Comportamiento tribomecánico de sistemas de sustrato: recubrimiento duros

En aplicaciones como la conformación en frío, donde los metales duros recubiertos con películas de naturaleza cerámica son ampliamente empleados, la existencia de un contacto mecánico repetitivo induce tensiones Hertzianas y origina el fallo por fatiga. En este trabajo, se investigan diversos recubrimientos cerámicos depositados por deposición física desde fase vapor sobre calidades diferentes de metal duro y un acero rápido pulvimetalúrgico para evaluar sus respectivas respuesta al contacto y comportamiento a fatiga. El trabajo experimental incluye la caracterización de los sistemas mediante ensayos de rayado y nanoindentación y la evaluación de las curvas tensión-deformación de indentación esférica de los sustratos, tanto desnudos como recubiertos, poniendo especial atención en determinar las tensiones de contacto críticas asociadas a la deformación plástica y a la aparición de grietas circulares en la superficie recubierta. A este estudio, le siguen numerosos ensayos a fatiga a cargas inferiores a aquéllas identificadas como críticas bajo carga monotónica y para un número de ciclos comprendido entre 1.000 y 1.000.000 de ciclos. Los resultados experimentales indican que las películas cerámicas no parecen desempeñar un papel relevante en la aparición de la cedencia plástica, siendo la deformación plástica global controlada por la deformación del sustrato. No obstante, para tensiones elevadas de indentación durante el régimen plástico, existe la aparición de grietas circulares en los recubrimientos cerámicos. Además, la aparición de las mismas es sensible a la fatiga por contacto. Este análisis mecánico se complementa con una inspección detallada del daño generado en profundidad y superficie.

Caracteritació de models funcionals d'àmfores romanes mitjançant Finite Element Analysis

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Laboratory of Archaeometry del National Centre of Scientific Research “Demokritos” d’Atenes, Grècia, entre juny i setembre 2006. Aquest estudi s’emmarca dins d’un context més ampli d’estudi del canvi tecnològic que es documenta en la producció d’àmfores de tipologia romana durant els segles I aC i I dC en els territoris costaners de Catalunya. Una part d’aquest estudi contempla el càlcul de les propietats mecàniques d’aquestes àmfores i la seva avaluació en funció de la tipologia amforal, a partir de l’Anàlisi d’Elements Finits (AEF). L’AEF és una aproximació numèrica que té el seu origen en les ciències d’enginyeria i que ha estat emprada per estimar el comportament mecànic d’un model en termes, per exemple, de deformació i estrès. Així, un objecte, o millor dit el seu model, es dividit en sub-dominis anomenats elements finits, als quals se’ls atribueixen les propietats mecàniques del material en estudi. Aquests elements finits estan connectats formant una xarxa amb constriccions que pot ser definida. En el cas d’aplicar una força determinada a un model, el comportament de l’objecte pot ser estimat mitjançant el conjunt d’equacions lineals que defineixen el rendiment dels elements finits, proporcionant una bona aproximació per a la descripció de la deformació estructural. Així, aquesta simulació per ordinador suposa una important eina per entendre la funcionalitat de ceràmiques arqueològiques. Aquest procediment representa un model quantitatiu per predir el trencament de l’objecte ceràmic quan aquest és sotmès a diferents condicions de pressió. Aquest model ha estat aplicat a diferents tipologies amforals. Els resultats preliminars mostren diferències significatives entre la tipologia pre-romana i les tipologies romanes, així com entre els mateixos dissenys amforals romans, d’importants implicacions arqueològiques.

Estudi de la reductibilitat de catalitzadors basats en cobalt i el seu comportament en la reacció de desplaçament de gas d'aigua de CO

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la universitat d'Udine, Itàlia, entre setembre i desembre del 2006.S'han caracteritzat mitjançant la reducció a temperatura programada i tests catalítics catalitzadors en pols basats en cobalt i supostats en òxid de zinc i monòlits ceràmics funcionaliltzats també amb cobalt i òxid de zinc. L'addició de promotors (manganès, crom i ferro ) als catalitzadors en pols, preparats per impregnació i precipitació, no afecta significativament ni la temperatura a la qual té lloc la reducció ni al percentatge global de reducció. En els cicles de reducció-oxidació sí que s'observen diferències entre el primer perfil de reducció i els següents, especialment en el cas de la mostra que té ferro com a promotor, on les diferències s'accentuen en cicles successius (fins al quart). S'ha evaluat l'activitat d'aquests catalitzadors en la reacció de desplaçament de gas d'aigua, obtenint uns resultats satisfactoris. Finalment s'han realitzat reduccions a temperatura programada i tests catalítics en la reacció de desplaçament de gas d'aigua amb monòlits funcionalitzats amb cobalt i òxid de zinc (en cap d'ells s'ha introduït promotors). El nivell de conversió assolit és menor que en el cas de catalitzadors en pols, fet que s'associa a la geometria d'aquests sistemes catalítics, però la relació CH4/CO2 és més favorable que en els catalitzadors en pols, el que els converteix en sistemes molt selectius.

Estudi de tecnologies a través de ressonadors acoblats per a la síntesi de filtres

Aquest treball és un estudi de viabilitat sobre una tecnologia, actualment molt desenvolupada i de baix cost, per a la implementació de circuits de microones anomenada LTCC (Low Temperature Cofired Ceramic), i que permet, entre altres coses, la implementació i miniaturització dels dissenys de circuits de RF i microones gràcies als processos de fabricació i als materials que empra. S’ha comparat aquesta tecnologia, que està a l’abast de la UAB ja que s’utilitza en el departament de química, amb la tecnologia utilitzada en el departament d’electrònica de la UAB, i que es basa en un substrat anomenat Rogers3010. Les característiques electromagnètiques d’uns i altres materials, i les limitacions tecnològiques i de fabricació d’ambdues tecnologies han sigut la base d’aquest estudi.

Suitability of containers from different sources as breeding sites of Aedes aegypti (L.) in a cemetery of Buenos Aires City, Argentina

Cemeteries are ideal urban areas to study the importance of different types of containers as breeding sites of Aedes aegypti (L.). In the present study, the suitability of plastic, glass, ceramic and metal containers was evaluated in four patches within a cemetery of Buenos Aires City, Argentina. Between October 1998 and May 2000, we found 215 breeding sites of Ae. aegypti out of 13,022 water-filled containers examined. In two patches containing microenvironments sheltered from the sun, the use of the different types of containers was proportional to the offer (correlation coefficient = 0.99, P < 0.05 in both cases). In the remaining patches, plastic and metal containers were the most and less frequent breeding sites, respectively (P < 0.001 in both cases). The number of immatures per breeding site (median = 4.5) did not show significant differences among the four types of containers examined (H3, 215 = 1.216, P = 0.749). Differences found in patches from a same cemetery suggest that different microenvironmental conditions affect the suitability of each type of container for Ae. aegypti breeding. Plastic containers appeared as key breeding sites that should be removed to reduce the Ae. aegypti population in the study area.

An R Library for Compositional Data Analysis in Archaeometry

Compositional data naturally arises from the scientific analysis of the chemicalcomposition of archaeological material such as ceramic and glass artefacts. Data of thistype can be explored using a variety of techniques, from standard multivariate methodssuch as principal components analysis and cluster analysis, to methods based upon theuse of log-ratios. The general aim is to identify groups of chemically similar artefactsthat could potentially be used to answer questions of provenance.This paper will demonstrate work in progress on the development of a documentedlibrary of methods, implemented using the statistical package R, for the analysis ofcompositional data. R is an open source package that makes available very powerfulstatistical facilities at no cost. We aim to show how, with the aid of statistical softwaresuch as R, traditional exploratory multivariate analysis can easily be used alongside, orin combination with, specialist techniques of compositional data analysis.The library has been developed from a core of basic R functionality, together withpurpose-written routines arising from our own research (for example that reported atCoDaWork'03). In addition, we have included other appropriate publicly availabletechniques and libraries that have been implemented in R by other authors. Availablefunctions range from standard multivariate techniques through to various approaches tolog-ratio analysis and zero replacement. We also discuss and demonstrate a smallselection of relatively new techniques that have hitherto been little-used inarchaeometric applications involving compositional data. The application of the libraryto the analysis of data arising in archaeometry will be demonstrated; results fromdifferent analyses will be compared; and the utility of the various methods discussed

Compositional data analysis in archaeometry

We shall call an n × p data matrix fully-compositional if the rows sum to a constant, and sub-compositional if the variables are a subset of a fully-compositional data set1. Such data occur widely in archaeometry, where it is common to determine the chemical composition of ceramic, glass, metal or other artefacts using techniques such as neutron activation analysis (NAA), inductively coupled plasma spectroscopy (ICPS), X-ray fluorescence analysis (XRF) etc. Interest often centres on whether there are distinct chemical groups within the data and whether, for example, these can be associated with different origins or manufacturing technologies

La cascarilla cerámica y su uso innovador

The ceramic shell is a material mainly used for making foundry molds. This research demonstrates that ceramic shell can be used for making sculptures with exceptional definition in its finish. The research has identified a number of advantages of the material to meet the challenges of an artist during the making of a sculpture. The research has been developed in six stages: In the first stage data were collected from the chaff as the process material. This was the starting point for research. In the second stage, we have set the appropriate composition of the slurry, both in percentage and type of binder, and firing curve. To this end, we evaluated the application characteristics, thickness, drying, mechanical strength, the reduction coefficient and porosity. In the third stage it was observed that the husk is suitable for all types of materials acting as support. It was also found that the slurry can be used with various sculptural processes: modeling, molding using silicone or plaster mold, shuttering, with internal metal frame, and so on. In addition, we have established methods to repair and modify the husk by hand and power tools. In the fourth stage we have found ways to modify the surface of the husk with other minerals that affect the structure: introduction of filing of copper, bronze and iron in the slurry ceramics, different staining procedure in hot or cold, by enamel slip, and so on. In the fifth stage sculptures were made using the methods established in the previous stages, to verify this hypothesis. The sixth stage, which is annexed, contains a new method to process the ceramic shell as a mold in casting that emerged from the proven methods in the investigation.

Synthesis of bone-like structured foams

Here we present a processing route to produce multi-structured ceramic foams based on the combination of particle-stabilized foams with polymeric sponges to produce positive and negative templating structures. Polyester sponges are infiltrated with freshly produced calcium aluminate alumina foams and upon sintering either positive templating structures are produced when wetting the sponges, or negative templating foams with a percolating pore network are obtained when completely filling the sponges. Additionally, by combining different layers of these particle-stabilized foam infiltrated sponges, various different structures can be produced, including sandwich structures, pore size gradients, and ceramic bone-like structures applying to different types of bone. The particle-stabilized foams used were in situ self-hardening calcium aluminate cement enriched alumina foams to obtain crack-free samples with pore interconnections and tailorable pore sizes.

Desenvolupament de pastes ceràmiques per a la fabricació de rajoles de baixa porositat

L’objectiu principal del projecte és el desenvolupament de noves formulacions de pastes ceràmiques per a la fabricació de rajoles ceràmiques no esmaltades per a paviments amb les següents característiques: baixa porositat, elevada resistència a la flexió, i baixa absorció d’aigua. La qualitat de les rajoles ceràmiques depèn, entre d’altres factors, de la porositat oberta a la superfície. Aquesta porositat es relaciona directament amb l’absorció d’aigua en condicions normalitzades. Si la porositat oberta és baixa, les rajoles presenten major resistència als esforços, a la climatologia variable, i als agents agressius externs (com els productes de neteja). Per tal de disminuir la porositat de les rajoles ceràmiques, sense perjudicar-ne l’aspecte extern, i atès que l’ús de materials fundents comporta aquest efecte no desitjat, s’estudia la introducció del vidre triturat. El vidre presentaria una reactivitat mínima amb la resta dels components de les pastes, i les partícules de vidre reduirien la interconnexió entre porus. El segon objectiu és la determinació de la influència que té cadascun dels paràmetres del procés (barreja, extrusió, assecatge, cocció i refredament) sobre les característiques anteriorment citades del producte final

Gènere i identitats en la construcció d'una comunitat colonial a Empúries (segles VI-V a.C.)

El projecte de recerca ha analitzat la complexitat ètnica, social i de gènere de l’assentament colonial d’Empúries a partir d’un exhaustiu estudi contextual dels materials ceràmics d’ús quotidià provinents de diferents sectors excavats als anys vuitanta a la Neàpolis empuritana (N-7000, N-5000 i N-1000). Aquests sectors datats els segles V i IV a.C., corresponen a un moment en el qual s’està construint una identitat colonial diferenciada en l’espai emporità. La comparació dels aixovars domèstics usats quotidianament pels habitants d’aquest tres sectors situats en punts distants de la Neàpolis mostra que estem davant d’un assentament colonial molt heterogeni, on conflueixen materialitats, tradicions tecnològiques i pràctiques quotidianes iberes, gregues i híbrides. Els estudis de materials confirmen que no va existir una segregació espacial entre poblacions d’origen grec i iber en aquest assentament i suggereixen la cohabitació de gent –tant d’homes com de dones- d’origen grec i iber a les diferents àrees estudiades d’aquest assentament portuari. En el registre material ceràmic de totes les zones estudiades s’observa un predomini dels productes ceràmics de tradició grega (colonials o àtics) en els serveis de taula, però no així en els estris utilitzats a la cuina, que són majoritàriament de tradició ibera. També els materials ceràmics relacionats amb l’emmagatzematge domèstic i amb el transport i el comerç (àmfores) són predominantment ibers. Aquest patró suggereix que els ibers que van cohabitar amb els grecs al port emporità no van assumir en tots els casos posicions subalternes, sinó que tingueren un rol rellevant en la gestió econòmica i comercial d’aquest espai portuari.

Surface deterioration of dental materials after simulated toothbrushing in relation to brushing time and load.

OBJECTIVES: (1) To evaluate the changes in surface roughness and gloss after simulated toothbrushing of 9 composite materials and 2 ceramic materials in relation to brushing time and load in vitro; (2) to assess the relationship between surface gloss and surface roughness. METHODS: Eight flat specimens of composite materials (microfilled: Adoro, Filtek Supreme, Heliomolar; microhybrid: Four Seasons, Tetric EvoCeram; hybrid: Compoglass F, Targis, Tetric Ceram; macrohybrid: Grandio), two ceramic materials (IPS d.SIGN and IPS Empress polished) were fabricated according to the manufacturer's instructions and optimally polished with up to 4000 grit SiC. The specimens were subjected to a toothbrushing (TB) simulation device (Willytec) with rotating movements, toothpaste slurry and at three different loads (100g/250g/350g). At hourly intervals from 1h to 10h TB, mean surface roughness Ra was measured with an optical sensor and the surface gloss (Gl) with a glossmeter. Statistical analysis was performed for log-transformed Ra data applying two-way ANOVA to evaluate the interaction between load and material and load and brushing time. RESULTS: There was a significant interaction between material and load as well as between load and brushing time (p<0.0001). The microhybrid and hybrid materials demonstrated more surface deterioration with higher loads, whereas with the microfilled resins Heliomolar and Adoro it was vice versa. For ceramic materials, no or little deterioration was observed over time and independent of the load. The ceramic materials and 3 of the composite materials (roughness) showed no further deterioration after 5h of toothbrushing. Mean surface gloss was the parameter which discriminated best between the materials, followed by mean surface roughness Ra. There was a strong correlation between surface gloss and surface roughness for all the materials except the ceramics. The evaluation of the deterioration curves of individual specimens revealed a more or less synchronous course suspecting hinting specific external conditions and not showing the true variability in relation to the tested material. SIGNIFICANCE: The surface roughness and gloss of dental materials changes with brushing time and load and thus results in different material rankings. Apart from Grandio, the hybrid composite resins were more prone to surface changes than microfilled composites. The deterioration potential of a composite material can be quickly assessed by measuring surface gloss. For this purpose, a brushing time of 10h (=72,000 strokes) is needed. In further comparative studies, specimens of different materials should be tested in one series to estimate the true variability.

Deposições rituais de vasos cerâmicos em contextos domésticos: os exemplares do povoado calcolítico fortificado do Outeiro Redondo (Sesimbra)

A identificação de dois recipientes colocados ritualmente em posição invertida, conotáveis com a derradeira fase de ocupação do povoado calcolítico do Outeiro Redondo (Sesimbra), e deste modo com uma cerimónia de abandono do próprio sítio arqueológico, conduziu à procura de exemplos comparáveis. Tal procura estendeu‑se, depois, às evidências de utilização ritual, em contextos habitacionais, de recipientes cerâmicos, desde a época a que pertencem os exemplares em causa, até ao Período Romano. Teve‑se ainda em consideração o contributo da Etnografia e da Arqueologia africana, através da experiência do signatário, relacionada com intervenção arqueológica que dirigiu em unidade doméstica do século XVII/XVIII da ilha de São Vicente (República de Cabo Verde). Sem se pretender assumir a continuidade desta prática ritual no actual território português, desde o Calcolítico até pelo menos à Época Romana, por poder tratar‑se de uma simples convergência, recorrentemente verificada ao longo da Idade do Bronze e do Ferro. Como se deverá interpretar o achado do Outeiro Redondo? As evidências assinaladas através do uso ritual de recipientes cerâmicos em contextos habitacionais podem ter um significado ligado ao próprio quotidiano, como no povoado de Fraga da Pena (Fornos de Algodres). Aquelas afiguram‑se, contudo, mais abundantes e expressivas no que se refere quer às práticas de natureza fundacional, quer às relacionadas com o abandono; por vezes, dada a presença de aves sacrificadas, tais rituais poderiam também revestir uma função propiciatória, que não é incompatível com as duas funções mencionadas, também elas não incompatíveis entre si.

Deposições rituais de vasos cerâmicos em contextos domésticos: os exemplares do povoado calcolítico fortificado do Outeiro Redondo (Sesimbra)

A identificação de dois recipientes colocados ritualmente em posição invertida, conotáveis com a derradeira fase de ocupação do povoado calcolítico do Outeiro Redondo (Sesimbra), e deste modo com uma cerimónia de abandono do próprio sítio arqueológico, conduziu à procura de exemplos comparáveis. Tal procura estendeu‑se, depois, às evidências de utilização ritual, em contextos habitacionais, de recipientes cerâmicos, desde a época a que pertencem os exemplares em causa, até ao Período Romano. Teve‑se ainda em consideração o contributo da Etnografia e da Arqueologia africana, através da experiência do signatário, relacionada com intervenção arqueológica que dirigiu em unidade doméstica do século XVII/XVIII da ilha de São Vicente (República de Cabo Verde). Sem se pretender assumir a continuidade desta prática ritual no actual território português, desde o Calcolítico até pelo menos à Época Romana, por poder tratar‑se de uma simples convergência, recorrentemente verificada ao longo da Idade do Bronze e do Ferro. Como se deverá interpretar o achado do Outeiro Redondo? As evidências assinaladas através do uso ritual de recipientes cerâmicos em contextos habitacionais podem ter um significado ligado ao próprio quotidiano, como no povoado de Fraga da Pena (Fornos de Algodres). Aquelas afiguram‑se, contudo, mais abundantes e expressivas no que se refere quer às práticas de natureza fundacional, quer às relacionadas com o abandono; por vezes, dada a presença de aves sacrificadas, tais rituais poderiam também revestir uma função propiciatória, que não é incompatível com as duas funções mencionadas, também elas não incompatíveis entre si.

A estação arqueológica de Salamansa (ilha de São Vicente, República de Cabo Verde)

Apresentam‑se os principais resultados obtidos nas duas missões arqueológicas patrocinadas pelo Centro Português de Actividades Subaquáticas (CPAS) à ilha de São Vicente (República de Cabo Verde), em 1998 e em 2005. Em 1998, confirmou‑se o efectivo interesse arqueológico do sítio, localizado sobre o mar, em local abrigado da vasta baía de Salamansa, situada na parte setentrional da ilha, tendo‑se registado a respectiva extensão e estratigrafia e procedido à colheita de amostras para datação. Embora os resultados dessa campanha tivessem sido publicados, indicando estação de carácter habitacional, revelada pela notável acumulação de conchas, acompanhada de abundantes fragmentos de cerâmicas manuais, de produção africana, mantinha‑se indefinida a sua verdadeira natureza. Impunha‑se, assim, proceder à escavação integral da área que ainda subsistia da estação — sujeita de forma contínua a forte erosão marinha — bem como à colheita de novos materiais para datação, de forma a confirmar as conclusões preliminares anteriormente obtidas, objectivos que se concretizaram em 2005. Deste modo, foi possível concluir que, contrariando a hipótese, de início considerada, de poder corresponder a um testemunho da ocupação da ilha em época anterior à chegada dos Portugueses — hipótese que já as primeiras datas de radiocarbono contradiziam — se trata de um sítio onde uma unidade habitacional construída por muros de pedra seca, de planta ortogonal, revela inspiração europeia, aliás sublinhada pelos materiais exumados, onde estão representados produtos com tal origem, como cachimbos de caulino, vidros, faianças portuguesas, e projécteis de armas de fogo, a par de objectos oriundos do Extremo Oriente, num quadro dominado pelas produções cerâmicas africanas. Esta situação evidencia um estabelecimento cuja ocupação se centrou no século XVII, conforme indicam os materiais recolhidos e os resultados das datações obtidas, francamente aberto aos contactos de longa distância, apesar do isolamento do local escolhido. Os restos faunísticos recolhidos, com a presença deburro e de boi, sugerem um estacionamento sedentário, sendo a alimentação assegurada essencialmente pela captura de tartarugas, pela pesca e pela recolecção de moluscos marinhos (especialmente grandes lapas) e complementada pelo consumo de cabra, que poderia ser doméstica ou caçada, dado o estado selvagem a que retornou ali esta espécie. na última parte do trabalho, discutem‑se as diversas hipóteses susceptíveis de explicar esta estação — desde um entreposto comercial relacionado com a exploração agro‑pecuária da ilha de Santo Antão, passando por pequeno estabelecimento especializado de apoio à navegação, com a produção de carne salgada de tartaruga, até ter constituído refúgio relacionado com a intensa pirataria vigente à época no arquipélago, tendo presente os elementos históricos conhecidos, que, aliás, indicam que o início da ocupação permanente de São Vicente só se produziu a partir da segunda década do século XIX. Seja como for, a forte componente cultural africana revelada pelo espólio destes primeiros ocupantes da ilha expressa‑se também pelos rituais que terão envolvido o abandono do estabelecimento, com o enterramento de dois vasos emborcados sob o chão da habitação explorada, e a deposição de uma pequena taça, nas mesmas circunstâncias, junto à parede da mesma, do lado externo.