Proyectos
Diseño de estructuras utilizando el método de optimización topológica
Resumen
Actualmente, en Colombia, varios proyectos de investigación buscan posicionar la ingeniería colombiana en el camino de los temas de vanguardia a nivel mundial, como la mecánica computacional, la micro y nanotecnología, el diseño mecánico óptimo y el desarrollo de nuevos materiales (metamateriales), entre otros. Prueba de ello es la formación de grupos de investigación en Diseño Mecánico Computacional (ver el directorio de grupos de la Plataforma ScienTI de COLCIENCIAS); la creación del Centro de Microelectrónica (CMUA) de la Universidad de los Andes, entre otros. Con la finalidad de seguir incursionando en esos temas de actualidad y de reciente estudio en la realidad colombiana, se propone la presente propuesta de investigación, con el objetivo principal de introducir técnicas modernas de diseño al desarrollo de estructuras ampliamente utilizadas en nuestro medio, como lo son torres de transmisión de energía y chimeneas esbeltas. En ese sentido, la investigación busca integrar técnicas modernas de optimización; específicamente, el método de optimización topológica (MOT), al diseño conceptual de estructuras. El MOT es una técnica que combina, en esencia, algoritmos de elementos finitos con métodos de optimización con la finalidad de maximizar una función objetivo específica; por ejemplo, máxima rigidez de una pieza mecánica o estructura con el menor peso posible. Como ejemplo, en el caso especifico de la optimización de torres de transmisión de energía, se busca la reducción de materiales utilizados en la fabricación de los componentes, ya que esto representa una influencia directa en temas como transporte, instalación, mantenimiento, que en definitiva son elementos determinantes del costo de fabricación y puesta en marcha de este tipo de estructuras. Por otro lado, estos elementos (y en general las estructuras civiles) se encuentran sometidos a diferentes condiciones de carga como son: (i) cargas dinámicas generadas por el viento sobre la estructura, (ii) movimiento de la superficie en la cual se encuentra apoyada (por ejemplo, producto de un terremoto) y (iii) vórtices generados por los vientos dentro del interior de la estructura, entre otros. Por consiguiente, el diseño debe incluir y evaluar esas condiciones de carga para cumplir a cabalidad con las condiciones de trabajo a las que este tipo de estructuras deben ser sometidas. Considerando lo anterior, la presente investigación tiene por objeto implementar el método de optimización topológica al diseño conceptual y estructural de torres de transmisión de energía y chimeneas industriales esbeltas, involucrando las condiciones de carga arriba expuestas y, consecuentemente, evaluando sus respectivas respuestas estáticas y dinámicas durante condiciones de operación.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA DEL PROGRAMA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, LA CREACIÓN Y LA INNOVACIÓN EN POSGRADOS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Modalidad:Modalidad 2: Nuevos proyectos de investigación, creación o innovación
Responsable