Cálculo y diseño de una instalación doméstica considerando la certificación energética en edificaciones

En este Proyecto Final de Carrera se estudiará el rendimiento energético de un edificio de viviendas situado en Tarragona, y se propondrán intervenciones para mejorar este comportamiento. Se realizarán los cálculos y dimensionamiento de las instalaciones que afectan al resultado obtenido por esta certificación energética (electricidad, climatización, aislamiento y salubridad), así como la propia evaluación energética, con el programa informático CYPE ingenieros , versión 2012.i. Con el programa informático CYPE Instalaciones de edificio, definiremos el edificio de viviendas en 3D a partir de los planos del proyecto básico, así como los cierres y dimensionamiento de las instalaciones, y obtendremos la demanda energética del edificio de viviendas.Después analizaremos el mercado para ver qué posibles intervenciones podemos realizar en el edificio de viviendas para reducir la demanda energética y mejorar su calificación. Se ha querido enfocar el proyecto desde un punto de vista tecnológico para sugerir las posibles alternativas de instalación, por lo que las propuestas implementadas se basan en equipos consumidores de una menor cantidad de energía sin verse mermadas por ello las prestaciones de confort en las mismas. Así pues, las mejoras intervenidas para mejorar la certificación energética del presente edificio se basan en la aplicación de soluciones de energía solar térmica para ACS y calefacción, adoptar un sistema de suelo radiante y refrescante para la climatización, y el cambio de alumbrado tradicional por tecnología LED. Una vez aplicadas las intervenciones escogidas comprobaremos cómo hemos reducido la demanda energética y cómo ha mejorado la calificación energética del edificio. La conclusión que se puede extraer en la realización de este Proyecto Final de Carrera es que es importante la sensibilización respecto al ahorro energético, puesto que los edificios actuales no son muy eficientes, pero, tal y cómo se comprobará en este proyecto, con una inversión razonable se pueden conseguir unos resultados muy satisfactorios y que a la larga, ésta estará compensada.

Determinació experimental de la temperatura de descomposició d'òxids metàl•lics

L’objecte d’aquest projecte és determinar la temperatura de descomposició de l’YBCO perun rang de diferents pressions parcials d’oxigen en l’atmosfera que es troba. Per obteniraquests resultats, en primer lloc, hem d’aconseguir generar de forma sistemàtica diversespressions parcials dins del forn i, en segon lloc, buscar quin és el mètode experimental mésadequat que ens doni els resultats més fiables utilitzant com a referència la descomposiciódel CuO. A més de realitzar els calibratges necessàries dels aparells utilitzats per poderobtenir uns bons resultats

Enhancement of oxidation rate of a-Si nanoparticles during dehydrogenation

Oxidation of amorphous silicon (a-Si) nanoparticles grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition were investigated. Their hydrogen content has a great influence on the oxidation rate at low temperature. When the mass gain is recorded during a heating ramp in dry air, an oxidation process at low temperature is identified with an onset around 250°C. This temperature onset is similar to that of hydrogen desorption. It is shown that the oxygen uptake during this process almost equals the number of hydrogen atoms present in the nanoparticles. To explain this correlation, we propose that oxidation at low temperature is triggered by the process of hydrogen desorption

Efecte sobre la capacitat d'intercanvi catiònic del sòl i la retenció de nutrients de les aplicacions de biochar en sòls agrícoles

El biochar, o biocarbó, és un material produït a partir de la piròlisi de biomassa, consistent en la descomposició tèrmica de la matèria orgànica a baixa o nul·la concentració d’oxigen. La seva definició més acceptada és la d’un material pirolitzat destinat a ser utilitzat en el sòl, quedant fora d’aquesta denominació materials produïts per a ser utilitzats com a combustible. La gran varietat de materials pirolitzables i de tecnologies de piròlisi determinen un ampli ventall de biochars amb propietats físiques, químiques i biològiques molt contrastades, i que determinen la seva idoneïtat o no per a ser utilitzat com a esmena orgànica, sent la biomassa de partida un dels factors més determinants. Els processos de piròlisis generen gasos inflamables, gasos condensables inflamables (bioolis) i biochar en proporcions variables segons el tipus de piròlisi. Aquests grans tipus principals de piròlisi per la producció de biochar són: Piròlisi lenta, Piròlisi ràpida, i Gasificació. El producte biochar, totalment en procés d’investigació, es creu que pot tenir grans beneficis ambientals en diferents àmbits: Biochar com a millora de la fertilitat, Biochar com a via de gestió de residus, Biochar per producció d’energia, i Biochar per la mitigació del canvi climàtic. Cal tenir en compte possibles riscos a l’hora d’aplicar biochar en sòls. Ja que el producte final varia segons el material de partida. En especial quan es genera biochar a partir de residus, ja siguin de depuradora, industrials o ramaders, degut que el seu contingut en contaminants pot ser perjudicial pel medi ambient i per la salut de les plantes. Els contaminats presents, sobretot metalls pesats i hidrocarburs aromàtics policíclics (PAH), són difícilment eliminats o es produeixen “de novo” durant el procés de piròlisi, respectivament, de manera que amb les aplicacions de biochar poden causar impactes negatius. En aquest projecte, es centre especial atenció en una única característica del sòl, com es la capacitat d’intercanvi catiònic (CIC). La CIC és la capacitat que té el sòl per retenir i alliberar ions amb càrrega positiva. Per les seves característiques, l’argila i la matèria orgànica són les que condicionen la CIC total d’un sòl, ja que aquestes contenen carregues negatives a la seva superfície. La CIC proporciona als sòls la capacitat de retenir nutrients, necessaris per el creixement de les plantes, per tant una major CIC incrementa la fertilitat dels sòls, així com permet reduir les pèrdues d’aquests nutrients per lixiviació i mitigar possible contaminació de les aigües. L’objectiu principal del projecte doncs, és estudiar el potencial ús d’un biochar de gasificació com esmena orgànica per a sòls agrícoles alcalins mediterranis, i més concretament el seu paper per a millora de la retenció de nutrients en relació al potencial augment de la capacitat d’intercanvi catiònic (CIC) del sòl 18 mesos després de la seva aplicació en parcel·les de camp. Les conclusions finals no han estat del tot satisfactòries, degut que no s’han trobat diferències en la CIC, havent de rebutjar la hipòtesi de partida. Tot i que hi ha diferents factors que poden ser la causa d’aquests resultats. Una possibilitat, probablement la que dona major explicació, és el poc temps transcorregut des de l’aplicació de biochar fins al moment de les anàlisis.

Proposta 23 habitatges c. Sant Pere Romaní. Molins de Rei

El projecte dona resposta a un programa de residència col•lectiva de promoció pública, consistent en un màxim de 24 habitatges agrupats en un bloc plurifamiliar, amb les seves corresponents places d’aparcament.L’emplaçament del concurs promogut per l’Institut Català del Sol (INCASOL) és força peculiar. Es tracta d’un solar en el límit NE de la població de Molins de Rei, ubicat precisament en uns terrenys a cavall entre un sol rústic de bosc mediterrani amb una forta pendent i unes preexistències històriques molt puntuals (una masia i una ermita al cim de la muntanya), i un sol industrial de pendent suau, ocupat per grans naus, que s’obre a la plana del Llobregat. El solar es troba deprimit en la seva cara NE, és a dir, el seu nivell base està bastant per sota de la cota del camí que condueix cap el bosc. Per tant, el seu límit és el talús de terra que marca l’inici del terreny feréstec. En canvi, en la vessant SO, no existeix cap impediment a les vistes i a la ventilació, doncs la obertura a la plana del Llobregat és total.Enfront d’aquestes preexistències i atenent també els requeriments tècnics i funcionals presents tant en les bases del concurs com en les necessitats d’avui en dia, el projecte desenvolupat ofereix un conjunt de respostes innovadores als següents temes considerats crucials:1. El respecte al medi ambient i a la cultura del llocEnfront al repte topogràfic, el projecte proposa concentrar els habitatges i garatges en un sol bloc de PB + 3 plantes que no sobrepassa la cota del camí superior, però que se separa el suficient del talús natural posterior per garantir la ventilació creuada. D’aquesta manera es produeixen pocs moviments de terres i l’edifici final, d’ajustada fondària, respecta la muntanya del seu darrera i no manlleva terreny forestal.Vinculant-se també a la cultura del lloc, els acabats exteriors dels habitatges es proposen cromàtica i materialment semblants a la pedra existent en l’entorn, la mateixa que es visualitza en la masia i en l’ermita del bosc. Igualment, el bloc segueix la corbatura natural del carrer, ajustant-se a la alineació de vial per tal de no imposar-se a la morfologia traçada des de temps pretèrits.2. La relació amb l’exteriorLa resposta al lloc comporta també la configuració interna dels habitatges des del conjunt i des de la unitat habitable. Així, la cara NE, junt a la muntanya, es reserva per el corredor de distribució comunitari, al que s’obren de manera tamisada les cambres de rentat i, com a molt, un dormitori. En canvi, la cara SO, oberta a les vistes de la plana, al sol i a la llum més intensa, concentra les sales d’estar i la majoria de dormitoris. Aquestes cambres, a més a més, es perllonguen cap a l’exterior per mitjà duna terrassa coberta susceptible de tancar-se o obrir-se segons els requeriments climàtics de cada moment del dia o de l’època del any, convertint-se així en una estança més de la casa. Climàticament, la terrassa fa les funcions de cambra d’aire quiet al hivern, i de doble protecció solar al estiu.D’altra banda, tenint en compte el caràcter rural del lloc, i considerant que es tracta de l’última edificació de la població abans d’accedir al terreny boscós, es proposen uns habitatges que reforcen el caràcter veïnal del carrer, situats a 80-150 cm de la cota de vial, que gaudeixen d’un jardí privat.3. La innovació tipològica i la optimització del espaiInteriorment, la superfície dels habitatges s’optimitza de manera que en ells hi apareixen els mínims distribuïdors, per tal d’evitar passadissos i passos constrenyits. La relació de la sala i el menjador es produeix en diagonal, proposant-se la ubicació de la cuina en el centre de la casa. D’aquesta manera, es dona resposta a les necessitats de vida actuals, on els espais principals dels habitatges demanen una certa flexibilitat en les seves funcions.Igualment es proposa de manera innovadora la generació d’un distribuïdor amb un rentamans doble, que dona accés tant al bany de la casa com a la zona de rentat, tant necessària en qualsevol habitatge. Aquesta peça ventila a l’exterior a través d’una gelosia i garanteix les funcions d’estenedor. D’aquesta manera, la ‘pica exterior’ pot satisfer a través d’un sol element diverses funcions, estalviant així espai i flexibilitzant el seu ús. 4. L’accessibilitat i la mobilitat interiorTots els habitatges son visitables amb cadira de rodes a la sala, la cuina, el bany i, com a mínim, una habitació. La manca de passadissos i l’amplitud dels passos i portes així ho permet.De la mateixa manera, existeix un itinerari practicable que uneix la via pública amb l’entrada de cada habitatge, havent-se suprimit en ell totes les barreres arquitectòniques.5. La ecoeficiència i l’acompliment del Codi Tècnic de l’EdificacióLa sostenibilitat de la proposta satisfà diversos paràmetres i alhora aporta solucions novetoses:-minimització de moviments de terres-garatges en planta baixa oberts al pati posterior i, per tant, sense extractors-ventilació creuada en tots els habitatges-assoleiament garantit en tots els habitatges durant les 10 i les 14 hores durant el solstici d’hivern-protecció solar durant l’estiu-safareig ventilat per estendre la roba i per l’estalvi de l’aparell de secadora-façana prefabricada amb cambra interna: transmitància tèrmica idònia per la zona-forats de façana de menys del 40% de la superfície total, tal i com marca el CTE -finestres amb vidres dobles per aïllament del so aeri-utilització de sistemes pre-industrialitzats en un 80% de la superfície d’estructura i en un 80% dels tancaments exteriorsLes instal•lacions tenen en compte els requeriments mediambientals:-diferenciació de canyeries d’aigües negres i pluvials-aparells amb mecanismes d’estalvi d’aigua-tuberies de calefacció vistes que aporten calor suplementari als radiadors-producció d’aigua calenta sanitària amb energia solar-instal•lació d’un aljub de reaprofitament d’aigües pluvials per al rec del jardí-espai de recollida selectiva de residus a les cuines-circuit de pre-instal•lació domòtica

Avaluació energètica a l'edifici CREA

En aquest projecte final de carrera s'ha procurat seguir els passos necessaris per a la realització d'una avaluació energètica en condicions. L'objectiu d'aquesta avaluació no ha estat cap altre que el d'estudiar l'envoltant tèrmica de l'edifici CREA i algunes de les seves instal·lacions, com ara, la d'energia solar tèrmica, calefacció i la instal·lació elèctrica, a més, d'analitzar el sistema de gestió de l'edifici. En cadascuna de les parts analitzades de l'edifici, s'ha fet una proposta de millora i en els casos que ha estat possible, aquesta, s'ha estudiat econòmicament.

Disseny de les instal·lacions d’un geriàtric

Aquest projecte té la finalitat de dissenyar les instal·lacions de climatització i ventilació, protecció contra incendis i evacuació, seguretat d'utilització i accessibilitat, la instal·lació solar tèrmica per a l'obtenció aigua calenta sanitària i la instal·lació elèctrica d’un geriàtric, per tal de obtenir el certificat de la llicència d’activitat.

Design of PCM thermal storage unit for a HVAC system

L'objectiu del projecte és el disseny d'una unitat d'emmagatzematge d'energia térmica que optimitzi i millori l'eficiència del sistema de climatització. Aquesta unitat contindrà materials de canvi de fase (PCM) per emmagatzemar l'energia i estarà acoblada a un sistema de climatització format per una bomba de calor i una unitat de tractament de l'aire.

Thermal energy storage with phase change materials in building envelopes

Els materials de canvi de fase (PCM) han estat considerats per a l’emmagatzematge tèrmic en edificis des de 1980. Amb la inclusió dels PCM en plaques de guix, guix, formigó o altres materials que s’utilitzen per a cobrir les parets, l’emmagatzematge tèrmic pot ser part de les estructures fins i tot en edificis lleugers. Les noves tècniques de microencapsulació han obert moltes possibilitats en aplicacions per a edificis. El treball que es presenta és el desenvolupament d’un formigó innovador mesclat amb PCM microencapsulat, amb un punt de fusió de 26 oC i una entalpia de canvi de fase de 110 kJ/kg. El primer experiment va ser la inclusió del PCM microencapsulat dins del formigó i la construcció d’una caseta amb aquest nou formigó-PCM. Es va construir una segona caseta al costat de la primera amb les mateixes característiques i orientació però amb formigó convencional que serveix com a referència. Durant els anys 2005 i 2006 es va analitzar el comportament d’ambdues casetes i més tard es va edificar un mur Trombe a la paret sud de totes dues per investigar la seva influència durant la tardor i l’hivern.

Les possibilitats de valorització energètica de la biomassa forestal

La viabilitat econòmica de l’aprofitament energètic de la biomassa forestal ha estat una qüestió controvertida i recurrent durant els darrers anys. Si la generació d’energia amb aquest tipus de biomassa fos competitiva, la demanda s’incrementaria, la rendibilitat econòmica de l’activitat forestal augmentaria i el bosc es revaloraria. Però aquests anhels, compartits per tots, no s’han traduït fins ara en una realitat palpable. Actualment a Catalunya no hi ha cap planta, ni d’energia elèctrica ni tèrmica, que consumeixi prioritàriament biomassa forestal; ans al contrari, la biomassa forestal es va acumulant al bosc any rere any. Aquest estudi ha volgut contribuir a identificar els factors que dificulten l’aprofitament energètic d’aquestabiomassa i suggerir possibles vies de solució.

Influencia de la atmosfera de sinterizacion en la estabilidad termica de ceramicas de hidroxiapatita reforzadas con circona

En este trabajo se estudia la influencia de la atmósfera de sinterización sobre la estabilidad térmica de cerámicas de hidroxiapatita (HA) reforzadas con partículas de circona parcialmente estabilizada con magnesia (Mg-PSZ). Los cuerpos verdes fueron obtenidos por prensado uniaxial y las sinterizaciones se realizaron en aire y en oxígeno húmedo. El estudio por difracción de rayos-X y espectroscopía infrarroja permitió comprobar que la atmósfera húmeda evita la descomposición de la hidroxiapatita, todo lo contrario a lo que sucede en aire donde es evidente la presencia del zirconato cálcico (CZ) en la interfaz entre la partícula de circona y la matriz de HA. La caracterización microestructural de los materiales por Microscopía Electrónica de Barrido permitió apreciar el desarrollo de tamaño de grano de los materiales sinterizados. El estudio del comportamiento mecánico mediante ensayos de indentación reveló un aumento de la tenacidad a la fractura en el caso de los materiales que presentaban Mg-PSZ con respecto a la HA pura.

Obtencion de recubrimientos autolubricados por proyeccion termica de plasma atmosferico (APS) como alternativa a los lubricantes liquidos

La obtención de recubrimientos con bajos coeficientes de fricción, es una innovadora respuesta a la creciente demanda industrial de alternativas para los tradicionales sistemas lubricados con aceites. Para este fin, la introducción de un sólido lubricante, en una matriz con buenas propiedades mecánicas, ha de conferir al conjunto un bajo coeficiente de fricción y mejorar la resistencia al desgaste del recubrimiento, favoreciendo además, la utilización a elevadas temperaturas, en las que los lubricantes líquidos convencionales presentan limitaciones. En el Centro de Proyección Térmica (CPT) de la Universidad de Barcelona se han obtenido mediante proyección de Plasma Atmosférico (APS) recubrimientos autolubricados de Ni-Grafito y Cr2O3-CaF2, estudiando con especial interés las propiedades y el efecto que produce el grafito y el CaF2 en las matrices metálica y cerámica respectivamente. Se ha determinado en los dos casos que el desgaste originado en los recubrimientos es bajo, si bien los coeficientes de fricción varían ostensiblemente en función del sistema indicado. Los resultados obtenidos indican que el recubrimiento de Ni-Grafito posee un comportamiento idóneo capaz de competir con los tradicionales lubricantes líquidos.

Magnetoestratigrafía de las sucesiones cenozoicas de la cuenca de As Pontes(La Coruña, Noroeste de España).

La cuenca terciaria de As Pontes (Noroeste de España), asociada a un corredor de fallas transcurrentes de dirección NW-SE, ha sido datada mediante magnetoestratigrafia, para lo cual se han estudiado un total de cuatro sucesiones magnetoestratigráficas. Las litologías estudiadas han sido sobre todo arcillas aluviales y palustres-lacustres, con un contenido variable de materia orgánica. En total se han desmagnetizado unos 900 especímenes, mediante desmagnetización térmica y por campos alternantes. Los minerales responsables de la magnetización en las rocas estudiadas son la magnetita y los sulfuros de hierro. A partir de los datos paleomagnéticos, se puede establecer que la sedimentación en la cuenca comenzó en el cron 10r (parte alta del Starnpiense) y se prolongó, como mínimo, hasta el subcron 6AAr.2n (Aquitaniense superior). Así, la duración de la sedimentación en la cuenca fue de unos 6,2 Ma, abarcando desde la última parte del Oligoceno temprano hasta el Mioceno temprano. La correlación magnetoestratigráfica de las diferentes sucesiones de la cuenca ha permitido establecer una correlación cronológica muy precisa a escala de cuenca, determinando la casi total isocronía de la mayor parte de los diferentes niveles de lignito y de las unidades litoestratigráficas de la cuenca. Por otro lado, las declinaciones medias muestran una rotación de 9'+4' para el relleno sedimentario de la cuenca de As Pontes, en sentido horario con respecto a la declinación del Oligoceno-Mioceno, coherente con el movimiento dextrógiro del corredor de fallas transcurrentes de dirección NW-SE. La datación del registro sedimentario de la cuenca de As Pontes permite establecer que los sistemas de fallas transcurrentes de orientación NW-SE del noroeste de la Península Ibérica fueron fuertemente activos desde la última parte del Oligoceno temprano hasta el Mioceno temprano. La finalización del movimiento principal de estos sistemas de fallas coincidió con el fin de actividad del margen entre la microplaca Ibérica y la placa Europea. Esto implicaría que el final de la actividad tectónica principal coincide en el ofshore y en el onshore del NW peninsular.

Digitalización del sistema de control de nivel en calentadores y tanques de drenaje de una Central Nuclear

Contexto Una central nuclear, al igual que cualquier otro tipo de central generadora de energía eléctrica, mediante turbinas de vapor, está basada en un proceso termodinámico. El rendimiento de las mismas es función del salto entálpico del vapor, para mejorarlo las centrales están constituidas por un ciclo compound formado por turbina de alta presión y turbinas de baja presión, y un ciclo regenerativo consistente en calentar el agua de alimentación antes de su introducción a los generadores de vapor. Un ciclo regenerativo está basado en etapas de calentadores o cambiadores de calor para aprovechar al máximo la energía térmica del vapor, este proyecto está basado en la mejora y optimización del proceso de control de estos para contribuir a mejorar el rendimiento de la central. Objetivo Implementar un sistema de control que nos permita modernizar los clásicos sistemas basados en controles locales y comunicaciones analógicas. Mejorar el rendimiento del ciclo regenerativo de la central, aprovechando las mejoras tecnológicas que ofrece el mercado, tanto en el hardware como en el software de los sistemas de instrumentación y control. Optimizar el rendimiento de los lazos de control de cada uno de los elementos del ciclo regenerativo mediante estrategias de control. Procedimiento Desarrollo de un sistema de control actualizado considerando, como premisa principal, la fiabilidad del sistema, el análisis de fallos y la jerarquización del riesgo. Análisis y cálculo de los lazos de control considerando las premisas establecidas. Configuración de los lazos mediante estrategias de control que nos permitan optimizar y minimizar los efectos del fallo. Para ello se han utilizado parámetros y datos extraídos de la Central Nuclear de Ascó. Conclusiones Se ha modernizado y optimizado el sistema de control mejorando el rendimiento del ciclo regenerativo. Se ha conseguido un sistema más fiable, reduciendo el riesgo del fallo y disminuyendo los efectos de los mismos. El coste de un proyecto de estas características es inferior al de un sistema convencional y ofrece más posibilidades. Es un sistema abierto que permite utilizar e interconectar equipos de diferentes fabricantes, lo que favorece tanto el mantenimiento como las posibles ampliaciones futuras del sistema.

Tribologia de Recubrimientos de Cermet/NiCrBSi Aplicables a la Obtencion de Recubrimientos y Conformados Resistentes al Desgaste

El trabajo consta de un completo estudio tribológico del sistema WX que consiste en la mezcla mecánica de WC-12Co y NiCrBSi en diferentes proporciones: 20% NiCrBSi (W2), 40% NiCrBSi (W4) y 60% NiCrBSi (W6). Los recubrimientos se han obtenido por proyección térmica de alta velocidad (HVOF). Para todos los sistemas, el coeficiente de fricción es menor que 0.5 y la energía intercambiada entre el par friccionante y el recubrimiento es inferior a 10 KJ. Para cuantificar el desgaste por fricción se han utilizado la profundidad de la huella y el volumen perdido durante el ensayo, obtenidos mediante Interferometría de Barrido de Luz Blanca (SLWI) y SEM. La profundidad de la huella sigue una evolución directamente proporcional al contenido en NiCrBSi. Un mayor contenido en WC-12Co aumenta la resistencia al desgaste por fricción y disminuye la velocidad de desgaste por abrasión (ensayo Rubber Wheel). En los recubrimientos obtenidos, no se observa difusión entre las fases, la adherencia con el sustrato es excelente, la porosidad menor al 2% y se produce un incremento de la dureza del recubrimiento debido al endurecimiento por trabajo de la matriz causada por impacto.