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Patentan en Estados Unidos dispositivo que mide esfuerzos, deformaciones y vibraciones

Investigadores de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco obtuvieron recientemente una nueva patente de invención que permite medir los esfuerzos y deformaciones en elementos estructurales de los aparatos de bombeo de petróleo.

Este mismo grupo obtuvo en 2007 una patente por inventar un equipo que es capaz de medir las vibraciones en motores de combustión interna y utilizar estas mediciones para diagnosticar su estado y condiciones de funcionamiento.

Entre otras características, este equipo es capaz de medir la velocidad de giro de los turbo sobrealimentadores utilizando exclusivamente la señal de vibración sin realizar ninguna modificación sobre el motor. El instrumento totalmente novedoso motivó la solicitud de patente ante el Instituto Nacional de Propiedad Intelectual –INPI- y ante la oficina de patentes de Estados Unidos de América donde se le otorgo la patente número US PAT NO: 7 283 923 B2 otorgada en el año 2007 y recientemente se obtuvo la patente correspondiente en Argentina con el N° AR052402B1.
Los investigadores de la Facultad de Ingeniería Daniel Barilá, Pedro Kolodka; Alberto Torres; Luis Bugna; Gustavo Vignolo, Fernando Vignolo; Alejandro Münnemann y Gerardo Ahrtz lograron patentar el dispositivo compuesto por un software destinado a separar la señal (vibración) del turbocompresor de otras vibraciones generadas por el motor, esto sirve -entre otras aplicaciones- para establecer la velocidad de giro y diagnosticar el funcionamiento, a través de las vibraciones del turbocompresor.

Para lograr este objetivo, el equipo utiliza un proceso matemático que es el encargado de “separar” las vibraciones generadas por el “turbo” de las producidas por el motor y obtener de manera automática la velocidad de giro del mismo.
EL INVENTO
“La obtención de la velocidad es posible a través del algoritmo que permite obtener la velocidad de giro del turbocompresor, en forma automática", afirmó el Dr. Daniel Barilá, director del grupo de investigación. “Los turbocompresores giran a una velocidad muy elevada, a modo de ejemplo, en un motor industrial es común encontrar turbos girando a 80.000 RPM y en un motor automotriz hasta 250.000. RPM”.
El equipo adquiere a través de un captor piezoeléctrico (en contacto “manual” con el turbocompresor a modo de “estetoscopio”) las vibraciones, que las transforma en señales digitales, que almacena en la memoria de una computadora y que posteriormente las procesa mediante algoritmos matemáticos especiales desarrollados en la UNPSJB. Además posee una pantalla digital donde se presentan todos los resultados del instrumento. El prototipo desarrollado en la Facultad de Ingeniería no se construyó como un simple tacómetro sino que está integrado a un equipamiento de diagnóstico de maquinaria que posee muchas otras variantes y herramientas específicas.
Este equipo de medición es no intrusivo, ya que no necesita de ninguna modificación en el turbo compresor, sólo es necesario establecer el contacto mecánico entre la carcasa y el sensor de vibraciones. En caso de necesidad podría utilizarse tecnología de vibrometría láser para medir vibración y en ese caso el contacto mecánico sería inexistente.
Los autores de la patente, realizaron gran cantidad de mediciones en los laboratorios de la Facultad de Ingeniería, como también el análisis de casos reales de máquinas industriales, como ejemplo se pueden citar experiencias en motores a gas de 12 cilindros y 1500 HP, motores a gas de 16 cilindros y 3000 HP. También se trabajo sobre turbocompresores más pequeños como motores industriales de 500 HP y de camiones.

NUEVA PATENTE EN VINCULACIÓN CON UNA PYME
Paralelamente a estos desarrollos, la Facultad ha trabajado en conjunto con una Pyme de Comodoro Rivadavia en el diseño de un nuevo sistema para medición de esfuerzos y deformaciones en elementos estructurales. Este equipo tiene especial aplicación en los trabajos de dinamometría de aparatos individuales de bombeo mecánico de petróleo.
Este dispositivo ha sido construido y puesto a prueba con excelentes resultados, lo que motivó la solicitud de patente ante el Instituto Nacional de Propiedad Intelectual –INPI- Patente Nacional en trámite N°Tr.:20127 - Ex.:20090103772, presentada el 30 de septiembre de 2009.
Título de la patente MEDIDOR DE DEFORMACIÓN EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES
Titulares: TECSS SRL - Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco, Facultad de Ingeniería Inventores: Vignolo, Gustavo Gabriel – Vázquez, José Alberto