda de tensión con caídas permanentes o transitorias excesivas e inyección de corrientes armónicas; además, las cargas pueden averiarse y producir consumos anómalos o cortocircuitos, lo cual puede repercutir en otras cargas que se encuentren conectadas en un punto cercano.

Por lo anterior, analizar el grado de contaminación y los efectos de los armónicos en las redes de distribución en baja tensión que abastece a sectores residencial y comercial, identificando las fuentes que lo generan, permitirá actuar sobre la causa mitigando el efecto. Ello puede llevarse a cabo mediante el análisis e interpretación de reglamentaciones vigentes, mediante mediciones, comparación de métodos de medición y resultados obtenidos.

Este trabajo estudia con detalle el contenido de armónicas, representado por la Distorsión Armónica Total (DAT) y el desmejoramiento del factor de potencia en las redes de distribución de baja tensión en las ciudades de Reconquista y Avellaneda, Provincia de Santa Fe.

Como resultado, se obtendrán datos claves para determinar y cuantificar la influencia de la distorsión armónica en la región y poder seleccionar las herramientas adecuadas para mitigar y/o solucionar este inconveniente inherente a la calidad de la energía de la zona.

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Incidencias de la utilización del software en los aprendizajes matemáticos.

Contacto: Mg. Ing. H. Martín

Email: hmartin@frrq.utn.edu.ar

 

Cada época ha desarrollado su propia tecnología y la Matemática no ha sido ajena a este proceso, es así como hemos pasado del ábaco a las sumadoras mecánicas manuales, para continuar con la calculadora y llegar en la actualidad a la computadora personal.

Este trabajo tiene como objetivo investigar el uso de la informática como herramienta para el aprendizaje de la matemática. De hecho, recientemente existe un replanteamiento en la metodología de la enseñanza de la Matemática, modificando la relación alumno–docente-recurso tecnológico hasta lograr una interacción sinérgica que permita alcanzar elevados niveles de comprensión de los contenidos puestos en juego.

Las preguntas que dan origen al trabajo de investigación propuesto son las siguientes:

¿De qué manera influye en el aprendizaje, de los alumnos, la incorporación de un Software?

¿Qué cambio en las habilidades de carácter matemático, puede observarse?

¿Qué cambio en el manejo de conceptos matemáticos puede observarse?

¿En qué sentidos el Software Mathematica colabora en los aprendizajes de las asignaturas?

En este proyecto analizaremos dichas preguntas para el caso particular de estudiantes de Ingeniería de la Facultad Regional Reconquista. 

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Estudio De Lignocelulosas Y Sus Extractos En Superficies Para El Desarrollo De Nano-Estructuras Y Máquinas Moleculares.

Contacto: Dra. S. M. Mendoza

Email:  cienciaytecnologia@frrq.utn.edu.ar

La nanotecnología trata sobre el estudio y manipulación de la materia a nivel atómico y molecular. Es una rama de la ciencia y la tecnología generalmente abocada al estudio de estructuras menores a 100 nanómetros y al desarrollo de materiales o aparatos de ese tamaño. En esa escala, las propiedades de la materia pueden diferir de aquellas observadas a escala macroscópica, permitiendo así conseguir aplicaciones únicas. Por ejemplo, sustancias opacas se vuelven transparente, materiales inertes se tornan combustibles, aquellos sólidos a temperatura ambiente se vuelven líquidos, aislantes aparecen conductores, etc. Resulta intuitivo pensar que la nanotecnología ofrece el potencial de creat nuevos materiales para ser utilizados de maneras muy diversas (por ejemplo en medicina, electrónica, producción de energia y ahorro de materia prima.

Las lignocelulosas y sus extractos poseen características de interés en la fabricación de nanoestructuras y bloques constituyentes de máquinas moleculares, sin embargo todavía no han sido ampliamente exploradas como nanomaterial. Es por ello que este proyecto propone estudiar derivados de lignocelulosas y extractos de origen local para explorar su potencial como nanomaterial, en especial aquellas moléculas que resulten de interés en la preparación de nanoestructuras y de máquinas moleculares. El plan de investigación incluye el relevamiento de datos acerca de las materias primas locales de utilidad, procesos de obtención, preparación de muestras y caracterización. Se estudiarán las superficies de muestras lignocelulósicas modificadas por eterificación con epóxidos y por radiación UV, así como también de extractos en superficies de Au(111) y HOPG. Las muestras se caracterizarán a través de XPS y STM. Además se explorarán técnicas de bajo impacto ambiental para separar y extraer los diferentes constituyentes de las lignocelulosas.

Como resultado, se avanzará en el entendimiento de la materia a escala nanométrica, se conocerá  acerca de la estructura electrónica y sus cambios ante diferentes factores (modificaciones químicas, radiación UV) y se comprenderán fenómenos de superficies e interfaces nunca antes investigados.

Además de investigación científica propiamente dicha, este proyecto corresponde a los primeros pasos para sentar las bases de una nueva línea de trabajo en la Facultad Regional Reconquista  de la Universidad Tecnológica Nacional. 

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Sistematización analítico-numérica para la resolución estática, dinámica y de estabi­lidad de entramados estructurales en el contexto de las ingenierías aeronáutica, me­cánica y civil.

Contacto: Mg. Ing. H. Martín

Email: hmartin@frrq.utn.edu.ar

 

Hallar desarrollos para sistemas cerrados aporticados planos por medio de series de potencias enteras es lo que llevó a realizar la investigación. En estos desarrollos se impone la automaticidad de las condiciones geométricas de continui­dad y del equi­librio de esfuerzos característicos en los nodos, en los cuales acceden dos o más barras.

Dentro de las ingenierías que utilizan los denominados entramados de barras -tanto de comportamiento plano como espacial- se utilizan desde hace varias décadas los progra­mas de rigidez, que implican la adopción de incógnitas cinemáticas en la unión de ba­rras que cambian su dirección, facilitando así la resolución del problema de varias ba­rras concu­rriendo a un nudo.

El programa de cálculo se realiza íntegramente utilizando Software Mathematica 8. 

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Desarrollo de un equipo económico modular y móvil para eliminación de arsénico de agua para consumo de ganado en la región, utilizando energía solar.

Contacto: Ing. R. Crudeli

Email: rcrudeli@frrq.utn.edu.ar

Las que exceden en muchos casos los límites obligatorios de la Ley provincial N° 11.220, obligando el consumo de la misma a todas aquellas comunidades que por distancia no acceden a los cursos de agua superficiales.

Uno de los agravantes de la situación es la prolongada sequía que aumenta la concentración de sales de la napas.

El arsénico es un cancerígeno incluido en el listado de la IARC en el grupo I: carcinógeno para el hombre. La exposición crónica puede producir cáncer de piel (epitelioma primitivo, enfermedad de Bowen), cáncer broncopulmonar, angiosarcoma de hígado.

En las zonas pobladas, el problema se resuelve utilizando tecnologías de alto costo y alto mantenimiento, como ser osmosis inversa. En localidades como por ejemplo: Progreso, Tostado y otras localidades de la provincia, esta agua tratada, se distribuye para el consumo en bidones, no mediante la red de distribución de agua, con todos los inconvenientes que esta situación provoca.

En las zonas rurales, por lo antes dicho, es poco probable que los habitantes de estos lugares alejados puedan tener acceso a este tipo de tecnología de alto costo, obligando a consumir agua considerada no potable.

El ganado vacuno tiene un requerimiento diario promedio de agua de unos cincuenta litros por animal. El efecto del consumo de agua con arsénico es perjudicial, para los animales, ya que puede producir enfermedades en órganos vitales. También se han detectado restos de arsénico en leche obtenida en tambos. Esto trae como consecuencia una disminución en la renta del productor. Además el arsénico puede llegar indirectamente al consumidor.

El proyecto consiste principalmente en la desarrollo de un equipo modular y móvil, que utilice  el método RAOS para la eliminación de arsénico de agua de consumo de ganado vacuno, con una escala adecuada al consumo diario de unos 300 animales promedio, que forman un piquete, es decir unos mil quinientos a dos mil litros de agua por día; utilizando la energía solar mediante paneles, para obtener energía eléctrica y tubos de luz ultravioleta como fotocatalizadores.

El equipo será móvil debido al hecho que es una práctica habitual en la región trasladar los animales de lugar, según necesidades (por alimento o fuentes de agua disponibles) y modular porque es el tamaño del equipo será el necesario como mínimo para la demanda de agua de un piquete (300 animales) y en caso de mayor requerimiento es posible el acople de varios módulos

Este trabajo ha sido recientemente financiado por el COFECyT (Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Nación) y se ha planificado para ser ejecutado en 24 meses a partir de 2012.

 

 CURRENT RESEARCH PROJECTS

Energy Optimization In The Edible Oil Industry At Reconquista City.

Contact: Prof. Dr. O. Iribarren

Email: iribarr@santafe-conicet.gov.ar

 

The research plan consists of three stages. The first was a thermal audit of the oil plants aimed at the generation of opportunities for improvement in thermal integration. The second, currently ongoing, is a specific study about alternative choices for a fuel to feed the boilers. The region lacks natural gas, and wood, the traditional fuel used by the local industry, is becoming more expensive as it is harvested each time farther. We will study  the convenience of either gasify a  lignocellulosic waste generated by a nearby cotton processing factory, or use it as a solid fuel after pelleting, through a both economic and environmental impact assessment. The third line is more comprehensive and will take the information generated in previous phases to address a global analysis considering also other alternatives of use of locally generated biomass residues. Not only as solid or liquid fuels as they are employed now, but also for the production of liquid biofuels ethanol – diesel, biogas, or after recovering some valuable components e.g.  tocopherols or lecithin,  developing a methodology to simultaneously address the material and energy integration of processes in the agro-industrial chain in the area of Reconquista, which includes the oil and sugar chains and the production of biodiesel and bioethanol in the neighborhood of Reconquista.  The methodology can be briefly described as a “Source-Sink” programming, using process models as optional “Operators” to convert Sources into alternative Sources, acceptable by alternative Sinks e.g. the market in case of valuable products, as raw materials of the existing processes, or again as fuels. A first advance in this line has been published as “Synthesis of a Mass Integrated Biodiesel Process” Carlos Fischer and Oscar Iribarren Ind. Eng. Chem. Res. 2011 50(11), 6849-6859.

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Parameter development of the prototype design for the production of non-contaminant energy, in the region of paraná islands.

Contact: Mg. Ing. H. Martín

Email: hmartin@frrq.utn.edu.ar

 

This work investigates and develops a method for electric energy generation, making use of a river flow. It also aims at avoiding big infrastructures such as the ones required by a hydroelectric dam. Although there are many turbines available in the market for small scale energy generation, none of them can operate efficiently within rivers of flat areas such as the ones found in middle Paraná region. For that reason, we are designing a turbine prototype that could be implemented within rivers of flat areas. 

This Project is motivated by the implementation of renewable energy to be applied in the northern of Santa Fe province of Argentina. The low cost and simplicity of the construction will make this device to be accessible for users of scarce economical resources. Besides, it will supply non-contaminant and cheap electric energy to geographical regions that are nowadays unprovided with conventional electricity.

This project is carried out by advanced students and researchers of UTN – Facultad Regional Reconquista.

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Measurements On Low Voltage Supply Networks And Determination Of Harmonic Distortion.

Contact: Ing. D. Salinas

Email: diegoleos@yahoo.com.ar

 

Actually, international standards regarding electrical energy quality and pollution into the electric supply network with harmonic currents have gained special interest due to disturbances of the voltage waveform that is provided by the net. Ideally, this voltage waveform should be a pure sine wave with constant frequency, however, it does not happen because the voltage wave have perturbations such as noise in differential mode, electric pulses, fast or slow variations, voltage flicker, harmonic distortion and frequency variations.

If the electric supply network would be free of users, it would have a good quality voltage wave, occasionally disturbed by faults in the generation centre, in the distribution or due to environmental factors. However, when a large number of users are connected to the network, it is subjected to a bid load of electric charges that can constantly alter the wave. Besides it can induce abnormal consumption or shorts, which can affect other loads that are closely connected.

Therefore, analyzing and identifying the source of pollution and the effects of harmonics on low voltage distribution networks that supplies residential and commercial sectors, will help to mitigate the negative impact. It can be done by analyzing and interpreting current regulations, comparing measurement methods as well as instruments and results.

This work studies the harmonic content, which is represented by the Total Harmonic Distortion (THD), and the deterioration of the power factor in the low voltage networks. Measurements are carried out in Reconquista and Avellaneda cities of Santa Fe province. Consequently, we expect to obtain crucial information to determine the harmonic distortion and provide a mitigation plan and/or solution in order to improve energy quality in this region. 

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Impact Of Software Implementation In Mathematics Learning.

Contact: Mg. Ing. H. Martín

Email: hmartin@frrq.utn.edu.ar

Different technologies have been developed though the history and mathematics has not been the exception. This how we went from abacus to manual adding machines to continue with the calculator and arrive at present with computers.

This work investigates the use of computers as a tool for learning mathematics. In fact, there is a current rethinking of the methodology for teaching mathematics, modifying the relationship pupil-teacher-technological resources, to achieve a synergistic interaction that achieves high levels of understanding of the academic contents.

The questions that give rise to the proposed research work are:

How the implementation of a Software affects the student´s learning?

What kind of change can be observed with respect to mathematical skills?

What kind of changes can be detected regarding the use of mathematical concepts?

How  Mathematica software helps in the learning process?

 In this project we analyze these questions for the particular case of students of engineering of the Facultad Regional Reconquista. 

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Study Of Lignoceluloses And Extractibles On Surfaces For The Development Of Nano-Structures And Molecular Machines

Contact: Dr. S. M. Mendoza

Email: cienciaytecnologia@frrq.utn.edu.ar

 

Nanotechnology refers to a field whose theme is the control of matter on an atomic and molecular scale. Generally, nanotechnology deals with structures that are 100 nanometers or smaller, and involves developing materials or devices within that size. Materials reduced to the nanoscale can show different properties compared to what they exhibit on a macro-scale, enabling unique applications. For instance, opaque substances become transparent; stable materials turn combustible; solids turn into liquids at room temperature; insulators become conductors. Thus, nanotechnology has the potential to create many new materials and devices with wide-ranging applications, such as in medicine, electronics, energy production, and raw material saving.

 Lignocellulose and its extractible possess interesting properties for the fabrication of nanostructures and building blocks of molecular machines. However, they have not been deeply explored as nanomaterials. Thus, this project propose to study lignoceluloses of regional sources and its extractibles in order to investigate their potential as nanomaterial, in particular those molecules of interest for developing nanostructures and molecular machines. Particularly, we will study the surface of lignocelulosic samples modified by both etherification with epoxides and UV radiation. We will also study extractible on surfaces of Au(111) and HOPG. Samples will be characterized by XPS and STM. Moreover, we will explore techniques of low environmental impact to separate lignocellulose and extractible from they source.

Therefore, we will advance in understanding matter at nano-scale, we will learn about the electronic structure, changes under several stimuli (chemical modification, UV radiation) and we will know about surface and interphase phenomena that have not been yet investigated.

Besides scientific research, this project aim at establishing the basis of a new working line in the Facultad Regional Reconquista of Universidad Tecnológica Nacional. 

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Analytical and numerical systematization for frameworks resolution: static, dynamic and structural stability, in the context of aerospace, mechanical and civil engineering.

Contact: Mg. Ing. H. Martín

Email: hmartin@frrq.utn.edu.ar

This work is motivated by finding solutions to plane frameworks of closed systems, by developing power series. This development takes into account automaticity in the geometrical conditions of continuity and equilibrium for the case of characteristic forces at nodes, where two or more bars can access.

Among engineering disciplines using bar frameworks – for both plane and spatial behaviours – rigidity programs are used since decades. These programs select kinematic unknowns at the bar boundaries that change directions, simplifying the problem resolution of several bars connected in a node.

The entire calculation programme is carried out by Software Mathematica 8.

 

 OTROS PROYECTOS

Diseño del Prototipo para el Sistema de Molienda.

Contacto: Grupo de Diseño Mecánico (GRUDIM)

Email: waltersoto2007@gmail.com.ar

Trabajo realizado dentro del marco del Proyecto “Abonadora de terreno para pequeños productores”  Fue presentado por el GRUDIM en la JIT 2015 realizada en la Facultad de Venado Tuerto , el día 4 de noviembre.
El presente proyecto forma parte de una propuesta de trabajo sobre el diseño de una máquina que realice la tarea del abonado de terrenos para productores de pequeña y mediana escala. El abono que se utilizara es estiércol.

El prototipo que se ha diseñado, mediante software de diseño 3D, tiene como objetivo la determinación de parámetros óptimos de funcionamiento, del sistema de carga y molienda. 
Las partes del prototipo diseñado son, la tolva de carga, con dos de sus laterales regulables en inclinación; y el sistema de triturado formado por un rolo triturador y un sistema de cuchillas complementarias.
Los parámetros antes mencionados son necesarios para lograr el tamaño adecuado del abono a esparcir, con una dosificación y descomposición en terreno aptos para el medio a abonar.
El diseño 3D del prototipo ya se ha completado y actualmente está en etapa de construcción.

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Estática y dinámica de entramados utilizando series de potencias.

Contacto: Mg. Ing. H. Martín

Email: hmartin@frrq.utn.edu.ar

El presente trabajo es parte de una tesis doctoral en donde se aborda el estudio de sistemas cerrados aporticados planos por medio de series de potencias enteras. En los mismos se impone la automaticidad de las condiciones geométricas de continuidad y del equilibrio de esfuerzos característicos en los nodos, en los cuales acceden dos o más barras. Se estudia el comportamiento mecánico-estructural de los pórticos abiertos y cerrados, identificando las variables que influyen en las respuestas ante las acciones estáticas y dinámicas, luego el planteo y resolución de las ecuaciones gobernantes del problema, siempre dentro del encuadre adoptado por la Resistencia de Materiales clásica y orientado principalmente a la automatización de la herramienta. En el tratamiento del programa y en los estudios analíticos realizados se utilizó el programa de Matemática Simbólica Mathematica en su versión 10.

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