2024-03-29T11:52:18Zhttps://upcommons.upc.edu/oai/requestoai:upcommons.upc.edu:2099.1/257112021-04-22T21:51:42Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Diseño y evaluación funcional de un dispositivo médico para la fijación de mallas mediante adhesivo
Rosales Parral, Ivan
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Ciències de la salut::Medicina::Cirurgia
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Este proyecto esta englobado dentro de las actividades de optimización del diseño del dispositivo médico conocido con el nombre comercial de “Histoacryl® Applicator – Open Hernia Repair” e incluido dentro del pack “Histoacryl® Pro-Set OFX”, propiedad de B. Braun Surgical, S.A. y protegido por la patente WO 2013144849 A1. Este dispositivo ha sido creado para mejorar el método de aplicación del Histoacryl®, un adhesivo quirúrgico de uso interno con formulación n-butil-2-cianoacrilato. El dispositivo se ha diseñado para mejorar la aplicación del adhesivo para la fijación de mallas en la reparación de hernias inguinales mediante la técnica de Lichtenstein.
Para poder entender correctamente el problema clínico de la formación de hernias, se ha descrito la anatomía de la pared abdominal de forma detallada junto con sus funciones, así como las características de las hernias más comunes (entre ellas las hernias inguinales). También se han descrito las técnicas actuales para la reparación de las hernias inguinales (cirugía abierta: Shouldice, Bassini y Lichtenstein; cirugía laparoscópica: vía extraabdominal y vía transabdominal). Una vez definido el problema clínico, se han descrito los tipos de adhesivos más conocidos en el campo de la cirugía para la fijación de mallas, los cianoacrilatos y fibrina, describiendo sus características químicas/físicas, proceso de obtención y polimerización.
Finalmente, se ha descrito el actual estado del arte sobre aplicadores de adhesivos, el actual diseño del “Histoacryl® Applicator – Open Hernia Repair” y los prototipos fabricados para este proyecto. Estos prototipos han sido diseñados con el fin de reducir la fuerza necesaria para aplicar el adhesivo sin perder de vista todos los aspectos relacionados con el desarrollo de un dispositivo médico. Para ello se ha diseñado un ensayo simple para cuantificar la reducción del esfuerzo para dosificar, cumpliendo con la necesidad de usuario identificado y el requerimiento técnico establecido.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/25711
cat
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/25711
http://hdl.handle.net/2099.1/25711
2015-01
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/105432021-04-22T21:51:43Zcom_2099.1_16com_2117_28592com_2099.1_14912col_2099.1_1444col_2099.1_14963
Business Plan of a new concept of restaurant for Barcelona
Allepuz Lacambra, Anna
Aubeso Parellada, Cristina
Àrees temàtiques de la UPC::Economia i organització d'empreses::Microeconomia::Empreses
Àrees temàtiques de la UPC::Economia i organització d'empreses::Direcció d'operacions
-Presentación dela empresa: Descripción del producto o servicio, etrategi y ventaja competitiva, misión y objetivos corporativos, target market. -Análisis del entorno en que se desarrollará el proyecto: El entorno general, el entorno competitivo y el sector, el mercado, SWOR. -Plan de marketing: Estrategias de segmentación y posicionamiento, factores clave para el éxito. marketing mix. previsió y plan de ventas.-Plan de operaciones: Identificación de procesos y mapa de procesos, localización, infraestructura física y distribución en planta, recursos necesarios, gestión de compras y existencias, subcontratación estructural/permanente. -Plan de organización y recursos humanos. -Plan económico y financiero. -Aspectos juridicios. -Estrategiade crecimiento y desarrollo
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/10543
eng
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
Université Pierre & Marie Curie
http://hdl.handle.net/2099.1/10543
http://hdl.handle.net/2099.1/10543
2009
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/45632021-04-22T21:51:43Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio por elementos finitos de la carpectomía de una muñeca
Pérez Villalobos, Igor
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomecànica
Las intervenciones quirúrgicas más frecuentes que mantienen la movilidad cuando
existe artrosis avanzada de la muñeca son la carpectomía de la primera hilera del carpo
y la resección del Escafoides asociada a la artrodesis del Grande, Ganchoso, Semilunar
y Piramidal. Se han documentado bastantes resultados clínicos acerca de estas
operaciones pero a día de hoy existe una falta de conocimiento a nivel biomecánico. El
objetivo de este proyecto consiste en realizar un modelo por elementos finitos de la
articulación radiocarpiana que ayude a aumentar la información acerca del
comportamiento mecánico de la misma durante sus principales movimientos. Del mismo
modo se ha realizado otro modelo de la misma muñeca con la hilera proximal
reseccionada para poder estudiar su comportamiento y compararlos con los obtenidos
en la muñeca sana.
Para poder confeccionar dicho modelo se ha partido de la tomografía de una
muñeca sana en posición neutra y se ha tratado digitalmente para poder distinguir cada
uno de los huesos así como la parte de hueso cortical y trabecular de cada uno de ellos.
A partir de aquí se ha podido generar una malla superficial de elementos que delimita
cada una de las partes para luego darle volumen y obtener como resultado final una
malla tridimensional. Una vez establecidas las propiedades mecánicas que
corresponden a cada uno de los materiales así como las condiciones de contorno que
provocaran los movimientos de la articulación se ha procedido al calculo de cuatro
rotaciones distintas, las correspondientes a la flexión, la extensión, la desviación radial y
la cubital.
A pesar de observar un aumento en el área de contacto, se produce un aumento
de las tensiones de compresión generadas en el cartílago de la carilla semilunar del
Radio tras la intervención de carpectomía de la hilera proximal. Del mismo modo existe
una disminución del área de contacto en la cabeza proximal del Grande, obteniendo
unos valores medios de tensión máxima similares. Aunque estos resultados podrían
indicar una mayor probabilidad de artritis mediocarpiana postquirúrgica, el cálculo por
elementos finitos demuestra como el Grande articula sobre una superficie mayor de la
fosa semilunar durante toda la rotación de extensión a flexión, distribuyendo, por tanto,
las tensiones por un área mayor. Además, el centroide de la región de contacto tiene un
desplazamiento radial tras la intervención, permitiendo que la articulación se produzca
sobre una zona del cartílago sometida, hasta ese momento, a bajas tensiones de
compresión. Estas últimas observaciones justificarían por tanto los resultados
satisfactorios obtenidos en las intervenciones quirúrgicas realizadas hasta día de hoy.
En cuanto a la distribución de tensiones y deformaciones, se a podido observar
como en los dos casos y durante todos los movimientos estudiados, la mayor parte de
las tensiones de compresión son absorbidas por el cartílago articular. El hueso cortical,
y menos aún el trabecular, no sufre ninguna deformación y las tensiones que llegan a
propagarse hasta esta parte del hueso son mínimas.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/4563
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/4563
http://hdl.handle.net/2099.1/4563
2007-11
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/67262021-04-22T21:51:43Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Nanoindentación de capas finas de ZrW
Lucchini, Romain
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia::Metal·lografia
Doble titulació
El objetivo de este proyecto es de determinar el mejor modelo analítico para
caracterizar el comportamiento mecánico (modulo elástico y dureza) de una capa fina de
ZrW depositada sobre un sustrato de sílice. Para el modulo elástico, los modelos
estudiados son: Rar et al., Bec et al, Saha y Nix. Para la dureza, el estudio será realizado
con los modelos siguientes: Jönsson y Hogmark, Chicot y Lesage, Korsunsky et al.,
Puchi-Cabrera.
El estudio se hace sobre seis materiales, que son en realidad variaciones de
composición química de aleaciones de ZrW, con estructuras microscópicas diferentes.
Serán designados por la intensidad de corriente utilizada durante la deposición con
magnetrón sputtering (0,15A - 0,30A – 0,32A – 0,34A – 0,36A - 0,50A).
El modelo de Saha y Nix da los mejores resultados para una modelización del
modulo elástico. El modelo de Jönsson y Hogmark da mejores resultados para la dureza,
aunque satisfactorio para todos los materiales aunque en algunos casos, el modelo de
Puchi-Cabrera se revela mejor”.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6726
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6726
http://hdl.handle.net/2099.1/6726
2009-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/32382021-04-22T21:51:43Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Nuevas formulaciones de cementos de fosfato de calcio macroporosos para la regeneración ósea
Cayron, Mélissa
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Doble titulació
El objetivo del presente proyecto es la mejora de la inyectabilidad y de la cohesión de un cemento de fosfato de calcio macroporoso desarrollado en estudios anteriores. La introducción de la macroporosidad en este tipo de materiales tiene como finalidad mejorar la reabsorción y la integración del cemento en el tejido óseo.
En aplicaciones quirúrgicas el cemento está en contacto con la sangre y los líquidos fisiológicos. Es necesario asegurar la cohesión de la pasta al entrar en contacto con estos líquidos para impedir toda reacción inflamatoria. Para mejorar la cohesión y la inyectabilidad del cemento se estudia la incorporación de un polímero soluble en agua (el alginato de sodio) en la fase líquida del cemento.
En primer lugar se estudia la influencia del porcentaje de alginato de sodio en las características de la espuma. Se observa un gran aumento de la estabilidad de ésta pero se reduce de manera dramática la espumabilidad del líquido, lo que deja suponer una disminución de la porosidad del cemento a continuación.
Posteriormente se estudia, vía un diseño factorial de experimentos (22 con un punto central), la influencia de dos variables (la relación L/P y el porcentaje de alginato de sodio) en distintas propiedades del cemento, como la cohesión, la inyectabilidad, la porosidad, la resistencia mecánica. La evaluación se lleva a cabo sobre muestras moldeadas con espátula o inyectadas con una jeringa a dos tiempos diferentes. Los cementos obtenidos se caracterizan por ensayos de cohesión y de inyectabilidad, microscopía óptica y electrónica, medidas de porosidad por picnometría de mercurio y porosimetría de mercurio, ensayos de resistencia a compresión.
Comprobamos la mejora de la cohesión y de la inyectabilidad al añadir alginato de sodio pero observamos una disminución de la macroporosidad y del tamaño de los poros.
Aunque no se pierda la macroporosidad, se nota un deterioro de la macroestructura del material si la pasta está inyectada a 5min, mientras que se mantiene la forma de los poros y la continuidad del material si la inyección se hace a 2min30.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3238
cat
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3238
http://hdl.handle.net/2099.1/3238
2005-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/82232021-04-22T21:51:43Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Análisis de matrices 3D con arquitectura regular para ingeniería de tejidos
Marsal Boyer, Èlia
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Los estímulos mecánicos en las células son uno de los factores relacionados con la actividad
celular. Estos estímulos mecánicos se estudian para la regeneración de tejido dañado dentro
de la disciplina de ingeniería de tejidos. En los recientes estudios, las células son soportadas
por una estructura 3D (andamios) que actúa como sustituto a la matriz extracelular y permite
el mejor control de los estímulos mecánicos que sufren las células. Parámetros como la
porosidad, el tamaño de poro y morfología juegan un papel importante en las propiedades
mecánicas, la conducción de nutrientes, así como en la magnitud de los estímulos
provocados en bioreactores.
El presente proyecto pretende evaluar los estímulos mecánicos y las propiedades mecánicas
de dos morfologías de andamios regulares con vista a su posible utilización como sustitutos
de zonas dañadas de un hueso. Se analizan estructuras regulares con diferentes
porosidades y formas. En el proyecto se evalúan las respuestas mecánicas bajo compresión
pura y el comportamiento con la perfusión de fluido
Para tal estudio, se utilizará el programa de MEF (método de elementos finitos) de MSC
Software Marc Mentat 2007 para la reconstrucción y análisis de los modelos. Los modelos se
reconstruyen en dos fases separadas de sólido y fluido. El polímero con el que se trabaja es
el D,L-PLA (Polímero de ácido poliláctico).
Algunos de los andamios evaluados tienen capacidad de resistir los requerimientos
mecánicos existentes en las zonas de reparación ósea. Los resultados de la simulación de
los andamios bajo compresión muestran una clara deformación en la zona de unión de los
poros. La deformación mayoritaria dentro de la estructura es de compresión. Se observaron
valores de deformación suficientes para la diferenciación celular. La simulación de la
perfusión del fluido dentro de estos andamios provoca unos niveles de estimulo alto para una
velocidad de 1mm/s en la entrada del andamio.
El proyecto se lleva a cabo en el Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) en la línea de
investigación en biomecánica y mecanobiología. Representa una porción de una
investigación o tesis de uno de sus miembros, Andy Luis Olivares Miyares, tutorizado por el
Dr. Damien Lacroix. Esta investigación forma parte de un proyecto donde colaboran la
Universidad de Twente (Holanda), Universidad Hospital de Basel (Suiza) y la Universidad de
Nápoles (Italia).
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/8223
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/8223
http://hdl.handle.net/2099.1/8223
2009-09
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/41062021-04-22T21:51:44Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Propagación de la transformación martensítica inducida por deformación en la velocidad de crecimiento de grietas por fatiga de aceros inoxidables austeníticos metaestables
Rodríguez Nogal, Javier
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia::Siderúrgia
En este proyecto se ha realizado una introducción a los aceros inoxidables, su uso,
aplicación y breve historia de su origen. A continuación se ha estudiado en detalle la
transformación martensítica inducida por deformación en los aceros inoxidables austeníticos
metaestables, por ser este tipo de inoxidables los analizados en el proyecto.
Se ha realizado la caracterización microestructural de un redondo de acero inoxidable
austenítico metaestable calidad AISI 301, así como una caracterización mecánica mediante
ensayos de tracción, propagación de grietas por fatiga y microdureza. Se han comparado los
resultados entre aceros inoxidables austeníticos estables y metaestables.
Finalmente, se ha estudiado la influencia de la transformación martensítica inducida por
tensión cíclica en el crecimiento de grietas por fatiga en aceros inoxidables austeníticos
metaestables.
Como conclusiones se deduce que a bajas tensiones cíclicas aplicadas, el crecimiento de
grietas por fatiga en el acero inoxidable austenítico AISI 301 es sustancialmente retardado
por la transformación martensítica γ⇒ε, γ⇒α’ inducida en la zona plástica de la punta de la
grieta. El producto de la transformación genera una tensión residual compresiva en la punta
de la grieta de fatiga que disminuye esencialmente la intensidad de tensiones efectiva y por
lo tanto retarda el valor de crecimiento de grietas por fatiga. A valores de tensión cíclicos
medios y elevados, el crecimiento de grietas por fatiga en los aceros inoxidables
metaestables AISI 301 alcanza valores similares a los aceros inoxidables estables como el
acero AISI 302. A medida que aumenta la zona transformada (con el incremento de la
tensión cíclica aplicada), aumenta el endurecimiento por deformación y conlleva a que la
fase martensítica acelere el crecimiento de grietas por fatiga, creando un efecto opuesto a la
contribución de la tensión residual compresiva.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/4106
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/4106
http://hdl.handle.net/2099.1/4106
2007-03
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/93242021-04-22T21:51:44Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio de la viabilidad en la reducción de peso en butacas para trenes de alta velocidad
moñino López, Mireia
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica::Disseny i construcció de vehicles::Ferrocarrils
Àrees temàtiques de la UPC::Arquitectura::Disseny::Disseny de mobles
El presente estudio tiene como objetivo estudiar la viabilidad de la reducción de peso en
butacas de pasajeros para trenes de alta velocidad (TAV, o HST de su denominación en
inglés).
Para poder garantizar en cierta medida el éxito del proyecto se ha realizado un análisis
exhaustivo de la butaca actual así como especificaciones y normativas a cumplir, además de
un estudio de mercado basado en el propio sector del tren de alta velocidad así como en
otros sectores de transporte colectivos que poseen sinergias con él (aviación, automoción,
autobús y autocar).
Seguidamente se ha empleado un proceso denominado Despliegue de Función Calidad
(QFD), con la finalidad de identificar y priorizar las posibles alternativas del producto en
cumplimiento con los objetivos marcados. Obteniendo así que las alternativas para mejorar
la efectividad de la butaca, en orden de prioridad, son la selección de materiales con buenas
propiedades específicas y precio; reducción del volumen global de la butaca reduciendo el
número de componentes; mejora de la estética priorizando la reducción de costes; formas y
dimensiones ergonómicas; y por último un ciclo de vida longevo y que optimice las
operaciones de limpieza y mantenimiento. Por tanto, dichas soluciones han sido analizadas y
evaluadas aportando las mejores opciones a la nueva butaca diseñada.
Por último, se ha realizado un estudio de viabilidad económica del desarrollo y
producción de la nueva butaca, definiendo los costes ocasionados en cada una de las fases
del proyecto, así como el cálculo de la rentabilidad económica que proporciona la nueva
butaca frente al modelo existente.
Simultáneamente, se han incluido una serie de anexos donde figura información
adicional de alguno de los puntos tratados, tal como información relevante de la butaca
existente, ejemplos detallados del estudio de mercado, la metodología y proceso
desarrollado para la definición y aplicación de las soluciones aportadas, etc. además de
contener en detalle los cálculos necesarios para valorar la viabilidad del proyecto.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9324
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9324
http://hdl.handle.net/2099.1/9324
2010-03
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/47882021-04-22T21:51:44Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Comportamiento tribomecánico de dos sistemas sustrato – recubrimiento duros con textura superficial inducida por láser
Kovacic, Vincent
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Doble titulació
En aplicaciones como la conformación en frío, se utilizan materiales específicos para las
herramientas como aceros rápidos y metales duros recubiertos con capas cerámicas. En
este contexto, la prevención de aparición de grietas en los útiles podría constituir el criterio
a seguir ya que el inicio de dicho daño puede ser crítico en condiciones de fatiga. Por ello,
es necesario conocer las condiciones límite de trabajo de estos materiales para optimizar la
vida útil de las herramientas.
Los ensayos por impacto y los ensayos por contacto esférico o Hertziano, que generan un
campo de tensiones similar, permiten simular las solicitaciones mecánicas reales que
encuentran las herramientas durante servicio. Además, son ensayos de aplicación sencilla
y que requieren de poco volumen de material.
El objetivo de la presente investigación es estudiar la respuesta mecánica bajo contacto
esférico monotónico y cíclico de un metal duro (calidad referida como 10F) recubierto con
TiN o WC/C y con textura superficial inducida por láser.
Los ensayos bajo solicitaciones monotónicas se realizan mediante indentadores de
diámetros 2,5 y 5 mm. Por otra parte, los ensayos cíclicos se llevan a cabo con un
indentador de 2,5 mm de diámetro, variando el número de ciclos desde 103 hasta 106
ciclos. Este análisis mecánico se complementa con una inspección detallada del daño
generado en superficie.
Los resultados experimentales obtenidos muestran que:
- La presencia del recubrimiento en los sistemas parece afectar sensiblemente a la
respuesta al contacto esférico monotónico del material base como ente individual.
- El daño por fisuración aparece siempre para valores de tensión de contacto superiores
al límite elástico, por lo que existe siempre cedencia plástica o cuasi-plástica previa a la
generación de grietas.
- Bajo condiciones de fatiga, existe fisuración para tensiones inferiores a la tensión
crítica monotónica, hecho que implica que ambos sistemas son sensibles a fatiga.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/4788
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/4788
http://hdl.handle.net/2099.1/4788
2008-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/213032021-04-22T21:51:44Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Synthesis of new precursors for the fabrication of fully organic hybrid nanofibers
Moulin, Ludovic
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Àrees temàtiques de la UPC::Ciències de la salut::Medicina::Anatomia i fisiologia humana
This project was carried out in the field of biomaterials, in the section regenerative therapies and precisely aimed at tissue engineering.
Bone restoration and regeneration are a major importance in the tissue engineering field. Basically, an implant such as scaffolds for bone regeneration has to stimulate osteogenesis and angiogenesis, apart from being bioresorbable as well. Nevertheless, biomaterials for osteogenesis and angiogenesis should be considered not only as a template for cell growth, but also as a delivery agent. Indeed, previous and current studies aimed in this direction, promotes the key role of calcium in blood vessel formation.
The interesting achievement is to obtain nanostructured materials by electrospinning with embedded calcium and phosphate compounds, which shall deliver at an appropriate rate. In our case, the study was directed to bioactive glass nanoparticles, whose purpose is to be incorporated in polymeric fibers. In order to reach desired compositions, the particles were synthesized by the sol-gel process. A first glass synthesis was performed to acquire the “G5”, whose composition is known to be as: 44.5% P2O5, 44.5% CaO, Na2O 6% 5% TiO2. However, the main task of this project was to produce new bioactive glass nanoparticles using different precursors: especially calcium propionate and phytic acid to obtain ternary glass particles with a desired composition of 47.5% P2O5, 47.5% CaO, 5% TiO2. Indeed, the challenging nature of the study was to use precursors whose byproducts appear to be biocompatible and biodegradable. The current precursors used, for the fabrication of the regular “G5” particles, contain whether ethanol or 2-methoxyethanol, known to be cytotoxic once released in the body. New precursors whose byproducts after release can be eliminated by the body would an important progress.
The difficulty in the control of sol-gel parameters according to the difference of precursors have shown quite broad range of composition which have been compared to the defined G5 glass. Further studies have to be completed in order to define an effective protocol capable of producing these nanoparticles with better control in terms of compositions and morphology, because it is precisely the first features which affect the additional properties of our material, such as pH, calcium release and of course cell proliferation.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/21303
eng
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/21303
http://hdl.handle.net/2099.1/21303
2014-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/251672023-02-10T06:13:04Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio Eco-Audit comparativo del vidrio contenido en los Residuos Sólidos Urbanos
Amaya Romero, Maria Isabel
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible::Desenvolupament sostenible::Energia i sostenibilitat
Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible::Enginyeria ambiental::Tractament dels residus
El proyecto se centrará en el estudio del balance energético y huella de CO2 (Estudio Eco-Audit) del vidrio contenido en los Residuos Sólidos Urbanos (RSU) gestionados en las plantas de recuperación energética (planta incineradora) de Cataluña. Se cuantificará el contenido del vidrio en las escorias de incineración y se valorará su utilización como árido secundario, en el campo de la construcción. Los resultados obtenidos se compararán con aquellos obtenidos a partir de áridos naturales y con los correspondientes al reciclaje del vidrio, para la obtención de envases, estableciéndose el correspondiente ahorro energético y emisiones de CO2 para ambos procesos.
Para la obtención de resultados, se han seleccionado las etapas dominantes de cada proceso bajo los criterios del estudio Eco-Audit o Eco-auditoría [1], en cuanto a valores energéticos y de emisiones de CO2. Una vez seleccionadas las etapas, se han elaborado los diferentes esquemas de proceso, mostrando los consumos de energía (entradas) y las emisiones emitidas (salidas), para cada uno de los métodos de fabricación.
Los resultados han sido extraídos a partir de diferentes citas bibliográficas. Éstos pretenden dar una estimación de la cantidad de energía consumida, en los diferentes procesos, así como también de la emisión de CO2 proporcionada a la atmosfera. Los resultados concluyen y reafirman, la viabilidad de las dos vías de reciclaje del vidrio contenido en los residuos sólidos urbanos. Se observa que el reciclaje del vidrio, para envases o como material de construcción, es inmediatamente inferior en términos energéticos y de emisiones de CO2, al proceso productivo a partir de la extracción de fuentes primarias.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/25167
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/25167
http://hdl.handle.net/2099.1/25167
2014-12
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/47862021-04-22T21:51:44Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Influencia de la transformación martensítica en la vida a fatiga de los aceros inoxidables austeníticos metaestables
Hoepffner, Hakim
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Doble titulació
Los aceros de tipo 304LN son aceros inoxidables austeníticos metaestables de baja aleación
que pueden transformar a martensita por deformación. Esta transformación tiene lugar por
mecanismos cristalográficos, al producirse un movimiento colectivo de átomos por
cizalladura. Durante esta transformación, el desplazamiento de los átomos es inferior a las
distancias interatómicas, de manera que aunque los mecanismos de difusión no intervienen
se observa un cambio de volumen.
La cantidad de austenita transformada a martensita depende de muchos parámetros, como
la composición química del acero, la temperatura, la deformación aplicada y la velocidad con
la que se aplica esta deformación. La presencia de fase martensítica permite aumentar
enormemente el índice de endurecimiento por deformación, pero al mismo tiempo reduce
fuertemente la ductilidad del material.
En este proyecto se pretende estudiar la influencia de la fase martensítica en la vida a fatiga
de este tipo de aceros. Para ello, mediante ensayos de torsión, previos a los ensayos de
fatiga, se genera martensita en la superficie de la probeta. Los estudios realizados hasta el
momento han mostrado que mayores ángulos de giro permiten obtener porcentajes más
elevados de martensita en la superficie. Además se ha demostrado que la rugosidad en la
superficie, provocada por la torsión, influye en la vida a fatiga. En la memoria que se
presenta, se comparan los resultados obtenidos para probetas con rugosidad, con los
llevados a cabo en este proyecto, donde la rugosidad se ha eliminado mediante un pulido.
Los resultados muestran claramente que el efecto de la rugosidad es clave para conseguir
mejorar la vida a fatiga en condiciones de R = 0, pero la presencia de martensita mejora las
propiedades a fatiga. A medida que el valor de R aumenta, los resultados son más
insensibles a la rugosidad y se consigue aumentar la vida a fatiga del material.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/4786
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/4786
http://hdl.handle.net/2099.1/4786
2008-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/62882021-04-22T21:51:44Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Mejora de la resistencia a la corrosión de materiales base hierro y latón a partir de niquelado electrolítico
León Quesada, Luis Antonio
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs de corrosió
El presente proyecto trata de obtener capas de niquelado brillante mediante deposición
electrolítica, a fin de conseguir una mejora a la corrosión según la norma “ASTM B 117”
(American Society for Testing and Materials).
Para ello, se prueban varios tipos de electrolitos semibrillantes (sin aditivos que no
contengan azufre hidrolizable codepositado) como primer baño.
Como segundo paso, se introduce un baño de niquelado con alto contenido de azufre en el
depósito de níquel debido a que contiene un aditivo con azufre hidrolizable que se
codeposita con el níquel ayudando al sistema a aumentar la resistencia a la corrosión,
cuando se deposita sobre este níquel una capa de níquel brillante con menos cantidad de
azufre hidrolizable codepositado. Este níquel brillante confiere a las piezas un acabado
decorativo con alto brillo y nivelación,
Este níquel contiene pequeñas cantidades de azufre, provenientes de la sacarina sódica,
que se utilizan como ductilizante.
Se determinan los espesores por fluorescencia de rayos X, siguiendo la metódica UNE-ISO-
3497 ASTM B-568.
Se observan los depósitos de níquel mediante la técnica de caracterización microestructural
SEM (Microscopia Electrónica de Barrido), utilizando probetas metalográficas.
Se estudia el salto de potencial en mV según la norma ASTM B 764 – 94 “Standard Test
Method for Simultaneous Thickness and Electrochemical Potential Determination of
Individual Layers in Multilayer Nickel Deposit (Step Test)”, tratando de obtener un valor alto
de diferencia de potencial ya que cuanto más alto es el valor, superior a 120 mV se
obtienen depósitos electrolíticos con mayor resistencia a la corrosión.
Se corroboran estos valores de resistencia a la corrosión mediante ensayos acelerados en
cámara de niebla salina según la norma ASTM B 117 – 97 “Standard Practice for Operating
Salt Spray (Fog) Apparatus”.
El resultado y conclusión de todo el proceso, es la confirmación de una mejora de la
resistencia a la corrosión con los diversos electrolitos de niquelado estudiados.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6288
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6288
http://hdl.handle.net/2099.1/6288
2008-11
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/150372021-04-22T21:51:44Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio del efecto de la hidratación del fosfato tricálcico alfa en su reactividad
Raik, Déborah
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Ciències de la salut::Medicina::Ortopèdia
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Doble titulació
Los cementos de fosfato de calcio son materiales muy utilizados para aplicaciones
biomédicas en el relleno de cavidades óseas. Están compuestos por una fase sólida en
forma de polvo y un líquido que al mezclarlos forman una pasta que endurece en minutos. A
pesar de los más de 30 años de su uso hay aspectos fundamentales que faltan por estudiar.
Uno de ellos es ver cómo afecta la humedad ambiente a la hidratación del polvo y su
posterior reactividad. Este ha sido el objetivo del trabajo.
Este trabajo se ha divido en dos bloques: primero se realizaron medidas de tiempos de
fraguado como prueba de la capacidad reacción del cemento en función de la humedad de
la fase sólida y el segundo estudio se centró en la cinética de hidratación del polvo (fosfato
tricálcico alfa, α-TCP) a diferentes humedades. Las humedades relativas de trabajo fueron
de ~20, 40, 80 y 100%.
Se reveló que a humedades cada vez más elevadas el cemento requiere más tiempo para
fraguar. Respecto a los resultados de hidratación del polvo se observó que cuanto más
elevada era la humedad más se hidrataba el polvo. Sin embargo se observaron dos
comportamientos diferentes: el polvo hidratado por debajo del 90% de humedad en menos
de dos días se satura de moléculas de agua pero el hidratado al 100% de humedad relativa
tarda 13 días para saturarse.
Los resultados por rayos X y los ensayos de DSC del polvo de origen muestran que el polvo
de α-TCP contiene un 25 % de fase amorfa. Este porcentaje de fase amorfa, observada por
DSC, se mantiene constante en todos los polvos hidratados por debajo del 85% pero
disminuye progresivamente con el polvo hidratado al 100% de humedad hasta consumirse
del todo al cabo de 13 días de hidratación. Los resultados obtenidos parecen indicar que la
fase amorfa en el polvo hidratado al 100% transforma a hidroxiapatita (desaparición del pico
por DSC) mientras que para los polvos hidratados por debajo del 90% sólo la superficie del
material llega a reaccionar.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/15037
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/15037
http://hdl.handle.net/2099.1/15037
2012-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31702021-05-20T04:14:40Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio de las aleaciones de Titanio Ti-Beta 21 S y Ti-6242 S
Silveira Fernández, Elena
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
El objetivo del presente proyecto es el estudio de dos aleaciones de titanio para elevada
temperatura, la aleación casi alfa Ti-6242 S y la aleación beta metaestable Ti-Beta 21S. Este
estudio se enmarca dentro de un proyecto europeo en el que se pretenden desarrollar y estudiar
aleaciones de titanio resistentes a elevada temperatura para la fabricación de toberas de escape de helicópteros.
En el presente proyecto se incluye una descripción general de las aleaciones de titanio para después introducir las aleaciones de titanio en aplicaciones aeronáuticas y finalmente acabar en una descripción detallada de las aleaciones que se estudiarán.
En este proyecto no se pretende caracterizar estas aleaciones, ya que el trabajo que ello exige se escapa del alcance de un proyecto de final de carrera, únicamente se pretende dar una descripción de dichas aleaciones así como presentar un estudio microestructural, los resultados obtenidos de propiedades a tracción a diferentes temperaturas y el comportamiento de ambas aleaciones frente a la oxidación.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3170
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3170
http://hdl.handle.net/2099.1/3170
2004
oai:upcommons.upc.edu:2117/855322021-04-22T21:51:45Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Nanomaterials for low power heating
Xuriguera Martín, M.Elena
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
Actualmente, los sensores de gas conductimétricos están equipados con calefactores externos integrados en el dispositivo para poder operar a la temperatura óptima de trabajo. A menudo, estos calefactores trabajan a temperaturas entre 100°C y 500°C, convirtiéndose en el componente con la mayor demanda energética, entre 10 mW y 1 W.
En el presente proyecto se estudia la utilización el efecto de autocalentamiento del material activo en sensores de gas, como sustituto de los actuales calefactores externos, disminuyendo su consumo de potencia. El material activo utilizado en los sensores para llevar a cabo dicho estudio es el óxido de grafeno reducido (rGO).
Para ello se depositan las capas de rGO sobre plataformas cerámicas mediante la técnica de electroespray, y se verifica el efecto de autocalentamiento, alcanzándose temperaturas de hasta 120°C. La potencia consumida en modo autocalentamiento es entre uno y dos órdenes de magnitud inferior que la potencia consumida con un calefactor externo, para conseguir los mismos valores de temperatura. Los valores de consumo logrados han sido siempre inferiores a los 10mW. Además, se comprueba la estabilidad y repetitividad del efecto del autocalentamiento a lo largo del tiempo
Se testea con éxito los sensores de rGO en modo autocalentamiento como sensor de humedad y los resultados son comparables a los obtenidos mediante el uso de calefactor externo, pero con una disminución del consumo de potencia. Se comprueba satisfactoriamente la modulación de la respuesta frente a otros gases como el NO2 y NH3, con y sin humedad. Sin embargo, en el caso del etanol, el sensor solo responde en ausencia de humedad
Se concluye que el efecto del autocalentamiento es una alternativa a los calefactores externos en sensores de gas de rGO al disminuir considerablemente el consumo de potencia. Por otro lado, el uso de autocalentamiento en modo pulsado mejora la señal de respuesta de los sensores eliminando la deriva de la señal sin aumentar la potencia de consumo.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2117/85532
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2117/85532
http://hdl.handle.net/2117/85532
2015-11
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31782024-03-10T03:26:50Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Diseño de un CD Interactivo Didáctico sobre las Propiedades Mecánicas de Materiales Plásticos
Pérez Ronquillo, Rubén
Pujadas Torner, Jordi
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::So, imatge i multimèdia::Creació multimèdia::Interfícies i sistemes interactius
La aparición de nuevas tecnologías abre nuevos caminos de enseñanza a los estudiantes,
permitiendo la creación de nuevas herramientas de aprendizaje con las que se obtienen
productos a medida para cada una de las necesidades específicas de la enseñanza. Una de
estas herramientas es la creación de programas informáticos con alto contenido de
interacción dedicados a áreas específicas de la ingeniería.
Se ha desarrollado una aplicación interactiva y didáctica sobre las propiedades mecánicas
de los materiales plásticos mediante la evaluación de las características de éstos a través de
la realización de ensayos de tracción.
La aplicación es una utilidad didáctica que, sin necesidad de un conocimiento específico en
materiales plásticos, permite ir adquiriendo progresivamente familiaridad con los conceptos y
la terminología básica de los materiales plásticos y su comportamiento mecánico.
Es, a su vez, una potente herramienta para los estudiantes de Ingeniería de Materiales, y
tiene por objetivos el asentar los conocimientos adquiridos en la titulación, complementar la
tarea docente y apoyar documentalmente las explicaciones teóricas y prácticas.
Finalmente, la aplicación pretende ser una fuente de información y una herramienta de
aprendizaje y consulta.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3178
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3178
http://hdl.handle.net/2099.1/3178
2005-06
oai:upcommons.upc.edu:2117/764342021-04-22T21:51:45Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Estudio de viabilidad de una planta piloto de cultivo de microalgas para la producción de pigmentos en una cementera
Soler Fusté, Miquel
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Projectes d'Enginyeria
Àrees temàtiques de la UPC::Economia i organització d'empreses
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química
Astalins es un proyecto que comprende el estudio de la rentabilidad de la valorización de
las emisiones de CO2 y calor de una planta cementera en Argentina, para la producción de pigmentos
de astaxantina natural mediante una planta piloto de microalgas de la especie Haematococcus
pluvialis.
La microalga es cultivada con fotobiorreactores para producir astaxantina, un pigmento de alto
valor en el mercado de los nutracéuticos, cosméticos y alimentación animal. La mayor parte de los
ingresos provendrán de la venta de astaxantina pura, pero también se obtendrán beneficios de la
venta de derechos de emisión y ahorros energéticos.
Se ha definido el proceso productivo, teniendo en cuenta la localización anexa a la cementera, los
requerimientos de materias primas, los residuos disponibles, la productividad de la microalga y los
elementos que la conforman.
Mediante el uso de presupuestos reales y estimaciones se ha determinado que el coste del
inmovilizado de la planta asciende a 944.209 €, con instalaciones capaces de producir astaxantina
de gran pureza.
El proyecto ofrece un TIR (tasa interna de retorno) del 26 % a 10 años, un VAN (valor actual neto)
de 911.730 € y un retorno de la inversión al tercer año, para una inversión total de
1.140.000 €. Por lo tanto, en vistas de los datos económicos, se puede afirmar que es una
inversión atractiva.
La planta piloto es escalable a nivel industrial para fijar la cantidad suficiente de CO2 para
reducir el riesgo de penalizaciones por superar los límites de emisión asignados a la cementera.
Se ha demostrado que una instalación industrial de las mismas características de 1 ha, tiene un
coste de 169 € por m2, permitiendo mejorar notablemente los ingresos y amortizar la instalación en
un tiempo menor..
El análisis medioambiental indica que ofrece beneficios sobre su entorno físico y social compensan
y superan los impactos negativos. Se fijan 2,25 toneladas de CO2 anuales con una planta que ocupa
700 m2 y 33 m3.
El proyecto Astalins ofrece a la dirección de las plantas cementeras de Argentina argumentos
suficientes de la viabilidad de la planta piloto. Esto indica que es factible una futura planta de
grandes dimensiones que precederá a la planta piloto analizada en el
presente proyecto.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2117/76434
spa
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2117/76434
http://hdl.handle.net/2117/76434
2015-04
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/263672021-04-22T21:51:45Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Comparación de perfiles de cabeza en tornillos de automoción
González Fernández, Daniel
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaig de fatiga
El presente trabajo es una comparación de resultados obtenidos en la aplicación de pares de torsión a diferentes perfiles de cabeza de tornillos destinados a la automoción en función de la altura de estos.
Se estudiarán los tipos Hexalobular, Hexagonal, Multipunto, Polydrive y Mortorq Super, variando la profundidad de la huella de la cabeza mediante el mecanizado de las probetas, utilizando una máquina Erichsen Test se calculará el par de torsión aplicado y transferido según la normativa vigente para este tipo de prueba.
Se obtendrán las curvas de par de torsión y a partir de estas se concluirá que es posible utilizar perfiles de cabeza determinados para métricas mayores, y por tanto que es posible una reducción del material utilizado para la fabricación.
Para determinar el rendimiento de los perfiles ensayados se estudia la relación entre la capacidad de transferir par de torsión al tornillo en función de la profundidad de la huella, para ello se presentarán las conclusiones en cinco aspectos que gobiernan dicha relación; con respecto a las llaves utilizadas, con respecto a los perfiles, con respecto a la aplicación del conjunto perfil-llave, con respecto a la profundidad mínima de la penetración y finalmente referidas al par de torsión transferido con respecto al diámetro de perfil.
Los tornillos utilizados son todos del mismo material con el mismo tratamiento térmico para reducir las variables en el estudio.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/26367
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/26367
http://hdl.handle.net/2099.1/26367
2015-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/209582021-04-22T21:51:45Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Obtenció i optimització de recobriments antibacterians en superfícies de titani mitjançant polimerització per plasma
Buxadera Palomero, Judit
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Els implants dentals presenten un 89% de taxa d’èxit durant els 15 anys posteriors a la implantació, tot i que les malalties peri-implantàries degudes a infeccions bacterianes es donen en un 14% dels casos. En aquest projecte es desenvolupa un recobriment polimèric amb propietats antifouling mitjançant la tècnica de polimerització per plasma, amb l’objectiu d’actuar com a segellat de l’implant i d’impedir l’adhesió inicial dels bacteris. Concretament s’ha polimeritzat el compost tetraglyme mitjançant la polimerització per plasma per tal d’obtenir recobriments de poli(etilenglicol).
La primera part del projecte es centra en estudiar el procés d’activació per plasma, necessari per preparar la superfície i poder polimeritzar. De les variables que influeixen en el procés d’activació, s’han considerat els efectes del gas utilitzat, el temps de tractament, el recipient en el qual es col·loquen les mostres i la influència en la rugositat. Per tal de caracteritzar l’activació s’ha determinat l’angle de contacte i la rugositat a partir de microscòpia interferomètrica i SEM. El tractament que ha donat millors resultats ha estat el de 100W de potència i 5 minuts de durada, i no s’han observat diferències en la rugositat un cop fet el tractament.
En la segona part del projecte s’han optimitzat els paràmetres de polimerització del tetraglyme sobre les superfícies de titani a partir d’un disseny factorial d’experiments. En aquest cas s’han escollit els paràmetres de potència i temps de polimerització, utilitzant un procés de polimerització per polsos. El recobriment obtingut s’ha caracteritzat físicoquímicament mitjançant la mesura de la mullabilitat (angle de contacte), la rugositat
(interferometria i SEM) i la composició química (FTIR). Per tal d’optimitzar el recobriment obtingut, s’ha avaluat una propietat físico-química, l’angle de contacte i una propietat
biològica mitjançant assajos d’adhesió bacteriana amb dues soques implicades en les
infeccions bucals, Streptococcus sanguinis i Lactobacillus salivarius. Finalment, s’ha realitzat un assaig de citotoxicitat per a determinar la biocompatibilitat del recobriment obtingut. Els paràmetres del procés que condueixen a un recobriment amb millors propietats antifouling són els de 100W de potència i 1 hora de durada. Aquests paràmetres corresponen a un
angle de contacte d’uns 13º. A més, no s’han observat efectes citotòxics del recobriment.
Aquest projecte s’engloba en una investigació de més abast que té com a objectiu desenvolupar un recobriment amb propietats antibacterianes però, per altra banda, capaç
d’integrar-se en els teixits tous que envolten el coll d’un implant dental, és a dir, capaç d’enllaçar-se amb els fibroblasts.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/20958
cat
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/20958
http://hdl.handle.net/2099.1/20958
2013-05
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/213162021-04-22T21:51:45Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Desarrollado de un biomaterial para la generación de la piel: Fibras de gelatina electrospineadas con nanoparticulas incorporadas
Carreras, Pauline
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Ciències de la salut::Medicina
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Hoy en día, el mercado de los apósitos forma una parte importante del mundo paramédico. La demanda de un apósito cada vez más competente crece cada día. Para contestar a esta solicitud, laboratorios invierten en las investigaciones en los apósitos de
última generación, es decir hecho de un biomaterial capaz de aumentar la velocidad de
curación de la herida, reducir el tamaño de la cicatriz y de degradase al mismo tiempo que la generación de la piel.
Este proyecto trata de la síntesis y de la caracterización de uno de estos tipos de
apósito. En efecto, se sintetiza por el método del electrospinning un andamio de base
gelatina. El andamio consiste en una red de nanofibras de gelatina que va convertirse en un soporte para el crecimiento de la nueva matriz extracelular. Sin embargo, la elección de la gelatina con material de base indujo la necesidad de tratamiento de reticulación para estabilizar las nanofibras a 37°C en un medio acuoso pero también para controlar sur tiempo de degradación y aumentar sus propiedades mecánicas.
Para reticular la gelatina se elige, en este estudio, dos candidatos: el glutaraldehído
(GTA) y el 1-etil-3-(3-dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC). Primero se optimiza el
proceso de reticulación de los dos métodos, cambiando parámetros como el tiempo de
tratamiento o la concentración en producto reactivo, hasta llegar a un producto final con propiedades morfologías, mecánicas, térmicas y citotóxicas equivalentes. Después se compara los resultados obtenidos para elegir cuál es el mejor, pero se compara también estos resultados a estudios realizados en el mismo laboratorio o en de concurrentes.
Se caracteriza los materiales con ensayos de tracción hechos por una maquina de
tracción, de degradación térmica con una maquina de calorimetría de barrido diferencial, se caracteriza la morfología del andamio gracias fotografías hechas por el FE-SEM.
Finalmente se realiza un ensayo de citotoxicidad con el método de AlamarBlue®.
En este proyecto se tenía también que añadir al andamio nanoparticulas capaces de
liberar calcio con el fin de acelerar la generación de la piel. La fase de síntesis de las nanoparticulas y de film de gelatina con ellas incorporado, ha sido realizada con éxito. Sin embargo, se caracteriza, en este estudio, solamente de manera morfológica.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/21316
spa
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/21316
http://hdl.handle.net/2099.1/21316
2014-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/218692021-09-05T00:43:26Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Efecto de la orientación cristalina en la dureza del carburo de wolframio
Verge Estefanía, Carmen
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs mecànics
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials ceràmics
La nanoindentación es una técnica empleada en la caracterización de las propiedades mecánicas (dureza y módulo de Elasticidad) de pequeños volúmenes y la activación de diferentes mecanismos de deformación, tales como líneas de deslizamiento y/o maclaje debido al campo complejo de tensiones inducido durante el proceso de indentación.
El objetivo de este Proyecto Final de Carrera es determinar las propiedades mecánicas obtenidas mediante nanoindentación en función de las principales orientaciones cristalinas (plano basal, piramidal y prismático) del carburo de wolframio (WC-Co) a temperatura ambiente. También observar la evolución del campo de deformación plástico en el interior de los carburos cementados y relacionarlo con la orientación cristalina mediante tomografía FIB y tomografía AFM mediante un proceso controlado de pulido.
Para ello se utilizarán tanto técnicas avanzadas de caracterización tanto a nivel superficial (microscopia de fuerzas atómicas, AFM, y microscopia electrónica de barrido, FE-SEM) también a nivel sub-superficial (microscopia de haz de iones focalizado, FIB).
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/21869
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/21869
http://hdl.handle.net/2099.1/21869
2014-03
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/91942021-04-22T21:51:45Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Reducciones de peso e introducción de materiales sostenibles en el interior del automóvil
Gallego Herrero, Beatriz
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica::Disseny i construcció de vehicles::Automòbils
El presente proyecto nace de la necesidad de solucionar tres grandes problemáticas
asociadas al sector de la automoción: la generación de emisiones de CO2 a la atmósfera y
sus consecuencias en el calentamiento global, el elevado precio del petróleo y su
agotamiento y la actual crisis macroeconómica, que afecta en especial al sector de la
industria automovilística.
Considerando todos estos puntos se llega a la conclusión de la necesidad de pensar en
automóviles desde un punto de vista medioambiental más sostenibles, donde se reduzcan
los consumos de combustible y en consecuencia se generen menor cantidad de emisiones
de CO2 y se optimice el uso de los recursos materiales.
Para asumir estos retos se definen dos estrategias de trabajo basadas en la optimización y
reducción de pesos en el interior del habitáculo y en el uso de materiales sostenibles para
la obtención de las piezas de interior del automóvil.
En base a estas dos estrategias de trabajo se proponen y analizan diferentes alternativas
de mejora basadas en tecnologías de conformado de piezas que permiten reducir su peso
sin afectación de las exigencias, rebajas de los espesores y tolerancias de las mismas con
el consecuente ahorro de material y el uso de materiales reciclados, biodegradables y de
composites de fibras naturales, materiales más sostenibles con el medio ambiente que los
derivados del petróleo.
Analizadas las diferentes alternativas, se estudia su viabilidad técnica sobre las piezas
identificadas como objeto del proyecto y el impacto económico de la implementación de las
diferentes soluciones.
Con los resultados obtenidos de la viabilidad técnica y económica de la implementación de
las soluciones analizadas, se propone una solución final que estima la posibilidad de
alcanzar reducciones de peso en el interior del automóvil de 4,61 Kg por coche, lo que se
traduce en una rebaja aproximada de las emisiones de CO2 de 60 Kg por coche durante el
periodo de vida del vehículo, e incrementar en un 27,13% los materiales medioambientales
en el interior del automóvil con el consecuente ahorro de aproximadamente 1.430 toneladas
anuales de materiales derivados del petróleo
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9194
spa
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9194
http://hdl.handle.net/2099.1/9194
2009-12
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31802023-09-10T00:33:20Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Diseño de un silo cilíndrico metálico atornillado para el almacenamiento de productos granulares
Ravenet Regales, Juan Ignacio
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Resistència de Materials i Estructures a l'Enginyeria
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Disseny i selecció de materials
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs estructurals
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs estàtics
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs mecànics
El objeto de este proyecto pretende el diseño, cálculo y construcción de un silo cilíndrico
metálico para el almacenamiento de los productos de la limpia del maíz.
En dicho proyecto se realiza el estudio de un silo, aplicando las teorías más destacadas que se
han dedicado al cálculo, diseño y resolución de problemas aparecidos en silos. Se exponen las
normas, teorías y códigos de los principales especialistas mundiales extraído de diversa
bibliografía. Se estudian aspectos como puede ser el vaciado centrado y excéntrico y la
aparición de sobrepresiones de vaciado que en algunas casos da lugar a deformaciones y fallas
en la estructura metálica del silo (sobretodo en el almacenamiento de cereales). Se analizan
las diversas teorías que existen y las diversas soluciones que pueden utilizarse para resolver
los problemas del flujo de vaciado (flujo de conducto ó flujo másico – centrado y excéntrico).
La solución adecuada para resolver los problemas de vaciado tanto en productos granulares
como en productos pulverulentos cohesivos sería el dispositivo tolva-contratolva sistema
descubierto, desarrollado y aplicado satisfactoriamente en numerosas instalaciones por el
especialista en silos Dr. Ravenet. Se realiza una exposición de los cálculos más importantes;
cálculo de presiones laterales de llenado (estáticas) y vaciado (dinámicas), presiones sobre la
tolva, así como una detallada explicación de la estructura y todos los perfiles y casos de carga.
En el último apartado se indica el cálculo de la cimentación a utilizar con las dimensiones y
geometría de las zapatas y las secciones tanto transversales como longitudinales de los
redondos a aplicar en la armadura.
El diseño y la utilización de los silos presenta aspectos poco estudiados aún en la actualidad,
prueba de ello es la aparición de deformaciones, fallas, grietas, hundimientos o explosiones en
muchas instalaciones y en todos los países industrializados. Rara es la instalación, donde se
almacenen o se utilicen productos granulares o pulverulentos y que no haya tenido problemas
en los silos, ya sean de tipo estructural o de flujo de vaciado, con interrupciones, arcos o
bóvedas...
En los anexos se hace una mención especial a un problema muy importante aparecido en los
silos como es el tema de las explosiones, realizando una explicación sobre los factores que
influyen en una explosión de polvo combustible, las causas y consecuencias que pueden
originar una explosión. También exponemos las normas de seguridad para reducir al mínimo
el riesgo de explosiones y las precauciones a tomar en el diseño de una instalación: como
pueden ser los dispositivos antiexplosión, la necesidad de limpieza, el mantenimiento de
elementos mecánicos así como la formación del personal y el permiso de fuego. En nuestro
caso hemos optado por la instalación de paneles antiexplosión, para reducir el riesgo en caso
de explosión.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3180
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3180
http://hdl.handle.net/2099.1/3180
2004
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/47812021-04-22T21:51:45Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudi micromecànic de recobriments metàl·lics prims sotmesos a variacions tèrmiques; simulacions per elements finits utilitzant un model de plasticitat cristal·lina
Saltó Pujol, Jordi
Vall Flotats, Òscar
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
El present projecte mostra un estudi de tensions, corbatures i densitat de dislocacions en les
deposicions de capes fines de coure monocristal·lí sobre silici. Aquestes alteracions es
produeixen durant la seva fabricació i/o ús a causa del canvi de temperatura. Aplicacions
d'aquests materials es poden trobar habitualment en components microelectrònics com els
microprocessadors.
Per poder entendre l'estudi es descriu la metodologia i es fa una explicació detallada de les
eines emprades així com una explicació prèvia de la teoria necessària per la comprensió de
les novetats que aporta el treball. En el cos del present projecte s'analitza primerament un
cas elàstic per tal de verificar el model segons l'única equació que ens relaciona corbatura i
tensió (model d'Stoney). A partir d'aquí s'estudia el mateix model però en teoria de la
plasticitat (cedència simple) mentre que finalment, i com a primícia en aquest camp, s'estudia
també el model amb plasticitat cristal·lina. Amb aquesta novetat, es vol estendre a la
comunitat científica la influència de la vertadera anisotropia de la deformació elastoplàstica
del recobriment caracteritzada pel moviment de dislocacions segons plans de lliscament
preferents. Finalment en la discussió de resultats es comenta com varien les tensions,
corbatures i densitats de dislocacions segons la direcció cristal·logràfica comparant els
resultats amb als models anteriors elàstics i plàstics simples.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/4781
cat
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/4781
http://hdl.handle.net/2099.1/4781
2008-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/206022021-04-22T21:51:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio del Na2S como material de almacenamiento termoquímico
Fontanet Badia, Xavier
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química::Indústria dels processos químics::Reactors químics
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia solar tèrmica
Los sistemas de almacenamiento de energía térmica (TES) tienen el potencial de
aumentar la efectividad de equipos que funcionen mediante energía térmica, debido a
que permiten almacenar el calor perdido. Cuando se trabaja en los sistemas de
almacenamiento de energía térmica se observa que los materiales son una parte esencial
para un buen diseño y rendimiento del sistema. Los sistemas de almacenamiento con
materiales termoquímicos (TCM) son los que presentan mayor densidad energética
comparada con el almacenamiento de calor sensible o de calor latente. Por otro lado la
investigación en estos sistemas se encuentra en fase de laboratorio y hace falta resolver
bastantes aspectos técnicos para su aplicación comercial.
Para que un material se le pueda considerar como termoquímico debe poder reaccionar
de forma reversible con una elevada densidad energética de reacción, de esa forma
pueden almacenar energía en forma de calor. El Na2S presenta esta propiedad en la
reacción de hidratación de forma que su elevada densidad energética y su bajo coste
pueden convertir ese material en una alternativa muy atractiva.
El presente estudio pretende evaluar, a escala de laboratorio, la viabilidad del Na2S como material termoquímico, para ello se llevarán a cabo estudios de carga y descarga del
material en distintas condiciones de trabajo. La necesidad de trabajar en distintas condiciones requiere de un reactor, que permita trabajar en atmósferas libres de CO2 y O2. El seguimiento de las reacciones asociadas al proceso de almacenamiento de energía se lleva a cabo mediante análisis termogravimétrico.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/20602
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/20602
http://hdl.handle.net/2099.1/20602
2013-04
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/32072021-04-22T21:51:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Síntesi i caracterització de partícules nanomètriques de Y2BaCuO5
Masdeu Mayans, Francesc
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
En aquest treball es pretén determinar les condicions de T-t de calcinació necessàries per a
obtenir partícules de fase verda (Y2BaCuO5) de grandària nanomètrica, mitjançant el
mètode de combustió en gels. El Y2BaCuO5 és un precursor àmpliament utilitzat en la
síntesi del superconductor d’alta temperatura YBa2Cu3O7-x.
Els mètodes ceràmics convencionals no permeten assolir les esmentades grandàries de
partícula, ja que no és possible reduir la grandària de la pols de partida, habitualment de
grandària micromètrica. D’aquesta forma es fa necessari utilitzar mètodes ceràmics més
avançats, com ara el mètode de combustió de gels. Mitjançant el mètode de síntesi de
combustió en gels, el material de partida és una dispersió de cations retinguts en una xarxa
polimèrica. En provocar l’autocombustió del polímer, per diferents vies, la calor generada en
el sistema activarà la reacció química que donarà lloc a la formació de la fase verda.
Hi ha alguns processos que tenen lloc en estat sòlid que cal afavorir (acceleració de difusió
en estat sòlid, descarbonatació, …) i altres que cal evitar (creixement de gra,
sinterització,...). Així, és important tenir un coneixement previ de la dependència del temps i
la temperatura en les relacions cinètiques i termodinàmiques que regeixen aquests
processos, per tal d’optimitzar els paràmetres T-t en la síntesi.
S’han utilitzat tres vies diferents per a provocar l’autocombustió. Dos d’aquests, la irradiació
amb microones i injecció d’aire calent, permetran assolir temperatures elevades durant
temps molt curts. L’altra via, la calcinació, en que la temperatura és més fàcilment
controlable, els temps de reacció seran més llargs. Aquesta darrera via permet obtenir uns
resultats força satisfactoris, ja que condueix a la formació de partícules de fase verda de
grandària nanomètrica, mentre que les dues primeres vies, tot i que s’arriben a activar
determinades reaccions químiques en el sistema, no es forma la fase verda.
El control de l’avenç de la reacció s’ha dut a terme per difracció de pols de raigs X (DRX),
tècnica que permet identificar les fases formades en cada tractament tèrmic, i que, a més,
permet estimar la grandària del cristall. En segon lloc, es va utilitzar la microscòpia
electrònica d’escombrat (SEM) per mesurar directament el grandària de les partícules
sintetitzades.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3207
cat
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3207
http://hdl.handle.net/2099.1/3207
2006-12
oai:upcommons.upc.edu:2117/810712021-04-22T21:51:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudi i selecció de materials per a una pala d'aerogenerador d'eix vertical
Sebé Marín, Víctor
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Energia eòlica::Aerogeneradors
El projecte final de carrera Anàlisis d'un Aerogenerador d'Eix Vertical pretén proposar millores en les pales d'un aerogenerador mitjançant una selecció de materials acurada. El projecte pot dividir-se en dos blocs, en el primer bloc es realitza una introducció als sistemes eòlics, explicant l'evolució que han patit al llarg del temps i presentant els models existents a partir d'un estudi de mercat. Seguidament es realitza un anàlisi dels aerogeneradors d'eix vertical on s'exposen les feroces a les que està sotmeses les pales per poder realitzar unes posteriors propostes de millora.
En el segon bloc es realitza la selecció d'un material idoni per fabricar una pala d'aerogenerador fent ús de l'amplia base de dades de materials que ofereix el programari CES Selector Edupack. La selecció s'estructura al voltant de tres casos pràctics que avaluen les característiques a millorar. Un cop obtinguts el quatre materials més idonis per cada cas, es realitza una taula de ponderació amb les característiques per tal de seleccionar el material més idoni de tots.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2117/81071
cat
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2117/81071
http://hdl.handle.net/2117/81071
2015-09
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/201002022-10-09T00:29:21Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Diseño y adecuación a una planta industrial de un hormigón de muy altas prestaciones reforzado con fibras
Faneca Llesera, Gerard
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència i Enginyeria Nàutiques
Àrees temàtiques de la UPC::Edificació::Materials de construcció::Formigó
El presente proyecto pretende, partiendo de experiencias previas teóricas y de laboratorio, diseñar e implementar un hormigón de muy altas prestaciones reforzado con fibras, en el proceso industrializado de producción de una planta de prefabricados convencional.
Para ello se seleccionarán los componentes del hormigón más adecuados, así como se seleccionaran las fibras más idóneas a emplear, partiendo de unos criterios previos iniciales (instalaciones, procesos productivos, materias primas disponibles), y un marco económico viable.
A la vez se testaran las características del hormigón tanto en estado fresco como endurecido, comparándolas con los resultados previos de laboratorio, utilizando los ensayos normalizados de control de producción en fábrica.
Finalizados estos pasos se realizará un análisis económico y medioambiental, comparando este tipo novedoso de hormigón, con otros de características más usuales.
Por último se verificaran los resultados con una prueba piloto de producto, analizando en las conclusiones los objetivos alcanzados y posibles vías de mejora a seguir.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/20100
spa
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/20100
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2013-09
oai:upcommons.upc.edu:2117/856242024-03-10T03:48:04Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Estudio del proceso de conformado de la bandeja maletero del Seat Ibiza por cálculo por MEF
Moragas Graells, Jaume
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica::Fabricació
En el presente proyecto se intentará adquirir todo el know how posible acerca de la fabricación de bandejas maletero, que actualmente se usan para el modelo IBIZA del fabricante de automóviles SEAT*, así como los materiales usados en ella. Se pretende aplicar estos conocimientos, para intentar realizar el proceso de conformado de forma virtual, de manera que se pueda simular, y con los resultados obtenidos intentar mejorar el proceso real.
Para ello se realizará el proceso de conformado mediante el uso de un software de simulación por elementos finitos, hallando una aproximación que permita encontrar los parámetros, con los que se pueda controlar la correcta fabricación de las piezas. Igualmente se estudiará la materia prima desde el punto de vista técnico, mediante diferentes ensayos de tipo mecánico, teniendo en cuenta las normas del consorcio VW*.
Tras la simulación de las bandejas, se ha observado una diferencia entre los valores simulados (el espesor es el parámetro usado para controlar la bondad de la simulación) y los valores de las bandejas reales. Esta variación es debida a que, durante el proceso de conformado existe una variación de volumen en el material. La variación de volumen fue confirmada experimentalmente, y se ha propuesto un modelo para reducir las diferencias entre los valores simulados y los reales. La diferencia de volumen puede ser debida a la separación entre la matriz y refuerzo, debido a una falta de cohesión entre fases, generándose vacíos entre ellas. Esta hipótesis no ha podido ser confirmada por las imágenes tomadas mediante SEM*.
Aunque el estudio se ha realizado finalmente sólo con el material PP+WF, este estudio es aplicable a otras materiales, ya que sólo se deben cambiar las variables a introducir, igualmente también se pueden modificar las condiciones de contorno del proceso.
El proyecto se ha realizado entre el departamento de EK* del CTS* de SEAT, y el laboratorio de SEAT (para realizar parte de las caracterizaciones), así como, con el departamento de Transferencia de Tecnología (TTS) del CIMNE* de Castelldefels, para la simulación del proceso de fabricación.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2117/85624
spa
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2117/85624
http://hdl.handle.net/2117/85624
2015-06
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/92092021-04-22T21:51:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Modelisation of injectable bone tissue regeneration biomaterial for vertebroplasty and kyphoplasty
Aguinaco, Guillermo
Bregeard, Pierre
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Doble titulació
Some papers dealing qith the modelisation of injection of cement fluids in cavities like vertebras for the vertebroplasty and kyphoplasty, have already been publicized. Previously, advances made in the matter were the basis of the Level Set. But those projects done on the software called COMSOL multiphysics, did not try to simulate real injections in cavities.This papers goes further on that way. Even if the experiments could not be done with real alpha-TCP, a viscous liquid was used to simulate similar conditions to the ones experienced in vertebroplasty and kyphoplasty. These results have benn compared to those given by the numerical problems computed on COMSOL and it has been shown taht the computational power provided by actual personal computers, is nowadays enough to obtain results approaching reality. This paper explains also how to use the Level Set mode on numerical software, and explains also the signification of the results obtained.Moreover, an opening is done by introducing the porous equations that govers the fluid flow in porous medias. To approach the real situation of vertebroplasty and kyphoplasty, a fluid melted with sand was injected to little pieces of sponge to see the distribution of sand inside the sponge porosity and the pressure constraints.Please note that video supports and pictures accompany major part of chapters. They are availables on the annex A of the DVD.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9209
eng
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9209
http://hdl.handle.net/2099.1/9209
2010-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/45622021-04-22T21:51:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Propiedades mecánicas y degradación de implantes dentales de circona estabilizada con itria
Sevilla Sánchez, Pablo
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
En la actualidad, el campo de la implantología se encuentra en pleno crecimiento. En pocos años han
surgido numerosas empresas fabricantes de implantes dentales y la competencia es cada vez más
fuerte. Por esta razón las empresas de implantes dentales apuestan por la innovación y tratan de
lanzar al mercado nuevos productos a fin de aumentar su cota de mercado.
En odontología la estética es uno de los factores de mayor impacto en el éxito de un tratamiento. Y
por ello, cada día se aplican nuevos materiales en boca tratando de que sean lo más parecidos posible
a los tejidos que se encuentran en boca, como el tejido gingival o el esmalte dental.
El presente proyecto trata de discernir el comportamiento mecánico que van a tener los nuevos
implantes dentales de circona parcialmente estabilizada con itria (YTZP) que surgen en el mercado
actualmente, y de los cuales, no se tiene todavía un amplio conocimiento de su respuesta a largo
plazo una vez implantados. Además, conociendo el comportamiento de los implantes tradicionales de
titanio, se hace una comparativa de propiedades, ventajas y desventajas de los dos tipos de
implantes.
Para llevar a cabo el proyecto se han realizado numerosos ensayos de caracterización de materiales,
tales como dureza, tenacidad a la fractura, resistencia a la flexión, fatiga, degradación hidrotérmica,
nanoindentación, difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido (SEM) y microscopia de
fuerzas atómicas (AFM) en implantes dentales de YTZP comercializados por la empresa Metalor
Dental®. Para completar el estudio han sido realizados diferentes cálculos analíticos y análisis por
elementos finitos a fin de determinar el comportamiento de los implantes de YTZP en diferentes
situaciones posibles.
Habiendo discutido los resultados detenidamente se puede asegurar que las propiedades mecánicas
implantes de YTZP no van a verse afectadas de manera perceptible por la degradación hidrotérmica y
que su comportamiento en boca va a ser correcto, siempre y cuando estos implantes se hallen en
condiciones óptimas de implantación y no sufran grandes sobrecargas. En caso contrario el fracaso de
estos implantes puede ser catastrófico.
Palabras clave: Implantes dentales, circona, YTZP, degradación hidrotérmica.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/4562
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/4562
http://hdl.handle.net/2099.1/4562
2007-11
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/63902021-04-22T21:51:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Caracterización microestructural de aleaciones NiTi mediante nanoindentación instrumentada
Ventura Casellas, Heura
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
En esta memoria se presenta un estudio de la caracterización de aleaciones binarias NiTi basado en la técnica
de nanoindentación instrumentada. El principal objetivo de esta caracterización es el cálculo los módulos elásticos,
así como la interpretación de la transformación de fase martensítica mediante el análisis de las curvas P-h
y las imágenes obtenidas a partir de técnicas de FIB y TEM.
Las temperaturas de transformación -de las aleaciones comerciales objeto de estudio- han sido caracterizadas
gracias a la técnica del DSC, y posteriormente comparadas con los valores facilitados por el fabricante, evidenciando
la influencia de la historia termomecánica de la aleación en la respuesta de la transformación.
La técnica de nanoindentación instrumentada -empleando dos tipos de indentador- ha permitido no sólo la determinación
a escala nanométrica de parámetros como el módulo elástico y la dureza por el método de Oliver y
Pharr, sino también la evaluación de la capacidad de recuperación de las aleaciones frente a las deformaciones
introducidas por el indentador con el cálculo de los índices de recuperación.
Esto, junto con las imágenes de microscopía electrónica de transmisión de las zonas bajo la huella de nanoindentación
que se han obtenido mediante la técnica de FIB, han permitido demostrar la concordancia con la realidad
de las teorías que en la literatura se pueden hallar sobre los mecanismos de deformación y las zonas de
afectación bajo la punta del indentador. Queda, por tanto, demostrado mediante dichas imágenes, que bajo el
indentador y en función de las cargas aplicadas, se produce acomodación de deformaciones por transformación
martensítica en la zona adyacente al contacto.
Finalmente concluir que la técnica de nanoindentación permite caracterizar la transformación martensítica de
las aleaciones estudiadas así como parámetros mecánicos como son la dureza y el módulo elástico.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6390
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6390
http://hdl.handle.net/2099.1/6390
2008-12
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/196262021-04-22T21:51:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Nuevas vías de fabricación de fosfatos de calcio a partir de dos soluciones acuosas
Robo, Céline
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Ciències de la salut::Medicina
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química::Química física
La hidroxiapatita (HA) es el fosfato de calcio más usado para aplicaciones biomédicas,
especialmente por su mimetismo con la fase mineral del tejido óseo, sus buenas
propiedades osteoconductivas y su excelente biocompatibilidad. Aunque existen diversas
técnicas para sintetizar la HA, este proyecto se centra en su obtención a partir de procesos
de mineralización de polímeros a partir de soluciones acuosas. Una aplicación de esta
estrategia es la impresión y mineralización simultanea de andamios tridimensionales
mediante la técnica de robocasting para aplicaciones en el ámbito de la Ingeniería de
tejidos.
En este proyecto, se precipitaron filamentos mineralizados a partir de dos soluciones
separadas, una rica en iones calcio y otra rica en iones fosfato. La solución de fosfato
contiene un hidrogel, la carboximetil celulosa (CMC), que proporciona una viscosidad
adecuada y suficiente resistencia mecánica para mantener la forma de los precipitados. Se
inyectó la solución polimérica/fosfato en las soluciones de sales de calcio para obtener
precipitados mineralizados. Durante los ensayos, se variaron diferentes parámetros que
tienen un efecto en la precipitación: la concentración en iones calcio y fosfato, la
concentración del polímero, el solvente utilizado y la adición de un agente de nucleación.
Los análisis de difracción de rayos X revelan que los precipitados obtenidos están
compuestos de varias fases minerales según el medio de inyección. Se obtuvieron
mayoritariamente filamentos con cristales de HA y minoritariamente filamentos con cristales
de Monetita o Brushita. Las imágenes SEM confirmaron la presencia de las fases minerales
pero revelan también que la precipitación no ocurre en volumen sino en la superficie de los
filamentos en el caso de las concentraciones elevadas de CMC. En cambio se observó la
presencia de precipitados en el volumen del filamento cuando se disminuyó la concentración
de CMC, lo cual afectó dramáticamente la resistencia de éstos.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/19626
spa
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Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/19626
http://hdl.handle.net/2099.1/19626
2013-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31732021-04-22T21:51:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudi de la Ductilitat en Calent d’un Acer Industrial C-Mn-Si
Farrando Curiel, Cristina
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaig de defectes
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaig de fatiga
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
El projecte neix de la necessitat de conèixer els mecanismes que actuen en el procés de colada
continua, per tal d’optimitzar i garantir la qualitat en els productes semielaborats que resulten del procés.
El projecte, que està totalment vinculat amb la problemàtica industrial que apareix en les
aceraries, pretén ser un estudi de les causes que donen lloc a la caiguda de la ductilitat en acers típics de construcció, que provoquen unes esquerdes transversals en el material. Les esquerdes poden penetrar fins a 5-8 mm per sota de la superfície del producte de colada continua i són esquerdes intergranulars, seguint els límits de gra de l’austenita primària. L’aparició d’aquestes esquerdes està estretament vinculada amb la composició química de l’acer.
La caiguda de ductilitat es manifesta a temperatures compreses entre els 700-800ºC, temperatura en la que els productes semielaborats resultants de la colada continua són recollits i conduïts per unes guies cilíndriques. En aquesta etapa, els semielaborats, mitjançant un procés de desdoblat,
estan sotmesos a tensions de compressió i de tracció, i és aquest últim mode de sol·licitació
mecànica que pot fer créixer les esquerdes transversals. El semielaborat obtingut és adreçat des d’una posició vertical, direcció en la que surt del motlle de solidificació cap a una posició horitzontal i es manté pla en la resta de l’etapa, per tant, és en aquest punt on actuen les tensions, l’acer està sotmès a tracció en la cara superior del semielaborat i a compressió en la cara inferior.
Per tal de reproduir les condicions industrials a escala de laboratori es realitzen assaigs de tracció i compressió en calent amb provetes del material que ha resultat ser defectuós en el procés industrial i es compara amb un acer fabricat al laboratori de similar composició, però lliure de residuals. S’avalua el seu comportament a fluència, l’efecte de les impureses, l’efecte de la temperatura d’assaig, l’efecte de la velocitat de deformació, etc. Totes aquestes variables influeixen en el comportament de l’acer, en la seva resistència mecànica i en la seva fractografia.
La forta descohesió en el material, potenciada per els elements residuals presents en l’acer fa que el material es comporti completament diferent a tracció i a compressió. Les dendrites presents en el material eviten la unió en el material i, per tant, les propietats observades són sorprenents. El material industrial presenta un comportament millor a compressió que no pas l’acer net.
Contràriament a tracció, s’observa el fenomen contrari, l’acer industrial presenta propietats
mecàniques pitjors.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3173
cat
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3173
http://hdl.handle.net/2099.1/3173
2004
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/263772022-09-11T00:49:14Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Efecto de la temperatura en los electrolitos de YSZ obtenidos por proyección térmica para las pilas de combustible de óxido solido
Sarrassat, Joseph
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Tecnologia energètica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química::Química física::Termoquímica
Las pilas de combustible son sistemas electroquímicos en los cuales la energía química se transforma directamente en electricidad a través de una reacción redox. Una pila de combustible permite producir electricidad en continuo ya que funciona mientras el combustible y el oxidante le sean suministrados. Uno de sus beneficios más relevantes es que no emite contaminantes.
Las pilas de óxido solido (Solid Oxide Fuel Cell - SOFC) son un tipo de pila que se basa en la capacidad de ciertos óxidos en conducir los iones óxido a temperaturas moderadamente altas (600-1000ºC). Este tipo de pila permite alcanzar eficiencias de hasta un 85% con la cogeneración. Uno de los objetivos que se persigue en las SOFC es la disminución de la temperatura de trabajo en servicio. Una de las vías para cumplir con este objetivo es mediante la aplicación de nuevas técnicas y materiales que sustituyan a las que se utilizan en la actualidad. En este sentido, se pretende incorporar en la fabricación de las pilas SOFC, técnicas hasta ahora empleadas en otros ámbitos de la ingeniería, este es el caso de las técnicas de proyección. Diferentes estudios recientes ponen de manifiesto que las técnicas de proyección son adecuadas para la obtención del electrolito de circona YSZ (Yttria stabilized zircona). En concreto, la técnica HVSFS (High Velocity Suspension Flame Spraying) se presenta como candidata para la obtención de capas de electrolito muy delgadas y muy densas las cuales cumplen con los requerimientos que exigen el electrolito de una pila SOFC.
El objetivo del proyecto es caracterizar el electrolito y conocer su adherencia al ánodo en condiciones de servicio. Para ello, se han realizado tratamientos isotérmicos y cíclicos a 800°C durante distintos periodos de tiempo y/o ciclos (300-900h/ciclos). Las muestras tratadas se han analizado por diferentes métodos de caracterización microestructural mediante microscopia óptica, láser confocal, microscopia electrónica de barrido, difracción de rayo-X, ensayos de rugosidad y microdureza. También se han llevado a cabo ensayos de rayado para determinar la adherencia del electrolito al sustrato, en este caso al interconector.
Los resultados del proyecto ponen de manifiesto la influencia de los tratamientos térmicos sobre la degradación del electrolito. Aunque los tratamientos térmicos no provocan modificaciones de las fases cristalinas de la circona y de la rugosidad de las capas, tienen impacto en la fragilidad del recubrimiento. Como consecuencia la adherencia del electrolito al sustrato disminuye de forma significativa. Estos fenómenos de degradación tienen lugar en mayor grado para muestras sometidas a tratamientos cíclicos en comparación con los tratamientos isotérmicos a la misma temperatura y duración de mantenimiento.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/26377
spa
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/26377
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2015-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/225892021-04-22T21:51:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Estudi i caracterització de l'adhesió de biomolècules sobre superfícies de titani i cobalt-crom mitjançant la microbalança de quars amb dissipació (QCM-D)
Grau Garriga, Anna
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
L’estudi de la bioactivació dels materials és un pas necessari avui en dia en la majoria dels implants mèdics. En l’àmbit de l’enginyeria de teixits, per a obtenir una bona osteointegració o bé per una regeneració de teixit, cal assegurar-se que la superfície generarà una resposta en l’entorn fisiològic. És per això que actualment s’utilitza l’enllaç covalent com a mètode de bioactivació conjuntament amb l’adhesió de pèptids, ja que en la situació econòmica actual, els pèptids ofereixen una adhesió igual a la de les proteïnes, reduint costos i materials.
Per a l’estudi de l’adsorció de proteïnes existeixen diferents tècniques, en aquest projecte s’ha utilitzat la tècnica de la microbalança de cristall de quars amb dissipació (QCM-D), ja que permet una mesura in situ i a temps real de l’adsorció.
Per a realitzar l’estudi de l’adsorció, s’ha fet una caracterització fisicoquímica (difracció de raigs X, angle de contacte, microscòpia electrònica d’escombratge, etc) de les diferents superfícies d’estudi, que ha permès mostrar que la capa superficial dels sensors és molt similar a la de les mostres de control i per tant és una bona aproximació per a les superfícies dels biomaterials.
L’objectiu principal d’aquest projecte és l’estudi i la caracterització a temps real, de l’adsorció de biomolècules en superfícies de Ti i CoCr mitjançant la tècnica de la microbalança de quars amb dissipació, QCM-D. Això ha sigut possible a partir d’assajos realitzats amb la tècnica de fisisorció i de la unió covalent, silanitzant la superfície. Les biomolècules utilitzades han sigut dos biopolímers i diferents pèptids, entre ells hi ha RGD (Arg-Gly-Asp) REDV (Arg-Glu-Asp-Val) YIGSR (Try-Ile-Gly-Ser-Arg) i PHSRN (Pro–His–Ser–Arg–Asn).
Els resultats obtinguts demostren que la silanització amb APTES ((3-aminopropil)trietoxisilà) és un bon mètode per l’adsorció de pèptids en les superfícies de titani. A diferència de les superfícies de cobalt-crom que requereixen una activació de la superfície prèvia a la silanització amb CPTES ((3-cloropropil)trietoxisilà) en el cas dels pèptids. En l’ús de biopolímers s’obtenen millors resultats en la fisisorció sobre les superfícies de cobalt-crom en medis bàsics que en titani.
Per acabar, cal aclarir que aquest projecte forma part de dues línies d’investigació diferents presents en dos projectes de més abast dins del grup de Biomaterials del departament.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/22589
cat
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Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/22589
http://hdl.handle.net/2099.1/22589
2014-03
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/214202021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Influencia del contenido de oxigeno sobre la ductilidad del hierro de granos ultra finos obtenido por compactación en caliente
Gregoire, Valentin
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Sabiendo que las propiedades mecánicas de un metal están gobernadas por su
microestructura y más precisamente por su tamaño de grano, la industria busca desarrollar
materiales con un tamaño de grano nanométrico que tengan comportamientos mecánicos
interesantes: alto limite elástico y ductilidad aceptable.
Este proyecto trata de la influencia del oxigeno sobre un material nanoestructurado obtenido
por compactación en caliente de polvo molido de hierro. Con este objetivo, se ha realizado
dos polvo de hierro conteniendo cada uno una concentración en oxigeno diferente (0.238 y
0.634% másico). Se los han compactado a diferentes temperaturas (575, 600, 625y 650°C).
Se ha realizado diferentes pruebas sobre los consolidados: medición de la densidad,
dureza, determinación del tamaño de grano, resistencia mecánica y ductilidad mediante
ensayo de tracción.
Las piezas consolidadas con un porcentaje bajo de carbono muestran una buena resistencia
con porcentajes de alargamiento bajos pero suficientes. Para las piezas con altos
contenidos de oxígeno, se ha demostrado que el oxigeno fragiliza el material formando
óxidos que ralentizan el crecimiento de grano a alta temperatura y que dificultan su
consolidación. De esta manera, estas piezas tienen una resistencia teórica mucho mayor
pero rompen por rotura frágil.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/21420
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/21420
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2014-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/67112021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio de la viabilidad sobre el uso de los modelos de plasticidad cristalina en la modelización de la deformación plástica de cristales hexagonales.
Amitrano, Maxime
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Doble titulació
Este proyecto esta una primera enfoque de la viabilidad sobre el uso de los modelos de plasticidad cristalina en la modelizacion de la deformacion plástica de cristales hexagonales. El estudio pretende encontrar opciones para modelizar la deformacion plastica de cristales hexagonales compactos (HCP) a partir de un modelo preexistente para cristales cúbicos centrados en las caras (FCC) implementado en FORTRAN para el programa ABAQUS, de forma tal de definir precisamente los cambios necesarios en la función de endurecimiento. En primer lugar se definen los sistemas de deslizamiento para cristales hexagonales. A partir de esto se comparan las leyes de endurecimiento para un cristal hexagonal con el modelo de Pierce, Asaro y Needleman (PAN) y se trazan las curvas de la evolución de la tensión cortante crítica en función de la deformación cortante. De esta manera se ve que la ley de PAN sigue la misma forma que los modelos para cristales hexagonales y se puede definir parámetros de endurecimiento para que las curvas sean de la misma forma. Las conclusiones son que las estructuras HCP tienen en temperatura ambiente y sin tener en cuenta los deslizamiento de twinning, tres familias de deslizamiento: basales con tres direcciones preferenciales, prismática con tres direcciones preferenciales y piramidal con seis direcciones preferenciales. El factor que tiene tres planos de deslizamiento necesita definir una tensión cortante inicial, una tensión de saturación y una velocidad de endurecimiento inicial para cada plano. Además las interacciones entre sistemas de deslizamiento son más complejas que en una estructura FCC, necesitándose de la construcción de una matriz de endurecimiento de tamaño 12x12.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6711
spa
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6711
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2009-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/235772021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Preparación de recubrimientos microestructurados de TiO2 por proyección térmica para su utilización como fotoánodos. Tratamiento fotoelectrocatalítico de agua contaminada con un colorante azoico
Garcia Segura, Sergi
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química::Química física::Electroquímica
Àrees temàtiques de la UPC::Física::Física de l’estat sòlid::Semiconductors
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química::Química del medi ambient::Química de l’aigua
Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible::Enginyeria ambiental::Tractament de l'aigua
Se ha sintetizado por proyección térmica un recubrimiento microestructurado de TiO2 sobre
un sustrato metálico conductor (acero) con el fin de utilizarlo para eliminar un contaminante
orgánico tóxico y recalcitrante en aguas (el colorante azoico Naranja Ácido 7).
Se ha realizado una caracterización estructural para elucidar las fases de TiO2 del polvo
utilizado en la síntesis del depósito y en el recubrimiento obtenido mediante XRD. También
se obtuvieron micrografías de SEM para visualizar la superficie obtenida. La caracterización
del depósito de TiO2 se completó con la determinación de porosidad, microrugosidad,
microdureza y la fuerza de adhesión. Con ello se comprobó la estabilidad mecánica del
sistema para su uso en fotoelectrocatálisis. Se estudió la posible aplicabilidad del
recubrimiento realizado en el tratamiento fotoelectrocatalítico de un agua contaminada con
Naranja Ácido 7, producto no degradable por tratamientos físico-químicos y biológicos
convencionales. Se realizaron los experimentos bajo luz solar considerando variables como
la densidad de corriente aplicada, el pH de las disoluciones y la concentración del colorante
azoico. Se evaluó la eficiencia del proceso fotoelectrocatalítico mediante la eliminación del
color y del carbón orgánico total de la disolución. Se identificaron los intermedios de
oxidación y se siguió la cinética de degradación del compuesto por cromatografía de HPLC.
Tras el estudio completo se logró la obtención de un fotoánodo con excelentes propiedades
tanto mecánicas como de estabilidad al paso de corrientes anódica. Gracias al fotoánodo
de TiO2 se consiguió decolorar completamente la solución de Naranja Ácido 7 mediante las
condiciones optimizadas del tratamiento de fotoelectrocatálisis solar.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/23577
spa
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
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2014-05
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31872022-02-20T01:52:09Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio sobre la influencia de la deformación del indentador de interpretación de los ensayos de indentación instrumentada
Guardia Girós, Pablo
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs mecànics
El presente proyecto versa a cerca de las técnicas de indentación instrumentada las cuales
permiten, mediante el análisis de las curvas P-h, extender los ensayos típicos de dureza a fin de la
caracterización de propiedades mecánicas fundamentales de materiales tales como el módulo elástico,
límite elástico y coeficiente de endurecimiento. Hasta el presente, el análisis de dichas curvas se efectúa
asumiendo que la deformación elástica del indentador sigue una relación teórica que ha sido formulada
para indentadores esféricos. En el proyecto se realizan simulaciones tridimensionales de ensayos de
indentación Berkovich a fin de desarrollar una metodología precisa que permita establecer la influencia
de la deformación elástica de estos indentadores durante la descarga de la curva P-h. En particular, se
considera la influencia de dicha deformación sobre la profundidad de penetración residual que resulta al
descargar por completo el ensayo. La evaluación correcta de este parámetro es esencial en la extracción
de propiedades mecánicas a partir de ensayos de indentación.
En el presente trabajo se muestra la influencia que ejerce el módulo del indentador en los
parámetros característicos de un ensayo de indentación realizado por elementos finitos y las
desviaciones que se observan cuando se comparan con simulaciones en las cuales el indentador es
rígido. Se pretende presentar los fundamentos teóricos de la teoría de plasticidad necesarios para
poder realizar un estudio a nivel fundamental de los ensayos de indentación. Se exponen las
técnicas y metodologías utilizadas para la realización del análisis mediante elementos finitos, así
mismo, se introducen también todos los conocimientos necesarios para la comprensión de dichos
ensayos haciendo hincapié en los conceptos más relevantes que se desarrollan a lo largo del
estudio. Se incluyen los resultados obtenidos del análisis de las simulaciones así como una discusión
de los mismos, realizando en último lugar las conclusiones pertinentes. Al final del documento se
adjunta un anexo en el cual se exponen con mayor detenimiento cálculos, datos, información etc.
que puede ayudar a la comprensión de determinados resultados.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3187
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3187
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2005-09
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/47902021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Preparación de compuestos pla/ommt mediante mezclador interno
Lewandowski, Simon
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
Doble titulació
Durante este trabajo se han estudiado nanocompuestos de PLA con una Montmorillionita
modificada orgánicamente (OMMT), la Cloisite 30B. Se añadió una cantidad nominal de
OMMT de 1 y 5% en peso.
La preparación consistió en mezclar granza de PLA con la OMMT en un mezclador interno
de laboratorio (BRABENDER) y después hacer laminas de 0.5 mm de espesor de los
materiales obtenidos para caracterizarlos. Para evaluar el efecto del proceso (posible
degradación) sobre el PLA se aplicó las mismas condiciones de procesamiento empleadas
en la preparación de las mezclas (180ºC durante 10 min.).
La caracterización se realizó mediante: determinación del índice de fluidez (MFI), ensayos
térmicos: Temperatura de Distorsión bajo carga (HDT), Calorimetría Diferencial de Barrido
DSC y análisis Termo-mecánico dinámico (DMTA), y ensayos de tracción (T=18°C y
velocidad de 2 mm/min). Además, se realizó un estudio morfológica de los
nanocompuestos mediante Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) para evaluar la
calidad de la dispersión de la OMMT.
Las condiciones de procesamiento empleadas parece promover cierta degradación
(disminución de masa molecular) del PLA sin OMMT ya que el MFI aumentó un 21 %. A
nivel térmico las variaciones son muy ligeras. A nivel mecánico el parámetro que se ve más
afectado es el módulo elástico, que presenta una disminución de un 10%, y la deformación
a la cedencia, que presenta un aumento de un 26 %.
En las mezclas preparadas se observó con el TEM que las condiciones empleadas en el
mezclador interno realiza una buena exfoliación.
Los resultados de DMTA, DSC y HDT indican que la adición de arcilla no afecta de una
manera significativa las propiedades térmicas de los nanocompuestos (variaciones en Tg).
Pero al parecer promueve la cristalización en frío (durante el calentamiento), lo que se
puede atribuir a un efecto plastificante de la modificación orgánica de la MMT. Este efecto
plastificante/lubricante se aprecia también en un aumento del MFI a medida aumenta el
contenido de OMMT (hasta 135% con 5% en peso de OMMT).
Los ensayos de tracciones indicaron variaciones de las propiedades mecánicas: aumento
del módulo elástico (hasta un 39 % con 5 % en peso de OMMT), la tensión de la cedencia
prácticamente se mantuvo constante y una disminución de la deformación a la cedencia
(hasta 33 % con 5% en peso de OMMT), lo que pone de manifiesto el efecto lubricante de
la modificación orgánica de la OMMT.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/4790
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/4790
http://hdl.handle.net/2099.1/4790
2008-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/67042021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Protocolo para evaluar y comparar la respuesta al contacto por indentación esférica de un sistema integrado por un recubrimiento cerámico depositado sobre un acero de herramienta
Cordier, Delphine
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Desgast de materials
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
En aplicaciones como el conformado en frío donde las herramientas están sometidas a
diversas cargas, se usan materiales para herramientas como aceros rápidos y metales duros
recubiertos. En estas aplicaciones, los impactos sucesivos inducen presiones que pueden
ocasionar el fallo por fatiga. Por ello, es necesario establecer las condiciones límite de
trabajo de los materiales para optimizar la vida útil de las herramientas.
En este trabajo, el sistema sustrato/recubrimiento analizado es de acero para trabajo en frio
de calidad comercial Universal recubierto con TiN, el cual puede ser depositado físicamente
o químicamente a partir de fase vapor.
El objetivo de este estudio es evaluar el comportamiento del recubrimiento depositado por
diferentes técnicas (PVD y CVD) bajo contacto esférico monotónico y cíclico.
Los ensayos monotónicos se realizan dentro de un rango de cargas para el cual se puedan
observar daños en el sistema sustrato-recubrimiento. Por otra parte, el ensayo de fatiga se
realiza aplicando una fracción de la carga establecida como crítica bajo solicitaciones
monotónicas e incrementado el número de ciclos. Estos ensayos van acompañados de un
análisis microscópico de los daños generados en la superficie.
Los resultados obtenidos permiten caracterizar la deformación en el régimen elástico y
plástico y demuestran que 1) la cedencia plástica de los sistemas sustrato-recubrimiento
estudiados es un requisito indispensable para la aparición de grietas circulares en el
recubrimiento, 2) la sensibilidad a fatiga es relativamente baja, en términos de la aparición
de grietas circunferenciales, para los sistemas evaluados, lo cual puede atribuirse al carácter
cerámico del TiN y 3) el TiN depositado por CVD mostró mejor respuesta mecánica, desde el
punto de vista de la adherencia y la resistencia al contacto esférico teniendo en cuenta que
el sustrato utilizado fue el mismo.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6704
spa
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6704
http://hdl.handle.net/2099.1/6704
2009-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/67132021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Aproximación computacional al estudio de la inyectabilidad de cementos óseos y medidas ultrasónicas
Amin Gargouri, Mohamed
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Doble titulació
Este PFC presenta, en primer lugar, las bases para la formalización de simulaciones
numéricas de procesos de inyección de materiales de tipo cemento como los que se utilizan
en las técnicas de mínima invasión de vertebroplastia y cifoplastia. Mediante estas técnicas
quirúrgicas, el cirujano inyecta un cemento óseo a través de una cánula en una vértebra
fracturada por compresión debido a problemas de osteoporosis, por ejemplo. En segundo
lugar, se diseña, implementa y se programa un sistema ultrasónico de medida destinado a la
determinación experimental de propiedades y funciones materiales específicas de los
cementos simulados aunque constituye un sistema modular y escalable para la realización
de cualquier valoración no destructiva mediante ultrasonidos.
Se describe en primer lugar el Estado del Arte de la aplicación clínica y de los materiales
utilizados. En segundo lugar, se ha dado continuidad a trabajos y proyectos anteriores
mejorando algunas realizaciones relacionadas con la simulación de la descripción del flujo
mediante técnicas de Level Set. Para ello se ha documentado adecuadamente la memoria
con los fundamentos básicos relacionados con el flujo de fluidos y el método de los
elementos finitos que aseguren la continuidad del trabajo y se han descrito las simulaciones
paso a paso de manera que faciliten el uso de la herramienta comercial que se ha hecho
servir (COMSOL Multiphysics) en ulteriores proyectos. En tercer lugar se ha diseñado,
construido y programado un sistema ultrasónico de medida destinado a la determinación de
aquellas propiedades de los cementos utilizados que constituyen parámetros de entrada que
el entorno de simulación necesita.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6713
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6713
http://hdl.handle.net/2099.1/6713
2009-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/67242021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Caracterización por contacto de cerámicas nanocompuestas de alúmina-mullita
Le Men, Antonie
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials ceràmics
Doble titulació
Los materiales cerámicos se emplean de manera creciente en ambientes extremos por su
dureza y su resistencia al ataque térmico o químico, por ejemplo, en aplicaciones
biomédicas o en el sector energético. Sin embargo, la inherente fragilidad limita su uso y
hace que muchas veces se empleen sólo en la superficie. Cuando estos materiales se
someten a contacto superficial, desarrollan sistemas de fractura típicos de contacto,
principalmente grietas cono y cuasi-plasticidad por microagrietamiento. Un daño inicial en
una pequeña cantidad de ciclos y bajas cargas consiste en grietas macroscópicas en conos
de tracción (modo “frágil”). El daño secundario luego de una gran cantidad de ciclos y altas
cargas consiste en un daño micro distribuido por cizallamiento (modo “cuasi-plástico”),
con grietas radiales acompañantes y una nueva forma de grietas subsidiarias en conos
profundamente penetrantes. Ambos modos de daño degradan la fuerza: el primero,
inmediatamente después de la iniciación de la grieta cono, de manera relativamente lenta;
el segundo, después del desarrollo de grietas radiales, mucho más rápidamente. [1]
Estas fracturas pueden ocasionar el fallo del componente. Una de las estrategias empleadas
para evitar la generación de grietas cono, aumentando la tenacidad de estos materiales, es la
adición de una segunda fase. En ese sentido se ha prestado especial atención a la
fabricación de cerámicos micro- y nanocompuestos. En este proyecto se evaluará la
resistencia al contacto de materiales compuestos de base alúmina con mullita como
segunda fase de tamaño micro y nanométrico, con diferentes tamaños de grano y
temperaturas de sinterización. Estos materiales son fabricados por el Instituto de la
Cerámica y Vidrio de Madrid. Para lo anterior se efectuarán ensayos de contacto
Hertzianos, mapas de daño y finalmente se realizará una tomografía para evaluar la
naturaleza del daño en profundidad.
Los resultados muestran una evolución favorable al añadir un porcentaje bajo de mullita,
en cuanto a la reaccion frente al contacto, como el hecho de tener unpoco de hundimiento
pero pocas grietas, dependiendo del proceso de sinterizacion y del porcentaje estudiado.
Por otra parte, la tomografía propone resultados muy interesantes para desarrollar los
estudios sobre la caracterización por contacto de cerámicas. Los resultados reconstituyen
de manera entera la huella obtenida por indentación, de modo que se aconseja su uso para
estudiar a fondo las cerámicas.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6724
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6724
http://hdl.handle.net/2099.1/6724
2009-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/89882021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592com_2099.1_14912col_2099.1_1444col_2099.1_14963
Study of the EMI shielding of a dipstick facility for the Leiden Cryogenic b.v. model CF-400 Cryogenic-Free Dilution Refrigerator
Sitjà Gibert, Rosa
Àrees temàtiques de la UPC::Energies::Termoenergètica::Refrigeració
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/8988
eng
Restricted access - confidentiality agreement
Universitat Politècnica de Catalunya
Ecole Européenne d'Ingénieurs en Génie des Matériaux
http://hdl.handle.net/2099.1/8988
http://hdl.handle.net/2099.1/8988
2008
oai:upcommons.upc.edu:2117/824582021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudios sobre cómo el análisis de aceite puede ayudar a diagnosticar, predecir y prevenir fallas y exposición de casos prácticos
Fernández Quiroga, Sergio
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
A lo largo de este proyecto se estudiarán las distintas técnicas utilizadas en el análisis de un lubricante en servicio. Se analizará cómo con una correcta interpretación de los resultados es posible corregir y prevenir problemas que podrían llevar a la rotura de algún componente del sistema.
La primera parte del trabajo consta de tres bloques donde se desarrollan los principales aspectos que se pueden estudiar mediante el análisis del lubricante: el envejecimiento natural que sufre al estar en servicio, cómo le afectan los contaminantes más comunes y la información que puede proporcionarnos sobre el desgaste y el estado de la maquinaria con la que está trabajando.
Con toda esta información se expondrán tres casos en los que el análisis de lubricante ha permitido evitar problemas mayores demostrando así la valía de esta herramienta de trabajo.
Finalmente se planteará cómo diseñar un plan de lubricación para mejorar la eficiencia del mantenimiento estudiando los tipos de análisis, frecuencia de muestreo y los costes.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2117/82458
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2117/82458
http://hdl.handle.net/2117/82458
2015-09
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/32392021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Preparación y caracterización de hidroxipatitas substituidas con silicio obtenidas por mecanosíntesis
Perie, Damien
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Doble titulació
Es bien conocido que la hidroxiapatita puede incorporar diversos tipos de substituciones iónicas, con los cambios subsecuentes en sus parámetros estructurales y características fisicoquímicas. En estudios anteriores se ha presentado la mecanosíntesis como un nuevo método para obtener cristales nanométricos de hidroxiapatita con un buen control de la estequiometría. Aún más, esta técnica permite la incorporación de diversos iones en la estructura apatítica.
Tres formulaciones fueron realizadas en un molino planetario de bolas (Fritsch). Primero, para obtener una hidroxiapatita deficiente en calcio (CDHA), segundo una hidroxiapatita substituida con silicio (Si-HA) y tercero una hidroxiapatita deficiente en calcio substituida por silicio (Si-CDHA) con 2 silicatos de calcio diferentes.
Para hacer estas reacciones, los reactivos siguientes fueron utilizados: fosfato dicálcico dihidratada (DCPD), óxido de calcio (CaO) y silicato de calcio (CSH amorfo o CaSiO3 comercial). Estos fueron molidos a una velocidad de 350 rpm y la masa molida total era 40 gramos para cada reacción.
Los productos obtenidos en cada una de las reacciones realizadas se estudiaron por espectroscopía de infrarojos y difracción de rayos X para distintos tiempos de molido intermedios, a fin de estudiar la evolución de la reacción con el tiempo de molido. De dichos análisis se concluye que la introducción de iones silicio en la estructura apatítica aumenta su cristalinidad y su estabilidad a altas temperaturas, además de verse reflejada en la aparición de bandas adicionales en los espectros de infrarojos. Dichos espectros de infrarojos mostraron que las hidroxiapatitas substituidas con silicio sintetizadas contenían además iones carbonato según sustituciones de tipo A, B o AB. Cabe destacar, que en el caso de la síntesis de hidroxiapatita deficiente en calcio sin introducción de iones silicio, se observa la transformación de dicha hidroxiapatita a fosfato tricálcico β para tiempos largos de molido.
La morfología de las hidroxiapatitas sintetizadas se estdió mediante microscopía electrónica de barrido ambiental, poniendo de manifiesto el tamaño nanométrico de los cristales de hidroxiaptita tanto para la hidroxiapatita deficiente en calcio sin substitución de iones silicio com en el caso de contener iones silicio.
Preparación y caracterización de hidroxiapatitas substituidas con silicio obtenidas por
mecanosíntesis
2
Los dos silicatos de calcio utilizados en el estudio se analizaron mediante difracción de rayos X, espectroscopía de infrarojos y granulometría, para poder determinar la influencia de su utilización como fuentes de silicio en las reacciones de síntesis de hidroxiapatitas substituidas con silicio. Esta comparación se hizo necesaria ya que los resultados de espectroscopía de infrarojos mostraron diferencias según el silicato de calcio utilizado.
Finalmente, se realizó un estudio de la contaminación de ágata proveniente del tarro y las bolas del molino. Debido a que el molino utilizado es de ágata con un 99.9%de SiO2 y muy poca cantidad de otras impurezas, se espera que esta contaminación no tenga un efecto excesivamente negativo en las propiedades biológicas de los fosfatos de calcio sintetizados.
Del estudio realizado se concluye la posibilidad de sintetizar hidroxiaptita deficiente en calcio y fosfato tricálcico β nanométricos a partir de mecanosíntesis. Permitiéndose además la introducción de iones silicio y carbonato en su estructura. Por todo ello, la mecanosíntesis es una técnica que permite sintetizar hidroxiapatitas con grandes propiedades para una potencial bioactividad, como son el contenido de sustituciones iónicas de silicio y carbonato, así como el tamaño nanométrico de sus cristales.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3239
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3239
http://hdl.handle.net/2099.1/3239
2005-02
oai:upcommons.upc.edu:2117/824602021-04-22T21:51:47Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Installation monitoring of titanium blind fasteners using ultrasonic preload measurement technique
Sharar Bolós, Ismael
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
La tecnologia dels ultrasons s’empra satisfactòriament per l’avaluació de la precàrrega en
perns roscats. Els materials més comuns, com els aliatges basats en ferro y alumini ja han
estat caracteritzats i el seu comportament acusto-elàstic és conegut i ha estat documentat en
la literatura. En canvi, no s’ha publicat la caracterització de aliatges basats en titani.
La utilització de cargols cecs està molt estesa en la industria aeroespacial degut a la facilitat
de instal·lació per una sola cara i la seva capacitat de unir una gran varietat de materials. El
principal inconvenient que presenten és que la qualitat de la unió no pot ser determinada amb
visualment per l’exterior. Això genera la necessitat de realitzar controls, principalment basats
en endoscòpia, que són a l’hora cars i que requereixen molt de temps. S’han avaluat mitjans
de control de qualitat automàtics, com per exemple els basats en el parell de estrenyi, però en
tot cas sense resultats concloents.
En aquest treball es pretén avaluar la possibilitat de la utilització de la mateixa tecnologia de
determinació de la precàrrega mitjançant ultrasons per l’assegurament de la qualitat de la
instal·lació de cargols cecs mitjançant la monitorització de la precàrrega durant la instal·lació.
En primer lloc, s’ha caracteritzat experimentalment el comportament acusto-elàstic del l’aliatge
Ti-6Al-4V i s’ha pogut provar que és possible avaluar la precàrrega d’un cargol d’aliatge de
Titani de manera fiable mitjançant la tecnologia dels ultrasons. Per poder realitzar la correcció
per la temperatura durant la monitorització s’ha caracteritzat la influència d’aquesta en les
mesures d’ultrasons, així com la temperatura del cargol cec durant la instal·lació, que s’ha
mesurat mitjançant una càmera termogràfica.
S’han identificat sis dels defectes més habituals en instal·lacions de cargols cecs a partir de
manuals i procediments i s’han simulat amb l’objectiu d’avaluar la monitorització de la
precàrrega per ultrasons per aquesta aplicació. S’han simulat en condicions de laboratori les
instal·lacions defectuoses i s’ha monitoritzat la precàrrega usant un prototip de dispositiu de
cargolar amb un transductor d’ultrasons integrat. Els resultats mostren que, pel cargol cec
estudiat, les instal·lacions defectuoses segueixen patrons de precàrrega que són
significativament diferents respecte de les instal·lacions correctes, que en tots els casos han
mostrat patrons repetitius.
Finalment, després de l’anàlisi dels resultats obtinguts, es proposa que el control de qualitat a
partir de la monitorització de la instal·lació per ultrasons es faci a mitjançant l’anàlisi de patrons
de precàrrega.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2117/82460
eng
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2117/82460
http://hdl.handle.net/2117/82460
2015-09
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31922021-05-20T06:40:58Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Comparativa entre diferents recobriments decoratius obtinguts per PVD en base Ni i el Cr electrolític
Espinosa Hernández, Isabel
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs de corrosió
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs mecànics
L’objectiu d’aquests projecte és estudiar les possibles alternatives als recobriments de crom
electrolític, utilitzats en aplicacions decoratives, mitjançant recobriments obtinguts per
deposició física en fase vapor (PVD). Aquesta tècnica permet obtenir acabats superficials
amb una bona resistència a la abrasió i a la corrosió i una amplia varietat de coloracions.
S’ha realitzat un estudi de les propietats mecàniques, tribològiques i de resistència a la
corrosió dels recobriments de Cr, CrN, TiN, TiAlN, ZrCN i ZrN de diferents gruixos,
deposades mitjançant la tècnica PVD/CAPD (“Cathodic Arc Plasma Deposition”), en
substrats d’Alumini 6063 niquelats electrolìticament. Aquests resultats s’han comparat amb
els obtinguts amb els recobriments de Cr electrolític. Els assaigs tribològics s’han portat a
terme utilitzant un tribòmetre Pin-on-disc i la caracterització de les propietats mecàniques
(duresa i mòdul d’elasticitat) s’ha realitzat mitjançant assaigs d’ultramicroindentació.
L’adherència dels recobriments s’ha realitzat mitjançant tècniques d’indentació i scratch test, i
la resistència a la corrosió s’ha analitzat amb assagis en càmera de boira salina.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3192
cat
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3192
http://hdl.handle.net/2099.1/3192
2005-10
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31912021-04-22T21:51:48Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Optimización de un dispositivo de ultrasonidos
para monitorizar el fraguado de un cemento
González, Lorenzo
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Edificació::Materials de construcció
Àrees temàtiques de la UPC::Edificació::Materials de construcció::Ciment
Los objetivos principales planteados en este Proyecto Fin de Carrera han sido, por una
parte, optimizar un dispositivo de ultrasonidos que permitiera evaluar propiedades físicas de
materiales de tipo cemento y, por otra, aplicarlo al estudio de un cemento óseo. En primer
lugar, fue necesario calibrar el dispositivo a partir del estudio de las propiedades acústicas
del aire y del agua. Una vez calibrado el dispositivo se procedió a su optimización a partir del
estudio de las propiedades acústicas de un cemento sencillo basado en sulfato de calcio.
Finalmente, el dispositivo de ultrasonidos optimizado se ha aplicado al estudio de las
propiedades de fraguado de un cemento óseo basado en fosfato tricálcico alfa. En todas las
etapas (calibración, optimización y estudio) ha sido necesario optimizar, a partir del análisis
parcial de los resultados que se iban obteniendo, los programas de MATLAB© diseñados
específicamente para el tratamiento y el análisis de los datos obtenidos. De esta manera, se
han podido obtener resultados consistentes. Sin embargo, es necesario un estudio más
detallado de todas las variables involucradas en el sistema de medida para poder ampliar su
rango de aplicación a otros materiales y, al mismo tiempo, aumentar su fiabilidad. En este
sentido, se ha podido concluir que es necesario analizar con detalle las señales recibidas
para poder diseñar y aplicar filtros adecuados que permitan depurarlas.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3191
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3191
http://hdl.handle.net/2099.1/3191
2004
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31982023-10-15T01:15:14Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Optimització de Tractaments Tèrmics en un motlle de injecció de termoplàstics
Vidal Durbán, Daniel
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
La finalitat d´aquest projecte es, tal com diu el títol, optimitzar els tractaments tèrmics aplicats en elements per un motlle de injecció de termoplàstics de 8 cavitats per aconseguir la qualitat desitjada.
S´escolleixen quatre peces ja que es considera que son elements de compromís dins del motlle.
Tant el tubular expulsor, punxó refrigeració i el cilindre hidràulic (format per cos i èmbol) han de presentar molt bona resistència al desgast, a la corrosió, a la fricció i a la fatiga. A més a més el tubular expulsor, degut a les parets bastant primes que conté, presenta un problema de deformació. També s´ha de tenir en compte que tot aquest seguit d´operacions que es realitzen han de ser econòmicament rentables i tècnicament han de conservar propietats mecàniques com la duresa.
Es comencen a fabricar les peces i s´observen els primers resultats. El tubular expulsor
presenta unes deformacions que son inadmissibles, el punxó refrigeració es gripa i els cilindres tenen molts problemes en la mecanització al no utilitzar un acer aliat i no ser tractats.
En un primer moment pel punxó refrigeració s´aplica un tractament termoquímic que soluciona
el problema de desgast i en els cilindres es decideix utilitzar un acer aliat i aplicar, també, un tractament termoquímic que millora el procés de mecanització.
Tant per les peces que composen els cilindres com pel punxó es conserven o varien molt poc
les dureses, tot això es certifica mitjançant els assatjos corresponents.
El problema es troba en el tubular que com es comentava anteriorment, resulta provocat per un
creixement dimensional. Per sort la Ciència i Enginyeria de Materials disposa d´eines per
solucionar-ho. L´existència de diferents tractaments termoquímics: nitrocarburació,
carbonitruració, oxinitrocarburació,...facilita la resolució. No obstant es realitzen dues seqüències més per aconseguir que la distorsió màxima sigui la que els requeriments qualitatius admeten.
Reorganitzan els mecanitzats i tractaments inicials, i aplicant una Oxinitrocarburació el procés resulta rentable econòmicament i les dureses es mantenen en els nivells exigits.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3198
cat
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3198
http://hdl.handle.net/2099.1/3198
2006-06
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/91962021-04-22T21:51:48Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Caracterización por contacto de cerámicas nanocompuestas Alúmina/Mullita
Paquet, Lucile
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials ceràmics
Doble titulació
Los materiales cerámicos se emplean de manera creciente en varias aplicaciones por sus propiedades
tal como su dureza y su resistencia al ataque químico. Sin embargo, la inherente fragilidad limita su
uso: cuando estos materiales se someten a contacto superficial, desarrollan sistemas de fractura
típicos de contacto, principalmente grietas cono y cuasi-plasticidad por microagrietamiento, que
pueden ocasionar el fallo del componente.
Una de las estrategias empleadas para evitar la generación de grietas cono, aumentando la tenacidad
de estos materiales, es la adición de una segunda fase. En este proyecto se evaluará la resistencia al
contacto de materiales compuestos de base alúmina con 2% y 5% de mullita de sinterización reactiva
como segunda fase de tamaño micro y nanométrico.
El objetivo general de este estudio lo constituye la caracterización mecánica bajo contacto Hertziano
tanto superficial como subsuperficial utilizando la técnica de tomografía de estos materiales.
Para lo anterior se efectuarán ensayos de contacto Hertzianos, mapas de daño con el microscopio
óptico y el interferómetro y finalmente se realizará una tomografía para evaluar la naturaleza del
daño en profundidad.
Los resultados muestran una evolución favorable al añadir un porcentaje bajo de mullita, en cuanto a
la reacción frente al contacto, como el hecho de tener un poco más de hundimiento pero pocas
grietas, dependiendo del porcentaje estudiado.
Mediante reconstrucción tomográfica a partir de pulidos secuenciales se muestra que los materiales
compuestos presentan grietas tipo anillo que se propagaron en profundidad sin formar el ángulo
típico exhibido por materiales frágiles como la alúmina, evidenciando la disipación de energía por
distintos mecanismos de interacción entre la matriz y las partículas de segunda fase.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9196
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9196
http://hdl.handle.net/2099.1/9196
2010-02
oai:upcommons.upc.edu:2117/860202021-04-22T21:51:48Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio y diseño tuberías de aislamiento térmico en sistemas de climatización
Castellanos Rando, Raúl
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Edificació::Materials de construcció
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
El objetivo principal del presente proyecto es encontrar el
material aislante térmico adecuado para llevar a cabo el
calorifugado de una instalación de climatización formada por una
red de tuberías de agua fría y caliente, todas ellas provenientes
de la cubierta del edificio donde hay instaladas enfriadoras de
agua y calderas que se encargarán de producirla y para ello se
hará una serie de ensayos y pruebas con el fin de determinar cuál
de todos ellos supera los criterios, limitaciones o restricciones
escogidos para su función.
Esta serie de ensayos realizados determinará su validez o
no dentro de dicho proceso de selección.Para ello comenzaremos por exponer el estudio y los pasos
que seguiremos hasta la realización de la selección de materiales,
de la cual obtendremos el que mejor se ajuste a nuestras
necesidades teniendo en cuenta puntos tan importantes como las
condiciones en las que será instalado dicho aislamiento
(temperatura, humedad relativa…) y también las características
de la instalación de climatización donde serán requeridos sus
servicios.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2117/86020
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2117/86020
http://hdl.handle.net/2117/86020
2015-11
oai:upcommons.upc.edu:2117/764732021-04-22T21:51:48Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Tomografía mediante FIB de la integridad superficial resultante del mecanizado por electroerosión del metal duro
Martínez Fernández, Javier
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Mecànica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
El acabado superficial de las piezas de metal duro, (carburos cementados del tipo WCCo)
obtenidas por electroerosión, como el caso que ocupa este estudio, se ha
determinado clave para la durabilidad y resistencia al desgaste de las mismas bajo
condiciones habituales de uso.
Uno de los factores determinantes en la calidad de este acabado concierne a la
profundidad y velocidad de pasada en cada una de las etapas secuenciales del
mecanizado por electroerosión. La implementación de esta ruta de fabricación se
traduce generalmente en modificaciones superficiales, como la generación de
microfisuras y de esfuerzos residuales, que son perjudiciales para la integridad
estructural de la pieza obtenida.
En este trabajo se caracteriza la integridad superficial asociada al mecanizado por
electroerosión de una calidad comercial de metal duro. El análisis se basa en la
implementación de un estudio Tomográfico mediante FIB, o haz de iones focalizado
(Focused Ion Beam). En particular se documenta la interacción de una fisura generada
por el mecanizado, con la microestructura del material bajo consideración.
La utilización de la técnica de la tomografía se ha mostrado de gran utilidad para la
observación del daño producido en el material muestra. Aporta una visión de conjunto
con la observación de las imágenes obtenidas, y añade todo su potencial con la
visualización tridimensional del defecto, la zona de estudio y lo que ocurre en la
cercanía del mismo, dónde se pueden ver los detalles de la geometría y naturaleza de
la microfisura, las zonas de deposición y los defectos.
Finalmente, la obtención de un volumen tridimensional de la zona del daño, permite
una visión general del fenómeno producido, y es de gran ayuda con la aportación de
información que ayuda crear una idea espacial de la zona.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2117/76473
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2117/76473
http://hdl.handle.net/2117/76473
2015-04
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/80752023-09-24T01:22:46Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Biofuncionalización de superficies de titanio para la mejora del proceso de osteointegración
Godoy Gallardo, Maria
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Química
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Todo implante, al introducirse en el organismo, posee un cierto porcentaje de rechazo. Diversas investigaciones
en curso están intentando disminuir este valor, al igual que el presente proyecto. El estudio realizado pretende
mejorar la osteointegración del implante de titanio una vez ha sido implantado en el individuo. Para ello se ha
llevado a cabo la biofuncionalización de superficies de probetas de titanio comercialmente puro de grado dos
mediante una previa silanización y posterior unión covalente con un péptido el cual contiene una secuencia de
adhesión celular.
La primera parte de la memoria se centra en la elección del silano a utilizar y en la mejora del proceso de
silanización. Mediante la técnica de ToF-SIMS y la fluorescencia ha sido demostrado que el silano que genera
un enlace estable sobre la superficie de titanio corresponde al CPTES. Éste genera una monocapa estable en la
superficie de titanio u es fácil de detectar. Para poder obtener los resultados de fluorescencia se ha utilizado el
péptido 5(6)-Carboxyfluorescein-GGGK el cual consiste en un péptido sintético con la característica de poseer
un fluoróforo en su estructura. Como mejora en el proceso de silanización se han estudiado y evaluado todos
los pasos del proceso a fin de optimizarlo. Además ha sido posible demostrar mediante el ángulo de contacto
entre otras técnicas que un aumento en la rugosidad aumenta el carácter hidrofóbico expuesto por el material
de estudio.
Una segunda parte está basada en el enlace CPTES-péptido. Para su estudio se han utilizado técnicas de gran
resolución como es el XPS demostrándose su estabilidad y su carácter covalente.
Finalmente se ha realizado un ensayo de adhesión celular con una línea osteoblástica. Para una buena
cuantificación y análisis de los resultados han sido teñidos los núcleos, filamentos de actina y los puntos focales
de las integrinas de las células osteoblásticas MG63 fijadas sobre la superficie de titanio. Bajo el microscopio ha
sido posible observar las mejoras obtenidas en comparación al titanio sin tratar tanto en el número de células
obtenidas como en su área expandida sobre el material.
Para concluir es importante comentar que el estudio realizado forma parte de un proyecto de mayor alcance
pudiendo ver que los resultados obtenidos dan una idea de los interesantes resultados que pueden esperarse
de éste.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/8075
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/8075
http://hdl.handle.net/2099.1/8075
2009-09
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31822021-04-22T21:51:48Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Procesado y caracterización de aleaciones Fe-Al
Montserrat Quevedo, Antoni
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Las aleaciones de Fe-Al forman intermetálicos que son una rama de las aleaciones que
consiste en dos o mas metales, como por ejemplo Fe2-Al5. Los materiales intermetálicos
son fases o compuestos con relaciones atómicas bien definidas con un intervalo muy
limitado de composiciones posibles. Poseen una estructura cristalográfica con orden de
largo alcance que puede mantenerse hasta la temperatura de fusión o puede desordenarse
a una temperatura característica más baja. Esta estructura ordenada hace que los
coeficientes de autodifusión sean menores que en una aleación desordenada.
Las aleaciones de Fe-Al son especialmente interesantes en aplicaciones en diversos
campos como el mundo de la automoción y la aeronáutica en sus elementos estructurales y
han sido estudiados desde los años treinta debido a sus múltiples ventajas.
Una de las principales ventajas es su bajo coste, debido a la abundancia en la corteza
terrestre del hierro y el aluminio, siendo su principal obstáculo la tecnología necesaria para
procesarlos.
Entre las ventajas de los materiales formados por aleaciones de Fe-Al encontramos que
tienen alta resistencia mecánica a elevada temperatura, alta resistencia a la corrosión y
oxidación y bajo peso específico comparado con otros metales. Entre sus desventajas
encontramos una baja ductilidad.
Una manera de mejorar la ductilidad de estas aleaciones es obteniendo un tamaño de
grano fino del orden de nanómetros. Una manera de obtener éstas microestructuras es
obtener polvos muy finos de estos materiales que pueden ser producidos mediante
molienda mecánica, formando una mezcla homogénea de polvo.
Este es el objetivo del presente estudio, llegar a procesar por técnicas pulvimetalúrgicas,
mediante molienda mecánica un intermetálico de Fe-Al para futuras aplicaciones
industriales.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3182
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3182
http://hdl.handle.net/2099.1/3182
2005-05
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/135172021-04-22T21:51:48Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Optimización del sellado biológico de implantes dentales mediante la estimulación de la adhesión y activación de fibroblastos sobre superficies de titanio mecanizadas
Delgado Garoña, Luis María
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomecànica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Accéssit del premi al millor projecte de fi de carrera del CETIB (Col·legi d’Enginyers Tècnics Industrials de Barcelona)
Los implantes dentales endoóseos son un tratamiento ampliamente utilizado para el reemplazo de piezas dentales perdidas. Generalmente, los implantes dentales son de titanio comercialmente puro y presentan una elevada tasa de éxito, restaurando el diente y su función, pero algunos casos pueden sufrir complicaciones. Estos pueden ser debidos a la acumulación de la placa dento-bacteriana, a la falta de fibrointegración del tejido blando con el implante o a la pérdida del sellado biológico durante la vida en servicio del implante.
Este proyecto pretende aportar una solución para aumentar la fibrointegración y mejorar el sellado biológico de implantes dentales de Ti c.p. Con este fin, se ha modificado la superficie del cuello del implante obteniendo diferentes microranuras superficiales mediante técnicas de mecanizado. Estas superficies texturizadas pueden guiar la adhesión, la proliferación y la formación de tejido conectivo periodontal, obteniendo un mejor sellado biológico que prevenga la colonización bacteriana. Este sistema simple y económico de modificación superficial sirve para generar una estructura regular basada en microranuras de diferentes anchuras. La modificación topográfica se realiza en la última pasada del mecanizado del cuello de los implantes dentales, cambiando la velocidad de avance y la profundidad de mecanizado en el torno con control numérico. Las microranuras obtenidas tienen una anchura de 10, 50 y 100μm, se han comparado respecto la superficie de titanio pulido que es una superficie aplicada en el cuello de algunos implantes dentales.
La caracterización físico-química de las diferentes superficies se ha realizado mediante microscopía electrónica, interferometría y ángulo de contacto para evaluar la geometría de las microranuras, la rugosidad, la mojabilidad y la energía superficial, parámetros relevantes en la adsorción de proteínas y en la respuesta biológica.
La habilidad potencial de las superficies obtenidas para activar los fibroblastos humanos y estimular la formación de tejido conectivo se ha estudiado a partir de la morfología, la adhesión, la proliferación y la activación celular en ensayos in vitro a 4, 24 y 72 horas de cultivo. Además, se ha caracterizado la variación de la expresión génica y los niveles de proteína relacionados con la adhesión, la síntesis de proteínas de la matriz extracelular y las enzimas que regulan la remodelación de la matriz. Finalmente, se ha evaluado la respuesta bacteriana mediante la variación de la adhesión bacteriana de las cepas Streptococcus sanguinis y Lactobacillus salivarius debido a las microranuras mecanizadas.
Los resultados obtenidos muestran mejor acomodación y orientación de los fibroblastos en las ranuras más amplias, aumentando la adhesión e iniciando antes la proliferación celular. Estas estructuras incrementan la activación celular, la secreción y la remodelación de la matriz extracelular, indicando mayor rapidez en la formación del sellado biológico.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/13517
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/13517
http://hdl.handle.net/2099.1/13517
2011-06
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/163572021-04-22T21:51:48Zcom_2099.1_16com_2117_28592com_2099.1_14912col_2099.1_1444col_2099.1_14963
Study of stress corrosion cracking resistance of ultrafinegrained zirconium alloys
Nogués Martín, Pere
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaig de fractura
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs de corrosió
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
A method (approach) have been developed for SCC tests of sheet specimens from zirconium alloys which includes: exposure in iodine-methanol solution, quantitative analysis of corrosion defects, tensile tests of corroded specimens and quantitative analysis of fracture surfaces and cross sections. A comparison was made between sheets of as-received and ultrafinegrained zirconium alloys for nuclear reactors to discuss its applicability in the nuclear industry.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/16357
eng
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
National University of Science and Technology MISIS
http://hdl.handle.net/2099.1/16357
http://hdl.handle.net/2099.1/16357
2011
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/91612021-04-22T21:51:48Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Rediseño de una cámara de medidas ultrasónicas para la monitorización de curvas de fraguado mediante un método de referencia
Giménez Moreno, Lara
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Este PFC incorpora los elementos básicos y avanzados de diseño y configuración de un
sistema modular de instrumentación destinado a la implementación de una cadena de
medida ultrasónica y se basa de un sistema global de monitorización y seguimiento del
proceso de fraguado de cementos óseos mediante un método de referencia.
La memoria reúne aspectos importantes sobre el tratado del cemento de sulfato de calcio
(CSC), y la preparación que necesitan estos cementos antes de ser ensayados.
Además explica los pasos para el seguimiento o monitorizado del proceso de fraguado, así
como los pasos para la adquisición y tratado de datos para la obtención de curvas de
fraguado, mediante una configuración del “hardware” analógico de los palpadores
emisión/recepción adecuada.
En función de los resultados que se han ido obteniendo se han planteado distintas
modificaciones en el rediseño de la cámara de ensayos, y se han trazado soluciones que
mejorarán, de cara a futuros ensayos, la obtención de curvas de fraguado óptimas.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9161
spa
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9161
http://hdl.handle.net/2099.1/9161
2009-11
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31712021-04-22T21:51:48Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Influència del procés de granallat i de la tècnica d'esterilització en la mullabilitat del Ti c.p. per aplicacions biomèdiques
Menéndez Dalmau, Enric
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs químics
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
La naturalesa fisicoquímica de la superfície del titani és cabdal en els processos d’adhesió
proteica que ocorren quan s’implanta aquest en un organisme viu. El tipus de proteïnes,
l’estructura, orientació i l’enllaç d’aquestes determinen la posterior adhesió cel·lular i el seu creixement.
S’han fet mesures de l’angle de contacte amb aigua ultrapura i medi de cultiu D.M.E.M.,
líquids de contacte escollits per la seva naturalesa no aliena al medi fisiològic en què es troba immers el titani en tot teixit viu. Aquestes mesures permeten traure informació de propietats fisicoquímiques de la superfície del titani. S’ha treballat amb mostres polides i granallades amb partícules abrasives de naturalesa química diferent i de distinta grandària, que s’han esterilitzat amb diferents mètodes.
Es pretén establir quines de les condicions de topografia superficial i de tècnica d’esterilització donen un caràcter més hidrofílic en relació als líquids de contacte, per tal d’assegurar un bon contacte físic entre el medi líquid i el substrat; fet clau per assolir una adequada adhesió proteica. Aquesta relació encara no es troba aclarida i, actualment, és objecte d’estudi; és per això que es pretén establir unes primeres bases de caire fisicoquímic gràcies a l’exhaustiva descripció de la caracterització d’hidrofilicitat de les superfícies per a fer correlacions amb posteriors estudis d’adhesió proteica i cel·lular.
Addicionalment, s’inclou la posada en funcionament de l’aparell de mesura d’angles de
contacte Oca 15 plus (Dataphysics, Alemanya) i el disseny i fabricació d’una cambra climàtica per a assolir un control detallat del medi exterior immediat de les gotes sobre els substrats.
Les configuracions de granallat i esterilització més hidrofíliques en el cas de l’aigua ultrapura
corresponen a les provetes polides i granallades amb alúmina F-36 esterilitzades amb òxid d’etilè i granallades amb alúmina F-36 i esterilitzades amb radiació γ. En el cas del medi de cultiu, les més hidrofíliques respecte a aquest líquid són les provetes polides i esterilitzades.
Aquestes configuracions són les que presenten valors del treball d’adhesió i energia lliure
superficial major. La configuració de polit i esterilitzat amb òxid d’etilè és la que coincideix per ambdós líquids.
Per ambdós líquids i les mostres granallades, el mètode d’esterilització que dóna lloc a una
major hidrofobicitat és el vapor d’aigua saturat.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3171
cat
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3171
http://hdl.handle.net/2099.1/3171
2004
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/32102021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Efecto del Tratamiento Criogénico en las Propiedades Mecánicas de los Aceros de Herramienta de Trabajo en Frío
Marco Rusiñol, David
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Degradació de materials
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
En este proyecto se estudian los efectos producidos al aplicarle a los aceros de
herramienta, altamente aleados de trabajo en frío, un tratamiento criogénico adicional al
tratamiento clásico de temple y revenido. El fin de dicho estudio es predecir si el
tratamiento criogénico produciría un aumento de la vida útil en las herramientas
fabricadas con dos aceros desarrollados en los últimos años: HWS y UNIVERSAL. Los resultados obtenidos por estos dos aceros se contrastan con los obtenidos al realizar los mismos tratamientos criogénicos a un acero de uso común, el WNr. 1.2379 .
Los cambios producidos en estos aceros al variar los distintos parámetros que componen los ciclos de temple, tratamiento criogénico y revenido realizados en su tratamiento térmico, son evaluados a través de las propiedades mecánicas que tienen una mayor incidencia en el rendimiento de las herramientas a las que van destinados estos materiales, es decir: dureza, tenacidad y resistencia al desgaste.
La caracterización de la dureza se determina a salida de temple, después del tratamiento criogénico así como al final del ciclo térmico completo, mientras que los estudios de la tenacidad y resistencia al desgaste de los materiales, con y sin tratamiento criogénico, se efectúan a partir de la resiliencia obtenida en el ensayo Charpy y la pérdida de peso mostrada en el ensayo realizado siguiendo el método del pin-on-disc respectivamente.
Los resultados obtenidos permiten concluir que los tratamientos criogénicos efectuados al HWS y al UNIVERSAL no aportan, en ninguno de los dos casos, mejoras significativas en cuanto a la dureza, tenacidad o resistencia al desgaste. En cambio, al realizar los mismos tratamientos al WNr. 1.2379, se obtiene una notable mejora tanto en la dureza como en la resistencia al desgaste.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3210
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3210
http://hdl.handle.net/2099.1/3210
2004
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/263682021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Influencia de la microestructura de la hidroxiapatita en su carga de superficie
Dory, Jean-Baptiste
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
La hidroxiapatita es un material que tiene gran importancia en el campo de los biomateriales por su similitud con la fase mineral del hueso. Su uso como sustituto óseo está muy establecido. A pesar del éxito de estos materiales hay propiedades que todavía hoy se desconocen. Este es el caso por ejemplo de la carga superficial de estos materiales. Aunque hay numerosos estudios que miden la carga en coloides, no existen estudios donde se mida la carga sobre superficies macroscópicas de hidroxiapatita. El objetivo pues del proyecto es medir la carga superficial de una seria de sustratos de HA con diferentes microestructuras y porosidades para determinar el efecto de estas características. Para ello se hará uso de una ecuación recientemente desarrollada que permite distinguir la carga externa del material (potencial zeta externo) de la carga en el interior de los poros (potencial zeta interno).
El material de partida son diferentes cementos de hidroxiapatita. Estos cementos se diferencian por su proporción de fase liquida, con respecto a su fase sólida por la granulometría del polvo de la fase sólida y las condiciones de fraguado del material.
Se analizó la composición de los cementos por difracción de rayos X, su microestructura se observó con el microscopio electrónico de barrido y la porosidad se determinó por porosimetría de mercurio con la finalidad de relacionar estas características con los valores de potencial zeta interno y externo de las muestras.
Los resultados mostraron diferentes comportamientos en los potenciales zeta interno y externo según el tipo de muestra.
Se ha visto que tanto la microestructura como la porosidad de los materiales tienen un efecto muy importante en la carga superficial del material. Las morfologías nanométricas presentan potencial zeta externo negativo y potencial zeta interno positivo. Al contrario, las microestructuras con cristales sub-micrométricos tienen potenciales zeta interno y externo negativos. La carga interna de estos últimos cementos tiene tendencia a ser menos negativo con la aumentación del tamaño de sus poros.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/26368
spa
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/26368
http://hdl.handle.net/2099.1/26368
2015-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/32342021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Soldadura por fricción lineal de las aleaciones de titanio: caracterización de una soldadura longitudinal mediante ensayos a tracción
Grand, Arnaud
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Aeronàutica i espai
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Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Àrees temàtiques de la UPC::Aeronàutica i espai::Aeronaus::Avions
Doble titulació
La unión entre los álabes y el disco de una turbina de avión está en plena evolución por la
aplicación del proceso de soldadura por fricción lineal (LFW) a las aleaciones de titanio. Ello
permite conseguir una pieza única llamada blisk (blade + disk).
Hasta ahora, la unión álabe / disco se hacía por un ensamblaje mecánico, pero estos sufren un
fenómeno de fatiga por fretting en el punto de anclaje. A parte de evitar ese fenómeno, la
soldadura por fricción lineal permite en este caso conseguir una reducción de peso de la
turbina del orden de 20%, y por consiguiente una reducción de consumo de carburante. Otro
punto importante al nivel tecnológico es la elección de las propiedades para el disco y el
álabe. Los blisks producidos se pueden fabricar con materiales diferentes para el álabe y el
disco. Si se considera que los mecanismos de fallo son diferentes para cada componente, HCF
para el disco y LCF para el álabe, estos blisks pueden diseñarse de manera óptima tanto por el
disco como por el álabe. De ello, se puede esperar un gran avance de los resultados en
servIcIO.
Todo lo anterior será cierto sólo si las propiedades de la zona de soldadura son también
suficientemente buenas. El problema es que las propiedades de la unión y de la ZAC no se
pueden predecir por los cambios microestructurales que ocurren al unir los dos componentes
por el proceso de soldadura LFW.
Por consiguiente, el propósito de este trabajo es caracterizar las microestructuras de la unión y
de la zona afectada por el calor, y determinar las respuestas a diferentes solicitaciones
mecánicas de la combinación de dos aleaciones de titanio soldadas por LFW, con el fin de
optimizar el comportamiento en servicio del blisk.
Se han hecho varios ensayos con el fin de caracterizar la zona afectada por el calor. Primero
se hizo una caracterización microestructural por microscopía óptica, de las diferentes uniones,
con el fin de destacar los cambios asociados al proceso de soldadura LFW.
Luego se hicieron ensayos de nanoindentación para relacionar la microestructura con las
propiedades mecánicas y comprobar la calidad de la soldadura. Los ensayos de tracción, con
la soldadura paralela al eje de tracción, permitieron ver que componente fracturara primero, y
también analizar la rotura de la unión.
Todos los experimentos confirman la superioridad de la soldadura frente al material base en
términos de dureza, resistencia y límite elástico, y además sin los defectos asociados a los
procesos clásicos de soldadura. Por consiguiente, se puede afirmar que la soldadura por
fricción lineal es un proceso apropiado para la fabricación de los blisks.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3234
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3234
http://hdl.handle.net/2099.1/3234
2006-02
oai:upcommons.upc.edu:2117/806142021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Estudio, producción y caracterización de membranas de fibra hueca por la técnica de "dry wet spinning"
Jiménez Ruiz, Pablo
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials
Las técnicas de separación y purificación de gases a través de membranas poliméricas se
hallan dentro de las tecnologías punteras de desarrollo reciente que se están abriendo camino
en la industria, y que a su vez están despertando un gran interés entre los investigadores en los
últimos años. La elevada cantidad de gases generados en la mayoría de los procesos industriales,
así como su posible recuperación y reutilización como materias primas, son las principales
razones que suscitan el interés por desarrollar tecnológicamente estos procesos de separación
con membranas. De hecho, en la industria química, seis de los diez productos químicos más
importantes son gases: oxígeno, nitrógeno, amoniaco, cloro, etileno y propileno. Las áreas de
aplicación de esta tecnología, van desde la eliminación de gases ácidos del gas natural hasta la
separación de olefinas y parafinas, la recuperación de hidrógeno o la separación de aire para la
obtención de oxígeno y nitrógeno, así como su descontaminación. Además se prevé que en un
futuro este tipo de membranas pueda jugar un papel clave en el desarrollo de células de
combustible, las cuales son muy atractivas para usos avanzados por su alta eficacia e idealmente
por ser de emisiones cero, en contraste con los combustibles actuales más comunes, como
puedan ser el metano o el gas natural, que siempre generan dióxido de carbono.
El objetivo principal del presente proyecto es el análisis de los parámetros que intervienen en
el proceso de fabricación de fibras huecas por la técnica de “dry-wet spinning”.
Se propone llevar a cabo la identificación bibliográfica de los parámetros de fabricación,
comprobación de porcentajes de disolución optimas, fabricación de membranas de fibra hueca
bajo diferentes condiciones de proceso, el estudio de la influencia de dichas condiciones en
las características morfológicas de las membranas, logrando relacionar estos parámetros entre
ellos para identificar como afectan a las condiciones finales de la misma, y la caracterización
físico-química de las membranas.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2117/80614
spa
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2117/80614
http://hdl.handle.net/2117/80614
2015-06
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/93392021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Poliuretans aplicats en el cuir
Colldeforns Foraster, Bibiana
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials plàstics i polímers
El projecte ha consistit en l’estudi dels poliuretans mats com a revestiment del cuir. Per una
part s’ha desenvolupat un uretà mat en base policarbonat, i per una altre banda s’ha
estudiat l’optimització d’un uretà mat en base poliester prèviament existent. Finalment, s’ha
realitzat la comparativa de les propietats d’un uretà en base policarbonat versus un uretà en
base poliester.
Per tal de procedir a una optimització de la tonalitat de mat del poliuretà en base poliester,
s’ha realitzat una sèrie de canvis de variables. Primerament s’ha procedit a la igualació de
la viscositat de diferents lots que presentaven diferències de tonalitat. En un segon pas s’ha
estudiat l’efecte de la dispersió de la càrrega augmentant el percentatge de dispersant de la
fórmula, afegint n-butilglicol, disminuït el percentatge de càrrega i variant el procés de
fabricació. En un tercer pas s’ha realitzat un canvi de càrrega, per tal de millorar l’afinitat de
la càrrega amb la base uretà. Finalment l’opció possible ha estat canviar l’uretà base, per
una base uretà amb propietats similars.
En la segona part del projecte s’ha caracteritzat mitjançant les tècniques de SEM
(microscòpia electrònica de rastreig), TEM (microscòpia electrònica de transmissió),
colorimetria i microscòpia interferomètrica, els recobriments aplicats en la primera fase del
projecte. Mitjançant SEM, s’ha observat que la diferència de tonalitat dels diferents lots és
deguda a la diferent rugositat de la superfície. El TEM ha confirmat que la distribució de la
càrrega és heterogènia a nivell microscòpic, i aquesta es distribueix de forma homogènia a
nivell macroscòpic. La colorimetria ha confirmat l’aspecte visual, però no es una tècnica
amb suficient precisió per poder parametritzar les variables realitzades.
Per una altre part s’ha desenvolupat un policarbonat de la capa superior de la pell (top) mat,
basant-nos en productes prèviament existents. El mercat de sortida es bàsicament
automobilístic. S’ha realitzat un estudi de viabilitat econòmica que confirma la seva viabilitat.
Finalment, s’ha comparat les propietats de l’uretà en base poliester versus l’uretà en base
policarbonat mitjançant assaigs de tracció i assaigs de duresa dels films.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9339
cat
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2010-03
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/63892021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Obtenció, caracterització i fabricació d’una solució gel de goma Guar per a ús oftàlmic
Bautista Reverter, Sara
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials naturals::Gomes
L’objectiu del projecte és descriure el procés d’obtenció, caracterització i fabricació d’una
solució gel de goma Guar per a ús farmacèutic. L’obtenció i caracterització de la fórmula és
va dur a terme en els laboratoris Alcon.
Per a l’obtenció i caracterització d’una solució gel de goma Guar, s’ha realitzat un estudi de
la estabilitat tèrmica a l’autoclau de solucions de la goma Guar purificada i no purificada.
S’ha provat la eficàcia del mètode utilitzat al laboratori per a la purificació d’aquesta goma
Guar. En la etapa de preformulació s’ha estudiat el efecte de la concentració dels
components de la formulació (àcid bòric, sorbitol i Goma Guar), el pH, el moment de
complexació / reticulació de la Goma Guar amb el bòric i el efecte de l’autoclau mitjançant
diferents disseny d’experiments. S’ha avaluat la viscositat de les solucions per tal de fer un
seguiment dels efectes produïts per aquests factors estudiats en les diferents solucions
preparades.
Es pot concloure que la purificació efectuada en aquest treball és prou bona per millorar la
estabilitat tèrmica de la goma. La reticulació / complexació de la goma depèn del pH, de la
concentració de l’àcid bòric i de la Goma Guar i del moment en què es realitza aquesta
etapa. S’ha demostrat que aquesta reacció és millor efectuar-la després d’haver autoclavat
la solució de Goma Guar. Un augment de la concentració de Goma Guar i d’àcid bòric
comporta una viscositat major de la fórmula. El pH òptim per a la complexació / reticulació
es a pH bàsic.
La fabricació de la solució gel objecte de l’estudi es basa en les instal·lacions de què
disposa la empresa. S’ha realitzat un anàlisi de les sales, materials i aparells necessaris per
a la producció d’aquesta solució. Es pot concloure que la fabricació és factible físicament.
S’ha realitzat una anàlisi econòmic del procés per a poder decidir si la fabricació és factible
econòmicament. Per a poder efectuar aquest anàlisi ha estat necessari basar-se en les
dades conegudes d’un col·liri fabricat a l’empresa de característiques similars al proposat
en aquesta memòria. El resultat és que la fabricació és viable econòmicament.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6389
cat
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6389
http://hdl.handle.net/2099.1/6389
2008-12
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/67302021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Fabrication of 3D-porous scaffolds by Rapid Prototyping method
Regis, Bastien
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Projectes d'Enginyeria
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Doble titulació
Tissue Engineering (TE) is an interdisciplinary field that applies the principles of
engineering and life sciences toward the development of biological substitutes that restore,
maintain, or improve tissue function [1]. Three strategies have been adopted for the creation of
new tissues [2]:
-Isolated cells or cell substitutes. This approach avoids the complication of
surgery, allows replacement of only those cells that supply the needed function, and permits
manipulation of cells before infusion. Its potential limitations include failure of the infused cells
to maintain their function in the recipient, and immunological rejection [2].
-Tissue-inducting substances. The success of this approach depends on the
purification and large-scale production of appropriate signal molecule, such as growth factors,
and, in many cases, the development of methods to deliver these molecules to their target [2].
-Cell placed on or within matrices. In closed systems, the cells are isolated from
the body by cellular membrane that allows permeation of nutrients and waste products but
prevents large entities such as antibodies or immune cells from destroying the transplant. These
systems can be implanted or used as extra corporeal devices. The principle of TE is to culture
cells into a matrix and incorporate it into the body. The matrices are made of natural materials
such as collagen or from synthetic polymers. Immunological rejection may be prevented by
immunosuppressive drugs [2].
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6730
eng
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6730
http://hdl.handle.net/2099.1/6730
2009-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/214192021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio del fenómeno de Strain Ageing en el acero inoxidable metaestable 301 LN
Hevin, Lucas
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs mecànics
Un acero inoxidable metaestable es una aleación que presenta el efecto TRIP: Transformation Induced Plasticity. El acero estudiado, EN 1.4318/AISI 301 LN, tiene una estructura austenítica que puede transformarse en martensita por deformación. Tiene una buena resistencia a corrosión, buena conformabilidad, y una combinación de límite elástico y de deformación máxima muy superior a otros aceros. Con dicha transformación martensítica se puede aumentar el límite elástico y la resistencia a tracción del acero.
Además, un tratamiento termo-mecánico adecuado permite incrementar aún más estas propiedades mecánicas. Este tratamiento consta de una deformación en frío acompañada de un tratamiento de envejecimiento, generalmente conocido por su designación en inglés: Strain Ageing.
En este proyecto se estudia el comportamiento del acero comercial AISI 301 LN, suministrado por la siderúrgica OUTOKUMPU (Finlandia), con dos contenidos distintos en martensita: condición 2B, totalmente austenítico, y condición TR (Temper Rolled) con 7% de martensita.
El proyecto tiene 2 objetivos principales:
• Encontrar un tratamiento de Strain Ageing óptimo para este acero. Es decir que permita el máximo incremento de propiedades mecánicas.
• Estudiar el efecto del contenido en martensita sobre el fenómeno de envejecimiento.
Se han realizado ensayos de dureza, de tracción y de nanoindentación para caracterizar el material mecánicamente. La caracterización microestructural se ha realizado mediante las técnicas de: microscopía óptica (en modo confocal), microscopía electrónica y difracción de rayos X.
Los resultados de las investigaciones efectuadas mostraron que el contenido en martensita influye mucho en las características mecánicas. Los valores de dureza, límite elástico y resistencia a tracción aumentan con el contenido en martensita. Se ha comprobado que el efecto TRIP, acompañado de un tratamiento térmico de Strain Ageing apropiado, permiten incrementar el límite elástico del acero hasta situarlo en valores propios de aceros de alta resistencia (más de 1 GPa).
Las condiciones de envejecimiento óptimas se han establecido en: temperatura de 280°C y tiempo de mantenimiento de 5 minutos. Al variar el contenido de martensita del material, temperatura o tiempo del tratamiento se pueden ajustar las propiedades mecánicas del acero.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/21419
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/21419
http://hdl.handle.net/2099.1/21419
2014-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/135192021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Desenvolupament i optimització de nous recobriments decoratius basats en nanopartícules d’ or en matriu dielèctrica de TiO2
Torrell Faro, Marc
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
Aquest projecte presenta el treball d’investigació que s’ha realitzat amb l’objectiu d’obtenir,
mitjançant tecnologies de polvorització catòdica o PVD (Physical Vapor Deposition),
revestiments nanocompostos formats per una matriu dielèctrica i un metall noble. Aquesta
combinació entre matriu ceràmica dielèctrica i partícules metàl·liques, en mides
nanomètriques, pretén aconseguir la formació de revestiments actius al fenomen que
s’anomena ressonància de plasmó superficial (SPR). Els revestiments de TiO2 dielèctric es
caracteritzen per a ser transparents, donant en certs casos colors d’interferència que depenen
fortament del espessor del revestiment i de la morfologia d’aquest. Amb l’inclusió de
nanopartícules d’or i l’aparició de la ressonància de plasmó en superfície es poden adquirir
colors intrínsecs del material deguts a fenòmens d’absorció en el rang de longituds d’ona del
visible. Aquests fenòmens són altament dependents tant de la mida com de la forma
d’aquests nanoclústers, això pot porta a controlar el color de les mostres recobertes.
Aquestes excepcionals propietats òptiques obren les portes a aplicacions industrials dels
revestiments, com a decoratius en joieria o acabats per aparells de tecnologia domèstica. Però
aquest no és l’objectiu únic del treball sinó que també es caracteritzen i defineixen els
paràmetres que dominen aquests fenòmens per tal de dominar el fenomen i trobar-hi altres
aplicacions més complexes com es la possibilitat de introduir aquest tipus de materials en
camps com els dels sensors, marcadors o exhaltadors de senyal.
Es tracta doncs d’un treball d’enginyeria de materials amb una forta vessant científica, que es
basa en la caracterització dels paràmetres claus del procés, en busca de noves aplicacions.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/13519
cat
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
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2011-05
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/32232021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Caracterización de aleaciones de titanio con bajo módulo elástico y memeoria de forma para aplicaciones biomédicas
Strandberg, Evelina
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs de corrosió
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Doble titulació
Con el propósito de obtener una aleación de Titanio libre de Níquel, que posea memoria de
forma y además, un módulo elástico bajo, el presente trabajo estudia la microestructura y
el comportamiento termo-mecánico de aleaciones de Ti-Ta-Nb y Ti-Zr-Nb. Las aleaciones
fueron diseñadas mediante un método teórico basado en orbitales moleculares y
posteriormente, se llevó a cabo la fabricación de las mismas en horno de arco eléctrico
con atmósfera controlada de Ar. Los materiales obtenidos fueron homogenizados a
1100ºC por 12 horas, recocidas a 1000ºC y templadas en agua con hielo. El material fue
caracterizado a través de Microscopía Óptica, Calorimetría Diferencial de Barrido,
Fluorescencia de Rayos X, Difracción de Rayos X, Micro- y Nanoindentación
Instrumentada.
La aleación Ti-8.3Zr-24.5Nb presenta transformación martensítica termoelástica entre
35ºC y 45º y la aleación Ti-24.6Ta-21.5Nb muestra un módulo elástico de 68GPa. Las
diferentes fases, temperaturas de b transus, ensayos de dureza a escala micro y nano y
módulos elásticos han sido estudiados y discutidos en este documento.
Palabras claves: Titanio libre de níquel, módulo elástico, memoria de forma,
nanoindentación.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3223
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3223
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2006-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/261702021-04-22T21:51:49Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Development of microfluidic devices based on in 3D printing systems
Gauvin, Benjamin
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Àrees temàtiques de la UPC::Informàtica::Aplicacions de la informàtica::Bioinformàtica
Àrees temàtiques de la UPC::Física::Física de fluids
Los objetivos de este proyecto fueron la creación de un dispositivo microfluidico
base en la impresión tres dimensiones, la obtención de un gradiente en este dispositivo, su control y observación.
Para realizar el dispositivo microfluidico, SketchUp fue utilizado para hacer el diseño
tres dimensiones. Con un otro software y una impresora tres dimensiones, diferentes
versiones del dispositivo fueron imprimados porque haya cambios en la geometría, las
dimensiones por culpa de las diferentes experiencias que mostraron problemas. Por
ejemplo una anchura demasiada importante del canal central causó un defecto que fue
arreglado con un cambio en las dimensiones. Con un microscopio, óptico o de fluorescencia, fotos fueron tomadas para asegurarse que el dispositivo funciona
correctamente y que un gradiente puede formarse dentro del canal. El microscopio es
equipado con una cámara para tomar fotos. Al principio, un gradiente no fue obtenido, el
problema fue el sistema de inyección, hemos pasado de un sistema de inyección no
continua a un sistema continua para obtener un gradiente.
Los dos principales resultados de este proyecto son presentados en las dos fotos: el
dispositivo microfluidico, obtenido con la impresión tres dimensiones, y la obtención de un gradiente dentro del canal con su observación.
En conclusión, este proyecto permitió creer el dispositivo necesario para obtener un
gradiente de calcio para estudiar el comportamiento de células con en el contacto con este gradiente.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/26170
spa
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/26170
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2015-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/212912022-09-11T01:43:21Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Tratamiento superficial de la circona para la mejora de la osteointegración
Pavailler, Hugo
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Ciències de la salut::Medicina
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials ceràmics
La prótesis de metal-cerámica ya no es suficiente para satisfacer a los pacientes que buscan la máxima perfección en cuestión de estética. Esta forma de pensar viene impuesta por los medios de comunicación que no dudan en lanzar un flujo constante de imágenes de rostros perfectos y bocas impecables con dientes perfectamente alineados y blancos, creando así un “modelo estándar” de criterios estéticos y de salud dental. Estas “sonrisas perfectas” llevaron a muchos pacientes de todas las edades y de todas las condiciones a cuidar la apariencia de sus labios o dientes. Además, este modelo ideal, que simboliza la belleza y la juventud, se convierte en la norma que debe ser alcanzada por el resto con el consiguiente riesgo de que aquellos que no se encajan con esta norma se sientan feos, viejos o enfermos. Por este motivo los pacientes demandan prótesis idénticas a los dientes naturales, sanos y jóvenes en todos los aspectos (tanto en relación a la estética como a las propiedades mecánicas).
La cerámica ha sido uno de los materiales más biocompatibles conocidos durante mucho tiempo, sin embargo, sus propiedades mecánicas han limitado su uso. Durante las últimas décadas, el óxido de circonio ha despertado un interés particular como biomaterial debido a su mayor resistencia a la flexión, resistencia a la fractura y a la dureza en comparación con otros materiales biocerámicos. Nuevos avances tecnológicos han permitido que el procesamiento de la cerámica a base de óxido de circonio sea posible y, por lo tanto, también el tratamiento con éxito de las restauraciones dentales construidas a partir de este tipo de material.
Hoy en día, la circona es un material que está experimentando un desarrollo rápido y significativo gracias a sus propiedades estéticas y biomecánicas que parecen coincidir con nuestras expectativas. A pesar de estas propiedades óptimas para estos objetivos la superficie de los implantes tiene que presentar una rugosidad para facilitar la osteointegración en el cuerpo humano.
Y es en este punto donde se encuentra la meta de este proyecto que es desarrollar un proceso de ataque químico que produzca la rugosidad óptima la cual facilite el proceso de osteointegración. Se pretende también analizar la aparición de nuevos compuestos con posterioridad a los ataques y sobre su utilidad o no.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/21291
spa
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Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/21291
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2014-02
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Influencia de los parámetros de inyección sobre el acabado superficial de compuestos de polipropileno
Gamonal Repiso, Pablo
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials plàstics i polímers
Actualmente en el mundo de la automoción es muy importante el aspecto superficial de las piezas del interior del habitáculo, ya que el cliente debe tener una sensación de homogeneidad y harmonía dentro del coche. Es por ello que SEAT está interesada en desarrollar un proyecto el cual ayude a mejorar la calidad superficial de las piezas que componen el interior del coche.
El presente proyecto tiene como objetivo el estudio de la influencia y efecto que tienen los parámetros del proceso de inyección sobre el acabado superficial. Para ello se estudian dos superficies texturizadas diferentes, una tipo grabado fino y otra grabado tipo piel. Los materiales sometidos a estudio son base polipropileno: HC PPUX9067 HS (PP/PE) y HC EKC 133N (PP/PE-TD16) del proveedor Basell.
Para conseguir evaluar los efectos que tiene cada parámetro sobre el acabado superficial se realiza una matriz de experimentos con ayuda de un Software de diseño de experimentos (DOE) siguiendo un modelo factorial a dos niveles. Las variables sometidas a estudio son: Temperatura de masa, temperatura de molde, velocidad de inyección y presión de mantenimiento.
Se realiza una caracterización superficial de cada uno de los experimentos, se miden el brillo según VW501 90 y la rugosidad superficial según DIN EN ISO 4287. Además se realiza una caracterización por calorimetría diferencial por barrido (DSC) del calor de fusión de las diferentes pruebas de validación del modelo estadístico con objeto de determinar si hay relación entre el brillo superficial y el grado de cristalinidad del material.
Como conclusiones del presente proyecto se halla que los modelos estadísticos se ajustan en el caso del grabado fino y no en el caso del grabado tipo piel.
La variación del brillo superficial es más significativa en rangos de profundidad de grabado de entre 23 y 33 μm (grabado fino) y no para profundidades mayores a 100 μm (grabado tipo piel). Por tanto las condiciones de inyección tienen un mayor efecto sobre superficies grabadas de poca profundidad.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/26376
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2015-03
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/196252021-04-22T21:51:50Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Avaluació dels Efectes del Tractament de Plasma de Baixa Temperatura sobre Ciments de Fosfat de Calci per a la millora de la Regeneració Òssia.
Dominguez Cardona, Pol
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Ciències de la salut::Medicina::Cirurgia
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Els ciments de fosfat de calci són materials molt utilitzats en aplicacions biomèdiques
per a l’ompliment de cavitats òssies. Es troben constituı̈ts per una fase sòlida en
forma de pols i un lı́quid, que al mesclar-se formen una pasta que endureix en minuts
a temperatura ambient o corporal. Tot i haver estat utilitzats durant més de 30 anys,
es continuen estudiant millores per a la seva implementació i interacció amb el cos
humà.
Aquest projecte es basa en l’estudi pioner de tractar fosfat tricàlcic en forma de pols
per mitjà d’un tractament de plasma de baixa temperatura. Per a tal efecte, el treball
s’ha estructurat en dues parts:
En una primera part, s’han optimitzat les condicions i paràmetres signi.icatius del
tractament de plasma de baixa temperatura, per mitjà de la seva aplicació sobre un
.ilm polimèric d’àcid polilàctic. S’ha mostrat un augment de la mullabilitat en
tractaments amb plasma d’aire o d’oxigen, caracteritzat per mitjà de l’angle de
contacte. S’ha observat que la mullabilitat augmenta amb el temps i la potència del
tractament, i s’ha optimitzat un nou procés amb mescla de gasos que ha originat un
augment pronunciat d’aquesta. Tanmateix, per mitjà d’imatges topogrà.iques
obtingudes per microscopia de rastreig, s’ha observat l’aparició d’un efecte super.icial
d’ablació. Aquest s’ha produı̈t de forma preferencial en la fase amorfa del polı́mer.
En una segona part, s’han utilitzat els paràmetres d’optimització obtinguts prèviament
per tal de modi.icar fosfat tricàlcic en pols amb plasma d’oxigen. S’ha caracteritzat
l’efecte del tractament per mitjà d’assajos de ciments de fosfat de calci. S’ha observat
una millora en el temps de cohesió del ciment, i s’ha avaluat la incidència del
tractament sobre el temps i l’evolució del pH de la reacció de presa del mateix.
Finalment s’ha determinat la in.luència del tractament de plasma sobre la
injectabilitat del ciment de fosfat de calci.
Amb aquest estudi, s’han establert les bases per a futures investigacions en un terreny
nou amb possibilitats de desenvolupar-se.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/19625
cat
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Universitat Politècnica de Catalunya
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2013-02
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Valorització dels biosòlids procedents de la depuració de les aigües residuals urbanes. Procés de gasificació i vitrificació
Polo Blasco, Joan Ramon
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible::Enginyeria ambiental::Tractament dels residus
Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible::Política i gestió ambiental::Gestió de l'aigua
A l’actualitat existeixen a Catalunya 328 estacions depuradores (EDARS), que tracten uns
675 milions de m3 d’aigua residual a l’any, i generen de l’ordre de 1,5 milions de tones de
residus en forma de fang fresc (biosòlid).
El fang generat és un residu líquid, amb una humitat entre 94-98%. Aquesta característica
dificulta la seva gestió i fa necessari reduir el contingut d’aigua mitjançant diversos
tractaments. Una vegada eliminada part de l’aigua, que varia en funció del tractament
aplicat, la quantitat de fang queda reduïda a unes 426.706 t/any amb graus de sequedat
que van des del 25 al 85%.
L’actual model de gestió del residu a Catalunya es fonamenta en tres vies, la reutilització
agronòmica i l’abocament controlat. Un 69% de la producció es destina a l’agricultura i
jardineria, ja sigui per aplicar directament o en forma de compost. De l’ordre del 29% es
diposita en els diferents abocadors controlats existents al territori i només de l’ordre d’1%
restant es valoritza energèticament, en forma de combustible sòlid.
El previsible increment en la producció del residu en els propers anys, la saturació dels
abocadors, i el més que probable enduriment de la normativa sobre el seu aprofitament
en l’agricultura, indiquen que l’actual model no serà sostenible a mig termini fent
necessària la implantació d’un nou model que aprofiti una de les principals
característiques del residu, el seu potencial energètic.
El projecte, a partir d’un ampli desenvolupament bibliogràfic, defineix un sistema de
tractament que permet aprofitar energèticament el fang que actualment es destina als
abocadors mitjançant l’aplicació de processos d’assecat tèrmic per tal d’assolir un grau de
sequedat adequat, de gasificació per obtenir gas que una vegada condicionat s’utilitzarà
com a combustible per alimentar motors per a la producció energètica, concretament
6,1MW d’electricitat i 5,25MW de calor.
El procés de gasificació genera residus, bàsicament, cendres, els quals per la seva
composició seran vitrificats obtenint un material inert, que pot comercialitzar-se per a la
fabricació de formigó i altres materials del camp de la construcció.
La implantació d’aquest sistema permetria deixar de dipositar unes 126.420 t/any de fang
als abocadors i obtenir energia renovable, amb el corresponent benefici ambiental,
econòmic i social.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/4105
cat
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2007-03
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Entwicklung von Platin-MMC Elektrodenwerkstoffen für Zündkerzen
Yedra Cardona, Lluís
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs de corrosió
Master thesis (pre-Bologna period)
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Restricted access - confidentiality agreement
Universitat Politècnica de Catalunya
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http://hdl.handle.net/2099.1/9106
2008
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/261822021-04-22T21:51:50Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Micromechanics of laser modified dental zirconia ceramics
Holzhammer, Clémence
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials ceràmics
La circona, de formula ZrO2, es una biocerámica muy estudiada y utilizada por sus excelentes propiedades mecánicas y su biocompatibilidad en, por ejemplo, restauraciones dentales (pilares y prótesis). Se utiliza generalmente bajo su forma estabilizada óxidos de estabilizantes tal como Y2O3 (Y-TZP) que le proporciona una gran tenacidad y resistencia al desgaste.
Con el fin de mejorar la bioinsteogracion de implantes dental de circona, se modifica la superficie de muestras de circona estabilizada baja fase tetragonal con 3% de Itria con un tratamiento laser introduciendo un patrón de rugosidad.
El presente proyecto trata de la caracterización de esta modificación superficial tras el tema de la rugosidad. Así, en una primera parte se ha realizado una análisis de la variación de los parámetros de rugosidad según el método de irradiación, es decir, utilizando una irradiación directa de la superficie de la muestra o con la utilización de un patrón de interferencia (conocido como la técnica del "Direct Laser Interference Paterning"-DLIP. Por otra parte, nos hemos centrado sobre muestras modificadas por la técnica del DLIP, donde hemos cambiado los valores de la periodicidad. Hemos trabajado sobre la variación de los parámetros de rugosidad según las técnicas de medida, es decir la del interferómetro y la del microscopio confocal, la dirección de medida, así que sobre la influencia de los filtros que se pueden aplicar.
Así, en la primera parte se observaba una correlación posible entre los parámetros de rugosidad cuando se aumenta el número de spot o la potencia del láser, así como la técnica de irradiación que influye sobre los danos topográficos inducidos. Además, la segunda parte nos informe que, en el caso del DLIP, la rugosidad inducida es un parámetro anisótropo dependiente del patrón de difracción. Por eso no puede ser descrita acuradamente por los parámetros tridimensionales y se debe elegir un filtro cut-off correcto para caracterizar los parámetros bidimensionales.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/26182
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/26182
http://hdl.handle.net/2099.1/26182
2015-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/92102021-04-22T21:51:50Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Comportamiento al desgaste por deslizamiento en aceros inoxidables: ferrítico, austenítico, dúplex y martensítico.
Renedo Rouco, Jordi
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia::Metal·lografia
En este proyecto se estudia el comportamiento al desgaste por deslizamiento de cuatro
aceros representativos de las cuatro grandes familias de aceros inoxidables: ferrítico (AISI
446), austenítico (AISI 316), dúplex (AISI 2205) y martensítico (AISI 420). Para cada uno de
ellos se han realizado: caracterización metalográfica, determinación de dureza, densidad y
rugosidad, y ensayos de tribología mediante la técnica de bola sobre disco. Esta técnica
consiste en deslizar una bola sobre un disco a una velocidad y distancia determinadas. Se
han seleccionado una velocidad de 0,024 m/s y unas distancias de 100, 250 y 500 m.
A partir de estos ensayos, se ha determinado la cinética de desgaste para cada uno de los
aceros y sus mecanismos de desgaste. Los resultados han mostrado que el acero
martensítico presenta la mayor resistencia al desgaste debido a su mayor dureza y a su alto
contenido en Carbono (0.38 %). El siguiente acero con mejor respuesta al desgaste ha sido
el acero ferrítico, con un contenido en Carbono (0.18 %), superior al dúplex y al austenítico.
El ferrítico presenta una huella de desgaste con la mayor aglomeración de partículas. Con
una menor resistencia al desgaste se encuentra el acero dúplex. Finalmente, el que
experimentó mayor desgaste fue el acero inoxidable austenítico.
Los mecanismos de desgaste observados son los de “ploughing” o apilamiento por fatiga,
por oxidación y por microcorte (mecanismo predominante para los cuatro aceros
estudiados). Se ha observado una reducción en la tasa de desgaste para los aceros ferrítico,
austenítico y dúplex. Estas reducciones se deben a la aglomeración de partículas sobre la
huella.
El coste de este proyecto comprende: el coste del material, el coste de amortización de la
maquinaria del laboratorio y los honorarios del personal. Se ha valorado el coste total del
proyecto en 49 651 euros.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9210
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9210
http://hdl.handle.net/2099.1/9210
2010-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/103102021-04-22T21:51:50Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Caracterización estructural y mecánica a escala nanométrica de recubrimientos de función gradiente de mullita depositados sobre SiC
Solé Massot, Manel
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials ceràmics
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química::Química física
Los recubrimientos de función gradiente de mullita (3Al2O3·2SiO2) depositados sobre SiC
mediante la técnica CVD (chemical vapor deposition) son efectivos como protección de dicho
sustrato frente a altas temperaturas así como frente a la corrosión característica en algunos
ambientes propios de sistemas de combustión. Dichos recubrimientos hacen parte de la nueva
generación de recubrimientos conocidos como de recubrimientos de barrera ambiental
(EBC´s). Sin embargo, no hay conocimientos exhaustivos acerca de su comportamiento
mecánico e integridad estructural. Por lo tanto, el propósito del presente trabajo ha sido
caracterizar y evaluar estructural y mecánicamente diferentes sistemas sustrato-recubrimiento
empleando para ello de manera complementaria técnicas avanzadas de caracterización a
escalas de tamaño sub-micro y nanométricas. Las técnicas empleadas han sido la microscopía
de barrido láser confocal, microscopía interferométrica, microscopía de fuerza atómica,
nanoindentación y nanorayado.
Se estudiaron tres muestras denominadas 3, 11 y Variable, que correspondientemente atienden
a muestras con relaciones de gases de entrada durante la deposición así: Al/Si=3
(estequiométrica), Al/Si=11, y Al/Si=Variable y constan de un sustrato de SiC y un
recubrimiento de mullita de gradiente composicional que se enriquece en Al a medida que se
acerca a la superficie y cuyo espesor es del orden de micras. Debido al pequeño espesor y a la
necesidad de analizar el efecto del gradiente composicional a lo largo del recubrimiento, las
técnicas de nanoindentación y nanorayado se han realizado en secciones transversales.
Mediante las técnicas para la caracterización estructural empleadas fue posible evidenciar las
generalidades de la estructura de los recubrimientos de mullita de gradiente composicional
obtenidos mediante CVD. La técnica de nanoindentación permitió evaluar a escala
nanométrica la dureza (H) y el módulo elástico (E) de las tres muestras, presentando la
muestra 22 la mayor dureza, 23 GPa, frente a los 20 GPa de la muestra Variable y los 10 GPa
de la muestra 3. Además, gracias a esta técnica se comprobó que las muestras con ratios Al/Si
constantes tienen valores de H constantes a lo largo del recubrimiento, mientras que la
muestra con ratio variable presentó un comportamiento gradiente, aumentando H con la
distancia desde la intercara SiC-Mullita. En base a esto, se pudo ver que el comportamiento de
la dureza de la muestra Variable se podía prever a partir de las otras dos muestras con ratios
Al/Si constantes.
Por otro lado, la técnica de nanorayado permitió evaluar el sistema sustrato-recubrimiento en
las tres muestras y determinar que la muestra Variable fue la que mejor integridad estructural
presentó como consecuencia del gradiente composicional.
La información generada en este proyecto no sólo aporta al escaso conocimiento de las
propiedades mecánicas de este tipo de recubrimientos sino que sirve de insumo fundamental
en el diseño de estos sistemas de cara a sus aplicaciones.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/10310
spa
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Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
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2010-06
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/67292021-04-22T21:51:50Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Preparación y caracterización térmica y mecánica de mezclas PET-reciclado/Poliolefinas
Real, Magali
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials plàstics i polímers
Doble titulació
Los compuestos con matriz polimérica son utilizados en las aplicaciones de la
ingeniería porque tienen una baja densidad y buenas propiedades mecánicas. Pero no
son utilizados a una gran escala porque son muy caros. La grande variedad de las
matrices termoplásticas, que permite que experimentemos combinaciones con
diversos tipos de de la resinas, se pueden considerar como alternativa. Estas matrices
pueden ayudar a reducir coste y, al mismo tiempo, a aumentar las características
específicas del material. Las resinas con termoplásticos reciclados puede ser una
solución para reducir los costes.
El muy utilizado polietileno terephthalato (PET) es caro comparado con las
poliolefinas. Por eso reciclarle parece muy importante para que los precios sean
reducidos y también para el aspecto medioambiental. En efecto, hoy en día, el
reciclaje de los materiales es primordial para evitar la acumulación de residuos y
sobre todo la polución. Pero el PET-reciclado tiene propiedades mediocres y
mezclarle con otros polímeros como los poliolefinas podría mejorar estas
propiedades con una sinergia de las propiedades de los materiales.
La ambición de este proyecto es el estudio de la mezcla de PET-reciclado con
diferentes polietilenos para poder mejorar las propiedades del PET-reciclado. Este
trabajo corresponde a une primera fase de estudio sobre la viabilidad del uso de
formulaciones de PET-reciclado en nuevas aplicaciones estructurales. Se ha optado
por la preparación de mezclas PET-reciclado con poliolefinas (polietileno de baja
densidad (LDPE) y polietileno de alta densidad (HDPE)). Se ha seleccionado los
grados comerciales de poliolefinas a partir de las curvas reológicas obtenidas por
geometría dinámica (RDA). Se han preparado mezclas PET-r/poliolefina en la
proporción nominal de 75/25 en peso. Las mezclas han sido preparadas por extrusión
doble-husillo, para posteriormente fabricar laminas de 0,7mm de espesor (nominal)
mediante extrusión calandrado. Se evalúan las propiedades térmicas (DSC),
reológicas (RDA), termo-mecánicas dinámicas (DMTA), mecánicas (ensayos de
tracción) y comportamiento a fractura a través de la técnica de trabajo esencial de
fractura (EWF).
Todas las mezclas serán hechas sin el uso de compatibilizante. Los resultados
obtenidos serán interpretados y podrán servir de base para estudios futuros de estos
materiales.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6729
spa
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/6729
http://hdl.handle.net/2099.1/6729
2009-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/153822021-04-22T21:51:50Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Preparación y caracterización de recubrimientos de DLC (Diamond-Like Carbon) mediante deposición química en fase vapor asistida por plasma
Arratibel Plazaola, Alba
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
El objetivo principal del presente proyecto ha consistido en la preparación y
caracterización de recubrimientos de carbono cuasi diamante DLC (Diamond-Like Carbon)
mediante la técnica de deposición química en fase vapor asistida por plasma (Plasma Enhanced
Chemical Vapor Deposition, PECVD), empleando para ello una fuente de voltaje bias pulsada
bipolar asimétrica para la polarización del substrato, y metano como gas precursor. Con el fin de
mejorar la adherencia de los recubrimientos sobre substratos de acero, se doparon los
recubrimientos con diferentes concentraciones de silicio a partir de la introducción de
tetrametilsilano (TMS). Los recubrimientos depositados han de presentar buenas propiedades
mecánicas y tribológicas (elevada dureza y bajo coeficiente de fricción) además de una buena
adherencia.
La composición química y estructural de los recubrimientos se estudió mediante
espectroscopía Raman visible y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). La morfología
en sección de los recubrimientos, así como los espesores obtenidos fueros analizados por
microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía óptica confocal. La dureza se
caracterizó por medio de la técnica de nanoindentación. El coeficiente de fricción y la adherencia
de los recubrimientos se analizaron mediante la realización de ensayos de microrayado.
Los recubrimientos DLC obtenidos presentaron una estructura con un contenido en
enlaces sp3 del 30 %, con una dureza aproximada de 20 GPa y un coeficiente de fricción inferior
a 0,1. Los recubrimientos dopados con silicio presentaron menores valores de dureza (13-18
GPa) y sus coeficientes de fricción llegaron a valores inferiores a 0,05. La adherencia de los
recubrimientos dopados con silicio mejoró con respecto a la de los recubrimientos sin dopar.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/15382
spa
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/15382
http://hdl.handle.net/2099.1/15382
2012-04
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/32422021-04-22T21:51:50Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Comportamiento mecánico y químico de biomateriales para sustitución ósea
Quiquirez, Florent
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria biomèdica::Biomaterials
Los objetivos de este proyecto son la caracterización del comportamiento mecánico y químico de biomateriales para sustitución ósea.
En primero lugar hemos estudiado un implante dental de titanio cp. Hemos hecho ensayos mecánicos de fatiga y ensayos de corrosión. Ambos ensayos nos permiten asegurar que este implante tiene muy buenas propiedades mecánicas y electroquímicas, como una vida a fatiga de más de 4.106 ciclos con Fmax = 600N, y una resistencia a la corrosión excepcional, debida a una gran capacidad de repasivación.
Después se trató también de diseñar aleaciones de titanio con bajo módulo de Young para aplicaciones médicas. Tenemos pocos resultados para esta parte.
Finalmente se han podido estudiar las buenas propiedades mecánicas de espumas de tántalo, como un módulo de elasticidad de 7,7 GPa y un límite de fatiga de 107,7 MPa. Se realizaron las curvas S-N (Stress-Number of cycles) y el límite se consideró alrededor de 106 ciclos de carga-descarga. Además destaca su excelente comportamiento biológico. En este último aspecto, se ha podido observar en una pieza de espuma de tántalo colocada a un paciente en el hueso, que en 15 días toda la superficie de tántalo estaba recubierta de hueso neoformado reduciendo la porosidad de la espuma. Por tanto, la espuma de tántalo ofrece un buen soporte estructural para el crecimiento de hueso y su integridad mecánica es buena a corto y según los resultados obtenidos de fatiga también a largo plazo.
Este proyecto muestra el desarrollo reciente de biomateriales con propiedades excepcionales.
Doble titulació
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3242
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3242
http://hdl.handle.net/2099.1/3242
2005-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/197872024-03-10T05:14:56Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Revalorización de la fracción orgánica de los residuos de recubrimientos de cables eléctricos
Casanova Jurado, Nuria
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials plàstics i polímers
Àrees temàtiques de la UPC::Desenvolupament humà i sostenible::Enginyeria ambiental::Tractament dels residus
El objetivo del proyecto es reaprovechar los residuos plásticos provenientes de
recubrimientos de cables eléctricos. Se emprende un estudio para evaluar las propiedades de un material compuesto creado a partir de este residuo (R) y una matriz de poliestireno(PS). El R está compuesto principalmente por policloruro de vinilo (PVC) y poliestireno (PE), además incluye trazas de materiales elastoméricos y metales (cobre y aluminio).
Primeramente, se realiza un tratamiento al residuo en el que se extraen las trazas de metal y se selecciona una granulometría entre 0,59mm y 1,68mm. Posteriormente, se preparan 5 composiciones de residuo tratado (R*) con PS, a diferentes porcentajes de residuo tratado.
Luego, cada composición se mezcla mediante un proceso de extrusión.
Se inyectan las probetas necesarias para realizar ensayos de tracción y flexión. A partir de estos ensayos podemos determinar que la incorporación de este R* en el PS hace que las propiedades de tensión máxima y módulo de Young de las mezclas sean menores a las del PS puro. Por otro lado, se puede observar que la deformación máxima aumenta, pasando así de un comportamiento rígido del PS a un comportamiento más dúctil en las mezclas.
En la siguiente fase del proyecto se realizan estos mismos ensayos con el material
reprocesado, es decir, se vuelven a inyectar las mazarotas y las probetas no utilizadas. Los resultado obtenidos en los ensayos de tracción y flexión no presentan mucha variación con las probetas obtenidas de primera inyección.
Además de los ensayos comentados, se realiza una observación visual de las superficies de
fractura mediante una lupa. De este modo, se puede ver como la presencia de las partículas
infundidas de R* influye en los valores obtenidos en tracción y flexión. Se obtiene además la densidad de las mezclas y del R*.
Se complementa el trabajo con un estudio de como la implantación de este R* en una
aplicación concreta (una bandeja de oficina) disminuye el impacto ambiental que supone la
producción de dicho objeto. Podemos concluir que el uso de este material (R* + PS)
contribuye a disminuir los costes de producción y disminuye el impacto ambiental que supone su fabricación. Se podría comparar como una carga la cual tiene el fin de abaratar costes, con el extra de que dejamos de enviar este R a vertederos (lo cual tiene un coste) para reutilizarlo.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/19787
spa
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/19787
http://hdl.handle.net/2099.1/19787
2013-05
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/92442021-04-22T21:51:50Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Daño bajo solicitaciones de contacto y resistencia mecánica residual de carburos cementados
Ingebrand, Anna
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia::Metal·lografia
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
Doble titulació
Los carburos cementados, materiales también conocidos por el nombre de metal duro,
presentan excelentes propiedades tribomecánicas debido a la sinergia existente entre elevada
dureza y rigidez aportadas por las partículas cerámicas y moderada, pero suficiente, tenacidad
aportada por un aglomerante metálico. Debido a estas propiedades, los carburos cementados
son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones como componentes estructurales y
materiales de herramientas. Sin embargo, en muchas ocasiones su empleo generalizado se ve
limitado por la falta de información sobre la tolerancia al daño de dichos componentes y
herramientas. Esto es particularmente cierto en el caso de las solicitaciones de contacto, uno
de los modos de carga más comunes para las aplicaciones de metales duros.
El comportamiento mecánico de los carburos cementados ha sido ampliamente estudiado
tomando en cuenta los defectos pre-existentes en el material (daños intrínsecos). Sin embargo,
la información sobre los efectos del daño inducido en servicio (daños extrínsecos) en la
integridad estructural de estos materiales es escasa.
El daño se puede introducir en materiales bajo solicitaciones de contacto, tanto monotónicas
como cíclicas, mediante la técnica de indentación Hertziana. Para una carga umbral de
indentación, se pueden generar dos típos de daño: aparición de grietas cónicas
(comportamiento frágil) y deformación cuasi-plástica (comportamiento dúctil). Este trabajo
tiene como objetivo el estudio de este daño inducido en metales duros, y las consecuencias del
mismo en la resistencia mecánica del material. Para ello, se observa la evolución del daño
inducido por contacto, tanto en la superficie como en la sub-superficie de los materiales,
previamente a la evaluación de la resistencia residual de fractura. El trabajo se lleva a cabo en
dos calidades de metales duros de microestructura diferente (grano fino y submicrométrico)
con la idea de poder evaluar la influencia de la microestructura en el comportamiento
mecánico de estos materiales.
Se estableció que al incrementar el tamaño de grano del carburo y el contenido de cobalto, el
comportamiento del metal duro frente a la indentación esférica, tanto con cargas monotónicas
como cíclicas, es cada vez más cuasi-plástico. Materiales de comportamiento exclusivamente
cuasi-plástico sufren una degradación de resistencia gradual y suave a medida que aumenta la
carga monotónica. En fatiga, la degradación es aún menos pronunciada, reflejando así la
relativamente alta tolerancia al daño de estos materiales. Sin embargo, la pérdida de
resistencia aumenta a 106 ciclos, debido a la formación de grietas radiales, indicando una
susceptibilidad de acumulación de microdaño en el material.
El material más duro sufre un estado de daño mixto con aparición de grietas cónicas (para
cargas monotónicas elevadas y, en fatiga, para números de ciclos bajos) y deformación cuasiplástica.
Se sospecha que la aparición de grietas cónicas causa una caída en la resistencia
mecánica, efectivamente observada para la carga crítica bajo solicitaciones monotónicas,
igual que para un número de ciclos bajo. Sin embargo, al extenderse las zonas cuasi-plásticas
(en fatiga, para números de ciclos altos), los mismos pueden interactuar con la fisura cónica
para neutralizar su efecto dañoso, de manera que la resistencia mecánica se recupera.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9244
eng
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9244
http://hdl.handle.net/2099.1/9244
2010-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/148562021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Avaluació del comportament en calent i evolució microestructural d’un acer TWIP
Puig Valls, Oriol
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia::Metal·lografia
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaigs estructurals
Aquest document és un Projecte Final de Carrera d’Enginyeria de Materials i és un estudi del
comportament en calent d’un acer austenític d’alt contingut en manganès, englobat dins dels
denominats acers avançats d’alta resistència mecànica (AHHS) i més concretament anomenats
TWIP (de l’anglès Twinning Induced Plasticity) on el maclatge és el mecanisme predominant de
deformació.
L’objectiu del treball és caracteritzar el comportament en calent d’aquest acer, observant-ne els
fenòmens de recristal·lització estàtica i dinàmica amb assajos de tracció a temperatures
elevades així com també la caracterització microestructural.
Per estudiar-ne el comportament a elevades temperatures i obtenir-ne les corbes de fluència
que el caracteritzaran, s’han realitzat assajos de tracció a diferents condicions de temperatura i
velocitat de deformació així com, assajos de relaxació de tensions a diferents temperatures i
deformacions. En ambdós casos s’ha treballat entre els 800ºC i 1100ºC i els assajos s’han
realitzat en un dilatòmetre amb provetes tracció.
Un cop assajades les provetes se’n han pres fractografies per SEM (Scanning Electron
Microscopy) per a visualitzar-ne la superfície de fractura, i amb microscòpia òptica s’han pres
micrografies de les microestructures revelades per atac químic, se’n ha estudiat la mida de gra i
realitzat proves de microduresa.
Els resultats experimentals mostren que a les temperatures més baixes s’inicia la restauració i
a les temperatures més elevades hi ha recristal·lització dinàmica per a les provetes assajades a
tracció. En el cas de relaxació de tensions s’observa recristal·lització estàtica que es dóna per a
diferents temps depenent del grau de deformació i de la temperatura.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/14856
cat
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/14856
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2011-08
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/93292021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Optimización del sistema de refrigeración de un molde de inyección para un envase de 17 litros
Gómez González, Sergio
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
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Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
El objeto del presente proyecto es incrementar la productividad de un molde de
inyección de un envase troncocónico de 17 litros de polipropileno mediante el
rediseño y la optimización del sistema de refrigeración empleando la aplicación de Análisis
por Elementos Finitos (MEF) de simulación reológica Moldflow Plastics InsightÒ.
La meta perseguida es reducir el tiempo de inyección y el tiempo de enfriamiento para
minimizar el tiempo total de ciclo e incrementar la productividad del mismo.
Para ello se ha proyectado el envase y los circuitos de refrigeración del molde en tres
dimensiones mediante TopSolidÒ, según el modelo real empleado actualmente en planta.
Se ha simulado el proceso de inyección con el fin de determinar las divergencias entre el
modelo actual en planta y el simulado. Las simulaciones se han realizado teniendo en
cuenta los parámetros de máquina y el tiempo de inyección utilizados en el proceso real.
Para optimizar el tiempo de llenado se han realizado 7 simulaciones en las que se ha
forzado la inyección del polímero a diferentes tiempos desde 1,12 hasta 3,84 segundos,
incluyendo un total de cinco simulaciones intermedias. Se comparan los resultados de las
distintas simulaciones para encontrar el tiempo optimo de inyeccion.
Además, se ha simulado el proceso de inyección con las mismas condiciones de contorno
pero con distintas temperaturas de fundido, desde 200 hasta 280 ºC, siendo las
recomendadas las incluidas en el rango (205-280)ºC para el polímero inyectado. El proceso
óptimo obtenido se simula con cuatro sistemas de refrigeración distintos al empleado
actualmente en planta. Dividiendo los circuitos de refrigeración de la cavidad, del punzón,
de la cavidad y el punzón (mixta) o mediante un sistema de refrigeración en fuente.
Se evalúan y comparan los cuatro modelos de refrigeracion propuestos estudiando: el
incremento de la temperatura de los circuitos de refrigeración, la temperatura máxima de la
cavidad, la temperatura de la cavidad media, el tiempo de ciclo y la eficiencia de los
circuitos, entre otros. Los resultados se comparan con el proceso real en máquina.
Finalmente se presenta el estudio económico y se justifica economicamente como el
sistema de refrigeración en fuente incrementa la producción en 18883 envases/mes con
ahorros de más de 9700 €/mes para una fabricación de 80.000 unidades y una
amortización 3 meses. La propuesta de refrigeración mixta requiere de menos inversión,
menor coste de ejecución y presenta un ahorro de 7748 €/mes. El tiempo de amortización
calculado es de 1,27 meses, la mitad que en el caso anterior y puede implementarse
rápidamente por lo que se escoge como solución optima al problema planteado.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9329
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9329
http://hdl.handle.net/2099.1/9329
2010-03
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/31692021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Caracterització de soldadures per fricció lineal d’aliatges de titani mitjançant tècniques d’indentació
Alsina i Pérez de Tudela, Enric
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Aeronàutica i espai::Aeronaus::Avions
En el camí del desenvolupament tecnològic, la indústria aeronàutica ha sabut combinar els
materials més lleugers i a la vegada resistents amb nous processos industrials per tal de
descobrir noves aplicacions i millorar-ne les existents. El titani és un metall relativament nou
que exhibeix unes propietats molt desitjades pel sector aeronàutic, com són una baixa
densitat i una elevada resistència mecànica. Gràcies a aquestes propietats són molts els
components d’avions fabricats amb aliatges de titani, entre ells els discs i els àleps de les
turbines. El tipus d’unió entre aquestes dues acostuma a fer-se mitjançant un encaix
mecànic. El continu moviment rotatori d’aquest sistema pot donar lloc a un joc entre
ambdues peces i en conseqüència una ruptura prematura i imprevisible. Amb l’objectiu
d’allargar la vida del conjunt disc-àlep s’investiga la possibilitat de substituir la unió mecànica
per una de soldada, concretament pel procés de soldadura anomenat fricció lineal. Amb
aquesta tecnologia s’elimina el moviment relatiu que existia i s’obté una unió molt més
resistent. El present estudi té per objectiu la caracterització mecànica de tot un seguit de
conjunts disc-àlep, de diferents aliatges de titani units mitjançant l’esmentat procés de
soldadura. S’han realitzat una sèrie d’indentacions per conèixer les variacions de duresa,
tant a la zona afectada pel calor com al metall base. La metodologia extreta de la simulació
per càlcul d’elements finits, a partir de les dureses obtingudes al laboratori, ha estat una eina
que ha permès determinar les propietats mecàniques (límit elàstic i coeficient d’enduriment)
de cada un dels aliatges de titani estudiats sense necessitat de realitzar assajos uniaxials.
La conclusió principal dels resultats obtinguts és l‘augment de la duresa en la unió respecte
al metall base. La raó d’aquest augment és el canvi microestructural conseqüència de
l’augment de temperatura i la deformació que és produeix durant el procés de soldadura. La
major duresa de la zona central comporta una major resistència i un límit elàstic superior.
Com s’observa en els assajos de tracció, totes les provetes trenquen lluny de la unió; posant
de manifest la consistència de les unions fabricades mitjançant aquest procés de soldadura.
Comparant els 4 jocs analitzats, una segona conclusió és l’optimització dels paràmetres del
procés de soldadura per al joc nº4. Tot i que encara s’observen alguns defectes, el joc nº4
presenta una major regularitat en la unió i en el flaix, una millor adhesió, així com un nombre
més reduït de defectes.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3169
cat
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3169
http://hdl.handle.net/2099.1/3169
2004
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/245222021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Correlation between surface damage and mechanical properties at micro- and nanometric length scale for WC-Co hardmetals
Canals Pou, Alberto María
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaig de fatiga
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaig de fractura
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials compostos
Cemented carbides (WC-Co) are ceramic-metal composite materials made by hard tungsten carbide particles bonded through a metallic binder matrix, mainly of cobalt. It is a hard material characterized by an exceptional combination of strength, toughness and wear resistance. As result, cemented carbides are first choice materials for cutting tools and wear parts. However, final shaping of these components usually require diamond grinding. During this hard machining, surface integrity may became altered, particulary in terms of compression stresses and/or microcracking. Such defects can locally affect the mechanical properties.
The aim of this investigation is to analyze the influence of the surface finish quality on the mechanical properties at the surface level for WC-Co materials as well as the influence over the properties of a TiN coating deposited on hardmetal substrates.
The study has been done at micrometric (to analyze the general properties) and nanometric scale (local properties aiming to capture residual stress state effects) by using nanoindentation and nanoscratch testing. Tests done in plain view prove that roughness plays an important role in the assessment of mechanical properties at the surface, as it induces significant scatter, as compared to results determined on cross-sections.
Finally, a sequential polishing process has been done in order to extract the polishing rate for cemented materials as well as study how roughness affects the mechanical properties measured. This process points out that roughness can mask surface damage, like cracks or chipping, among others.
As a final conclusion, an optimized protocol is proposed to study the mechanical properties of the samples with high roughness and exhibiting a compressive residual stress state.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/24522
eng
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/24522
http://hdl.handle.net/2099.1/24522
2014-10
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/50282021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Caracterització i consolidació de compactes d’alumini comercialment pur processat per deformació severa
Solà Saracibar, Joan
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
L’alumini és un dels metalls més abundant en l’escorça terrestre i fàcils de reciclar però
amb unes propietats mecàniques inferiors a la dels acers però a la vegada que presenta
una densitat inferior per la qual cosa la seva resistència i rigidesa específica es
comparable a les de l’acer. Per aquest motiu es tracta d’un material molt utilitzat en la
indústria del transport com automoció i aeronàutic. D’altra banda, la indústria actual
busca augmentar les propietats dels materials constantment. Una manera d’aconseguirho
és afinant el gra fins a obtenir partícules de mida de gra nanomètric. Això és viable a
partir d’un procés de deformació sever mitjançant la molta del material.
Al aconseguir alumini pur amb millor prestacions, es pot obtenir un material que permeti
la substitució d’altres metalls o aliatges amb la mateixa responsabilitat mecànica i que
podria presentar majors avantatges d’utilització com podria ser la seva baixa densitat,
material durader, baix cost i facilitat de reciclatge. Per a poder portar a cap la implantació
i substitució de peces existents en la indústria es necessari conèixer a fons les seves
noves propietats conferides a l’alumini al sotmetre’l a dita tècnica.
Aquest és l’objectiu del pressent estudi, aconseguir un alumini amb mida de gra
submicromètrica mitjançant una deformació severa, consolidar compactes mitjançant
tècniques pulvimetal·lúrgiques i caracteritzar mecànicament el material i augmentar així el
seu camp d’utilització per a futures aplicacions industrials.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/5028
cat
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/5028
http://hdl.handle.net/2099.1/5028
2008-04
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/82452021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Propiedades mecánicas de aceros de 0,3% de carbono con grano ultrafino obtenidos por molienda mecánica
Villellas Villarroya, Víctor
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia::Siderúrgia
Doble titulació
Este proyecto de final de carrera estudia la influencia del tratamiento térmico (T.T.)
en el comportamiento a tracción de un acero de bajo contenido en carbono (0,3% en
peso) y grano ultra fino. Las probetas han sido obtenidas por compactación de polvo
sometido previamente a deformación plástica severa (SPD) mediante molienda
mecánica.
Asimismo, se ha estudiado la densidad, dureza, crecimiento de grano, y se ha
intentado relacionar el comportamiento mecánico con la microestructura resultante
de los diferentes tratamientos térmicos, apoyándose en ensayos mecánicos y en el
análisis de fractura de las piezas ensayadas.
El proyecto consta de cuatro partes diferenciadas: una parte teórica, otra donde se
describe el procedimiento experimental utilizado, otra en la que se muestran los
resultados obtenidos y, finalmente, las conclusiones establecidas, que pueden
resumirse en:
La compacidad promedio obtenida con este porcentaje de carbono es del
95%.
El tamaño de grano medio aumenta de 0,078 μm (sin T.T.) a 1,473 μm.
Distribución bimodal a temperaturas superiores a 725ºC. La dureza de las
probetas decrece con el aumento de tamaño de grano.
Se encuentra ductilidad sólo a partir de temperaturas de T.T. que ocasionan
un tamaño de grano superior a 1 μm (por encima de 725ºC).
El análisis de fractura ha revelado una serie de problemas con la
compactación: prácticamente todas las probetas presentaban signos de
descohesión, óxido y/o porosidad.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/8245
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/8245
http://hdl.handle.net/2099.1/8245
2009-10
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/92072021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Comportamiento al desgaste de composites interpenetrados acero/cerámico
Sentis, Sylvain
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaig de fatiga
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials compostos
Doble titulació
El material objeto de estudio es un composite formado por acero y cerámico. Los dos cerámicos estudiados en el material compuesto han sido zircona y alúmina, ambos presentaban diferentes tamaños: 10, 20 o 30 ppi. El objetivo del presente proyecto era determinar la mejor resistencia al desgaste de todos los composites estudiados.
Utilizando diferentes tipos de ensayos, ya sean de desgaste con disco de diamante, de desgaste con discos de carburo de silicio o con análisis de imagen se consiguió obtener resultados pero dada la novedosa naturaleza del material y la poca bibliografía encontrada, de momento no ha sido posible alcanzar el propósito descrito; si bien se ha mejorado el tratamiento y el dispositivo para futuros estudiantes.
De otra parte se ha caracterizado mecánicamente el material mediante ensayos de compresión. En efecto mismo si no fue posible tener los resultados esperados con los ensayos de desgaste, se ha mostrado la buena resistencia y el posible interés del material.
Así pues, el presente proyecto final de carrera se centra en una precisa descripción de la caracterización mecánica empleada y sienta las bases para futuros estudios sobre el tema.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9207
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9207
http://hdl.handle.net/2099.1/9207
2010-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/93382021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Caracterización mecánica del nano-compuesto Ce-TZP/Al2O3. Fatiga por flexión
Mateo, guillaume
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaig de fatiga
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials ceràmics
Doble titulació
Este proyecto de fin de carrera ha sido dedicado al estudio, la caracterización y determinación del comportamiento a fatiga por flexión del nano-compuesto Ce-TZP/Al2O3 fabricado por la empresa japonesa Panasonic.
El trabajo consta de una primera parte donde se caracteriza mecánicamente el material mediante el cálculo de sus propiedades, densidad, resistencia, coeficiente de Poisson y el módulo de Young. Posteriormente se realiza un análisis estadístico para el cálculo del módulo de Weibull tanto para los ensayos de rotura como de fatiga por flexión biaxial para cuatro rangos de carga máxima con un mismo dispositivo experimental de “ball-on-three-balls” (B3B).
Se realizaron ensayos de rotura biaxial para determinar el valor de resistencia del material (σmax = 953.5 MPa). Se realizaron igualmente ensayos de fatiga cíclica en cuatro rangos de carga diferentes 75, 70, 65, y 60 % de la carga máxima. Se estableció como límite de tiempo para los ensayos un millón de ciclos, el número de probetas que sobrevivieron este número de ciclos varió según el rango de aplicación de carga máxima.
A continuación, se han representados las curvas S-N, la distribución de la vida a fatiga, los campos de tensiones máximas gracias al cálculo analítico así como se realizó el análisis por elementos finitos. A partir de la observación de la superficie de fractura mediante microscopia electrónica de barrido (SEM) se ha localizado zonas iníciales de fractura así como se ha estimado el tamaño crítico de la grieta de fatiga.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9338
spa
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Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9338
http://hdl.handle.net/2099.1/9338
2010-03
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/91442021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Degradación de los esmaltes dentales de circona
Nanini-Maury, Elise
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials ceràmics
Doble titulació
La circona es un material cerámico que se puede utilizar como biomaterial debido a sus propiedades mecánicas, de biocompatibilidad y de acabado estético. Este material tiene tres tipos de fases: monoclínica (m), tetragonal (t) y cubica (c). La fase monoclínica se observa desde la temperatura ambiente y hasta 1170°C, donde se transforma en la fase tetragonal, la cual predomina hasta 2370°C. Posteriormente y a partir de esta temperatura pasa a tener fase cúbica, la cual se mantiene constante hasta alcanzar su punto de fusión (~2716 oC).[1]
Gracias a sus propiedades mecánicas y biocompatibles, este material fue preliminarmente utilizado en aplicaciones ortopédicas, particularmente en las prótesis de cadera. Sin embargo, en los años 2000 se observó un daño masivo de rotura de cabezas femorales de prótesis de circona (3Y TZP- Prozyr). El cual llevó a determinar que la humedad jugó un papel decisivo en el proceso de degradación de esta circona, puesto que no se realizó una buena sinterización de la misma, quedando microporos en superficie, los cuales sirvieron de canal para la inclusión de la humedad en el interior de la prótesis [2-3]. Esté llevó al abandono de la circona como material de prótesis. Sin embargo, la circona se esté aplicando de manera creciente en el campo de los implantes dentales.
El objetivo principal del proyecto, es determinar si existe degradación en dos tipos de circona 3Y-TZP (una fabricada en el laboratorio de materiales cerámicos del CIEFMA (AS) y otra industrial fabricada por la empresa VITA Zahnfabrik GmbH (VITA) después de someterse. a envejecimiento mediante diferentes tiempos de exposición en atmosfera controlada y cuantificar el porcentaje de fase monoclínica obtenido, ya que las muestras poseen diferentes características de elaboración como es el caso del esmalte y del colorante que se aplicó sólo en algunas piezas. Adicionalmente, se aprendió el proceso de fabricación, desbaste y esmaltado de una circona dental.
La Técnica de caracterización empleada para determinar los cambios de fase en la circona estudiada fue la Difracción de Rayos X, y la cuantificación del porcentaje de fase monoclínica se realizó mediante el método de Toraya [4]. Además, se evaluó la composición del colorante por Espectroscopia de Fotoelectrones con Rayos X (XPS) y mediante la Microscopia Raman se confirmó la impermeabilidad del esmalte empleado.
Del proyecto se puede concluir que todos los materiales estudiados se degradan hidrotérmicamente. Luego de la cuantificación, se observa que las muestras industriales VITA se degradan más que las AS. Además, el colorante no tiene ninguna influencia en el proceso de degradación, mientras que el desbaste dental al igual que el esmalte actúan como agentes limitantes.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/9144
spa
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/9144
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2010-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/69422021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudi de la corrosió d'Inconel® 600 en sulfat de sodi fos a 899ºC.
Benages Vilau, Raúl
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
L'aliatge Inconel® 600 esta dissenyada específicament per resistir ambients corrosius
a altes temperatures. El sulfat de sodi fos es un possible candidat per actuat com a material
per l’emmagatzemament d'energia per calor sensible i latent. Una possible aplicació d'aquest
sistema consistiria en l'estalvi energètic per la producció d'electricitat a les central
termosolars i fer-la independentment de la radiació solar.
En aquest treball es pretén estudiar si l'Inconel® 600 es un metall adient per contenir
el sulfat de sodi fos. La tècnica emprada en aquest estudi es el contacte per immersió a la
sal fosa (sulfat de sodi) a 899ºC i a diferents temps d'exposició. S'estudiaran els productes
de corrosió mitjançant diverses tècniques: difracció de raigs-X, fluorescència de raigs-X,
microscòpia òptica i electrònica de escombrat i anàlisis elemental. Per saber si hi existeix una
variació en la morfologia també s’exposa a la temperatura d’estudi una proveta d'Inconel®
600 un temps determinat, així es té una referència per poder comparar.
Es discutiran les diferents morfologies trobades en funció de si l’aliatge està en
contacte directe amb la sal fosa o amb els seus vapors, també es troba que la zona de
separació presenta una morfologia diferent.
Per últim es fan dos experiments variant altres factors: un amb la proveta polida per
saber si l´acabat de la superfície té algun efecte; i l’altre per esbrinar si el tipus de contacte es
decisiu en la velocitat de corrosió, en aquest cas es posa tota la proveta en contacte amb el
sulfat de sodi fos.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/6942
cat
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Open Access
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
Escola Tècnica Superior d’Enginyeria Industrial de Barcelona
http://hdl.handle.net/2099.1/6942
http://hdl.handle.net/2099.1/6942
2009-03
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/238482021-04-22T21:51:51Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444
Adaptación de dos piezas distintas a una pieza bi-materia
Gómez Acevedo, Rocío
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials plàstics i polímers
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria mecànica::Disseny i construcció de vehicles::Automòbils
El presente proyecto se ha realizado en la empresa Faurecia Automotive Exteriors
[Anexo-A], para la pieza llamada Spoiler del proyecto parachoques delantero A05GPPOLO
del grupo Volkswagen (VW). Dicho proyecto se enfoca en la adaptación de dos piezas compuestas por polímeros diferentes en una única pieza bi-materia, utilizando la
técnica de inyección multi-componente.
Se ha partido de un estudio teórico previo sobre la posible compatibilidad entre la unión rígido-suave de los materiales a utilizar; un polímero termoplástico con un 10% de carga mineral (talco)- material rígido, con un elastómero termoplástico – material suave. Los estudios previos realizados por otros autores dan un resultado satisfactorio a dicha unión,
por lo que se procede a plantear la elaboración de la pieza.
Una vez dibujada la pieza bi-materia en formaro CAD, se plantea la localización de las entradas de inyección, así como el tipo de entrada más conveniente según la geometría
de la pieza. Con esta información se procede a elaborar la simulación del proceso de
inyección, el cual proporciona información sobre los tiempos de ciclo, fuerza de cierre
necesaria para la determinación de la máquina de inyección, presiones, contracción de la pieza durante el proceso, entre otros.
Después de la construcción del molde se realizan las pruebas de inyección, con las que se obtienen los primeros resultados sobre la calidad de la pieza. Durante las primeras pruebas de inyección, se resolvieron problemas de montaje del molde y se obtuvieron las primeras muestras de piezas con una mala unión entre los materiales.
Durante las siguientes pruebas de inyección fue necesario utilizar unos materiales
alternativos, dichos materiales fueron definidos por el cliente ya que se trata de
materiales homologados por sus laboratorios. Las pruebas de inyección realizadas con
estos materiales alternativos resultaron satisfactorias, en las que se obtuvo una buena unión entre los materiales. De forma paralela se realizaron ensayos de fuerza de
adherencia de las muestras obtenidas para poder evaluar la resistencia en la unión,
dando como resultado una buena resistencia a tracción para los dos grupos de materiales rígido – suave utilizados.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/23848
spa
Restricted access - author's decision
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/23848
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2014-06
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/41232022-12-11T02:50:54Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Estudio del efecto de los elementos microaleantes en un acero HSLA
Illescas Fernandez, Silvia
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria química::Indústries químiques::Aliatges
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Metal·lúrgia
El presente Proyecto Final de Carera tiene como objeto de estudio un acero HSLA que es aquel que contiene cantidades no superiores a l0.15% de elementos de microaleación(V, Nb,TiyAl).Estos elementos generan un afino de grano y endurecimiento del material por lo que se consiguen elevados límites elásticos sin necesidad de añadir grandes cantidades de elementos aleantes, y por lo tanto sin un elevado coste addicional. Por ejemplo, respecto a un acero estructural, gracias a la pequeña cantidad de elementos microaleantes añadidos, se consigue una mejora considerable de propiedades, ahorándonos tratamientos térmicos posteriores de afino de grano que serían necesarios en el caso del acero estructural para obtener mejores propiedades y que encarecerían el producto. Así pues,los aceros microaleados o HSLA presentan ventajas de propiedades y costes económicos respectos a otros aceros en el mercado. El principal objetivo del presente trabajo experimental es determinar las condiciones óptimas de austenización del acero HSLA a estudiar. Dichas condiciones son aquelas que producen un menor tamaño de grano sin que se produzca crecimiento anormal. La optimización de los parámetros(Temperatura y tiempo) de austenización para conseguir un tamaño de grano homogéneo mínimo, es importante puesto que el tamaño de grano austenítico al inicio de la transformación y -> a determina tanto el desarolo de ésta y el tamaño de grano de la microestructura final, originando unas determinadas propiedades de resistencia y tenacidad. Además se ha analizado en detale cual es el efecto de los elementos de microaleación presentes en el acero (Ti,V,Nb y Al)en el modo de crecimiento de los granos y en su tamaño final, a través del estudio de su producto de solubilidad. Así, mediante un modelo teórico,se ha asociado el crecimiento anormal observado a la solubilización de determinados precipitados. Esta solubilización se ha coroborado mediante la observación por Microscopia Electrónica de Transmisión(TEM)de los precipitados presentes en las muestras sometidas a los diferentes tratamientos térmicos. Se ha establecido un criterio no sólo cualitativo, sino también cuantitativo que permite discernir acerca de cuando se produce el crecimiento anormal.
Otro objetivo del presente estudio ha sido la interpretación de los parámetros cinéticos que se han calculado, justificando su valor con los diferentes mecanismos que generan el proceso de crecimiento de grano.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/4123
spa
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Attribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Spain
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/4123
http://hdl.handle.net/2099.1/4123
2007-04
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/57552021-04-22T21:51:52Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Desarrollo de sistemas altamente electroactivos a partir de polímeros conductores convencionales
Aradilla Zapata, David
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Química
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Materials plàstics i polímers
Premi al millor Projecte de Fi de Carrera presentat durant el curs 2008-2009 en l'àmbit de Química que atorga BASF Española, S.L.
En el presente proyecto se pretende estudiar las propiedades físicas y químicas de dos de los
polímeros conductores más importantes en la actualidad, ya que representan un gran número de
aplicaciones dentro del campo tecnológico y biológico, concretamente el PEDOT(3,4
etilenodioxitiofeno) y el poli(N-metilpirrol). El estudio en cuestión pretende evaluar sus propiedades
en dos escalas de estructura, por un lado la micrométrica y por otro lado la nanométrica.
Actualmente se han realizado estudios sobre dichos polímeros en forma de homopolímero puro y
copolímero, sin embargo en el presente proyecto se ha querido evaluar la variación de sus
propiedades en forma de sistema multi-capa para las dos escalas con su respectiva comparación
con los homopolímeros puros.
La primera parte del proyecto consiste en el estudio de la generación de los polímeros
conductores citados anteriormente mediante procesos electroquímicos, por lo que se lleva a cabo
una evaluación de principios teóricos de electropolimerización, así como la evaluación de las
principales técnicas empleadas (ciclovoltamperometría, cronoamperometría,…) para el desarrollo
de los sistemas multi-capa en ambas escalas.
Una vez se ha realizado el estudio y análisis de las condiciones de los procesos de
electropolimerización de los respectivos sistemas se procede al estudio de la microestructura de
los polímeros conductores citados anteriormente. Para ello se han empleado dos técnicas de
microscopía, por un lado la microscopía de barrido (SEM) y por otro lado la microscopía de
fuerzas atómicas (AFM). A partir de aquí se ha podido evaluar características tales como la
morfología, topografía y rugosidad que ha permitido esclarecer, evaluar y justificar las diferencias
observadas de las respectivas propiedades físicas y químicas en ambas escalas.
Finalmente se ha llevado a cabo el estudio de las propiedades físicas (electroactividad, estabilidad
temporal, conductividad…) y químicas (enlace, reactividad….) para las dos escalas estudiadas, lo
que ha permitido justificar y poner de manifiesto las enormes diferencias que se establecen en las
propiedades físicas y químicas de un mismo material cuando se evalúan en escalas estructurales
tan diferentes como son la escala micrométrica y nanométrica. Este hecho abre una puerta de
aplicaciones a campos tecnológicos tan importantes como la electrónica o la microelectrónica
donde el empleo y la utilización de microcomponentes resulta de vital importancia.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/5755
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/5755
http://hdl.handle.net/2099.1/5755
2008-09
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/32302022-09-11T02:20:58Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Técnicas de prefisuración de materiales frágiles: análisis por elementos finitos e implementación experimental
Taillard, Vincent
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials::Assaig de fractura
Doble titulació
El uso efectivo de la mecánica de la fractura elástica lineal para describir el
comportamiento a fractura (tenacidad de fractura, KIc) y fatiga (cinética de propagación de
grietas, da/dN) de materiales frágiles requiere de un procedimiento eficaz para introducir
una prefisura aguda en las muestras a ensayar, lo cual es un problema difícil, costoso y
controvertido cuando se trata de este tipo de materiales. En este trabajo primeramente, y
con el propósito de eliminar el proceso de prefisuración, se estudia la efectividad de la
utilización de los factores de intensidad de tensiones modificados propuestos en la
literatura para estimar la tenacidad de fractura real del material a partir de resultados
experimentales obtenidos con el método de la entalla en V (SEVNB), el estudio se realiza
con metales duros (WC-Co). Sin embargo, si se pretende conocer la da/dN es necesario
contar con una grieta y por tanto realizar la prefisuración del material. En este marco de
ideas, primero se realiza un análisis crítico en términos teóricos y prácticos de los
diferentes métodos que existen en la literatura para prefisurar materiales frágiles. Se
complementa y sustenta dicho estudio con un análisis por elementos finitos para
determinar la distribución de esfuerzos para las tres metodologías de prefisuración más
utilizadas (compresión axial, compresión en 4-puntos y sándwich). A continuación, una
vez seleccionada la técnica de compresión en 4-puntos como la más idónea, el análisis
por elementos finitos se extiende para describir la influencia del radio de curvatura y
profundidad de la entalla, del esfuerzo máximo de flexión aplicado bajo cargas cíclicas y
del modulo de Young del material. Finalmente, los valores y rangos estimados con el
modelo por elementos finitos se corroboraron experimentalmente a partir de los ensayos
de prefisuración realizados con cinco calidades de WC-Co.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3230
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3230
http://hdl.handle.net/2099.1/3230
2006-02
oai:upcommons.upc.edu:2099.1/32052021-05-20T09:32:42Zcom_2099.1_16com_2117_28592col_2099.1_1444openAccess
Rediseño de un elemento del cuerpo de una caldera de fundición
Tur Riera, Mariano
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència dels Materials i Enginyeria Metal·lúrgica
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Conformat de materials
Àrees temàtiques de la UPC::Enginyeria dels materials::Assaig de materials
El origen de la calefacción se sitúa en la búsqueda del máximo confort en nuestros hogares.
Esto hizo imprescindible la existencia de algún tipo de generador de calor que hiciera más llevaderos los inviernos tanto en zonas donde se alcanzan temperaturas exteriores muy bajas como en otros donde las temperaturas no son tan extremas.
La caldera es uno de los componentes más importantes de la instalación de calefacción. En ella el calor producido al quemarse un combustible se transmite al fluido existente en el interior de la misma.
En el presente trabajo se adentra en el diseño de una caldera para calefacción doméstica y, en
concreto, en el diseño de uno de los elementos de fundición del cuerpo (hogar).
Este elemento, aunque el diseño inicial superó todas las pruebas requeridas, una vez que se
inició la comercialización e instalación de la caldera, empezó a presentar problemas de roturas.
Esto supuso que, por un lado, que se tuviera que redefinir el diseño y el material de que se componía este elemento y, por otro, que se tuvieran que plantear nuevos sistemas de producción y de validación de dicho elemento.
El objetivo final era diseñar un elemento posterior lo suficientemente fiable para evitar que se produjeran roturas en un porcentaje superior al 0,2 %.
Durante el presente trabajo se definen una serie de ensayos que permiten conocer la bondad de un diseño y realizar comparativas con otros diseños. Estos ensayos se basan en situar al
elemento en situaciones límites, incluso más adversas que las que se puedan dar en una instalación de calefacción real.
Los resultados de este estudio han llevado a la conclusión que el diseño final debía ser ejecutado con función dúctil, prescindiendo de la laminar utilizada hasta este momento.
La utilización de fundición dúctil por parte del fabricante conllevaba una serie de complicaciones
que tuvieron que ser superadas para la fabricación de este elemento.
Master thesis (pre-Bologna period)
http://hdl.handle.net/2099.1/3205
spa
Open Access
Universitat Politècnica de Catalunya
http://hdl.handle.net/2099.1/3205
http://hdl.handle.net/2099.1/3205
2006-10
pam///col_2099.1_1444/100