Aprèn - Josep M. Torrents Dolz

L'ús d'additius en el formigó per proporcionar-li altres característiques com la millora de conductivitat, piezoresistivitat o piezoelectricitat i convertir així el formigó en un material multifuncional, ha anat augmentant en els últims anys. Les fibres de carboni tenen la característica de millorar la conductivitat elèctrica i atorgar al material capacitat piezoresistiva, capacitat utilitzada en els sensors de base-ciment. En aquesta investigació, es planteja una nova aplicabilitat per al formigó mitjançant la propietat auxètica. Aprofitant la tecnologia d'impressió 3D, es fabriquen espècimens amb estructures cel·lulars auxètiques, augmentant la capacitat de deformació de la peça. Com a base s'emplea un formigó d'alta resistència amb una addició del 0,6% de fibres de carboni, incrementant així la capacitat conductora del material fins a un 40% respecte a una mateixa mescla sense fibres, i únicament perdent el 10% de resistència davant la compressió. Mitjançant l'assaig de compressió uniaxial, s'aconsegueix observar el fenomen piezoresistiu del material amb una variació del 30% en la seva resistència elèctrica. A més a més, també s'arriba a observar una lleugera variació en el potencial elèctric causada pel material amb base-ciment, indicant una possible generació d'energia elèctrica. S'espera que a través d'aquest projecte no només s'utilitzi la geometria auxètica amb fins d'auto-sensorització, sinó que futures investigacions segueixin explorant la idea de poder arribar a generar energia elèctrica a través del formigó.

El uso de adiciones en el hormigón para proporcionarle otras características como la mejora de conductividad, piezoresistividad o piezoelectricidad y convertir así al hormigón en un material multifuncional, ha ido en aumentando en los últimos años. Las fibras de carbono tienen la característica de mejorar la conductividad eléctrica y otorgar al material capacidad piezoresistiva, capacidad empleada en los sensores de base-cemento. En esta investigación, se plantea una nueva aplicabilidad para el hormigón mediante la propiedad auxéctica. Aprovechando la tecnología de impresión 3D, se fabrican especímenes con estructuras celulares auxécticas, aumentando la capacidad de deformación de la pieza. Como base se emplea un hormigón de alta resistencia con una adición del 0,6% de fibras de carbono, incrementando así la capacidad conductora del material hasta un 40% respecto a una misma mezcla sin fibras, y únicamente perdiendo el 10% de resistencia frente a compresión. Mediante el ensayo de compresión uniaxial, se logra observar el fenómeno piezoresistivo del material con una variación del 30% en su resistencia eléctrica. Además, también se llega a observar una ligera variación en el potencial eléctrico causada por el material con base-cemento, indicando una posible generación de energía eléctrica. Se espera que a través de este proyecto no solo emplear la geometría auxéctica con fines de auto-sensorización, sino que futuras investigaciones sigan explorando la idea de poder llegar a generar energía eléctrica a través del hormigón.

The use of additions in concrete to achieve other characteristics such as improved conductivity, piezoresistivity or piezoelectricity and convert concrete into a multifunctional material, has been increasing in recent years. Carbon fibers have the characteristic of improving electrical conductivity and giving to the material piezoresistive capacity, used in cement-based sensors. In this research, a new applicability for concrete is proposed through the auxectic behaviour. Taking advantage of 3D printing techniques, specimens with auxectic cellular structures are manufactured, increasing the deformation capacity of the piece. High-resistance concrete with 0.6% of carbon fibres addition is used, thus increasing the conductive capacity of the material up to 40% compared to the same mixture without fibres, and only losing 10% of compress resistance. Furthermore, through the uniaxial compression test, it is possible to observe the piezoresistive phenomenon with a variation of 30% in electrical resistance. In addition, it was observed a slight variation in the electrical potential caused by the cement-based material, indicating a possible generation of electrical energy. It is expected that this research will provide not only the use of auxectic geometry for self-sensing applications, but also for future researchers to continue exploring the idea of being able to generate electrical energy through concrete.

Circuits impresos

Audiovisual

Torrents Dolz, Josep M.; i Codina, Joan Verdaguer

Data de publicació: 2023

Facultat de Nàutica de Barcelona (FNB)

Veure detall Accés al text complet

Detecció corrosió oculta en biguetes mitjançant sistemes d'instrumentació electrònica

Treball Final de Grau

Ramírez Lechuga, Iván

Tutor/a - Director/a: Torrents Dolz, Josep M.

Data de publicació: 2022

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

Design and implementation of a platform for a solar panel load regulator (Open Source)

Treball Final de Grau

Ferrer Guardia, Pau

Tutor/a - Director/a: Torrents Dolz, Josep M.; Matas, Lluís

Data de publicació: 2022

Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de Telecomunicació de Barcelona (ETSETB)

Veure detall Accés al text complet

This work deals with the study and design of solar panel charge regulators, which are responsible for mediating between the generated energy of photovoltaic panels and the loads to feed, in DC. Specifically, two typologies are studied, the PWM typology (from its acronym Pulse Width Modulation) and the MPPT (from its acronym Maximum Power Point Tracking), each using a different power management algorithm and hence a different electrical circuit design. First is explained the theory behind each of these regulators, followed with designs and simulations and ended with the physical realization of a prototype and a printed circuit board. To conclude, the results are extracted and the two typologies are compared. It should be mentioned that every charge regulator has a part of hardware and software and in this work only the hardware part is studied, thus deepening the physical design of the electrical circuit.

Este trabajo trata el estudio y el diseño de los reguladores de carga de paneles solar, estos son los encargados de hacer de mediadores entre la energía generada de placas fotovoltaicas y las cargas para ser alimentadas, en continua. Concretamente, se estudian dos tipologías, la tipología PWM (de su acrónimo Pulse Width Modulation) y la MPPT (de su acrónimo Maximum Power Point Tracking), cada una utiliza un algoritmo de gestión de energía diferente y, por lo tanto, un diseño del circuito eléctrico diferente. Primero se explica la teoría detrás de cada uno de los reguladores, se sigue con los diseños y simulaciones y se acaba con la realización física de un prototipo y de una placa de circuito impreso. Para concluir se extraen los resultados y se comparan las dos tipologías. Hay que mencionar que todo regulador de carga tiene una parte de hardware y una de software y en este trabajo solo se estudia la parte de hardware, profundizando así en el diseño físico del circuito eléctrico.

Aquest treball tracta l'estudi i el disseny dels reguladors de càrrega de panells solar, aquests són els encarregats de fer de mediadors entre l'energia generada de plaques fotovoltaiques i les càrregues per ser alimentades, en contínua. Concretament, s'estudien dues tipologies, la tipologia PWM (del seu acrònim Pulse Width Modulation) i la MPPT (del seu acrònim Maximum Power Point Tracking), cada una utilitza un algorisme de gestió d'energia diferent i, per tant, un disseny del circuit elèctric diferent. Primer s'explica la teoria darrera de cada un dels reguladors, se segueix amb els dissenys i simulacions i s'acaba amb la realització física d'un prototip i d'una placa de circuit imprès. Per concloure s'extrauen els resultats i es comparen les dues tipologies. Cal esmentar que tot regulador de càrrega té una part de hardware i una de software i en aquest treball només s'estudia la part de hardware, profunditzant així en el disseny físic del circuit elèctric.