Doctorado en Ingeniería de Materiales

Permanent URI for this collection

https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9044

Browse

Browsing Doctorado en Ingeniería de Materiales by browse.metadata.advisor "Peña Ballesteros, Darío Yesid"

Now showing 1 - 3 of 3
  • No Thumbnail Available
    Item
    Generación de curvas de dispersión de ondas guiadas basado en elementos finitos de frontera escalada para placas y tuberías
    (Universidad Industrial de Santander, 2023-11-10) Galán Pinilla, Carlos Andrés; Quiroga Méndez, Jabid Eduardo; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Balvantín García, Antonio de Jesús; Rojas Molano, Héctor Fernando; Pineda Triana, Yaneth; Pérez Ceballos, Ana María; Pinto Hernández, William
    En esta tesis se presenta un modelo semi-analítico para generar las curvas de dispersión de las ondas guiadas ultrasónicas utilizadas en el contexto del monitoreo de la salud estructural y la inspección no destructiva de materiales. El reto de este trabajo fue desarrollar un algoritmo para implementar el método de elementos finitos de frontera escalada, para guías de onda tipo placa y tubería, que incluye el efecto de los recubrimientos viscoelásticos sobre la propagación de diferentes modos de onda como alternativa eficiente de solución. La implementación se basó en dos enfoques de mallado de la sección transversal de la guía de onda, realizando una comparación entre ellas. En el primer enfoque se utilizaron elementos finitos isoparamétricos unidimensionales y en el segundo elementos finitos espectrales en el cual se ubican los nodos bajo la formulación particular Gauss-Lobatto-Legendre; de esta manera se implementó el algoritmo con dos formas de solución. Se obtuvieron las curvas de dispersión de velocidad de grupo de forma experimental con diferentes técnicas de adquisición de ondas guiadas Lamb en placas, con el fin de realizar una validación de los resultados obtenidos con el algoritmo desarrollado. En este sentido, las ondas Lamb se generaron mediante incidencia angular con las técnicas de acoplamiento por contacto y proponiendo una forma alternativa de acoplamiento localizado por agua, en placas de acero en buen estado y con defectos artificiales. Los resultados revelan que el método propuesto tiene concordancia con las referencias utilizadas, generando las curvas de dispersión con o sin el efecto del recubrimiento viscoelástico para el rango de frecuencia seleccionado, con bajo costo computacional. Finalmente, de las observaciones a los resultados obtenidos se propone un procedimiento para seleccionar posibles condiciones de generación de ondas guiadas que logren mayor alcance de barrido para aplicaciones futuras de la técnica.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Recubrimientos de cerámicos cálcicos, policaprolactona y colágeno reforzados con nanotubos de carbono multipared para uso en ortopedia
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Montañez Supelano, Nerly Deyanira; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Estupiñán Durán, Hugo Armando; García Vergara, Sandra Judith
    La La interacción material–célula es un complejo proceso en donde las propiedades superficiales de los biomateriales influyen directamente en el comportamiento celular. Determinar cualquier cambio superficial en los biomateriales es crucial para entender las respuestas en los procesos celulares, especialmente el proceso de adhesión. En este trabajo, fueron desarrollados materiales cerámicos, poliméricos y compuestos de polímeros como policaprolactona (PCL) y colágeno (COL) con fosfatos cálcicos (FC) y nanotubos de carbono multipared (NTC) en diferentes concentraciones (0.5, 1.0 y 1.5 g/L). Estos materiales fueron depositados por electrodeposición (fosfatos cálcicos) y spin coating (polímeros y compuestos) sobre un material de osteosíntesis (Ti6Al4V). Varias técnicas de caracterización química, física y biológica como espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (SEM), espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDS), microscopia electrónica de transmisión (TEM), termogravimetría (TGA), prueba colorimétrica MTT, fosfatasa alcalina (ALP), microscopia de fluorescencia, scratch test, espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), voltametría cíclica (VC), microbalanza de cristal de cuarzo (QCM), microscopia de fuerza atómica (AFM), piezorespuesta de fuerza atómica (PFM) y microscopia de barrido de sonda Kelvin (SKPM) se llevaron a cabo para evaluar exhaustivamente los recubrimientos. Se encontró que un aumento en la concentración de NTC induce cambios en la fase microestructural del fosfato de calcio que conduce a la formación de brushita, monetita e hidroxiapatita. Así mismo, el aumento de NTC en las matrices poliméricas disminuye los potenciales superficiales locales, lo que favorece la adherencia celular y la morfología de los núcleos de células de osteosarcoma humano (HOS) en la mayoría de los casos. Cuando se agregan diferentes concentraciones de NTC funcionalizado con FC a las matrices poliméricas, se inducen cambios en la rugosidad, potencial superficial y piezorespuesta, encontrando que superficies como COL/FC/NTC mejoran sustancialmente el proceso de adhesión celular especialmente a altas concentraciones de NTC.
  • Thumbnail Image
    Item
    Recubrimientos de cerámicos cálcicos, policaprolactona y colágeno reforzados con nanotubos de carbono multipared para uso en ortopedia
    (Universidad Industrial de Santander, 2020) Montañez Supelano, Nerly Deyanira; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Estupiñán Durán, Hugo Armando; García Vergara, Sandra Judith; Córdoba Tuta, Elcy María; Güiza Argüello, Viviana Raquel; Ramírez Caballero, Gustavo Emilio; Echeverría Echeverría, Félix; Endrino, José Luis
    La interacción material–célula es un complejo proceso en donde las propiedades superficiales de los biomateriales influyen directamente en el comportamiento celular. Determinar cualquier cambio superficial en los biomateriales es crucial para entender las respuestas en los procesos celulares, especialmente el proceso de adhesión. En este trabajo, fueron desarrollados materiales cerámicos, poliméricos y compuestos de polímeros como policaprolactona (PCL) y colágeno (COL) con fosfatos cálcicos (FC) y nanotubos de carbono multipared (NTC) en diferentes concentraciones (0.5, 1.0 y 1.5 g/L). Estos materiales fueron depositados por electrodeposición (fosfatos cálcicos) y spin coating (polímeros y compuestos) sobre un material de osteosíntesis (Ti6Al4V). Varias técnicas de caracterización química, física y biológica como espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido (SEM), espectrometría de dispersión de energía de rayos X (EDS), microscopia electrónica de transmisión (TEM), termogravimetría (TGA), prueba colorimétrica MTT, fosfatasa alcalina (ALP), microscopia de fluorescencia, scratch test, espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), voltametría cíclica (VC), microbalanza de cristal de cuarzo (QCM), microscopia de fuerza atómica (AFM), piezorespuesta de fuerza atómica (PFM) y microscopia de barrido de sonda Kelvin (SKPM) se llevaron a cabo para evaluar exhaustivamente los recubrimientos. Se encontró que un aumento en la concentración de NTC induce cambios en la fase microestructural del fosfato de calcio que conduce a la formación de brushita, monetita e hidroxiapatita. Así mismo, el aumento de NTC en las matrices poliméricas disminuye los potenciales superficiales locales, lo que favorece la adherencia celular y la morfología de los núcleos de células de osteosarcoma humano (HOS) en la mayoría de los casos. Cuando se agregan diferentes concentraciones de NTC funcionalizado con FC a las matrices poliméricas, se inducen cambios en la rugosidad, potencial superficial y piezorespuesta, encontrando que superficies como COL/FC/NTC mejoran sustancialmente el proceso de adhesión celular especialmente a altas concentraciones de NTC.