Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales

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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.
Adsorción de ni2+ presente en efluentes de la industria de electro recubrimientos mediante arcillas naturales modificadas
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Reyes Echeverria, José Andrés; Neira Arenas, Gustavo
En el presente trabajo se estudió la remoción de iones níquel disueltos en soluciones sintéticas y en algunos vertimientos de la empresa de electrorrecubrimientos Fantaxías Ltda., mediante una arcilla sódica montmorillonítica proveniente del Valle del Cauca (Colombia). Con el fin de aumentar la capacidad de captación, la arcilla fue modificada utilizando un surfactante aniónico en solución, el dodecil-sulfato de sodio (SDS). Posteriormente se evaluaron los cambios fisicoquímicos y mineralógicos producidos en la arcilla por efecto de las variables de dicho tratamiento mediante diversas pruebas de caracterización. También se estudió su efectividad en la eliminación de iones níquel a través de la elaboración y ajuste de isotermas de adsorción a modelos conocidos, comparando el nivel de adsorción tanto en la arcilla modificada como en la arcilla natural. 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 (DGº), el cambio en la entalpía estándar (DHº) y el cambio de entropía estándar (DSº) para la adsorción de Ni2+, así como la constante cinética y la velocidad inicial de adsorción sobre la arcilla natural y modificada.
Análisis fisicoquímico y bioquímico de recubrimientos compuestos de hidroxiapatita reforzados con nanotubos de carbono depositados sobre Ti6AI4V
(Universidad Industrial de Santander, 2018) Sierra Herrera, Diana Katherynne; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Montañez Supelano, Nerly Deyanira
Se estudió el efecto de la variación de los parámetros experimentales en la síntesis de recubrimientos de hidroxiapatita reforzada con nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) sobre Ti6Al4V obtenidos mediante electrodeposición pulsada. El análisis fisicoquímico se realizó mediante difracción de rayos X (DRX), espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y microscopía electrónica de barrido (MEB). Se estudió la estabilidad electroquímica de los recubrimientos en presencia de medio de cultivo celular, mediante la medición de potencial de circuito abierto (OCP), espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y curvas de polarización potenciodinámicas (LSV). Se estudió el potencial citotóxico de las muestras aplicando el método colorimétrico (MTT), la adhesión celular mediante microscopía de epifluorescencia y la actividad celular realizando mediciones de producción de fosfatasa alcalina (ALP). Los análisis obtenidos por DRX y FTIR confirmaron la presencia de hidroxiapatita (HAP), mediante el análisis de las imágenes obtenidas por MEB se pudo comprobar la incorporación de los MWCNT en la matriz del recubrimiento. Las variaciones en las condiciones de electrodeposición pulsada influyen en la homogeneidad del recubrimiento, presentando una morfología en forma de agujas. Los resultados electroquímicos mostraron una mayor estabilidad termodinámica en las pruebas de OCP para las muestras recubiertas, además existe una relación entre la incorporación de MWCNT con la resistividad del recubrimiento reflejado en las pruebas EIS Y LVS. El ensayo de MTT confirma que las muestras presentan una viabilidad celular mayor al 87%. No obstante, los resultados de adhesión celular y medición de ALP revelaron una marcada inhibición en la adhesión y proliferación de células de osteoblastos HOS sobre las muestras recubiertas. _
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.
Biofuncionalización de superficies de ti6al4v mediante gravado laser
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Sandoval Amador, Anderson Andrés; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Estupiñán Durán, Hugo Armando
En este trabajo se evaluó la interacción entre las células de osteosarcoma humano (HOS) y superficies biofuncionalizadas mediante grabado láser de la aleación Ti6Al4V. Las superficies de la aleación Ti6Al4V fueron grabadas usando un láser de CO2 con el fin de obtener patrones circulares (spots) sobre las superficies. Se emplearon tres tipos de superficie, una superficie lisa que se utiliza como superficie de control, y dos superficies con spots, para así determinar el efecto de la geometría telectroquímica y curvas de polarización potenciodinámica. La respuesta biológica del material se llevó a cabo empleando células HOS, las cuales se cultivaron en medio RPMI-1640 con suero fetal bovino al 10% y 1% de antibióticos y se realizaron pruebas de citotoxicidad, adherencia por recuento en cámara de Neubauer y microscopia de epifluorescencia. Se encontró, que el grabado láser no produce cambios en la resistencia a la degradación y la citotoxicidad la de la superficie de la aleación Ti6Al4V, lo cual indica que las superficies mantienen su biocompatibilidad. Además, las tres superficies de estudio presentaron buena adherencia celular, sin embargo no se pudo determinar si la biofuncionalización mediante grabado láser produce una mejor respuesta celular. Por último, se logró monitorear y modelar el comportamiento electroquímico de la interface material medio biológico mediante tres modelos de circuito equivalente, logrando con esto explicar el comportamiento de la superficie de la aleación Ti6Al4V al interactuar con las células HOS. ____________________
Caracterización de la acidez de y-alumina y su interacción con ni y mo mediante resonancia magnética nuclear
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Garcia Castillo, Yady Senayda; Molina Velasco, Daniel Ricardo; Guzmán Monsalve, Alexander
En los procesos de refinación de crudo como hidrocraqueo e hidrotrata-miento se emplea catálisis heterogénea donde la gamma alúmina sirve como soporte de fases de óxidos metálicos de molibdeno y níquel, el desempeño catalítico de estos catali-zadores está determinado por la estructura y propiedades ácidas. Fueron sintetizados ca-talizadores a partir de dos precursores de alúmina, boehmita y pseudoboehmita. Se analizó el cambio estructural y el efecto en la acidez generados por la impregnación de cada fase metálica utilizando los experimentos de RMN MAS, eco de espín y 3Q. Posteriormente se adsorbió en la superficie de los catalizadores el óxido de trifenilfosfina a diferentes tempe-raturas y se midió el experimento de RMN CP 31P para determinar la fuerza ácida de los sitios ácidos de Brönsted y Lewis. El protocolo implementado permitió estudiar los cambios estructurales generados por la impregnación de las fases metálicas y la acidez de los cata-lizadores. Se observó que el óxido de molibdeno aumenta la distorsión de los entornos del aluminio mientras que el óxido de níquel la disminuye. Se determinó que los catalizadores sintetizados a partir de Pseudoboehmita tienen mejores propiedades ácidas, comparados con los preparados a partir de Boehmita. También, se observó que a medida que aumen-taba la temperatura de adsorción de la trifenilfostina esta ocupó los sitios ácidos de fuerza acida media y baja, preferencialmente.
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.
Citoxicidad y adhesión de células humanas de osteosarcoma, hos, sobre cerámicas bioactivas depositadas mediante precipitación en solución acuosa sobre ti6al4v
(Universidad Industrial de Santander, 2009) Gómez Ramírez, Javier Enrique; Forero Gomez, Luis Emilio; Escobar Rivero, Patricia
La adhesión celular sobre biomateriales empleados en la fabricación de implantes dentales y ortopédicos, está determinada por las características químicas y superficiales del material base, del recubrimiento depositado y la capacidad del material base para reaccionar con proteínas de adhesión celular. Actualmente en la fabricación de implantes se usa principalmente, Titanio grado 5 (Ti6Al4V), en este trabajo se evaluó la adhesión in vitro de células HOS sobre este material con tres diferentes condiciones superficiales. Un grupo pulido mecánicamente, un grupo con superficie modificada por oxidación anódica y otro con un recubrimiento de cerámica bioactiva por precipitación en solución acuosa. Mediante perfilometría se estableció la rugosidad del grupo de probetas y su estado superficial. Células HOS cultivadas en RPMI-1640 suplementado con 10% de suero fetal bovino, en un período de 9 a 72 horas, a 37ºC, en atmosfera de 5% CO2, se emplearon para realizar el estudio de adhesión celular por conteo microscópico y epifluorescencia, y toxicidad celular por técnica colorimétrica de MTT. Los resultados muestran una mayor adhesión en Ti6Al4V de superficie modificada por anodización y un menor grado para las que fueron recubiertas con cerámica bioactiva. Y, para ninguna de las condiciones superficiales hubo señales de citotoxicidad.
Codeposicion electroquimica de laiii a traves de la modificacion de la composicion de soluciones acuosas usando glicina y alguno de los elementos del grupo del hierro: ni ii y co ii
(Universidad Industrial de Santander, 2019) Florez Suarez, Maria Alejandra; Melendez Reyes, Angel Manuel; Rincón Ortiz, Mauricio
Actualmente existe un creciente interés en fabricar nanopartículas soportadas o películas delgadas de aleaciones de metales críticos, como el cobalto y las tierras raras, por un proceso de química suave, ya que se utilizan en una gran variedad de dispositivos de tecnología. Una alternativa atractiva son los métodos electroquímicos, sin embargo, debido a los altos potenciales de reducción de las tierras raras, estas se consideran imposibles o difíciles de electrodepositar a partir de soluciones acuosas, principalmente debido a la interferencia de la reacción de evolución del hidrógeno (HER). En esta investigación se aprovecha la HER para cambiar la composición interfacial de soluciones con glicina, y codepositar aleaciones de elementos del grupo del hierro-lantano, a partir de soluciones que contienen estos metales, además de cloruro de amonio y ácido bórico. Para realizar la deposición metálica se utilizaron soluciones acuosas con CoII o NiII y LaIII. El potencial de reducción para electrodepositar estos metales se seleccionó mediante estudios de voltamperometría cíclica, el cual fue mucho menor que el requerido para depositar lantano: -0.95 V vs Ag/AgCl. Por un lado, se depositaron nanopartículas de aleaciones metales pesados-La sobre carbón vítreo (GC) o vidrio conductor (FTO), y por el otro se depositaron películas delgadas de las aleaciones Co-La y Ni-La sobre GC o cobre. Se utilizó XPS, FESEM-EDS, o voltamperometría de redisolución anódica (ASV) para determinar la composición elemental y morfología de los depósitos. Se mostró que la codeposición de La y Ni sobre GC se ve interferida por el mecanismo de deposición tipo Volmer-Weber. Por otro lado, se exploró la posibilidad de determinar LaIII a niveles traza en medios complejantes mediante ASV en tres tipos de electrodos: GC, PIGE y CPE. La cuantificación de LaIII no fue posible debido a la facilidad con que es oxidado superficialmente el lantano o a la formación de un intemetálico. ______________________
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.
Comportamiento electroquimico y corrosion en emulsiones kerosene en agua de alta relacion de fase interna en el acero aisi 1020
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Castillo Rodriguez, Hector; Vasquez Quintero, Custodio; Retamoso Rodriguez, Clemente
La construcción de los diagramas ternarios de fase para el sistema Agua/Kerosene/Dodecyl/Butanol permitió caracterizar los sistemas emulsionados (O/W) de alta relación de fase interna, adicionalmente se pudo analizar la influencia de NaCl en las en las diferentes zonas del diagrama y seleccionar los sistemas emulsionados tipo (O/W) que fueran razonablemente estables para la realización de los ensayos electroquímicos de corrosión. Para la caracterización electroquímica de corrosividad de los sistemas emulsionados (O/W) se utilizó el electrodo de cilindro rotatorio (RCE) con velocidades rotacionales de 0, 800 y 1500 r.p.m y se utilizaron concentraciones de NaCl en la fase acuosa de 0%, 0.2%, 0.5% y 1% en peso. Todas emulsiones estudiadas fueron saturadas con un atmósfera fuertemente reductora (Oxígeno) o con una atmósfera inerte ( Nitrógeno). Se realizaron pruebas electroquímicas de corriente directa ( Resistencia a la polarización y Tafel) y corriente alterna ( Espestrocopia de impedancias electroquímica), los ensayos realizados presentaron una aceptable resolución y permitieron realizar un análisis electroquímico detallado del efecto de cada una de las variables estudiadas. Los espectros de EIS obtenidos se ajustaron mediante circuitos eléctricos equivalentes y se calcularon los parámetros electroquímicos característicos de la celda de corrosión, Rp, Rs, Cd, y velocidad de corrosión. Adicionalmente este análisis permitió conocer los mecanismos que controlaron la cinética de la reacción electroquímica de corrosión. Del análisis visual al microscopio de bajos aumentos de los electrodos de trabajos, se observó la formación de películas sólidas sobre la superficie. Además los tipos de corrosión que se presentaron fueron corrosión localizada, tipo picado y corrosión general uniforme.
Construcción y evaluación de un electrolizador asistido por luz para la remoción del mercurio y degradación de cianuro
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Santos Amado, Jose Dario; Córdoba Tuta, Elcy María; González Martínez, Ignacio
Debido a la creciente preocupación por la contaminación de mercurio y cianuro en las fuentes hídricas por parte de la minería aurífera, se están buscando alternativas amigables con el medio ambiente que permitan la eliminación de estos peligrosos contaminantes, por esta razón, en el presente trabajo de investigación se seleccionó, adaptó y construyó un reactor electroquímico asistido con luz a nivel de banco, el cual fue evaluado en los procesos de reducción de Hg (II) y la oxidación de CN- usando una solución modelo de 206 ppm de Hg (II) y 520 ppm de CN y un efluente proveniente de la minería aurífera. Inicialmente se estableció el intervalo de potencial requerido para lograr la reducción de mercurio y la oxidación de cianuro para la solución modelo. Posteriormente se diseñó y construyó el reactor con geometría cilíndrica y compartimento anódico coaxial y separado por una membrana aniónica con el compartimento catódico, todo esto, basado en antecedentes recientes y en la dinámica de fluidos computacional (CFD) usando el software COMSOL MultiphysicsTM. El ánodo fue una hélice cilíndrica de acero inoxidable AISI 304 recubierta con N-TiO2, mientras el cátodo consistió de 4 mallas coaxiales de acero inoxidable AISI 304 con una abertura de 60 huecos por pulgada. El reactor fue caracterizado hidrodinámicamente, obteniéndose las constantes de transferencia de masa Km en los dos compartimentos anódico y catódico. El compartimento anódico mostró una correlación adimensional Sh=7,7Re0,32Sc0,33, la cual establece que el flujo es de naturaleza laminar. La presente investigación demostró la necesidad de estudiar con mayor profundidad los recubrimientos de TiO2 sobre sustratos conductores de gran área superficial, y de esta manera lograr la construcción de un reactor electroquimico asistido por luz que sea eficiente, de modo que en futuras investigaciones, este tipo de reactor pueda ser usado bajo radiación solar. 1
Correlacion impacto-fatiga: optimizacion de criterios de seleccion de materiales para varillas de pozo
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Jaimes Suarez, Alban; Uribe, Ivan; Martinez, Alexander
En los sistemas de bombeo mecánico, las varillas de succión se encuentran bajo la acción de esfuerzos cíclicos en tensión, lo cual genera fallas por fatiga. Durante la manipulación y operación de las varillas se generan defectos superficiales los cuales favorecen la iniciación de grietas de fatiga, reduciendo significativamente la vida de la varilla. Debido a la alta frecuencia de este tipo de falla, los altos costos involucrados y a la escasa información relacionada con el desempeño en fatiga, se realizaron pruebas de laboratorio con el fín de obtener criterios adicionales para optimizar la selección y diseño de las varillas. En varillas de alta resistencia mecánica, seleccionadas al azar, se realizaron pruebas para determinar las curvas de fatiga sin y con defectos inducidos superficialmente, estos ensayos fueron realizados a las varillas en condición de suministro y con la aplicación de un tratamiento térmico de temple y revenido. Los resultados permiten verificar diferencias de comportamiento entre las varillas evaluadas, se evaluó el efecto negativo de los defectos superficiales, las utilidades del ensayo de impacto y tensión con entalla para la selección de materiales para varillas de pozo, y el beneficio obtenido en el aumento en el límite de fatiga generado por la aplicación de un tratamiento de temple y revenido. El conocimiento generado a través de este estudio le sirve al Ingeniero encargado de los pozos como herramienta para la optimización de los criterios de selección de algunas de las varillas presentes en el mercado y para establecer factores de diseño que consideren la presencia de defectos superficiales durante la operación.
Corrosión de alta temperatura de los aceros aisi 304h, 316l y aleación 2 1/4 cr-1 mo y 9cr-1mo en procesos de combustión de crudo pesado
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Gutiérrez Pitta, Jenny Rocío; Vasquez Quintero, Custodio; Serna Gil, Jose Anibal
El propósito de esta investigación fue estudiar la influencia de los productos de combustión de emulsiones de crudo pesado sobre la oxidación y la sulfidación de los aceros AISI SAE 1020, AISI 304H, 316L y aleaciónes 2 ¼ Cr-1Mo y 9Cr-1Mo en un rango de temperatura entre 550 y 750ºC, para tal fin se utilizó una caldera pirotubular de 100HP en donde se colocaron muestras por duplicado, las cuales se retiraron a las 8, 50, 124, 203, 305 y 500 horas aproximadamente de exposición al proceso. Los ensayos se realizaron en función de la ganancia de masa respecto al tiempo, las muestras fueron analizadas mediante metalografía óptica, microscopia electrónica de barrido SEM-EDX, para determinar la morfología de las capas y su composición puntual, también se utilizó el análisis de DRX para determinar la composición de las cenizas depositadas sobre las probetas. El análisis global de los resultados muestra que la oxidación fue el fenómeno dominante en el proceso y también que la corrosión de las aleaciones está relacionado con la fusión de vanadatos, además los gases de combustión son fundamentalmente oxidantes, pero pueden ser reductores en las superficies metálicas, particularmente bajo los depósitos de ceniza, resultando en otro proceso de degradación. Por lo tanto la corrosión por cenizas causada por este tipo de combustibles resulta ser muy compleja.
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
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.
Desarrollo de correlaciones entre mineralogia y extraccion de oro en minerales auriferos mediante datos de lixiviacion diagnostico
(Universidad Industrial de Santander, 2004) Penate Zuniga, Yesid Alberto; Vasquez Quintero, Custodio
El trabajo de investigación comprende la formulación de correlaciones matemáticas que permiten predecir o calcular los diferentes porcentajes de disolución de oro que pueden ser extraídos de minerales auríferos al procesarse mediante cianuración en una granulometría específica y tomando como base en la caracterización mineralógica de menas auríferas de diversas regiones colombianas (Vetas y California (Santander) y Santa Rosa del Sur (Bolívar)). Este resultado se consigue mediante la aplicación de la técnica de lixiviación diagnostica a las diferentes menas auríferas y luego el ajuste estadístico de los datos obtenidos mediante regresiones, de forma que se consiga un ajuste o coeficiente de correlación cercano a la unidad para validar la correlación. Inicialmente los minerales son cianurados en diferentes granulometrías (-60 + 100 mallas, -100 +200 mallas y Œ200 mallas), se considera como tamaño óptimo de conminución, aquel donde se producen los mayores porcentajes de disolución de oro en menores tiempo de procesamiento. En este tamaño el mineral correspondiente es cianurado y establecida su curva cinética de disolución, de forma que con estos datos de granulometría, porcentaje de disolución de oro vs tiempo, mineralogía, etc. Se logra establecer la correlación matemática que mejor representa el comportamiento cinético de este tipo de mineral. Los resultados del estudio demuestran que siguiendo esta metodología es posible conseguir estas correlaciones, que en su mayoría las ecuaciones corresponden al tipo logarítmico y que los coeficientes de correlación alcanzados son bastante altos, de tal manera que una vez establecida la posible composición mineralógica de un mineral, se puede predecir la curva cinética de disolución de oro desde este mineral, permitiendo de esta manera un control más técnico de los procesos de extracción y una herramienta en la toma de decisiones respecto a los procesos de tratamiento de minerales de oro
Desarrollo de materiales compuestos a partir de bentonitas colombianas modificadas embebidas en una matriz polimérica de polietilen-tereftalato (p.e.t)
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Palacios, Jhon Freddy; Neira Arenas, Gustavo
Inicialmente se llevó a cabo la obtención de la arcilla modificada a partir de una bentonita colombiana de alta pureza procedente del Valle del Cauca, para lo cual se desarrolló una metodología apropiada con el empleo de una amina cuaternaria (C16H33NH2). Fue posible mediante Rayos X estudiar el aumento del espacio interlaminar, se incrementó de 15,49 Å a en la arcilla natural hasta un 31.44 Å cuando se emplearon soluciones de Hexadecilamina al 33% en peso, El mecanismo propuesto para la interacción de la hexadecilamina fue respaldado mediante la combinación de una serie de análisis de caracterización que incluyeron capacidad de intercambio catiónico, espectroscopía de infrarrojo y análisis por microscopía electrónica de transmisión (TEM- EDX). La arcilla natural y la organoarcilla obtenida, fueron empleadas como refuerzo de materiales compuestos basados en PET virgen reciclado. Se observó en general una disminución de la resistencia mecánica en tracción, también en la viscosidad, en la temperatura de transición vítrea y en la resistencia al desgaste. Con el fin de mejorar las propiedades del material se redujo la granulometría de las partículas de arcilla, por debajo de 37um, y además se cambio el método de obtención del material extrusión Œinyección. Lo cual logró que el compuesto formado por la de resina de PET Virgen y un 3% de arcilla modificada incrementara el valor del esfuerzo máximo aproximadamente en un 25%.
Desarrollo de películas multicapas de fto/cubi2o4/tio2/ wxmo1-xs2 para su empleo como fotocátodos en la producción de hidrógeno a partir de agua
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Cruz Orellana, Silvia Nathalia; Córdoba Tuta, Elcy María; Acevedo Peña, Próspero
La actividad humana deja como consecuencia altos niveles de contaminación y poco a poco el consumo de los recursos no renovables, tal como los combustibles fósiles. Por lo tanto, se han buscado reemplazos, entre ellos el uso de hidrógeno como combustible debido a su sobresaliente poder calorífico y no generar gases contaminantes durante su combustión. Uno de los métodos con mayor potencial de producción de hidrógeno es por medio de la fotoelectroquímica. En el presente trabajo se fabricaron fotocátodos de CuBi2O4, empleando como substrato vidrio FTO, para aumentar la estabilidad y proteger el material se recubrió el CuBi2O4 con TiO2, finalmente para mejorar el desempeño fotoelectroquímico se agregaron partículas de WxMo1xS2 formando el sistema FTO/CuBi2O4/TiO2/WxMo1xS2. Los fotocátodos se caracterizaron fisicoquímicamente mediante espectroscopía Raman, Uvvis, Difracción de rayos X (DRX), espectroscopía de fotoelectrones inducidos por rayos X (XPS), Microscopía electrónica de barrido (SEM) y (foto)electroquímicamente mediante voltamperometría de barrido lineal onoff, cronoamperometría onoff e impedancia electroquímica (EIS), utilizando una lámpara de Xe de 300W como fuente de luz. Los resultados evidencian que el CuBi2O4 presenta alta recombinación de los portadores de carga presentando inestabilidad bajo iluminación, perdiendo más del 80% de la corriente inicial. No obstante, las pérdidas de corriente se redujeron al 8% al cabo de media hora iluminación con la película protectora de TiO2, además de incrementar la magnitud de fotocorriente de 0,07 a 0,17 mA/cm2 respecto al bismutato desnudo. Por otra parte, con los catalizadores de WxMo1xS2 solo se perdió el 13% de la corriente inicial pero incrementando su valor a 0,25 mA/cm2. El aumento en el desempeño al incorporar la capa de TiO2 se atribuyó a la mejora en la estabilidad del CuBi2O4, mientras que la modificación superficial con WxMo1xS2, a que cataliza la reducción del agua
Desarrollo de películas multicapas de FTO/CuBi2O4/TiO2/ WxMo1-xS2 para su empleo como fotocátodos en la producción de hidrógeno a partir de agua
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Cruz Orellana, Silvia Nathalia; Acevedo Peña, Próspero; Córdoba Tuta, Elcy María; Meléndez Reyes, Ángel Manuel; Ropero Vega, José Luis
La actividad humana deja como consecuencia altos niveles de contaminación y poco a poco el consumo de los recursos no renovables, tal como los combustibles fósiles. Por lo tanto, se han buscado reemplazos, entre ellos el uso de hidrógeno como combustible debido a su sobresaliente poder calorífico y no generar gases contaminantes durante su combustión. Uno de los métodos con mayor potencial de producción de hidrógeno es por medio de la fotoelectroquímica. En el presente trabajo se fabricaron fotocátodos de CuBi2O4, empleando como substrato vidrio FTO, para aumentar la estabilidad y proteger el material se recubrió el CuBi2O4 con TiO2, finalmente para mejorar el desempeño fotoelectroquímico se agregaron partículas de WxMo1-xS2 formando el sistema FTO/CuBi2O4/TiO2/WxMo1-xS2. Los fotocátodos se caracterizaron fisicoquímicamente mediante espectroscopía Raman, Uv-vis, Difracción de rayos X (DRX), espectroscopía de fotoelectrones inducidos por rayos X (XPS), Microscopía electrónica de barrido (SEM) y (foto)electroquímicamente mediante voltamperometría de barrido lineal on-off, cronoamperometría on-off e impedancia electroquímica (EIS), utilizando una lámpara de Xe de 300W como fuente de luz. Los resultados evidencian que el CuBi2O4 presenta alta recombinación de los portadores de carga presentando inestabilidad bajo iluminación, perdiendo más del 80% de la corriente inicial. No obstante, las pérdidas de corriente se redujeron al 8% al cabo de media hora iluminación con la película protectora de TiO2, además de incrementar la magnitud de fotocorriente de -0,07 a -0,17 mA/cm2 respecto al bismutato desnudo. Por otra parte, con los catalizadores de WxMo1-xS2 solo se perdió el 13% de la corriente inicial pero incrementando su valor a -0,25 mA/cm2 . El aumento en el desempeño al incorporar la capa de TiO2 se atribuyó a la mejora en la estabilidad del CuBi2O4, mientras que la modificación superficial con WxMo1-xS2, a que cataliza la reducción del agua.

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