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Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos

Logotipo de la organización a partir de 2012 El Centro de Estructuras y Materiales Compuestos Avanzados es una unidad de investigación independiente de la Universidad de Maine q...

Logotipo de la organización a partir de 2012

El Centro de Estructuras y Materiales Compuestos Avanzados es una unidad de investigación independiente de la Universidad de Maine que ofrece investigación, educación y desarrollo económico en el ámbito de la ciencia de los materiales, la fabricación y la ingeniería de materiales compuestos y estructuras.

Laboratorio de Ingeniería Oceánica Alfond W2
El Laboratorio de Ingeniería Oceánica Alfond W 2 del Centro de Materiales Compuestos de la Universidad de Maine es una instalación única equipada con una máquina de viento giratoria de alto rendimiento sobre un tanque de olas . La instalación puede simular condiciones de viento y oleaje con un período de retorno superior a 1000 años, lo que representa algunas de las peores tormentas posibles en cualquier lugar de la Tierra a escala 1:50. [ 1 ]

El centro fue fundado en 1996 con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias por el Dr. Habib Dagher, PE. Anualmente, el centro emplea a 180 personas, incluyendo 140 estudiantes de pregrado y posgrado de diversas disciplinas académicas. [ 2 ]

El centro está ubicado en un laboratorio de pruebas de 100 000 pies cuadrados (9300 metros cuadrados) , acreditado según la norma ISO 17025 por el Servicio Internacional de Acreditación. [ 3 ]

En 2014, el centro fue designado como un "Área de Investigación Emblemática" de la Universidad de Maine . [ 4 ]

El centro ha obtenido reconocimiento nacional e internacional por importantes proyectos de investigación y desarrollo, como el VolturnUS 1:8 , la primera turbina eólica marina flotante conectada a la red en los EE. UU. y la primera en el mundo fabricada con hormigón y materiales compuestos; la tecnología de puentes de arco compuestos inflables "Puente en una mochila", ahora aprobada en el Código de la Asociación Estadounidense de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte ; el primer Sistema Modular de Protección Balística (MBPS, por sus siglas en inglés) aprobado por el Ejército de los EE. UU. para proteger a las tropas en tiendas de campaña de explosiones y amenazas balísticas; el desarrollo de tecnología de madera revestida para edificios de madera resistentes a explosiones y huracanes; y el buque compuesto de fibra de carbono más largo construido para la Armada de los EE. UU.

Dr. Habib Dagher, PE

Foto del Dr. Habib Dagher
Habib Joseph Dagher es el director ejecutivo fundador del Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos de la Universidad de Maine.

Habib Dagher es el director ejecutivo fundador del Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos de la Universidad de Maine. El Dr. Dagher promueve el desarrollo de sistemas estructurales avanzados que optimicen simultáneamente las estructuras, los materiales y la construcción.

Dagher posee 25 patentes estadounidenses e internacionales con 8 patentes adicionales pendientes, [ 5 ] y ha recibido numerosos premios, entre ellos el de Campeón del Cambio del Transporte de la Casa Blanca de 2015 , otorgado por el desarrollo de la tecnología de sistemas de puentes de arco compuesto; el de Profesor del Año de Maine de la Fundación Carnegie ; el Premio al Profesor Distinguido de Maine, el máximo galardón otorgado a un miembro del profesorado de la UMaine; y el Premio a la Innovación Charles Pankow de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles .

Dagher obtuvo su doctorado en ingeniería estructural por la Universidad de Wisconsin-Madison , así como dos maestrías en ingeniería estructural y mecánica de la ingeniería, y se unió al profesorado de la Universidad de Maine en 1985.

Proyectos de investigación y desarrollo

La tecnología de casco flotante de hormigón VolturnUS , desarrollada por la Universidad de Maine y actualmente en proceso de patente, puede soportar turbinas eólicas en profundidades de agua de 45 metros o más, y tiene el potencial de reducir significativamente el coste de la energía eólica marina.

En el verano de 2013, el centro instaló la primera turbina eólica marina conectada a la red en los Estados Unidos [ 6 ] y la única turbina flotante con casco de hormigón en el mundo. La tecnología patentada [ 7 ] [ 8 ] VolturnUS es la culminación de la investigación y el desarrollo colaborativos llevados a cabo por el Consorcio DeepCwind , liderado por la Universidad de Maine . VolturnUS 1:8 es un prototipo de turbina flotante de 20 metros de altura; 1:8 de la escala de un diseño de rotor de 6 megavatios (MW) y 130 metros de diámetro. La financiación para esta investigación fue proporcionada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos , la Fundación Nacional de Ciencias y otras entidades.

Maine Aqua Ventus, I, GP, LLC, está llevando a cabo un proyecto de demostración de 12 MW frente a la costa de la isla Monhegan, ME, utilizando la tecnología de plataforma flotante VolturnUS. [ 9 ]

DeepCLiDAR

DeepCLiDAR es una boya meteoceánica avanzada equipada con LIDAR , creada con financiación del Departamento de Energía de EE. UU. y el Instituto Tecnológico de Maine. DeepCLiDAR puede utilizarse en entornos marinos remotos para proporcionar datos de alta calidad y bajo coste sobre recursos eólicos marinos, así como capacidades de monitorización meteoceánica y caracterización ecológica. Su desarrollo se realizó en colaboración con el Dr. Neal Pettigrew del Grupo de Oceanografía Física de la Universidad de Maine , AWS Truepower y NRG Renewable Systems.

El puente Perkins en Belfast, Maine, fue instalado en 2010 por Advanced Infrastructure Technologies. Este puente de arco compuesto tiene una luz de 48,0 pies y está formado por 16 arcos compuestos.

Sistema de puente de arco compuesto

El sistema de puentes de arco compuesto, comúnmente conocido como puente en mochila, es un sistema ligero y resistente a la corrosión para la construcción de puentes de tramo corto a mediano, que utiliza tubos de arco compuesto que actúan como refuerzo y encofrado para el hormigón vertido in situ . [ 10 ] El innovador sistema de puentes compuestos del centro está aprobado por la Asociación Estadounidense de Funcionarios Estatales de Carreteras y Transporte , reduce los costos de construcción, extiende la vida útil estructural hasta 100 años y es una alternativa más ecológica a la construcción con hormigón y acero. Advanced Infrastructure Technologies es una empresa privada con licencia de la Universidad de Maine para producir estos puentes.

En enero de 2017, Advanced Infrastructure Technologies firmó un acuerdo de distribución y comercialización para Norteamérica con Terre Armee Group/Reinforced Earth Company, cuyo objetivo es ampliar la adopción de la tecnología del sistema de puentes de arco compuesto. [ 11 ]

El puente compuesto más largo del mundo

La durabilidad a largo plazo de los puentes es una preocupación importante para los departamentos de transporte de todo el país. En respuesta a esta preocupación, el Centro de Materiales Compuestos de la Universidad de Maine validó una viga compuesta híbrida diseñada por HC Bridge Company, LLC, y fabricada por Harbor Technologies en Brunswick, Maine . Esta viga, hecha de polímero reforzado con fibra , es ligera, resistente a la corrosión y lo suficientemente fuerte como para ser utilizada en la construcción de puentes. El puente Knickerbocker, sobre el río Back en Boothbay, Maine, es el puente compuesto más largo del mundo, con 160 metros de longitud y 9,8 metros de ancho. El puente se inauguró al tráfico en 2011.

MAKO

Diseñado en colaboración con Hodgdon Defense Composites y Maine Marine Manufacturing, el Centro de Materiales Compuestos de la Universidad de Maine realizó pruebas en una lancha de operaciones especiales con un casco totalmente de material compuesto para reemplazar las embarcaciones con casco de aluminio que utilizan actualmente los SEAL de la Armada de los Estados Unidos . Este prototipo de 25 metros de eslora, resistente a los impactos, es el resultado de un proyecto de investigación y desarrollo de 15 millones de dólares que dio como resultado el primer casco totalmente de material compuesto para la Armada de los Estados Unidos.

Contenedor de envío híbrido compuesto seguro

Financiado por el Departamento de Seguridad Nacional , el Centro de Materiales Compuestos de la Universidad de Maine desarrolló un contenedor de envío con patente en trámite [ 12 ] que mitiga los riesgos de seguridad asociados con la carga marítima. El Instituto de Investigación de Georgia Tech diseñó el sistema de seguridad para el contenedor, que incluye sensores integrados para detectar intrusiones, sensores de apertura de puertas para monitorear el acceso al contenedor y un sistema de comunicación capaz de informar el estado de seguridad desde cualquier parte del mundo. Esta tecnología se encuentra actualmente en fase de pruebas de campo para su comercialización.

Sistema Modular de Protección Balística (MBPS)

El MBPS, desarrollado en colaboración con el Centro de Investigación, Desarrollo y Evaluación de Soldados de Natick del Ejército de los EE. UU. , proporciona a los soldados una mayor protección balística en el campo. El MBPS, con patente en trámite [ 13 ] , es un sistema de protección balística ligero, de rápida instalación y despliegue. Proporciona protección balística al personal y al equipo en campamentos base expedicionarios donde la movilidad y los requisitos de despliegue rápido impiden el uso inmediato de sistemas pesados ​​como sacos de arena y barreras de hormigón. El MBPS no requiere herramientas para blindar una tienda de campaña estándar de 6,1 x 9,8 metros (20 x 32 pies) y puede ser desplegado en menos de 30 minutos por 4 soldados.

Estructuras resistentes a explosiones

En colaboración con el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. (ERDC) , el Centro de Materiales Compuestos de la Universidad de Maine desarrolló estructuras resistentes a explosiones con elementos estructurales, paneles y subconjuntos de madera recubiertos. [ 14 ] Estos materiales resistentes a explosiones se recubren de forma económica para mejorar la ductilidad y la capacidad de disipación de energía del material de construcción . Además de una resistencia superior a las explosiones, los beneficios de estas estructuras incluyen: rentabilidad, facilidad de montaje, durabilidad ambiental, despliegue rápido, alta relación resistencia-peso y protección contra la absorción de humedad, termitas, hormigas y biodegradación .

Centro de compuestos de madera de ingeniería avanzada (AEWC)

En 1996, el centro abrió sus puertas como el Centro de Compuestos de Madera de Ingeniería Avanzada . En 2012, la organización cambió formalmente de nombre, con la aprobación del Consejo Directivo del Sistema Universitario de Maine, a Centro de Estructuras y Compuestos Avanzados. Este cambio de nombre reflejó la ampliación de sus líneas de investigación más allá de los compuestos de madera, incluyendo otras áreas como: energía oceánica , compuestos para defensa y aeroespaciales, infraestructura civil y nanocompuestos . [ 15 ]

Premios destacados

2000 - 2015

El 13 de octubre de 2015, el Dr. Habib Dagher, director fundador del Centro de Estructuras Avanzadas y Compuestos de la Universidad de Maine, fue reconocido como "Campeón del Cambio en Transporte de la Casa Blanca 2015". [ 16 ] El Dr. Dagher es el principal inventor del sistema de puente de arco compuesto.

Premio Pankow de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles a la Innovación, otorgado al Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos por el desarrollo de su Puente en una Mochila, el 31 de marzo de 2011. [ 17 ]

Asociación Estadounidense de Fabricantes de Materiales Compuestos , Premio al Producto Más Creativo al Bridge-in-a-Backpack™ del Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos, febrero de 2010. [ 17 ]

Asociación Estadounidense de Fabricantes de Compuestos, Producto más creativo para los paneles resistentes a explosiones del Centro de Estructuras Avanzadas y Compuestos, 16 de enero de 2009. [ 17 ]

Premio del Público de la Asociación Estadounidense de Fabricantes de Materiales Compuestos (ACMA) por exhibir el más alto grado de diseño, innovación, creatividad y el mejor uso de materiales compuestos en el Sistema Modular de Protección Balística. 15 de octubre de 2007. [ 17 ]

Premio al Mejor Producto de la Exposición de la Asociación Estadounidense de Fabricantes de Materiales Compuestos (ACMA), reconocido como el máximo galardón de la industria de los materiales compuestos, al Sistema Modular de Protección Balística, por ser el mejor producto del año. 15 de octubre de 2007. [ 17 ]

Referencias

  1. "Alfond W2 Ocean Engineering Lab" . Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos . Universidad de Maine . Consultado el 6 de julio de 2016 .
  2. "Quiénes somos" . Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos de la UMaine . Universidad de Maine.
  3. "Acreditación ISO 17025" . Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos . Universidad de Maine . Consultado el 6 de julio de 2016 .
  4. "El rector nombra áreas emblemáticas y emergentes de excelencia en investigación y educación" . Noticias de la UMaine . Universidad de Maine. 30 de junio de 2014. Consultado el 6 de julio de 2016 .
  5. "Cartera de patentes" . Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos de la Universidad de Maine . Consultado el 6 de julio de 2016 .
  6. Dagher, Viselli (2015). "Prueba de modelo de una turbina eólica flotante a escala 1:8 en alta mar en el golfo de Maine" (PDF) . Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering . 137 (4).
  7. Dagher, Habib J.; Viselli, Anthony M.; Goupee, Andrew J. (29 de agosto de 2013), Plataforma y sistema de torre de turbina eólica híbrida compuesta flotante , consultado el 6 de julio de 2016.
  8. Dagher, Habib J.; Viselli, Anthony M.; Goupee, Andrew J. (12 de septiembre de 2013), Plataforma flotante para turbinas eólicas y método de ensamblaje , consultado el 6 de julio de 2016.
  9. "Eólica marina flotante en Maine - Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos - Universidad de Maine" . Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos . Consultado el 21 de febrero de 2017 .
  10. Dagher, Habib J.; Landis, Eric N.; Chiti, Imad W. El (7 de octubre de 2014), Sistema de arco ligero resistente a cargas de despliegue rápido , consultado el 6 de julio de 2016
  11. "Empresa derivada de Bridge-In-A-Backpack firma acuerdo de marketing y distribución en Norteamérica con la firma internacional de construcción e ingeniería Terre Armee Internationale - Advanced Structures & Composites Center - University of Maine" . Advanced Structures & Composites Center . 19 de enero de 2017. Consultado el 21 de febrero de 2017 .
  12. Dagher, Habib J.; Cassidy, Eric D.; Viselli, Anthony M. (21 de octubre de 2014), Panel compuesto soldable con dispositivos integrados , consultado el 6 de julio de 2016.
  13. Dagher, Habib J.; Melrose, Paul T.; Parent, Laurent R.; Nader, Jacques W. (25 de noviembre de 2010), Panel compuesto para protección contra explosiones y balística , consultado el 6 de julio de 2016.
  14. Dagher, Habib J.; Cassidy, Eric D.; Parent, Laurent R.; Dumais, Anthony J.; Nagy, Edwin N.; O'Neil, Robert T.; Nye, Richard F. (3 de diciembre de 2013), Sistema de mitigación de explosiones y protección balística y sus componentes , consultado el 6 de julio de 2016.
  15. "Quiénes somos" . Centro de Estructuras Avanzadas y Materiales Compuestos de la UMaine . Universidad de Maine . Consultado el 6 de julio de 2016 .
  16. "Más allá del tráfico: innovadores en el transporte" . whitehouse.gov . Campeones del cambio. Octubre de 2015. Recuperado el 6 de julio de 2016 a través de los Archivos Nacionales .
  17. 1 2 3 4 5 "Premios y Distinciones" . Centro de Estructuras Avanzadas y Compuestos de la UMaine . Universidad de Maine . Consultado el 6 de julio de 2016 .