Ingeniería Metalúrgica
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Item Revisión del estado del arte: Corrosión por hidrógeno en uniones soldadas de tuberías expuestas a mezclas de gas natural e hidrógeno(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-28) Ruiz Cassas, José Fernando; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Rátiva Melo, Yesenia; Rentería Rincón, Isaías AndrésEl presente trabajo de grado, titulado “Revisión del estado del arte sobre la corrosión por hidrógeno en uniones soldadas de tuberías expuestas a mezclas de gas natural e hidrógeno”, tiene como propósito estudiar los efectos de la corrosión por hidrógeno en las uniones soldadas de tuberías, un fenómeno crítico en la infraestructura del transporte de gas. El objetivo general consiste en analizar los efectos de la corrosión por hidrógeno en las propiedades mecánicas y microestructurales de los aceros utilizados en estas infraestructuras, con un enfoque en los mecanismos de fragilización causados por la exposición a mezclas de gas natural e hidrógeno. La investigación profundiza en la recopilación y análisis de estudios previos, identificando los principales factores que influyen en este proceso y las soluciones propuestas para mitigar sus efectos. Además, se pretende proporcionar una visión de los avances en la comprensión de la corrosión por hidrógeno, destacando las estrategias empleadas para prevenir y controlar este fenómeno en las uniones soldadas de las tuberías. Este trabajo también aborda la importancia de las soluciones tecnológicas y los tratamientos propuestos para mejorar la resistencia de los materiales, ofreciendo un análisis detallado que contribuye al desarrollo de estrategias más efectivas para gestionar la corrosión en la infraestructura de gas natural e hidrógeno.Item Análisis de sistemas de protección contra la corrosión marítima utilizados en buques de carga, con base en la normativa internacional.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-23) Mendoza Sarmiento, Sergio; Blanco Vasquez, Sergio Ismael; Guiza Arguello, Viviana Raquel; Gonzalez Arias, Camilo Ernesto; Vargas Ceballos, Oscar AndresEl transporte marítimo es crucial para la economía mundial, ya que facilita el comercio internacional al mover la mayoría de las mercancías globales de manera eficiente y rentable, mientras que el mantenimiento adecuado es esencial para minimizar los costos operativos, garantizar la seguridad y prolongar la vida útil de las embarcaciones. Este trabajo presenta un análisis de la normativa internacional en los sistemas de protección contra la corrosión en buques de carga. Inicialmente se revisa las normas que se utilizan para el sistema de protección con recubrimientos orgánicos (pinturas), dando a conocer el proceso que se debe llevar a cabo desde la limpieza de la superficie hasta la aplicación y evaluación de las capas de pintura utilizadas en el proceso. Posteriormente, se estudia el sistema de protección catódica, expresando de igual manera la normativa internacional que está presente en este proceso para finalmente realizar un procedimiento estandarizado, donde detalla el paso a paso que se debe seguir para cumplir con cada uno de los requisitos que se presentan en la normativa internacional, incluyendo los parámetros definidos en las normas ISO, ASTM, NACE, etc.Item Desarrollo De Hidrogeles De Poloxámero Cargadas Con Nanopartículas De Plata Para La Prevención De Infecciones Con Staphylococcus Aureus 43300(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-07) Delgado Estupiñan, Mayra Alejandra; Blanco Vásquez, Sergio Ismael; Quintero Peña, Lady Marcela; Guiza Arguello, Viviana Raquel; Delvasto Angarita, Pedro LuisLas infecciones causadas por Staphylococcus aureus, en particular por cepas resistentes a meticilina como la ATCC 43300, suponen un desafío clínico significativo. En este contexto, se han desarrollado hidrogeles a base de poloxámero 407 cargados con nanopartículas de plata (AgNPs) como estrategia para prevenir infecciones en aplicaciones biomédicas. Inicialmente, se sintetizaron nanopartículas de plata (AgNPs) por reducción química empleando tres tipos de agentes reductores (borohidruro de sodio, ácido ascórbico y citrato de sodio) y condiciones de temperatura, obteniendo una variedad de tamaños y morfologías. Posteriormente, las nanopartículas fueron encapsuladas en hidrogeles de poloxámero 407 al 20 % en peso y se evaluó su estabilidad mediante espectroscopía UV-Vis y su funcionalidad antimicrobiana frente a S. aureus mediante ensayos de halos de inhibición. Los resultados demostraron que las nanopartículas de plata pequeñas y cuasi esféricas, sintetizadas con borohidruro de sodio a bajas temperaturas, fueron más efectivas en solución. Sin embargo, al ser encapsuladas, su desempeño se vió afectado, lo que sugiere limitaciones en su integración en el hidrogel en ciertas condiciones. Se evidenció que la formulación del hidrogel influye en la estabilidad, liberación y actividad de las nanopartículas, por lo que es crucial considerar parámetros como el envejecimiento del sistema y el pH del medio. Estos hallazgos resaltan el potencial de los hidrogeles con nanopartículas de plata (AgNPs) como apósitos antimicrobianos, así como la importancia de optimizar sus condiciones de síntesis y encapsulación para futuras aplicaciones biomédicas.Item Desarrollo de una Herramienta Didáctica para el Aprendizaje de Materiales en Ingeniería(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-20) Jaimes Vera Hernan Dario; Coy Echeverria Ana Emilse; Viejo Abrante Fernando; Valencia Zapata Mayra Eliana; Galan Pinilla Carlos AndresEste trabajo presenta el desarrollo de una herramienta didáctica destinada a fortalecer la enseñanza y aprendizaje de materiales en el contexto de la Ingeniería. La propuesta surgió como respuesta a las dificultades encontradas en los estudiantes de Ciencia de Los materiales del programa de Ingeniería Metalúrgica, y de Estructura y propiedades de los materiales en el programa de Ingeniería Química, para identificar y clasificar los materiales metálicos, cerámicos, polímeros y compuestos, así como reconocer sus propiedades e identificar sus aplicaciones. La herramienta consiste en un maletín portátil que integra muestras físicas de cada familia de materiales, actividades experimentales simples, tarjetas con propiedades comparativas. Además, se complementa con recursos digitales diseñados con plataformas como Wordawall, Kahoot y Educaplay, que fomentan un aprendizaje lúdico y significativo. La implementación de la herramienta se fundamenta en el enfoque constructivista del aprendizaje, promoviendo la observación, manipulación y análisis por parte de los estudiantes, lo que contribuye a mejorar la motivación, el interés y la comprensión de los conceptos fundamentales de los materiales de ingeniería.Item CORROSIÓN EN ACEROS AL CARBONO N-80 EN PROCESOS DE RECOBRO MEJORADO CON CATALIZADORES LIPOSOLUBLES.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-13) Paipa Gómez, Mery Saray; Silva Torres, Danna Camila; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Coy Echeverría, Ana Emilse; Galán Pinilla, Carlos AndrésEl presente estudio evaluó la cinética de corrosión de cupones de acero API N-80Q expuesto a tres diferentes composiciones de crudos colombianos (A, B y C) mediante la técnica de acuatermólisis catalítica utilizando nafteno de hierro. Los ensayos se realizaron en un reactor Batch, a 270°C y 600 psi, con tiempos de 10 h, 30 h, 60 h, y 120 h de exposición, que simulan condiciones operativas. Además, para la limpieza de las piezas se usó la norma ASTM G1-03. La determinación de la velocidad de corrosión se realizó mediante la norma ASTM G31 12 donde se evidenció que la presencia del catalizador genera inicialmente una mayor oxidación (hasta 60 h) y después, una estabilización posiblemente generada por el aporte pasivo de magnetita (Fe3O4) y sulfuros (FeS en crudo C). Los resultados confirmaron que (a) la velocidad de corrosión se redujo de forma significativa después de 30 horas, alcanzando valores cercanos a 0 mpy a las 120 horas y (b) el crudo C mostró un comportamiento anómalo de ganancia de masa, que fue atribuida a la sinergia entre ácidos naftenicos y compuestos sulfurados. La caracterización morfológica y composicional por microscopia electrónica de barrido (SEM-EDS) mostró la formación de productos heterogéneos de corrosión (óxidos y sulfuros) sobre la superficie del acero con una distribución más homogénea en los ensayos catalíticos. El naftenato de hierro demostró potencial como inhibidor al promover la pasivación del metal, reduciendo la velocidad de corrosión en un 40-60% tras 100 h de exposición.Item Mejoramiento en el proceso de flotación por espumas para la recuperación de oro en la empresa Mina Sarco S.A.S.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-16) Camargo Chaparro, Johan Mauricio; Meléndez Reyes, Ángel Manuel; Santamaria Barajas, Yenni Nayid; Cordoba Tuta, Elcy Maria; Pardave Livia, WalterEsta investigación optimizó la flotación por espumas para mejorar la recuperación de oro asociado a sulfuros en la planta de beneficio de Mina Sarco S.A.S. Inicialmente, se caracterizó mineralógicamente el yacimiento, identificando que el 78% del oro se encuentra encapsulado en pirita y el 20% en otros sulfuros. El estudio se desarrolló en cuatro fases experimentales: a) optimización de variables fisicoquímicas (granulometría, porcentaje de sólidos, tiempo de residencia y pH), b) optimización de colectores (Z6 y 2200), c) optimización de espumantes (A65, F150 y aceite de pino), y d) estudio cinético del proceso. Los resultados mostraron que la granulometría es el factor más crítico, obteniéndose la mayor recuperación con 65% malla 200 (74 µm), 30% de sólidos, pH 8 y 15 minutos de residencia. La optimización de colectores reveló una relación inversa entre la concentración de Z6 y la recuperación, mientras que el 2200 y el CuSO4 incrementaron la eficiencia. El análisis cinético determinó que la máxima recuperación ocurre en los primeros 10 minutos, ajustándose mejor el modelo de Agar. La implementación de estas condiciones mejoró significativamente la recuperación de oro, resultando en la siguiente dosificación de reactivos: 25.82 g Z6/t, 25.82 g 2200/t, 16.31 g A65/t y 250.05 g CuSO4/t. Al escalar las condiciones optimizadas del laboratorio a planta, el contenido de Au en el concentrado de flotación aumentó de 40–60 g/t a 85–95 g/t, lo que representa un incremento relativo del 58–112%, según el caso. Este resultado repercutió en una mejora sustancial en la eficiencia del proceso de recuperación aurífera en Mina Sarco S.A.S.Item ESTADO DEL ARTE SOBRE LOS METODOS DE MANUFACTURA ADITIVA UTILIZADOS PARA LA FABRICACIÓN DE COMPONENTES METÁLICOS(Universidad Industrial de Santander, 0025-05-07) Diego Andres Perdomo Rojas; Galán Pinilla,Carlos Andrés; Peña Ballesteros,Darío Yesid; Vargas Ceballos,Oscar Andrés; Giovanny González,AndrésESTADO DEL ARTE SOBRE LOS METODOS DE MANUFACTURA ADITIVA UTILIZADOS PARA LA FABRICACIÓN DE La Manufactura aditiva (AM) ha surgido como una tecnología transformadora en la industria moderna, permitiendo la creación de componentes metálicos con geometrías complejas, reducción de costos y tiempos de producción, Sin embargo, su adopción masiva enfrenta desafíos técnicos y de optimización, justificando la necesidad de un estudio sobre los métodos de MA aplicados a metales en la actualidad. El presente estudio se enfoca en analizar el estado del arte de las técnicas de AM, con el objetivo de identificar sus ventajas, limitaciones y aplicaciones industriales, así como de la microestructura de las piezas obtenidas. Los resultados evidencian que la MA se perfila como una tecnología transformadora con capacidad para producir componentes con microestructuras controladas y propiedades mejoradas. En comparación con la colada tradicional la AM resalta ventajas en precisión y resistencia, aunque aún enfrenta retos en ductilidad de los componentes metálicos fabricados mediante AM en comparación a los tradicionales y la estandarización de los mismo; los avances en procesos, monitoreo y materiales consolidan su aplicación en sectores clave, lo que permite percibir el crecimiento de estas tecnologías en un periodo de tiempo cercanoItem DESARROLLO DE UNA BOBINA ELECTROMAGNÉTICA DE BAJO COSTO PARA INSPECCIÓN NO DESTRUCTIVA POR PARTÍCULAS MAGNÉTICAS PARA FINES ACADÉMICOS.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-19) Carreño Romero, Juan Camilo; Galán Pinilla, Carlos Andrés; Peña Ballesteros, Darío Yesid; Caceres Remolina, Ludwing Ferney; Reyes Melendez Angel ManuelEl ensayo de partículas magnéticas (MT) dentro de las pruebas no destructivas para realizar inspección a materiales metálicos ferromagnéticos es de gran importancia a nivel académico como industrial. En la escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de los Materiales se tienen bobinas fijas (diámetro fijo) para la inspección de piezas de diferentes tamaños, esto puede causar que en ciertas piezas no se detecten ciertas discontinuidades y que no se puedan estudiar los efectos de ciertos parámetros de inspección sobre los resultados, fundamentales en los procesos de formación, adicionalmente, en los casos de bajo factor de llenado provoca una poca estabilidad y fuerza del campo magnético generado por la bobina fija. Ante esa necesidad, se establece el desarrollo de una bobina de diámetro variable que pueda detectar con una alta sensibilidad las discontinuidades de piezas de tamaño variable como una alternativa de análisis. Con ese fin, se realiza la investigación correspondiente acudiendo al uso de normas, como lo son la ASTM E709-21 y ASTM E1444, los cálculos de acuerdo a los parámetros establecidos, el diseño mediante software 3D y la fabricación de la bobina. Para el sistema de magnetización haciendo uso de la norma ASTM E1444, se estableció un parámetro de máximo 1285 Amperes, siendo para magnetización longitudinal. Posterior a la construcción de la bobina electromagnética se hicieron pruebas de sensibilidad a piezas disponibles en el laboratorio de ensayos no destructivos con partículas magnéticas secas y húmedas, comparando los resultados de la bobina fabricada respecto a la bobina comercial disponible en el laboratorio de ensayos no destructivos de la Universidad Industrial de Santander.Item Evaluación al desgaste del Ti6Al4V obtenido por manufactura aditiva y tratado térmicamente(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-19) Ingrid Zuleima Ortiz Lopez; Galán Pinilla, Carlos Andrés; Gonzalez Estrada, Octavio Andrés; Martínez Diaz, Elkin; Valencia Zapata, Mayra Eliana; Moreno Gonzalez, Pablo DavidLa manufactura aditiva es una tecnología revolucionaria en la fabricación de componentes metálicos de alta complejidad permitiendo la producción de geometrías complejas con una eficiencia mejorada y menores desperdicios de material en comparación con los métodos convencionales. En este estudio se caracterizó la aleación de Ti6Al4V fabricada por manufactura aditiva por medio de la tecnología EBM (Electron Beam Melting) y sometida a tratamientos térmicos con el objetivo de mejorar la resistencia al desgaste. Para la evaluación de comportamiento tribológico, se analizaron parámetros como la pérdida de peso, el coeficiente de desgaste (K), el coeficiente de fricción (COF) y la morfología de las huellas de desgaste. Además, se caracterizaron las muestras en estado de suministro, sin tratamiento térmico, SIN TT, y las muestras tratadas térmicamente TT1, TT2 y TT3 en estado de temple y las muestras TT1*, TT2* y TT3* con tratamiento de temple y envejecido. Los resultados demostraron que los tratamientos térmicos realizados cambiaron la microestructura promoviendo la transformación de fase α’ martensítica obtenida en el temple a una microestructura más equilibrada de fases α + β en el envejecido. Los resultados evidencian que los tratamientos térmicos de temple y envejecido mejoran las propiedades mecánicas y tribológicas del material. Estos hallazgos resaltan la importancia de estos tratamientos térmicos en la optimización de las propiedades del Ti6Al4V procesado por EBM, haciendo de este material una opción viable para aplicaciones en la industria biomédica.Item Evaluación de la sensibilidad de la técnica de inspección Time Of Flight Diffraction (TOFD) en probetas con entallas ideales generadas mediante mecanizado de erosión de corte con hilo(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-12) Rodríguez Pascuales, Yesid Alexander; Guerrero Aparicio, Yulied Vanessa; Galán Pinilla, Carlos Andrés; Pérez Ceballos, Ana María; Rondon Almeyda, Carlos Eduardo; Ayala Viloria, Iveth VanessaLos Ensayos No Destructivos END (o NDT, sigla en inglés) son prácticas que permiten obtener información o detectar imperfecciones en los materiales en forma indirecta sin afectar su integridad. No obstante, este atributo también puede provocar un nivel de incertidumbre en relación con la precisión y fiabilidad de los resultados logrados. De ahí la importancia de los estudios que buscan optimizar la sensibilidad de equipos y con ello, la calidad de los diagnósticos. Dentro de las técnicas no destructivas por ultrasonido se tiene el Time of Flight Diffraction, TOFD, la cual se destaca por su efectividad en la detección de grietas y poros internos, aunque con limitaciones para determinación en las llamadas zonas oscuras por efecto de las ondas superficiales y requerir configuración para cada plan de inspección. La presente investigación, se orientó en evaluar la sensibilidad de la técnica TOFD con un equipo Olympus OmniScan MX2, usando probetas de acero ASTM A36 con discontinuidades planares internas tipo entalla realizadas mediante mecanizado por electroerosión EDM. Para ello se elaboró un diseño de experimentos, basado en un análisis estadístico multifactorial tomando como variables de entrada el tamaño de entalla, el ángulo de incidencia o refracción, la frecuencia del sonido y la amplitud de la onda ultrasónica captada; y como variables de salida, la dimensión y profundidad de la discontinuidad. Los resultados mostraron la relevancia de los factores de entrada, siendo el tamaño de la entalla el más significativo, seguido de una correlación entre el tamaño y el ángulo de la onda.Item Aplicaciones de drones en la detección de corrosión por hidrógeno: Un enfoque en la identificación de anomalías en infraestructuras industriales.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-06) Gessika Alejandra González Santos; Darío Yesid Peña Ballesteros; Mauricio Rincon Ortiz; Laura Valentina Sierra RodriguezA luz de las nuevas tecnologías que brindan soluciones ante el problema de la corrosión, se presenta mediante la investigación el análisis y registro de los sistemas aéreos no tripulados más conocidos como drones; que mejoran significativamente la eficiencia y la efectividad de la detección de corrosión por hidrógeno en estructuras industriales y de infraestructura, proporcionando una forma rápida y precisa de inspeccionar, al mismo tiempo, reducir los costos operativos y minimizar los riesgos de seguridad. La combinación de la tipología y la integración de los datos recopilados con sistemas de gestión de activos y mantenimiento predictivo facilita la planificación de actividades de mantenimiento de forma más eficiente entregando un diagnóstico o evaluación de las afectaciones, permitiendo detectar discontinuidades antes de que se conviertan en fallas, lo que ayuda a prevenir daños mayores en el metal y la vida útil de los equipos, reduciendo los costos asociados con paradas no programadas, debido a que los drones tiene la capacidad para acceder a zonas peligrosas o inaccesibles para los operadores humanos. De este modo, que los avances, indagación y búsqueda resultantes de este proyecto logren apoyar información valiosa sobre la efectividad del uso de drones en la industria para inspeccionar estructuras y a su vez determinar prácticas para la aplicación de esta tecnología en entornos reales impulsando la creciente necesidad de técnicas de inspección no destructivas y eficientes para mantener la integridad de las infraestructuras críticas.Item Análisis Integral de Técnicas Electroquímicas para la Remediación de Suelos Contaminados: un estudio del estado del arte(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-07) Celis Guerra, María Fernanda; Blanco Vásquez, Sergio Ismael; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Rondon Almeyda, Carlos Eduardo; Pardave Livia, WalterEl suelo es un recurso ambiental encargado de diversas funciones cruciales para los ecosistemas y actividades humanas que sirve como reservorio de biodiversidad y que actúa como matriz para la productividad vegetal y animal. Durante las últimas décadas debido a la creciente industrialización y a la superpoblación se ha generado una contaminación acelerada en el suelo, que ha deteriorado su calidad de manera alarmante planteando una amenaza significativa para el desarrollo humano. Es relevante señalar que el suelo es un recurso natural no renovable en escalas temporales humanas, dado que, su formación y regeneración pueden tardar miles de años. Como producto de esta problemática, se han desarrollado diferentes técnicas de remediación, que tienen como objetivo la restauración y rehabilitación de suelos, que han sido alterados y contaminados por diferentes actividades agrícolas, urbanas e industriales. La remediación de suelos contaminados es un desafío crítico para la protección del medio ambiente y la vida humana. Actualmente existen diferentes tecnologías de remediación que son empleadas para restaurar y preservar el medio ambiente, estas técnicas tienen como objetivo reducir la toxicidad, movilidad y concentración del contaminante, mediante acciones químicas, físicas, biológicas o térmicas. Entre las tecnologías más prometedoras por su eficiencia y efectividad se destacan las técnicas electroquímicas que emergen como una solución innovadora y autentica para la descontaminación de suelos, especialmente aquellos afectados por metales pesados, productos químicos orgánicos y otros contaminantes persistentes. Este proyecto analiza la relevancia de estas técnicas, incluyendo la remediación electrocinética, la electrocoagulación, la electro-Fento y las técnicas de eletrooxidación-electroredución en la remediación de suelos contaminados, destacando su eficacia en el tratamiento de contaminantes persistentes desde una perspectiva sostenible, con el fin de fomentar una comprensión integral de estos procesos, facilitando su optimización y aplicación en entornos industriales reales.Item Influencia del proceso de manufactura aditiva LPBF sobre la Microestructura del Inconel- 718: análisis de densidad, tamaño y distribución de precipitados(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-07) Gutierrez Wilches, Wendy Xiomara; Mejia Useda, Divier; Galan Pinilla, Carlos Andres; Gonzales Estrada, Octavio Andres; Perez Ruiz, Jose David; Gonzales Hernandez, Andres Giovanni; Gonzales Gonzales, Jaime AlbertoLa presente investigación titulada "Influencia del proceso de manufactura aditiva LPBF sobre la microestructura del INCONEL 718: Análisis de densidad, tamaño y distribución de precipitados" evalúa el impacto del espesor de capa y del tratamiento térmico sobre la morfología y distribución de fases secundarias en la aleación INCONEL 718 fabricada mediante Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Se analizaron probetas con espesores de 30 μm y 60 μm, con y sin tratamiento térmico conforme a la norma ASTM B637-06. La metodología combinó microscopía electrónica (HAADF-TEM y SEM) y espectroscopia EDS para identificar fases como γ′, γ″, δ, carburos y fase Laves. Se realizó superposición digital para correlacionar morfología y composición, permitiendo clasificar los precipitados. Se implementó análisis cuantitativo mediante software especializado para medir parámetros como área, perímetro, ejes mayor y menor, y coordenadas (X, Y), lo que permitió analizar el aspect ratio y distancia entre precipitados bajo diferentes condiciones de procesamiento. El análisis estadístico con MATLAB estableció funciones de distribución acumulativa que evidenciaron el efecto del tratamiento térmico en la homogeneización microestructural. Los resultados revelaron fases γ', γ" y δ distribuidas heterogéneamente en las probetas tratadas térmicamente. Los precipitados γ' presentaron forma esférica (20-50 nm), mientras que los γ" mostraron morfología discoidal y los δ estructuras aciculares en límites de grano. Se evidenció que el tratamiento térmico modifica sustancialmente la morfología y distribución espacial, homogeneizando la microestructura independientemente del espesor de capa. Las muestras post-tratamiento exhibieron relaciones de aspecto ratio más definidas (valores entre 0-5), indicando la disolución de fases Laves y precipitación controlada de fases endurecedoras. Esta metodología establece correlaciones entre parámetros de fabricación aditiva y microestructura resultante, sentando bases para la optimización del proceso LPBF en componentes de Inconel 718.Item Estudio del Diseño, el Proceso de Fundición y el Comportamiento a Compresión de Paneles Sándwich con Espuma Metálica de Aleación de Aluminio AlSi12(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-28) Ortiz Camacho, Santiago Esteban; GONZÁLEZ HERNÁNDEZ, ANDRÉS GIOVANNI; DELVASTO ANGARITA, PEDRO LUIS; BLANCO VASQUEZ, SERGIO ISMAELLa creciente necesidad de obtener la mayor cantidad de materiales y aleaciones las cuales sean suficientes para cubrir todas las necesidades que surgen día a día crean la necesidad de investigar en la parte de diseño de nuevas estructuras las cuales permitan optimizar el uso de la mayor cantidad de metales, en ese sentido se investigan los paneles sándwich los cuales no son más que dos láminas de AlSi12 las cuales son separadas por una espuma metálica del mismo metal. Para la construcción de estas estructuras se llevaron a cabo por el método de invesment casting pero en este caso el modelo fue mediante el uso de la impresión 3D, posterior a esto se llevó a cabo el proceso de fundición usando el horno de inducción y realizando el vaciado de metal con ayuda de la bomba de vacío. Luego, se realizaron ensayos de compresión los cuales permitieron analizar la resistencia de este tipo de estructuras. Se analizaron cuatro tipos de porosidad de la estructura porosa (70, 75, 80 y 85%) permitiendo analizar el comportamiento de los paneles sándwich a medida que aumenta su porosidad. Claramente, se mostró como la resistencia aumenta a medida que disminuye la porosidad ya que la estructura tiene mayor cantidad de material lo que le confiere mayor resistencia a la compresión haciendo que sea más difícil deformarla. Los resultados presentados en el documento adjunto demuestran que fue posible fabricar paneles sándwich con núcleos de espuma metálica que poseen poros de forma esférica y distribución uniforme a lo largo de todo el volumen. Esto estableció una base fundamental para analizar cómo el tamaño y la geometría de los poros influyen en las propiedades mecánicas del material.Item Síntesis de espumas de C/TiO2-N a partir de desechos agroindustriales para la remoción de colorantes de la industria textil mediante un proceso híbrido de adsorción-fotocatálisis(Universidad Industrial de Santander, 2025-03-05) Jerez Velandia, Elkin Fabian; Córdoba Tuta, Elcy María; Díaz Cañas, Edith Johanna; Vazquez Samperio, Juvencio; González Hernández, Andrés Giovanni; Vargas Ceballos, Oscar AndrésEl vertido de aguas residuales provenientes de diversas industrias es una problemática global que puede afectar directamente a la salud de los seres vivos y alterar negativamente el equilibrio de los ecosistemas. Existen diversas técnicas convencionales para tratar los efluentes contaminantes, como floculación/coagulación y carbón activado. Sin embargo, estos métodos presentan inconvenientes, como la generación de subproductos, altos costos y dificultad de reciclaje. Una alternativa a estos métodos son los procesos de oxidación avanzada (AOPs), en los cuales se logra degradar los contaminantes orgánicos a CO2 y agua, sin generar subproductos. En este trabajo de investigación se desarrollaron espumas carbonosas a partir de residuos agroindustriales, las cuales se modificaron con TiO2/N mediante un método hidrotérmico, con el objetivo de evaluar la capacidad de adsorción y fotodegradación del colorante naranja de metilo (NM). Las espumas desarrolladas se caracterizaron mediante técnicas de microscopía óptica confocal (MOC), ángulo de contacto, espectroscopía Raman, FESEM, EDS, DRX y XPS. Las películas de TiO2/N depositadas sobre las espumas carbonosas presentaron una morfología de nanoflores de TiO2 en fase rutilo y alcanzaron un porcentaje de degradación de hasta 75% para la espuma C/TiO2-N 1% (6h), con una capacidad de degradación de 0.58 mg de NM degradado/g de carbón.Item Desarrollo de recubrimiento hidrofóbico NiP/CuO NP para el control de la corrosión en aceros al carbono(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-25) Flórez Villegas, Ruth Eugenia; Rodríguez Cala, Jessica; Blanco Vásquez, Sergio Ismael; Rincón Ortiz, Mauricio; Peña Ballesteros, Dario YesidLa corrosión causada por la interacción del material con su entorno representa un problema importante principalmente en la industria de hidrocarburos. Para mitigar este fenómeno, se han desarrollado recubrimientos que aíslan al material del medio corrosivo. Sin embargo, estos recubrimientos tradicionales no resultan muy efectivos contra la biocorrosión, dado que los microorganismos forman biopelículas sobre las superficies y degradan los materiales. En este contexto, se desarrolló un recubrimiento de NiP decorado con nanopartículas de CuO, diseñado para reducir la velocidad de corrosión con potencial uso en la protección e inhibición de la formación de biopelículas en acero al carbono AISI SAE 4140. La síntesis del recubrimiento se llevó a cabo mediante electrodeposición galvanostática, utilizando una solución residual de NiP como electrolito. Posteriormente, el recubrimiento fue sometido a procesos de oxidación, modificación superficial y adición de nanopartículas de CuO para aumentar su rugosidad y mejorar sus propiedades antimicrobianas e hidrofóbicas. La eficiencia del recubrimiento modificado se evalúo con respeto al acero desnudo utilizando ensayos electroquímicos el potencial a circuito abierto (OCP), espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) y curvas de polarización lineal (LP). La evaluación electroquímica mostró que este recubrimiento modificado puede disminuir hasta 10 veces la velocidad de corrosión, posicionándose como una alternativa eficaz frente a los recubrimientos convencionales para la protección del acero al carbono contra la corrosión. Sin embargo, se detectó un alto valor de capacitancia de poros (Cporo), lo que podría implicar desafíos en la protección a largo plazo.Item Desafíos de la electrólisis para la producción de hidrogeno frente a los retos para generar energía limpia(Universidad Industrial de Santander, 2025-03-03) Ortiz Herrera, Kevin; Espinosa Leon, Laudy; Peña Ballesteros, Dario; Vargas Ceballos, Oscar; Coy Echeverria, AnaLa electrólisis es un proceso clave para la producción de hidrogeno verde, esencial para la transición hacia energías limpias. Tecnologías como electrolisis alcalina (AE), de membrana de intercambio protónico (PEM) y oxido sólido (SOEC) ofrecen distintas ventajas y desafíos en términos de eficiencia, costos y sostenibilidad. Colombia con abundantes recursos renovables, tiene un alto potencial para esta tecnología. La Guajira, con óptimas condiciones eólicas, se perfila como ideal para proyectos competitivos, mientras que Buenaventura enfrenta mayores costos energéticos que limitan su viabilidad. Los retos incluyen reducir costos de electricidad, mejorar la eficiencia de las tecnologías y fortalecer la infraestructura para transporte y almacenamiento. Políticas públicas que impulsen la inversión y la investigación serán fundamentales para posicionar al hidrogeno verde como un pilar estratégico de la matriz energética nacional y promover un desarrollo sostenible.Item Estudio de una alternativa de aprovechamiento de escoria de fundición de aluminio secundario(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-27) Mantilla Arango, Silvia Juliana; González Hernández, Andrés Giovanni; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Valencia Zapata, Mayra Eliana; Melendez Reyes, Angel ManuelLa escoria generada en el proceso de fundición de aluminio secundario representa un desafío ambiental significativo debido a su acumulación y disposición inadecuada. A través de una revisión bibliográfica, se identificaron diversas alternativas para el aprovechamiento de este tipo de escorias, incluyendo la fabricación de nuevos materiales compuestos de matriz cerámica. La metodología empleada para el desarrollo de este proyecto incluye la caracterización de las escorias mediante técnicas analíticas como la fluorescencia de rayos X (FRX), la difracción de rayos X (DRX), la espectrometría de energía dispersa de rayos X (EDS) y la microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados obtenidos indican la presencia de metales valiosos que pueden ser recuperados, como el caso del aluminio. El documento se centra en los procesos de lixiviación, que son métodos clave para la recuperación de aluminio. Se presentan dos procesos de lixiviación: lixiviación ácida y lixiviación alcalina. La lixiviación ácida, utilizando ácido sulfúrico, se presenta como un método efectivo para disolver compuestos de aluminio en elevadas temperaturas. Por otro lado, de la lixiviación alcalina, que utiliza hidróxido de sodio, se obtienen diversos carburos y nitruros. Se concluye que los procesos de lixiviación son fundamentales para la recuperación de aluminio, y su optimización puede llevar a un uso más eficiente de los recursos y a una menor huella ambiental.Item Análisis tribológico y diseño de un WPS para la reconstrucción con soldadura de tornillos sinfín usados en el prensado de corozo para la extracción de aceite crudo de palma africana(Universidad Industrial de Santander, 2025-02-21) Pinto Díaz, Dwan Sebastian; Rincón Ortiz, Mauricio; Viáfara Arango, Cristian Camilo; Coy Echeverria, Ana Emilse; Pérez Ceballos, Ana MaríaEste proyecto partió de una problemática presentada en la extracción de aceite de palma africana en la empresa palmas del cesar, donde los tornillos sinfín se ven significativamente afectados por diversos mecanismos de daño y agentes externos. La empresa decidió reconstruir dichos tornillos sinfín con soldadura SMAW una vez están altamente desgastados, por medio de la utilización de dos diferentes tipos de electrodos; uno para la reconstrucción de los lugares más desgastados de la pieza y otro como última capa superficial para aportar las propiedades necesarias que contrarresten el alto desgaste. Sin embargo, durante el proceso de reconstrucción la última capa sufre un grave agrietamiento, el cual no permite un desgaste homogéneo de la pieza durante su aplicación en el prensado del fruto. Dicho problema provoca el desprendimiento de trozos de la última capa, dejando expuestas las capas de relleno las cuales son relativamente blandas y por consecuencia la pieza se desgasta rápidamente. Se realizó el proceso de caracterización tanto del metal base de los tornillos sinfín como de las soldaduras siguiendo las normas apropiadas, también se observaron sus microestructuras y diferentes morfologías. Luego de identificar los diferentes elementos interfaciales que causan el rápido desgaste, se recopilaron los parámetros e información obtenida en un WPS el cual sirvió como guía para la solución al problema de agrietamiento.Item Estado del arte y análisis de posibilidades de aplicación en Colombia de sistemas de pasivación para disminuir la contaminación del agua en procesos de minería(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-09) Corrales Julio, Evis de Jesús; Bautista Sanabria, Jaider Alexis; Delvasto Angarita, Pedro Luis; Pardavé Livia, Walter; Rentería Rincón, Isaías AndrésEn este documento de investigación se analiza la aplicabilidad de sistemas de pasivación minera en Colombia para mitigar el impacto ambiental del drenaje ácido de mina (DAM), un problema causado por la oxidación de minerales sulfurados que contamina el agua con metales pesados y sulfatos. Se realiza un estudio bibliométrico para clasificar métodos de prevención como sellado, barreras químicas y biológicas, microencapsulación y neutralización alcalina. También se examinan técnicas aplicadas en minería de oro, carbón, ferroníquel y piedras preciosas, considerando las características mineralógicas de los residuos en distintas regiones del país. Las conclusiones destacan la necesidad de adaptar estas estrategias a las condiciones locales, promover tecnologías sostenibles y adoptar enfoques integrales que involucren actores gubernamentales y comunitarios. El documento subraya la importancia de la investigación continua y la cooperación intersectorial para lograr una minería más responsable y respetuosa con el medio ambiente.