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I JORNADAS DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DEL INSTITUTO UNIVERSITARIO NAVAL

Los días 27 y 27 de agosto del presente año se ha llevado a cabo el primer

encuentro científico organizado por la Secretaría de Investigación del Instituto

Universitario Naval. El mencionado encuentro reunió a investigadores provenientes de

diversas instituciones universitarias y centros de investigación nacionales.

Las áreas temáticas propuestas para la presentación escrita y las exposiciones de

los trabajos por parte de los investigadores se vincularon con la orientación de las

carreras y cursos que se imparten en cada Unidad Académica, de acuerdo con líneas de

investigación previamente fijadas por cada unidad y en las que se enmarcan los

proyectos de carácter científico y/o tecnológico que desarrollan los docentes

investigadores.

Las l Jornadas de Ciencia Y Tecnología del Instituto tuvieron entre sus objetivos

brindar un espacio para la comunicación científica, convocando para ello a nuestros

docentes investigadores, pero también abriéndonos y sumando a investigadores de otras

instituciones universitarias y centros de investigación. Este evento posibilitó exponer

nuestros logros en lo que a investigación científica se refiere y también recibir los

aportes de investigadores externos, provenientes de reconocidas instituciones que se

sumaron generosamente a nuestro esfuerzo.

El Acto de Apertura, que se llevó a cabo el jueves 26 de agosto en la Escuela de

Guerra Naval, contó con la presencia de autoridades representantes de algunas de las

siguientes instituciones:

Armada Argentina: Sr. Jefe del Estado Mayor General de la Armada, Almirante Jorge

Omar Godoy

Ministerio de Defensa: Sra. Subsecretaria de Ciencia y Tecnología, Dra. Mirta Iriondo.

Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva: Sr. Secretario de

Articulación Científico Tecnológica, Dr. Alejandro Ceccatto.

I Jornadas de Ciencia y Tecnología…

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Ministerio de Educación: Sr. Coordinador del Programa para la Promoción de la

Universidad Argentina (PPUA), Dr. José Landi.

Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET): Sr.

Vicepresidente de Asuntos Tecnológicos, Dr. Faustino Siñeriz.

Comisión Nacional de Evaluación y Acreditación Universitaria (CONEAU): Sr.

Miembro de la Comisión, Dr. René Nicoletti.

Centro de Investigación en Tecnología de Pinturas (CIDEPINT) dependiente de la

Comisión de Investigaciones Científicas (CIC), Sr. Representante, Dr. Ing. Walter Egli.

Instituto de Educación Superior del Ejército: Sr. Vicerrector, Cnl. Juan Luis

Pasqualini, Sr Secretario de Investigación, Cnl. Alejandro Mella Abal y Sr. Secretario

de Investigación de la Escuela Superior Técnica, Cnl. Hilario Aguirre.

Instituto Universitario Aeronáutico, Sr Secretario de Ciencia y Técnica, Ing. Víctor

Torregiani.

Instituto Universitario de Seguridad Marítima: Sr Rector, PG (RE) Osvaldo D.

Tourn.

Facultad de Informática de la Universidad de Morón, Sr Decano, Ing. Hugo

Padovani.

Instituciones Auspiciantes (por orden alfabético):

Instituto de Ciencias Políticas y Relaciones Internacionales de la Universidad Católica Argentina.

Instituto de Enseñanza Superior del Ejército.

Instituto Tecnológico de Buenos Aires.

Instituto Universitario Aeronáutico.

Facultad de Ciencias Físico Matemáticas e Ingeniería de la Universidad Católica Argentina.

Universidad FASTA.

Universidad Nacional de Cuyo.

Universidad Nacional de La Plata.

Universidad Tecnológica Nacional, Regional Bahía Blanca.

Secretaría de Cultura de la Presidencia de la Nación.


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Publicaciones

Los trabajos presentados en las Jornadas se encuentran publicados en CD- ROM

como también en formato Web. Se puede acceder a ellos a través de la siguiente

página: http://www.ara.mil.ar/ o bien desde: http://www.ara.mil.ar/pag.asp?idItem=418

Las presentaciones en formato PDF, tal como fueron presentadas por los

expositores durante el transcurso de las Jornadas, se encuentran disponibles en:

http://www.inun.edu.ar/menues/Jornadas/cronograma.htm

Agradecimientos

El Instituto Universitario Naval agradece el desinteresado apoyo logístico a

Microsoft Argentina y al Banco Patagonia.

Galería de Fotos

Conferencia Inaugural

La imagen corresponde a la Conferencia Inaugural a cargo del Dr. Pablo Schulz, Director del Departamento de Investigación de la Escuela de Oficiales de la Armada (ESOA), en el Acto de Apertura

de las I Jornadas de Ciencia y Tecnología del Instituto Universitario Naval.


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Palabras de bienvenida a cargo de autoridades

De derecha a izquierda: Sr. Jefe del Estado Mayor General de la Armada, Almirante Jorge Omar Godoy y Sr. Rector del Instituto Universitario Naval (INUN), CL VGM Mg. Álvaro José Martínez.

Autoridades y docentes investigadores (INUN-ESOA) en la Exposición de Posters.

De Izquierda a derecha: CN Hugo Vives, Director de la ESOA, CL VGM Álvaro Martínez, Rector del INUN, Dr. José Luis Rodríguez, docente e investigador, Dr. Pablo Schulz, docente, investigador y

Director del Depto. de Investigación y CF Raúl Mantulak, Jefe de Investigación.


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Docentes investigadores de la Escuela Naval Miltar (ESNM)

De izquierda a derecha: Dr. Osvaldo Trabochi, Lic. Lea Bourimborde y Dr. Jorge Reyna Almandos, Director del Proyecto: Estudio y Análisis de la Contaminación ambiental mediante técnicas físicas y

químicas.

LISTADO DE TRABAJOS PRESENTADOS POR LOS DOCENTES INVESTIGADORES DEL INSTITUTO UNIVERSITARIO NAVAL

PONENCIAS y POSTERS

Área temática: Oceanografía

Los frentes oceánicos altamente productivos de la plataforma argentina.

Dra. Silvia Romero.

Escuela de Ciencias del Mar.

Dos métodos complementarios para la caracterización de alineaciones magnéticas

en el margen continental argentino.

Ing. Daniel Abraham.



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Un modelo del campo de gravedad de la tierra

Ing. Raúl Días.


Creación de un sistema de información geográfica de datos físico-químicos del

océano. (Poster)

Víctor Hugo Catacata, Dra. Silvia Romero.


Área temática: Intereses marítimos. (Derecho del mar)

Derecho del Mar y responsabilidad por contaminación marina.

Abogado Julio César Villano.

Escuela de Guerra Naval

Revisitando el derecho de visita.

Abogado Enrique Aramburu.

Escuela Nacional de Náutica.

Área temática: Tecnología y protección medio ambiental

Materiales para eliminación de derrames de petróleo: uso de polibutadieno

fosforado.

Dr. Pablo Schulz, Dr. José Luis Rodríguez.

Escuela de Oficiales de la Armada

Estudio y análisis de la contaminación mediante técnicas físicas y químicas.

(Poster)

Dr. Jorge Reyna Almandos; Lic. Lea Bourimborde; Dr. Osvaldo Trabocchi.

Escuela Naval Militar

Área temática: Tecnología y producción de energías alternativas

Mantenimiento predictivo de turbinas eólicas.

Dr. Ing. Horacio di Prátula; Ing. Alberto Russin.



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Área temática: Desarrollo de software y Sistemas de Simulación para adiestramiento y toma de decisiones en distintos niveles

Simulador de Juegos de Guerra JÚPITER

CN Lic. Claudio Pérez Ortigueira ; CF Ing. Rosana Triulzi

Escuela de Guerra Naval

La Matriz de Insumo-Producto de la Base Naval Puerto Belgrano. Aspectos

metodológicos

Lic. Rodolfo Romanelli; Lic. Valeria Scherger


SÍNTESIS DE ALGUNOS DE LOS TRABAJOS PRESENTADOS

PONENCIAS

Los frentes oceánicos altamente productivos de la plataforma argentina.

Dra. Silvia Romero. Escuela de Ciencias del Mar.

Aproximadamente al Sur de 40°S, el Atlántico Sudoccidental presenta una

plataforma continental ancha denominada Plataforma Patagónica. La región es parte de

uno de los grandes ecosistemas marinos del globo que da lugar a una comunidad de

especies extraordinariamente rica y diversa, atraída por altas concentraciones de

plancton. El frente del talud es un frente físico caracterizado por gradientes de

temperatura y salinidad moderados que constituye la transición entre aguas de

plataforma y de la Corriente de Malvinas. Análisis de datos in situ de verano sugirieron

por primera vez la existencia de "parches" de alta concentración de clorofila-a al oeste

del núcleo de la Corriente de Malvinas, y valores menores en invierno [Brandhorst and

Castello, 1971]. Datos del sensor Coastal Zone Color Scanner (CZCS) revelaron más

tarde que la región de altas concentraciones de clorofila-a forma durante la primavera y

el verano una banda meridional casi continua cercana al quiebre del talud [ Podesta,

1988, 1997; Longhurst, 1998]. Negri et al. (1992) relacionaron altas concentraciones de

clorofila-a (16 mg/m3) observadas en la plataforma exterior con florecimientos

inusuales de dinoflagelados. Brown y Podestá (1997) propusieron que los "parches" de


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alta reflectancia observados en aguas superficiales de la plataforma y fuera de ella

correspondían a florecimientos del cocolitofórido Emiliania huxleyi. El ecosistema

propio de la región del talud es de suma relevancia en el ciclo de vida de varias especies

económicamente importantes [Podesta, 1988; Bertolotti et al., 1996; Sanchez and

Ciechomski, 1995; Rodhouse et al., 2001; Acha et al., 2004; Bogazzi et al., 2005].

En la Patagonia Austral, los florecimientos de fitoplancton de verano-otoño

ocurren hacia el este (offshore) de regiones frontales cercanas a la costa que a su vez

limitan zonas de alta captura de CO2 de la atmósfera, es decir zonas de fuertes flujos de

CO2 desde la atmósfera hacia el océano [Bianchi et al., 2005]. La estratificación vertical

juega un rol clave en la determinación de estos flujos. Varios estudios sugieren que la

clorofila satelital presenta fuerte variabilidad en plataforma Patagónica comparada con

otras regiones oceánicas. Es aún pobre el conocimiento sobre la estructura de la

distribución de la clorofila-a, sus variaciones estacionales y de escalas temporales más

largas, como también sobre los mecanismos de enriquecimiento de nutrientes que

mantienen estos ecosistemas. Sin embargo, en los últimos tiempos y con el

advenimiento de los sensores satelitales de color del océano, el Atlántico Sudoccidental

está siendo el foco de atención de numerosos trabajos científicos de envergadura.

El propósito de este trabajo es describir la variabilidad estacional a interanual

sobre la Plataforma Patagónica y el talud en el Atlántico Sudoccidental en base a 7 años

(1998 - 2004) de datos de color del océano del sensor Sea-Viewing Wide Field-of-View

Sensor (SeaWiFS, http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/SeaWiFS/BACKGROUND/),

identificar regiones de alta concentración de clorofila-a en la plataforma y el talud del

Atlántico Sudoccidental y analizar su relación con la estructura termohalina obtenida en

base a datos históricos de campañas oceanográficas.

Dos métodos complementarios para la caracterización de alineaciones magnéticas en el margen continental argentino.

Ing. Daniel Abraham. Escuela de Ciencias del Mar.

Los modelos de apertura del océano Atlántico Sur están basados en el cálculo de

rotaciones de las placas tectónicas alrededor de los denominados polos de Euler. Su

determinación se basa en evidencias geológicas basadas en la magnetometría y la

gravimetría.


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La teoría de la tectónica de placas predice la creación continua de corteza. Esto

ocurre cuando dos placas divergen en las dorsales centro oceánicas. El material

magmático fundido es extruido desde la dorsal y arrojado hacia ambas placas

solidificando casi inmediatamente.

El elevado contenido de hierro del material extruido hace que cuando se

solidifique y adquiera una temperatura menor que la de Curie, quede con una

magnetización termo-remanente paralela al campo magnético de la época. Este

mecanismo permite que alineaciones de material solidificado y magnetizado en una

misma época estén sobre las dos placas a ambos lados de la dorsal. Estos lineamientos

isócronos así formados son las llamadas anomalías magnéticas de expansión de fondo

oceánico. Los centros de expansión son los lugares donde se crea nueva corteza

oceánica al separarse las placas.

En este trabajo mostraremos dos métodos que ayudan a identificar los

lineamientos magnéticos característicos de la corteza oceánica en la zona del margen

continental argentino, comprendida aproximadamente entre 35º S y 48º S. Uno de los

métodos se basa en calcular la curvatura de las anomalías magnéticas y superponerla a

modo de máscara semitransparente sobre las anomalías. El otro consiste en realizar un

modelo con ecuaciones diferenciales para generar la respuesta magnética de cuerpos

adyacentes con magnetización remanente y polaridad alternada.

Un modelo del campo de gravedad de la tierra

Ing. Raúl Días. Escuela de Ciencias del Mar.

En el estado actual de desarrollo de la Ciencia, la Gravedad, con el

electromagnetismo, la acción débil y la acción fuerte, constituyen las fuerzas que dan

cuenta del mundo físico. La Ley Universal de Gravitación, postulada por Newton en el

siglo XVIII expresa, en su forma actual: 221

rmmGFF == ; en la cual: F = fuerza de

atracción actuante entre las masas m1 y m2, separadas de la distancia r; G = Constante

universal de gravitación = 6,67 . 10-11 N.m2.kg-2. El campo gravitacional se define en

función de la fuerza actuante en cada punto sobre la unidad de masa, de modo que la

intensidad del campo generado por una masa puntual unitaria “m” en un punto a la

distancia “r”, viene dada por la expresión: 2rmGg = [Nkg-1]; ó más frecuentemente


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[m.seg-2]. En una Tierra perfectamente esférica de densidad uniforme, estática en el

espacio, g resultaría constante sobre la totalidad de su superficie. Para cualquier desvío

respecto de la esfera (R variable), o para variaciones locales de la densidades

(anomalías), g también varía. La Tierra de densidad uniforme, tampoco sería una

esfera sino un esferoide, vale decir una esfera achatada en los polos como resultado de

la rotación, con g mayor en los polos que en el Ecuador, siendo la fuerza gravitacional

neta la resultante de la combinación de las acciones de la atracción de masa y la

aceleración centrífuga.

El presente trabajo, sin pretensiones de originalidad, se propone exponer muy

sintéticamente y utilizando recursos analíticos más o menos simples, el procedimiento

de desarrollo de un modelo matemático del Campo de Gravedad Terrestre, que aún

cuando se halla descrito en múltiples textos y publicaciones suele presentarse inmerso

en un contexto de complejidad matemática que suele resultar penosamente accesible a

quienes, interesándose en la herramienta de análisis, no pretenden internarse en sus

laberintos.

Materiales para eliminación de derrames de petróleo: uso de polibutadieno fosforado.

Dr. Pablo Schulz, Dr. José Luis Rodríguez. Escuela de Oficiales de la Armada

Actualmente, se utilizan varias técnicas para recuperar petróleo ante un derrame,

como uso de colectores y emulsificantes. Estos últimos presentan propiedades agresivas

al ambiente, causando varios problemas a la fauna acuática, incluso su muerte. Las

branquias de los peces pueden ser severamente dañadas, causando muerte por asfixia,

aún en agua saturada de oxígeno. Los surfactantes pueden también alterar el

metabolismo de las plantas.

En nuestra investigación, hemos caracterizado un polímero anfifílico que posee un

potencial como colector de petróleo. Puesto que el material permanece sobre la

superficie del agua, es de suponer que el daño a los microorganismos acuáticos,

animales y plantas será mucho menor que el producido por el empleo de emulsificantes

que se disuelvan en agua. Actualmente estamos realizando modificaciones estructurales

al polímero para optimizar el grado de recuperación del hidrocarburo.


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Simulador de Juegos de Guerra JÚPITER

CN Lic. Claudio Pérez Ortigueira; CF Ing. Rosana Triulzi . Escuela de Guerra Naval

El Simulador “Júpiter” se ha constituido en una herramienta fundamental para la

formación de los futuros Comandantes navales y de los Oficiales de Estado Mayor,

básicamente para el desarrollo de capacidades normalizadas en el proceso de toma de

decisiones en situaciones complejas, bajo condiciones de gran incertidumbre.

El Simulador provee un soporte informático que permite dirigir un ejercicio,

disponiendo de un escenario virtual para simular escenarios de incertidumbre y/o alta

densidad de información, representando distintas organizaciones y/o diferentes niveles

de una misma organización, y, en simultáneo, desarrollar/evaluar procesos de toma de

decisiones en situaciones de crisis tanto para la formación de los futuros directores

(formación de instructores) como de los alumnos, ya sea en el ámbito militar,

gubernamental y/o empresarial. Bajo este concepto, el manejo del liderazgo, la moral

del grupo, la motivación, el entrenamiento y la disciplina resultan factores clave.

El sustento teórico-práctico que brindan los casos de estudio y los ejercicios

generan el marco adecuado para enfrentar crisis con la confianza que deviene de la

formación adquirida.

Dentro del marco académico, este simulador permite la evaluación en aquellas

aptitudes tales como:

• Capacidad de liderazgo.

• Capacidad para adoptar decisiones correctas.

• Capacidades de comunicación.

• Capacidad para trabajar en equipo.

• Capacidad para articular consensos.

• Capacidad para evaluar información y emplear aquella que resulte relevante.

Algunos de los juegos realizados han sido propios de los cursos regulares;

conjuntos: con Ejército y Fuerza Aérea Argentina; combinados, con Armadas de otros

países: bilateral Argentina y Chile; trilateral, Argentina, Brasil y Uruguay; hexalateral,

Argentina, Brasil, Canadá, Chile, Perú, Estados Unidos; interamericano (por internet);

con organismos gubernamentales; con institutos y universidades; con empresas.

Sin embargo, la contribución que realiza la Unidad Académica no se agota en el

servicio de las necesidades de formación intramuros, sino que pretende extender las


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facilidades que brinda el Simulador a la comunidad en general, a través de convenios

con universidades de gestión pública o privada, instituciones y organismos del Estado

Nacional.

La Escuela de Guerra Naval es pionera en la transferencia de su experiencia en el

sistema de pensamiento estratégico, en el de su desarrollo de simulación y en

conocimientos relativos a la gestión logística. Es sede permanente de varios ejercicios

de manejo de crisis de los que participan alumnos, docentes, profesionales y

personalidades de instituciones universitarias de gestión pública y privada, otras Fuerzas

Armadas de las Nación, de la región y del continente, institutos de formación del

Servicio Exterior de la Nación, Escuela de Defensa Nacional y funcionarios de diversos

organismos del gobierno nacional.

La Matriz de Insumo-Producto de la Base Naval Puerto Belgrano. Aspectos metodológicos

Lic. Rodolfo Romanelli; Lic. Valeria Scherger. Escuela de Oficiales de la Armada

La Base Naval Puerto Belgrano constituye en sí misma una región con relaciones

económicas tanto internas como externas, a través de las distintas unidades que la

componen. Por lo tanto, el desenvolvimiento económico, sus interrelaciones y los

servicios que prestan al exterior (a otras unidades de la Armada o a terceros) son

pasibles de ser medidos, y sus cambios, evaluados. En este sentido, la Matriz de Insumo

Producto aparece como una herramienta idónea para esta tarea.

El modelo de insumo producto fue desarrollado en la década del ‘30 por Wassily

Leontief, quien culminó con la publicación en 1941, de las matrices de insumo-producto

de los Estados Unidos para los años 1919 y 1929.

Desde ese momento, diversos países comenzaron a elaborar los cuadros de

insumo producto. En el caso de la Argentina, las tablas fueron confeccionadas para el

año 1950, con la intervención de la Comisión Económica para América Latina

(CEPAL), y para los años 1953, 1963 y 1973, con la intervención del Banco Central de

la República Argentina (BCRA).

Trascurrió un largo período hasta que el Gobierno Nacional, en 1997, declaró de

interés nacional la elaboración de una Matriz de Insumo Producto. La tarea dio por

resultado la estimación de la Matriz de Insumo Producto (MIP) con base 1997, dada a

conocer en el año 2000.


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Dentro de su aplicación en el campo regional, se han elaborado Matrices de

Insumo Producto en algunas provincias, como son el caso de la Provincia de Salta

(1999) y más recientemente la Provincia de Neuquén (2004). El presente trabajo, de

carácter introductorio, se inscribe dentro de las aplicaciones en ese nivel.

El objetivo de este trabajo es caracterizar y establecer las condiciones para la

estimación de la Matriz de Insumo Producto para la Base Naval Puerto Belgrano

(BNPB).

Dentro de las aplicaciones y resultados esperados, la Matriz de Insumo producto

posibilitaría:

Simular impactos agregados o por componentes de cambios en los costos de

insumos.

Evaluar los efectos, tanto sectoriales como globales, de cambios en la demanda

final para los destinos localizados en la BNPB (ej. incremento en la matrícula de

alumnos del sector educativo, mayor actividad o ejercitaciones de la Flota de Mar, etc.).

Estimar el impacto que la BNPB tiene sobre el origen de las importaciones, como

el caso de las ciudades de Punta Alta y Bahía Blanca, que son los centros de

abastecimiento de muchos bienes y servicios que la actividad de la Base Naval requiere.

Estimar el impacto ocupacional y de actividad de los alumnos de las escuelas que

residen temporariamente en la zona de influencia de la BNPB

A través de las matrices de impacto es posible estimar cambios en el nivel de

empleo. Siendo la nómina salarial uno de los componentes importantes en los

presupuestos, los cambios salariales, a su vez, producen impactos sustanciales en los

presupuestos, que pueden ser fácilmente estimados con la ayuda de la MIP.

Como combinación de las anteriores aplicaciones, la MIP constituye una

herramienta básica para el planeamiento económico y presupuestario de las autoridades

de la BNPB y jefaturas de sus destinos componentes.

El presente proyecto continúa con la fase de estimar un modelo a escala de

cuatro sectores, tarea que se encuentra en pleno desarrollo.


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Mantenimiento predictivo de turbinas eólicas.

Dr. Ing. Horacio di Prátula; Ing. Alberto Russin. Escuela de Oficiales de la Armada

Introducción

El Grupo de Estudio Sobre Energías (GESE) de la UTN-FRBB efectúa estudios

de la energía eólica y su aplicación, considerando tanto grandes parques como sistemas

aislados. El proyecto de investigación en marcha contempla la optimización de la

energía eólica con el vector hidrógeno, participando el Dr. Alfredo Juan de la

Universidad Nacional del Sur. Al mismo tiempo, dos integrantes del GESE el Dr. di

Prátula y el Ing. Russin se encuentran investigando el tema de mantenimiento predictivo

(diagnóstico de fallas en máquinas eléctricas) en un proyecto de investigación del GESE

y en la ESOA (INUN).

Ambos temas confluyen en este trabajo que se extenderá teórica y

experimentalmente en el análisis del diagnóstico de fallas en las turbinas eólicas. La

energía eólica presenta características que permiten suponer un desarrollo importante en

nuestro país.

Esto es porque los recursos eólicos en diferentes lugares geográficos existen y

presentan un buen factor de capacidad. Si bien los requerimientos en redes eléctricas

deben ser mejorados, el futuro de este sistema de generación de energía será importante

y, por lo tanto, se considera trascendental analizar los métodos de diagnóstico de fallas

considerando además las particularidades propias de nuestro país y de cada tipo de

generador eólico. El objetivo del trabajo es determinar los métodos de diagnosis a

utilizar en las turbinas eólicas para diagnosticar fallas optimizando la elección del

mismo en relación a la generación eólica en nuestro territorio. Se analiza la necesidad

de monitoreo y elección del mantenimiento adecuado, considerando los posibles

dispositivos a usar (grúas, desmonte, etc.) y requerimientos para su aplicación con

suficiente antelación como para prever las contingencias del mismo.

Se analiza la aplicación de monitoreo y diferentes tipos de mantenimiento

considerando la importancia de cada subconjunto de la turbina eólica frente a los costos

de aplicación y lucro cesante que derivan de su aplicación. En este sentido, además de

los clásicos sistemas de medición de vibraciones y análisis de las frecuencias, análisis

espectral de corriente para la determinación de fallas en máquinas eléctricas, se propone


128

la medición de campos magnéticos de dispersión en máquinas eléctricas lo que permite

diagnosticar todas las fallas en la máquina eléctrica.

Desarrollo

Las energías renovables se obtienen de fuentes naturales y se consideran

inagotables, básicamente pueden mencionarse siete[1] :

De las energías renovables, la energía eólica ha mostrado un avance a nivel

mundial que no solo obedece al interés por disminuir la contaminación sino también a la

necesidad de diversificar la matriz energética dominada excesivamente por los

combustibles fósiles, cuyo ciclo de agotamiento se avizora con suficiente anticipación

como para tomar medidas sobre su excesivo consumo.

Los avances tecnológicos han abaratado y aumentado la eficacia de los

aerogeneradores, y las condiciones de venta de energía producida a la red son cada vez

mejores. Los aspectos tecnológicos han mostrado una evolución tal que en una década

han variado las potencias y las dimensiones así como el tipo de generador y los

elementos electrónicos incorporados han contribuido a una mejor relación entre la red

eléctrica y el turbo generador.

Estos elementos, así como la utilización de control de palas (pitch) de las

turbinas eólicas y el mayor uso de este tipo de generación (en Europa, especialmente) en

instalaciones en el mar, han motivado un importante cambio en materia de diagnóstico

de fallas y mantenimiento con monitoreo permanente [2]. En nuestro país la instalación

de parques eólicos se realiza fundamentalmente en tierra, dado que se cuenta con

territorio suficiente y no se justifica la instalación marítima. Ello es así si se considera

[1] ANDRAWUS, J.A., 2008. [2] SERRA, F., CATUOGNO G., DE ANGELO, C., BOSSIO, G., 2008.


129

que el costo es mucho mayor que el de instalación terrestre. Las instalaciones terrestres

presentan un costo de operación y mantenimiento despreciable frente al requerido por el

parque eólico en el mar (30% del valor de la energía) [3] [4].

Sin embargo, considerando las diferencias tecnológicas existentes entre nuestro

país y aquellos avanzados en la instalación de este tipo de energía, esa diferencia se

reducirá en función del uso de grúas para desmontar piezas importantes en caso de daño

por falla. Debe considerarse que la aplicación de métodos de diagnóstico de fallas y el

mantenimiento in situ no representa problemas en la Argentina, ya que se cuenta con el

material humano capacitado y es posible la incorporación de equipos de diagnóstico.

Estos aspectos dan importancia al diagnóstico predictivo para realizar el mantenimiento

evitando la falla y el posible uso de equipo pesado (grúas). El diagnóstico predictivo se

basa fundamentalmente en los siguientes ensayos:

Es importante reconocer la incidencia de cada componente de la turbina en la

estadística de fallas con el fin de establecer los métodos de diagnóstico que se

implementarán y la conveniencia de un mantenimiento de diagnóstico on-line (a

distancia y en tiempo real) con sensores [5]. La siguiente figura muestra la proporción de

incidencia de fallas en cada componente para un aerogenerador con caja de engranajes.

[3] VERBRUGGEN, T.W., 2007. [4] INFIELD, D, 2007. [5] AMIRAT, Y., BENBOUZID, M.E.H., et al, 2007.


130

Acoplamiento, góndola, fundación, torre

0%

Otros30%

Sistema de control13%

Caja de engranajes12%

Virador de góndola8%

Turbina completa7%

Generador5%

Sistema hidráulico5%

Red eléctrica5%

Palas5%

frenos3%

frenos de aire3%

árbol y rodamientos2%

Mecanismos de control2%

El objetivo del diagnóstico predictivo sería evitar el costo de la reparación y el

desarme con la utilización de grúas y movimiento de componentes de la turbina de

importante peso o tamaño. Relacionado con la consideración dada en el párrafo anterior

es importante poner atención a los siguientes subsistemas y la incidencia de fallas sobre

la turbina eólica (total ∼ 29% en Dinamarca):

• Generador (5%) y red eléctrica (5%)

• Caja de engranajes (12%)

• Palas (5%)

• Árbol y rodamiento (2%)

La incidencia de la caja de engranajes se evitaría en el caso de turbinas con

generación directa y generadores sincrónicos o de inducción de doble bobinado, sin

embargo la máquina de inducción jaula de ardilla, que requiere caja de engranajes,

presenta menos condiciones de falla. Los aerogeneradores actuales poseen sistemas de

control con mayor complejidad ya que actúan sobre las palas y los generadores en uso

(sincrónicos con excitación ó imanes permanentes, máquinas de inducción con doble

bobinado, etc) requieren equipos onduladores y/o rectificadores controlados para la

excitación. Es importante destacar que las fallas en el generador se dividen según su

porcentaje de incidencia en: aislación 34%, rodamientos 41%, rotor 9% y otras 14%.

El costo del rodamiento es bajo y su recambio es rápido con reducido lucro

cesante, pero el costo de una reparación eléctrica es elevado y con alto lucro cesante, sin

considerar el hecho de que en ambas fallas el generador debe desmontarse y bajarse

para su reparación. Estos aspectos económicos deben evaluarse para prestar atención al

diagnóstico por fallas eléctricas y rodamientos de las máquinas eléctricas.


131

En una comparación entre generadores de 600 kW y generadores de mayor porte

(1.5 Mw) de concepción más moderna pero de menor población la referencia muestra

las siguientes estadísticas [6]:

Este gráfico compara los porcentajes de falla por turbina por año entre turbinas

eólicas con palas fijas (stall control) y máquina eléctrica con cajas de engranajes con

turbinas eólicas con control de palas y generador directo sin caja de engranaje. Los

generadores que se instalarán en nuestro país serán con control de palas y generación

directa ó indirecta mientras que los generadores que fueron instalados son en su mayoría

con generación indirecta y palas fijas (stall control). Puede destacarse que el sistema de

control de palas (19.13%) tiene mayor incidencia de fallas que la caja de engranajes

(18.44%), pero las palas muestran mayor cantidad de fallas en las palas fijas (20.9%)

que en las palas controladas (3.48%).

Al mismo tiempo, el sistema eléctrico muestra mayor incidencia en los directos

(20%) que en los indirectos (11.48%) como también los sensores (12.17% a 1.28%). De

estas estadísticas puede destacarse que producirán menos lucro cesante las fallas en el

control de palas que en las cajas de engranajes y destacar como grave las fallas en las

palas. Sin embargo, es muy importante destacar también que las fallas de generadores

directo (8.7%) con respecto al indirecto (4.10%) es muy delicado, considerando el

tamaño de los generadores directos (generadores multipolo) frente a los generadores

indirectos (generalmente de 4 polos) para desmontar y reparar.

Es primordial tomar en cuenta aspectos locales en la decisión de adoptar el

monitoreo de subsistemas de la turbina eólica, al mismo tiempo que debe elegirse bien

el tipo de diagnóstico y el subsistema a evaluar. El buen resultado de la decisión se

obtendrá con un análisis adecuado de costos, estadísticas de falla, métodos de

[6] TAVNER, P., J., et al, 2006.


132

diagnóstico, sistema de monitoreo y finalmente introducir en la ecuación de decisión

aspectos locales que influirán en los procedimientos de mantenimiento. Por ejemplo, un

cambio de rodamientos en el generador de una turbina eólica de palas fijas con caja de

engranajes (máquina de inducción – 4 polos – 2 Ton de peso aproximadamente)

presenta mayor costo en montaje y desmontaje (alquiler de la grúa) que el costo de la

reparación; en cambio, una falla eléctrica en el generador demanda un costo superior al

de montaje y desmontaje con un lucro cesante mayor.

El caso de piezas importadas y mayor tamaño (palas, rotor, caja de engranajes,

sistema de control de palas, etc.) presentaría un lucro cesante importante por el tiempo

demandado en su reposición (lucro cesante) así como en el caso de los subsistemas de

gran peso el montaje y desmontaje y transporte. También debe tomarse en cuenta que la

salida de servicio de un transformador de conexión (mucho mas grave es el

transformador de subestación) presentará un importante lucro cesante o un stock

(parque grande) inactivo costoso.

Conclusiones

Debe evaluarse cuidadosamente la decisión del monitoreo, a que subsistema

debe hacerse y que ventajas otorgará. Al mismo tiempo, justipreciar a qué subsistemas

debe efectuarse un diagnóstico predictivo on-line y cuál puede realizarse

periódicamente como está estipulado en los sistemas de mantenimiento preventivo.

Los subsistemas que requieren mayor atención son: el sistema de generación,

caja de engranajes, palas y transformador de salida. No debe descartarse el sistema de

control de palas y los equipos electrónicos de conexión a red eléctrica o excitación

(según el tipo de máquina generadora adoptada) considerando los repuestos que se

requieren en caso de falla de los mismos. Es importante elegir entre mantenimiento

correctivo, preventivo y predictivo, y la necesidad de monitoreo o no, versus costos de

la aplicación de los métodos y daños a la turbina eólica, considerando también el lucro

cesante y los equipos a utilizar en caso de falla.

La falla eléctrica en un generador es de mayor lucro cesante y costo que el

recambio de rodamientos por ejemplo, por lo que se hace necesario el mantenimiento

predictivo para las fallas eléctricas pero podría implementarse el mantenimiento

preventivo para los rodamientos. Aunque destacamos como importante que desmontar y

montar el generador para la reparación o el recambio de cojinetes es igual de costoso.


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El mismo problema sería la reparación (montaje y desmontaje) de la caja de

engranajes. Sin embargo, también lo sería un daño en generador directo sin caja de

engranajes. El caso de la pala de por sí una falla de gran riesgo para la turbina y, por lo

tanto, el diagnóstico predictivo es una necesidad. Es importante establecer revisión

permanente en los subsistemas con la factibilidad de incrementar el seguimiento con

sensores y llegar al monitoreo en caso de considerarlo importante. Como pauta final

consideramos que la estadística de fallas requiere de una revisión, dado que en nuestro

país se han detectado problemas de palas, caja de engranaje y generadores, siendo la

falla en el sistema de conexión (transformadores) menor.

Deben analizarse los vientos y su turbulencia (palas, rotor y caja de engranaje).

Esto nos lleva a que en nuestro país deben considerarse las zonas de generación, ya que

en algunos lugares (sur del país) el viento es óptimo pero también requiere de mayor

robustez de los equipos mientras que en el sur y costa bonaerense es de menor caudal

pero menor turbulento.

Por lo tanto, el estudio de vientos también es importante para recabar

información orientadora hacia la posible falla del equipo.

Bibliografía

-AMIRAT, Y. ; BENBOUZID, M.E.H, et al. "Condition Monitoring and ault Diagnosis in Wind nergy onversion Sstemis: A Reviewi". Electric Machines & Drives Conference, 2007. IEMDC '07. IEEE International.

-ANDRAWUS, JESSE A. Thesis for the degree of Doctor of Philosophy The Robert Gordon "Maintenance optimisation for Wind Turbines". University Scotland, UK: a Scottish charity, registration No. SCO13781 April 2008.

-INFIELD, DAVID. "Condition Monitoring of Wind Turbines" CREST Loughborough University

-SERRA, F.; CATUOGNO, G.; DE ANGELO, C.; BOSSIO, G. "Sistemas de Monitoreo de condición en turbinas eólicas". ASADES Vol. 12, Buenos Aires, 2008.

-TAVNER, P., J., et al. "Machine and Converter Reliabilities in Wind Turbines" IEE 2º International Conference on Power Electronics, Machine & Drives Dublin aprinl/2006.

-VERBRUGGEN, T. W. "Wind Turbine Operation & Maintenance based on Condition Monitoring WT-Ω" Final report, 2007.


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Posters

En las páginas siguientes se presentan los siguientes posters:

• Poster 1:

Creación de un sistema de información geográfica de datos físico-químicos del océano. (Poster)

Víctor Hugo Catacata; Dra. Silvia Romero. Escuela de Ciencias del Mar.

• Poster 2:

Estudio y análisis de la contaminación mediante técnicas físicas y químicas. (Poster)

Dr. Jorge Reyna Almandos; Lic. Lea Bourimborde; Dr. Osvaldo Trabocchi. Escuela Naval Militar

• Poster 3: Proyectos de Investigación de la Unidad Académica Escuela de Oficiales de la Armada. (Poster)

Dr. Pablo Schulz; Dr. José Luis Rodríguez. Escuela de Oficiales de la Armada

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I Jornadas de Ciencia y Tecnología del Instituto ... del cyt.pdf · Omar Godoy Ministerio de ... Revisitando el derecho de visita. ... uno de los grandes ecosistemas marinos del