Grado en Ingeniería de Materiales

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Investigación sobre nuevas funcionalidades de residuos de construcción y demolición
(2024-07-04) Hernando Carrascal, Óscar; Barba Brioso, Cinta; Delgado Rodríguez, Joaquín María; Universidad de Sevilla. Departamento de Cristalografía, Mineralogía y Química Agrícola
La evolución del sector de la construcción que se ha dado durante estos años ha dado lugar a cambios sociales y medioambientales que han desembocado en demoliciones de estructuras envejecidas. Se ha producido una reconversión del sector, enfocándose en políticas más sostenibles y en estrategias basadas en la reutilización y reciclaje de materiales y en la idea de economía circular. Dentro de esta línea se ha planteado un estudio experimental sobre áridos procedentes de residuos de construcción y demolición (RCD) como nuevo material de sustitución en el hormigón. Para ello, se han realizado ensayos de caracterización del árido grueso y fino, empleando distintos porcentajes de dosificación en el hormigón y realizando ensayos a las distintas probetas de hormigón. Los análisis de caracterización han consistido en ensayos granulométricos, pruebas de densidad y absorción, determinación de forma e índice de lajas y determinación de la absorción de agua por capilaridad mediante el método Fagerlund; análisis químico por fluorescencia de rayos X; análisis mineralógico por difracción de rayos X; y por último el ensayo de envejecimiento a ambientes agresivos (ensayo de sulfato de magnesio) a distintas fracciones granulométricas. Caracterizadas las que serían las materias primas se realizaron distintos tipos de dosificación, y una vez curadas las probetas de hormigón se efectuó el ensayo de compresión hasta rotura a 7 días y 28 días de curado. Los resultados sobre la caracterización fueron correctos, entrando muchos de ellos dentro de los valores normativos como la absorción de agua o el ensayo de sulfato de magnesio, y otros como el contenido de finos mayor y materiales bituminosos mayor al 1%, no entraban dentro de las exigencias legales. El ensayo de compresión resultó dar valores muy por debajo de la media de cualquier hormigón alrededor de 1 MPa, en cambio los valores de absorción de agua por capilaridad fueron satisfactorios y de acuerdo con lo estándar. Finalmente se deducen varias conclusiones sobre lo obtenido comparándolo con la bibliografía y se proponen nuevas líneas de investigación.
Estudio del daño en bordes libres de laminados cuasi-isótropos de material compuesto
(2024-07) Medina Venegas, Mario José; Sandino de Benito, Carlos; Correa Montoto, Elena; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras; Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales - TEP-131 (GERM)
Este Trabajo Fin de Grado aborda el problema del daño en los bordes libres de probetas de laminados cuasi-isótropos de material compuesto, centrándose en el sellado de estos bordes mediante adhesivos. La investigación evalúa la eficacia de 3 sellantes (adhesivo EA 9394, adhesivo Loctite y resina epoxi)a través de ensayos estáticos y cíclicos. Los resultados muestran que estos sellantes mejoran las propiedades mecánicas y reducen el efecto borde en los ensayos estáticos, aunque no aportan beneficios significativos en los ensayos de fatiga cíclica. Se concluye que es necesario investigar métodos alternativos y más avanzados para mitigar el efecto borde en estos materiales, dado que los sellantes utilizados no resultan efectivos en todas las condiciones de ensayo.
Estudio del comportamiento de uniones remachadas con remaches de geometría no circular
(2024-07) López Álamo, José Luis; Barroso Caro, Alberto; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras; Grupo de Elasticidad y Resistencia de Materiales - TEP-131 (GERM)
En este estudio vamos a analizar y evaluar el comportamiento de distintas geometrías de taladros y remaches en uniones remachadas para material compuesto UTP 100. Para ello, vamos a desarrollar varios modelos mediante el software de elementos finitos APDL (ANSYS Parametric Desing Language). Estos se analizaron bajo la hipótesis de grandes desplazamientos. Los modelos realizados con geometrías circular y no circular se analizaron para cargas circulante y transferida, obteniendo así los factores de concentración de tensiones para ambos casos. También se obtuvieron las tensiones radiales y circunferenciales en el contorno del taladro para ambas geometrías. Los resultados indicaron que, para la geometría no circular, el factor de concentración de tensiones es menor con respecto a la circular, en torno a un 32% y 38%, para carga transferida y carga circulante respectivamente, lo que indica una posible mejora para la vida a fatiga de la unión remachada. Esto solo es cierto para orientaciones de fibra a cero grados con respecto a la dirección de la carga. Para las demás orientaciones de fibra, solo en carga circulante indica mejoría al cambiar de geometría, en carga transferida no. Por lo que, la finalidad de estas uniones queda restringida a laminados que contengan un número significativo de láminas a cero grados respecto a la dirección de la carga. Las tensiones radiales, responsables del fallo por aplastamiento, se mostrarán prácticamente invariantes con el cambio de geometría, sin embargo, para las tensiones circunferenciales, responsables del fallo por tracción, se mostró una mejora del factor de concentración de tensiones del 32% para la geometría no circular.
Materiales metalorgánicos (MOFs) basados en ligandos de tipo carboxilato: síntesis, caracterización y aplicaciones
(2024-05) Antequera García, María Inmaculada; López Cartes, Carlos; Ayala Espinar, Regla; Universidad de Sevilla. Departamento de Química Inorgánica
Se sintetizan diferentes materiales metalorgánicos (MOFs) con tres metales de altos estados de oxidación, Al3+, Fe3+ y Zr4+, por vía solvotermal. Para cada metal se eligen los ligandos carboxílicos H2BDC (ácido tereftálico) y NH2BDC (ácido aminotereftálico) De esta forma, se plantea obtener 6 especies distintas: Zr(IV)-BDC, Zr(IV)-NH2BDC, Fe(III)-BDC, Fe(III)-NH2BDC, Al(III)-BDC y Al(III)-NH2BDC. Se lleva a cabo un estudio detallado de información de las especies obtenidas mediante caracterización por difracción de rayos X (DRX), espectroscopía infrarroja (IR), fisisorción de nitrógeno (N2) y análisis termogravimétrico (TGA). Se concluye el éxito en la síntesis de las especies de Zr (UiO-66 y NH2-UiO-66) y no se obtienen materiales metalorgánicos en los casos en los que se han utilizado Fe y Al, habiendo obtenido en consecuencia otras estructuras metal-orgánicas; no porosas y estables térmicamente. Como aplicación de las especies obtenidas, se ponen a prueba sus capacidades de adsorción mediante la realización de ensayos de adsorción de colorante Rojo Congo (RC) a distintas concentraciones (50 mg/L y 200 mg/L). Se obtienen resultados similares con estructuras que llevan porosidad asociada y con otras que no lo tienen, destacando la respuesta del UiO-66, NH2-UiO-66, Fe(III)-BDC y el Fe(III)-NH2BDC, contra todo pronóstico en los dos últimos casos. Esto pone de manifiesto que la porosidad propia de los MOFs no es determinante en los procesos de adsorción de moléculas de colorantes. En ensayos de reutilización de los materiales se observa una disminución de la capacidad de adsorción de forma generalizada, especialmente en el caso del UiO-66. Para las especies de Fe(III), esta disminución es algo menor, lo que nos confirma que lo determinante no es la naturaleza del MOF. Otros factores como la naturaleza del centro metálico utilizado, el ligando orgánico, las condiciones del ensayo y la eficacia de los lavados realizados sobre las muestras pueden determinar dicho comportamiento.
Síntesis, caracterización y aplicaciones de materiales metal-orgánicos
(2024-05) Rodríguez Correa, David; Ayala Espinar, Regla; López Cartes, Carlos; Universidad de Sevilla. Departamento de Química Inorgánica
Este trabajo presenta la síntesis y caracterización de 4 materiales metal-orgánicos MIL-100 basados en distintos metales (Fe, Cr y Al). La síntesis se realizó empleando métodos solvotermales, a temperatura ambiente y por reflujo, y su caracterización se basó en el uso de difracción de rayos X, espectroscopía de infrarrojo, fisisorción y un análisis termogravimétrico. Los materiales sintetizados se han utilizado para el estudio de la eliminación de colorantes (azul de metileno y naranja de metilo) en disolución acuosa con y sin la irradiación de luz UV, con la idea de utilizarlos en la descontaminación de aguas residuales. En el apartado de síntesis se obtuvieron las fases deseadas para todas las muestras salvo para el MIL-100 (Al). En cuyo caso se obtuvo una mezcla de MIL-100(Al) y MIL-96(Al). La muestra basada en Al poseía una porosidad y superficie específica extremadamente bajas en comparación con las otras tres muestras. Los espectros de infrarrojo de los materiales son típicos de materiales metal-orgánicos. La estabilidad térmica de los materiales obtenidos se encuentra en el rango de 350-400ºC, a excepción del sistema que contiene Al, estable hasta los 600ºC. Todos los sistemas presentan buena capacidad de eliminación de colorantes en disolución acuosa. Los ensayos mostraron diferencias en el comportamiento de ciertas muestras al emplear ambos colorantes (azul de metileno y naranja de metilo), de forma independiente y presentes en una mezcla binaria. Esto fue debido principalmente a la competitividad de estos colorantes en la mezcla debido a su carácter catiónico (azul de metileno) y aniónico (naranja de metilo). La radiación UV tuvo un efecto positivo en la eliminación de colorantes en medio acuoso, probablemente debido a procesos de fotodegeneración. Un análisis global de los resultados obtenidos indica que la muestra MIL-100 (Cr) se presenta como una prometedora candidata en la eliminación de colorantes en aguas residuales mediante la irradiación de luz UV.
Evaluación de las propiedades mecánicas residuales en laminados cross-ply sometidos a fatiga
(2023) Suero Mauri, Mario; Barroso Caro, Alberto; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
En el presente trabajo se pretende evaluar las propiedades mecánicas residuales y registrar el daño que presentan dos tipos de laminados cross-ply en ensayos de fatiga, un laminado con la capa de 90º convencional (450 gsm) y otro laminado con la capa de 90º ultradelgada (30 gsm). Para ello se han ensayado los laminados en la máquina de ensayos dinámicos Instron 8802 y se han realizado paradas a distinto número de ciclos para realizar una inspección micrográfica del estado de la probeta e identificar la tipología y cuantificar el número de daños presentes. Se ha comprobado las diferencias existentes en la morfología de daño entre el laminado con la capa 90º convencional y el laminado con la capa de 90º ultradelgada. En el conteo de daño, estos se han clasificado según su morfología y se ha obtenido una densidad de daño que es comparable entre ambos laminados, dicha densidad se ha representado en función de los ciclos y se han comparado ambos laminados. Mientras se realizaban los ensayos, con ayuda del equipo de adquisición de datos “Quantum XMX1615B” se ha ido registrando en tiempo real la carga, la deformación longitudinal y la deformación transversal, empleando galgas extensiométricas. Una vez recopilados todos los datos, se han tratado y representado el módulo elástico y el coeficiente de Poisson a lo largo de los ciclos. Finalmente, los resultados muestran que el laminado con capa de 90º ultradelgada a pesar de tener un mayor número de daños, el aumento de la densidad de daños a lo largo de los ciclos es menor en comparación al otro laminado. En cuanto a la degradación de las propiedades mecánicas, parece que el laminado con capa de 90º ultradelgada sufre una menor degradación de sus propiedades mecánicas a pesar de presentar un mayor número de daños.
Efectos del pre- y post-tratamiento ácido en biocarbones procedentes de rama de olivo
(2023) Rodríguez Zarzuela, Inmaculada Concepción; Córdoba Gallego, José Manuel; Universidad de Sevilla. Departamento de Química Inorgánica
In the face of the climate emergency, biomass is presented as a very attractive alternative, since with conversion, chemical or biological processes we can combat its recalcitrance, which is known as the difficulty for it to be processed and take advantage of its applications such as obtaining energy and obtaining chemical compounds. In this Final Degree Project, samples of different particle size of olive prune have been taken and a pyrolysis treatment has been applied, as well as, a pre- and post- acid treatment with H2SO4 to study their influence on the nature and structure of biochar. The samples characterization was carried out by using Elemental Analysis, X-ray Diffraction and FT- Infrared and Raman spectroscopy. These studies have shown that both particle size and acid treatments are capable of altering the nature, structure and properties of the biochar.
Efecto de los grandes desplazamientos en el análisis tensional de uniones adhesivas a solape
(2023) López Martín, Carmen; Barroso Caro, Alberto; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
El presente proyecto está enfocado en evaluar el efecto de los Grandes Desplazamientos en el estudio de uniones adhesivas metálicas a solape simple y doble. Para ello se desarrollaron varios modelos de uniones adhesivas en el programa de modelización de elementos finitos (ANSYS Parametric Desing Language) APDL y se analizaron bajo las hipótesis de Pequeños Desplazamientos y Grandes Desplazamientos. Una vez resueltos los modelos, se han estudiado detalladamente las tensiones tangenciales, tensiones de pelado y desplazamientos transversales obtenidos por el software. Tras este análisis, se reprodujo experimentalmente un ensayo de la unión adhesiva en la configuración de solape simple mediante la aplicación de una carga de tracción, de acuerdo con la norma ASTM D1002, para correlacionar los resultados con los obtenidos mediante análisis numérico en ANSYS. Durante la realización del ensayo, se ha empleado un escáner 3D (EINSCAN PRO HD) para obtener una nube de puntos correspondiente a la configuración deformada de la probeta y, poder correlacionar los desplazamientos transversales obtenidos numéricamente por el software y los obtenidos experimentalmente. Finalmente, los resultados indicaron que las uniones adhesivas de solape simple muestran un comportamiento no lineal, siendo por tanto necesario usar el modelo en Grandes Desplazamientos [GD] para una correcta modelización. Por otro lado, se comprobó cómo al cambiar el tipo de unión, a una unión a solape doble, muestra un comportamiento bastante lineal, no siendo necesario la complejidad del uso de los GD para su correcta modelización. Los resultados han demostrado que, una mejora en la distribución de la carga a lo largo de la unión con la configuración de solape doble produce una disminución en la excentricidad de la carga que disminuye a su vez el giro de la unión y, por tanto, los desplazamientos y las tensiones.
Efecto escala en materiales compuestos en laminados [04/90𝑛]s ante cargas de compresión
(2023) Pérez Lara, Francisco Antonio; Sandino de Benito, Carlos; Correa Montoto, Elena; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
Aplicaciones de redes neuronales artificiales al paradigma de radio-cognitiva
(2022) Romero Amor, José; Camuñas Mesa, Luis Alejandro; Rosa Utrera, José Manuel de la; Universidad de Sevilla. Departamento de Electrónica y Electromagnetismo
En este documento se recoge el trabajo de recogida de información e investigación para ser capaz y llevar a cabo la implementación de redes convolucionales al paradigma de la radio cognitiva. Para ello en primer lugar se ha realizado una búsqueda de información para obtener los conocimientos necesarios para llevar a cabo estas tareas, tales como entender que es y cómo generar una red neuronal o que tipos y como generar diferentes modulaciones. Tras esto, se pasa a la implementación en MATLAB de un código para la generación diferentes dataset, compuestos imágenes de señales moduladas en 10 tipos de modulaciones diferentes y configurándolas a través de canales para simular condiciones reales. Además, partiendo del estudio realizado por O´Shea (O´Shea, Corgan, & Clancy, Jun 2016) y su red neuronal propuesta, se mejora la configuración óptima tanto de hiperparámetros como de la estructura de la red neuronal para encontrar un modelo óptimo para la tarea que queremos realizar: identificación y clasificación de señales de radiofrecuencia con diferente modulación en tiempo real. Todo esto se constata con un experimento final, en contraste con el trabajo de O´Shea, donde se reproducen condiciones reales de transmisión y recepción de señales de radiofrecuencia haciendo uso de dispositivos SDR, que son el paso intermedio entre la tecnología actual y el objetivo final de la tecnología radio cognitiva. A raíz de los resultados que se obtienen en estas experiencias, se sigue modificando el modelo encontrándose discrepancias con los entrenamientos simulados. De esta manera, gracias al uso de estos dispositivos se consigue un modelo óptimo de red neuronal artificial funcional en condiciones reales.
Extracción de cobre de los licores de lixiviación férrica de placas de circuito impreso
(2022) Pérez Gallego, Natalia; Iglesias González, María Nieves; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Los residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE) son el tipo de residuo que más ha aumentado en las últimas décadas. El reciente crecimiento del mercado tecnológico es una de las principales causas de este hecho. Actualmente, la gestión de los RAEE viene acompañada de prácticas perjudiciales para la salud humana y el medio ambiente. Las placas de circuito impreso (PCB, por sus siglas en inglés “Printed Circuit Board”) componen en torno al 3% del peso de los RAEE. Sin embargo, estas piezas fundamentales para todo tipo de aparatos eléctricos y electrónicos contienen un 40% en peso de metales pesados, metales preciosos y otros metales muy valiosos como cobre, aluminio o zinc. Lo más importante es que es estos metales se encuentran en una pureza mayor que la que se puede encontrar en los minerales naturales. Por estos motivos, es necesario encontrar un tratamiento de los RAEE diferente a los habituales. Los tratamientos biohidrometalúrgicos son una alternativa sencilla en el que los agentes lixiviantes se producen de forma biológica y se realizan en condiciones suaves de presión y temperatura, por lo que no conllevan un alto gasto de energía y su impacto ambiental es menor. El grupo de investigación de Biohidrometalurgia del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Sevilla estudia la recuperación de metales base contenidos en las PCB utilizando sulfato férrico de origen biogénico como agente lixiviante en un reactor de tanque agitado conectado a un biorreactor donde bacterias, principalmente Acidithiobacillus ferrooxidans y Acidithiobacillus thiooxidans, regeneran el agente lixiviante, minimizando así el principal gasto en estos tratamientos. En este trabajo se estudia la recuperación de cobre del PLS (“Pregnant Liquid Solution”) obtenido tras la biolixiviación y los diferentes factores que influyen en el proceso. Para ello, se utilizó una fase acuosa sintetizada en el laboratorio con las composiciones típicas de cobre y hierro del PLS, es decir, 8,3 g/L y 19,7 g/L, respectivamente. La fase orgánica utilizada para la extracción contuvo entre un 10% y un 25% del agente extractante LIX 973-NS-LV disuelto en queroseno. Mediante las pruebas realizadas utilizando una fase orgánica con una concentración de LIX del 15%, sin modificar el pH inicial de la fase acuosa, y variando los tiempos de agitación manual 9 u orbital entre uno y cinco minutos, se determinó que el tiempo y modo de agitación más adecuado era tres minutos en agitación manual en embudos de decantación, pudiéndose recuperar el 92% del cobre contenido en el PLS. Se realizaron diversas pruebas con valores de pH de la fase acuosa entre 1,4 y 1,1, con una concentración de LIX del 15%. Así, se determinó que la disminución del pH de la fase acuosa antes de la extracción tenía una influencia negativa en los valores de cobre recuperados en fase orgánica. Además, se comprobó que el aumento de la concentración del agente extractante en fase orgánica permite una mayor recuperación de cobre, alcanzando valores del 96% para una concentración de LIX del 25%. También se determinó que, teóricamente, son necesarias dos etapas para alcanzar una recuperación de cobre en torno al 90%. Estos resultados muestran que la extracción con disolventes permite recuperar más del 90% de cobre contenido en el PLS obtenido en la biolixiviación.
Optimización de sistemas de comunicación mediante algoritmos de inteligencia artificial
(2021) Solís Vilches, Juan Manuel; Camuñas Mesa, Luis Alejandro; Rosa Utrera, José Manuel de la; Universidad de Sevilla. Departamento de Electrónica y Electromagnetismo
Recuperación de metales preciosos a partir de placas de circuitos integrados
(2021) Rodríguez García, Carlos; Iglesias González, María Nieves; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
La creciente evolución tecnológica y la obsolescencia programada trae consigo una mayor producción de residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE). En estos RAEE se encuentran las placas de circuitos impresos (Printed Circuit Boards o PCBs), que son el componente con mayor cantidad de metales con valor económico y otros con toxicidad. Se investiga un tratamiento adecuado para reducir la contaminación y para la valorización de los metales, ya que las PCBs son más ricas en metales que los propios recursos naturales. La recuperación metalúrgica que se ha llevado a cabo en este estudio ha sido mediante la vía hidrometalúrgica, la lixiviación química. Para reducir el impacto medioambiental se optó por eliminar la reducción de tamaño del proceso para así reducir el consumo energético que además conlleva a una reducción del coste a escala industrial. La lixiviación se ha realizado con tiosulfato de amonio y sulfato de cobre como catalizador. Las pruebas se han realizado a distintas concentraciones de ambos reactivos con agitación orbital, pH entorno a 10 y una temperatura media de 21ºC. Debidos a unos primeros resultados donde se apreció cementación del oro disuelto se optó por realizar un pretratamiento para eliminar metales que favorecen la precipitación. Dicho pretratamiento consistió en lixiviar las PCBs con férrico biogénico durante 4 días en 100 mL a pH 1.25 y con agitación orbital. Posteriormente, con una agitación orbital, una lixiviación con tiosulfato de amonio 0,25M, 40 mM de sulfato de cobre (II), con un pH de 10 en 10 mL. Los resultados fueron óptimos, 100% de oro lixiviado en 30 minutos.
Tratamiento térmico de aleaciones asistido por corriente
(2021) Delgado Álvarez, Juan; Franco García, Victorino; Moreno Ramírez, Luis Miguel; Universidad de Sevilla. Departamento de Física de la Materia Condensada
Cada día cobra más importancia el uso de softwares de simulación multifísica en diversos campos científicos como, por ejemplo, dinámica molecular o estructuras. Esto es gracias a que permiten obtener resultados aproximados u orientativos sobre el punto de interés sin la necesidad del montaje experimental y con mayor rapidez. Una de las aplicaciones prácticas sería la simulación de tratamiento térmico mediante efecto Joule (“Joule Heating”) de aleaciones amorfas. Su interés radica en que estas aleaciones muestran un excelente comportamiento como materiales magnéticos blandos al nanocristalizarlas mediante tratamientos térmicos. Controlando las condiciones térmicas de la pieza como el perfil de temperatura, temperatura máxima o velocidad de calentamiento, se puede optimizar el proceso de nucleación y crecimiento de los granos cristalinos. Concretando, se busca una alta nucleación y bajo crecimiento de grano, lo cual se ha comprobado que se consigue con ultra-altas velocidades de calentamiento [1]. En estas condiciones de operación los equipos de medida no tienen precisión suficiente para mostrar la distribución de temperatura obtenida en las muestras, ya que, los procesos son muy rápidos y se alcanzan temperaturas elevadas. La utilización de simulaciones se presenta como una alternativa para establecer las condiciones de operación y predecir la distribución de temperatura en la pieza, obteniendo un mayor control sobre la estructura final. Es en esta línea en la que se asienta el presente trabajo y se centra en evaluar la capacidad de simulación del software COMSOL Multiphysics. Para ello, se ha montado un equipo en el laboratorio para realizar calentamiento por efecto Joule. El material elegido es NICROM V porque es un material conocido de propiedades definidas. La geometría es una cinta de espesor micrométrico. Esta cinta se mecanizará realizando muescas de dimensiones definidas, preparando distintas configuraciones en función de la cantidad de muescas y la localización en la cinta. Las condiciones de operación de los distintos ensayos experimentales se trasladarán al software para realizar las correspondientes simulaciones. Posteriormente se compararán los resultados obtenidos por las dos vías, experimental y simulada, para evaluar la precisión y viabilidad del software para obtener resultados aproximados a los ensayados, y la posible extrapolación para continuar estudiando situaciones más complejas, por ejemplo, en aquellas que intervienen cambios microestructurales como en las aleaciones amorfas.
Preparación de catalizadores estructurados activos en reacciones de biorrefinería
(2021) Arriaga Arellano, Luis Alejandro; Domínguez Leal, María Isabel; Martínez Tejada, Leidy Marcela; Universidad de Sevilla. Departamento de Química Inorgánica
Se preparó y caracterizó un catalizador PTSA-Ca/CA en polvo y luego se estructuró en placas y monolitos de xerogel de carbón. El trabajo comenzó con el estudio sobre placas y una vez determinadas las condiciones óptimas de activación y de depósito del catalizador, se llevó a cabo la estructuración de éste en el monolito. En la etapa inicial la modificación del carácter hidrofóbico de los sustratos de carbón mediante distintas activaciones en medio ácido, fue fundamental para favorecer el anclaje del catalizador. Tras esta activación el depósito del catalizador se realizó por el método tradicional de washcoating. Simultáneamente, se estudiaron otras dos estrategias para el depósito: (i) la incorporación directa de los precursores del catalizador colocando en contacto directo el material de carbón con dichos precursores previamente dispersos en medio líquido y (ii) la incorporación directa del catalizador en el hidrogel durante el proceso de fabricación de las placas o de los monolitos. Las placas de carbón se caracterizaron por Espectroscopía Raman, DRX, SEM-EDX, termogravimetría y TPO seguida por espectroscopía infrarroja. Se evalúo además la pérdida de masa tras el secado y se realizaron estudios de mojabilidad de la superficie del carbón funcionalizado en medio ácido. Los resultados de la caracterización de las placas sirvieron para establecer un protocolo para incorporar satisfactoriamente el catalizador PTSA-Ca/CA en monolitos de carbón tal y como demostraron los resultados obtenidos mediante microscopía SEM y EDX.
Estudio de los efectos de la transición al coche eléctrico en la industria petroquímica andaluza
(2019) Santos Martín, Juan Francisco de los; Domingo Martínez, Jaime Javier; Universidad de Sevilla. Departamento de Análisis Económico y Economía Política
El objetivo de este trabajo consiste en estudiar la situación del vehículo eléctrico (VE) en el contexto europeo y español, así como el impacto que generará su crecimiento en España sobre la industria petroquímica, concretamente la localizada en Andalucía. Para ello, se realiza un estudio teniendo en cuenta los aspectos técnicos y económicos del VE en el presente. Asimismo, se presta especial atención al futuro de la industria petroquímica andaluza y las distintas alternativas que se barajan para el desarrollo estratégico del sector
Predicción del fallo en el entorno del taladro de una unión remachada con materiales compuestos
(2019) Silva Lozano, Ignacio; Barroso Caro, Alberto; Universidad de Sevilla. Departamento de Mecánica de Medios Continuos y Teoría de Estructuras
En las uniones remachadas, típicamente deben verificarse dos grupos de mecanismos de fallo, aquellos que afectan a los elementos de unión y aquellos que afectan a las piezas que deben taladrarse para ser unidas. En este último grupo, al menos, deben tenerse en cuenta tres mecanismos de fallo: tracción, cortadura y aplastamiento. En cada uno de estos mecanismos de fallo, debe verificarse que la componente del estado tensional responsable del fallo no supera un cierto valor crítico que provoca el fallo. En el caso de uniones remachadas con materiales compuestos, la tarea es doblemente compleja. Por una parte, el estado tensional en el entrono del taladro es complejo, no sólo por la no linealidad del problema (el contacto del remache con la pared del taladro) sino por la naturaleza no isótropa del material. Esto hace que las tensiones tengan una fuerte dependencia del tipo de fibra, secuencia de apilado, y en general, de las propiedades mecánicas (no isótropas) del laminado. Por otra parte, la determinación de los valores admisibles asociados a cada componente del estado tensional, responsable de cada mecanismo de fallo, es difícil de obtener, dado que dichos valores de resistencia también dependen de la orientación particular en el contorno del taladro, donde se evalúan. En el presente trabajo se evalúa el estado tensional en el entorno del taladro en uniones remachadas con materiales compuestos, analizando varios tipos de laminados, para servir de base a la predicción de los distintos mecanismos de fallo potencialmente actuantes.
Valorización de polvos de acería con ácido cítrico
(2019) Pérez Osuna, Cristina; Iglesias González, María Nieves; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Si existe en la actualidad algún tema de gran importancia, es la necesidad de cuidar y respetar el medio ambiente. La excesiva cantidad de plásticos, residuos y sustancias contaminantes presentes en el planeta pone de manifiesto la poca concienciación por parte de la industria y de las personas acerca de este tema. Actualmente se persigue que las políticas de medio ambiente de cualquier sector de la industria y la normativa existente sean más exigentes con respecto a los residuos generados y su gestión. Un sector de gran importancia a nivel mundial y que genera millones de residuos cada año es la industria del acero. Genera una gran cantidad de residuos sólidos que contienen metales, algunos de ellos peligrosos, lo que hace difícil y costosa su gestión y que, además, impiden que puedan ser reincorporados al proceso productivo. Estos residuos contienen una gran cantidad de hierro que podría permitir la reutilización de estos en el proceso de producción de acero. Por tanto, la búsqueda de un método eficiente que permita un elevado porcentaje de extracción de esos metales peligrosos, y el menor de hierro, es el principal objeto del siguiente trabajo. Se realiza un proceso de lixiviación empleando ácido cítrico como agente lixiviante. Este ácido es fácil de obtener, económico y no contaminante, y se estudia la influencia de la concentración de ácido cítrico empleada en el rango 0,1-1,0M. La concentración que aporta mejores resultados es la de 0,2 M, que a 30°C presenta un porcentaje de extracción del 81,79% Zn, 12,94%Fe y 88,69%Pb. Además, resulta de gran interés estudiar si al aumentar la temperatura se ve favorecida la extracción de Zn y Pb y se reduce la extracción de Fe. Pese a que en el Zn y Pb no se aprecia una gran diferencia entre las diferentes temperaturas, los resultados son más adecuados para una temperatura de 50ºC, mientras que el menor porcentaje de extracción de Fe se da a 30ºC. Una vez decidida la temperatura más adecuada a la que realizar este estudio, es importante evaluar cuál será la duración del ensayo que arroja mejores resultados. Se realizan tres ensayos a tres temperaturas diferentes, de duración 120 minutos para 30ºC y 110 minutos para 50 y 70ºC. Sin embargo, con tiempos de ensayos más cortos los resultados obtenidos son muy buenos, incluso mejor que empleando tiempos superiores. Tras finalizar el proceso de lixiviación y obtener la disolución final, hay que tener en cuenta que ésta contiene diferentes metales, entre los que se encuentran el Pb y el Zn, entre otros, que deben ser extraídos. La forma más adecuada para hacerlo teniendo en cuenta la dependencia de la disolución con el pH es mediante precipitación fraccionada.
Efectos de la temperatura de sinterización en la composición, microestructura y microdureza de materiales compuestos cerámica/aleaciones de alta entropía dopados con grafito
(2018-09) López Gómez-Millán, Lorenzo; Córdoba Gallego, José Manuel; Alcalá González, María Dolores; Universidad de Sevilla. Departamento de Química Inorgánica
En el mundo de la industria, cada vez más competitivo, el mecanizado de alta velocidad adquiere cada vez más importancia debido a la mejora de la productividad y la reducción de costes que el uso de esta técnica conlleva. Actualmente una de las grandes limitaciones de esta técnica son los materiales usados, consiguiendo un material con mejor resistencia al desgaste mayor dureza y resistencia a altas temperaturas la productividad de este método se podría ver aumentada. Son cada vez mayores los estudios que buscan encontrar materiales para estos fines. En la actualidad los materiales compuestosde WC con Co de aglomerante son los más usados en el mecanizado de alta velocidad, pero solo en las etapas finales del mismo. Cambios en la naturaleza del aglomerante es una de las vías preferentes a la hora de mejorar o ajustar las propiedades de estos cermets, para posibilitar su uso desde las etapas iniciales delmecanizado. Por ello continuando estudios anteriores, se han estudiado dos cermets de WC con dos aleaciones de alta entropía, sintetizadas mediante procesos mecanoquímicos,distintas en una proporción de 30%-70%, respectivamente, siendo la primera FeCoNiCrMn (HEA1) y la segunda Fe2,5Co3MnMoNi2,5 (HEA2). A estas mezclas se le añadió distintos porcentajes de grafito para evitar la formación de compuestos intermetálicos y la segregación de los elementos. Las muestras finales fueron caracterizadas mediante difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, dispersión de rayos X (mapeado de composición), y microdureza. Este estudio revela que la adición de 2% y 3% de grafito elimina la formación de intermetalicos y la disgregación de los elementos para la HEA1.En cambio, para la HEA2 aunque se observa una mejora, las propiedades estudiadas son de menor calidad que las de la HEA1. Finalmente, los resultados obtenidos postulan a esta HEA como buen aglomerante, que forma intermetálicos entre ellos, y soluciones sólidas entre W y C disuelto, resultando en fases con una dureza superior.
Reología de suspensiones acuosas de goma diutan y una sílice pirogénica
(2018-09) Salas Muñoz, Alejandra; Muñoz García, José; García González, María del Carmen; Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química
Este trabajo fin de grado para la titulación de Grado en Ingeniería de Materiales presenta un estudio reológico de suspensiones de una sílice pirogénica, aditivada con óxido de aluminio para favorecer su capacidad espesante. Por tanto, se trata de un estudio de suspensiones de un óxido mixto comercial (Aerosil COK 84). En una primera etapa la formulación se ha realizado con una fase continua newtoniana (agua alcalinizada), mientras que en la segunda etapa se ha utilizado una fase continua viscoelástica, consistente en una disolución biopolimérica de goma Diutan alcalinizada. Este estudio se enmarca en un proyecto de investigación financiado por el Programa Estatal de Fomento de la Investigación Científica y Técnica de Excelencia, Subprograma Estatal de Generación de Conocimiento (Ministerio de Economía y Competitividad, MINECO) y por fondos FEDER. La referencia del proyecto matriz es CTQ2015-70700-P. Este proyecto Fin de Grado cubre parte de los estudios realizados para la formulación y preparación de fases continuas de emulsiones submicrónicas preparadas a alta presión, usando microcanales. Dado que las partículas de las sílices pirogénicas tienden a formar agregados fusionados durante su producción y de que forman aglomerados de dichos agregados, la primera etapa de este trabajo ha consistido en estudiar la influencia del tiempo de homogeneización mecánica, usando tecnología rotor-estator y a velocidad rotacional fijada, sobre el comportamiento reológico. Se han realizado estudios de curvas de flujo, fluencia y ensayos oscilatorios de baja amplitud. La segunda fase del trabajo ha estudiado la influencia de la concentración de Aerosil COK 84 sobre el comportamiento viscoelástico dinámico y curvas de flujo de suspensiones con una fase continua viscoelástica formada por goma Diutan. Se ha determinado la concentración óptima de Aerosil COK 84 para conseguir una mayor viscoelasticidad y por tanto un mejor rendimiento como estabilizante.

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