La materialización de ideas: realidades, necesidades, oportunidades, encuentros y desencuentros

Dado el nivel de actuación que han tenido en nuestra historia y pueden tener en la época actual los materiales, se presenta en este trabajo un análisis de la realidad de quien trabaja con los mismos ya sea buscando un acercamiento emocional, un ambiente más sostenible o una nueva tecnología. Se pretende: conocer la importancia de los materiales; contextualizar el trabajo de diseñadores, arquitectos, ecologistas y científicos en relación a los materiales; detectar materiales innovadores; caracterizar las aplicaciones y prestaciones de los materiales encontrados y descontextualizar algunos de ellos; determinar la relación material-sostenibilidad-innovación; implementar conceptos innovadores en el desarrollo de producto; estudiar las necesidades que los diferentes perfiles de profesionales plantean frente a un sistema de gestión e información como Mater, Centro de Materiales (FAD. Fomento de las Artes y del Diseño).

Síntesi i estudi de les propietats de fotoluminescència de nanoestructures de sulfur de cadmi

S’han sintetitzat estructures de CdS a partir de sílice mesoporosa (SBA-15, SBA-16 i KIT-6) pel mètode del motlle rígid i s’han caracteritzat mitjançant TEM i XRD, i se n’han estudiat les seves propietats de fotoluminescència mitjançant CSLM. Els resultats obtinguts s’han comparat amb una mostra de CdS comercial. El CdS SBA-15 ha conservat l’estructura mesoporosa del motlle, mentre que en els altres dos casos s’ha mantingut només de manera parcial. Per a totes les mostres, la mida de partícula es troba en el rang dels 3-10 nm. Pel que fa a l’estructura, s’ha detectat fase wurtzita i zinc-blenda, en diferents percentatges entre elles. La formació de wurtzita pot ser en part responsable del col·lapse parcial de la mesostructura. El pic de màxima emissió en l’espectre de fotoluminescència es desplaça entre les diferents estructures segons la mida de partícula. L’amplada del pic varia en funció del grau de dispersió de partícula, de manera que s’observa que aquesta és inferior en les mostres sintetitzades respecte de la comercial.

Materials porosos per liofilització: els liogels

En aquest treball sobre materials porosos obtinguts per liofilització, s’ha demostrat que es poden produir materials anàlegs als aerogels de sílice mitjançant un procés de congelació i posterior sublimació. Malgrat les dificultats que es presenten en el procés de congelació, s’ha aconseguit un nou producte que hem denominat LIOGELS (per diferenciar-los dels aerogels) amb més o menys graus de monoliticitat segons la composició i el procés realitzat. S’han estudiat diversos sistemes de congelació, principalment amb nitrogen líquid i en la cambra del liofilitzador a -80ºC, però també s’han comparat els resultats de congelacions de gels amb tert-butanol a 12ºC (el tert-butanol fon a 25,69ºC). S’han sintetitzat diferents tipus de gels, de cara a la seva liofilització posterior. Alguns dels gels s’han deixat assecar amb molta cura i molt lentament per produir xerogels monolítics, amb l’objectiu de comparar les estructures dels aerogels, els xerogels i els nous liogels produïts en aquest treball. Per tal d’aconseguir líquids de rentat que al congelar no trenquessin l’estructura, s’han buscat les mescles idònies de dissolvents (que no canviessin de volum al congelar). S’ha instal·lat un equip de liofilització a l’Icmab, que s’ha utilitzat per elaborar les mostres estudiades. L’equip de liofilització té fonamentalment dos modes de funcionament: sublimació a través d’un "manifold" i dins d’una cambra amb safates. Per a la caracterització de les mostres dels nous materials obtinguts, s’ha utilitzat l’equip BET, i els equips de microscòpia electrònica SEM i TEM de l’ICMAB. S’han avaluat els resultats obtinguts amb l’equip de porosimetria (BET) i s’han analitzat les fotografies del SEM i del TEM, fent les oportunes comparacions entre aerogels i liogels, i entre aquests i els xerogels.

Development of an optimized methodology for tensile testing of carbon steels in hydrogen environment

The study was performed at OCAS, the Steel Research Centre of ArcelorMittal for the Industry market. The major aim of this research was to obtain an optimized tensile testing methodology with in-situ H-charging to reveal the hydrogen embrittlement in various high strength steels. The second aim of this study has been the mechanical characterization of the hydrogen effect on hight strength carbon steels with varying microstructure, i.e. ferrite-martensite and ferrite-bainite grades. The optimal parameters for H-charging - which influence the tensile test results (sample geometry type of electrolyte, charging methods effect of steel type, etc.) - were defined and applied to Slow Strain Rate testing, Incremental Step Loading and Constant Load Testing. To better understand the initiation and propagation of cracks during tensile testing with in-situ H-charging, and to make the correlation with crystallographic orientation, some materials have been analyzed in the SEM in combination with the EBSD technique. The introduction of a notch on the tensile samples permits to reach a significantly improved reproducibility of the results. Comparing the various steel grades reveals that Dual Phase (ferrite-martensite) steels are more sensitive to hydrogen induced cracking than the FB (ferritic-bainitic) ones. This higher sensitivity to hydrogen was found back in the reduced failure times, increased creep rates and enhanced crack initiation (SEM) for the Dual Phase steels in comparison with the FB steels.

Sala blanca para procesos de deposición y litografía de materiales y nanomateriales

En esta memoria se presenta el trabajo desarrollado para conseguir los siguientes objetivos: analizar y determinar las mejoras a la actual sala blanca; diseñar una Sala Blanca en la nueva ubicación propuesta que cumpla los requisitos y condicionantes del proyecto; proporcionar la distribución óptima del espacio para facilitar los procesos que se desarrollan; seleccionar los elementos y materiales adecuados para poder garantizar un funcionamiento y uso adecuado; cumplir con la normativa vigente en materia de seguridad, diseño e instalación de salas blancas.

Internet com a laboratori virtual dins de l'ensenyament d'Enginyeria de Materials

L’objectiu principal d’aquest projecte és seleccionar i exposar una sèrie de recursos disponibles a Internet, que permetin complementar o facilitar l’aprenentatge dels continguts de la titulació d’Enginyeria de Materials. Al llarg del treball es presenten un total de 124 animacions de diferents temàtiques. La majoria d’elles provenen de pàgines web d’universitats i centres involucrats en l’estudi de materials. També s’exposa una animació d’elaboració pròpia, així com el fonament teòric en què es basa. Cal destacar que l’ús d’applets en l’ensenyament d’Enginyeria de Materials no implica una despesa econòmica extra, i que està d’acord amb les directrius de generar els mínims residus i de fomentar la reducció en origen, establertes en el Pla d’Acció Local per a la Sostenibilitat de la UAB. Gràcies també a la facilitat d’ús, els applets tenen un futur prometedor en l’ensenyament de moltes matèries.

Eficiència energètica i consum de recursos: una estimació de l'efecte rebot a Catalunya

L’efecte rebot és aquell mecanisme a través del qual una millora de l’eficiència energètica no produeix el potencial estalvi d’energia esperat, o inclús pot fer que n’augmenti el consum. Això és degut a que una millora de l’eficiència energètica produeix un abaratiment del cost de proveir el servei energètic, que n’impulsa la demanda. Aquest treball realitza una revisió de la literatura existent sobre efecte rebot directe; analitza els principals aspectes teòrics i metodològics; i finalment estima, a partir de tècniques economètriques, la magnitud de l’efecte rebot directe per als serveis energètics que utilitzen energia elèctrica a les llars a Catalunya.

La integracion de los discapacitados en el mercado laboral español, año 2008

L'objecte d'aquest treball és l'anàlisi de la situació laboral dels discapacitats al llarg de l'any 2008. Per a la seva elaboració s'ha dut a terme un estudi del tracte que aquest col·lectiu rep per part de les Administracions Públiques, les empreses i la societat en general. Al llarg del treball es donarà una visió detallada de la normativa legal vigent en favor dels discapacitats, de la presència d'aquest col·lectiu en les plantilles de les empreses representades en l'IBEX 35 i de les activitats adreçades a aconseguir la seva plena integració engegades des de les diferents associacions i fundacions espanyoles. Històricament els discapacitats s'han trobat en una situació de clara desavantatge en el mercat laboral, patint taxes d'atur molt superiors a les de la població total. Pel que fa a aquesta circumstància, l'Estat Espanyol, comptant amb el suport d'una extensa xarxa d'organismes no guvernamentals, ha dissenyat una sèrie de mesures legals per tal d'incentivar la contractació d'aquestes persones per part de l'empresariat espanyol. Amb aquest assaig acadèmic es pretén analitzar l'efectivitat d'aquestes mesures i trobar possibles solucions tendents a afavorir la paulatina integració dels discapacitats.

Behavior study of pipes after forming, coating and bending

A study of the main types of coatings and its processes that modern industry commonly apply to prevent to the corrosion due to the environmental effects to energetic market pipelines have been done. Extracting main time and temperature range values, coating heat treatment recreation have been applied to x65 pipelines steel grade samples obtained from a pipe which was formed using UOE forming process. Experimental tensile tests and Charpy V‐Notch Impact test have been carried out for a deeply knowledge of the influence on the steel once this recreations are applied. The Yield Strength and toughness have been improved despite lower values in rupture strain and ductile‐brittle temperature transition have been obtained. Finite Element Method have been applied to simulate the entirely pipe cold bending process to predict the mechanical properties and behaviour of the pipe made from x65 steel grade under different conditions.

Dipòsit i caracterització de capes primes orgàniques de P3HT:PCBM per a aplicacions fotovoltaiques

En un món on el ritme de la societat actual ens ha portat a considerar les energies enovables com a prioritat vital i necessària i en el que es preveu que la demanda energètica augmenti un 50% fins al 2030, l'interès en la recerca de materials emiconductors orgànics per aplicacions de captura solar, ha assolit un potencial enorme de cara al futur. Molts són el avantatges que presenten aquest tipus de materials en front als seus homòlegs inorgànics. La facilitat de fabricació, la utilització de materials més econòmics i amb menys impacte ambiental, així com la possibilitat de produir dispositius flexibles, són algunes de les atractives aracterístiques que presenten aquests materials. No obstant, certs inconvenients om les baixes eficiències energètiques dels dispositius, i la inestabilitat ambiental ue es tradueix en un temps de vida molt reduït, fan que encara s'hagi d'invertir sforç per aconseguir que aquests materials puguin ser utilitzats en el camp de la aptura d'energia solar. El material més prometedor fins a data d'avui és el P3HT:PCBM. Es tracta d'un sistema polímer:molècula lleugera, on el P3HT actua com a component donador del sistema i el PCBM actua com a component acceptor. Les propietats optoelectròniques i eficiències energètiques de combinats orgànics P3HT:PCBM epèn en gran mesura de la seva morfologia i microestructura. Paràmetres com la proporció entre els components, el dissolvent utilitzat en la dissolució, així com 'aplicació de determinats tractaments tèrmics afecten de forma crítica a la seva orfologia. Durant el present treball s'han utilitzat diverses tècniques de caracterització per a estudiar determinades propietats que presenten aquest tipus de aterials. Entre les tècniques experimentals utilitzades hi trobem la microscòpia FM, l'espectroscòpia Raman i la conductimetria AFM o current sensing AFM CS-AFM). Els experiments en temps real durant l'escalfament de capes primes 3HT:PCBM, mostren que el P3HT pateix una cristal·lització al voltant dels 140ºC, permetent el reordenament de les molècules i un millor solapament del sorbitals [pi]-[pi]*, que resulta en un increment del transport de forats a través de la fase donadora del material. Paralel·lament, entre els 80-120ºC, el material també presenta determinats canvis tant en el comportament dels enllaços, com en la cristal·linitat del material, provocant una quasi transició de fase que atribuïm a la transició vitrea del material. Per altra banda, experiments amb conductimetria AFM realitzats en sistemes P3HT:HDPE mostren un signicatiu augment en la eva estabilitat ambiental, que es tradueix en un augment del temps de vida, sense una pèrdua considerable en els seus valors de conducció. Tot i la combinació del P3HT amb proporcions de polímers aïllants de fins al 80%, el sistema és capaç de no perdre la capacitat de transport gràcies a la formació de fases i dominis rics en P3HT. El present treball posa de manifest que ens trobem davant d'una tecnologia emergent i que nous estudis i esforços en la recerca d'aquest tipus materials és fonamental per aconseguir nous resultats i posicionar als materials semiconductors orgànics com una alternativa viable en el camp dels dispositus fotovoltaics. Assumint dades procedents de la tecnologia actual utilitzada en aquest tipus de materials, estudis i avaluacions ambientals i econòmiques mostren que petits increments tant en les eficiències com en el temps de vida de dispositius basats en aterials orgànics, posicionarien a aquest material com a alternativa totalment viable en el mercat fotovoltaic d'un futur proper.

Why are slip lengths so large in carbon nanotubes?

The enhanced flow in carbon nanotubes is explained using a mathematical model that includes a depletion layer with reduced viscosity near the wall. In the limit of large tubes the model predicts no noticeable enhancement. For smaller tubes the model predicts enhancement that increases as the radius decreases. An analogy between the reduced viscosity and slip-length models shows that the term slip-length is misleading and that on surfaces which are smooth at the nanoscale it may be thought of as a length-scale associated with the size of the depletion region and viscosity ratio. The model therefore provides a physical interpretation of the classical Navier slip condition and explains why `slip-lengths' may be greater than the tube radius.

Grup de treball en el portafoli de l'estudiant (GTPoE)

El projecte del grup de treball en el portafoli d’aprenentatge de l'estudiant de la UPC (GtPoE) ha tingut una durada d'un any i s'ha realitzat a la Universitat Politècnica de Catalunya. Els objectius del projecte, que majoritàriament s’han assolit, han estat essencialment: (1) formació d'un grup d’interès per impulsar el portafoli i portafoli electrònic com a eines d'avaluació vàlides en el context nou de l'EEES, format per professors de la UPC i d’altres universitats que s’han volgut incorporar; (2) posta a punt i ús d’una plataforma intranet i web per a la coordinació del grup i exposició de materials; (3) realització de seminaris específics amb ponents expert en aquesta matèria per assolir les bases de la metodologia; (4) assaig per part de professors del grup de treball, d’experiències del portafoli de l’estudiant en assignatures tant obligatories com optatives en diversos centres de la UPC, i la introducció del portafoli de la carrera (o carpeta de competències) en l’EPSC; (5) adquirir documentació i referències bibliogràfiques sobre aquesta eina del portafoli i altres tècniques d’innovació docent; i (6), participar en congressos i jornades per explicar els resultats del projecte. Actualment, al final d’aquest projecte, el grup té 26 membres i la voluntat de continuar desenvolupant la tasca d’inserció del portafoli en els nous plans d’estudis. Així com també es treballa coordinadament amb els altres grups d’interès que s’han format al voltant de l’ICE de la UPC a l'entorn de la innovació docent, al mateix temps que es participa en les activitats que desenvolupa la RED E-Portfolio a nivell estatal amb objectius similars coordinada per professors de la UOC.

Els partits polítics catalans i la seguretat. Estudi comparatiu de les diferents estratègies

El present treball parteix de la hipòtesi de si els principals partits polítics catalans disposen, o no, d’una estratègia de seguretat internacional clara i ben definida. Per tal de respondre a la hipòtesi plantejada, i partint de l’Estratègia Europea de Seguretat de l’any 2003, amb les amenaces que s’hi estableixen, s’han estudiat els programes electorals i altre material dels cinc principals partits polítics catalans (CiU, PSC, ERC, PP i ICV). S’ha posat èmfasi en els programes de les eleccions generals de 2004 i 2008 i de les europees de 2004 i 2009, i s’han contrastat els resultats amb entrevistes als responsables de les sectorials de Seguretat, Defensa i/o Internacional de cada partit polític. Aquest assaig espera poder demostrar si els partits abans esmentats tenen una estratègia de seguretat internacional i si estan preparats per a les amenaces del segle XXI. S’ha pogut constatar que 4 dels 5 partits estan més interessats en la seguretat internacional que ens els serveis sanitaris, per posar un exemple. En un altre nivell d’anàlisi, s’ha pogut apuntar la tendència que els partits d’esquerra i centre-esquerra es centren més en la seguretat humana, mentre que els partits de centre es focalitzen en la seguretat pragmàtica i els de dretes, en la seguretat tradicional.