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INVESTIGACIÓN Y PUBLICACIONES |
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Grupo GIPI (Industrias y Procesos Industriales)
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| Proyecto de investigación: Material compuesto.
Memoria descriptiva. |
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Director del proyecto: Ing. Alejandro Holm
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1. Título del proyecto: Desarrollo de piezas más eficientes que las uniones de acero utilizadas en la industria del petróleo.
2. Resumen: Desarrollo de piezas de materiales compuestos que mejoren el rendimiento en los actuales sistemas de cañerías de extracción de petróleo.
3. Palabras claves: Material compuesto.
4. Planteo del problema:
En la actualidad los sistemas de cañerías de extracción de petróleo han migrado a polímeros o materiales compuestos que resisten más los agentes de corrosión a los que están expuestos.
Las empresas nacionales no han desarrollado un sistema integral en estos materiales ni diseñado las máquinas para el sistema constructivo.
La empresa ITP Argentina está interesada en financiar gastos de este proyecto a los fines comerciales de producir este elemento.
5. Objetivos del proyecto:
a. General: Generar la capacidad de desarrollo de piezas de materiales compuestos para introducir nuevas soluciones a problemas industriales. Generar el respaldo técnico en la Universidad para introducirse en este nicho de la tecnología que en este país no está muy desarrollado.
b. Específicos: Capacitar al personal en la especificad de los cálculos y verificaciones en materiales compuestos. Desarrollar diagramas de trabajo científico técnicos que permitan al personal no solo conocer la planificación, sino la ejecución y optimización de estas tareas.
6. Justificación del proyecto:
La universidad de Palermo desarrollará un proyecto en un tema de poca difusión que actualmente está brindando soluciones convenientes al ámbito industrial.
Se está presentando un proyecto que no se sabe a priori los resultados a obtener, pero desarrolla una plataforma científico-técnica de elite para un determinado nicho de la investigación y desarrollo.
La capacidad de la Universidad de Palermo de intervenir en actividades internacionales o nacionales en un tema de actualidad.
La constante necesidad en el mercado de optimizar los materiales empleados en la industria del petróleo a fin de aumentar la eficiencia en los trabajos.
Los antecedentes de la empresa ITP argentina que han utilizado materiales compuestos en la construcción de hitos turísticos, construcciones en la Antártida, materiales bélicos, herramientas, etc.
7. Marco teórico:
Los trabajos de investigación y desarrollo se realizarán con los lineamientos académicos tradicionales basado en la bibliografía existente para el cálculo y diseño.
8. Hipótesis de trabajo:
Actualmente las empresas petroleras están reemplazando el acero por piezas de material compuesto. Hay un conjunto de piezas de acero que aún no han sido reemplazas y sería probable su cambio por otra de mejor rendimiento.
9. Metodología:
Idealización del modelo
Pruebas con sistemas convencionales
Memoria de cálculo
Pre dimensionamiento inicial
Ensayos de material
Dimensionamiento preliminar
Construcción del prototipo
Verificación del prototipo
10. Cronograma de actividades:
Fecha de inicio y finalización prevista: 02/08/11 al 30/11/13
Se divide en tres etapas bien diferenciadas que posibilitan realizar evaluaciones parciales del desarrollo del proyecto para verificar su cumplimiento, reprogramarlo o finalizarlo.
1° ETAPA HASTA 01/2012
INTRODUCCIÓN AL DISEÑO Y DESARROLLO DE PIEZAS DE FORMAS CONVENCIONALES PARA VERIFICAR LAS PROPIEDADES DEL MATERIAL COMPUESTO A EMPLEAR. ENSAYO DE MATERIALES.
En esta etapa se mide operativamente el rendimiento del equipo de trabajo, el cumplimiento de los objetivos y la materialización de los trabajos para verificar la programación de la segunda etapa.
2° ETAPA HASTA 30/06/12
DESARROLLO DEL PROTOTIPO.
En esta etapa se completa el estudio de factibilidad que determina todos los objetivos posibles de cumplir con la evaluación del sistema operativo en el desarrollo del prototipo.
3° ETAPA HASTA 30/12/12
VERIFICACIÓN DEL PROTOTIPO CON CARPETA TÉCNICA PARA SU PRODUCCIÓN.
Si se cumplen las etapas anteriores, se debería completar un sistema de diseño de un desarrollo propio.
4° ETAPA HASTA 30/11/13
DESARROLLO DE LAS DISTINTAS PIEZAS NECESARIAS PARA COMPLETAR LAS UNIONES BÁSICAS DE LAS CAÑERÍAS.
Comprobada la eficiencia del prototipo trasladar los desarrollos a otras piezas optimizando los procedimientos de investigación y desarrollo, y cumplimentando los objetivos del proyecto |
11. Equipo de trabajo:
1° ETAPA hasta 01/2012
1 director del proyecto
1 Coordinador de sistemas de computación
1 Coordinador de diseño
2°, 3° y 4° ETAPA desde 02/2012 hasta 30/11/13
1 director del proyecto
1 Coordinador de sistemas de computación
1 Coordinador de simulación
1 Coordinador de diseño
1 coordinador de producción. |
12. Breve descripción de los resultados esperados:
1° ETAPA
Orientar la conformación del equipo de trabajo para priorizar la educación en los procedimientos de investigación y/o desarrollo.
Establecer las líneas directrices de los fundamentos teóricos a utilizar en el diseño.
Consolidar la capacidad de construcción de modelos de material compuesto.
Verificar mediante ensayos el cumplimiento de los valores de diseño en elementos de material compuesto.
Definir los procedimientos para el desarrollo del prototipo.
Actualizar el estudio de prefactibilidad.
2° ETAPA HASTA 30/06/12
Encauzar al equipo de trabajo a seguir los lineamientos de la investigación y/o desarrollo logrando la concientización en esta dirección y no en la del cumplimiento de un objetivo material.
Definir el programa del proyecto.
Establecer la capacidad de diseño de piezas de material compuesto.
Establecer un equipo de desarrollo con fundamento científico y legajo técnico de las actividades desarrolladas.
Establecer los límites del equipo de trabajo.
3° ETAPA HASTA 30/12/12
Mediante ensayos verificar los parámetros de diseño del prototipo.
Evaluar el desarrollo del proyecto a fin de proponer los cambios que se consideren necesarios para su optimización.
4° ETAPA HASTA 30/11/13
Todo el equipo de trabajo deberá en forma individual poder participar o dirigir un proyecto de investigación y/o desarrollo.
Optimización del equipo de trabajo en el desarrollo de distintos elementos creando la capacidad de diseño y verificación de estructuras de materiales compuestos
Comprobada la eficiencia del prototipo trasladar los desarrollos a otras piezas optimizando los procedimientos de investigación y desarrollo, y cumplimentando los objetivos del proyecto |
13. Referencias bibliográficas
• Introduction to Composite Materials Design.
Ever J. Barbero
• Introduction to composites materials
S.W. Tsai y H.T. Hahn
• Prediction of compressive strength of polymer matrix composites
E J Barbero
• Mechanics of Composites Materials
Richard M. Christensen.
• Roark´s Formulas for Stress and Strain
Warren Young
• Mechanics of Laminated Composites Plates and Shells: Theory and Analysis.
J. N. Reddy
• TOSFAC (Total Strain Failure Criterion).
A. Carvalho.
• Structural Analysis of Laminated Anisotropic Plates
James M. Whitney |
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AI Group
· Edición Nº 2
UNIVERSIDAD DE PALERMO
Buenos Aires - Argentina