de la ciencia a la tecnología 1
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De la Ciencia a la Tecnología 1
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De la Ciencia a la Tecnología
Desarrollo Tecnológico Argent ino
Una lectura de la historia nacional
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Participación del PIB indust r ial en el PIB total
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De la Ciencia a la Tecnología
Desarrollo Tecnológico Argent ino
¿ Por qué producción local de tecnología?
2.1.1. Industria automotriz Las terminales automotrices, que son mult inacionales globalizadas, concentran la producción de autopartes en países seleccionados ya sea por su cercanía a los centros de consumo concentrado o por sus bajos costos. Este criterio, impecable desde la lógica de la producción en escala y de la opt imización del beneficio, es decir, desde la lógica de las mult inacionales, resulta altamente perj udicial para la economía argent ina: los vehículos nacionales representan entre el 38% y el 44% de las ventas de vehículos en el mercado interno y estos “vehículos nacionales” tienen una integración nacional promedio del 34.3% [3] , resultando que hay un porcentaje de importación de aproximadamente un 85% en los vehículos que se venden en el mercado interno. Cuantos más vehículos se venden más se deteriora la balanza comercial argent ina. El déficit comercial debido a la industria automotriz se estima para el 2014 en 8,000 millones de dólares. 2.1.2. Industria elect rónica Nuevamente se trata de una industria con una muy fuerte participación de empresas mult inacionales globalizadas y el déficit que provocan en la balanza comercial argent ina fue de 7,211 millones de dólares en el año 2012 [2] .
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De la Ciencia a la Tecnología
En el año 2012 la Argent ina exportó bienes a un precio promedio de 806.58 USD/ton e importó bienes a un precio promedio de 2020.09 USD/ton, es decir el precio específico de los bienes importados es de 2.5 veces el precio específico de los bienes exportados lo que demuestra la baja complejidad de nuestra estructura industrial.
Desarrollo Tecnológico Argent ino
¿ Por qué producción local de tecnología?
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 8
Marcela Goldschmit , Ri ta Toscano Eduardo Dvorkin
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De la Ciencia a la Tecnología
SIM&TEC
• 15 personas (icluyendo secretaria y maestranza) o 3 doctores en Ingeniería o 1 doctora en Ciencia de la Computación o 9 ingenieros
• Desarrollo interno de tesis para maestrías FI-UBA • Plan de carrera basado en el progreso en los niveles de educación formal y responsabilidad
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De la Ciencia a la Tecnología
SIM&TEC
FAdeA S.A. | http://www.fadeasa.com.ar
Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) | http://www.inti.gov.ar
INVAP S.E. | http://www.invap.com.ar
Nucleoeléctrica Argentina S.A. (NA-SA) | http://www.na-sa.com.ar
PTC-Alliance | http://www.ptcalliance.com/
QUIP | http://www.quip.com.br
REPSOL-Bolivia | http://www.repsol.com
ROCH S.A. | http://www.roch.com.ar/
Socotherm Americas | http://www.socotherm.com.ar
TENARIS | http://www.tenaris.com
TERNIUM | http://www.ternium.com
Tubo Trans Electric S.A. | http://www.ttesa.com.ar
Veng S.A. | http://www.conae.gob.ar
YPF | http://www.ypf.com
YTEC S.A | http://www.ypf.com/ypfylaindustria/YPFTecnologia/Paginas/YPF-Tecnologia-S-A.aspx
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De la Ciencia a la Tecnología
SIM&TEC
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De la Ciencia a la Tecnología
Proyectos a presentar:
• Proyectos satelitales • COPV • Simulador de Fractura Hidráulica
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De la Ciencia a la Tecnología
Proyectos a presentar:
• Proyectos satelitales • COPV • Simulador de Fractura Hidráulica
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Proyectos satelitales Cliente: INVAP S.E. Lidera: Ing. Matías Wigutow
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De la Ciencia a la Tecnología
Proyectos satelitales
Modelos estructurales dinámicos y termoelásticos de ARSAT-1, ARSAT-2, SAOCOM,
pre-diseño SARE
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De la Ciencia a la Tecnología
ARSAT-1
STM 8 F-L
SHA+SL 16 F-L
SHA+SL 8 F-L
SHA+HE 16 F-L
SHA+HE Element
Type # Elements # Elements # Elements # Elements # Elements
Bar 1,243 1,243 1,243 1,243 1,243 Beam 1,146 1,146 1,146 1,146 1,146
CBUSH 3,284 3,540 3,612 3,540 3,612 DOF spring 4,911 4,911 4,911 4,911 4,911
Plate 138,218 265,334 265,334 385,167 385,167 Laminate 276,682 276,682 276,682 276,682 276,682
Solid 0 206,488 206,488 206,488 206,488 Mass 355 371 387 371 387 Rigid 9,778 11,326 11,374 11,395 11,443
TOTAL 435,617 771,041 771,177 890,943 891,079
Total number of elements used to model ARSAT-1
FEMAP – NASTRAN
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De la Ciencia a la Tecnología
SL + STM HE + STM
SL + STM HE + STM
Modos naturales flexionales ARSAT-1
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De la Ciencia a la Tecnología
Otros análisis dinámicos
Para el satélite en la oj iva del lanzador:
• Vibraciones aleatorias • Presión acústica (Direct Acoust ic Field)
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De la Ciencia a la Tecnología
Proyectos a presentar:
• Proyectos satelitales • COPV • Simulador de Fractura Hidráulica
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 23
Proyectos satelitales Cliente: VENG S.A. Lidera: Ing. Hernán Logarzo
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De la Ciencia a la Tecnología
Composite Overwrapped Pressure Vessels
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De la Ciencia a la Tecnología
COPV
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 26
COPV
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De la Ciencia a la Tecnología Figure 27
Fibra de Carbono
Marca y modelo: TORAY T700 12k
Resistencia a la tracción: 4900 MPa
Módulo de elast icidad: 230 GPa
Diámetro del filamento: 7 mm
Peso: 1800 kg/m3
Resina epoxi
Fabricada por
INTEMA (Grupo de Materiales Compuestos)
COPV
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De la Ciencia a la Tecnología
COPV
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De la Ciencia a la Tecnología
Laminado: ensayo de disco part ido
KOHLENIA desarrolló el ensayo físico en el Laboratorio de Materiales de FI-UBA
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De la Ciencia a la Tecnología
Laminado: ensayo de disco part ido
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De la Ciencia a la Tecnología
Laminado: ensayo de disco part ido
Modelos de material: • Modelo ortótropo (mono capa) • Modelo de capas alternadas de fibras (elásticas ortótropas) y matriz (plast icidad de Hill)
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De la Ciencia a la Tecnología
Laminado: ensayo de disco part ido Modelo ortótropo (mono capa)
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De la Ciencia a la Tecnología
Laminado: ensayo de disco part ido Modelo ortótropo (mono capa)
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De la Ciencia a la Tecnología
Laminado: ensayo de disco part ido Modelo de capas alternadas de fibras (elásticas ortótropas) y matriz (plast icidad de Hill)
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De la Ciencia a la Tecnología
Resultados
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De la Ciencia a la Tecnología
Resultados
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De la Ciencia a la Tecnología
Laminado: ensayo de disco part ido Comparación de modelos
En el caso de los ensayos de disco partido ambos modelos dan resultados prácticamente coincidentes
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De la Ciencia a la Tecnología
RECIPIENTES BOBINADOS METAL-COMPUESTO
Liner • Recipiente comercial de Aluminio 6061-T6 • Capacidad: 50 lit ros
Laminado • Secuencia de bobinado
• Espesor: 7.10 mm
• Relación de fibras en volumen: 45%
Presión de trabajo : 20 MPa Presión de estallido: 50 MPa
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Geometría s/ “Composite Pressure Vessels” – V. V. Vasiliev
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De la Ciencia a la Tecnología
RECIPIENTES BOBINADOS METAL-COMPUESTO Liner de aluminio
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 40
RECIPIENTES BOBINADOS METAL-COMPUESTO
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 41
RECIPIENTES BOBINADOS METAL-COMPUESTO
Modelos de elementos finitos
Modelos de material para el laminado
Modelo de mono capa ortótropa Predice tensiones /deformaciones
excesivas no realistas en los cambios de sección
Modelo mult icapa Matriz-f ibras
Predice tensiones que fueron validadas en los experimentos de
estallido
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 42
RECIPIENTES BOBINADOS METAL-COMPUESTO
Modelos de elementos finitos
Ciclado de presión interna
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 43
RECIPIENTES BOBINADOS METAL-COMPUESTO
Modelos de elementos finitos
Unión liner – bobinado. Se analizaron 2 casos extremos:
• Contacto con adherencia total • Contacto sin fricción
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De la Ciencia a la Tecnología
• Ensayo realizado en la Base Aeronaval de Punta Indio
• Se realizó ensayo de Emisión Acústica (CNEA)
• Ciclo de carga: zunchado – proof – burst
Ensayo del Recipiente de 50lts
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De la Ciencia a la Tecnología
Ensayo del Recipiente de 50lts
Noviembre 2015 45
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De la Ciencia a la Tecnología
Presión de falla de ensayo = Pe = 54 MPa
Presión de falla MEF = Pmef = 52 MPa
PMEF / Pe = 0.963
Ensayo del Recipiente de 50lts
Noviembre 2015 46
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De la Ciencia a la Tecnología
Ensayo del Recipiente de 50lts Ensayo de Emisión Acústica – Setup
Noviembre 2015 47
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De la Ciencia a la Tecnología
Tanque esférico de 600mm
0 100 200 3000
50
100
150
200
250
300
r [mm]
z [m
m]
meridiano (teor.)superficie ext. linerperfil MEDIO corregidoperfil EXTERNO corregido
(±4.8)4 / (±10)4 / (±18)3 / (±24)3 / (±30)3 / (±36)3 / (±42)3 / (±48)3 /
(±54)3 / (±60)4 / (±66)4 / (±72)4 Espesor en ecuador: 15 mm
Geometría s/ “ Composite Pressure Vessels” – V. V. Vasiliev
Noviembre 2015 49
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De la Ciencia a la Tecnología
Proyectos a presentar:
• Proyectos satelitales • COPV • Simulador de Fractura Hidráulica
Noviembre 2015 51
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 52
Desarrollo de Simulador de Fractura Hidráulica Cliente: YTEC S.A.
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De la Ciencia a la Tecnología
Grupo de Desarrollo
YTEC +
SIM&TEC +
Para-Sim (MIT spin off – Raúl Radovitzky)
Desarrollo de un simulador de fractura hidráulica
Noviembre 2015 53
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De la Ciencia a la Tecnología
Desarrollo de un simulador de fractura hidráulica
• Modelo acoplado fluido – sólido • Formulación del modelo de sólido: Discontinuous Galerkin • Formulación del modelo de fluido: Continuous Galerkin
Noviembre 2015 54
Requisitos: • Incorporación de los criterios fractomecánicos • Escalabilidad
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De la Ciencia a la Tecnología
Desarrollo de un simulador de fractura hidráulica Discontinuous Galerkin
Noviembre 2015 55
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De la Ciencia a la Tecnología
B0
ò&B0
ò0B0
B0 es la configuración de referencia (t =0) o configuración material
Desarrollo de un simulador de fractura hidráulica Discontinuous Galerkin
Noviembre 2015 56
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De la Ciencia a la Tecnología
Formulación Variacional Hu – Washizu - deVeubeke
Noviembre 2015 57
Discontinuous Galerkin
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De la Ciencia a la Tecnología
Discretización
Noviembre 2015 58
Discontinuous Galerkin
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De la Ciencia a la Tecnología
Discretización
Noviembre 2015 59
Discontinuous Galerkin
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De la Ciencia a la Tecnología
Discretización + Estabilización
Noviembre 2015 60
Discontinuous Galerkin
![Page 61: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/61.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
Leyes cohesivas
^
Antes de detectar fractura en la interfase
0
Después de la fractura de interfase
1
Noviembre 2015 61
Discontinuous Galerkin
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De la Ciencia a la Tecnología
Leyes cohesivas
Noviembre 2015 62
Discontinuous Galerkin
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De la Ciencia a la Tecnología
Leyes cohesivas
a
n
ac
nc
Gc
Gc : energía específica de fractura
Noviembre 2015 63
Discontinuous Galerkin
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De la Ciencia a la Tecnología
Integración temporal explícita
Noviembre 2015 64
Discontinuous Galerkin
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De la Ciencia a la Tecnología
Probeta “Comahue”
NOTAS:
• Material bulk: elást ico
• Variable graficada: tensiones Sigma_yy
• Desplazamientos: aumentados 10 veces en el gráfico
Verificación del simulador
Noviembre 2015 65
Discontinuous Galerkin
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De la Ciencia a la Tecnología
Probetas
Noviembre 2015 66
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De la Ciencia a la Tecnología
Ley cohesiva: Mohr Coulomb
Noviembre 2015 67
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De la Ciencia a la Tecnología
Ley cohesiva: Drucker Prager (outter)
Noviembre 2015 68
![Page 69: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/69.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
Ley cohesiva: Drucker Prager (inner)
Noviembre 2015 69
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De la Ciencia a la Tecnología
Ley cohesiva: Máxima Tensión
Noviembre 2015 70
![Page 71: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/71.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
Mohr Coulomb
Drucker Prager (inner)
Drucker Prager (outer)
Máxima tensión
Comparación de resultados
Noviembre 2015 71
![Page 72: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/72.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
COMENTARIOS
En las figuras anteriores se observa que el ángulo de orientación de la fractura que se aproxima mejor al de la probeta ensayada es el obtenido con la Ley Cohesiva de Tensión Máxima
Noviembre 2015 72
Verificación del simulador Discontinuous Galerkin
![Page 73: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/73.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
Modelo acoplado para la simulación de fractura hidráulica
Noviembre 2015 73
Desarrollo de un simulador de fractura hidráulica
Ut ilizamos un acoplamiento “ st aggered” ent re el modelo del fluj o del fluido de perforación y el modelo que simula el comportamiento del estrato de shale. Este acoplamiento requiere la ut ilización de dos escalas de tiempo.
![Page 74: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/74.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
MODELO DESARROLLADO: LAS ESCALAS DE TIEMPO
Tiempo reloj
�PN =�8B
MBL
PN = PN + �PN
�8Ù: incremento de volumen fracturado en el instante På; MÙã: flujo de entrada en el instante På según el frac-plan.
Noviembre 2015 74
![Page 75: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/75.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
Tiempo en la integración de las ecuaciones del modelo sólido (int. temporal explícita): estabilidad
�P =DàÜá
?W
Noviembre 2015 75
Desarrollo de un simulador de fractura hidráulica
![Page 76: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/76.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
Modelo de fluido (régimen estacionario) Continuous Galerkin
Ï ® H÷D3
12 äÏ LI =
ò(éD)
òP
Noviembre 2015 76
Desarrollo de un simulador de fractura hidráulica
![Page 77: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/77.jpg)
![Page 78: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/78.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 78
Acoplamiento staggered
El modelo de fluido le pasa al de sólido las presiones menos la presión polar
![Page 79: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/79.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
Condiciones de borde del modelo de fluido
Noviembre 2015 79
• En la entrada la CB es de fluj o impuesto (Neumann). Este valor es el que fij a el fracplan • En los extremos de la fisura la condición de borde es Dirichlet � = ����� • No hay pérdida de fluido a través de las paredes
de la fractura y el término Ô(Ù�)
Ô� es el encargado (dentro
de la aproximación numérica ut ilizada) de impedir el f luj o a través de los extremos de las fisuras.
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De la Ciencia a la Tecnología
Modelo del sólido
z� =��
� ¿��
�� =qs�
Ì~Û
� =w+ Ýs/Ü
Ù
Número de pasos del algoritmo de sólido en cada paso acoplado
Longitud cohesiva
Velocidad de propagación de ondas de presión
Noviembre 2015 80
![Page 81: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/81.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología
Condiciones de borde del modelo de sólido
Condiciones de Dirichlet
Las mínimas necesarias para suprimir los desplazamientos rígidos.
Condiciones de Neumann
Sobre todas las caras del paralelepípedo modelado, Es importante remarcar que se utilizan como condiciones de borde las presiones efectivas que actúan normalmente a las caras. Según Terzaghi.
�����
= Ì�� F ¾�� ������ En posteriores actualizaciones se adaptará más el modelo al caso del shale y en lugar de la tensión efectiva definida arriba se utilizará la definida por Nur y Byerlee1
Noviembre 2015 81
![Page 82: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/82.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 82
Ejemplo Numérico: convergencia
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 83
Ejemplo Numérico: convergencia
![Page 84: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/84.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 84
Ejemplo Numérico: convergencia
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 85
Ejemplo Numérico: convergencia
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 86
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 87
![Page 88: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/88.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 88
Ejemplo Numérico: convergencia
![Page 89: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/89.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 89
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 90
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 97
Proyecto FONARSEC ONDAS
Socios del CAPP
Sistema Público I+D CONICET
Universidades Nacionales UNLP UNC UNSJ UNRN
Empresas del Estado
INVAP S.E. YTEC S.A.
Empresas Privadas SIM&TEC S.A.
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De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 98
Temática cient ífica
Modelado computacional de la propagación de ondas mecánicas y electromagnéticas en medios complejos
Aplicaciones tecnológicas
Ondas mecánicas: sonar y sísmica petrolera
Ondas electromagnéticas: radar
Proyecto ONDAS
![Page 99: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/99.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 99
![Page 100: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/100.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 100
TUPAC
![Page 101: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/101.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 101
Principales característ ica de TUPAC
• 4096 núcleos de CPU AMD Opteron, 16384 nucleos de GPU NVidia,
• 8192 GB de memoria RAM, • Redes Infiniband, • Sistemas redundantedes enfriamiento con agua de 80 Kw
y UPS para unidades críticas.
![Page 102: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/102.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 102
Principales característ ica de TUPAC
Dr. Esteban Mocskos
![Page 103: De la Ciencia a la Tecnología 1](https://reader031.vdocuments.site/reader031/viewer/2022012407/616a20e011a7b741a34f1bb1/html5/thumbnails/103.jpg)
De la Ciencia a la Tecnología Noviembre 2015 103
Se ha desarrollado en el país un Estilo Tecnológico (O. Varsavsky)
que impulsa el desarrollo nacional de tecnología
• Empresas del estado encabezando grandes proyectos
• Centros del SNC&T y Universidades • Pymes (en part icular PBT)
El Estilo es exitoso