Search

Aquest treball és la continuació directa del treball de final de grau "Estudi de la viabilitat de la fabricació de panells aïllants tèrmics amb residus de cànem" de l'Andrea Avellaneda Garcia, el qual tenia com a objectiu la realització de prototips reduïts de panells aïllants tèrmics a partir de la combinació de la canemuixa i de fibres papereres d'origen verge. En aquell treball es va produir satisfactòriament una sèrie de provetes amb diferents percentatges de materials, els quals obtenien bons resultats en propietats tant tèrmiques com mecàniques. Així doncs, era viable la fabricació de panells aïllants. És aquí on comença aquest estudi el qual utilitzaria la metodologia més eficaç de fabricació de l'anterior, tot i que en aquest cas no se centri en l'eficàcia dels panells en aïllament tèrmic, sinó que l'estudi es centra en l'obtenció d'un material aïllant acústic. A més a més s'introdueix una nova tècnica de fabricació, que consisteix en el recobriment superficial del material amb resines com són la goma aràbiga i la colofònia diluïdes, amb l'objectiu d'obtenir un material resistent a la humitat. Primerament, es realitza la fabricació de prototips de proves compostos amb canemuixa i un producte paperer totalment verge. Per aquestes proves es fa un assaig acústic per comprovar que el mètode de fabricació usat aconsegueix unes provetes igualment estables i amb uns valors d'aïllament acústic acceptables. Un cop verificada l'eficàcia del mètode de producció de provetes, es decideix substituir el producte paperer verge, per un de reciclat com és el cartó de caixes ja usades. Amb aquest nou material es pretén comprovar si millora en propietats acústiques i mecàniques, com també s'introdueix per donar-li un enfocament encara més fidel a l'economia circular i a la reutilització de materials, que en el cas anterior només s'aplicava en la utilització de la canemuixa. Utilitzant el mateix mètode que en les provetes de canemuixa amb paper, es produeixen una sèrie de provetes amb diferents percentatges de canemuixa i cartó, les quals seran sotmeses a una sèrie de proves de resistència mecànica i aïllament acústic per comprovar l'eficàcia d'aquest nou producte. S'observa que els resultats obtinguts en aquest nou producte són millors tant mecànicament com en termes d'aïllament del so, a més a més d'aconseguir un biomaterial igual d'homogeni i adherència que l'anterior. Un cop aconseguit el nou biomaterial, es procedeix a la fabricació de panells aïllants de dimensions industrials (880x410mm), els quals estaran sotmesos a una prova de flexió per a provar la seva estabilitat dimensional. Els resultats assolits seran satisfactoris, i el panell serà compacte i estable i, per tant, s'arriba a la conclusió que, certament, és possible fer panells aïllants acústics de dimensions industrials, amb residus de cànem i cartó reciclat

El present estudi es centra en la fabricació d’un sensor de pH basat exclusivament en paper que permeti detectar el valor de pH de diverses substàncies de manera repetitiva i confiable així com la seva concentració. L’estudi també engloba el disseny d’un model definitiu de mecanisme manual que permeti la deposició sincronitzada dels reactius a la superfície del sensor, dotant a l’experiment de la repetibilitat requerida. S’usa el programari Ansys Fluent per analitzar la difusió de l’ió H+ en el substrat i així millorar el disseny d’aquest per aconseguir resultats més acurats. Les equacions de difusió de Fick i de Navier-Stokes es resolen per mitjà del codi CFD el qual és utilitzat per Ansys a l’hora de realitzar els càlculs. Finalment, a través de l’anàlisi dels diferents experiments realitzats, s’extreu informació basada en píxels de color (perfil RGB) a través d’ImageJ. El model de simulació es valida a partir dels resultats experimentals obtinguts al laboratori. El presente estudio se centra en la fabricación de un sensor de pH basado exclusivamente en papel que permita detectar el valor de pH de diferentes sustancias de manera repetitiva y confiable, así como su concentración. El estudio contempla también el diseño de un modelo definitivo de mecanismo manual que permita la deposición sincronizada de los reactivos en la superficie del sensor, dotando al experimento de la repetitividad requerida. Se usa el programa Ansys Fluent para analizar la difusión de los iones H+ en el sustrato y así mejorar el diseño de éste para lograr resultados más fiables. Las ecuaciones de difusión de Fick y Navier-Stokes se resuelven a través del código de cálculo CFD, el qual es usado por Ansys Fluent. Finalmente, a través del análisis de las pruebas experimentales realizadas, se extrae información basada en píxeles de colores (perfil RGB) a través del programa ImageJ. El modelo de simulación es validado a partir de los resultados obtenidos en las pruebas del laboratorio. This study focuses on the fabrication of a pH sensor made out exclusively of paper, which allows to detect the pH for different substances with repetitivity, obtaining reliable results. The study also includes the final design of the sensor positioning mechanism, which allows a synchronized delivery of the reagents to the sensor surface. Ansys Fluent software is used in order to analyze the diffusion of H+ species on the substrate and the best substrate design to achieve accurate measurements. Fick’s diffusion law and Navier-Stokes equations are solved by the CFD code, which is used by Ansys to perform the calculations. Finally, by image analysis of the sensor performance at the laboratory, the diffusion profile data is extracted by ImageJ software. The simulations are validated with the experimental results.

La finalitat d’aquest treball de fi de màster és proporcionar nou material didàctic, amb activitats i un nou projecte al taller, per impartir la unitat didàctica de la fusta a l’assignatura de Tecnologies de primer d’ESO, ja que aquesta és una unitat molt teòrica, almenys en l’institut on s’ha realitzat el pràcticum, i per tant no és suficientment entenedora per a l’alumnat. Per a realitzar la temporització de tot el curs s’ha tingut en compte l’experiència del pràcticum i s’ha considerat que la quantitat d’hores dedicades a aquesta unitat didàctica serà de dotze hores lectives, es començarà a impartir al segon trimestre i s’acabarà abans de les vacances de Pasqua. L’atenció a la diversitat és un aspecte important a tenir en compte a l’hora de la realització d’una unitat didàctica i més donat que el grup-classe pot ser heterogeni implicant alumnes amb diferents ritmes d’aprenentatge. Per a aquest motiu és necessari que hi hagi activitats tant d’ampliació com de reforç per a poder donar solució a aquestes diferències, cosa que s’ha inclòs al material per a l’alumnat.

En la fabricació que es duu a terme en les empreses papereres hi intervenen una gran diversitat de sistemes energètics. En aquest treball es tracta el disseny de cada un d’aquests sistemes. Hi ha sistemes basats només en el transport, com per exemple els d’aigua neta, que consisteixen en traslladar un fluid d’un punt a un altre. Altres sistemes tracten únicament el consum, com l’aire comprimit, on es produeix un fluid, que és transportat fins als diversos punts de consum i finalment es consumeix sense obtenir cap fluid de retorn. Un últim tipus és els sistemes d’intercanvi, com el vapor d’aigua, en els que el fluid transmet o absorbeix energia calorífica. El treball consisteix en presentar i descriure cada un d’aquests sistemes, i dissenyar els diferents circuits per a cada sistema: les canonades, el sistema de bombament, el sistema de producció, els elements que hi intervenen, el traçat i en general tot allò que sigui necessari per a definir-los completament.