APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

Aquest treball de fi de grau té el fi d'estudiar la resistència al foc d'un perfil de llosa donat el qual compte amb una regió amb aïllant. Per aquest estudi es compara la llana de roca i el poliestirè extrudit i expandit com a aïllants. També s'analitzarà una variant del perfil el qual té una cavitat a l'interior de l'aïllant. L'estudi s'empararà diferents percentatges en pes d'humitat del formigó com també el formigó lleuger i s'analitzarà si exerceix en una influència en l'evolució tèrmica. Addicionalment, s'analitzarà la interacció tèrmica que causa la làmina ascendent. La normativa seguida és la de l'Eurocodi i el programari per fer les simulacions és el Diamonds. A causa d'uns problemes amb el programari, no s'ha pogut apreciar el temps màxim en els quals es compleixen els criteris de resistència al foc, ara bé, s'ha pogut apreciar com la llana de roca és el millor aïllant dels estudiats. Igualment així, els valors obtinguts si la llosa fos íntegrament mixta de formigó i acer, són millors respecte als obtinguts amb la llana de roca.

El present projecte té com a objectiu principal estudiar el col·lapse progressiu d'un sector d'incendi en un conjunt de naus industrials bessones en situació de foc i avaluar com es veu afectada l'estabilitat de la part freda. Això permet determinar si el conjunt d'establiments pot ser considerat de tipus B segons la classificació del Reglament de Seguretat Contra Incendis en Establiments Industrials (RSCIEI), malgrat la configuració geomètrica sigui de tipus A. A més, com a objectiu secundari, es comparen i validen els valors de força horitzontal i desplaçaments associats al col·lapse, focalitzant-se en les possibles discrepàncies entre els resultats proporcionats pels softwares Luca i Safir. La metodologia utilitzada inclou l'ús dels softwares Luca i Safir, per a l'estudi del comportament durant la situació d'incendi, i Diamonds per avaluar l'estabilitat de la part freda. L'anàlisi es realitza en diverses configuracions de naus industrials adossades. Els resultats indiquen que, d'acord amb la normativa EN1993-1-2, l'estabilitat global de l'estructura dissenyada en el present projecte no es veu compromesa per un col·lapse parcial d'un dels sectors d'incendi. Addicionalment, les diferents anàlisis realitzades demostren també que Safir proporciona una avaluació més fiable del col·lapse en comparació amb Luca. Les conclusions del treball assenyalen que el conjunt de naus industrials dissenyades en el present projecte pot adoptar els requeriments de tipus B segons el RSCIEI, tot i la seva configuració geomètrica inicial de tipus A. A més, es demostra que les fórmules utilitzades per Luca són poc robustes i necessiten una revisió, ja que presenten inconsistències en la seva aplicació i en els resultats obtinguts. Es destaca també la importància de seleccionar les eines adequades per a l'anàlisi estructural en situacions d'incendi, demostrant que una correcta elecció pot permetre una classificació normativa més avantatjosa.

En aquesta memòria s'ha estudiat el comportament estructural d'una nau industrial en introduir-hi la sobrecàrrega de plaques solars, i s'han dut a terme anàlisi i simulacions per determinar l'impacte del vent sobre l'estructura. El projecte està estructurat en diverses seccions. Primerament, s'estudia la literatura existent sobre el disseny d'estructures i els conceptes de seguretat estructural. Seguidament, s'expliquen les bases de càlcul i les accions sobre les estructures. Posteriorment, s'inicia la part experimental de la memòria mitjançant les simulacions de tres casuístiques diferenciades amb els programes Diamonds, Rhino i Grasshopper com a visualitzador. Un cop coneguts els valors de les accions aplicades sobre la placa fotovoltaica en la primera casuística o sobre la construcció industrial en el cas de la segona i tercera casuística, es du a terme l'anàlisi estructural per tal d'estudiar la seva estabilitat i resistència, i assegurar la seva integritat. Es fa un estudi comparatiu per veure l'efecte que suposa la implementació de seixanta plaques fotovoltaiques sobre una coberta d'una nau industrial a dues aigües. A continuació, es procedeix a la simulació dels coeficients eòlics de pressió mitjançant l'ús de la mecànica computacional de fluids i es compara amb els resultats anteriors. En darrer lloc, es realitza l'estudi econòmic per conèixer la inversió inicial que suposaria la realització d'aquest projecte. Els mètodes emprats en la realització d'aquesta memòria són els següents: l'adquisició de dades relatives al dimensionament de la nau s'ha dut a terme mitjançant la informació proporcionada pel director d'aquest projecte. Pel que fa als càlculs s'han realitzat tant a mà, com mitjançant programes de simulació com el Rhino i d'anàlisi estructural com el Diamonds. A més a més, també s'ha disposat d'un Excel per analitzar l'acció del vent sobre l'estructura segons la normativa europea. L'objectiu final és comprendre el comportament de l'estructura un cop instal·lades les plaques fotovoltaiques i aplicar les mesures de rehabilitació necessàries per assegurar la integritat de la nau industrial. Mitjançant les simulacions realitzades amb CFD, es conclou que la implementació de plaques fotovoltaiques coplanàries no provoca un canvi significatiu en l'acció del vent sobre l'estructura. Pel que fa a l'anàlisi amb el programari Diamonds, els resultats mostren que la implantació de plaques solars té un efecte significatiu, causant la fallada de l'estructura i requerint la implementació de reforços o modificacions per garantir l'estabilitat de la nau. Finalment, es constata que, tenint en compte l'estat de l'art d'aquesta tipologia de programes, els que es basen en el disseny 3D per a l'anàlisi estructural continuen proporcionant resultats més precisos que els que empren la mecànica computacional de fluids.

La transició energètica és essencial per a reduir les emissions de gasos d'efecte d'hivernacle, mitigar el canvi climàtic i garantir un futur sostenible per a les generacions esdevenidores. En passar a fonts d'energia renovables, podem disminuir la nostra dependència de combustibles fòssils finits, millorar la seguretat energètica i també millorar la qualitat de l'aire i de l'aigua. D'aquesta manera, la transició energètica és cada vegada un aspecte més important de manera global i és per això que moltes empreses ja estan optant pel desenvolupament de noves energies renovables com ara el biodiésel, el qual s'obté del procés a executar en aquest projecte en una planta química existent situada a Sines, Portugal. El biodièsel s'obté mitjançant l'hidrotractament, procés que consisteix a sotmetre un material a alta temperatura i pressió d'hidrogen en presència d'un catalitzador adequat fent possible la conversió de biomassa de diferent origen en un biocombustible. En particular, quan un greix o oli és destinat a aquest tipus de procés és possible la seva conversió a una barreja de parafines i isoparafines aptes per a la substitució del gasoil. Més concretament, aquest Treball de Final de Màster es centra en un dels edificis principals d'aquest projecte d'enginyeria. No es tracta d'una ampliació d'un edifici existent ja que aquest s'aixecarà des d'un terreny actualment no ocupat, per la qual cosa no hi haurà cap tipus d'interferència amb la planta actual. L'estructura metàl·lica en qüestió és sobre el que es tracta aquest treball, començant per una anàlisi global d'aquesta i acabant per comprovacions més locals com ara les connexions entre elements, mitjançant anàlisis estàtics lineals i també un dinàmic per a l'anàlisi de l'estructura sota els efectes de sisme a la localització en particular. Definir la geometria, especificar les condicions de contorn, aplicar les càrregues i combinacions corresponents, ajustar els paràmetres de disseny normatius i trobar els perfils adequats per a l'estructura són tasques les quals s'han hagut de realitzar en aquest procés de dimensionament. La interpretació dels resultats obtinguts en els diferents càlculs realitzats permet identificar el punt més crític de l'estructura, així com una optimització dels perfils. La considerable activitat sísmica de la localitat de Sines serà un dels factors més restrictius per a l'estructura, des del dimensionament dels perfils fins a la modelització de les unions. Això provocarà un augment del cost de l'execució, però es proporcionarà un correcte compliment de la normativa europea, tot minimitzant el risc de col·lapse i protegint vides humanes.

In this project, it is analysed the fire resistance of an industrial building consisting of a metallic structure with a gable roof. The analysis will be conducted by means of a manual calculation verification and also by means of the finite element method using Diamonds software. The Eurocode 3 Part 1-2 standard procedures are followed. As a main objective, it is intended to verify that the structure under study complies with the requirements demanded by the application of the Fire Safety Regulations for Industrial Establishments according to the type of activity

Este es un estudio del uso de un algoritmo de Correlación Digital de Imágenes con el fin de determinar la deformación de un cardiomiocito aislado, en concreto el uso del programa NCORR para Matlab desarrollado por Justin Blaber. Y la creación de una rutina para simplificar todo el proceso de dicho análisis. Para ello esta memoria está dividida en cuatro partes. La primera es una explicación de los parámetros que definen el análisis DIC y una explicación superficial de cómo funciona este. La segunda es una explicación de las diferentes funciones que componen la rutina. Esta tiene tres etapas principales: El preprocesado, donde se extraen las muestras mediante la librería Bio-Formats, y el filtrado de ruido de estas mediante una red neuronal. El procesado, donde mediante las funciones de NCORR se calculan los desplazamientos y deformaciones de la célula. El postprocesado, donde se representan gráficamente los resultados. La tercera parte es una verificación de la precisión del programa NCORR, mediante tres simulaciones de escenarios que podría padecer la célula: Una rotación del solido rígido, una translación del solido rígido y una deformación longitudinal. La última parte de esta memoria es un análisis de los resultados obtenidos para una contracción aislada mediante la rutina diseñada y una comparación superficial de los métodos de detección de las contracciones El primero es una media de la señal de acumulación de calcio de la célula mediante la aplicación de una máscara obtenida por la desviación estándar de las muestras y una segunda señal que representa la media de la deformación longitudinal de la célula

A lo largo del tiempo se han utilizado infinidad de herramientas para el cálculo de estructuras, ya sea para el análisis de reacciones de las estructuras al recibir ciertos agentes externos o para el cálculo de la evolución de estas cuando son sometidas a cargas externas. Una de estas herramientas es el uso de la correlación de imágenes, una técnica que nos permite observar cómo evoluciona una estructura a lo largo del tiempo. Concretamente este proyecto se centrará en observar cómo se deforma un arco de un perfil trapezoidal metálico conformado en frío, también conocido coloquialmente como chapa metálica, mediante el análisis de desplazamientos de ciertos puntos situados a lo largo del arco. Para poder realizar la interpretación de futuros análisis de resultados, será necesario introducir en el cuerpo teórico del trabajo conceptos clave sobre el arco, las diferentes funcionalidades que presenta cada tipo, su comportamiento estructural y cómo ha evolucionado a lo largo de la historia. También será necesario ver cómo se comporta la geometría estudiada en el material de chapa metálica que se utilizará en su construcción. Por último, en cuanto a fundamentos teóricos, se observará los principios básicos para la comprensión del principio de correlación entre imágenes. Una vez vista la parte teórica se pasará a la parte práctica del proyecto. Dónde se explica el método experimental seguido, no solo para calcular la deformada del arco, sino también para determinar cómo evoluciona la deformada de los puntos del arco con la aplicación de una fuerza. La correlación de las imágenes se podrá estudiar gracias al uso del software informático GOM Correlate, en su versión del año 2020, que, entre muchas de sus aplicaciones, calcula el desplazamiento de los puntos entre las imágenes. Finalmente, se observarán los resultados obtenidos para un listado de ensayos, con características distintas entre ellos y se compararán con el resultado teórico obtenido con el programa Ftool, para su posterior interpretación y análisis.

El propòsit principal d'aquest projecte és dissenyar una unió de caràcter adhesiu d'altes prestacions, concretament una unió entre vidre i metall. Per assolir dit objectiu es fa un estudi sobre l'adhesió, els adhesius, les superfícies a adherir-se, els substrats, etc. per conèixer i comprendre amb profunditat totes les possibles variables que poden alterar el comportament de la unió adhesiva. Endemés, un dels factors de gran consideració d'aquest projecte és l'obtenció d'un adhesiu candidat d'altes prestacions; amb una alta resistència d'adhesió, de tracció i tallant però amb un baix mòdul elàstic així com amb una certa capacitat de plastificació –encara que sigui escassa– per poder ser implementat aquest adhesiu en un futur capítol d'aquest treball. Un altre propòsit és el disseny, modelització i desenvolupació d'un panell de vidre de grans dimensions utilitzat per optimitzar l'espai de les façanes d'alta gamma de grans dimensions. Aquest panell de vidre és designat amb el nom de Framless Glass Unit o FGU, caracteritzat així per ser un gran panell de vidre amb uns lleugers marcs metàl·lics incorporats a l'interior del panell. Aquests marcs metàl·lics, corresponen a l'estructura portant del panell, específicament, per unir aquest marc metàl·lic amb els vidres es farà ús de la unió adhesiva dissenyada amb l'adhesiu candidat seleccionat. Per últim, però no menys important, propòsit d'aquest projecte es la realització d'un assaig climatològic d'un prototip a escala d'un panell FGU per estudiar la seva estanqueïtat i la incorporació d'una vàlvula/membrana que permeti l'intercanvi d'aire entre el seu interior i l'exterior però privant l'intercanvi d'humitat entre les diferents atmosferes d'aire. Així, de les vàlvules seleccionades i dels experiments realitzats es conclou amb la definició de la millor variant

En el present projecte es porta a terme el disseny i els càlculs de l'estructura d'un edifici unifamiliar amb pàrquing, situat a la ciutat de Tiana entre Barcelona i Mataró. L'edifici consta d'un pàrquing, una planta baixa, una primera planta, una segona planta i un terrat per a instal·lacions. Aquest projecte està basat en una obra real realitzada en una consultoria d'estructures, on la feina que s'ha encarregat al consultor és la d'executar un anàlisi del projecte, proposar solucions estructurals, calcular, contrastar resultats i representar l'estructura mitjançant plànols amb els amidaments corresponents. A partir dels plànols de l'arquitecte i l'estudi geotècnic, es plantegen diferents tipologies estructurals i es valoren els avantatges i inconvenients per determinar les més adequades. Donades les característiques del projecte es proposa forjats bidireccionals reticulars alleugerits i pilars metàl·lics que s'adapten a les necessitats arquitectòniques. Es dissenyen els diferents elements resistents de l'estructura d'acord amb les càrregues i accions considerades que actuen a l'edifici amb “Autocad”. I es determina els esforços dels diferents elements estructurals per obtenir unes dimensions i assegurar el sistema constructiu. El disseny és un pas previ a l'entrada de dades al programa de càlcul, molt important, ja que els resultats finals poden variar segons les dades introduïdes. S'introdueix el disseny estructural al programari “Cype”, on realitza el càlcul complet estructural. A més a més, es procedeix a la realització de càlculs a mà per la seva comprovació. I un cop es tenen tots els resultats, es defineix de forma acurada tots els plànols necessaris amb els amidaments adients. Finalment, es realitzen tots els documents d'entrega del projecte un cop finalitzat com memòria, informe residu, informe sísmic si fós necessari, pressupost, etc. En aquest treball, es plasma majoritàriament tots els passos del projecte i de la part de càlcul es justifica un element de cada els valors obtinguts pel programa. A part, s'annexa tota la documentació obtinguda al programa i els plànols definitius.

Aquest treball engloba i reflecteix els coneixements adquirits en el Màster Universitari d'Enginyeria Industrial (MUEI), concretament en l'especialitat d'estructures i construcció. Serveix com a forma de plasmar els conceptes i mètodes apresos en aquesta etapa. Aquest projecte de final de màster es centra en el disseny i càlcul de l'estructura d'un edifici industrial. Es portarà a terme una hipotètica remodelació d'un edifici polivalent de la ciutat d'Olot (edifici Pavelló Firal). Aquest edifici, actualment acull actes públics de tota mena: activitats esportives, fires, esdeveniments i actes públics... En aquest treball es fa una proposta d'un possible edifici que, no només modernitzaria l'edifici, a nivell constructiu, sinó que n'ampliaria la seva capacitat d'una forma considerable. Aquí es posaran en pràctica els conceptes adquirits a les diferents assignatures del màster, però sobretot a les assignatures de l'especialitat d'estructures i construcció (Teoria d'estructures, Sistemes constructius, Estructures de Formigó, Anàlisi estructural avançat i Estructura metàl·lica i mixta). La primera part del treball consisteix en una breu introducció a les estructures, els diferents tipus existents i els materials que les composen. Es fa una comparació entre els diferents estils, i s'especifiquen els diferents avantatges i inconvenients de cada una. A la segona part del treball es fa el disseny i càlcul de l'estructura de l'edifici esmentat. Es determinen les dimensions, elements que el composen, les càrregues que hi actuen... Tot això porta a una proposta d'estructura, i a un càlcul, combinant mètodes manuals i càlcul per simulació, per tal de verificar-la