Ingeniería Metalúrgica
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Item ELECTROCATALIZADORES ALTERNATIVOS PARA LA PRODUCCIÓN DE H2 MEDIANTE LA ELECTRÓLISIS DEL H2O UTILIZANDO DESECHOS INDUSTRIALES COMO MATERIA PRIMA(Universidad Industrial de Santander, 2024) Ardila Carreño, Maria Alejandra Apolonia; Blanco Vásquez , Sergio Ismael; Delvasto Angarita , Pedro Luis; Rincón Ortiz, Mauricio; Peña Ballesteros, Dario YesidEn este proyecto, se llevó a cabo la síntesis de electrocatalizadores metálicos utilizando residuos industriales provenientes de procesos de lixiviados de baterías domésticas como materia prima para la producción de H2 (hidrógeno), mediante la técnica de electrólisis del H2O (agua). Se realizó una electrodeposición metálica en un área específica del electrodo de cobre, con parámetros definidos previamente, tales como, corriente máxima y mínima, tiempos de barrido y número de ciclos. Posteriormente, se llevaron a cabo una serie de evaluaciones al recubrimiento con voltámetrias cíclicas en soluciones de KOH [1M] y KOH 1[M] + UREA [0,33M], variando las velocidades de barrido de 25,50,75 y 100 mV.s-1. Luego, se realizaron evaluaciones galvanostaticas en solución de KOH [1M] con el fin de caracterizar el comportamiento electroquímico del recubrimiento. Finalmente, se llevaron a cabo pruebas de impedancia electroquímica (EIE) para caracterizar las propiedades del material, donde se observó el comportamiento resistivo de las sustancias que fueron electrodepositadas. Cada uno de estos procesos se realizó con tres electrodos y con las mismas condiciones, para observar el factor de repetividad de proceso. Finalmente, se encontró que el recubrimiento obtenido a partir de la solución de residuos de lixiviados de baterías domesticas presenta un comportamiento de reducción de H2 muy eficaz. Esto hace que el proyecto sea favorable en cuanto a aprovechamiento de residuos.Item Preconcentración de Iridio a partir de minerales aluviales del Chocó(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-21) Hernández Gabriel; Bayona Johan; Pardavé Walter; Cordoba Elcy; Palacios JhonEste proyecto tiene como objetivo principal el diseño y la estandarización de un flujograma de preconcentración de iridio, así como la elaboración de un balance de masa, utilizando minerales aluviales extraídos del Chocó. El proceso se inicia con la recepción del mineral, el cual es sometido a una caracterización mediante técnicas como espectrometría de absorción atómica con el fin de identificar los elementos presentes en la muestra. Posteriormente, se lleva a cabo la reducción del tamaño de partícula utilizando un molino de bolas, facilitando la concentración del mineral mediante una mesa gravimétrica, permitiendo así la clasificación por densidades. El mineral es sometido a una clasificación doble para garantizar la precisión del proceso, conservando el concentrado de cada etapa para ser sometido a una separación magnética. Dado que el iridio está asociado con minerales magnéticos, esta etapa permite obtener el producto final deseado, que es el concentrado enriquecido con iridio. Una vez establecido el flujograma y realizado el balance de masa, se procede al análisis del mineral final obtenido, comparándolo con la muestra inicial para evaluar la eficacia del proceso de preconcentración. Este análisis final es crucial para verificar la calidad y la pureza del concentrado de iridio obtenido, así como para realizar ajustes en el proceso si es necesario, con miras a optimizar su rendimiento y eficiencia en futuras operaciones minerasItem ESTADO DEL ARTE DEL EFECTO DEL BLENDING GAS-HIDRÓGENO A DIFERENTES COMPOSICIONES EN TUBERÍAS APTAS PARA EL TRANSPORTE DE GAS NATURAL(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-18) Jerez Villamizar Juan Manuel, Estevez Gomez Bernardo Sneyder; Peña Ballesteros Dario Yesid; Galan Pinilla Carlos Andres; Arenas Cordero Laura XimenaEl mundo busca una transición hacia fuentes de energía limpias y sostenibles, donde el blending de hidrógeno con gas natural aplicada en las redes de gasoductos existentes plantea una transición efectiva hacia una generación energética sostenible y libre de carbono. Así surge la necesidad de realizar este estado del arte que permita conocer los procesos, desafíos y oportunidades que presenta esta tecnología, para que distintas empresas transportadoras de gas natural puedan implementar estas técnicas, que respondan a la demanda generada en el mundo, hacia una transición de energía limpia y sostenible. Para la realización de la investigación sobre el efecto del blending a diferentes porcentajes de hidrógeno en tuberías adecuadas para el transporte de gas natural, resulta esencial estudiar cómo las mezclas de estos gases pueden influir en el funcionamiento, la seguridad y la eficiencia de estas infraestructuras esenciales de distribución de gas. La variabilidad en la composición del gas natural, derivada de distintas fuentes de suministro, hace necesario indagar en cómo las distintas mezclas pueden impactar los parámetros operativos clave, ya que diferentes porcentajes de hidrógeno disuelto, hace variar la composición del gas mezclado afectando el flujo y la presión en el interior de las tuberías, influyendo directamente en la eficiencia del transporte y en la operatividad técnica. Además, la gestión de riesgos asociados con la corrosión, fragilización, difusión y otros fenómenos que podrían amenazar la integridad de las tuberías.Item Diseño de un proceso de fabricación de bloques de construcción compuestos, utilizando plásticos reciclados como materia prima(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-20) Gonzalez Rhenals, Farledys; Blanco Vásques, Sergio Ismael; Guiza Arguello, Viviana Raquel; Pardave Livia, WalterUno de los aspectos que llama la atención en la actualidad mana de contemplar el impacto medioambiental en la construcción de viviendas. En ese sentido, la preocupación de la industria lleva a formular respuestas ecoamigables con en el entorno natural. Así, el presente proyecto de investigación estudia el proceso de fabricación de bloques de construcción compuestos, con base en plásticos reciclados como materia prima. La metodología utilizada en el proyecto está constituida por cuatro fases que promulgan en el diseño de un proceso general de fabricación de los bloques, y la selección de materiales para materia prima con el aplicativo Ansys Granta Edupack. En los resultados se encuentra un diagrama general del proceso para fabricar los bloques, las propiedades de ladrillos comunes e ingenieriles y del hormigón como base para bloques tradicionales, también las propiedades de termoplásticos como el PET y el PP. Además, se utilizan el modelo de regla de las mezclas y el de Mori-Tanaka para hallar una aproximación a las propiedades mecánicas del ladrillo compuesto como la resistencia a la compresión, resistencia a la flexión y tracción. Por último, se concluye que si es posible crear modelos de construcción de viviendas que contribuyan en problemáticas como es la generación de plásticos y que fomenten la sostenibilidad en este sector.Item ESTUDIO SOBRE LA SENSIBILIDAD Y RESOLUCIÓN A SISTEMAS DE INSPECCIÓN DE CORROSIÓN POR MAPEO C-SCAN CON LA TÉCNICA PHASED ARRAY ULTRASONIC TESTING (PAUT).(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-19) FUENTES FLOREZ, FRANCISCO JOSE; GONZALEZ MANRIQUE, DANIEL FELIPE; PEREZ CEBALLOS, ANA MARIA; GALAN PINILLA, CARLOS ANDRES; COY ECHEVERRIA, ANA EMILSE; PEÑA BALLESTEROS, DARIO YESIDTítulo: Evaluación sobre la sensibilidad y resolución a sistemas de inspección de corrosión por mapeo C-Scan con la técnica Phased Array Ultrasonic Testing PAUT * Autor: Daniel Felipe González Manrique, Francisco José Fuentes Flórez** Palabras Clave: Ensayos No Destructivos, Mecanismos de Daño, Discontinuidades, Phased Array Ultrasonic Testing, Calibración, Sensibilidad, Resolución, Ultrasonido, Mecanizado. Descripción: Este trabajo de investigación aborda la evaluación de la sensibilidad y resolución de mediciones realizadas con la técnica de inspección Phased Array Ultrasonic Testing (PAUT) utilizando un bloque patrón de acero al carbono ASTM A36. Para este propósito, se diseñó y fabricó un bloque patrón con discontinuidades ideales inducidas por mecanizado para simular daños por corrosión. El patrón, que consta de dos caras, presenta diferentes morfologías, profundidades, diámetros y ubicaciones de discontinuidades, las cuales fueron inducidas mediante electroerosión por penetración (EDM) y torneado CNC. Previo a realizar mediciones se realizó la calibración del equipo OmnisScan MX2, utilizando un bloque de calibración IIW para la velocidad y el bloque patrón para los demás parámetros, seguidamente se ejecutaron mediciones a través de un diseño de experimentos factorial multinivel, con planes de inspección que modificaban los factores de interés. Los resultados permitieron dimensionar y localizar las discontinuidades en el bloque. El análisis de datos evidenció la influencia significativa de ciertos factores en la sensibilidad y resolución de la técnica. Además, se llevó a cabo un análisis estadístico que identificó los barridos fuera del rango aceptable y el porcentaje de variación en la detección de discontinuidades en comparación con los valores de referencia.Item DISEÑO DE UN PROTOTIPO DE CELDA PARA LA ELECTRÓLISIS ALCALINA DEL AGUA BASADA EN EL USO DE ELECTROCATALIZADORES ALTERNATIVOS.(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-15) Rodríguez Castañeda, Jose Felipe; Blanco Vásquez, Sergio Ismael; Vargas Ceballos, Óscar Andrés; Martínez Galindo, Aylin VanesaEl presente trabajo aborda los desafíos energéticos que han sido preocupación global, como consecuencia la búsqueda de alternativas sostenibles y eficientes para la generación y almacenamiento de energía. Entre estas alternativas, el hidrógeno emerge como una opción prometedora tanto para el almacenamiento como para la producción de energía. Sin embargo, su implementación enfrenta obstáculos significativos, tales como los costos asociados con su producción, almacenamiento y la infraestructura requerida para su utilización. Con el objetivo de abordar estos desafíos, se llevó a cabo una investigación exhaustiva centrada en los diseños de celdas electrolíticas para la electrólisis del agua, un proceso crucial en la producción de hidrógeno. Este análisis se enfocó en identificar configuraciones óptimas que maximicen la eficiencia de la celda y minimicen los costos energéticos y de fabricación asociados como lo es la celda electrolítica alcalina. Para ello, se examinaron detalladamente los materiales más adecuados y con mejor desempeño para el funcionamiento de estas celdas de los cuales se sugieren acero inoxidable, níquel y materiales poliméricos, recurriendo a fuentes bibliográficas especializadas en el tema. La integración de los tres aspectos clave; diseño, configuración y materiales, dio lugar a la elaboración de un diseño CAD utilizando el software FUSION 360, que incluye planos detallados del prototipo. Este diseño se basó en las recomendaciones de la literatura, incorporando una selección de materiales identificados como óptimos para la aplicación en el Software Ansys Granta Edupack. Dada la complejidad y exigencia computacional de este proceso de diseño, se optó por desarrollar una versión a menor escala del prototipo, de este modo se logró diseñar sin complicaciones.Item Diseño de una planta de beneficio de minerales auríferos para las minas Cálamo y Manantial ubicadas en el municipio de San Roque, Antioquia.(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-10) García Lerma Laura Alejandra; Monsalve Barragán Steffany; Pardavé Livia Walter; Delvasto Angarita Pedro Luis; Blanco Vasquez Sergio IsmaelEn el presente proyecto se diseñó una planta de tratamiento de mineral aurífero proveniente del departamento de Antioquia, Para ello se realizó una caracterización del mineral a través de pruebas físicas y químicas como ensayo al fuego, análisis granulométricos con el fin de determinar la composición del mineral; Además se realizó la caracterización granulométrica utilizando la mesa Wilfley donde posteriormente se obtuvo tenores de 24,08 g/Ton de oro. Teniendo en cuenta este tenor de oro se procedió a realizar pruebas de cianuración por agitación con el fin de realizar un aprovechamiento mayor del mineral, así mismo se realizó un proceso de lixiviación y diagnóstico lo que arrojó que el mineral procedente de esta zona que es difícilmente lixiviable. Teniendo en cuenta los resultados de las pruebas se realizó un diseño CAD 3D donde se plantea esquemática y específicamente cada uno de los procesos de extracción junto con la capacidad que se requiere para la extracción de 200TPD. Finalmente se proponen métodos de recuperación del mineral y los posibles usos que se le dan al mismo, esto con el fin de no generar desechos tóxicos.Item Análisis crítico de los materiales utilizados en la obtención de electrodos para la generación de hidrógeno verde, por medio de la electrólisis del agua: estado del arte(Universidad Industrial de Santander, 2024-04-24) Jhon Freddy Rodriguez Madariaga; Blanco Vasquez, Sergio Ismael; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Vargas Ceballos, Oscar Andres; Peña Ballesteros, Dario YesidEl cambio climático es un problema global que afecta a todo el planeta. Una de las principales causas del cambio climático son las emisiones de gases de efecto invernadero producidas por la quema de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas, para generar energía. Sin embargo, las energías renovables son un factor clave en la lucha contra el cambio climático, ya que su uso permite reducir las emisiones y promueve la transición hacia un modelo energético más sostenible y limpio, ya que está generación de energías renovables produce menos emisiones que la quema de combustibles fósiles (Departamento Nacional de Planeación DNP, 2023). Ahora bien, en Colombia, la situación energética es compleja debido a su dependencia del carbón y del petróleo, según el Departamento Nacional de Planeación (DNP), en 2019, el 70,7% de la energía generada en el país proviene de combustibles fósiles, mientras que sólo el 0,2% correspondía a fuentes renovables no convencionales (Departamento Nacional de Planeación DNP, 2023). Esto genera una gran preocupación por la contaminación ambiental y la seguridad energética del país, en este contexto, el hidrógeno se presenta como una alternativa prometedora en la búsqueda de una fuente de energía limpia y renovable. Sin embargo, la forma más sostenible de producir hidrógeno es mediante la electrólisis del agua utilizando energías renovables, como la solar o eólica, a este proceso se le conoce como hidrólisis del agua y es una de las tecnologías clave en la transición energética. El hidrógeno se puede utilizar como combustible en diversas aplicaciones, como en vehículos de combustión interna o en células de combustible, es por esto que, el Grupo Ecopetrol inició la producción de hidrógeno verde en la Refinería de Cartagena, el proyecto tiene por objetivo evaluar la viabilidad técnica y ambiental de este vector energético, con esto se espera una producción de hidrógeno verde de alta pureza (99,999%), se realizará con un electrolizador y 270 paneles solares, Ecopetrol presentó su plan estratégico de hidrógeno de bajo carbono, que tendrá proyectos por un valor de US$2.500 millones al año 2040, con esto se espera que Colombia sea pionera y líder en la producción y exportación de hidrógeno verde para el año 2032 (Ecopetrol, 2022). Además, el hidrógeno también se puede utilizar como materia prima en la producción de productos químicos, como fertilizantes o plásticos. Por ende, uno de los principales desafíos es el desarrollo de electrocatalizadores eficientes y económicos para la producción de hidrógeno mediante la electrólisis del agua. Después de investigar sobre este tipo de alternativas para reducir el efecto invernadero, en este trabajo se buscará analizar críticamente la literatura actualizada referente a los materiales utilizados en la creación de electrodos para la producción de hidrógeno verde, por medio de la electrolisis del agua.Item Simulación computacional de la transferencia de calor en un acero aisi-sae 1020 mediante los mecanismos globular y spray en procesos de soldadura gmaw(Universidad Industrial de Santander, 2021) Tovar Bermúdez, Cesar Andrés; Sarmiento Quiroz, Jhon Alex; Rincón Ortiz, Mauricio; Ruíz Lizarazo, Jeferson OwaldoEl proceso de soldadura con arco eléctrico que produce la fusión localizada de metales por medio de un electrodo consumible y la pieza de trabajo, con un gas de protección se denomina proceso GMAW. Dicho proceso permite utilizar cuatro mecanismos de transferencia del metal: corto circuito, globular, spray y spray pulsado. Para este proyecto se desarrolló un modelo bidimensional axisimétrico en el software COMSOL Multiphysics ® 5.6, que relaciona las principales variables operacionales para los modos de transferencia globular y spray en soldadura GMAW, manteniendo la corriente como la variable independiente del proceso. Finalmente, los resultados de distribución de temperatura y potencial eléctrico encontrados fueron comparados con estudios anteriores en corrientes iguales y/o similares, obteniendo resultados temperaturas en el arco 16000 y 21500K en mecanismos de transferencia globular y spray, respectivamente. Y valores de potencial eléctricos 28.26 y 28.44V. Aceptables para la simulación del proceso de soldadura GMAW. Permitiendo establecer una relación directa entre la variación de la corriente y la distribución de temperatura, y a su vez en la transferencia de calor del sistema.Item Influencia de las especies de azufre sobre la resistencia a la corrosión en licor blanco de aceros inoxidables dúplex: estado del arte(Universidad Industrial de Santander, 2021) Rosa Meza, Luis David, De La; Pérez Ceballos, Ana María; Rincón Ortiz, MauricioLos aceros inoxidables dúplex están compuestos por una matriz bifásica de ferrita alta resistencia a la corrosión, por lo que son empleados en ambientes agresivos que requieren este tipo de propiedades en los materiales, como lo es la industria del papel. En los procesos de pulpa se emplea una solución conocida como licor blanco, que se compone de hidróxido de sodio (NaOH) y sulfuro de sodio (Na2S), esta última sustancia favorece la presencia de diferentes especies de azufre tales como: HS-, S2, SO32, SO42- y S2O32. En el presente trabajo se busca establecer por medio de revisión bibliográfica, que influencia tienen estos aniones de azufre sobre la resistencia a la corrosión en licor blanco de los aceros inoxidables dúplex. Se ha encontrado que dichos iones desestabilizan la capa pasiva de los aceros fomentando los fenómenos de corrosión que llevan a la falla de los equipos. De igual manera se ha estudiado el efecto de la temperatura y el pH sobre la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables dúplex en presencia de iones de azufre.Item Metodología para la evaluación de sensibilidad en la detección de discontinuidades planares subsuperficiales con la técnica de partículas magnéticas utilizando el yugo electromagnético y7(Universidad Industrial de Santander, 2021) Mantilla Mantilla, Andrés Felipe; Vargas Alzate, Viviana; Galán Pinilla, Carlos Andrés; Pérez Ceballos, Ana MaríaEn la presente monografía se realizó un estudio de la técnica de magnetización con Yugo electromagnético tipo Y7, el cuál es uno de los Ensayos No Destructivos empleado para la detección de grietas y discontinuidades planares (bidimensionales). Dentro de las ventajas de esta técnica está la buena sensibilidad, portabilidad, adaptabilidad y rapidez de inspección, sin embargo, hay un vacío respecto a la posibilidad de cuantificar y evaluar la sensibilidad y la máxima profundidad de detección de ésta, ya que no existen, a nivel comercial ni científico, suficientes investigaciones enfocadas en determinar esta información, para todos los métodos de magnetización. Por lo anterior, en el presente proyecto de grado se hizo énfasis en el estudio de yugos electromagnéticos tipo Y7, con el objetivo de definir las variables que se deben controlar al momento de realizar una inspección y con base en éstas se propuso un procedimiento y el diseño de un bloque de verificación que permita evaluar cuantitativamente la sensibilidad máxima de detección de discontinuidades artificiales planares subsuperficiales. El desarrollo del presente proyecto de grado será la base para la capacitación del personal y la ejecución de futuros trabajos de investigación aplicada, relacionados con las mediciones en laboratorio a nivel experimentalItem Efecto de los procesos de soldadura sobre la microestructura y propiedades mecánicas en aleaciones ni - cr- mo: estado del arte(Universidad Industrial de Santander, 2021) Pinzón Suarez, Gustavo Andrés; Rincón Ortiz, MauricioLas superaleaciones base níquel son aleaciones compuestas por una matriz rica en níquel y una adición de elementos como Fe, Cr, Ti, Mo, W, Ta, B, entre otros, con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas, químicas y térmicas. Dentro de las superaleaciones base níquel se encuentra un grupo de aleaciones muy estudiado en los últimos años por sus óptimas propiedades en entornos bastante exigentes como son las Hastelloy, caracterizadas por su composición química donde destacan elementos como: níquel, cromo y molibdeno. Las aleaciones NiCrMo tienen una amplia aplicación en diversas industrias como química, petroquímica, aeronáutica, espacial y nuclear por su alto desempeño en condiciones de operación severas como altas temperaturas y/o ambientes corrosivos. A pesar de las excelentes propiedades que presentan y los grandes avances que se han expuesto con base a su rendimiento, aún se siguen evidenciando algunos problemas en el comportamiento mecánico y en la resistencia a la corrosión luego de la aplicación de procesos de soldadura. Dado lo anterior, se realizó este proyecto con el fin de identificar y analizar los efectos de los diferentes procesos de soldadura implementados en las aleaciones NiCrMo sobre las propiedades mecánicas del metal con respecto a las microestructuras presentadas, por medio de una exhaustiva revisión bibliográfica.Item Estudio conceptual de la corrosión en tuberías de aceros al carbono para procesos de captura y almacenamiento de co2 (ccs)(Universidad Industrial de Santander, 2021) Crofort Villamizar, Juan Pablo; Amado Grimaldos, Edgar Ferney; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Orozco Agamez, Juan CarlosEn esta investigación se estudiaron conceptualmente los efectos de variables como el contenido de agua, la temperatura, la presión y la velocidad de flujo en tuberías de acero al carbono que transportan CO2 en estado supercrítico. Se encontró que para prolongar la vida útil de las tuberías es necesario mantener un contenido de agua inferior al contenido crítico, debido que, al sobrepasar este contenido de agua, se fomenta la condensación de agua libre en la superficie del material, generando mayores zonas electrolíticas, produciendo aumento en la corrosión. En los aceros al carbono estudiados, se identificaron condiciones de operación donde se presenta la formación de una capa protectora compuesta principalmente por FeCO3. La temperatura a la cual la capa de FeCO3 inicia su formación difiere para cada acero estudiado. Por otro lado, es recomendable trabajar a bajas presiones dentro del rango supercrítico del CO2, ya que el aumento de la presión incrementa la tasa de corrosión debido a un cambio en la concentración admisible de impurezas en el medio, promoviendo la formación de agentes corrosivos como el ácido carbónico. De igual forma, las investigaciones evidenciaron que el aumento del caudal aumenta directamente el fenómeno corrosivo que sufre la tubería, ya que a mayor caudal aumenta la corrosión localizada y el proceso de difusión de los iones H+ , H2CO3, HCO3 - a la superficie del acero, además de incentivar la formación de granos de FeCO3 más pequeños e irregulares, los cuales no pueden proteger completamente la superficie en contacto. Al trabajar con un caudal bajo, se promueve el crecimiento de una película protectora de FeCO3 con características homogéneas y compactasItem Estudio conceptual de la tecnología de captura de co2 por medio de la absorción de aminas y su efecto en la corrosión de aceros al carbono(Universidad Industrial de Santander, 2021) Tirado Ballesteros, Diego Hernando; Umaña Caballero, Luis Miguel; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Orozco Agamez, Juan CarlosPara cumplir con las regulaciones ambientales y frenar el calentamiento global, los países llevan a cabo numerosas investigaciones con el objetivo de implementar tecnologías de captura y secuestro de CO2. Aunque el CO2 por sí solo no es muy corrosivo para los materiales, sin embargo, cuando se disuelve en un medio acuoso, su carácter corrosivo aumenta provocando índices de corrosión muy elevados. En la actualidad, los procesos industriales están expuestos a problemas de corrosión, de naturaleza ambiental, económica y operativa. Este fenómeno se ve afectado directamente por las condiciones ambientales y de servicio a las que están expuestas las tuberías y los equipos. Es por esto por lo que surge la necesidad de encontrar estrategias de protección para materiales que se ven afectados por ambientes de CO2. En este sentido, la captura de CO2 mediante el uso de aminas se ve como una alternativa atractiva debido a las ventajas de la absorción química y la naturaleza de un proceso cíclico. El objetivo de este proyecto de investigación es estudiar el efecto de la captura de CO2 mediante aminas, centrando sus esfuerzos en el impacto generado en la corrosión de aceros al carbono, teniendo en cuenta las variables de estructura, composición, temperatura, presión y pH. de la amina, la eficiencia de captura de CO2 y los productos de corrosión formadosItem Diseño de un procedimiento para la verificación de sensibilidad y resolución a sistemas de inspección de corrosión a partir de mapeos c-scan con la técnica phased array ultrasonic testing(Universidad Industrial de Santander, 2021) Diaz Mantilla, Mayer Zulay; Rincón Bermudez, Kevin Armando; Galán Pinilla, Carlos Andrés; Pérez Ceballos, Ana MaríaDentro de los Ensayos No Destructivos ampliamente utilizados para la inspección de materiales y componentes sobresale la técnica PHASED ARRAY ULTRASONIC TESTING (PAUT). Esta es utilizada comúnmente para la detección de discontinuidades como las que se presentan en las soldaduras, y para la evaluación de los diferentes mecanismos de daño por corrosión. En esta técnica los elementos piezoeléctricos organizados dentro del transductor se pulsan de tal manera que los múltiples componentes de haz se combinen entre sí y formen un frente de onda que se desplaza en la dirección deseada. Sin embargo, esta técnica puede llegar a presentar errores en las mediciones por variaciones en la sensibilidad y resolución conduciendo a posibles incertidumbres en lo datos obtenidos, aspecto asociado con la complejidad y versatilidad en su configuración y a la calibración de las variables de inspección. Por tal motivo, en el presente trabajo se hizo un estudio bibliográfico, revisando detalladamente y posteriormente seleccionando algunos mecanismos de daño que afectan las tuberías de transporte de hidrocarburos que son representativos de interés para ser detectables por mapeos de corrosión a partir de Cscan, información que se utilizó para diseñar un bloque patrón, que incluye discontinuidades ideales con características geométricas que simulan los daños permitiendo proponer una metodología para evaluar las variables involucradas en la inspección y determinar cuantitativamente la sensibilidad (menor diámetro) y resolución (morfología de los daños), además, de aportar información que permita realizar configuraciones y calibraciones con porcentajes de error menores, o con mayor sensibilidad y resolución.Item Efecto de la soldadura en la formación de fases secundarias indeseables en aceros inoxidables dúplex (dss) y su influencia en la resistencia a la corrosión: estado del arte(Universidad Industrial de Santander, 2021) Arenas Cordero, Laura Ximena; Rodríguez Colmenares, Diana Marcela; Rincón Ortiz, Mauricio; Pérez Ceballos, Ana MaríaLos aceros inoxidables dúplex (DSS) se destacan principalmente por su microestructura bifásica en proporciones aproximadamente iguales de ferrita y austenita ( , la cual le brinda mejores propiedades mecánicas y de resistencia a la corrosión en ambientes altamente agresivos (plataformas marinas, plantas químicas, industria de la pulpa y el papel etc.); sin embargo, estas propiedades se ven alteradas por la precipitación de fases secundarias indeseables inducidas por ciclos térmicos, provocados por la ejecución de técnicas de soldadura para la unión de los aceros inoxidables dúplex. Por lo que esta investigación se enfocó en identificar los procesos de soldadura que son aplicados a los DSS más utilizados en la industria (UNS S32205 S31803 S32750 S32304 S32101) que provocan la precipitación de fases deletéreas en los cordones de soldadura. Igualmente, se analizaron los elementos de aleación con mayor influencia en la formación de dichas fases y su impacto en el detrimento de la resistencia a la corrosión del acero; identificando que la austenita secundaria ( es el precipitado en común en todos los procesos de soldadura y que junto con la fase sigma ( ) y el nitruro de cromo ( ) disminuyen la resistencia a la corrosión por picado, corrosión intergranular y corrosión bajo tensión de los DSS.Item Estudio de la capacidad protectora de los recubrimientos de cr2o3-al2o3 elaborados por proyección térmica en componentes metálicos: estado del arte(Universidad Industrial de Santander, 2021) Viafara Martínez, Julio Cesar; Rincón Ortiz, Mauricio; González Hernández, Andrés GiovanniLa protección superficial de un equipo ante condiciones de trabajo severas es tan importante como un correcto diseño y elección de materiales de fabricación. Por ello, este proyecto presenta una revisión de las investigaciones realizadas en los últimos 20 años de los procesos de la técnica de proyección térmica utilizando materiales cerámicos como el óxido de cromo y la alúmina para elaborar recubrimientos que brinden protección contra la corrosión y el desgaste a la superficie de un equipo o componente. Se seleccionaron los procesos más utilizados en la proyección de materia prima cerámica, para ello se consideró la energía térmica y cinética que pueden proporcionar los sistemas de proyección a las partículas y las características físicasmecánicas de los óxidos a proyectar. Se encontró que para ambos óxidos la capacidad protectora cambia según las características microestructurales, el sistema de proyección y sus parámetros de manufactura. En la protección contra la corrosión, la alúmina presenta mejores características de protección que el óxido de cromo debido a sus excelentes características microestructurales, las cuales impiden la fácil difusión del electrolito hasta el sustrato. En condiciones de desgaste, el óxido de cromo muestra mejores resultados ante estas condiciones ya que forma una capa superficial compacta y suave, la cual reduce la pérdida de material. Actualmente, se siguen investigando los recubrimientos elaborados con esta técnica y materia prima de naturaleza cerámica. 1Item Estudio conceptual de los polímeros naturales como inhibidores verdes de corrosión en aceros al carbono para aplicaciones de medios ácidos(Universidad Industrial de Santander, 2021) Romero Rodríguez, Camilo Andrés; Medrano Camacho, Julián Andrés; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Orozco Agamez, Juan CarlosLa corrosión representa uno de los mayores problemas en el uso de los materiales Es por esto que la búsqueda de métodos para controlarlo(a) se ha convertido en una tarea permanente y compleja para las industrias; el empleo de técnicas tóxicas y peligrosas afectan al medio ambiente, generando grandes y graves problemas a la humanidad. Estas razones han conllevado a la búsqueda de alternativas que de forma precisa y adecuada permitan mitigar la corrosión a través del uso de materiales biodegradables, no tóxicos, económicos y efectivos, siendo los polímeros naturales una de las alternativas más promisorias. En este estudio, se recopiló y analizó múltiples investigaciones asociadas a la eficiencia de inhibición de las gomas y las ligninas como inhibidores naturales de corrosión, teniendo en cuenta como eje de estudio evitar el impacto ambiental generado por los inhibidores tradicionales de corrosión en aceros al carbono para aplicaciones en medios ácidos. Dentro de los resultados se identificaron eficiencias de inhibición en las gomas de 74% a 97% y las ligninas de 79.9% a 92%, demostrando que, en general, la eficiencia aumenta a mayor concentración del inhibidor, no obstante, cuando la temperatura aumenta, tiende a disminuir la eficienciaItem Efecto de los procesos de soldadura sobre las propiedades mecánicas de los aceros inoxidables dúplex: estado del arte(Universidad Industrial de Santander, 2021) Tarazona Grajales, Daniela; García Barajas, Anggie Julieth; Rincón Ortiz, Mauricio; Pérez Ceballos, Ana MaríaEl acero inoxidable dúplex (DSS) se caracteriza por su matriz bifásica de ferrita y en cantidades prácticamente iguales, por tanto, estos materiales se caracterizan por poseer un buen comportamiento mecánico y un gran desempeño ante ambientes altamente corrosivos, por lo que son usados en diferentes industrias químicas, petroleras, obras civiles, entre otras. En la mayoría de proyectos de ingeniería, las piezas fabricadas requieren ser soldadas para su operación, por esta razón, el presente proyecto se enfocó en establecer los principales procesos de soldadura empleados en diferentes aceros inoxidables dúplex (DSS), así mismo, se estudió la relación entre los procesos de soldadura, las variables del proceso empleadas, la formación de fases secundarias no deseadas durante el proceso de soldadura y los cambios en el comportamiento mecánico de diversos DSS estudiados por diferentes autores; determinando que en los cordones de soldadura 2N), sufriendo un incremento en los valores de su límite elástico, la resistencia a la tracción y la dureza, originando que en esta región las dislocaciones no se puedan mover, por tanto esta área es acumuladora de esfuerzos, lo que la hace más frágil, de manera que la pieza es propensa a sufrir fractura en esa zona.Item Simulación computacional de equilibrios geoquímicos: análisis del caso de la neutralización de aguas acidas de minería con residuos industriales(Universidad Industrial de Santander, 2021) Blanco Gelvez, Jeison Arley; Delvasto Angarita, Pedro LuísEn el presente trabajo se realizó la simulación computacional de la neutralización de un agua ácida de minería (AMD) del departamento de Santander, mediante la ayuda de un software de código abierto. Inicialmente se realizó la indagación bibliográfica en la neutralización de aguas ácidas de minería, métodos de neutralización y simulación de procesos geoquímicos. La simulación se realizó mediante el software PHREEQC en lenguaje C++, diseñado por el sistema geológico de los Estados Unidos (USGS). los neutralizantes alcalinos utilizados fueron la cal viva (CaO), la cal apagada (Ca(OH)2) y la calcita (CaCO3), se utilizó la escoria de acero como residuo alcalino de la industria metalúrgica y las cenizas volantes como residuo alcalino de la industria termoeléctrica. Finalmente se obtuvieron resultados de neutralización, posibles lodos formados, distribución de las especies en cada uno de los casos utilizados y el análisis en la calidad de agua final tanto en condiciones anóxicas como como en condiciones oxidantes. Los resultados obtenidos mostraron un mejor desempeño de la cal apagada Ca(OH)2 en cuanto a los neutralizantes alcalinos utilizados. Por otra parte, la escoria de acería demostró un mejor comportamiento en comparación con el residuo de la industria termoeléctrica (cenizas volantes) al mostrar mayor alcalinidad y menor formación de lodos.