Etapa 4

Rezultatele obținute în etapa a 4-a a proiecutlui complex au fost atinse în toate proiectele componente, indicatorii fiind atinși pentru fiecare activitate în parte, în conformitate cu planul de lucru adaptat la perioada de finanțare.

Rezultatele obținute în cadrul Proiectului component 1 s-au axat pe o serie de teste experimentale de compresiune la impact a unor spume de alumimiu AlSi10 având fețele din plasă de oțel neramforsate (UR) și ramforsate lateral, respectiv transversal. Toate probele investigate au prezentat mecanisme de deformare progresivă. La temperatura camerei spumele prezintă o matrice fragilă, aceasta schimbând-se într-una ductilă odată cu creșterea temperaturii de testare pana la 350°C. Rezultatele acestei etape, referitoare la comportarea dinamică a materialelor celulare ranforsate au fost diseminate într-un articol în revista Composites Part A din Q1 cu factor de impact 6.444. De asemenea, într-un articol publicat în Materials Today: Proceedings (indexat ISI) s-au prezentat o parte dintre rezultatele obținute la caracterizarea structurilor tip sandwich. Se are în vedere elaborarea unui articol privind comportarea mecanică a spumelor ceramice, obținute în cadrul proiectului component 2 și testate la compresiune în cadrul proiectului component 1.

În cadrul Proiectului component 2, în această etapă, s-au implementat și testat „out door” materiale cu absorbţie redusǎ/reflexie a radiaţiilor UV-VIS-NIR. S-au obținut în cadrul laboratoarelor de cercetare din cadrul SC AZUR SA vopsele cu pigmenți albi pe bază de oxid de titan și oxid de zinc. S-au extins cercetările privind testarea sticlei celulare, aceasta fiind un bun izolator, inert și ecologic, chiar în condiții extreme.

S-au implementat și testat „in door” și „out door” materiale cu potențială capacitate de absorbție și degradare fotocatalitică a substanțelor poluante din aer, pe bază de dioxid de titan și paladiu. De asemenea, au fost studiate și proprietățile antimicrobiale ale materialelor acoperite cu ioni de aur. Studiul a demostrat cǎ utilizarea unor suporturi minerale ȋn special sticla celularǎ, un material stabil cu rezistență la compresiune bună prezintǎ o serie de avantaje, cum ar fi rezistența la apă, rezistența la vapori, rezistență la dăunători etc.

Cercetările întreprinse în cadrul Proiectului component 3 au fost axate pe 4 direcții de acțiune:

  • realizată modelării și testării prin simulare numerică a unei rețele de distribuție a energiei electrice în c.c, la nivel de cartier, ca o propunere de extindere a rețelelor de tip „smart grid” de c.c.
  • integrarea în rețeaua de distribuție a unor consumatori adaptați pentru alimentarea la tensiune continuă.
  • finalizarea implementării sistemului de monitorizare și control atât pentru rețeaua de distribuție de c.c cât și pentru mărimile fizice urmărite în analiza performanțelor fațadelor implementate (temperaturi, umidități și concentrații de CO2).
  • realizarea unor teste extinse ale echipamentelor puse în funcțiune și ale elementelor software aferente aplicațiilor.

Activitățile Proiectului component 4 au continuat practic activitățile din etapa a III-a. Astfel, în prima parte a etapei IV/2020 a fost realizat montajul turbinei eoliene și a structurii de susținere și a lamelelor fotovoltaice în cadrul Experiementarium. Pentru buna funcționare a turbinei eoliene au fost realizate teste pe un model experimental de micro-reţea cu distribuție a energiei în curent continuu integrate în sistemul de tip „smart grid”. Monitorizarea datelor experimentale a fost continuată, pentru a urmării variațiile date de către senzorii de temperatură, umiditate și a concentrației de CO2. De asemenea, a fost monitorizată producția de energie datorată producției panourilor fotovoltaice de pe acoperiș. Odată cu cuplarea sistemelor energetice a turbinei eoliene și a lamelelor fotovoltaice va fi posibilă monitorizarea producției de energie date de aceste sisteme.

În paralel a fost realizată monitorizarea colectoarelor solare în cadrul Facultății de Inginerie a Instalațiilor, UTCB. Monitorizarea s-a realizat pe baza unor simulări numerice inițiale și a realizării unui stand experimental.

Pentru a ilustra beneficiul de mediu oferit de sistemul de izolație termică obținut din vatelină din PET-uri reciclate, în această fază a fost realizat o analiză de tip LCA, comparând rezultatele obținute cu rezultatele obținute pentru un sistem clasic din vată minerală, rezultatele indicând faptul că impactul total al sistemului de izolație PET_150 (438,09 kg CO2eq) este mai mic decât impactul de mediu dat de MW_100 (864,86 kg CO2eq) cu aproximativ 48%.

Concluziile principale ale proiectului 4 arată faptul că pentru a obține clădiri cu impact redus asupra mediului și costuri moderate de construcție, este nevoie de o abordare holistică, care să integreze analize interdisciplinare și de optimizare multi-obiect. Abordarea holistică de proiectare a modulului experimental a implicat adoptarea diferitor criterii privind construcția durabilă, cum ar fi eficiența resurselor, eficiența materialelor, proiectarea conștientă cu privire la mediu, proiectarea prin considerentul ciclului de viață a clădirilor, folosirea de materiale reutilizabile/reciclabile, modularitate și standardizare in proiectare, metode de demolare ecologice, reciclarea și reutilizarea deșeurilor, luarea în considerare a costului construcției pe ciclul de viață, costul materialelor, sănătatea și bunăstarea ocupanților.

Proiectul component 1

Rezumat proiect component – Etapa 4

 

Rezultate estimate

Rezultatele obținute pe activități

PROIECTUL COMPONENT 1

Act 4.1

Denumire Activitate:

Identificarea mecanismelor de cedare folosind termografia și corelare digitala a imaginilor

- S-au identificat mecanismele de cedare la impact în structuri tip sandwich având miez din spumă de aluminiu și fațe din plasă de oțel (pg. 1)

Act 4.2

Denumire Activitate:

Determinarea unor modele micromecanice de material pentru predicția proprietăților mecanice ale materialelor celulare

- Pe baza testelor experimentale efectuate s-au obținut corelații între viteza de solicitare (static-dinamic), temperatura de solicitare (pe un interval între 250 C si 3500 C) și influența armării cu plasă de oțel (pg. 6)

Act 4.3

Denumire Activitate:

Calibrarea unor modele de material pentru simularea numerică a comportării structurilor tip sandwich

- În urma testelor de compresiune a unor spume ceramice s-au propus modele de material care să țină seama de porozitate și de temperatura de sinterizare (pg. 14)

Raport PC1_Etapa 4.pdf (fișier atasat)

 

Proiectul component 2

Rezumat proiect component – Etapa 4

 

Rezultate estimate

Rezultatele obținute pe activități

PROIECTUL COMPONENT 2

Act 4.4

Denumire Activitate:

Testarea „in door” și „out door” a materialelor cu proprietăți fotocatalitice și absorbție redusă/reflexie a radiației UV-VIS-IR depuse pe diverse suporturi

- Obţinerea şi utilizarea peliculelor de materiale cu proprietǎţi dirijate pe bazǎ de ZnO şi TiO2 (pg. 4);

- Stabilirea performanţelor termice ale sticlei celulare (pg. 9);

- Recuperarea paladiului ȋn vederea obţinerii materialelor pentru eliminarea compuşilor chimici din aer (rezultate publicate ȋn revistǎ ISI - International Journal  of Environmental Research and Public Health) (pg. 17);

 

- Recuperarea paladiului prin formarea chelatului cu eterul coroanǎ di-benzo-18-coroană-6 (DB18C6) depus pe rășinǎ Amberlite XAD 7 ,ȋn vederea obţinerii unui material cu proprietǎţi catalitice şi fotocatalitice de degradare a poluanţilor din aer

(rezultate publicate ȋn revistǎ ISI - Materials) (pg. 30).

Raport PC2_Etapa 4.pdf (fișier atasat)

 

Proiectul component 3

Rezumat proiect component – Etapa 4

 

Rezultate estimate

Rezultatele obținute pe activități

PROIECTUL COMPONENT 3

Act 4.5

Denumire Activitate:

Implementarea și testarea unui model experimental de microreţea cu distribuție a energiei în curent continuu

Au fost continuate modelarea unei microreţele utilizând tehnici HIL (pg. 3) și testarea generatorului microturbinei eoliene (pg. 21). S-au implementat elementele de mǎsurare ale mǎrimilor electrice (pg. 30) și s-au instalat turbina eolianǎ (pg. 41) și sistemul de iluminat (pg. 44). A fost realizatǎ și testatǎ o varianta SCADA bazatǎ pe platforma Labview (pg. 46).

Raport PC3_Etapa 4.pdf (fișier atasat)

 

Proiectul component 4

Rezumat proiect component – Etapa 4

 

Rezultate estimate

Rezultatele obținute pe activități

PROIECTUL COMPONENT 4

Act 4.6

Denumire Activitate:

Monitorizarea datelor EXPERIMENTARIUM

Au fost urmărite variațiile date de către senzorii de temperatură, umiditate și a concentrației de CO2. A fost monitorizată producția de energie datorată producției panourilor fotovoltaice de pe acoperiș.

S-a realizat monitorizarea colectoarelor solare pe baza unor simulări numerice.

Raport General etapa 4 - §2.4

Act 4.7

Denumire Activitate:

Evaluarea și interpretarea performanțelor tehnico-economice. Analize LCA si LCC

Realizarea unei analize de tip LCA, comparând rezultatele obținute cu rezultatele pentru un sistem clasic din vată minerală.

Raport General etapa 4 - §2.4

Act 4.8

Denumire Activitate:

Recomandări tehnice și concluzii. Diseminarea rezultatelor

Raportarea rezultatelor obținute și modul de diseminare al acestora

Raport General etapa 4 - §2.4, §5

Raport PC4_Etapa 4.pdf (fișier atasat)

Carţi

  1. Cornea, D. Hulea, N. Muntean, Convertoare hibride de curent continuu, Editura Politehnica, 2019, ISBN 978-606-35-0333-7.

Articole în jurnale indexate ISI

  1. Buzatu Raluca Ioana, Ungureanu Daniel-Viorel, Ciutina Adrian Liviu, Gireada Mihaita Constantin, Vitan Danut, Petran Ioan. Experimental evaluation of energy-efficiency in a holistically 2 designed building, Energies, ISSN 1996-1073 (in curs de evaluare).
  2. S. Bejan, C. Teodosiu, C.V. Croitoru, T. Catalina, I. Nastase. Experimental investigation of transpired solar collectors with/without phase change materials, Solar Energy, 478-490, 2021, https://doi.org/10.1016/j.solene , WOS:000608704600001.
  3. Hulea, O. Cornea, N. Muntean, and B. Fahimi. A bidirectional hybrid switched inductor converter with wide voltage conversion range. IET Power Electronics, 2021, vol. n/a, no. n/a, doi: 10.1049/pel2.12138, WOS:000658651100001.
  4. Vasile Mînzatu, Corneliu Mircea Davidescu, Adina Negrea, Petru Negrea, Mihaela Ciopec, Cosmin Vancea, Cellular glass as inertization alternative for the exhausted composite adsorption material resulted from the removal of arsenic from waste waters, Revista Romana de Materiale, 2019, 49(2), pp. 193-200, ISSN:1583-3186 (IF 0.542). WOS:000474908300004
  5. Novaconi Stefan, Rus Stefania, Ivanovici Madalina Gabriela, The effect of direct simulated solar irradiation on the thermal and optical behavior of the cellular glass coated with WO3-based painting, Energy and Buildings, ENB-D-21-01247, 2021 (IF = 4.87).
  6. Novaconi Stefan, Ivanovici Madalina Gabriela, Rus Stefania. Predictable building enveloping based on passive reactive functionalized TiO2 glass foam, Journal of Building Engineering, JBE-D-21-01551, 2021 (IF = 3.38).
  7. Maria Mihailescu, Petru Negrea, Narcis Duteanu, Adina Negrea, Mihaela Ciopec, Vasile Gherman, Ramona Buzatu, Marilena Motoc, From the Complex Process of Gold Ions Recovery in New Antimicrobial Product, Revista de Chimie, 2019, 70, nr. 3, ISSN:0034-7752 (IF = 1.755). DOI: 10.37358/RC.19.3.7068 WOS:000464911600070
  8. Cosmin Vancea, Maria Mihailescu, Adina Negrea, Giannin Mosoarca, Mihaela Ciopec, Narcis Duteanu, Petru Negrea, Vasile Minzatu, Batch and Fixed-Bed Column Studies on Palladium Recovery from Acidic Solution by Modified MgSiO3, International Journal of Environmental Research and Public Health, 220, 17, 9500 (IF = 2.849) DOI:3390/ijerph17249500, WOS:000602790200001
  9. Oana Grad, Mihela Ciopec, Adina Negrea, Narcis Duteanu, Petru Negrea, Raluca Voda, Evaluation of Performance of Functionalzed Ambertile XAD7 with Dibenzo-18-Crown Ether-6 for Palladium Recovery, Materials, 2021, 14(4), 1003, DOI: 10.3390/ma14041003 (IF = 3.057).
  10. Cristina Valean, Corina Sosdean, Liviu Marsavina, Emanoil Linul, Mechanical characterization of lightweight foam-based sandwich panels, Materials Today: Proceedings, Vol. 45 (5), 2021, Pages 4166-4170. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.035, WOS:000655645500015.
  11. Emanoil Linul, Daniel Pietras, Tomasz Sadowski, Liviu Marsavina, Dipen Kumar Rajak, Jaroslav Kovacik, Crashworthiness performance of lightweight Composite Metallic Foams at high temperatures, Composites Part A, Vol. 149, 2021, 106516, DOI: https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2021.106516, (IF= 6.444).

Conferinţe internaţionale şi naţionale

  1. Sima, C., Teodosiu, C., Croitoru, C. and Bode, F. Analysis of numerical and experimental results of a solar glazed air collector configuration in Romania climate. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 664, No. 1, p. 012085). IOP Publishing, 2021, DOI: 10.1088/1755-1315/664/1/012085 (indexat ISI).
  2. Sima, C., Teodosiu, C., Croitoru, C. and Bode, F. Experimental study of heat transfer inside a real scale innovative air solar collector. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 664, No. 1, p. 012007). IOP Publishing, 2021, DOI: 10.1088/1755-1315/664/1/012007 (indexat ISI).
  3. Berville, C., Fokone, A.T., Sima, C.I. and Croitoru, C.V. Mesh independency study for an unglazed transpired solar collector. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 664, No. 1, p. 012059). IOP Publishing, 2021, DOI: 10.1088/1755-1315/664/1/012059 (indexat ISI).
  4. Teodosiu, C., Sima, C., Bode, F. and Croitoru, C. Analysis of velocity and temperature fields inside an air solar collector–A numerical approach. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 664, No. 1, p. 012008). IOP Publishing, 2021, DOI: 10.1088/1755-1315/664/1/012008 (indexat ISI).
  5. Ciutina, M. Mirea, A. Ciopec, V. Ungureanu, R. Buzatu, R. Morovan. Behaviour of wedge foundations under axial compression. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 664, No. 1, p. 012036). IOP Publishing, 2021, DOI: 10.1088/1755-1315/664/1/012036 (indexat ISI).
  6. Buzatu, D. Muntean, V. Ungureanu, A. Ciutina, M. Gireadă, D. Vitan. Holistic energy efficient design approach to sustainable building using monitored energy management system. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 664, No. 1, p. 012037). IOP Publishing, 2021, DOI: 10.1088/1755-1315/664/1/012037 (indexat ISI).
  7. Ciutina Adrian Liviu, Mirea Monica, Ciopec Alexandra, Morovan Raul, Comportarea Fundațiilor Prefabricate cu Fețe Înclinate la Compresiune Axiala, A XIV-A conferință națională de geotehnică și fundații, iunie 2021, ISBN 978-606-23-1250-3.
  8. Cosmin Vancea, Petru Negrea, Materiale de construcţii adaptate schimbǎrilor climatice, Proiect Nr. 30PCCDI/2018 “Clădiri inteligente adaptabile la efectele schimbărilor climatice CIA_CLIM”, Simpozionul Enviromental Protection and Education in Ecological Engineering EP-E3, 5 iunie 2021, eveniment organiza cu ocazia Zilei Mondiale a Mediului (prezentare).
  9. Cosmin Vancea, Giannin Moșoarcă, Adina Negrea, Marius Jurca, Petru Negrea, Materiale celulare ecologice cu proprietăți dirijate, Simpozionului Naţional "Calitatea Produselor şi Serviciilor P.S*20”, 10 noiembrie 2020, Timişoara, eveniment organizat ȋn cadrul Sǎptǎmȃnii Europene a Calitǎţii, sub egida Asociaţiei Generale a Inginerilor din Romȃnia – Sucursala Timiş (prezentare).

 

Studii

 

  1. Morovan Raul, Behavior of lightweight steel structures with Precast tapered foundations, MsC Thesis, 2021.