Maestría en Ingeniería de Materiales

Permanent URI for this collection

https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/9043

Browse

Now showing 1 - 20 of 70

Evaluación de la velocidad de corrosión inducida por cloruros en hormigón armado con aditivo por medio de pulso galvanostatico
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Zapata Orduz, Luis Eduardo; Vasquez Quintero, Custodio; Estupinan Duran, Hugo Armando
El concreto reforzado es uno de los materiales de construcción más empleados a nivel mundial, siendo la corrosión del acero de refuerzo la fuente más importante de deterioro en las estructuras. La presente investigación estudia el empleo de pulso galvanostático (GPM) en concretos con y sin aditivos, diferentes ambientes de contaminación y relaciones a/c, ya que en la literatura no se encuentran registros directos del método con alteración del seno del material y según fundamentación teórica esto no debería interferir. Para entender el comportamiento del método, éste se comparó con técnicas clásicas como: espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS), resistencia a la polarización lineal (LPR) y potencial de corrosión (OCP). El objetivo principal de la investigación es determinar la distorsión sufrida en las lecturas de velocidad de corrosión por medio de GPM con aditivo puzolánico en la matriz cementicia. La implementación de la técnica se basa en aplicar las ecuaciones de perturbación-relajación electródica y la teoría de ajuste con circuitos equivalentes tipo Randles.Los experimentos se llevaron a cabo en un montaje de celda externo aplicado a tres familias de probetas: tipo testigo (exenta de aditivos y cloruros), contaminadas indirectas (cloruro por difusión) y contaminadas directas (cloruros en la mezcla), los especímenes fueron cilíndricos de 7.5 x 15 cm, con acero de refuerzo central. Las medidas electroquímicas se tomaron en un GAMRY con electrodo de Cu/CuSO4como referencia y SS-A36 como auxiliar.Los resultados estadísticos indican que las medidas de velocidad de corrosión con GPM no son afectadas por el incremento en el porcentaje de aditivo. Sólo se encuentran diferencias significativas entre las familias de probetas por los factores ﬁtipo de contaminación y ﬁrelación a/c. Finalmente se demuestra que la técnica aplicada es satisfactoria para el monitoreo de la corrosión en campo con la intensidad y tiempo de la señal
Estudio del efecto de la adición de óxidos de hierro modificados con cerio sobre las propiedades eléctricas de una película ni-p depositada en un acero aisi 304 y expuesta altas temperaturas en ambiente oxidante
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Ordoñez Rueda, Carlos Mauricio; Vasquez Quintero, Custodio
En este trabajo de investigación se evaluó la inclusión de óxidos de hierro (magnetita y hematita) dopados con diferentes cantidades de cerio en la deposición electroless de recubrimientos Ni-P sobre acero AISI 304 para mejorar su resistencia a la degradación a temperaturas elevadas. La deposición se llevó a cabo sobre probetas en forma de discos del acero antes mencionado. Para la deposición ﬁelectroless se sumergieron las probetas en un baño a 90° C por dos horas. Los recubrimientos fueron oxidados en presencia de un flujo de aire constante a 700° C por 2 horas en un horno horizontal. La velocidad de calentamiento fue de 10° C/ min. Los recubrimientos oxidados fueron analizados con SEM, EDS y DRX. Posteriormente se retiró la capa de una cara de la probeta, para el análisis de espectroscopía de impedancias (IS) en estado sólido. Los análisis de SEM y EDS mostraron que la escama de óxido formada sobre todos los recubrimientos estaba compuesta principalmente por NiO y Ni3P. La mayoría de los recubrimientos presentó uniformidad superficial y un alto grado de rugosidad. La evaluación de la resistencia eléctrica mediante espectroscopía de impedancias demostró que los recubrimientos con hematita modificados con cerio, ofrecían una mayor resistencia al paso de la corriente que los demás recubrimientos.
Preparación de electrodos semiconductores sobre vidrio conductor (ito) por deposición electroforética y su caracterización electroquímica
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Acevedo Pena, Prospero; Pedraza Rosas, Julio Elias; Gonzalez Martinez, Ignacio
En el presente trabajo de investigación se encuentra una recopilación del trabajo d einvestigación realizado sobre la formación de películas de óxidos semiconductores, y su caracterización electroquímica. Para tal fin se desarrolló una estrategia netamente electroquímica, que permitiera la evaluación de posibles cambios estructurales ocasionados durante la formación de la película semiconductora; por lo que en primera instancia, se realizó un estudio sobre películas anódicas de TiO2 empleando una variedad de técnicas y estrategias electroquímicas, que permitieran la evaluación de las modificaciones estructurales ocasionadas durante su formación. La metodología propuesta permitió la evaluación de los cambios estructurales durante la deposición electroforética catódica de TiO2 en medio acuoso; cambios que comprometían la actividad fotoelectroquímica de las películas, ya que durante su formación, se crean defectos que actúan como trampas, que dificultan la difusión de los electrones a través de la membrana porosa de TiO2. Para superar este inconveniente, se realizó un estudio sobre películas de TiO2 formadas por deposición electroforética catódica en medio orgánico, y empleando la misma estrategia electroquímica, se determinó que el cambio de solvente durante la formación de las películas (de agua a 2-propanol), evita la formación de estos defectos que entorpecen la difusión de los electrones. Por lo anterior, la formación y caracterización de la películas de la nueva familia de materiales Bi2MNbO7 (M = Al, Ga, In), se llevó a cabo en medio orgánico. La caracterización de las propiedades resistivas y semiconductoras de esta nueva familia de materiales, muestra que no hay modificaciones durante la deposición de los materiales, y que su comportamiento es típico de un semiconductor tipo n, sin embargo, su desempeño fotoelectroquímico mostró no ser el adecuado para la fabricación de electrodos de celdas fotoelectroquímicas.
Evaluación a temperaturas elevadas del efecto de la adición de óxidos de hierro modificados con aluminio en películas nip depositadas sobre acero aisi sae 304
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Reyes García, Paola Juliana; Pena Ballesteros, Dario Yesid
En este trabajo de investigación se evaluó la inclusión de óxidos de hierro (magnetita y hematita) sintetizados con diferentes cantidades de aluminio en la deposición electroless de recubrimientos NiP sobre acero AISI SAE 304, para mejorar su resistencia a la degradación a temperaturas elevadas. Para la deposición “electroless”, se sumergieron las probetas en un baño a 90° C por dos horas. Los recubrimientos fueron oxidados en presencia de un flujo de aire constante a 700° C durante 6 horas en un horno horizontal. La velocidad de calentamiento fue de 10°C/min. Los recubrimientos oxidados fueron analizados mediante SEM-EDS y DRX. Posteriormente se retiró la capa de recubrimiento de una cara de la probeta, para el análisis de espectroscopia de impedancia en estado sólido. Los análisis SEM y EDS mostraron que la capa de óxido formada sobre todos los recubrimientos estuvo compuesta principalmente por NiO y Ni3P. La mayoría de los recubrimientos presentó uniformidad superficial y un alto grado de rugosidad. La evaluación de la resistencia eléctrica mediante espectroscopia de impedancias, demostró que los recubrimientos con magnetita modificados con alto contenido de aluminio, ofrecían la mayor resistencia al paso de la corriente que los demás recubrimientos.
Deposición electroforética sobre el acero 316l de películas de a/mgo (a:k o cs) para su utilización en la remoción de ácidos naftenicos de crudos pesados colombianos
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Mejía Miranda, Carlos Augusto; Vasquez Quintero, Custodio
La remoción de ácidos nafténicos de crudos pesados es uno de los temas de mayor interés para la industria del petróleo. En este trabajo se realizó la extracción y caracterización estructural mediante las técnicas de Espectroscopia de Infrarrojo, Resonancia Magnética y Osmometría de presión de vapor, de los ácidos nafténicos de tres crudos pesados colombianos. Se evaluó la aplicabilidad del proceso de descarboxilación catalítica de ácidos nafténicos. La modificación superficial de MgO con metales alcalinotérreos se realizó por un método de impregnación húmeda y se obtuvo un aumento significativo de la basicidad del MgO principalmente cuando fue impregnado con Cesio. Se realizó el estudio cinético de la reacción de descarboxilación catalizada y no catalizada y se determinó una disminución en la energía de activación de la reacción del 44.7% con la presencia del catalizador. Una vez evaluado el catalizador se realizó el estudio cinético de deposición electroforética sobre el acero 316L obteniéndose mejores resultados a 50V/cm y 60 segundos de deposición. Los mejores resultados de sinterización del Catalizador sobre el acero se obtuvo a 550 C y 10 horas. Finalmente, se realizó la deposición electroforética del catalizador sobre los platos de un reactor tubular y se evalúo la reacción de descarboxilación a 150 C y un flujo volumétrico de 85 cc/minuto. La remoción de ácidos nafténicos fue del 30.53%. Los resultados demuestran la aplicabilidad de la descarboxilación catalítica a nivel industrial para la remoción de ácidos nafténicos. 1
Estudio fisico-mecanico de un material compuesto pigmentado de pead/arcilla orgánicamente modificada
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Barrera Castro, Marcy Yadira; Neira Arenas, Gustavo
Se ha preparó un material compuesto pigmentado, de matriz polimérica de Polietileno de Alta densidad (PEAD), con refuerzos de organobentonita. La arcilla natural fue caracterizada y modificada orgánicamente con una sal de amonio para ser compatible con el polímero hidrófobo. La efectividad del tratamiento de modificación se comprobó mediante técnicas de Difracción de Rayos X (DRX) y Espectroscopia de Infrarrojo (IR), lográndose verificar la delaminación de la arcilla y la correspondiente alteración estructural. Dos pigmentos, uno inorgánico y uno comercial (Masterbatch), ambos de coloración roja, se adicionaron en cantidades variables al material compuesto en presencia simultánea de organobentonita. La incorporación de los refuerzos en el polímero se efectuó a través de mezclado, fusión y moldeo en un equipo brabender. Se realizaron ensayos de tensión, determinando el esfuerzo máximo y la elongación a la ruptura, y ensayos de dureza y densidad. Además, se realizó un análisis físico y estructural evaluando la dispersión de las partículas de refuerzo en la matriz del polímero utilizando un Microscopio de Alta Resolución, Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Espectroscopía de Infrarrojo (IR) y Difracción de Rayos X (DRX). Los resultados mostraron un aumento en la resistencia a la tensión del material con respecto a la resina original, aún en presencia simultánea de refuerzo arcilla y partículas de pigmento. Asimismo, se presentó un incremento en la densidad y dureza del material compuesto, la cual se relacionó con una integración y dispersión efectiva del refuerzo en la matriz, lográndose un material versátil con amplias posibilidades de aplicación.
Modelado de la difusión de cloruros en estructuras de concreto reforzado expuestas en condiciones marinas
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Mejía Chaparro, Elkin Fernando; Pena Ballesteros, Dario Yesid
Basándose en el mecanismo de transporte del ión cloruro y partiendo de la segunda ley de Fick, se realizó la simulación del proceso de difusión del ión cloruro en el concreto reforzado. El modelo elegido toma en cuenta la difusión del cloruro y su dependencia con la relación agua-cemento (a/c), tiempo de exposición y concentración de cloruros en el agua de mar. El diseño de experimentos fue realizado para verificar la veracidad del modelo utilizado en el presente estudio. Varias mezclas de concreto fueron sumergidas en solución salina del 3% de cloruros (p/v) por un tiempo que varió desde 30 días hasta 213 días, se midieron los perfiles de cloruros y se compararon con los perfiles predichos por el modelo. Se utilizaron técnicas de difusión natural y técnicas electroquímicas (EIS) para determinar los coeficientes de difusión del ión cloruro en las diferentes mezclas de concreto. Se estudió también la contribución que el coeficiente de difusión de Warburg tiene sobre el coeficiente de difusión. El proyecto se valió del paquete competo de las herramientas del programa ZView para simular el comportamiento de las probetas estudiadas. Adicionalmente, fueron tomadas medidas de campo. La comparación entre los datos logrados en el laboratorio y de campo con los alcanzados en el presente estudio, confirman que el modelo escogido puede ser usado para predecir la penetración del ión cloruro en estructuras de concreto reforzado bajo ambientes marinos. Además, estos resultados pueden ser usados para realizar una evaluación real de durabilidad de una estructura de concreto reforzado.
Evaluación del efecto sinergistico entre la concentración de cloruros y el contenido de co2 sobre la velocidad de corrosión del acero api 5l grado b, mediante técnicas electroquímicas
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Rey Castellanos, Oscar; Pena Ballesteros, Dario Yesid
En este trabajo se evaluó la corrosión por picado del acero API 5L grado B en una solución salina y saturada con CO,, las cuales hacen parte de los fluidos que interviene en la producción de crudo; la técnica utilizada para el estudio de este fenómeno fue principalmente la tecnica de ruido electroquímico (EN), complementada con ElS y polarización potenciodinamica ciclica para observar los posibles efectos sobre la superficie del electrodo; Las pruebas se realizaron a 25 y 45%C, variando la concentración de ¡on CI entre 14000 a 24000 ppm. Se observó que al aumentar la concentración de ion Cl' se presentó mayor actividad del picado sobre la microestructura del acero. Con el ensayo de ruido electroquímico se detectó de manera rápida el inicio del proceso de picado, así como la profundidad de las picaduras. Se llevaron a cabo pruebas de 2, 4, 6 horas, para garantizar una lectura más confiable del fenómeno. Se pudo concluir que el comportamiento del acero al carbono API 5L grado B sumergido en solución salina a diferentes concentraciones y saturada con CO, por burbujeo afecta la microestructura de el material, además la presencia de CO, y altas concentraciones de cloruros incrementan la velocidad de corrosión de el hierro a medida que evoluciona la reacción, también se pudo a observar que a al aumentar la temperatura se iniciaba el proceso de formación de una capa de carbonato de hierro, siderita (FeCOz). Los estudios de Microscopia cofocal, SEM y EDS, permitieron establecer una correlacion entre los ensayos electroquimicos y las caracteristicas de las capas de productos de corrosión.
Estudio del proceso de generación y comportamiento de grietas en un acero 2 1/4 cr 1 mo
(Universidad Industrial de Santander, 2010) Velosa Pacheco, Aldrin Belisario; Uribe Perez, Ivan
El hidrógeno degrada metales y aleaciones, puede provocar el colapso de una estructura para niveles de carga que son muy bajos cuando se los compara con los que pueden ser soportados por materiales libres de hidrógeno. El resultado generalmente es una fractura catastrófica de naturaleza frágil y que ocurre inesperadamente, en algunos casos luego de mucho tiempo en servicio. Esa es una de las causas de fallas en la industria del petróleo y del gas. En este trabajo se presentan los principales fundamentos teóricos de la interacción del hidrógeno los aceros, estos son la base para estudiar el comportamiento, características y mecanismos de falla del acero por efectos de este elemento. Se evalúa la fragilización por hidrógeno en el acero 2 ¼ Cr 1 Mo. Para tal efecto, se toma como base de estudio el material en condición nueva y una segunda condición obtenida a partir de un tratamiento térmico de la muestra en condición nueva resultando un envejecido artificial del material. Para cada una de estas condiciones, se evalúa el efecto del hidrógeno en las principales propiedades mecánicas como la tenacidad, resistencia mecánica, dureza y ductilidad. A través de pruebas de permeación se determina la solubilidad y difusividad aparente del hidrógeno en el acero. El análisis metalográfico y fractográfico complementan el estudio. Se determina por medio de modelamiento matemático la concentración de hidrógeno en el acero. Mediante la realización del presente trabajo se han estudiado aspectos fundamentales de la fragilización por hidrógeno y su incidencia sobre las propiedades del acero 2 ¼ Cr 1 Mo, como medio de comparación con el material del reactor de hidrotratamiento, lo que permitió evaluar los factores que favorecen el origen y crecimiento de las grietas presentes en este.
Caracterización y simulación por el método de elementos finitos del comportamiento estructural de pilares para implantes dentales utilizando la aleación wiron light fundida por inducción eléctrica
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Laguado Villamizar, Luis Alberto; Archila Diaz, John Faber
El Grupo de Investigación en Robótica de servicio y Diseño industrial GIROD, dentro de su línea de investigación en nuevos materiales, realiza investigaciones encaminadas a desarrollar dispositivos biomédicos que permitan ofrecer soluciones de diseño en uno de los sectores de mayor crecimiento en los últimos años como es el de los implantes dentales. Esta estrategia se realiza utilizando la metodología del Diseño industrial apoyada con herramientas de simulación. Los tratamientos con implantes dentales presentan diversidad de casos clínicos de acuerdo a las variables anatómicas que presentan los pacientes, de igual manera, los dispositivos protésicos importados incrementan los costos del tratamiento. En esta investigación se propone la aleación Ni22Cr10Mo Wiron light®, como material alternativo en la fabricación de pilares personalizados para implantes dentales. La aleación Wiron light® es sometida al proceso de fundición por inducción eléctrica y colada centrífuga. La caracterización se realiza por medio de pruebas de tracción y compresión para obtener sus propiedades mecánicas. El material fundido es sometido a análisis metalográfico para determinar su microestructura y análisis químico por FRX (Fluorescencia de rayos X). Se realiza el modelado 3D y diseño personalizado de pilares dentales a través de CAD (Dibujo Asistido por Computador). La simulación se realiza por medio de pruebas CAE (Ingeniería Asistida por Computador) utilizando método FEA (Análisis de Elementos Finitos), para determinar el comportamiento mecánico de los pilares en Wiron light®. Después del procesamiento, caracterización mecánica, análisis químico, modelado 3D y simulación, se encuentra que la aleación Wiron light® se puede utilizar en el diseño y la fabricación de pilares personalizados para implantes dentales, teniendo en cuenta los parámetros utilizados en esta investigación.
Estudio de esfuerzos y deformaciones en la interfase hueso implante evaluando los materiales para implantes titadyne "3510 y ti6al4v basado en un modelo óseo mandibular reconstruido por técnica imagenológica, sometido a cargas biomecánicas estáticas y
(Universidad Industrial de Santander, 2011) López Gualdron, Clara Isabel; Archila Diaz, John Faber
Los implantes dentales son una solución protésica para el reemplazo de las raíces dentales perdidas. Su diseño en forma de tornillo es insertado en el tejido óseo mandibular de tal forma que se presenta una unidad funcional con el tejido óseo. No obstante la primera carga aplicada sobre el implante es el torque de inserción, la cual produce esfuerzos y deformaciones que van desde el implante a la interfase con el tejido óseo. Los valores de torque y la resistencia a la extracción fueron obtenidos experimentalmente a través de los ensayos mecánicos de la norma ASTM F543. Sin embargo la magnitud de los esfuerzos y deformaciones en la interfase hueso-implante, producidos por el torque, corresponden a un comportamiento biomecánico el cual no es posible cuantificar o conocer a partir de un ensayo experimental. Por lo tanto, a partir de tomografías de una mandíbula, se realizó la reconstrucción virtual 3D basado en técnica imagenológica. De este modo, se realizaron simulaciones biomecánicas por el método de elementos finitos, comparando los materiales del implante Tiadyne"M y Ti6Al4V, usando los valores de torque obtenidos experimentalmente. De este modo se obtuvo los valores de esfuerzos y deformaciones en la interfase ósea con las dos aleaciones. Las deformaciones unitarias fueron convertidas a microdeformaciones óseas. Se pudo conocer que para valores de torque hasta de 0,35 N-m, el nivel de microdeformación ósea fue adecuado en la interfase Tiadyne TM y Ti6Al4V. De otro lado, en la interfase con la aleación Ti6Al4V cuyo módulo de elasticidad es mayor al Tiadyne "Y, los valores esfuerzos fueron mayores respecto con la interfase implante Tiadyne"“, mientras que las microdeformaciones en la interfase implante Ti6AI4V fueron menores con respecto a la interfase hueso implante Tiadyne"",
Evaluación de la respuesta dieléctrica de membranas biológicas sobre material polimérico pla - pga modificado bajo polarización ac y dc
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Montanez Supelano, Nerly Deyanira; Peña Ballesteros, Darío Yesid
En el presente trabajo de investigación se evaluó la interacción de un biomaterial polimérico electrodepositado sobre Ti6Al4V compuesto por ácido poliláctico-ácido poliglicólico-hidroxiapatita, modificado con quitosano y colágeno en presencia de medio de cultivo celular y medio de cultivo-células osteoblásticas, mediante técnicas electroquímicas que incluyen potencial de corrosión con respecto al tiempo, espectroscopía de impedancia electroquímica y voltametría cíclica. Los resultados de impedancia fueron analizados usando modelos de circuitos equivalentes que describieron eléctricamente las interfases presentadas en el sistema biológico. Con los datos de impedancia se calculó la permitividad relativa plasmada en un espectro dieléctrico que permitió identificar las dispersiones alfa y beta, relacionadas con el intercambio iónico y la polarización de la membrana celular. La adhesión y proliferación celular se analizaron mediante microscopía de epifluorescencia, en donde fue posible observar al tercer día del cultivo celular el proceso de mitosis representado por la condensación del núcleo y la separación de los cromosomas. Morfología de la superficie del biomaterial se observó mediante SEM y AFM, adicionalmente se evaluó la actividad celular mediante la medición de fosfatasa alcalina. Finalmente se encontró la mejor superficie para la adhesión y crecimiento celular mediante análisis estadístico, que correspondió al recubrimiento con la mayor concentración de quitosano y colágeno.
Efecto del quitosano en la resistencia el envejecimiento de películas de biopolímero obtenidas a partir de almidón de yuca reforzado con arcilla modificadas
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Pinilla Plata, Alirio José; Neira Arenas, Gustavo
En este trabajo se presentan los resultados de la síntesis de un polímero biodegradable, a partir de una materia prima renovable cómo es el almidón de yuca. Se estableció una metodología apropiada para la obtención de películas de almidón con y sin refuerzo de arcilla tipo montmorillonita modificada con quitosano, y se analizó el efecto de éste sobre el desempeño mecánico del material durante el envejecimiento térmico. Para la modificación de la arcilla se emplearon diferentes concentraciones de quitosano de bajo y alto peso molecular. Las muestras de arcilla modificada fueron analizadas mediante Difracción de Rayos X, Espectroscopía de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FTIR), y Análisis Termogravimétrico (TGA) con el fin de identificar los posibles efectos del tratamiento de modificación sobre la estructura de la arcilla. Los resultados mostraron que la que la mayor influencia en el proceso de modificación procede del grado de agitación y la cantidad de agente modificante, sin que se apreciara una influencia significativa del peso molecular de este último. El análisis IR de la arcilla modificada evidenció la presencia en la estructura de grupos funcionales provenientes del quitosano, mientras el análisis TG sugirió un cierto grado de hidrofobicidad asociada a la presencia de quitosano, siendo estos aspectos de gran importancia para la aplicación de estos materiales como refuerzos de películas poliméricas biodegradables. Se obtuvo un material compuesto, en forma de películas uniformes, conformado por una matriz de almidón termoplástico de yuca y refuerzo de arcilla modificada, empleando la técnica de solvent casting. Los resultados obtenidos mediante FTIR, DRX, espectroscopía UV-vis y los ensayos de tensión, demostraron que existe una integración efectiva del mineral con el polímero y que la adición de este refuerzo al almidón aumenta la resistencia al envejecimiento térmico del material compuesto obtenido.
Estudio del efecto floculante de organoarcillas bentoniticas en dispersiones aceite de palma/agua
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Cáceres Montero, Ludy Margarita; Neira Arenas, Gustavo
El uso intensivo de materiales durante los últimos años, tiene sus raíces en los albores de la revolución industrial. La dinámica actual de consumo que implica las fases de extracción, producción, distribución, consumo y descarte, constituyen lo que hoy se denomina economía de materiales, la cual se orienta a la satisfacción de las necesidades de nuestra sociedad. De este modo se ha desencadenado un desarrollo dentro de un modelo insostenible desde el punto de vista de capacidad de los recursos naturales. El auge de los materiales desechables ha ocasionado una sobrecarga de desechos y contaminación de nuestro medio sin precedentes, y aún cuando las políticas de normatividad ambiental se han tornado un poco más exigentes en esta materia, los esfuerzos no han sido suficientes. La presencia de aceite en efluentes industriales, representa un serio problema ambiental. Las sustancias oleosas no son tóxicas como tal, sin embargo reducen sustancialmente la actividad fotosintética del agua al dificultar el paso de luz y consumir gran parte del oxigeno presente, afectando de manera sustancial los ecosistemas acuáticos, además de obstruir filtros para remoción de otros contaminantes como metales pesados, al presentarse taponamientos. Ante este escenario surge el interés por analizar nuevas alternativas en el tratamiento de efluentes oleosos, que permitan ofrecer una posible técnica que satisfaga las necesidades de la normatividad ambiental para grasas y aceites, sin dejar de lado el problema de los contaminantes adicionales indeseados que pueden ser añadidos al efluente en el proceso mismo de remoción de aceites. El presente trabajo está enfocado al desarrollo y aplicación de materiales floculantes particulados para la remoción de contaminantes oleicos presentes en efluentes acuosos a partir de arcillas montmorilloníticas procedentes del Occidente del país, dadas sus propiedades superficiales y por ende se catapultan como potenciales materiales absorbentes de sustancias contaminantes presentes en efluentes industriales. ABSTRACT
Adsorción competitiva de iones cu2, ni2, zn2, presentes en soluciones acuosas mediante arcilla bentonitica modificada con dodecil sulfato de sodio
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Mesa Espitia, Sandra Liliana; Neira Arenas, Gustavo
En el presente trabajo se estudió la adsorción competitiva de iones Cu2+, Ni2+ y Zn2+ sobre arcilla bentonítica, modificada con un tensoactivo aniónico con el fin de mejorar su afinidad por estos tres elementos. Las pruebas de adsorción se realizaron en función de la concentración inicial de los metales en solución, la cantidad de bentonita y la fortaleza iónica de la solución. Se realizaron ensayos de adsorción individual, binaria y ternaria para así observar el efecto que tiene la presencia simultánea de los tres metales.También se estudió su efectividad en la eliminación de iones a través de la elaboración y ajuste de isotermas de adsorción a modelos conocidos. Finalmente, se hizo un importante aporte al estudio de los sistemas de adsorción, calculando a partir de isotermas, el cambio en la energía libre de Gibbs (Gº), el cambio en la entalpía estándar (Hº) y el cambio de entropía estándar (Sº) para la adsorción de Cu2+, Ni2+ y Zn2+, así como las constantes cinéticas y la velocidad inicial de adsorción sobre la arcilla modificada. Se lograron remociones de hasta 98%, 85% y 75%, para adsorción individual, binaria y ternaria, respectivamente, demostrándose que la bentonita modificada con tensoactivo aniónico es una alternativa efectiva para el tratamiento de efluentes que contengan simultáneamente iones de Cu, Ni y Zn.
Estudio de la biodegradación hidrolítica de conjugados biomiméticos de mezclas de polilactico/poliglicolico - hidroxiapatita modificados con quitosano mediante electroquímica y microgravimetría piezoeléctrica
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Ardila Cáceres, Luisa Fernanda; Vásquez Quintero, Custodio
En este trabajo se estableció una metodología apropiada para la obtención de recubrimientos de los materiales compuestos conformado por una matriz de PLA/PGA/HA modificada con Quitosano en diferentes concentraciones, empleando la técnica electrodeposición catódica, demostrándose que existe una integración efectiva de dichos materiales, produciéndose una combinación adecuada de propiedades que hacen a estos recubrimientos potencialmente útiles en aplicaciones biomédicas. Se analizó en vitro el efecto del quitosano sobre la resistencia a la degradación hidrolítica que pueden experimentar al entrar en contacto con fluidos fisiológicos. Los recubrimientos de material modificado fueron analizados mediante técnicas electroquímicas y microgravimétricas, las cuales permitieron explicar la forma de deterioro de dichas películas, relacionando las variaciones de masa, como hinchamiento, formación de poros y degradación de la película con el aumento y disminución de resistencia del recubrimiento. El estudio de los parámetros fundamentales de preparación y obtención de recubrimientos de PLA/PGA/HA modificados con CS mostró que la adición de CS en la matriz del recubrimiento permite reducir la pérdida de masa que éste último experimenta al degradarse hidrolíticamente, con bajos porcentajes de CS es menor la pérdida de masa; cantidades altas de CS asociadas a los demás componentes estudiados, favorecen la pérdida de masa. Se dedujeron modelos matemáticos que permitieron predecir en un 80% el comportamiento de los recubrimientos al ser expuestos a ensayos de degradación hidrolítica, relacionando los efectos de los diferentes factores estudiados.
Influencia de la densidad aparente de fibras sobre la resistencia a esfuerzos de comprensión, tensión y flexión de la guadua angustifolia kunth
(Universidad Industrial de Santander, 2012) Diaz Ramírez, German Adolfo; Cruz Hernández, Ricardo Alfredo
Esta investigaciŠn propone una relaciŠn entre la Densidad Aparente de Fibras (DAF) y las propiedades mec⁄nicas de la Guadua Angustifolia Kunth (GAK). Para ello se tomaron muestras a tres diferentes alturas (cepa, basa, y sobrebasa) de la guadua y se caracterizaron mec⁄nicamente encontrando su resistencia a compresiŠn longitudinal, flexiŠn y tracciŠn longitudinal; as™ mismo, mediante microscop™a Šptica de campo amplio se determinŠ la densidad aparente de fibras sobre las secciones transversales con el uso de un protocolo desarrollado para tal fin. Se estudiŠ la variaciŠn de las propiedades mec⁄nicas con respecto a la variaciŠn de las dimensiones de la secciŠn transversal y el espesor; se realizŠ el an⁄lisis de la variaciŠn de la densidad aparente de fibras en cada secciŠn y se comparŠ con sus di⁄metros, espesores y propiedades mec⁄nicas. Se encontrŠ que la resistencia mec⁄nica del material aumenta con el aumento de la densidad aparente de fibras; tendencia que aumenta con la mayor altura de la secciŠn analizada y con la disminuciŠn del espesor del material. La GAK muestra mayores resistencias a la tracciŠn longitudinal y la flexiŠn que a la compresiŠn longitudinal. Finalmente, se estableciŠ una relaciŠn matem⁄tica entre la densidad aparente de fibras y los valores de resistencia ante las diferentes solicitaciones para caracterizar mec⁄nicamente el material mediante m”todos de microscop™a Šptica de campo amplio.
Análisis microgravimetrico y bioquímico de la compatibilidad de osteoblastos sobre materiales poliméricos de plga funcionalizados
(Universidad Industrial de Santander, 2012) Gelves Jerez, Leidy Marcela; Vásquez Quintero, Custodio
En el presente trabajo de investigación se evaluó mediante la técnica microgravimétrica de cristal de cuarzo (QCM) la interacción de un biomaterial polimérico con medio de cultivo celular y medio de cultivo-células osteoblásticas (Osesarcomas humanos, HOS). El biomaterial se obtuvo mediante electrodepositación de ácido poliláctico, ácido poliglicólico, hidroxiapatita, quitosano y colágeno, sobre sensores piezoeléctricos de cristal de cuarzo. Los resultados mostraron un aumento constante de la impedancia para el recubrimiento con mayor densidad celular, indicando que la propagación de la onda del sensor está relacionada con la uniformidad y topografía de la película en la superficie. En consecuencia, el cambio del módulo de la impedancia está relacionado inversamente con los puntos de adhesión celular, ya que a medida que aumenta los puntos de adhesión celular se produce una menor pérdida de energía oscilante. La adhesión y proliferación celular se analizaron mediante Microscopía de Epifluorescencia, evidenciando células no apoptóticas, es decir de núcleos redondeados y la presencia de células en mitosis representado por la condensación del núcleo. Adicionalmente se evaluó la actividad celular mediante la medición de fosfatasa alcalina (ALP), mostrando un aumento paulatino de la producción de ALP en el tiempo en la totalidad de los recubrimientos. La QCM se constituye en una técnica de monitoreo en tiempo real de biopelículas celulares que apoya los resultados obtenidos mediante las técnicas comunes de análisis celular y que además provee información de la estructura y dinámica de las propiedades viscoelásticas de material que se encuentre sobre el sensor.
Estudio del efecto del tratamiento criogénico s obre las propiedades mecánicas de un acero rápido (hss) aisi m7
(Universidad Industrial de Santander, 2012) Caserta Cárdenas, Diana Yasmin; Peña Ballesteros, Darío Yesid
El presente trabajo de investigación presenta el estudio realizado a brocas de centrado fabricadas con acero rápido (HSS high speed steels) AISI M7 usadas en la empresa Transmisiones Homocinéticas de Colombia, después de aplicarles distintos tratamientos criogénicos en los cuales se modificaron las variables tiempo y temperatura de criogenización. Se trabajó con nitrógeno líquido a temperaturas de -100, -143 y -185°C y tiempos de exposición a estas temperaturas de 10,17 y 24 horas respectivamente, esto como resultado de un diseño de experimentos. Se realizaron pruebas tribológicas, mecánicas y metalográficas para verificar los resultados de los tratamientos. Como resultado se observó que la vida útil de las brocas aumentó al comparar piezas sin tratamiento criogénico versus brocas con todos los tratamientos criogénicos planteados, esto originado por el aumento de dureza, la menor pérdida en masa de las brocas después de la realización del ensayo de pin on disk, la conformación de una matriz con carburos distribuidos uniforme y homogéneamente lo cual conlleva a una estructura molecular densa y por ende a una mayor resistencia al desgaste. Todos los ciclos criogénicos mejoraron la vida útil de las brocas, aspecto muy importante para las industrias que buscan mayor competitividad. Sin embargo no se encontró un ciclo en particular que presentará un mejor comportamiento frente a los otros, esto se pudo corroborar mediante el uso del programa estadístico statgraphics centurion donde se observó que la influencia de las variables tiempo y temperatura varía de acuerdo a la característica o propiedad que se evalúe.
Comportamiento a la corrosión de acero galvanizado en un solución poro de concreto con cloruros y carbonatos
(Universidad Industrial de Santander, 2012) Salinas Luna, Elkin Darío; Peña Ballesteros, Darío Yesid
Mediante el uso de técnicas electroquímicas y basados en conceptos de difusión del ion cloruro y carbonato en el concreto reforzado, se evaluó el comportamiento a la corrosión de un acero galvanizado expuesto a condiciones extremas de exposición de cloruros y carbonatos en una simulación poro de concreto. El diseño de experimentos planteado contemplo como variables el espesor del galvanizado, la concentración de cloruros , la concentración de carbonatos y el tiempo de exposición, de esta manera se evaluaron los comportamientos de las probetas en las diferentes condiciones planteadas en un diseño de experimentos 2^4. Para la evaluación de los efectos de carbonatos y comportamientos de ion cloruro se utilizaron técnicas de Polarización Potenciodinámica, Espectroscopia de impedancia electromagnética y Potencial de corrosión, de manera que se evaluó el comportamiento de la superficie del acero de refuerzo y capa de recubrimiento y los procesos electroquímicos relacionados con la interfase metal-óxido. Se estudió también la contribución que el coeficiente de difusión de Warburg tiene sobre el coeficiente de difusión. El proyecto se valió del paquete completo de las herramientas del programa ZView para simular el comportamiento de las probetas estudiadas. Se concluyó que un recubrimiento de galvanizado en caliente para varillas de refuerzo genera una protección que permite el retraso del proceso de corrosión, y que se debe tener cuidado que durante el fraguado del concreto donde las concentraciones de pH son altamente alcalinas se promueva la generación de hidróxidos de cinc que se pasiven y formen la capa compacta de protección.

Browse

Browsing Maestría en Ingeniería de Materiales by Issue Date

Results Per Page

Sort Options