Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales

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    Desarrollo de andamios de carbón vitreo reticulado de celda poliédrica a partir de sacarosa para aplicaciones en ingeniería de tejido óseo
    (Universidad Industrial de Santander, 2018) Teran Acuãa, Natalia; Cordoba Tuta, Elcy Maria; Guiza Arguello, Viviana Raquel
    En el presente trabajo se fabricaron espumas de carbón vítreo reticulado (CVR) de celda poliédrica, las cuales eventualmente podrían integrarse a un sistema compuesto para regeneración del tejido óseo debido a su bio-compatibilidad, que fue demostrada a través de ensayos de viabilidad celular, adhesión celular y citotoxicidad. Su elaboración consistió en la preparación de resinas de sacarosa y HNO3, las cuales, tras ser impregnadas sobre esponjas poliméricas, se sometieron a procesos de curado y carbonización. Se estudió la influencia de la concentración de HNO3, la concentración de sacarosa, el tratamiento térmico y el tipo de plantilla sobre las propiedades morfológicas y mecánicas de las espumas CVR sintetizadas. Los resultados mostraron que concentraciones de HNO3 superiores a 2x10-3 N generan un efecto de espumado en la resina, que ocasiona deformaciones en la estructura de las CVR y disminuyen su resistencia a la compresión. La concentración de sacarosa, el tiempo y la velocidad de calentamiento durante la carbonización no representaron compromisos estructurales ni mecánicos en las espumas CVR, mientras que el aumento en la temperatura de pirólisis provocó un incremento de alrededor de 40% en sus propiedades mecánicas. El estudio sistemático de las variables mencionadas y la utilización de diferentes tipos de plantillas permitió establecer las condiciones para fabricación de espumas CVR con una relación de características morfológicas y resistencias a la compresión ajustables, las cuales son cercanas a las de espumas CVR comerciales de referencia.
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    Diseño de un procedimiento de fabricación del revestimiento refractario para adaptar el método de gemas pre-engastadas a las esmeraldas Colombianas
    (Universidad Industrial de Santander, 2016) Londoño Montes, Carlina Margarita Sofia; Cordoba Tuta, Elcy Maria; Alonso Baquero, Arnaldo
    Se diseñaron mezclas refractarias para la fabricación de revestimientos de microfundición de joyería para la implementación del método de pre-engaste de esmeraldas, estableciendo como límite para la temperatura de tratamiento térmico 325°C, temperatura a la que la gema pierde sus propiedades valiosas. Se partió de la caracterización elemental (fluorescencia de rayos X) y de fases (difracción de rayos X),y por análisis térmico integral (TG-DSC-DT) del revestimiento comercial Diamante Kerr ®, el cual es fabricado con un tratamiento térmico que llega a 600°C. Posteriormente, se realizó la evaluación de su comportamiento termomecánico(resistencia a la compresión, resistencia al choque térmico, conductividad térmica), para establecer las condiciones de óptimo desempeño de un revestimiento para microfundición, en relación al ciclo de tratamiento térmico que permite obtener estas propiedades, por acción de los procesos de deshidratación, descomposición térmica y transformaciones polimórficas que ocurren durante el calentamiento. Al encontrar que el revestimiento comercial se componía de una mezcla refractario/yeso/agua y, basados en la caracterización elemental, cristalina y térmica del yeso y los refractarios magnesita sin calcinar, magnesita calcinada, chamota, mullita, sílice natural y sílice calcinada, se evaluaron diversas proporciones refractario/yeso y agua/polvo, que permitieron seleccionar las mezclas con las propiedades aptas para la fabricación de revestimientos para microfundición. Igualmente, se llevó a cabo una simulación con el software Solid Cast ® que permitió establecer la influencia de la mezcla de revestimiento sobre el llenado del molde y los perfiles de temperatura desarrollados por la aleación una vez ha sido colada. Finalmente, la implementación en un proceso de microfundición con pre-engaste de esmeraldas de las mezclas pre-seleccionadas, permitió establecer que la mezcla mullita/yeso 75/25 con 50 mililitros de agua es la más viable técnicamente para el desarrollo del método con pre-engaste de esmeraldas. 1
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    Electrodeposición y evaluación electroquímica de recubrimientos compuestos de chitosan/fosfatos de calcio sobre una aleación de tl6al4v - astm f 136
    (Universidad Industrial de Santander, 2008) Martínez Pérez, Ricardo Manuel; Cordoba Tuta, Elcy Maria; Estupinan Duran, Hugo Armando
    Los recubrimientos de fosfato de calcio sobre implantes ortopédicos son conocidos por acelerar el crecimiento óseo y mejorar la fijación del hueso. La deposición electrolítica de estos compuestos bioactivos ha presentado mayores ventajas que los recubrimientos obtenidos por métodos convencionales. Estos métodos han facilitado la posibilidad de adicionar chitosán, polisacárido de origen natural conocido por inducir mayor proliferación celular que el fosfato de calcio, en solución y fijarlo de forma funcional y estructural. En este trabajo se ha obtenido por electrodeposición catódica recubrimientos compuestos de fosfatos de calcio-chitosán sobre un substrato de Ti6Al4V ELI. Estos recubrimientos fueron caracterizados morfológica y químicamente, para posteriormente ser analizados por DRX y FTIR, los cuales mostraron la presencia de fosfatos de calcio y chitosán. Se evaluó por SEM la incidencia de la densidad de corriente y la concentración de chitosán en solución sobre la morfología de los recubrimientos obtenidos. Igualmente, por EIS, se evaluó la influencia de la concentración de chitosán sobre la resistencia a la polarización de los sustratos recubiertos obtenidos. Por otro lado, un proceso de biomineralización fue realizado por 28 días, haciéndose evaluaciones electroquímicas cada 7 días. Finalmente, se propusieron dos circuitos equivalentes que simulan el comportamiento electroquímico de los sustratos recubiertos.
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    Nanotubos de tio2 modificados con n y f mediante vapor térmico y con orientación de los cristales de anatasa para su aplicación en la oxidación fotoelectrocatalítica de cianuro
    (Universidad Industrial de Santander, 2016) Sierra Uribe, Jhon Harrison; Cordoba Tuta, Elcy Maria; Acevedo Peña, Próspero
    Películas de nanotubos de TiO2 con diferentes grados de orientación, se obtuvieron por anodizado potenciostático en un electrolito de etilenglicol con 0,05M NH4F y 1% vol. de agua; a través de la implementación de tres estrategias, tales como variación del método de cristalización, modificación de la rampa de calentamiento durante el tratamiento térmico y electro-reducción pulsada del óxido. Las películas anodizadas de cada estrategia se trataron térmicamente a 450ºC durante 30 minutos. Según la estrategia se estudió el impacto de la orientación del cristal de anatasa sobre las propiedades morfológicas, estructurales y ópticas, a través de mediciones de SEM, DRX y DRS. Las propiedades electroquímicas de las películas se estudiaron a través de mediciones de potencial a circuito abierto, cronoamperometría e impedancia electroquímica. Mientras las propiedades semiconductoras fueron establecidas a través del comportamiento Mott-Schottky. Finalmente se evaluó el comportamiento fotoelectrocatalítico en la decoloración de naranja de metilo y cianuro para las dos primeras estrategias; mientras que en la última solo se hizo seguimiento de la decoloración de naranja de metilo. Para todas las estrategias empleadas en la presente investigación se mejoró la orientación del cristal de anatasa para el plano (004), obteniéndose morfologías y propiedades ópticas similares. Además, se observó que cada método de orientación impacta las respuestas de fotocorriente de forma distinta. Se evidenció el mejoramiento en el transporte del electrón con el incremento en el grado de orientación del cristal de anatasa para la segunda etapa, lo que favorece la degradación del colorante naranja de metilo. Mientras que esta propiedad decrece para las otras dos estrategias, método de cristalización y electro-reducción, lo que disminuye la decoloración del naranja del metilo. Adicionalmente, se estableció que la degradación de cianuro no es impactada por el grado de orientación