Estudi d’un sistema per reduir la contaminació de les pastilles de fre dels automòbils

Abstract

En el present projecte es realitza un estudi sobre la trajectòria que prenen les partícules de les pastilles de frens dels automòbils quan es desprenen en el procés de frenada, mitjançant programes de càlcul numèric basats en la Dinàmica Computacional de Fluids o CFD, per les seves sigles en anglès. L’objectiu final es basa en dissenyar un sistema que permeti atrapar aquestes partícules i evitar que acabin al medi ambient. Aquestes partícules són altament contaminants, i avui en dia no hi ha una conscienciació sobre aquest tema, fet que dona lloc a que s’hagin ideat pocs sistemes per combatre aquest problema. Per això, estudiant la trajectòria que prenen aquestes partícules es podrà saber en quines zones cal actuar i idear un sistema per recollir-les. El projecte s’inicia amb un estudi actual sobre la contaminació atmosfèrica a Catalunya, i més especialment en una àrea urbana com Barcelona. En ell es mostra com es superen puntualment els nivells màxims permesos per la legislació pel que fa al contaminant de les partícules en suspensió (PM, per les seves sigles en anglès), i se sap que un dels orígens d’aquest contaminant són les partícules provinents de les pastilles de frens dels automòbils. El projecte segueix amb uns conceptes teòrics sobre el comportament aerodinàmic d’un vehicle i els principis físics que hi actuen. Aquests estudis serviran per comprendre posteriorment els resultats de les simulacions que es duran a terme. Seguidament es comença amb el procés del càlcul numèric. Es realitza en el Barcelona Supercomputing Center (BSC) on es disposa de la infraestructura necessària per dur a terme aquest projecte, i on es simula un procés real de frenada. Es parteix d’un model CAD obtingut amb el programa de disseny de sòlids SolidWorks, el qual es malla amb el programa ICEM CFD d’Ansys. Després es realitza la configuració dels paràmetres de simulació per passar al càlcul de la resolució de les equacions que regeixen el sistema. Per últim, es fa la interpretació i validació dels resultats obtinguts. Sabent les trajectòries que prenen les partícules al llarg del temps es dissenya un sistema a nivell conceptual amb el qual es pretén recollir aquestes partícules i reduir, d’aquesta manera, la contaminació provinent del sistema de frenat dels vehicles.