Modelo de cuantificación del consumo energético en edificación

The research conducted in this paper focuses on the generation of a model for the quantification of energy consumption in building. This is to be done through one of the most relevant environmental impact indicators associated with weight per m2 of construction, as well as the energy consumption resulting from the manufacturing process of materials used in building construction. The practical application of the proposed model on different buildings typologies in Seville, will provide information regarding the building materials, the subsystems and the most relevant construction elements. Hence, we will be able to observe the impact the built surface has on the environment. The results obtained aim to reference the scientific community, providing quantitative data comparable to other types of buildings and geographical areas. Furthermore, it may also allow the analysis and the characterization of feasible solutions to reduce the environmental impact generated by the different materials, subsystems and construction elements commonly used in the different building types defined in this study.La investigación realizada en el presente trabajo plantea la generación de un modelo de cuantificación del consumo energético en edificación, a través de uno de los indicadores de impacto ambiental más relevantes asociados al peso por m2 de construcción, el consumo energético derivado del proceso de fabricación de los materiales de construcción empleados en edificación. La aplicación práctica del modelo propuesto sobre diferentes tipologías edificatorias en Sevilla aportará información respecto a los materiales de construcción, subsistemas y elementos constructivos más impactantes, permitiendo visualizar la influencia que presenta la superficie construida en cuanto al impacto ambiental generado. Los resultados obtenidos pretenden servir de referencia a la comunidad científica, aportando datos numéricos que podrán ser comparados en otras tipologías y ámbitos geográficos, a la vez que permitirán analizar y precisar mejoras en cuanto al impacto ambiental generado por los diferentes materiales, subsistemas y elementos constructivos habitualmente utilizados en las tipologías edificatorias definidas

Fluencia en compresión de compuestos de AI2O3-SIC con distintas geometrías de reforzante

Se ha analizado la fluencia en compresión de un compuesto cerámico con matriz de alúmina reforzada con un 30% en volumen de plaquetas de SiC. Los ensayos se realizaron a 1400 °C, con velocidades de deformación entre 10'^ y x 10'^ s"\ y tensiones sobre muestra de hasta 400 MPa, alcanzándose estados cuasi estacionarios de deformación. Los resultados se comparan con los de varios compuestos de alúmina reforzada con distintos contenidos de whiskers de carburo de silicio, obtenidos previamente en idénticas condiciones experimentales. A la luz de consideraciones ampliamente aceptadas sobre los mecanismos de fluencia que actúan en estos compuestos, se discute la idoneidad de las distintas representaciones para una mejor comprensión del efecto de los reforzantes, en particular su acción como inhibidores de la fluencia por deslizamiento con acomodación de las fronteras de grano por debajo de una determinada tensión umbral.Results of compressive creep of an alumina matrix composite reinforced with different contents of silicon carbide platelets or whiskers, at temperature of 1400 C, with creep rates ranging from 10"^ to 10"^ s"-^, and true stresses up to 400 MPa has been analized. At this temperature cuasi steady-sates of deformation were achieved. New data is presented, for the material reinforced with platelets, and are compared with those obtained in the same experimental conditions for other composites reinforced with whiskers. From widely accepted considerations about the mechanisms responsible for the high temperature diffusional creep in these composites, different types of data analysis and representation of the results are showed in order to understand the effect of the reinforcements, particularly the effect on the stress tresshold needed to activate the sliding of grains during diffusional controlled creep

Effect of stress and/or field annealing on the magnetic behavior of the „Co77Si13.5B9.5…90Fe7Nb3 amorphous alloy

Variations of coercive field, induced magnetic anisotropy, and saturation magnetostriction constant in sCo77Si13.5B9.5d90Fe7Nb3 amorphous ribbons submitted to stress and/or axial magnetic-field annealing are reported. The annealing was carried out by using the Joule-heating effect saverage temperature values of the sample corresponding to the intensity of the electrical current were 273, 378, 409, and 445 °Cd and the applied stress and axial magnetic field during the thermal treatments were 500 MPa and 750 A/m, respectively. As a result of these treatments, a uniaxial in-plane magnetic anisotropy, which affects drastically the soft magnetic character of the samples, was developed.Ministerio de Ciencia y Tecnología de España-MAT2001-0082-C04-0

Fluencia a alta temperatura de compuestos alúmina-circona

Se ha estudiado la microestructura y la respuesta mecánica en compresión a alta temperatura de dos cerámicos de alúmina reforzada con circona (ZTA), fabricados mediante mezcla de polvos y mediante sol-gel con precursores de circona, para determinar la influencia del procesado. Las primeras presentan grandes aglomerados de partículas de circona y mayor tamaño de grano de alúmina, mientras que el material fabricado a partir de precursores presenta una microestructura más homogénea. Se han realizado ensayos en compresión a temperaturas entre 1300 y 1450 °C, tensiones desde 20 a 600 MPa, y velocidad de deformación de 2 x 10'^ s'^, encontrando fractura frágil a T 1400 °C para ambos tipos de microestructura.Microstructure and high temperature compressive creep of tw^o ci cona toughened alumina (ZTA) ceramics, fabricated by pow^der processing and sol-gel precursors processing, has been studied, in order to determine the influence of processing. For the samples fabricated from powders, the microstructure is less homogeneous, with large agglomerates of circona, and greater alumina grain sizes. Compressive tests at temperatures between 1300 °C and 1400 °C, stresses between 20 and 600 MPa, at an strain rate of 2 x 10"^ s"^ have been carried out. Brittle fracture behavior was found for both materials below 1400 °C, and stationary plastic deformation above this temperature

Propiedades mecánicas de carburo de silicio poroso de estructura celular abierta

VIII Congreso de Propiedades Mecánicas de Sólidos. Comunicaciones en: http://www.upv.es/pms2002/Hemos estudiado las propiedades mecánicas y la microestructura de un material de SiC poroso de estructura celular abierta. El tamaño de celda típico es 2.4 mm. Las celdas abiertas ocupan el 80% del volumen y las aristas que conforman la estructura sólida tienen una densidad de 2.53 g/cm3 , es decir un 79% de la densidad teórica del SiC. Se han realizado ensayos de compresión uniaxial hasta rotura a velocidad de compresión constante de 20 mm/min, sobre muestras de 20x20x30 mm aproximadamente, cargando a lo largo de la dimensión mayor. Los ensayos se han realizado a temperatura ambiente y a altas temperaturas, entre 1150ºC y 1400ºC. La resistencia en compresión a rotura se ha encontrado en el rango 369 kPa y 558 kPa. Se comparan estos resultados con los de otros materiales celulares

Avances en el estudio fractográfico de fibras cerámicas de circonaerbia mediante microscopía óptica confocal

La microscopía óptica confocal (LSCM, Laser Scanning Confocal Microscopy) es una técnica microscópica basada en una construcción óptica que permite eliminar la luz procedente de zonas no enfocadas de la muestra. Mientras que es de amplio uso en Ciencias de la Vida, la aplicación de LSCM a la Ciencia de Materiales no ha sido apenas explorada, siendo prácticamente inexistentes los estudios fractográficos que se apoyen en LSCM. A pesar de ello, sus características (obtención de información tridimensional, resolución por debajo de la micra y sencilla preparación de muestras) la convierten en una herramienta idónea para una multitud de problemas fractográficos, debido a la obtención rápida de valiosa información y a su buena coordinación con la microscopía electrónica de barrido (SEM). En este trabajo, los autores estudian en detalle un sistema de interés (fibras cerámicas de circona dopada con un 5% molar de erbia, sometidas a ensayos de tracción a alta temperatura) mediante LSCM. Además de poner de relieve la utilidad de la técnica y de revelar la textura característica de la superficie de fractura de dichas fibras, se encuentra que dicha textura refleja la estructura nanométrica de precipitados propia del material.Laser scanning confocal microscopy (LSCM) is a microscopic technique based on an optical construction which allows the microscope to discard the light coming from unfocused zones of the sample. Whereas LSCM is extensively used in Natural Sciences (Biology, Medicine...), its use in Materials Science is almost unexplored and, in particular, there are essentially no fractographical studies using LSCM. However, its characteristics (gathering of 3D information, better than micron resolution and simple sample preparation) make LSCM an ideal tool in a wide selection of fractographical problems, owing to the fast adquisition of valuable information and to the excellent sinergy with scanning electron microscopy (SEM). In the present work, the authors study an interesting system (ZrO2 -5% mol Er2 O3 fibers, submitted to tensile strength in hightemperature conditions) in detail with LSCM. In addition to showcasing the usefulness of LSCM in fractographical studies and revealing the characteristic texture of the fracture surface in such fibers, said texture is found to closely resemble the nanometric precipitate structure which is unique to this material

Microstructure and mechanical properties of high temperature protonic conductors fabricated by melt growth

Se han estudiado conductores protónicos de alta temperatura (CPAT) fabricados por fusión de zona flotante asistida por láser (SrCe0.9Y0.1O3-δ , SrCe0.8Y0.2O3-δ , SrZr0.9Y0.1O3-δ , SrZr0.8Y0.2O3-δ , Sr3 (Ca1.18Nb1.82)O9-δ y SrTi0.95Sc0.05O3-δ ). La caracterización microestructural se ha realizado mediante Microscopía Electrónica de Barrido y Transmisión (MEB, MET). Los materiales tienen una estructura celular, con células de anchuras entre 10-50 µm y regiones intercelulares superiores a 1 µm de espesor. El análisis de difracción indica que las células son cristalinas y que la región intercelular es amorfa. La MET revela que las células presentan múltiples defectos planares, separadas por regiones rotadas con la misma estructura cristalográfica. Las propiedades mecánicas a altas temperaturas fueron estudiadas a partir de ensayos de compresión bajo velocidad de deformación y carga constantes. Nuestros materiales resisten tensiones de 500 MPa a 700 ºC, 400 MPa a 1100 ºC y 370 MPa a 1300 ºC, observándose deformación plástica a 1100 ºC y 1300 ºC. El mejor comportamiento mecánico fue obtenido para los sistemas Sr3 (Ca1.18Nb1.82)O9- δ _ y SrZr0.9Y0.1O3-δ . Las tensiones y resistencias en fluencia de estos sistemas son mejores que las de las cerámicas policristalinas CPAT de similar estructura y composición. Después de los ensayos mecánicos, las muestras fueron estudiadas por MEB y MET. La fractura comenzó a propagarse siguiendo las regiones intercelulares. En las muestras deformadas plásticamente se detecta la actividad de dislocaciones.High temperature protonic conductors (HTPC) were successfully fabricated by melt growth using the laser heated floating zone method (SrCe0.9Y0.1O3-δ , SrCe0.8Y0.2O3-δ , SrZr0.9Y0.1O3-δ , SrZr0.8Y0.2O3-δ , Sr3 (Ca1.18Nb1.82)O9-δ and SrTi0.95Sc0.05O3-δ ). Microstructural characterization was performed by scanning and transmission electron microscopy (SEM, TEM). The materials have a cellular microstructure, with cell width ranging between 10-50 µm and intercellular regions up to 1 µm thick. The diffraction analysis indicates that the cells are crystalline, and the intercellular regions are amorphous. TEM reveals that the cells present multiple planar defects, separating rotated regions with of same crystallographic structure. The high temperature mechanical properties were studied by compression tests performed under constant strain rate and constant load. Remarkable high temperature strengths of 500 MPa at 700 o C, 400 MPa at 1100 o C and 370 MPa at 1300 o C were measured, being the plastic deformation evident at 1100 ºC and 1300 ºC. The best mechanical behavior was obtained for the systems Sr3 (Ca1.18Nb1.82)O9-δ and SrZr0.9Y0.1O3-δ . The strengths and creep resistance of these systems are better than the ones of polycrystalline HTPC ceramics of similar structure and composition. After the mechanical tests, the samples were studied by SEM and TEM. The fracture started to propagate following the intercellular regions. In the plastically deformed samples, dislocation activity was found

Aplicaciones del SiC biomórfico como reforzante estructural en hormigones refractarios

Una posible aplicación del SiC biomórfico (bioSiC) son los reforzante estructural en hormigones refractarios. En este caso se han fabricado piezas de bioSiC con forma de cilindros alargados, 3-4 mm de diámetro y 30-35 mm de longitud, mediante infiltración reactiva de Si líquido en piezas de carbón obtenidas por pirolización de madera de haya de calidad comercial. Hemos estudiado las características microestructurales y las propiedades mecánicas de los reforzantes, como paso previo al estudio de la aplicación mencionada, de la que se ofrece un avance en este trabajo. Para caracterizar la calidad del material y del proceso de fabricación, la microestructura de las piezas se ha estudiado mediante microscopía electrónica de barrido. Los reforzantes de bioSiC fueron ensayados a compresión uniaxial y flexión en cuatro puntos a temperatura ambiente y a alta temperatura (1250-1400ºC) para la determinación de sus propiedades mecánicas, y se realizaron estudios fractográficos en el segundo tipo de ensayos. Subsecuentemente, se prepararon ladrillos refractarios con un 3% en peso de reforzantes de bioSiC, que fueron curados a diferentes temperaturas (máx. 1600ºC). Estos ladrillos se han ensayado en compresión y flexión en tres puntos, a temperatura ambiente, comparándose los resultados con los obtenidos en ladrillos sin reforzantes y reforzados con agujas metálicas de calidad comercial (acero refractario 306 ó 310), con la misma formulación y condiciones de curado.This work is devoted to the study of the time and temperature dependence of the static grain growth in YTZP 4 mol %, with an average grain size within the submicrometric range ( > 0.1 µm). Also, the mechanical response in the temperature interval between 1200 ºC and 1500 ºC is analysed. The grain growth is controlled by the yttria segregation at the grain boundaries, which plays a key role in the cationic diffusion processes. Microstructural characterization of both as-received and deformed samples allows to conclude that plastic deformation is due to grain boundary sliding (GBS), with stress exponents increasing with the flow stress, but in all cases they are lower than n = 2

Creep of (La0.55Sr0.45)0.99Mn1-yGayO3

Steady-state compressive creep was measured in (La0.55Sr0.45)0.99Mn1−yGayO3 at temperatures from 1200 to 1270 °C in air at stresses (σ) from 13 to 40 MPa. The Ga concentration was y = 0, 0.05, and 0.10. Strains to 0.14 were obtained. In the creep equation for strain rate, = An exp(−Q/RT), stress exponents (n) were between 1.3 and 1.7, indicating that diffusional flow is the dominant creep mechanism, and the activation energy (Q) was found to vary from 355 kJ mol−1 for y = 0 to 485 kJ mol−1 for y = 0.10

Propiedades mecánicas de SiC biomórfico poroso

Se han estudiado carburos de silicio biomórficos (bioSiC) fabricados mediante infiltración reactiva de silicio líquido en una preforma de carbón de origen vegetal. Se obtiene así una cerámica porosa de SiC con silicio remanente en sus poros. Este silicio puede alterar considerablemente las propiedades mecánicas de los bioSiC. Este trabajo preliminar se centra en el estudio de las propiedades mecánicas de los bioSiC fabricados a partir de preformas de haya, eucalipto y pino, tras reacción con una disolución de HF y HNO3 que elimina ostensiblemente el silicio residual. Las propiedades mecánicas a altas temperaturas fueron estudiadas a partir de ensayos de compresión a velocidad de deformación constante. La caracterización microestructural del material resultante, antes y después de los ensayos mecánicos, fue realizada mediante Microscopía Electrónica de Barrido (MEB).Biomorphic SiC (bioSiC) materials fabricated by silicon infiltration of chescoal preforms have been studied. As a result of this process, a porous SiC ceramics with remnant silicon partially filling pores is obtained. This remnant silicon can considerably alter the mechanical properties of the bioSiC but it can be effectively removed by reaction with a mixture of HF and HNO3 producing a clean pororus bioSiC. In this work the comparison of the mechanical properties of bioSiC from preforms of beech, eucalyptus and pine, with and without remanent silicon is studied. High temperature mechanical properties were studied from deformation tests in compression at constant strain rate. Microstructural characterization of the samples, before and after the mechanical tests, was performed by scanning electron microscopy (SEM)