FUNDAMENTOS DE UN AUTOMÓVIL DE COMPETICIÓN

Objetivos
Que el alumno sea capaz de identificar los diferentes tipos de automóviles de competición, la reglamentación técnica y de seguridad a tener en cuenta para el diseño y construcción de los vehículos.
Contenidos Mínimos
Tipo de automóvil: Diferentes categorías de automóviles: Fórmula. Sport prototipo. Turismo. Rally. Tipo de tracción (integral – delantera – trasera). Efecto aerodinámico (magnitud de la carga aerodinámica). Reglamento técnico: Reglamentado por la Federación Internacional del Automóvil (FIA). Reglamentado por Federaciones independientes. Medidas de seguridad. ANEXO J del Código Deportivo Internacional de la FIA. Reglamentación de ensayos de resistencia para diferentes categorías: Métodos de cálculo y análisis. Institutos homologados para tipos de ensayos. Duración de las homologaciones. Principales parámetros para el inicio del proyecto: Magnitud de la carga aerodinámica y distribución. Distribución de pesos. Magnitud de recorridos de suspensión. Magnitudes máximas de alineación. Rigidez vertical de la suspensión. Rigidez a rolido y distribución de rolido. Rigidez general de la estructura. Métodos de simulación. Herramientas para el cálculo y diseño: Software para diseño mecánico. Herramientas específicas. Bibliotecas. Determinación de vínculos. Cálculo estructural. Modelos vehiculares y condiciones de contorno. 

DINÁMICA DE AUTOMÓVILES DE COMPETICIÓN

Objetivos
El objetivo principal del curso es presentar las leyes de la mecánica gobernantes en los diferentes componentes de un vehículo para hacer que el mismo sea eficiente, estable, controlable y óptimo para un circuito o trayecto dado, de modo que pueda recorrerlo en el menor tiempo posible. Se espera que el alumno, al finalizar el curso, sea capaz de: - desarrollar habilidades prácticas y de simulación computacional para analizar la performance en curvas de vehículos de competición. - adquirir conocimiento de todos los parámetros y variables ajustables (dentro de las restricciones que imponen los reglamentos técnicos de cada categoría) para maximizar la performance y controlabilidad de un vehículo desde el diseño y durante la competencia. 

Contenidos Mínimos
Fundamentos de dinámica: Revisión de mecánica clásica. Marcos de referencia. Leyes de Newton. Ecuaciones de Newton-Euler. Consideraciones energéticas y dinámica de Lagrange. Sistemas restringidos. Vehículos como sistemas multicuerpo. Modelado mecánico y matemático de vehículos: Representaciones como sistemas de masas concentradas. Descripción del vehículo mediante subsistemas e interfases. Tracción en 2 y 4 ruedas. Fuerzas externas aerodinámicas. Chasis y estructuras de seguridad: Materiales y geometrías típicas de las estructuras. Rigidez local, por ejes y global. Condiciones de carga estáticas y dinámicas. Distribución óptima de la rigidez. Neumáticos: Fuerzas y momentos reactivos en un neumático. Parámetros y rigideces en modelos clásicos de neumáticos. Ajuste de datos experimentales. Fórmula mágica de Pacejka. Otros modelos. Análisis de vehículos: Modelado matemático de subsistemas y acople de ecuaciones. Resolución analítica y computacional. Grados de libertad de diferentes modelos vehiculares. Software de sistemas multicuerpo disponibles. Maniobras típicas simuladas. Dinámica del vehículo y su performance: Estabilidad de conducción, confort y seguridad. Pseudo-estacionarios en curva. Diagramas de momentos de giro versus aceleración lateral. Interpretación de estabilidad y controlabilidad. 

AERODINÁMICA DE AUTOMÓVILES DE COMPETICIÓN

Objetivos
Que el alumno, al finalizar el curso, sea capaz de: - incorporar los conceptos aerodinámicos generales y de auditarlos en el diseño de un automóvil de competición - identificar los diferentes componentes aerodinámicos y utilizar herramientas computacionales para verificar y diseñar mejoras en un vehículo de competición. - vincular los conceptos aerodinámicos con el rendimiento general del vehículo en cuanto a dinámica y refrigeración.

Contenidos Mínimos
Impacto de la aerodinámica en la forma del vehículo. Carga aerodinámica y rendimiento. Creación y medición de fuerzas aerodinámicas. Introducción al uso de mecánica de fluidos computacional (CFD). Fuerzas aerodinámicas y terminología: Terminología. Capa límite. Ecuación de Bernoulli. Flujo sobre cuerpos. Coeficiente de presión. Fuerzas de arrastre, sustentación y lateral. Coeficientes adimensionales. Herramientas: Mediciones en pista. Mediciones en túneles de viento. Métodos computacionales. Preproceso, simulación y postproceso en CFD. Herramientas de mallado y visualización de resultados. Perfiles aerodinámicos y alerones: Definiciones. Alas finitas. Sustentación por interacción de superficies. Aerodinámica del automóvil completo: Transferencia a los neumáticos. Flujo sobre ruedas. Efecto suelo. Difusores. Spoilers. Flujo interno y refrigeración. Acople con la dinámica del vehículo. Efectos en el rendimiento general.

MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA PARA LA ALTA COMPETENCIA

Objetivos
Capacitar en el uso experto de simuladores de motores para su diseño conceptual, la puesta a punto y su posterior validación en banco contra experimentos físicos reales.

Contenidos Mínimos
Fundamentos: conceptos mecánicos, termodinámicos y de operación de MCI. Motores por combustión provocada y por compresión. Termoquímica de mezclas aire/combustible, propiedades de los fluidos de trabajo. Parámetros de diseño y de operación: Características geométricas relevantes. Potencia y consumo. Eficiencia mecánica. Relaciones fundamentales. Dinámica de gases en MCI: Procesos de intercambio de gases, sintonía de admisión y escape. Flujo en cámaras de combustión. Patrones de flujo característicos. Pérdidas de energía en motores: Transferencia de calor al sistema de refrigeración. Sistemas de lubricación. Rozamiento. Inyección electrónica de combustible: Inyección en puertos. Inyección directa. Estrategias de inyección. Motores alternativos. Ensayos físicos y virtuales (simulación) de MCI: Simulación 0D/1D de MCI. Simulación por mecánica de fluidos computacional. Ensayos en bancos de prueba.

SISTEMAS DE TRACCIÓN HÍBRIDA: SIMULACIÓN Y OPTIMIZACIÓN

Objetivos
Lograr una perspectiva sistémica de la planta energética de un sistema vehicular con el fin de generar estrategias de control que atiendan los desafíos impuestos por el control de emisiones, la reducción del uso de combustible fósiles y el impacto sobre la huella de carbono. - Capacitar en el uso experto de simuladores de sistemas híbridos de tracción para su diseño conceptual, la puesta a punto y su posterior optimización.

Contenidos Mínimos
Fundamentos: Conceptos energéticos en un vehículo, consumo de combustible, pérdidas, performance, conducción, modos de operación, demanda energética. Métodos de predicción del consumo de combustible: Aproximaciones cuasi-estáticas, dinámicas, optimización y herramientas de software. Sistemas de propulsión basados en motores de combustión interna: Modelización simplificada de un motor, del sistema de transmisión y modelización del consumo de combustible.
Sistemas de propulsión híbrida eléctrica: Sistemas eléctricos combinados con motores a explosión, hibridización, flujo de potencia, arquitecturas, concepto de rango extendido (Range Extender), baterías y supercapacitores, vínculos entre sistemas eléctricos, acopladores de torque, dispositivos de división de potencia. Sistemas de propulsión híbrida no eléctrica: Sistemas de almacenamiento de corto alcance, volantes, acumuladores hidráulicos, motores y bombas hidráulicas, sistemas híbridos neumáticos. Pilas de combustible: Vehículos eléctricos con pilas de combustible y el caso híbrido. Modelización de la celda de combustible y reformadores. Algoritmos de control: Algoritmos de control supervisor, control del tren de mando, estrategias heurísticas de gestión de energía, estrategias óptimas de gestión de energía.

INSTRUMENTACIÓN DEL VEHÍCULO

Objetivos
Que el alumno, al finalizar el curso, sea capaz de: - incorporar los conceptos de electrónica generales y de aplicarlos en el ámbito de trabajo de la actividad del motorsport. - comprender el método de trabajo con electrónica, lo cual le permitirá desarrollarse con cualquier marca existente en el mercado. - elaborar sensores propios para aplicarlos a la actividad y así expandir sus fronteras. - vincular los conocimientos de otras áreas de este curso con la sección electrónica para poder realizar un trabajo integral en la disciplina.

Contenidos Mínimos
Fundamentos de la electrónica: software y hardware. Marcas de sistemas adquisición de datos existentes en el mercado.  Software: Programación de microcontroladores con software Arduino IDE open source. Identificación de las partes del software arduino IDE. Hardware: Partes de un sistema adquisición de datos, módulos adquisición, sensores, interfases, redes. Conceptos adquisición de datos versus telemetría. Diseño en EMC, Electromagnetic compatibility (compatibilidad electromagnética) en motorsport. Análisis de datos con el software AIM: Elección de tableros, sensores según requerimiento. Ventajas del uso de sistemas con módulos GPS. Análisis de datos en software Race Studio. Comprobación de datos de maniobras mediante el uso de cámaras onboard. 

GESTIÓN DE EQUIPOS E INGENIERÍA DE PISTA

Objetivos
Introducir al alumno en la organización de un equipo de competición en el taller y en la pista. - Presentar los fundamentos de la ingeniería de pista y la organización de ensayos y procesos de mantenimiento del vehículo.

Contenidos Mínimos
Organigrama de Taller y pista: Organigrama general de sectores del equipo. Organigrama para un equipo de Turismo. Organigrama para un equipo de Fórmula. Organigrama de un equipo de Rally. Herramientas, maquinarias, dispositivos e instrumentos: Herramientas manuales. Herramientas de mecanizado. Dispositivos para medición y control. Instrumentos de medición y control. Logística de taller y en competencia: Vehículos para asistencia al taller. Vehículos de transporte de los automóviles. Vehículos de transporte del personal. Vehículos para transporte de infraestructura. Documentación de taller y pista: Tablas de mantenimiento. Tablas de chequeo. Documentos de fórmulas y equivalencias. Controles de cumplimiento del reglamento y homologaciones.  Planillas de puesta a punto del vehículo. Ingeniería de pista: Software y hardware. Planillas y documentación para ensayos. Elaboración de un plan de ensayos. Elaboración de registros de ensayos. Evaluación de resultados. Dirección deportiva: Reglamentos deportivos. Estrategia general del equipo. Relación con los Pilotos. Relación con las autoridades de la prueba. Órdenes de equipo. Entrenamiento de los pilotos. Marketing deportivo: Relación con los auspiciantes. Generación del plan de negocios. Elaboración del presupuesto para cada una de las áreas. Control de presupuesto.

SEMINARIO INTEGRADOR

Objetivos
Introducir al alumno en la organización de su trabajo final de la carrera en el marco de un equipo de competición, en diversas áreas: ingeniería, taller y/o en la pista. - Presentar los lineamientos de los contenidos mínimos que debe tener el trabajo final. - Informar al alumno en qué medida puede asistirse de un tutor y de cómo divulgar eficientemente o proteger su producción técnica y científica.

Contenidos Mínimos
El trabajo final integrador y su documentación: Metas esperadas para la Especialización en comparación con Maestría y Doctorado. Proyectos finales del tipo técnicos, computacionales y/o metodológicos. Proyecto de desarrollo o de investigación. Ámbito del proyecto: ingeniería, taller y/o en la pista. El rol del tutor. Organización de la información. Consulta bibliográfica y enciclopédica. Consulta de artículos científicos relacionados en biblioteca nacional virtual de ciencia y tecnología. Formato y estructura de la presentación escrita del trabajo final. Revisión del reglamento de trabajo final. Modalidad de exposición. Desarrollo, investigación, innovación y optimización: Concepto de desarrollo. Metodología de la investigación. Identificación de la innovación. Detección de un problema. Estudio de antecedentes. Estudio de alternativas de solución. Viabilidad en tiempo y recursos. Toma de decisiones hacia las soluciones más prometedoras. Refinamiento y optimización de la solución. Construcción del prototipo, mediciones y su análisis, y prueba de la idea. Divulgación versus protección: Impactos esperados al divulgar, o bien, al proteger el conocimiento (know-how). Dinámica de publicación en congreso o revista científica. Transferencia de derechos. Artículos de acceso abierto. Inventos, propiedad industrial y propiedad intelectual. Tipos de protección intelectual y procedimientos. Patentes y modelos de utilidad. Consulta de patentes en bases de datos en Argentina y el mundo.