Esta tecnología que describo a continuación es llevada a cabo por ANAC, CNEA, CONAE, CONICET, FAA, IAR, IMERIS, INTA, INTI, Instituto Balseiro, INVAP y SINVIPA. Todas estas agencias gubernamentales y otras con aportes privados forman el paquete tecnológico de Argentina en los rubros que se detallan a continuación e interactúan, investigan, venden, desarrollan y transfieren tecnología nacional.
Tecnología industrial
El viento es uno de los recursos de la Patagonia de gran potencialidad en el campo energético. INVAP ha desarrollado turbinas IVS que soportan con éxito las bruscas aceleraciones del viento patagónico que suele demoler equipos diseñados para otras zonas. Su costo es menor que los molinos de viento importados comparables y cuentan con servicio técnico y repuestos asegurados.
La búsqueda de un mayor desarrollo eólico comenzó en 1981, cuando INVAP fabricó e instaló estaciones medidoras robotizadas diseñadas por la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). Se encontraron sitios para futuras granjas eólicas, como Pampa del Castillo en Chubut o las inmediaciones de Pilcaniyeu en Río Negro. INVAP también puso a punto herramientas de cálculo y simulación numérica del comportamiento del viento para investigar ese recurso en distintos lugares del país.
En la actualidad, además de contar con un equipo de 4,5 Kw de potencia como lo es el IVS-4500, que resulta especialmente apto para usuarios aislados de las grandes redes, la empresa se encuentra desarrollando un aerogenerador de media potencia de 30KW así como uno, Clase I de 1,5 MW, con vistas a su fabricación en Argentina e instalación de granjas eólicas en la Patagonia.
Uno de los autoclaves utilizados en el sector de producción de materiales compuestos
Los equipos IVS-4500
INVAP creó los aerogeneradores IVS 4500 de 4,5 kilovatios. Su fortaleza se encuentra en el diseño, la utilización de materiales de calidad y una excelente terminación.
Dos hechos describen estos aparatos:
• Su fuerte construcción precisa un único mantenimiento anual.
• El único equipo comparable en robustez es importado y su peso y valor ascienden al doble.
Los IVS 4500 son capaces de soportar el hielo, la nieve y una red de caminos que dificulta el mantenimiento. Además, otorgan protección catódica anticorrosiva a equipos petroleros en la desolación de la estepa, iluminan puestos de estancia, escuelas y destacamentos aislados en la cordillera y realizan bombeo de agua.
IVS 4500 instalado en Granja Centro Turístico Los Gigantes, Prov. de Córdoba
Hélice bipala IVS-4500
Detalles de los IVS-4500
Los equipos IVS 4500 son capaces de resistir temporales de varios días de duración, con vientos de 150 kilómetros por hora de velocidad media. INVAP realiza un estudio preliminar del mejor lugar para ubicar cada IVS 4500 y ofrece el servicio de post-venta en garantía.
Actualmente uno de estos equipos funciona en la Base Esperanza, Antártida Argentina.
Liofilización de alimentos
La liofilización es una forma de desecado en frío que sirve para conservar sin daño los más diversos materiales biológicos. El producto se conserva con muy bajo peso y a temperatura ambiente conservando todas sus propiedades al rehidratarse. El proceso consiste en congelar primero el material y luego eliminar el hielo por sublimación.
INVAP ha desarrollado equipos de liofilización que contienen mejoras tecnológicas que permiten que sean más sencillos de operar y mantener.
La liofilización es ampliamente usada para la conservación de diversos productos. Detiene el crecimiento de microorganismos, inhibe el deterioro de sabor y color por reacciones químicas y pérdida de propiedades fisiológicas. Asimismo, facilita el almacenamiento y la distribución de diferentes tipos de productos.
En la actualidad, se liofilizan los alimentos como la sopa, el café, las frambuesas y las frutillas. No sólo se consigue evitar la necesidad de una cadena de frío, sino que los productos mantienen el volumen y la forma original a pesar de la gran pérdida de peso.
También se utiliza esta técnica para conservar plasma sanguíneo, suero, soluciones de hormonas y productos farmacéuticos biológicamente complejos como vacunas, sueros y antídotos.
Sistema de validación
INVAP ofrece servicios de verificación y validación destinados a la determinación de los parámetros de liofilización de cualquier producto factible de ser sometido a ese proceso.
La empresa dispone de instalaciones y equipos que reproducen los detalles de una liofilización industrial en pequeña escala, que permiten perfeccionar los protocolos operativos. De ese modo, se realiza la búsqueda constante de ajustes en el diseño de cada planta para optimizar la producción del cliente.
Sistema de carga y transporte de bandejas del liofilizador
Frambuesas liofilizadas en nuestros laboratorios de ensayos en S. C. de Bariloche
Procedimientos habituales en las plantas
Las plantas concebidas para liofilizar alimentos usan una batería de eyectores supersónicos, con un eyector de arranque y dos condensadores barométricos. Debido a que el vacío se mantiene mediante una columna líquida de altura apropiada, la estructura alcanza una altitud considerable.
El procesamiento de los alimentos depende del producto a tratar pero sigue por lo general una serie de etapas. En primer lugar, se realiza el acondicionamiento previo de los alimentos. Luego se procede al congelamiento del material y su almacenamiento en cámaras frigoríficas hasta el momento de liofilizarlo.
A continuación se realiza el proceso de liofilización propiamente, haciendo vacío y calentando la carga suavemente según lo establecido previamente en el protocolo del tratamiento.
Una vez completado el proceso, se procede a la descarga y envasado en recipientes herméticos. De ser necesario, se realiza bajo atmósfera de nitrógeno. De ese modo, el producto está listo para su distribución y comercialización.
Entre las plantas diseñadas y construidas por INVAP, se cuentan la planta ubicada en Gaiman, Chubut, Argentina, puesta en funcionamiento en 1999 y la instalada en Querétaro, México, y puesta en operaciones en 2004.
Ventajas de las plantas INVAP
Las plantas de liofilización diseñadas y construidas por INVAP requieren menos personal especializado debido a su funcionamiento más sencillo que las fábricas tradicionales.
El proceso de liofilización consiste en introducir el producto a tratar en una cámara hermética y realizarle vacío rápidamente. El vacío baja la temperatura dentro de la cámara provocando el congelamiento del agua contenida en el material. Luego se comienza a calentar el material mientras se mantiene el vacío, para que el hielo “sublime” (se vuelva vapor sin pasar por fase líquida).
En un liofilizador convencional, el vacío se logra mediante la combinación de bombas extractoras de aire y "trampas frías" que operan a -40 o -50 °C, para congelar el agua extraída del producto y crear una presión menor a la atmosférica dentro de la cámara. Esas bombas de vacío mecánicas y los grandes equipos de frío requieren una gran cantidad de mano de obra especializada para su operación y su mantenimiento.
En el diseño de planta liofilizadora de INVAP, el vacío se realiza por medio de eyectores de vapor sin bombas ni trampas frías. Los eyectores son equipos pasivos, de operación sencilla y escaso mantenimiento que son activados por vapor. Para instalar un equipo liofilizador de INVAP no se necesita una fábrica altamente equipada: sólo hay que tener gas natural, electricidad y agua.
Robots y máquinas especiales
INVAP ha diseñado y construido un conjunto de máquinas y herramientas semiautomáticas o totalmente automáticas llamado REMA (por “reparación y mantenimiento”), capaces de ingresar y funcionar en sitios hostiles debido a factores como la temperatura, la presión y la radiación. De ese modo, se logra operar y reparar una instalación industrial hermética desde adentro.
Antecedentes
En 1987 INVAP realizó uno de sus primeros trabajos con telemanipuladores. La Central Nuclear Atucha I había salido servicio por la ruptura de un elemento combustible. Se debía limpiar ese sitio inaccesible y altamente radioactivo para así reparar el núcleo de la central. En plena crisis nacional de energía, la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) pidió presupuesto por la tarea de reparación a la firma KWU-Siemens, proveedora del reactor, que estimó el costo en 200 millones de dólares (la mitad del precio de adquisición de Atucha I “llave en mano”).
Ante tal situación, la presidenta de la CNEA, doctora Emma Pérez Ferreyra, decidió implementar una reparación con recursos propios. Bajo la supervisión del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA, por sus siglas en inglés), los expertos de la CNEA e INVAP realizaron la limpieza y la reparación de las partes dañadas dentro del recipiente de presión sin abrirlo en absoluto, usando únicamente sus entradas de diseño.
Esto se hizo con herramientas telecomandadas diseñadas por INVAP. El costo total fue de sólo 17 millones de dólares. Luego en 1997, Atucha I tuvo la necesidad de reparar integralmente sus enfriadores de moderador; tarea en la que se utilizaron con éxito nuevamente las herramientas REMA, algunas de ellas ya plenamente robotizadas.
Dispositivos diseñados para la reparación de intercambiadores del circuito del moderador de Atucha I
Telemanipuladores desarrollados por INVAP para la Central de Celdas Calientes del Ctro. Atómico Ezeiza (CNEA)
Servicios y desarrollos para la industria
El Área de Proyectos Industrial y Energías Alternativas presta servicios y realiza tareas de desarrollo a firmas de exploración, explotación y servicios para producción de petróleo y gas. Para ello, INVAP cuenta hoy con sedes propias en las zonas de mayor explotación hidrocarburífera de la Argentina como Neuquén.
De esta manera, la rama industrial de la empresa ha realizado, para distintos clientes, un gran número de instalaciones actualmente en uso. Asimismo, trabaja en el desarrollo de otros dispositivos novedosos aprovechando la potencia y capacidad de innovación que le dan la interacción con las Áreas Espacial y Nuclear de INVAP.
Así, por ejemplo, esta área ha sido pionera en aplicar tecnología espacial en un tipo de sistema llamado MWD (las siglas en inglés de “medir mientras se perfora”), que fue desarrollado para una firma de servicios a pozos de petróleo y gas, San Antonio PRIDE. Ese sistema permite que un dispositivo que perfora a una profundidad de hasta cinco kilómetros bajo tierra se comunique con una unidad de superficie a través de pulsos de presión, que se transmiten a lo largo de la cañería dentro del mismo fluido que se inyecta para perforar.
De este modo, la unidad exploradora bajo tierra sabe su posición y profundidad en tiempo real con una precisión de pocos metros. A su vez, el dispositivo va tomando lecturas instantáneas sobre el tipo de roca que encuentra y de su contenido en agua, gas o petróleo. De ese modo se va conformando un mapa de recursos subterráneos.
Detalle de planta de liofilización instalada en Querétaro, México
Fabricación experimental de caños y conectores en San carlos de Bariloche
Herramienta inteligente para perforación direccional de pozos petroleros (MWD: Measure While Drilling)
Desarrollo de productos
1- Se trabaja en sistemas de protección catódica de cañerías, recipientes y estructuras con alimentación autónoma por energía eólica, mediante aerogeneradores de diseño y fabricación propios, de 4,5 Kw de potencia. Este método, llamado “de corriente impresa”, protege de la corrosión a los componentes ferrosos de estas instalaciones.
Incluso, como alternativa a la alimentación mediante aerogeneradores en zonas de alta insolación y poco viento se utilizan paneles fotovoltaicos. Finalmente, en lugares donde fallan los recursos del viento y el sol, se trabaja con un dispositivo turboexpansor de tipo pasivo, capaz de tomar energía de la alta presurización de los gases típica de los yacimientos en sus primeras etapas de explotación. Ese turboexpansor, de diseño propio y de 1 kilovatio de potencia, se encuentra actualmente en desarrollo, con un prototipo en plena prueba en campo. Todos estos sistemas tienen aplicación en sitios alejados o aislados de las redes de suministro eléctrico, como sucede con frecuencia en pozos de gas.
2 - Instrumentado para la inspección interna de cañerías tipo "scraper" apto para medir el espesor de pared para verificar la aptitud del servicio frente a la corrosión. El sistema se basa en el uso del principio de dispersión de campo magnético y para el mismo se encuentra en desarrollo una herramienta de dimensiones reducidas, con un diámetro de algo menos de 60 mm.
3 - Sistemas de inyección de vapor para recuperación asistida de petróleo crudo viscoso. Se ha rediseñado, construido y operado un sistema convencional mediante una caldera en superficie. En la actualidad se trabaja en el desarrollo de un novedoso dispositivo de diseño propio que inyecta vapor mezclado con anhídrido carbónico generado mediante un combustor de alta presión en superficie.
4 - Herramental especial para perforación incluyendo motores de fondo de pozo y sistemas inteligentes para perforación direccional de pozos para extracción de petróleo y gas.
Ingeniería de procesos químicos
La sección de procesos químicos del Área Industrial de INVAP tiene la capacidad de diseñar y construir equipos de procesos químicos a una escala acorde con las necesidades específicas de cada cliente.
INVAP ha construido plantas piloto, modelos en escala "banco" y plantas en escala industrial para diversos proyectos de complejidad variable. Entre ellos, se cuentan el desarrollo de la producción de esponja de zirconio en escala piloto de 1 ton/año y el diseño de una planta para la obtención de titanio metálico. Por otra parte, la empresa ha generado un novedoso método de producción de agua pesada.
Asimismo, durante la ejecución del “Proyecto de Enriquecimiento de Uranio” durante los años ‘80, se desarrollaron los pasos previos al enriquecimiento, que incluyeron el complejo proceso de hexafluoruro de uranio.
Otro campo donde la empresa ha realizado avances tecnológicos importantes es en la recuperación de efluentes tóxicos y su reelaboración para obtener un producto adicional vendible, a la par de minimizar y hacer innocuos los efluentes restantes.
Uno de los ejemplos más importantes de esta clase de trabajo son las torres de absorción de amoníaco que forman parte de la Planta Industrial de Agua Pesada de la empresa ENSI, perteneciente a la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA). En este caso se trató de un ejemplo de "retrofitting", es decir, la reforma de partes de un proceso complejo vendido "llave en mano" por terceros.
Planta Industrial de Agua Pesada de la empresa ENSI (CNEA), ubicada en Arroyito, Prov. de Neuquén
Absorción de amoníaco
En las torres de absorción de amoníaco en agua se realiza la transferencia de calor en forma integrada. El diseño se basó en un intercambiador de calor de casco y tubo, con los tubos dispuestos en forma vertical. La absorción-condensación del NH3 se realiza en el interior de los tubos, siguiendo el mecanismo de la película descendente.
Columnas de absorción de amoníaco. Planta Industrial de Agua Pesada ENSI (CNEA), Arroyito, Neuquén
Simulación de procesos
INVAP ofrece a sus clientes facilidades de simulación de procesos con tecnología CFD (siglas en inglés de “Fluido-Dinámica Computacional”) de última generación. La empresa posee una importante capacidad de simulación de procesos, con software de última generación y profesionales altamente capacitados en su manejo. De ese modo, se logra analizar y comprender procesos fluidodinámicos y fisicoquímicos muy complejos que condicionan el diseño y que en otra época sólo podían resolverse mediante modelos físicos de laboratorio o construyendo plantas piloto.
Mediante la simulación computada se logra una mejora significativa en el diseño de los equipos y sistemas como también una gran economía de tiempos y costos. Para ello, INVAP emplea FLUENT® - CFD, un software que lidera el mercado mundial dentro de estas herramientas avanzadas de cálculo.
FLUENT es un programa basado en el cálculo por elementos finitos, montado sobre un hardware que aprovecha la cada vez más alta capacidad de procesamiento y representación gráfica tridimensional. Así, se llega a niveles extraordinarios de exactitud y detalle en la simulación de fenómenos muy complejos, como las turbulencias, los flujos reactivos, las fases discretas, etcétera.
Simulación de flujos en la boquilla de inyección de un horno de combustión
Perfiles de temperatura y líneas de circulación de múltiples gases en cámara de combustión de alta temperatura
Sistemas Médicos desarrolla y fabrica equipamiento médico para terapia radiante.
La unidad de teleterapia de haces externos con Cobalto-60 TERADI 800 y el simulador universal de radioterapia UNISIM han sido diseñados considerando normas y estándares internacionales.
También se ha especializado en el suministro de centros de terapia radiante bajo la modalidad “llave en mano”. Actualmente se destaca el conjunto de diecinueve centros completos de terapia radiante construidos en Venezuela.
Equipos de radioterapia
UNISIM
El Simulador Universal de Radioterapia UNISIM es una herramienta fundamental para mejorar la calidad de los tratamientos de radioterapia. Permite localizar tumores, determinar el tamaño y la posición con respecto a otros órganos, definir las protecciones necesarias, determinar con exactitud el tamaño del campo y fijar la entrada y la salida de haces para una correcta marcación del paciente. Asimismo, puede ser utilizado para la verificación de implantes en braquiterapia.
Utiliza una fuente convencional de Rayos-X para simular el haz de tratamiento. Además, puede reproducir con gran precisión la mayoría de los movimientos y las posiciones de cualquier equipo de teleterapia. Las imágenes pueden ser registradas en placas radiográficas o visualizadas en la pantalla del monitor del sistema de radioscopía.
El UNISIM puede ser utilizado para simular tratamientos con equipos de cobalto y con aceleradores lineales, con condiciones geométricas equivalentes para los accesorios.
Características principales:
. Montaje isocéntrico.
. Distancia fuente-isocentro: variable desde 60 cm hasta 120 cm.
. Altura del isocentro: 130 cm.
. Sistema de control computarizado, con consola de control y monitor de sala.
. Control de mano por rayos infrarrojos sobre todos los movimientos del equipo.
. Monitor en la sala que muestra el valor de diferentes parámetros en dígitos de gran tamaño.
. Camilla con movimientos motorizados, con posibilidad de realizarlos de modo manual en operación normal, exceptuando el vertical.
. Equipo de Rayos-X de alta frecuencia. Equipado con sistema de Radioscopía.
. Sistema de imágenes con mantenimiento de última imagen o con un opcional de almacenar varias imágenes.
. Mesa de fibra de carbono transparente a los Rayos-X.
Simulador Universal de Radioterapia UNISIM desarrollado por INV
TERADI 800
El TERADI 800 es un sistema de teleterapia de haces externos con Cobalto-60 isocéntrico diseñado para cargar fuentes de alta actividad, con una capacidad de carga 200 RMM. Posee una distancia fuente-eje de 80 centímetros. Los campos que se pueden lograr son regulares, ya sean rectangulares o cuadrados. Asimismo, el máximo campo a la distancia del isocentro es de 35x35 cm, mientras que el menor campo es de 5x5 cm.
El sistema de control es computarizado, mientras que la interacción entre el operador y el equipo se hace mediante la computadora y un panel especial ubicado en la consola.
Para los tratamientos cinéticos (rotatorio y arco) se logra que el sistema de control calcule y establezca la velocidad angular que debe tener el brazo para cumplir con el tiempo y el ángulo definidos. Cuenta con tres relojes independientes que garantizan la duración y terminación del tratamiento en el momento oportuno.
Para el accionamiento de la fuente se cuenta con un sistema neumático seguro, confiable, de fácil mantenimiento y simple para el recambio de fuente. El colimador es motorizado y dispone de dos velocidades en sus movimientos de apertura, cierre y rotación.
El TERADI se presenta con dos opciones de camillas. Una camilla manual, que tiene su movimiento vertical motorizado con dos velocidades. El segundo modelo tiene todos sus movimientos motorizados regulados a dos velocidades. En ambas camillas las mesas presentan paneles removibles enteros o por mitades lo que las hace muy versátiles y el apoyacabeza puede ser ubicado en cualquiera de sus dos extremos. En sus laterales se pueden colocar rieles que permiten fijar los accesorios.
TERADI-800 | Sistema de teleterapia de haces externos con Cobalto-60 desarrollado por INVAP
Salas de tratamiento y de simulación
En los proyectos de salas de tratamiento para teleterapia y salas de simulación se realizan las siguientes tareas:
. Anteproyecto de arquitectura integrando de modo armónico la nueva sala al edificio ya existente.
. Cálculo del blindaje necesario para el equipo a instalar.
. Confección de la memoria de cálculo con indicación de espesores de paredes, puerta y techo, dando las especificaciones de los materiales a emplear. Planos de planta y cortes elevados para presentar a la autoridad regulatoria que corresponda.
. Asesoramiento al cliente durante el trámite ante la autoridad regulatoria.
. Cálculo estructural del bunker y detalles constructivos necesarios al equipo a instalar. Proyecto de ingeniería completo.
. Construcción y dirección de obra.
. Instalación de equipos auxiliares necesarios, tales como aire acondicionado, circuito cerrado de televisión, intercomunicadores, monitores de área con alarma exterior.
. Instalación del equipo de tratamiento y o simulación.
. Cálculos y modificaciones de salas ya existentes en los casos en que el equipo instalado es reemplazado por otro de mayor potencia.
Hospital Universidad Central Venezuela. TERADI 800 durante ubicación de cabezal y camilla
Simulador universal de radioterapia UNISIM instalado en Hospital Antonio Patricio de Alcalá, Venezuela
Complejo sanitario San Luis
Este proyecto fue desarrollado íntegramente por INVAP. El servicio de radioterapia comprende el bunker, donde se encuentra ubicada la unidad de cobaltoterapia TERADI 800, la sala blindada de braquiterapia y la sala de simulación para alojar el simulador universal de radioterapia. Lo servicios complementarios incluyen salas para el personal, los consultorios, cambiadores, sala de espera, recepción y sanitarios. El tratamiento de las fachadas del servicio fueron acordes con el estilo arquitectónico del Policlínico Regional San Luis. La superficie cubierta es de 280 metros cuadrados en una planta.
Servicio de Radioterapia, Complejo Sanitario San Luis, Argentina
Escuela de medicina nuclear de Mendoza
El edificio, cuyo proyecto y dirección de obra estuvo a cargo de INVAP, comprende bunkers donde se encuentran ubicados los equipos de radioterapia (el equipo de cobaltoterapia y el acelerador lineal), el ciclotrón, los laboratorios de análisis y las aulas de enseñanza. Parte del equipamiento didáctico y de las unidades de tratamiento fueron provistas por INVAP, entre las que se destacan la unidad de telecobaltoterapia, TERADI 800, el simulador universal para tratamientos de radioterapia UNISIM y los módulos de radioquímica para el tomógrafo por emisión de positrones (PET). La superficie cubierta de la Escuela de Medicina Nuclear es de dos mil metros cuadrados en tres plantas.
Escuela de Medicina Nuclear de Mendoza, Argentina
Servicio de radioterapia de Naser City
Está ubicado dentro de las nuevas instalaciones del centro médico que la Autoridad Atómica Egipcia (A.E.A.) posee en Naser City, El Cairo. INVAP tuvo a su cargo el proyecto arquitectónico y funcional, así como también el cálculo de los blindajes radiobiológicos. El edificio del servicio de radioterapia comprende el bunker donde está ubicada la unidad de radioterapia TERADI 800 y la sala de simulación, ambos con sus salas de control y cambiadores, oficinas del físico y sala de moldes, consultorio y sanitarios correspondientes. La superficie cubierta del servicio de radioterapia es de 300 metros cuadrados.
Centro de Radioterapia de Nasr City, El Cairo, Egipto
Servicio de Radioterapia del Hospital Municipal de Oncología Marie Curie
INVAP tuvo a su cargo el proyecto arquitectónico y funcional de la remodelación del servicio instalado en el Hospital “Marie Curie”, así como también el cálculo de los blindajes radiobiológicos de las salas de tratamiento y simulación. El área del servicio de radioterapia comprende el bunker donde se ubica la unidad de telecobaltoterapia TERADI 800 y la sala de simulación donde se encuentra instalado el simulador universal UNISIM. Ambos equipos poseen sus salas de control y cambiadores. También se instaló una oficinas para el personal del sistema de planificación de tratamientos y una sala de moldes, un consultorio y los sanitarios correspondientes. La superficie cubierta del servicio de radioterapia remodelado es de 200 metros cuadrados.
Servicio de Radioterapia del Hospital Municipal de Oncología Marie Curie, Buenos Aires, Argentina
Centros de radioterapia de Venezuela
La tarea de INVAP de diseñar y construir los 19 Centros de Terapia Radiante completos en hospitales de diferentes ciudades de Venezuela se realiza bajo el sistema “llave en mano”. Incluye los repuestos y el mantenimiento de las instalaciones y equipamiento por el período de cinco años. Los centros estarán equipados con equipos TERADI 800 y simuladores, además de aceleradores lineales de elektra. El proyecto incluye el estudio de implantación, la construcción de los “bunkers” y el suministro de todos los servicios auxiliares
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