Noticias académicas

El futuro de los combustibles - Profesor Aamir Farooq

Profesor Aamir-Farooq

La semana pasada el profesor Aamir Farooq Ph.D de la Universidad de Stanford y actual profesor de la Universidad King Abdullah de Ciencia y Tecnología de Arabia Saudita (KAUST) estuvo visitando nuestras instalaciones. El profesor Farooq es investigador principal del Laboratorio de Cinética Química y Laser, en el que se adelantan trabajos con énfasis en: sistemas energéticos, formulación de combustibles, sensores laser y espectroscopia infrarroja de alta temperatura en hidrocarburos.

 

El profesor Farooq realizó una presentación sobre el futuro de los combustibles, donde habló sobre biocombustibles, vehículos eléctricos y energías renovables; además nos contó porqué la Universidad King Abdullah de Ciencia y Tecnología de Arabia Saudita (KAUST) es una buena oportunidad para realizar intercambios en pregrado y trabajos de posgrado.

 

En el anexo pueden encontraran mayor información de la charla y del profesor Farooq. Si están interesados en la universidad o el grupo de investigación, pueden acceder a través de este link: https://kinetics.kaust.edu.sa/Pages/Home.aspx

Avances recientes en la simulación de procesos de manufactura utilizando el método de Elementos Finitos de Partículas (PFEM)

Imagen-noticias-Seminario-Mecanica-Computacional

Juan Manuel Rodriguez Prieto, Ph.D.

Posdoctoral researcher

Department of Engineering Sciences and Mathematics

Luleå University of Technology

 

Fecha: Martes 28 de Marzo de 2017 (Entrada libre – Cupo limitado)

Hora: 3:30 a 4:30 pm

Lugar: Por definir

 

Abstract
En esta charla se presenta un enfoque de elementos finitos lagrangianos para la simulación de diferentes proceses de manufactura en metales, basado en el denominado Método de Elementos Finitos de Partículas (PFEM). Las ecuaciones de balance (momentum, masa, energía) para los cuerpos deformables se discretizan con el FEM a través de una formulación mixta utilizando elementos triangulares con interpolación lineal igual para desplazamientos, presión y temperatura. El uso de PFEM para el modelado de los procesos de manufactura de metales incluye el uso de un proceso de remallado, el concepto de forma α (alpha shape) para detectar los límites del dominio, las leyes de mecánica de contacto y los modelos constitutivos del material. Los méritos de la formulación se demuestran en la solución de procesos de manufactura de metal acoplados térmicamente en 2D utilizando el método de partículas finitas. El método muestra buenos resultados y es un método prometedor para futuras simulaciones de procesos de manufactura térmicamente acoplados.

 

Juan Manuel Rodríguez Prieto es ingeniero mecánico (2007) y magister en ingeniería (2009) de la “Universidad de los Andes”, Colombia, y Doctor en Mecánica Computacional (2014) de la “Universidad Politécnica de Cataluña (Barcelona). Juan Manuel ha desarrollado su carrera profesional como investigador en mecánica computacional en el CIMNE (Centro Internacional de métodos numéricos en ingeniería), Barcelona, España y en la División de Mecánica de Sólidos de la Universidad Tecnológica de Lulea en Suecia. Juan Manuel ha sido docente en la Escuela Colombiana de Ingeniería, El Colegio Mayor Nuestra Señora del Rosario, la Universidad Sergio Arboleda y la Universidad Tecnológica de Lulea (Suecia). Actualmente, Juan Manuel es socio fundador de la compañía de consultoría en ingeniería Simulmax Engineering.

 

Mayor información: Omar López. Departamento de Ingeniería Mecánica. Email: Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo. Tel: 3394949 ext:3666

Infraestructura y equipos – Sistemas de digitalización 3D

Escaner-Noticia

En los meses pasados el Departamento de Ingeniería Mecánica realizó la adquisición y puesta en funcionamiento de un sistema de escaneo 3D, compuesto por un escáner ARTEC® Space Spider, un escáner ARTEC® EVA, y licencias del software ARTEC® Studio 11; este nuevo sistema nos permitirá, a través de tecnologías ópticas, realizar la identificación de superficies y recrear la geometría de diversos elementos.  El principal uso que tendrá será el apoyo procesos de ingeniería dimensional a la inversa, dentro del que se reconoce la revisión de piezas manufacturas a través de procesos de manufactura aditiva e impresión 3D.

Su adquisición derivó de las conclusiones arrojadas por el proceso de vigilancia tecnológica que desarrolla el Departamento de Ingeniería Mecánica, y la evaluación experta del Comité de laboratorios de este Departamento.  Allí se evidenció que el sistema de escaneo debía permitir el escaneo de piezas de variados tamaños (piezas del orden de magnitud de centímetros y hasta una decena de metros), de diferentes tipologías (piezas de máquinas, equipos completos, piezas arqueológicas, entre otros),  para diferentes funcionalidades (ingeniería a la inversa, verificación metrológica), y con una adecuada portabilidad para trabajar en laboratorio o en campo. Por lo tanto, la elección de la máquina fue el resultado de un proceso evaluativo de ofertas de las mejores marcas de sistemas de escaneo (tanto técnicas como económicas),  escogiendo aquella que cumplió con todos los requisitos técnicos solicitados, garantizó todos los requerimientos técnicos establecidos, y presentó el mejor balance costo / beneficio.

El potencial de uso de este sistema de escaneo, se puede verificar en el siguiente caso de éxito desarrollado por el personal de los laboratorios de ingeniería mecánica:

Proceso de ingeniería dimensional a la inversa: Repuestos sistema de mezclado de polímero

En el laboratorio de procesamiento de polímeros (ML036), contamos con un equipo de mezclado que permite el desarrollo de mezclas de diversos tipos de materiales de una manera homogenea.  El impacto asociado al uso de este equipo es alto, puesto que cada semestre tiene asociadas por lo menos unas 5 tesis (entre pregrado y maestría), que generan una carga promedio mínima de 10 horas por semana.

Por las agresivas condiciones de uso y el alto uso del equipo, los ejes mezcladores de este equipo sufrieron un desgaste excesivo en toda su geometría, lo cual disminuyó la funcionalidad del equipo, y llevo a este a fallo catastrófico.  La reposición de estos elementos, en conjunto con otros asociados y que sufrieron daño irreversible, fueron cotizados con un orden de magnitud de 90 millones de pesos. Ahora bien, la solución integrada desarrollada por el laboratorio de manufactura del Departamento de Ingeniería Mecánica, y proveedores de manufactura externos a la Universidad, desarrollaron esta solución con un orden de magnitud de 15 millones de pesos, manteniendo completamente la funcionalidad del sistema.

La actividad técnica asociada, involucró técnicas de ingeniería a la inversa (con el uso del sistema de digitalización adquirido), diseño de componentes mecánicos, verificación geométrica con manufactura aditiva, manufactura de componentes con control numérico computarizado, y verificación metrológica dimensional, siguiendo el siguiente proceso:

1. Escaneo de la pieza desgastada con la maquina escáner 3D Artec® Space Spider y el software Artec® Studio 11 para recrear toda la geometría existente.  Como resultado se obtiene una nube de puntos que recrea la superficie

2. Refinar la geometría de la nube de puntos a través del software Autodesk® Netfabb (academic) que procesa información de la superficie y elimina las imperfecciones de la superficie. 

3. Transformar la superficie en una pieza sólida a través del Software Autodesk ® Inventor (academics).

4. Reajustar la pieza sólida para generar la geometría en condiciones ideales (sin desgaste, con tolerancias de diseño).

5. Prototipar las piezas a través de impresión 3D, para realizar verificación física y funcional de los elementos diseñados. Gracias a este paso se pueden evitar problemas de concepción de diseño funcional.

6. Planificar la rutina de manufactura asistida por computador, a través del software MasterCAM®.  El software genera una simulación de la manufactura, con base en los parámetros escogidos para la ejecución de la misma. 

7. Ejecutar la manufactura en nuestros equipos de control numérico computarizado (torno paralelo y centro de mecanizado vertical). 

8. Inspeccionar la pieza terminada, utilizando el software GOM® Inspect Standard donde se compara el objeto sólido y el sólido generado en el proceso de diseño.  En este punto se se hace una verificación metrológica y este análisis arroja las desviaciones existentes entre la pieza inicial (diseñada) y la final (manufacturada). 

“Para hacer uso de este sistema, por favor tomar contacto con nuestro técnico de laboratorio Jhon Hernández, en el laboratorio ML027”

Como mención especial en el Departamento de Ingeniería Mecánica queremos agradecer a todo el equipo del laboratorio de manufactura (Andrés Salgado, Carolina Coy, Jorge Reyes, José Nieto, Ramiro Beltrán y Jhon Hernández), por su compromiso con el desarrollo de este proyecto, y la integración de todas las tecnologías disponibles en el laboratorio ML027.

 

Nuestros estudiantes visitaron la Central Hidroeléctrica de Chivor

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 En un país como Colombia, donde el 70% de la energía eléctrica es generada a partir de fuentes hídricas, resulta pertinente tener un conocimiento básico en temas relacionados con la energía hidráulica. Como respuesta a esa demanda de entendimiento, varios estudiantes de Ingeniería Mecánica tomaron el curso de Introducción al Diseño de Centrales Hidroeléctricas, dirigido por el profesor Dairo Vizcaíno durante el segundo semestre de 2016. Como parte del desarrollo de la clase se llevó a cabo una visita industrial a la Central Hidroeléctrica de Chivor, que cuenta con una capacidad instalada de 1000 MW y que genera anualmente cerca del 9 % de la energía hidroeléctrica del país.

La Central, ubicada en el municipio de Santa María, Boyacá, genera energía eléctrica a partir del agua almacenada en el embalse La Esmeralda, cuyas aguas provienen del caudal de río Batá y de aportes de los ríos Tunjita, Negro y Rucio. El embalse tiene una longitud de 22 km y hace parte de la vista en el camino hacia la Central.

 

Durante la visita se realizó un recorrido por las principales obras como la casa de máquinas que alberga 8 unidades generadoras de 125 MW cada una, el edificio de control, la subestación eléctrica y los talleres de mantenimiento. Se observaron equipos electromecánicos como los rodetes de la turbina tipo Pelton, los inyectores, las válvulas de guarda diseñadas para soportar presiones de 800 metros de agua, el puente grúa capaz de izar elementos de 120 toneladas de peso, generadores, transformadores intercambiadores de calor, bombas y otros equipos auxiliares. Afortunadamente, al momento de la visita una de las unidades de generación se encontraba en mantenimiento por lo que se pudo apreciar detalladamente el interior de las cámaras de las turbinas y también el interior del estator del generador.

Hacer parte de este tipo de actividades permite al estudiante ampliar su visión acerca de la ingeniería y aterrizar los conocimientos teóricos adquiridos durante las clases. También, fomenta el interés y la motivación de los estudiantes frente a la aplicación en la industria nacional.

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Andrea Rodríguez Mier - Pregrado en Ingeniería Mecánica

Laboratorios: Nuevo técnico de aseguramiento de la calidad de la manufactura

Ingreso-Pedro-Vargas

Desde el pasado 13 de febrero de 2017, Pedro Antonio Vargas se unió al equipo de laboratorio como técnico de laboratorio en aseguramiento de la calidad de la manufactura. Pedro es tecnólogo en diseño mecánico, y tiene experiencia en procesos de mecanizado CNC de precisión para aplicaciones médicas. 

 

Se desempeñará como técnico en el laboratorio de manufactura ML027, desarrollando actividades específicas enfocadas en los procesos de aseguramiento y control de la calidad de las piezas manufacturadas,  desarrollo de inspección metrológica dimensional del 100% de las piezas manufacturadas, desarrollo de talleres de formación técnica complementaria en metrología dimensional, y apoyo en los procesos de manufactura supervisada.