Use of the IGBT Module in the Active Region to Design a High Current Active Filter

Particle accelerators require high-precision magnetic fields on the order or 100ppm or less. This implies that the precision of the associated electrical current in the electromagnet that generates these fields should be smaller than 100ppm. However, conventional switching power supplies cannot offer this precision due to the frequency limitation of the switches. This research considers the use of power electronics devices operating in a linear as an alternative solution to meet the requirements of particle accelerator electromagnets. This thesis presents the study of an insulated-gate bipolar transistor (IGBT) driver using a new control method that linearizes the IGBT’s collector-emitter voltage (???) gain. This allows the use of the IGBT in its linear region. This enables the implementation of an active filter as part of the superconducting magnet test facilities within the Superconducting Magnet Division (SMD) at Brookhaven National Laboratory (BNL). The IGBT driver and active filter incorporate a dual feedback loop topology to control IGBT modules and achieves improved capability in achieving precise control of electromagnet currents. This approach allows the use of commercially available IGBT devices that are normally optimized to work as switches. The design, simulation, prototyping, and test results of an IGBT driver using the proposed dual-loop feedback approach is performed using MITSUBISHI CM1000-24H IGBTs, LabVIEW software and National Instruments Compact RIO hardware. Experimental results are presented that confirm the effectiveness of the proposed method

Minor Street Gaps and Capacity at Unsignalized Intersections in Argentina

Capacity analysis for two way stop controlled (TWSC) intersections is mainly based on headway acceptance theory. Critical headways and follow up times are fundamental parameters in capacity estimation. Both factors clearly show the influence of driver behaviour on traffic operations. The critical headway parameter is typically associated with safety and operational performance of this intersection type. This paper explores critical headways and follow up times by analyzing data from video recorded tapes collected in urban intersections located in the city of Cordoba, Argentina in order to derive local values that can be used in capacity estimates at unsignalized intersections. Maximum likelihood methodology and regression analysis are employed. An exponential model is then used to assess the relationships between headways and capacity. Estimates for both headways are significantly smaller than the values given in version 2010 of the Highway Capacity Manual. Increased capacity, due to critical headway and follow up time reductions, becomes proportionally greater as conflicting flows grow. Percent differences increase while curves tend to get closer. From this point of view the conclusion is that intersections operate more efficiently, but also more dangerously.Fil: Depiante, Violeta S. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Ciencias de la Ingeniería. Mención en Transporte; Argentina.Fil: Galarraga, Jorge J. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Ciencias de la Ingeniería. Mención en Transporte; Argentina.Ingeniería del Transport

Generación de viajes vehiculares en emprendimientos residenciales

Fil: Bordese, LucÍa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Transporte; Argentina.Fil: Galarraga, Jorge. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Transporte; Argentina.Se estima que aproximadamente el 80% de todos los viajes que se realizan en una ciudad tienen su origen o destino en el hogar. Como consecuencia el conocimiento de la generación de este tipo de viajes resulta de la mayor importancia para avanzar hacia una movilidad urbana sustentable. Este trabajo considera dos ambientes bien diferenciados con sus modelos y tasas de generación. Por un lado se estudian establecimientos residenciales de baja densidad, constituidos por casas aisladas y con escaso acceso al servicio de transporte público. Por otro lado se estudian complejos de departamentos, con alta densidad, mejor acceso al servicio de transporte público y mayor diversidad de uso del suelo circundante. En base al estudio de 9 casos en la ciudad de Córdoba, Argentina, se ha caracterizado la generación de viajes en auto, obteniendo importantes diferencias entre los dos ambientes estudiados.http://auc.com.uy/index.php?option=com_content&view=article&id=235&Itemid=122Fil: Bordese, LucÍa. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Transporte; Argentina.Fil: Galarraga, Jorge. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Transporte; Argentina.Ingeniería del Transport

Generación de viajes en diferentes tipos de emprendimientos residenciales.

Se estima que aproximadamente el 80% de todos los viajes que se realizan en una ciudad tienen su origen o destino en el hogar. Como consecuencia, el conocimiento de la generación de este tipo de viajes resulta de la mayor importancia para caracterizar los patrones de desplazamiento urbanos y para avanzar hacia una movilidad urbana sustentable. Pese a lo expuesto existen muy pocos estudios de tasas y modelos de generación de viajes en emprendimientos residenciales en Argentina. La metodología que se propone busca caracterizar dos ambientes bien diferenciados con sus tasas de generación según diferentes variables explicativas. Por un lado se estudiarán establecimientos residenciales de baja densidad, constituidos por casas aisladas y con escaso acceso al servicio de transporte público. Por otro lado se estudiarán complejos de departamentos, con alta densidad, mejor acceso al servicio de transporte público y mayor diversidad de uso del suelo circundante. En base a un estudio de casos en la ciudad de Córdoba, Argentina, se pretende identificar las diferencias en la generación de viajes para cada modalidad de transporte a fin de avanzar en la comprensión de ambientes de transporte más sustentables.http://www.anpet.org.br/xxixanpet/site/Fil: Bordese, Lucia. Municipalidad de Córdoba. Departamento de Ingeniería de Tránsito; Argentina.Fil: Galarraga, Jorge. Universidad Nacional de Córdoba; Argentina.Ingeniería del Transport

Gestión de riesgo en gerenciamiento de puentes con modelos de decisión multicriterio discretas

Conservar más de 2000 puentes en las mejores condiciones de funcionamiento en un contexto de limitaciones presupuestarias requiere un sistema de gestión que asigne los recursos con criterios de prioridad. Los puentes son puntos críticos en la red vial porque su clausura o restricción de uso implica desconectar un tramo completo para todo o parte del tránsito (afecta movilidad y accesibilidad) y porque son potenciales lugares peligrosos (afecta la seguridad vial). Planteando como objetivo minimizar los riesgos de fallas de una red vial sujeto a un presupuesto dado para mantenimiento y rehabilitación de sus puentes, se presenta un caso que, no teniendo una solución analítica pura, puede ser tratado con modelos de decisiones multicriterio discretas. El trabajo documenta la generación de funciones de utilidad normalizadas para ordenar prioridades como parte decisoria de un sistema degerenciamiento de puentes de la red vial Argentina, utilizando el método de jerarquías analíticas. Se fundamenta la necesidad de generar un modelo de decisión "consensuable" por diferentes disciplinas incorporando la opinión directa de expertos y responsables de su efectiva aplicación en la ponderación de los múltiples criterios. El proceso desarrolla primeramente una estructura jerárquica de criterios y subcriterios distinguiendo las causas delos riesgos (falla estructural, falla por efectos hidráulicos, falla de seguridad vial) y el tipo de consecuencias (económicas, sociales, ambientales). La valoración de preferencias genera por cada individuo opinante una matriz de comparaciones por pareja de factores escalada desde igual grado de preferencia a extremadamente fuerte grado de preferencia por uno de los factores. Los expertos fueron informados de los criterios que determinan los puntajes de cada indicador, y establecidas las comparaciones de a pares se realizó el proceso de normalización de la matriz para la obtención de los pesos relativos de cada factor en la función de utilidad y el cálculo de la relación de congruencia (índice de congruencia/índice aleatorio) para verificar la consistencia individual de los juicios, que en todos los casos resultó satisfactoria.Finalmente se obtuvo la función lineal de utilidad aditiva representativa del grupo, que al resultar congruente a nivel grupal no requirió la realización de nuevas rondas de valoración de preferencias, y se incorporó al sistema de gestión de mantenimiento. Con una metodología conceptualmente sólida y operativamente simple, la generación del modelo de decisión multicriterio basado en jerarquías analíticas viabilizó la aceptación técnico-política de la parte más sensible del proceso: el método decisorio de ordenamiento de prioridades en una problemática y en un organismo complejo

Calibración del modelo de seguimiento de Vissim en carreteras multicarriles de Uruguay

Fil: Casares, Agustín. Universidad de la República Oriental del Uruguay. Facultad de Ingeniería. Instituto de Estructuras y Transportes; Uruguay.Fil: Galarraga, Jorge. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Mención en Transporte; Argentina.El presente trabajo desarrolla la calibración del modelo de seguimiento Wiedemann 99 de VISSIM, en carreteras multicarriles en régimen de flujo estable en Uruguay. Para obtener los datos necesarios, se seleccionaron dos puestos de conteos de tránsito de la red vial nacional, con alto flujo de tránsito. Se utilizó como variable de calibración la distribución de intervalos. Si bien el modelo contempla 10 parámetros de calibración, (denominados de CC0 a CC9), en base a trabajos anteriores se seleccionaron CC1, CC2, CC4, CC5 y CC7 como parámetros de ajuste principales. Los resultados obtenidos permitieron concluir que CC1 es el parámetro principal a la hora de lograr el ajuste, quedando el CC7 en segundo orden de importancia. Se mantuvieron los valores propuestos por defecto para CC2, CC4 y CC5 y se propusieron nuevos valores calibrados para CC1 y CC7.http://www.anpet.org.br/xxixanpet/site/Fil: Casares, Agustín. Universidad de la República Oriental del Uruguay. Facultad de Ingeniería. Instituto de Estructuras y Transportes; Uruguay.Fil: Galarraga, Jorge. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Mención en Transporte; Argentina.Ingeniería del Transport

Avances sobre la calibración del HCM 2010 a condiciones argentinas

Fil: Galarraga, Jorge José. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Transporte; Argentina.Fil: Herz, Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Transporte; Argentina.El Manual de Capacidad de Estados Unidos de Norte América, Highway Capacity Manual (HCM), en sus sucesivas versiones, ha sido tradicionalmente empleado en Argentina para estimar capacidad y nivel de servicio en diferentes tipos de infraestructuras viales. La última versión del HCM, correspondiente al año 2010, en el volumen de Conceptos, Capítulo Uno de Guía del Usuario, presenta un apartado sobre el Uso Internacional, en el cual advierte a los usuarios sobre la importancia de calibrar los procedimientos a las condiciones locales, ya que pueden presentarse importantes diferencias en el comportamiento de los conductores, en la composición del tránsito y en las medidas de control. Un grupo de trabajo de la Maestría en Ciencias de la Ingeniería con Mención en Transporte, de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba, viene trabajando desde hace más de 10 años en la adecuación de metodologías del HCM para distintos casos. Se han empleado mediciones de campo y modelos de simulación de tránsito adecuadamente calibrados, para ajustar algunos procedimientos y coeficientes propuestos en el HCM 2010 a las condiciones argentinas. Se analizan dos facilidades correspondientes a tránsito ininterrumpido: a) Tramos básicos de autopistas y b) Carreteras de dos carriles indivisos; y tres facilidades correspondientes a tránsito interrumpido: a) Intersecciones Semaforizadas, b) Intersecciones no semaforizadas con dos señales de pare y c) Rotondas. En cada caso se detallan brevemente los estudios realizados y las recomendaciones más importantes para ser aplicadas. Para los casos de flujo ininterrumpido las relaciones básicas del flujo de tránsito (flujo - velocidad - densidad) resultan clave para la estimación de los niveles de servicio. Tanto para tramos básicos de autopista como para carreteras de dos carriles indivisos se proponen nuevas curvas velocidad - flujo. En carreteras de dos carriles se trata además el tema de carril adicional de sobrepaso. Para las intersecciones semaforizadas el flujo de saturación resulta clave para estimar la oferta de la intersección. Se proponen cambios en algunos de los coeficientes de ajuste más influyentes como el de equivalente de vehículos pesados y por paradas de ómnibus. Para los casos de Intersecciones no semaforizadas y rotondas los intervalos de aceptación y seguimiento definen la capacidad y las demoras, que a su vez son empleadas para cuantificar los niveles de servicio. Se proponen valores locales para diferentes tipos de movimientos. El presente trabajo tiene por objeto reportar los avances alcanzados hasta el momento e identificar las prioridades futuras. Se concluye que las características locales, sobre todo el comportamiento de los conductores, influencian de manera importante a las medidas de eficiencia.www.auc.org.uyFil: Galarraga, Jorge José. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Transporte; Argentina.Fil: Herz, Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Transporte; Argentina.Ingeniería del Transport

Calibración del modelo VISSIM para el estudio de intersecciones en autovías de la Provincia de Córdoba

The increase in vehicular transport led to the need to improve the road infrastructure of the Province of Córdoba. The authorities responded by the construction of multilane highways with at-grade returns. Currently, there are no studies that specifically analyze the operation of this type of device. The analysis was focused on the most widespread type of returns on local routes, whose design includes auxiliary lanes for the entry - exit of a secondary street, which is located centered with respect to two opposite U-turns, with a lane linking them, and with a rectilinear development of the lanes between turns. It was considered that the use of a traffic simulation model, properly calibrated and validated, allows a very wide variety of studies. This work describes the model used (VISSIM 8.0), the collection and processing of the information, the calibration with the network design, the assignment of traffic parameters, the behavior of the drivers, and finally, the validation of the model. The results obtained allow to conclude that the model, with the proposed adjustments, can be used satisfactorily to carry out traffic operation studies at the intersections of multilane highways of the Province of Córdoba.El aumento del transporte vehicular, derivó en la necesidad de mejorar la infraestructura vial de la Provincia de Córdoba. La respuesta de las autoridades fue la construcción de autovías con retornos a nivel. No existen en la actualidad, estudios que analicen específicamente la operación de este tipo de dispositivos. Se centró el análisis en la tipología de retornos más difundida en las rutas locales, cuyo diseño comprende carriles auxiliares para el ingreso – egreso de una calle secundaria, la cual se ubica centrada respecto a dos giros en U enfrentados, con un carril vinculando los mismos y con un desarrollo rectilíneo de los carriles entre los giros. Se consideró que el empleo de un modelo de simulación de tránsito, adecuadamente calibrado y validado, permite una variedad muy amplia de estudios. El presente trabajo describe el modelo empleado (VISSIM 8.0), el relevamiento y procesamiento de la información, la calibración con el diseño de la red, la asignación de los parámetros de tránsito, el comportamiento de los conductores, y finalmente, la validación del modelo. Los resultados obtenidos permiten concluir que el modelo, con los ajustes propuestos, puede ser empleado satisfactoriamente para realizar estudios de operación de tránsito en las intersecciones a nivel de autovías de la Provincia de Córdoba

Operación en autopistas argentinas, análisis comparativo con el HCM 2010

El objetivo del trabajo es avanzar en la caracterización de las condiciones de operación en tramos básicos de autopistas argentinas, mediante el análisis de los parámetros fundamentales del tránsito (flujo, velocidad y densidad) en las condiciones locales y comparando los resultados obtenidos con los propuestos en el nuevo Manual de Capacidad de Carreteras de Estados Unidos de Norte América (HCM 2010). La autopista Córdoba-Carlos Paz, une la ciudad capital con la ciudad turística más importante de la Provincia, totalizando una distancia de aproximadamente 22,5 kilómetros. Está dividida en cinco (5) tramos de acuerdo a los intercambiadores existentes, cada uno de ellos presenta diferente pendiente según el sentido de circulación. Con motivo de estudios anteriores (Baruzzi, 2002; Baruzzi et al 2008, 2012) se contaba en cada tramo, tanto de día como de noche, con una gran cantidad de mediciones de velocidades de flujo libre (VFL) y medias de viaje (VMV) realizadas con el método del vehículo flotante. Debido a que la autopista está concesionada con cobro de peaje, se disponía también de las correspondientes estimaciones de flujo y composición vehicular. Finalmente, conociendo flujo y velocidad, podía estimarse la densidad. El procedimiento del HCM 2010 para estimar capacidad y nivel de servicio en tramos básicos de autopistas se basa en emplear diferentes relaciones velocidad - flujo según sea la velocidad de flujo libre que corresponda. Todas las curvas presentan un importante tramo horizontal, es decir que la VMV es igual a la VFL para un rango amplio de flujo. Estos rangos se han modificado con respecto a los propuestos en la versión anterior del Manual (HCM 2000). La medición de velocidades de flujo libre en tramos de diferente pendiente y visibilidad (diurna y nocturna) permitió identificar los rangos correspondientes para cada una de las VFL a considerar. En cada caso, en función de las mediciones de VMV y de las estimaciones de flujo y densidad se obtuvieron las relaciones para las condiciones locales. El trabajo informa sobre los resultados obtenidos y la comparación con las relaciones propuestas en el HCM 2010. La relación velocidad - flujo muestra mayor sensibilidad al volumen de tránsito, las VMV comienzan a disminuir con flujos mucho menores a los indicados en el HCM 2010. El trabajo realiza también consideraciones sobre los cambios entre las versiones 2000 y 2010 del HCM y sobre la influencia de las pendientes y de las condiciones de visibilidad sobre las velocidades de flujo libre.Fil: Baruzzi, Alejandro. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Ciencias de la Ingeniería. Transporte; Argentina.Fil: Galarraga, Jorge. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Ciencias de la Ingeniería. Transporte; Argentina.Fil: Herz, Marcelo. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Maestría en Ciencias de la Ingeniería. Transporte; Argentina.Ingeniería del Transport

Research on Coatings and Infiltration to Strengthen Ceramic Lost Cores Used in High-Pressure Die Casting Processes

Lost cores used to manufacture complex aluminium components through high-pressure die casting (HPDC) processes need to withstand very high injection velocities and pressures. The conventional sand cores used in other casting processes, such as sand casting or low-pressure die casting, do not support the aggressive process parameters of the HPDC, so advanced ceramic cores must be used. These cores must be strong enough not to get broken during the casting process, but, at the same time, they must have a minimum porosity to be easily removed from the casting to obtain the finished part. Due to this porosity, the aluminium penetrates the core surface during the casting process. So, the criterion here is to find the necessary compromise between strength and porosity and to protect the core surface from the aluminium penetration. In this work, two research lines have been followed to address these challenges. On the one hand, different refractory coatings have been applied to the ceramic core surface with the aim of sealing it. Amongst the coatings analysed, boron nitride-based one has been found to be the most suitable and cost-effective solution to avoid aluminium penetration. On the other hand, silica has been proved to be a suitable infiltration agent to increase the strength of the core.This work has been carried out under the framework of the CORE 4.0 project funded by the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement no 701197. The authors wish to show their gratitude to Rauschert Italia for manufacturing the ceramic cores and the bars, Edertek for helping with the die casting trials and machining of the samples and FerroCˇrtalicˇ for making the de-coring tests