domingo, 13 de abril de 2014

Proyecto Tronador II: colección de imágenes

El VEx1A en la plataforma de la
base de lanzamientos Las Pipinas.
(© Ricardo De Dicco)

El VEx1A en la base de lanzamientos Las Pipinas, Buenos Aires.
(© Ricardo De Dicco)

Fotografía del Centro de Control de lanzamientos de la CONAE,
a 10 km de la base Las Pipinas. (© Ricardo De Dicco)

Estructura del VEx1A. (© CONAE)

miércoles, 9 de abril de 2014

Proyecto Tronador II: Aleaciones con propiedades mecánicas a altas temperaturas

Desde hace unos años, el Laboratorio de Investigaciones de Metalurgia Física (LIMF) de la Facultad de Ingeniería viene realizando desarrollos en el marco del proyecto Tronador II. Actualmente, trabaja en la elaboración de aleaciones que se utilizan para la fabricación de la cámara de combustión y la tobera del motor del cohete (por donde salen los gases de escape que impulsan y direccionan al vector en el aire).

Modelo empleado para la fusión de aleaciones de la tobera.
(© UNLP)

El ingeniero Alfredo González, coordinador de los proyectos en el LIMF, señaló que lo que se busca es generar un material que tolere los 700 grados centígrados. Es decir, que tenga muy buenas propiedades mecánicas a esa temperatura y, a su vez, que tenga una excelente conductividad térmica para poder extraer el calor rápidamente.

Para enfriar la pieza debe poseer un circuito tallado por el cual circula el combustible que luego ingresa al motor. “El combustible actúa, en cierto modo, como refrigerante de la tobera y es inyectado al motor precalentado. Lo cual mejora el rendimiento del motor”, explicó González.

Según el ingeniero, dentro de los materiales el cobre es el que tiene la mejor conductividad térmica pero, sus propiedades mecánicas no son las ideales. Entonces, “el desafío es ver de qué manera podemos mejorar las cualidades mecánicas del cobre sin afectar mayormente las propiedades de conductividad. Es un juego de equilibrios”, señaló.

González detalló que en el LIMF ya se avanzó en dos aspectos. “El primero, fue trabajar sobre una aleación en base cobre con agregado de cromo y circonio. De esa aleación construimos una tobera.

Ahora estamos trabajando en una segunda generación de esa misma aleación, pero con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas y la conductividad, a partir de modificar el proceso de fabricación de la tobera”, describió.

Agregó que “la primera la hicimos por un proceso de moldeo y fusión. Y ahora estamos en una segunda etapa que es fabricar una tobera por un proceso de forja. Es decir, se funde un tocho de la aleación (proceso para darle forma a la pieza) en este caso cobre, cromo y circonio, y luego en caliente se le cambia la forma. Así aquellos defectos que pudieran haber quedado internamente por el propio proceso de fabricación son minimizados o eliminados”.

El ingeniero indicó que existe otra aleación, que tiene mejor conductividad térmica, compuesta por cobre, plata y circonio. “Estamos trabajando en desarrollar los conocimientos de manera tal que, el próximo año, logremos tener una tobera fabricada por forja pero con una aleación de cobre, plata y circonio”, aseguró.

El objetivo es que las toberas puedan ser fabricadas luego por una empresa nacional, con la cual el laboratorio viene trabajando en estos proyectos espaciales.

Fuente: Ingeniar, Revista de Ingeniería (UNLP)

Fotografía de la tobera ya fundida. (© UNLP)

martes, 8 de abril de 2014

Proyecto Tronador II: Baterías inteligentes de uso espacial

Hace más de 15 años, el ingeniero Guillermo Garaventta trabaja en el desarrollo de baterías, principalmente de uso espacial. Actualmente, junto al ingeniero Augusto Zumarraga, y la colaboración del ingeniero Daniel Hamann, son los responsables de construir las baterías espaciales de toda la saga de vectores que involucra al Tronador II.

Baterías del proyecto Tronador II. (© UNLP)

“Trabajamos a una velocidad vertiginosa y con absoluta pasión”, aseguró el profesional quien, además, es investigador de la Comisión de Investigaciones Científicas (CIC) bonaerense. Detalló que el metal con el que se construyen las baterías es el litio, teniendo en cuenta las reservas que existen en el país.

“Para el primer vector hicimos cuatro baterías: una para alimentar la electrónica, es decir, la inteligencia del vector, toda la computadora de vuelo y los subsistemas para hacerlo volar. Otra batería es para alimentar la electrónica ante una falla en vuelo, para apagar o detonar el vehículo en caso de perder el control. Y otras dos baterías que suministran la energía para controlar el movimiento del motor que empuja el vector. Entre las cuatro juntas no superan los 60 kilos”, explicó.

Las baterías tienen, además, la característica de funcionar como un sistema de almacenamiento ya que poseen un sistema de protección frente a cortocircuitos múltiples. “Podemos quemar fusibles internos y seguir suministrando energía porque tenemos varios fusibles en cada línea de provisión de energía”, detalló Garaventta.

Otra de las particularidades de las baterías es que poseen una electrónica de control que analiza todo lo que pasa en su interior mientras el cohete vuela y se lo traslada al cerebro de vuelo, y éste luego transmite esa información a la tierra. “No es una simple batería. Es una computadora con baterías adentro”, afirmó.

Por último, el ingeniero expresó que el proyecto “es un orgullo para todos los que trabajamos en el Tronador. Es el primer vector que fabrica el país con el objetivo pacífico deponer satélites en órbita. Y Argentina es el cuarto país de América que tiene esa posibilidad”, concluyó.


Una pyme local en el sistema eléctrico del cohete

Asociado al diseño de las baterías se encuentra el trabajo realizado por la empresa CRUX Sistemas Inteligentes, una pyme tecnológica que se encarga del sistema eléctrico de los vectores.

Concretamente, de las baterías que alimentan los subsistemas y los equipos de soporte en tierra para mantener el estado de carga de las baterías y monitorearlas, entre otras funciones.

El ingeniero Augusto Zumarraga, uno de los socios de CRUX y docente de la Facultad de Ingeniería, dijo que la vinculación con la CONAE viene desde el desarrollo del satélite SAC-D. “Para nosotros es muy positivo porque no sólo se desarrolla un área de conocimiento puntual, sino que uno se involucra en lo que es llevar adelante un proyecto de esta naturaleza”, expresó.

Agregó que “en un proyecto de desarrollo grande siempre está la cuestión de cómo se lo gestiona, que pesa tanto como la tarea técnica en sí misma. Nosotros aprendimos bastante de eso por participar en el proyecto SAC-D”.

Zumarraga destacó, además, que se está haciendo un desarrollo tecnológico que en el país nunca antes se hizo. “Todo se arranca con una idea no muy clara de cómo va a terminar y, cuanto más avanza el proyecto, más fino empieza a ser el entendimiento del tema que se está resolviendo”.

“A veces se discute mucho sobre qué ganamos haciendo cosas que ya fueron desarrolladas por otros países. ‘¿Vale la pena?’ ‘¿Vamos a vender cohetes?’ Yo creo que el impacto que tiene es muy grande. Si uno lo mira a largo plazo como negocio seguro lo ve positivo”, afirmó.

Para el ingeniero, “en el país debería haber más desarrollos y por ahora seguir gestionado desde el Estado, hasta que la cultura de hacer innovación y desarrollo tecnológico se impregne en el ámbito privado. Estamos en un país donde la industria invierte poco en desarrollo. Ahora las cosas están cambiando”.

El profesional puso como ejemplo a la empresa INVAP, que fabrica radares y exporta reactores nucleares. “El puntapié es este tipo de proyectos, donde se empiezan a generar grupos de trabajo que pueden encarar este tipo de problemas. No es el hecho de hacer un cohete en particular sino el de decir ‘yo tengo este grupo de gente que tiene la capacidad de llevar adelante el proyecto’. Es la máquina de hacer los cohetes, no el cohete en sí mismo. Para mí esa es la parte que pesa de todo esto. Es aprender a trabajar en esta clase de proyectos”, concluyó.

Fuente: Ingeniar, Revista de Ingeniería (UNLP)


Desde hace más de 15 años, el ingeniero Guillermo Garaventta
trabaja en el desarrollo de baterías, principalmente de
uso espacial. (© G. Garaventta)

Parte del equipo de profesionales involucrados
en el proyecto Tronador II, que ensambló al VEx1A
en las instalaciones de la UNLP. (© UNLP)

Proyecto Tronador II: Ingeniería ante el desafío espacial

La Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de La Plata (UNLP) participó del ensayo de prueba del lanzador experimental VEx1A, el primer vehículo construido en el marco del proyecto Tronador II. Un ambicioso plan espacial nacional que tiene como objetivo colocar satélites en órbita.

Foto de algunos de los integrantes del proyecto Tronador II,
en la localidad de Pipinas (Buenos Aires), pertenecientes a la UNLP.
(© UNLP)

Investigadores, docentes, becarios, estudiantes y técnicos de la Facultad de Ingeniería de la UNLP están ante un desafío que marcará un antes y un después no sólo en sus carreras, sino también en el desarrollo aeroespacial de nuestro país: el proyecto Tronador II.

El pasado 26 de febrero el equipo de expertos de Ingeniería participó del ensayo del Vehículo Experimental 1 A (VEx1A), que tuvo lugar en la localidad de Pipinas, partido de Punta Indio, a 120 kilómetros de La Plata. Se trata del primer cohete experimental construido en el marco del Tronador II, un ambicioso plan espacial que tiene como objetivo colocar satélites argentinos en órbita.

La iniciativa es impulsada por la Comisión Nacional de Actividades Espaciales (CONAE) que, desde fines de 2012, depende del Ministerio de Planificación Federal, y ha recibido un fuerte apoyo del Gobierno nacional.

Además, cuenta con la colaboración de la Facultad y de otras instituciones científicas del país. La prueba arrojó resultados positivos al permitir validar gran parte del instrumental que fue desarrollado casi, en su totalidad, en nuestro país.

Asimismo, permitió detectar algunas fallas que, si bien llevaron a que el cohete no llegara al destino programado inicialmente, posibilitará ir corrigiendo distintos aspectos que, según la opinión de los distintos especialistas del proyecto, garantizarán que se pueda ir avanzando en las otras pruebas previstas en el marco del programa espacial.

El prototipo de 2.600 kilos, 15 metros de altura y 1,5 metros de diámetro, fue puesto a prueba en Capetina, un predio ubicado a 18 kilómetros de Pipinas, donde se instaló la base de operaciones. Para garantizar la seguridad de la población, varias horas antes se trazó una zona de exclusión en un radio de 8 kilómetros alrededor del sitio donde estaba el cohete.

“Es la primera vez que en Argentina se construye un vehículo con control de vuelo autónomo, lo cual permite programar la trayectoria del cohete y seguir su recorrido en forma independiente”, expresó a Ingeniar el ingeniero aeronáutico Marcos Actis, decano de la Facultad y uno de los integrantes del proyecto.

A diferencia del vehículo Tronador II, el cual medirá casi 40 metros de altura y pesará alrededor de 60 toneladas, el VEx1A no fue creado para llegar al espacio. Se le colocó combustible sólo para 30 segundos de funcionamiento con el fin de validar los sistemas desarrollados. Al tratarse de una prueba, el vehículo no transportaba una carga útil. Contenía instrumentación para su funcionamiento y un motor de combustible líquido con cuatro toneladas de empuje.


De la Facultad a Punta Indio

El VEx1A comenzó a construirse en 2009 en centros de investigación de la CONAE.

Paralelamente, se iniciaron los trabajos en la Facultad de Ingeniería a través de los Departamentos de Aeronáutica (grupos GEMA y GFC), Mecánica (laboratorio LIMF) y Electrotecnia (laboratorio LEICI).

Además, colaboraron instituciones como el Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp) y el Instituto Argentino de Radioastronomía (IAR).

El rol de la Unidad Académica platense ha sido clave para el desarrollo del cohete ya que tuvo a su cargo trabajos sobre estructura, mecánica, materiales, aerodinámica, térmica, baterías y electrónica de algunos sistemas.

Además, en sus instalaciones se llevó a cabo la integración de las diferentes partes del vehículo hasta su traslado a Punta Indio.


Durante los últimos meses, los investigadores, docentes, becarios, alumnos y técnicos que participaron del desarrollo del VEx1A dedicaron mucho tiempo y esfuerzo para cumplir con los plazos previstos.

Prácticamente, todos los componentes utilizados en la construcción del prototipo han sido desarrollados en el país, como el motor, la estructura, tanques, conductos, válvulas, sistemas y cajas de electrónica. Del proyecto también participaron empresas a las que se les encargó proveer diferentes sistemas para el vehículo, las cuales tuvieron que adecuarse tecnológicamente a las exigencias de este desarrollo.

El decano de Ingeniería mencionó, especialmente, a la comunidad y a las autoridades municipales de Punto Indio, por haber abierto sus puertas a la Facultad durante el desarrollo del proyecto. El Tronador II generó un fuerte impacto laboral en dicho partido, debido a la presencia en el lugar de los científicos de la CONAE (muchos provenientes de Córdoba), de la UNLP y de los otros centros de investigación que integran el programa espacial.


Varios lanzamientos

Actualmente, se está trabajando en cuatro VEx y está previsto desarrollar dos más. “Es un proyecto que va avanzando en escalones hacia el proyecto final que es el Tronador II”, dijo Actis.

Los vehículos experimentales presentan variantes en su construcción, ya que el objetivo es realizar diversas pruebas. “Se aprende más de las fallas que de los éxitos, porque puede pasar que en una primera instancia todo funcione bien y, en una etapa posterior, se detecte un desperfecto”, expresó Actis.

El decano comentó que el diseño del Tronador II está terminado y comenzó a calcularse los motores. El lanzador experimental tecnológico debería estar listo para finales de 2015, pero lo cierto es que faltan desarrollar equipos, bancos de ensayos y comprar maquinarias, entre otras necesidades.

No obstante, en Ingeniería confían en que podrán hacerse otras pruebas muy alentadoras en el transcurso de estos dos años, y que la Argentina será capaz de poner sus propios satélites en órbita en un futuro cercano.

Fuente: Ingeniar, Revista de Ingeniería (UNLP)

El VEx1A siendo alistado para su primer lanzamiento.
(© CONAE)

lunes, 7 de abril de 2014

Ingeniería en el proyecto Tronador II

Autor: Marcos Actis (*)

La Facultad de Ingeniería de la UNLP viene participando de los desarrollos de la CONAE desde los inicios de la misma, hace más de veinte años. Ha colaborado en la gran mayoría de los satélites desarrollados por dicho organismo nacional. Y desde 2008 trabaja formalmente en el proyecto Tronador II, un lanzador que permitirá la colocación de satélites en el espacio.

El Vehículo Experimental 1 A (VEx1A),
en la plataforma de lanzamiento. (© CONAE)

El Vehículo Experimental 1 A (VEx1A), ensayado en la localidad de Punta Indio el 26 de febrero último, comenzó a desarrollarse en 2009 en distintos centros de investigación de la CONAE.

De nuestra Unidad Académica participan del proyecto (que prevé el desarrollo de seis vehículos experimentales) alrededor de 150 integrantes, entre investigadores, docentes, becarios, profesionales y técnicos.

A diferencia del vehículo Tronador II, el cual medirá casi 40 metros de altura y pesará alrededor de 60 toneladas, el VEx1A no fue creado para llegar al espacio. Se le colocó poco combustible para realizar la prueba y validar los sistemas desarrollados.

En los últimos meses, los integrantes de nuestra Facultad que participaron del desarrollo del primer vehículo experimental dedicaron mucho esfuerzo para cumplir con los plazos previstos. Para muchos de ellos, al igual que para el que suscribe, trabajar en el plan espacial argentino es un sueño hecho realidad.

Este proyecto ha permitido la intervención de los alumnos de Ingeniería aplicando los conocimientos teóricos adquiridos a lo largo de sus carreras en desarrollos concretos mediante cálculos, diseño, construcción y ensayos.

Los vehículos experimentales del proyecto Tronador II presentan variantes en su construcción, ya que el objetivo es realizar diversas pruebas. Se aprende más de las fallas que de los éxitos, porque puede pasar que en una primera instancia todo funcione bien y, en una etapa posterior, se detecte un desperfecto. Como decía el ingeniero aeroespacial Wernher von Braun “Los resultados de una prueba valen por mil opiniones expertas”.

En este sentido, creo que hubiese sido un milagro que todo funcionara correctamente en el ensayo del VEx1A, debido a su alta complejidad. Desde mi punto de vista, la prueba fue un éxito ya que al lograr que el vehículo se elevase conseguimos validar la gran mayoría de los sistemas que queríamos probar. No cabe duda que en la Argentina el Estado es el que más invierte en ciencia y tecnología. Por ejemplo, la CONAE, a través de su plan espacial, desarrolló satélites científicos con la participación de INVAP, la cual adquirió la capacidad para llevar adelante la construcción de satélites de comunicaciones y radares, posicionándola a nivel mundial.

Del mismo modo, el proyecto Tronador II permitirá que otras empresas adquieran también capacidades tecnológicas para el desarrollo de nuevos productos que en la actualidad no se fabrican en el país. Está demostrado que la industria aeroespacial es iniciadora de otras industrias.

En la década del ‘50, nuestro país se ubicó entre los pocos países del mundo en manejar tecnología de punta en el campo aeronáutico, lugar ocupado actualmente por Brasil. Hoy en el área espacial nos encontramos en una situación similar. Si no cometemos los errores del pasado podemos consolidar el liderazgo de la Argentina en materia espacial en la región. Por todo esto, la participación de nuestra Facultad en este proyecto es un orgullo y una responsabilidad muy grande.

(*) Decano de la Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata (UNLP)

Fuente: Ingeniar, Revista de Ingeniería (UNLP)


El autor de la nota, Dr. Ing. Marcos Actis.
(© M. Actis)

sábado, 5 de abril de 2014

Olas en los mares de Titán

Autor: Alberto González Fairén

Titán, el mayor de los satélites de Saturno, está cubierto por cientos de mares y lagos de hidrocarburos. La sonda Cassini ha descubierto la presencia de olas en los mares de Titán, y ha demostrado que la opacidad no es igual en todos los lagos y que las tierras bajas son pantanosas.

Durante los últimos años, la sonda Cassini (Figura 1) ha descubierto en Titán cientos de pequeños lagos y mares de metano, etano y otros hidrocarburos líquidos (Figura 2). Estos líquidos llueven sobre la superficie de Titán, y posteriormente se evaporan, en un sistema climático que presumiblemente incluye la presencia de vientos. Sin embargo, Cassini no ha encontrado hasta ahora ninguna evidencia de procesos eólicos que estén actuando sobre las superficies líquidas, por ejemplo en forma de ondulaciones en la superficie de los lagos o mares de Titán, que tienen un aspecto tan liso como el cristal.

Figura 1: Impresión artística de Cassini orbitando
alrededor de Titán. (© JPL)

Figura 2: Imagen de lagos en la superficie de Titán,
construida a partir de datos del radar de la sonda Cassini.
(© H. Zebker)

Una posible explicación sería la presencia de capas de tolinas depositadas sobre los mares de hidrocarburos. Las tolinas son compuestos químicos ricos en nitrógeno que se forman como resultado de la exposición del metano o el etano a la radiación ultravioleta, y por lo tanto se sintetizan de manera natural en la atmósfera superior de Titán. Al llover sobre los mares, las tolinas impedirían la formación de olas, ya que éstas deben iniciarse como micro-olas. Por lo tanto, se ha sugerido que las tolinas podrían estar impidiendo la formación de las micro-olas iniciales, estabilizando las superficies líquidas de Titán frente a la acción de los posibles vientos. Otra posible explicación sería que los vientos no son lo bastante energéticos como para movilizar los hidrocarburos líquidos, más viscosos que el agua. Sin embargo, Titán tiene campos de dunas, y por lo tanto vientos lo suficientemente potentes como para mover materiales en la superficie.

En 2010, el equipo de Cassini sugirió que, posiblemente, los vientos en Titán serían más energéticos al llegar la primavera al hemisferio norte (Saturno y sus lunas tardan 29 años terrestres en completar una órbita alrededor del Sol). Y, efectivamente, la predicción parece acertada: en las superficies de Punga y Ligeia Maria (Figura 3) se han detectado por primera vez las huellas de olas en un mar extraterrestre. Se trata de pequeñas ondulaciones de sólo 2 cm, aunque se espera que sean más frecuentes y de mayor tamaño a medida que avance la primavera.

Figura 3: Algunos de los lagos de Titán.
(© NASA / JPL-Caltech / SSI)

En una investigación relacionada, el equipo de Marco Mastrogiuseppe, de la Universidad La Sapienza en Roma, ha preparado el primer perfil batimétrico de Ligeia Mare, usando datos de radar de la sonda Cassini. La profundidad máxima de Ligeia es de 160 m, y la inclinación del fondo se suaviza hacia el norte. Además, han confirmado que el liquido que forma Ligeia Mare es notablemente transparente, lo que implica que la composición de Ligeia es casi exclusivamente metano y etano, con algo de nitrógeno disuelto (entre el 5 y el 15%), y que otros componentes deben representar menos del 0.1% del total. Por el contrario, otro lago del hemisferio sur, Ontario Lacus, es mucho menos profundo y menos transparente. La diferencia podría deberse a que, durante los veranos locales, la insolación en el hemisferio sur es más intensa que en el hemisferio norte, y por lo tanto Ontario podría estar sufriendo procesos evaporativos mucho más acelerados que Ligeia. Como resultado, Ontario Lacus habría perdido cantidades significativas de metano y etano, resultando relativamente más enriquecido en compuestos menos volátiles que Ligeia Mare (por ejemplo, hidrocarburos alifáticos de cadena larga, compuestos aromáticos o nitrilos), lo que explicaría su menor transparencia al compararlo con Ligeia.

Además de mares y lagos, Titán parece tener también zonas pantanosas. El equipo de Ralph Lorenz, de la Universidad Johns Hopkins, publicó a principios de este año sus análisis sobre la tasa de craterización de las distintas superficies de Titán. Encontraron que la distribución de los cráteres de impacto no es uniforme sobre la superficie del satélite, si no que están situados preferentemente en las tierras altas. Las tierras bajas conservan un registro de craterización y una morfología en los cráteres similares a las de los fondos oceánicos terrestres: escasos cráteres, y los que se pueden distinguir apenas presentan el borde levantado característico de los cráteres de impacto. Por lo tanto, concluyeron que las tierras bajas de Titán están saturadas de líquidos (Figura 4): o bien la superficie está cubierta por lagunas someras, o bien la subsuperficie está empapada en hidrocarburos líquidos.

Figura 4: Las regiones polares de titán mostrando
los lagos y zonas húmedas. (© NASA)
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