Visita del Profesor Marian Wiercigroch a la Facultad

UTECNOTICIAS ENTREVISTÓ AL DOCENTE DE LA UNIVERSIDAD DE ABERDEEN (REINO UNIDO), EN SU RECIENTE VISITA A LA CIUDAD, EN EL MARCO DE UNA CONFERENCIA ORGANIZADA POR EL GRUPO DE INSTIGACIÓN EN MULTIFÍSICA APLICADA (GIMAP) DE LA UTN FACULTAD REGIONAL BAHÍA BLANCA.

Marian Wiercigroch director y fundador del Centro para la Investigación de Dinámica Aplicada (CADR). Ha publicado mas de 350 artículos de revistas y conferencias. Actualmente ocupa el cargo de editor en jefe conjunto de la Revista Internacional de Ciencias Mecánicas (International Journal of Mechanical Sciences). Su área de investigación es la dinámica no lineal aplicada a la resolución de problemas de ingeniería, temática que estuvo abordando.

Premios y Distinciones

1994: Obtuvo una beca Senior Fullbright.
2006: Se le otorgó una «Cátedra Siglo VII» en Dinámica Aplicada, la más prestigiosa cátedra en ingeniería de la Universidad de Aberdeen.
2007: La empresa ITI Energy le otorgó un subsidio de 5.25 millones de Euros para el desarrollo de una nueva tecnología de perforado de pozos de petróleo.
2009: Fue elegido miembro de la Real Sociedad de Edimburgo por su contribución a la ingeniería y las matemáticas.
2013: La Universidad de Tecnología de Lodz (Polonia) le otorgó un doctorado Honoris Causa
2017: La Universidad Politécnica de Pern (Rusia) le concedió el título de Profesor Honorario.

¿Qué es la dinámica no lineal?

Se aplica en todas las ramas de la ciencia. No sólo en la Ingeniería; también la vemos en la física, matemática, biología, química, medicina… Es una especie de ciencia multidisciplinaria que estudia el comportamiento de sistemas que no cuentan con una estructura lineal de entrada-salida. La diferencia con el enfoque clásico radica en que no es posible predecir a priori lo que el sistema hará: es un sistema lineal, si se conoce la entrada, se puede intuir fácilmente la salida. En cambio, un sistema no lineal puede tener una entrada y multiplicidad de respuestas distintas; pueden ser predecibles, parcilamente predecibles o completamente impredecibles. En la vida diaria, los sistemas no lineales están en todas partes. El mundo se maneja a partir de esa dinámica.

¿Se puede obtener beneficios en su aplicación práctica?

En general, se tiene la visión de que la dinámica no lineal es algo puramente matemático, pero en realidad es algo que se puede medir y verificar en sistemas reales. Y se puede sacar ventaja de esos efectos no lineales que se producen. En la charla que desarrollé se mostraron ejemplos propios del campo de la Ingeniería (por ejemplo, rotores y otros objetos asociados a la Ingeniería Mecánica). La idea es no centrarse en algo meramente matemático o abstracto, sino utilizar esas herramientas desarrolladas en el campo teórico, aplicarlas al mundo real y sacar rédito de ese comportamiento no lineal.

En el Centro de Investigación, ¿Cómo realizan la transferencia tecnológica?

Con mi grupo venimos aplicando los conceptos de la dinámica no lineal a problemas reales de ingeniería desde 20 años. Tenemos desarrollos en sistemas de rotores, perforación petrolera, recolección de energía (energy harvesting), acústica submarina, y otros. El nivel de penetración en la industria depende del sistema que se esté estudiando. Con lo que más hemos logrado avanzar es con el tema de la perforación en pozos de petróleo (drilling). Patentamos una nueva técnica, con una idea novedosa. En ese caso en particular hemos avanzado muchísimo y el producto desarrollado se está aplicando.

Algunas ideas avanzan a paso firme y otras pueden frenarse en algún punto; por ejemplo, en un desarrollo de sistemas de rotores de turbinas que hicimos para Rolls Royce, se probaron algunas ideas, la empresa comprendió que había aspectos interesantes de la dinámica no lineal que podíamos controlar para mejorar el rendimiento, pero por ahora la seguridad del sistema resulta un impedimento para la aplicación concreta. Así, el mismo campo de estudio delimita el nivel de penetración. De todas formas, yo pienso que es una cuestión de tiempo. La dinámica no lineal será extremadamente importante en toda industria, dada la creciente demanda de eficiencias: si se desea alta eficiencia, ciertamente es necesario operar en regímenes no lineales.

¿También en Argentina?

Sí, será lo mismo en Argentina. Atinente a la eficiencia, los tópicos de dinámica no lineal serán requeridos en la mayoría de los procesos industriales. Argentina tiene además mucho potencial. Hay grupos que estudian ciertas áreas de la dinámica no lineal, y aplican sus conceptos en campos donde tienen su fortaleza. Hay muy buenos desarrollos en física e ingeniería nuclear. Y también intenciones muy bien encaminadas en el resto de las ingenierías.

Recién aludía a la Perforación Mejorada por Resonancia (Resonance Enhanced Drilling, RED) que patentaron. ¿Qué innovación introdujo la técnica RED?

El proceso común y corriente de perforación es increíblemente simple. Uno pone a rotar una mecha, aplica una fuerza y hace un agujero (risas). Perforar de esta manera funciona muy bien para formaciones rocosas plásticas. En el caso de rocas muy duras también se puede perforar, pero a costa de daños en herramientas. Nosotros inventamos una forma diferente, que es la tecnología RED. En vez de quitar capa por capa, como si fuera con un cuchillo, nuestro sistema aplica vibraciones axiales de alta frecuencia, lo cual produce impactos e induce fracturas en la roca. Eso no se puede hacer a la ligera. La clave esta en que la magnitud de estos impactos debe ser controlada. Si los impactos son demasiado grandes, se producen grandes fisuras y el medio rocoso puede colapsar de forma catastrófica. A partir de la dinámica no lineal, nosotros ideamos una forma de aplicar vibraciones controladas y una propagación de fisura estable. Así, se va generando una fractura progresiva que permite una mejor perforación y óptimiza, además, la durabilidad de las herramientas.

¿Cuántas personas conforman el grupo de trabajo y qué tipo de formación poseen?

Somos 25 personas. Es extremadamente importante contar con gente que tenga conocimientos en diferentes áreas. El equipo es multidisciplinario porque se necesita comprender un problema desde el principio hasta el final. Contamos con matemáticos, físicos, ingenieros (mecánicos, civiles, industriales y en petróleo), técnicos experimentalistas y gente de negocios. Gente que se entienden entre sí., que se superpone un poquito en cuanto a sus actividades para lograr una buena comunicación, pero no demasiado como para duplicarse. La idea es que las personas puedan interactuar, pero no hacer la misma cosa. Por ejemplo: no tener cinco matemáticos, sino uno que se pueda relacionar con las demás áreas. De esta manera se logra un grupo de trabajo poderoso y compentente, que puede cubrir diversas áreas, comprendiendo los problemas desde la teoría, pasando por el experimento, y hasta el desarrollo de la tecnología.

¿Qué lo llevó a establecer contacto con el Grupo de Investigación de Multifísica Aplicada?

Descubrí el trabajo de Franco Dotti y sus colegas docentes de la UTN-FRBB mediante una simple búsqueda en Internet. Luego lo contacté por email y comenzamos un intercambio de correspondencia, que me llevó a realizar esta corta pero productiva visita. Con el GIMAP tenemos un objetivo común, que es el desarrollo de dispositivos para la recolección de energía del mar (wave energy harvesting). Este es uno de los tópicos que quiero desarrollar, pero lamentablemente estoy extremadamente ocupado con otros proyectos y actividades.

¿Existen posibilidades de articular a futuro?

Tengo algunos estudiantes de doctorado en este proyecto de energy harvesting, pero no es suficiente. Así que vamos a instalar una célula extra de mi grupo en Argentina (risas).
Yo creo que podemos desarrollar una investigación muy buena en esta área. Franco y sus colegas tienen muy buenos conocimientos en este tópico: son capaces de modelar, experimentar, construir… Tienen en claro el foco principal de lo que hacen y eso es muy importante para progresar. Y tenemos juntos un montón de buenas ideas. Definitivamente vamos a desarrollar un proyecto en conjunto que será beneficioso para ambas universidades, y esperamos concluir con un dispositivo que será único, reconocido, y con el que, posiblemente, ¿por qué no?, hagamos mucho dinero (risas).