Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons. Portal del coneixement obert de la UPCNot a member yet
290727 research outputs found
Sort by
Computational strategies for time-accurate simulation of part-scale LPBF
No full textTesi en modalitat de compendi de publicacions(English) The qualification of MAM (Metal Additive Manufacturing) processes remains a major challenge due to the complex thermo-mechanical phenomena involved. The process is driven by a small moving heat source that generates
highly localized, transient thermal gradients and induces thermal strains. As these strains are constrained by the surrounding material, residual stresses and warpage develop, causing part distortion or even failure. Accurate modeling is essential for understanding the underlying physics, as well as for reliable process qualification and parameter optimization. However, such simulations are computationally expensive due to the small size of the heat source, which introduces disparate spatial scales, and its continuous motion, which gives rise to equally disparate temporal scales. The need to simultaneously resolve these scales renders high-fidelity part-scale simulations prohibitively expensive.
This thesis contributes to the field of MAM modeling on both the applied and methodological fronts. On the applied side, methods for warpage and stress itigation are investigated in both DED (Directed Energy Deposition) and LPBF (Laser Powder Bed Fusion) processes, including a novel substrate design strategy for DED that significantly reduces residual stresses, and a modeling framework to capture recoater–induced build failure in LPBF. On the methodological front, the thesis focuses on developing efficient strategies for high-fidelity part-scale simulations of LPBF processes, with particular emphasis on overcoming the disparity of temporal scales. While AMR (Adaptive Mesh Refinement) has become a popular approach to address the challenge of disparate spatial scales, uniform time stepping remains the standard approach in the field. For centimeter-scale parts, this can require hundreds of millions of time-steps, making such simulations computationally unfeasible. Commonly used strategies to alleviate this issue involve extreme simplifications of the thermal model, such as lumping multiple tracks or layers into a single time-step. Effectively, this liminates the small scales associated with the moving heat source but compromises the model's predictive accuracy, requiring additional calibration. Two methods are proposed to address the temporal-scale disparity without eliminating the underlying small scales: the advected subdomain and a Robin–Robin substepping scheme, both designed to preserve model fidelity while drastically reducing computational cost. The advected subdomain method attaches a moving mesh to the laser. By solving the thermal problem in the reference frame of the heat source, the transient dynamics near the melt pool become quasi-steady, allowing the use of significantly larger time-steps. Substepping divides the domain into regions that evolve with different time-steps: finer steps are applied locally around the moving heat source, while larger steps are used away from it. The developed Robin-Robin coupling scheme proves robust and ensures mesh-independent convergence between the regions. These methods and their components are systematically evaluated through numerical analysis, benchmarked against standard approaches, and validated
against experimental data. Furthermore, they are combined to compound their respective benefits. Together, these contributions advance numerical MAM modeling, thereby improving the computational efficiency of high-fidelity simulations and enabling reliable process qualification and optimization.(Català) La qualificació dels processos de fabricació additiva metàllica (MAM) continua sent un repte a causa dels complexos fenòmens termo-mecànics implicats. El procés està governat per una petita font de calor mòbil que genera gradients tèrmics altament localitzats i transitoris, i indueix deformacions tèrmiques. Com que aquestes deformacions estan restringides pel material circumdant, es desenvolupen tensions residuals que provoquen la distorsió de la peça o fins i tot el fracàs de la seva fabricació. El modelatge precís és essencial per comprendre la física subjacent i assolir una qualificació fiable del procés i una optimització dels paràmetres. Tanmateix, aquestes simulacions són computacionalment costoses per la petita mida de la font de calor, que introdueix escales espacials molt dispars, i pel seu moviment continu, que genera escales temporals igualment heterogènies. La necessitat de resoldre simultàniament aquestes escales fa que les simulacions d’alta fidelitat a escala de peça siguin prohibitòriament costoses. Aquesta tesi contribueix al modelatge MAM des dels àmbits aplicat i metodològic. En l’àmbit aplicat, s’investiguen mètodes per mitigar les tensions residuals en processos DED (Directed Energy Deposition) i LPBF (Laser Powder Bed Fusion), incloent-hi una estratègia innovadora de disseny de substrat per a DED que redueix significativament les tensions, així com un marc de modelatge capaç de capturar els errors de construcció induïts pel recoater (corró) en LPBF. En l’àmbit metodològic, la tesi desenvolupa estratègies eficients per a simulacions d’alta fidelitat a escala de peça en LPBF, amb especial èmfasi en superar la disparitat d’escales temporals. Mentre que el refinament de malla adaptatiu (AMR, Adaptive Mesh Refinement) s’ha consolidat com un enfocament habitual per tractar les escales espacials dispars, l’ús de passos de temps uniformes continua sent l’estàndard. Per a peces centimètriques, això pot requerir centenars de milions de passos de temps, fet que les fa computacionalment inviables. Les estratègies emprades per alleujar aquest problema solen implicar simplificacions extremes del model tèrmic, com agrupar diversos passats o capes en un sol pas de temps. A la pràctica, això elimina les petites escales associades a la font de calor mòbil, però compromet la precisió predictiva del model i requereix calibració addicional. Es proposen dos mètodes per abordar la disparitat d’escales temporals sense eliminar les petites escales subjacents: el subdomini advectat (advected subdomain) i un esquema de substepping Robin-Robin, dissenyats per preservar la fidelitat del model i reduir dràsticament el cost computacional. El subdomini advectat acobla una malla mòbil al làser. En resoldre el problema tèrmic en el sistema de referència de la font de calor, la dinàmica transitòria prop del bany de fusió (melt pool) esdevé gairebé estacionària, cosa que permet utilitzar passos de temps molt més grans. El substepping divideix el domini en regions que evolucionen amb diferents passos de temps: s’apliquen passos més fins al voltant de la font de calor mòbil, i més grans a les zones allunyades. L’esquema d’acoblament Robin-Robin desenvolupat és robust i garanteix la convergència del substepping independentment de la malla. Aquests mètodes i components s’han avaluat sistemàticament mitjançant anàlisi numèrica, comparats amb enfocaments estàndard i validats amb dades experimentals. A més, el subdomini advectat i el substepping s’han combinat per potenciar-ne els beneficis respectius. En conjunt, aquestes contribucions fan avançar el modelatge numèric de la MAM, millorant l’eficiència computacional de les simulacions d’alta fidelitat i permetent una qualificació i optimització fiables del procés.(Español) La calificación de los procesos de fabricación aditiva metálica (MAM, Metal Additive Manufacturing) sigue siendo un desafío debido a los complejos fenómenos termo-mecánicos implicados. El proceso está gobernado por una pequeña fuente de calor móvil que genera gradientes térmicos altamente localizados y transitorios, e induce deformaciones térmicas. Como estas deformaciones están restringidas por el material circundante, se desarrollan tensiones residuales que provocan la distorsión de la pieza o incluso el fallo de su fabricación. El modelado preciso es esencial para comprender la física subyacente y lograr una calificación fiable del proceso y la optimización de los parámetros. Sin embargo, estas simulaciones resultan computacionalmente costosas por el reducido tamaño de la fuente de calor, que introduce escalas espaciales muy dispares, y por su movimiento continuo, que genera escalas temporales igualmente dispares. La necesidad de resolver simultáneamente estas escalas hace que las simulaciones de alta fidelidad a escala de pieza sean prohibitivamente costosas. Esta tesis contribuye al modelado MAM desde los ámbitos aplicado y metodológico. En el primero, se investigan métodos para mitigar las tensiones residuales en procesos DED (Directed Energy Deposition) y LPBF (Laser Powder Bed Fusion), incluyendo una estrategia novedosa de diseño de sustrato para DED que reduce significativamente las tensiones, así como un método de modelado capaz de capturar los fallos de construcción inducidos por el recoater (rodillo) en LPBF. En el ámbito metodológico, la tesis desarrolla estrategias eficientes para simulaciones de alta fidelidad a escala de pieza en LPBF, con especial énfasis en superar la disparidad de escalas temporales. Mientras que el refinamiento de malla adaptativo (AMR, Adaptive Mesh Refinement) se ha consolidado como enfoque habitual para tratar las escalas espaciales dispares, el uso de pasos de tiempo uniformes sigue siendo el estándar. Para piezas centimétricas, esto puede requerir cientos de millones de pasos de tiempo, lo que las hace computacionalmente inviables. Las estrategias más comunes para aliviar este problema implican simplificaciones extremas del modelo térmico, como agrupar varios barridos o capas en un solo paso de tiempo. En la práctica, esto elimina las pequeñas escalas asociadas a la fuente de calor móvil, pero compromete la precisión predictiva del modelo y requiere calibración adicional. Se proponen dos métodos para abordar la disparidad de escalas temporales sin eliminar las pequeñas escalas subyacentes: el subdominio advectado (advected subdomain) y un esquema de substepping Robin-Robin, ambos diseñados para mantener la fidelidad del modelo y reducir drásticamente el coste computacional. El método del subdominio advectado acopla una malla móvil al láser: al resolver el problema térmico en el sistema de referencia de la fuente de calor, la dinámica transitoria cerca del baño de fusión (melt pool) se vuelve casi estacionaria, lo que permite usar pasos de tiempo mucho mayores. El substepping divide el dominio en regiones que evolucionan con distintos pasos de tiempo: pasos más finos se aplican alrededor de la fuente de calor móvil, y mayores en las zonas alejadas. El esquema de acoplamiento Robin-Robin desarrollado demuestra ser robusto y garantiza la convergencia del substepping independientemente de la malla. Estos métodos y sus componentes se evaluaron sistemáticamente mediante análisis numérico, se compararon con el modelado estándar y se validaron con datos experimentales. Además, el advected subdomain y el substepping se combinaron para potenciar sus beneficios respectivos. En conjunto, estas contribuciones avanzan el modelado numérico de la MAM, mejorando la eficiencia computacional de las simulaciones de alta fidelidad y permitiendo una calificación y optimización fiables del proceso.Postprint (published version
Estudi de la industrialització d’un component termoplàstic
No full textAquest projecte presenta l’estudi complet d’industrialització d’un component termoplàstic destinat a actuar com a element de desaigüe dins d’una caixa de terra estanca utilitzada en instal·lacions elèctriques i de telecomunicacions. L’objectiu principal és definir una solució tècnica, productiva i econòmicament viable que permeti la fabricació del component mitjançant el procés d’emmotllament per injecció, assegurant els requisits funcionals, normatius i de qualitat exigits. La metodologia emprada es basa en una anàlisi tècnic del disseny del component, la selecció del material termoplàstic més adequat i la definició del procés productiu òptim. S’apliquen criteris de disseny per a la fabricació (DFM) amb l’objectiu de garantir la fabricabilitat i minimitzar riscos de defectes. Paral·lelament, s’utilitzen eines CAD i CAE per al disseny del motlle i la realització de simulacions del procés d’injecció, que permeten avaluar paràmetres com l’ompliment, la pressió, la temperatura, les deformacions i la força de tancament. També s’analitzen diferents alternatives de punt d’injecció, nombre de cavitats i materials, fins a definir la solució òptima. Els resultats obtinguts permeten validar la selecció del material, la configuració del motlle i la màquina d’injecció escollida, així com establir els principals paràmetres del procés productiu. A més, es realitza un estudi de costos i de viabilitat econòmica que confirma la rendibilitat del projecte. El projecte estableix el marc tècnic i productiu per a l’estudi de la possible implantació del component en producció en sèrie mitjançant injecció de termoplàstic, definint els principals criteris de disseny, procés i recursos necessaris, així com els aspectes clau a considerar en termes de qualitat, eficiència i competitivitat industrial.Este proyecto presenta el estudio completo de industrialización de un componente termoplástico destinado a actuar como elemento de desagüe dentro de una caja de suelo estanca utilizada en instalaciones eléctricas y de telecomunicaciones. El objetivo principal es definir una solución técnica, productiva y económicamente viable que permita la fabricación del componente mediante el proceso de moldeo por inyección, asegurando los requisitos funcionales, normativos y de calidad exigidos. La metodología empleada se basa en un análisis técnico del diseño del componente, la selección del material termoplástico más adecuado y la definición del proceso productivo óptimo. Se aplican criterios de diseño para la fabricación (DFM) con el objetivo de garantizar la fabricabilidad y minimizar riesgos de defectos. Paralelamente, se utilizan herramientas CAD y CAE para el diseño del molde y la realización de simulaciones del proceso de inyección, que permiten evaluar parámetros como el llenado, la presión, la temperatura, las deformaciones y la fuerza de cierre. También se analizan diferentes alternativas de punto de inyección, número de cavidades y materiales, hasta definir la solución óptima. Los resultados obtenidos permiten validar la selección del material, la configuración del molde y la máquina de inyección escogida, así como establecer los principales parámetros del proceso productivo. Además, se realiza un estudio de costes y de viabilidad económica que confirma la rentabilidad del proyecto. El proyecto establece el marco técnico y productivo para el estudio de la posible implantación del componente en producción en serie mediante inyección de termoplástico, definiendo los principales criterios de diseño, proceso y recursos necesarios, así como los aspectos clave a considerar en términos de calidad, eficiencia y competitividad industrial.This project presents a complete industrialization study of a thermoplastic component designed to function as a drainage element inside a watertight floor box used in electrical and telecommunications installations. The primary objective is to define a technically, productively, and economically viable solution that allows for the manufacturing of the component using the injection molding process, ensuring compliance with all required functional, regulatory, and quality standards. The methodology employed is based on a technical analysis of the component design, the selection of the most suitable thermoplastic material, and the definition of the optimal production process. Design for Manufacturing (DFM) criteria are applied aiming to ensure manufacturability and minimize the risk of defects. In parallel, CAD and CAE tools are used for mold design and to perform injection process simulations, which allow for the evaluation of parameters such as filling, pressure, temperature, deformation, and clamping force. Different alternatives regarding gate locations, number of cavities, and materials are also analyzed until the optimal solution is defined. The results obtained validate the material selection, the mold configuration, and the chosen injection machine, as well as establish the main parameters of the production process. Furthermore, a cost and economic viability study is conducted, confirming the profitability of the project. The project establishes the technical and productive framework for studying the potential implementation of the component into serial production via thermoplastic injection, defining the main design criteria, process, and necessary resources, as well as key aspects to consider regarding quality, efficiency, and industrial competitiveness
Impacte i conseqüències del conflicte al mar Roig en el comerç marítim internacional
No full textAquest Treball Final de Grau analitza l'impacte i les conseqüències del conflicte al mar Roig sobre el comerç marítim internacional, amb especial atenció a l'escalada de tensió produïda a partir de finals de 2023 i a les seves repercussions sobre les rutes entre Àsia i Europa. El treball parteix de la importància estratègica del mar Roig i del Canal de Suez com a corredor marítim essencial per al trànsit de contenidors, energia i mercaderies a escala global.
La metodologia utilitzada és principalment qualitativa, amb un enfocament descriptiu i analític basat en la revisió de fonts acadèmiques, informes d'organismes internacionals i dades sectorials publicades per institucions com la UNCTAD, el Fons Monetari Internacional, l'Organització Marítima Internacional i l'OCDE/ITF. A partir d'aquest marc, s'analitzen els antecedents històrics de conflictes en rutes comercials estratègiques, els actors implicats en el conflicte del Iemen i les noves formes d’amenaça a la seguretat marítima.
El treball examina les principals afectacions sobre el comerç internacional, incloent-hi els desviaments massius de rutes pel Cap de Bona Esperança, l'increment dels temps de trànsit, l'augment dels costos logístics i asseguradors, i els impactes ambientals associats. Aquestes dinàmiques es concreten mitjançant un estudi de cas de la ruta Shanghai–Barcelona, que permet quantificar les diferències entre la ruta tradicional via Suez i la ruta alternativa. Finalment, s'avaluen possibles rutes alternatives de futur i es reflexiona sobre la vulnerabilitat estructural del comerç marítim global davant conflictes geopolítics prolongats
Predicting EU orchard farmers' adoption intentions for pesticide-reducing innovations using an extended theory of planned behavior
No full text© 2025 The Authors. Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY license ( http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ).Reducing synthetic pesticide use is central to the EU Green Deal. However, with legislative progress stalled, farmers increasingly bear the responsibility for implementing pesticide reduction. This highlights the need to understand how decisions are made and what shapes farmers' intentions to adopt technologies that reduced pesticide use, particularly in orchard systems where pesticide dependence remains high despite the availability of promising alternatives. This study examines stakeholder roles in orchard pest management, identifies key drivers of farmers’ adoption intentions, and develops a tool to predict adoption likelihood. A mixed-methods approach was applied, combining expert interviews (n = 16) and a structured survey of orchard farmers (n = 354). We extended the Theory of Planned Behavior (TPB) by incorporating three additional constructs: perceived cost, relative advantage of current practices, and perceived ease of use, all based on established behavioral theories. Results show that decision-making involves multiple stakeholders and is influenced by factors such as farm size, ownership structure, and external pressures. Meanwhile, structural equation modeling shows that attitudes and perceived ease of use significantly boost adoption intentions. In contrast, perceived cost and the relative advantage of current practices serve as barriers. Subjective norms and perceived behavioral control were not significant predictors. Based on these findings, a web-based adoption intention predictive tool was developed to support stakeholders in assessing adoption likelihood. The study offers practical insights for reducing adoption barriers, strengthening positive attitudes toward innovation, and supporting sustainable pest management in orchard systems.This study was supported by the NOVATERRA project under the research grant agreement number: 101000554. The NOVATERRA project has received funding from the European Union’s Horizon 2020. We sincerely appreciate the valuable administrative and technical support provided by Cristina Poyato Santiago and Filippo Alfonso Baldaro to the NOVATERRA project.Peer ReviewedPostprint (published version
Solució numèrica de models de fase per al problema d'Stefan i solidificació
No full textEn aquest treball s’estudia el problema d'Stefan i la seva aproximació mitjançant el model phase field en una dimensió amb paràmetres constants i variables. El model es discretitza mitjançant el mètode dels elements finits en l’espai i el mètode d'Euler endavant en el temps. S’analitza la influència dels paràmetres materials i numèrics tant sobre distribució de temperatura com sobre la posició de la interfície al llarg del temps. Es mostra que, amb una tria adequada dels paràmetres, el model phase field convergeix cap al model de sharp interface quan l’amplada de la interfície tendeix a zero
Finite element modeling and validation of concrete-filled steel tubes under bending
No full textThis paper develops and validates a parametric finite element (FE) model capable of predicting the behavior of Concrete-Filled Steel Tubes (CFST) under bending. The simulations are performed using ANSYS Mechanical APDL, and the results are validated against experimental data from three four-point monotonic bending tests on CFST beams. These experiments were carried out as part of the research project STCC SIFECAT: IU68009746, funded by the European Regional Development Funds (ERDF) through the Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca (AGAUR) – Generalitat de Catalunya. The FE results show reasonable agreement with the experimental data. The material models used include linear elastic behavior with linear strain hardening for steel, and the Menetrey-Willam model for concrete. Additionally, a theoretical analysis is carried out to estimate the CFST maximum bending moment capacity. The paper presents and compares theoretical predictions, experimental results, and FE simulations, providing insights for improving the simulation approach and identifying directions for future work.The first author wants express gratitude to Prof. Dr.-Ing.Michael W. Gee and PhD candidate Lukas Rinderer ofMechanics & High Performance Computing Group at TUM,for their valuable feedback and insightful comments onearlier drafts of this manuscript.The experimental tests have been conducted as part of theresearch project STCC SIFECAT: IU68009746, funded bythe European Regional Development Funds (ERDF)through the Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i deRecerca (AGAUR) - Generalitat de Catalunya.Peer ReviewedPostprint (published version
Sustainable nutrient recovery via progressive freezing of anaerobically digested POME: insights into process parameters and trade-offs
No full textPalm oil mill effluent (POME) generates a nutrient-rich digestate following anaerobic digestion (AD), yet this stream remains underutilized and contributes to nutrient pollution when unmanaged. This study evaluates progressive freezing (PF) as a low-energy, chemical-free separation technique for recovering nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) from AD-treated POME. A custom-designed circulated freeze crystallizer (CFC) was used to examine how coolant temperature (-5, -10, -15 °C), freezing duration (50–70min), and circulation flowrate (300–500rpm) influence volume reduction (Vr), nutrient recovery (Ri), process efficiency (PEi), and nutrient yield (Yi) under a 3³factorial experimental framework. Coolant temperature was the dominant determinant of separation performance, with -15 °C achieving the greatest ice formation (Vr = 14.75%) and nutrient retention (>97% for N, P, K). Longer freezing durations improved solute exclusion, with PEi peaking at 43% at 70min but showing diminishing gains beyond 60min. Circulation flowrate exerted nonlinear hydrodynamic effects, with 300rpm achieving the most favourable balance of solute rejection and nutrient recovery (TN: 94.75%, TP: 96.06%, K: 96.53%). These findings demonstrate PF’s potential as a sustainable and decentralised nutrient recovery pathway for circular bioeconomy applications, while providing essential parameter-specific insights for future scale-up and energy-integration strategies.Acknowledgements: The authors would like to acknowledge the financial assistance from Yayasan Universiti Teknologi PETRONAS (YUTP) through cost centre of 015LC0-546 and the facilities support from HICoE – Centre for Biofuel and Biochemical Research (CBBR), and Chemical Engineering Department, Universiti Teknologi PETRONAS. Support from the Ministry of Education Malaysia through the HICoE award to CBBR is duly acknowledged. Funding: The authors would like to acknowledge financial assistance from PETRONAS via YUTP (Cost Centre: 015LC0-546).Peer Reviewed12 - Producció i Consum Responsables15 - Vida d'Ecosistemes Terrestres6 - Aigua Neta i SanejamentPostprint (author's final draft
Documentação híbrida e modelação paramétrica para a conservação de um vitral modernista em Caracas (Venezuela)
No full textThis article examines the parametric reconstruction and structural analysis of a modern stained-glass window in the Santísima Trinidad Church, Caracas (Venezuela), attributed to the artist Omar Carreño. The partial loss of original documentation and limited site access prompted the development of a hybrid methodology combining archival research, interviews, sketches, in situ measurements, parametric modelling in SolidWorks and augmented-reality visualisation. The workflow clearly differentiates historical sources from methodological procedures. Objective: to establish a replicable sequence for interpreting complex geometries under constructive logic in contexts of deficient documentation. Hypothesis: integrating incomplete historical records, on-site measurements, and parametric modelling can produce a geometrically reliable digital twin to support preventive conservation, structural interpretation, and interdisciplinary knowledge transfer. Results confirm the methodological validity of reconstructive modelling for modern Latin American heritage, providing a transferable workflow for the documentation of non-canonical architectural typologies using accessible technologies.Postprint (author's final draft
Edificis com a bancs de materials per a la construcció circular a Terrassa
No full textEl sector de la construcció ha d’avançar cap a un model més circular, ja que l’actual model econòmic lineal consumeix aproximadament el 40% de l’extracció global dels recursos, convertint-se insostenible a llarg termini. En aquest context, disposar d’informació clara i estructurada sobre quins materials conté un edifici i en quines quantitats és clau per poder gestionar-los com a bancs de materials en un futur i així evitar la continua extracció de recursos. Amb aquesta premissa, el present Treball de Fi de Màster té com a objectiu desenvolupar i aplicar una metodologia pràctica per elaborar un passaport de materials en un edifici existent per a inventariar el seu contingut i així facilitar la seva gestió al llarg del temps. Actualment, aquest fet és poc habitual en edificis existents, ja que els passaports de materials es plantegen per a edificacions d’obra nova i, amb els edificis existents, la falta de traçabilitat i la disponibilitat limitada de dades dificulten el poder establir un procediment estandarditzat.
Per a complir l’objectiu del treball, s’ha realitzat un inventari dels elements constructius de l’edifici GAIA del campus universitari de la UPC de Terrassa a partir de la informació disponible. Aquesta informació s’ha organitzat en un passaport, estructurat per sistemes i elements, on es quantifiquen els materials associats i s’indica explícitament quina informació és documentada i quina s’ha estimat mitjançant hipòtesis justificades. A més, els materials s’han vinculat amb EDP representatives per poder estimar indicadors ambientals, tant a escala global com desglossats per elements constructius. Aquesta vinculació permet analitzar com la disponibilitat de la informació declarada a les EPD afecta als resultats finals.
En conjunt, el treball demostra la viabilitat de construir un passaport de materials d’un edifici existent de manera estructurada i transparent, obtenint ordres de magnitud tant de materials com d’impactes ambientals.El sector de la construcción debe avanzar hacia un modelo más circular, ya que el actual modelo económico lineal consume aproximadamente el 40% de la extracción global de recursos, volviéndose insostenible a largo plazo. En este contexto, disponer de información clara y estructurada sobre qué materiales contiene un edificio y en qué cantidades es clave para poder gestionarlos como bancos de materiales en el futuro y así evitar la continua extracción de recursos. Con esta premisa, el presente Trabajo de Fin de Máster tiene como objetivo desarrollar y aplicar una metodología práctica para elaborar un pasaporte de materiales de un edificio existente, inventariar su contenido y facilitar su gestión a lo largo del tiempo. Actualmente, esto es poco habitual en edificios existentes, ya que los pasaportes de materiales se plantean para edificaciones de obra nueva y, en el caso de edificios existentes, la falta de trazabilidad y la disponibilidad limitada de datos dificultan poder establecer un procedimiento estandarizado.
Para cumplir el objetivo del trabajo, se ha realizado un inventario de los elementos constructivos del edificio GAIA del campus universitario de la UPC de Terrassa a partir de la información disponible. Esta información se ha organizado en un pasaporte, estructurado por sistemas y elementos, donde se cuantifican los materiales asociados y se indica explícitamente qué información está documentada y cuál se ha estimado mediante hipótesis justificadas. Además, los materiales se han vinculado con EPD representativas para poder estimar indicadores ambientales, tanto a escala global como desglosados por elementos constructivos. Esta vinculación permite analizar cómo la disponibilidad de la información declarada en las EPD afecta a los resultados finales.
En conjunto, el trabajo demuestra la viabilidad de construir un pasaporte de materiales de un edificio existente de manera estructurada y transparente, obteniendo órdenes de magnitud como resultados.The construction sector needs to move towards a more circular model, since within the current linear economic model it consumes approximately 40% of global resource extraction, which makes it unsustainable in the long term. In this context, having clear and structured information about what materials a building contains and in what quantities is key to managing buildings as material banks and avoiding continuous resource extraction. With this premise, the aim of this Master’s Thesis is to develop and apply a practical methodology to create a material passport for an existing building, to inventory its contents and facilitate its management over time. At present, this is still uncommon for existing buildings, as material passports are mainly conceived for new constructions, and in existing buildings the lack of traceability and the limited availability of data make it difficult to establish a standardized procedure.
To achieve the objectives of this study, an inventory of the main construction elements of the GAIA building, located on the UPC Terrassa university campus, has been prepared based on the available information. This information has been organized into a material passport structured by systems and elements, where the associated materials are quantified and it is explicitly indicated which information is documented and which has been estimated through justified assumptions. In addition, the materials have been linked to representative EPDs to estimate environmental indicators, both at a global scale and broken down by construction elements. This linking makes it possible to analyze how the availability of information declared in the EPDs affects the results.
Overall, the project demonstrates the feasibility of developing a material passport for an existing building in a structured and transparent way, providing orders of magnitude for material quantities and environmental impacts