- Motivación y contexto
El continuo incremento de la población mundial, así como el aumento de las “unidades de energía y producción” que cada individuo demanda para vivir de acuerdo a los estándares de la sociedad moderna, aplican una constante presión sobre los procesos industriales. Cada día la industria se ve enfrentada a la problemática de producir más, con menor consumo de recursos y con estándares cada vez más estrictos de impacto ambiental.
En este contexto, nuevas visiones surgen respecto a la forma en que se diseña, opera, mantiene y administra un proceso industrial. El concepto de Industria 4.0, fuertemente asociado al de la Mecatrónica, aparece entonces como una alternativa para enfrentar estos desafíos. En dicho concepto, se debe migrar hacia sistemas mecánicos donde, junto con los componentes tradicionales, se incorporen sensores electrónicos, unidades de procesamiento informático y actuadores electromecánicos. La sinergia de las potencialidades combinadas de cada uno de estos elementos permite lograr procesos industriales de una alta eficiencia y adaptabilidad a nuevas condiciones.
Diferentes líneas de desarrollo han encontrado su alero bajo el concepto de Industria 4.0. Por una parte, la concepción de sistemas de monitoreo que permitan vigilar y predecir el estado de salud de equipos industriales sin detener su funcionamiento y sin mediar la intervención de operarios. Por otro lado, el diseño de elementos de máquina de características mecatrónicas, donde se combinen los componentes mecánicos clásicos con los sensores, las unidades de proceso y la capacidad de actuar en tiempo real para modificar parámetros de operación.
La aplicación de esta filosofía al campo de la Dinámica de Maquinaria, junto con su adaptación a la realidad industrial nacional es el transfondo que anima a esta línea de trabajo en la Escuela de Ingeniería Mecánica PUCV.
- Actividades en la Escuela de Ingeniería Mecánica
Las principales líneas de trabajo que componen las actividades en Dinámica de Maquinaria y Mecatrónica en la Escuela son:
– Desarrollo de sistemas de monitoreo para equipamiento industrial: involucra el estudio a nivel teórico del comportamiento dinámico de equipos industriales, a fin de identificar variables que puedan ser medidas para obtener inferencias respecto al estado de salud de la máquina. Luego, el desarrollo de sistemas que sean capaces de medir dichas variables, analizarlas e informar los resultados a los operadores de planta en forma local y remota. Especial énfasis se pone en desarrollar sistemas de bajo costo e implementación no invasiva, haciendo uso de las distintas plataformas del hardware y software “open source”.
– Diseño, modelación y evaluación experimental de elementos de máquina mecatrónicos: esta línea se desarrolla en conjunto con el grupo de investigación del Dr. Ing. Ilmar Santos Ferreira, de la Universidad Técnica de Dinamarca (DTU-MEK). En la actualidad, mediante la ejecución de un proyecto FONDECYT Iniciación, se ha logrado modelar, diseñar, construir y evaluar experimentalmente un descanso hidrodinámico tipo “tilting pad” con características mecatrónicas. Su implementación a nivel de prototipo ha verificado la factibilidad de ser usado como actuador para el control activo de vibraciones de rotores de alta velocidad y potencia.
- Proyectos Ejecutados/en ejecución
- Nombre del Proyecto: “Análisis de Velocidad Angular Instantánea aplicada al mantenimiento predictivo de cajas de engranajes de la gran minería”
Fuente de Financiamiento: Programa Mejoramiento Institucional, PMI Minería PUCV
Año de Ejecución: 2015
Monto adjudicado: $1.500.000
- Nombre del Proyecto: “Implementación de un sistema de lubricación activa en descansos tipo LEG Tilting Pad Bearing”
Fuente de Financiamiento: Programa FONDECYT Iniciación, CONICYT Chile
Año de Ejecución: 2015-2018
Monto adjudicado: $85.000.000
- Nombre del Proyecto: “REVOduino: sistema de bajo costo para el monitoreo de condición de cajas de engranajes”
Fuente de Financiamiento: Programa “Prototipos Tecnológicos”, Dirección de Innovación y Emprendimiento DIE PUCV.
Año de Ejecución: 2017
Monto adjudicado: $1.500.000
- Publicaciones
- Cerda, A., and Santos, I. F. (2016). Validity of the modified Reynolds equation for incompressible active lubrication. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 230(12), 1490-1502, doi:10.1177/1350650116638880
- Cerda, A., Bengoechea, A. and Santos, I. F. (2017). Modelling of LEG tilting pad journal bearings with active lubrication. Tribology International, 107, 250-263, doi:10.1016/j.triboint.2016.11.033
- Cerda, A. and Santos, I. F. (2018). Component level study of an actively lubricated LEG Tilting Pad Bearing: Theory and experiment. Tribology International, 120, 115-126, doi:10.1016/j.triboint.2017.12.024
