Maestría en Ingeniería Metalúrgica
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Item 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, PatriciaLa 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.Item Transformaciones de fase y comportamiento mecánico bajo cargas cíclicas de una aleación binaria ni-ti(Universidad Industrial de Santander, 2008) Vesga Rivera, Wilson; Forero Gomez, Luis EmilioLas aleaciones de NiTi han sido aplicadas ampliamente en el mundo, debido a sus dos principales características como son la memoria de forma, la superelasticidad y excelente biocompatibilidad. El comportamiento superelástico de microtubos de una aleación policristalina de Ni-Ti se evaluó mediante ensayos en tensión uniaxial en carga/descarga a diferentes porcentajes de deformación a 23 °C y 37 º. Se evidenció que la superelasticidad es afectada por la presencia de una deformación residual que se incrementa a medida que aumenta el porcentaje de deformación y el número de ciclos. Los factores que promueven la presencia de una deformación residual están relacionados con la presencia de pequeños precipitados de TiNi + Ti3Ni4, martensita residual, dislocaciones, esfuerzos residuales y temperatura que impiden la transformación total de la martensita durante el demaclado. Así mismo, la formación de una banda en forma de espiral a partir del un esfuerzo critico se caracterizada por la caída abrupta del esfuerzo. Este comportamiento se da porque la austenita empieza a ser inestable y se forman bandas de martensita. Después de la nucleación las bandas crecen gradualmente en largo y ancho que esta determinado por la formación de dos interfaces Austenita/Martensita en la superficie del microtubo mediante líneas inclinadas a 56° respecto al eje central del tubo. Se observó una no linealidad en la curva esfuerzo-deformación. Esta no linealidad indica que pequeñas cantidades de martensita nuclean en granos con preferente orientación ocasionando una disminución gradual del esfuerzo en la medida que se incrementa el número de ciclos en carga/descarga, para finalmente obtener una deformación constanteItem Evaluación cromática y microestructural de una aleación de oro blanco al mn en estado fundido y tratada térmicamente(Universidad Industrial de Santander, 2008) García Ramírez, Monika; Pena Ballesteros, Dario YesidA partir de una aleación madre compuesta principalmente de cobre y manganeso, a la cual se le adicionaron elementos blanqueadores secundarios como: plata, hierro y estaño se fabricó inicialmente una aleación de oro blanco al Mn de alta calidad, que no tenga un efecto perjudicial sobre la salud humana, más económica que las aleaciones importadas actualmente y con temperatura de liquidus menor a 1100°C. Esto se traduce en encontrar metales sustitutos para el níquel y el paladio que son los elementos blanqueadores tradicionales usados para tal fin. Se evalúo el efecto que ejerce cada uno de los elementos en su microestructura y la influencia que éstos ejercen sobre la calidad final del oro obtenido. Como resultado se verificó el poder blanqueador del Mn, y el efecto de las características superficiales y la rugosidad sobre la medida del color de la aleación fabricada. Igualmente se verificó que un tratamiento de homogenización aplicado a la aleación obtenida aumenta el YI del oro blanco, lo que disminuye las características cromáticas de la aleación de oro blanco al Mn. Como resultado del análisis microestructural basado en la microscopia óptica, electrónica y de transmisión, se encontró que los elementos Mn, Zn, Al y Sb son propensos a la precipitación binodal y espinodal, además son susceptibles al fenómeno de endurecimiento por envejecimiento, en detrimento de las características mecánicas del oro blanco obtenido. Además como resultado de la investigación se propone una nueva aleación de oro blanco que cumple con los estándares internacionales, compuesta por los siguientes elementos: Au, Cu, Mn, Zn, Sb, Ag y Sn.Item Desarrollo y caracterización de un recubrimiento con cerámica bioactiva para implantes dentales fabricados en ti-6al-4v(Universidad Industrial de Santander, 2008) Oviedo Paul, Carlos Andrés; Forero Gomez, Luis EmilioLos fosfatos de calcio y en especial la hidroxiapatita (HA) Ca10(PO4)6(OH)2, son usados para mejorar la oseointegración de aleaciones de titanio empleadas como material base en la fabricación de implantes dentales. Estos recubrimientos se pueden realizar por técnicas como proyección por plasma, deposición electroforética, bombardeo por haz iónico o precipitación a partir de soluciones acuosas. En este trabajo se desarrollo un proceso de recubrimiento por precipitación directa de fosfatos de calcio, evaluando la influencia de la temperatura y el pH, en el depósito de fosfatos de calcio sobre sustratos de Ti6Al4V. Los recubrimientos fueron depositados a temperaturas de 60, 80, 100, 120 y 140 ºC. Las soluciones acuosas iniciales se prepararon utilizando Dihidrogenofosfato de Potasio (KH2PO4) y Cloruro de Calcio Dihidratado (CaCl2.2H2O), en concentraciones de 3x104 M y 5x104 M, respectivamente, manteniendo el pH de la solución en el rango de 4 5 y 10 11, para el rango básico el pH se ajusto por medio de una solución buffer de Hidróxido de Amonio y Cloruro de Amonio. Los sustratos recubiertos se caracterizaron por medio de microscopia óptica cofocal 3D y difracción de rayos X. Para establecer su morfología, rugosidad, composición química y % cristalinidad. Además se evaluó el nivel de adhesión sustrato - recubrimiento y la influencia de la preparación superficial en la adherencia. Este estudio muestra que la temperatura y el pH, son parámetros determinantes en la composición y morfología de este tipo de recubrimientos, obteniéndose las mejores condiciones para el proceso de oseointegración para los recubrimientos obtenidos a temperatura de 140 ºC y pH en el rango de 10 - 11.Item Evaluación del comportamiento electroquímico del ti6al4v anodizado por medio de la espectroscopia de impedancia electroquímica eis(Universidad Industrial de Santander, 2008) Andrade Romero, Manuel José; Vasquez Quintero, Custodio; Estupinan Duran, Hugo ArmandoLa aleación Ti6Al4V es uno de los materiales más empleados en la fabricación de implantes biológicos para reemplazos de componentes estructurales, por su adecuada biocompatibilidad y alta resistencia a la corrosión, debido a que tienen la cualidad de formar sobre su superficie un óxido protector capaz de resistir los ataques químicos producidos por el ambiente biológico del cuerpo humano, además de proporcionar resistencia tribológica. Se investigó el comportamiento electroquímico de la aleación de titanio Ti6Al4V anodizada potenciostáticamente en soluciones 0.01M de H2SO4, H3PO4 y NaH2PO4.2H2O, en una solución Ringer a 27 C. El proceso de anodización se llevo a cabo bajo la imposición de voltajes de 100, 200 y 300 Voltios, durante 5, 10 y 15 Minutos. El objetivo de este estudio fue evaluar la resistencia a la corrosión en una solución fisiológica artificial in vitro, a través de la técnica de espectroscopia de impedancia electroquímica EIS. A partir de los resultados obtenidos se propuso un modelo de circuito equivalente, cuyos elementos resistivos y capacitivos representan el comportamiento electroquímico de un solo tipo de óxido anódico, con diferentes estratos de capa: monocapa y bicapa, formadas por una densa capa barrera y una capa porosa, las cuales cambian notablemente con el voltaje aplicado, la naturaleza y concentración del electrolito, y el tiempo de anodización. Se encontró que las capas obtenidas a mayores voltajes de anodización exhiben menores valores de resistencia a la polarizacion debido a la presencia de fases cristalinas como Anatasa y/o Rutilo.Item 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, GustavoInicialmente 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%.Item Evaluación de la electrodeposición de fosfato de calcio sobre la aleación tl6al4v eli astm f-136(Universidad Industrial de Santander, 2008) García Portilla, Yezid Orlando; Pena Ballesteros, Dario YesidEl objetivo de la investigación fue obtener recubrimientos Ca-P mediante electrodeposición catódica sobre la aleación Ti6Al4V ELI ASTM F-136, seguido de un tratamiento térmico, por tal motivo la investigación se trabajó en dos etapas. En la primera etapa se obtuvieron y evaluaron recubrimientos de fosfato de calcio obtenidos por un método potenciostático catódico a partir de una solución sobresaturada en iones calcio y fósforo, mediante Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) y curvas potenciodinámicas (Extrapolación Tafel), con el fin de obtener parámetros electroquímicos. El pH (7 y 10), concentración de calcio y fósforo de la solución precursora del recubrimiento (Ca/P) (1.00 y 1.5) y el voltaje catódico (-5V,-9V,-12V y -15V), influyeron en mayor grado en la respuesta resistiva. Las relaciones Ca/P en el recubrimiento estuvieron entre 1,3 y 1,7, cuya morfología fue monofásica y rugosa, las cuales fueron medidas mediante Espectroscopia de Energía Dispersa (EDS) y Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), respectivamente. La segunda etapa de la investigación hace referencia a los tratamientos térmicos, los cuales se realizaron bajo las condiciones más adecuadas obtenidas en la primera etapa. Las variables independientes fueron temperatura y tiempo para llevar a cabo el tratamiento térmico en rangos de 400ºC - 800ºC y 1h y 2 h, respectivamente. Con base en lo anterior se evaluó el comportamiento electroquímico usando las mismas técnicas electroquímicas de la primera parte y de igual manera DRX, con el objetivo de evaluar la cristalinidad y la composición química del mismo, y de esta manera establecer la relación existente entre ellos. Los resultados obtenidos mostraron un incremento en la cristalinidad de los recubrimientos tratados que conducen a mayores resistencias a la polarización.Item Electrodeposición y evaluación electroquímica de recubrimientos compuestos de chitosan/fosfatos de calcio sobre una aleación de tl6al4v - astm f 136(Universidad Industrial de Santander, 2008) Martínez Pérez, Ricardo Manuel; Cordoba Tuta, Elcy Maria; Estupinan Duran, Hugo ArmandoLos recubrimientos de fosfato de calcio sobre implantes ortopédicos son conocidos por acelerar el crecimiento óseo y mejorar la fijación del hueso. La deposición electrolítica de estos compuestos bioactivos ha presentado mayores ventajas que los recubrimientos obtenidos por métodos convencionales. Estos métodos han facilitado la posibilidad de adicionar chitosán, polisacárido de origen natural conocido por inducir mayor proliferación celular que el fosfato de calcio, en solución y fijarlo de forma funcional y estructural. En este trabajo se ha obtenido por electrodeposición catódica recubrimientos compuestos de fosfatos de calcio-chitosán sobre un substrato de Ti6Al4V ELI. Estos recubrimientos fueron caracterizados morfológica y químicamente, para posteriormente ser analizados por DRX y FTIR, los cuales mostraron la presencia de fosfatos de calcio y chitosán. Se evaluó por SEM la incidencia de la densidad de corriente y la concentración de chitosán en solución sobre la morfología de los recubrimientos obtenidos. Igualmente, por EIS, se evaluó la influencia de la concentración de chitosán sobre la resistencia a la polarización de los sustratos recubiertos obtenidos. Por otro lado, un proceso de biomineralización fue realizado por 28 días, haciéndose evaluaciones electroquímicas cada 7 días. Finalmente, se propusieron dos circuitos equivalentes que simulan el comportamiento electroquímico de los sustratos recubiertos.Item Evaluación del daño por erosión-corrosión de un acero aisi-sae 1020 por medio de técnicas electroquímicas, en un medio multifásico salmuera-co2-arena(Universidad Industrial de Santander, 2007) Machuca Martínez, Jesús Augusto; Peña Ballesteros, Dario YesidEn la producción y transporte de petróleo y gas se presentan muchos problemas de tipo corrosivo donde la erosión- corrosión es uno de los más importantes. Se puede definir la erosión-corrosión como un proceso de degradación combinado que ocurre debido a la acción química o electroquímica, junto con un proceso de remoción mecánica acelerada de la superficie del material como resultado del movimiento relativo de sólidos, líquidos, vapores o cualquier combinación de éstos, las cuales son impactadas sobre la superficie del material en la cual ya está ocurriendo un proceso corrosivo. La pérdida de peso causada por el fenómeno de erosión-corrosión no es igual a la suma de pérdida de peso de erosión y corrosión cuando los dos procesos actúan separadamente, la sinergia entre los procesos contribuye hasta en un 50%, en algunos casos como lo muestra la investigación realizada. Los ensayos se realizaron en una celda de erosión-corrosión donde el sistema dinámico fue controlado por el electrodo de cilindro rotatorio a velocidades entre 1000 y 3000 rpm, variando el tamaño de partícula entre 50µm y 150µm y la concentración de las mismas entre 10 y 30% donde se definieron 2 regimenes de erosión-corrosión: a bajas velocidades la contribución de la corrosión es la que controla el fenómeno, y al altas velocidades la erosión controla la degradación del sistema. Con los resultados obtenidos en la experimentación se construyó un mapa erosivocorrosivo en el cual se estimó la severidad del medio sobre el acero estudiado.Item "evaluación de la capacidad de adsorción de hidrogeno en composites carbón activado-metal usando métodos electroquímicos"(Universidad Industrial de Santander, 2007) Hoyos García, Martha Guiomayra; Uribe Perez, Ivan; Estupinan Duran, Hugo ArmandoEn la presente investigación se empleó un carbón antracítico proveniente de Santander - Colombia, con el fin de obtener un composite carbón activado Œ metal, que pudiera mejorar la capacidad de adsorción de hidrógeno. El proceso seguido consistió en someter al carbón antracítico con adición de diferentes cantidades de Ni y Cu a un proceso de activación química con ácido fluorhídrico, clorhídrico y nítrico. Seguidamente, se realizó una molienda de alta energía en atmosfera de hexano. El material producido fue expuesto a activación física con CO2, con el fin de modificar la superficie morfológicamente, logrando obtener un composite con un mayor área superficial y específica, y con un mayor grado de porosidad, lo que lo hace más adecuado para almacenar posiblemente por fisisorción el hidrógeno proveniente de la solución altamente alcalina del electrolito. Se evaluó el efecto de la adición de Ni y Cu, sobre la capacidad de adsorción del compuesto de carbón por medio de técnicas electroquímicas de carga y descarga galvanostática, voltametría cíclica e impedancia electroquímica, alcanzando una capacidad de almacenamiento de hidrógeno de 1.5 wt% para las muestras con un mayor contenido de Ni y una capacidad de almacenamiento de hidrógeno de 1,1 wt% en las muestras con un mayor contenido de Cu. Por último se determinó el coeficiente de difusión a partir del la impedancia de Warburg.Item Evaluación del efecto corrosivo de los crudos pesados sobre los aceros 5cr-1/2 mo, 316tl y monel 400, utilizados en las unidades de destilación(Universidad Industrial de Santander, 2007) González Duran, Raúl Alfredo; Pena Ballesteros, Dario Yesid; Serna Gil, Jose AnibalLos crudos pesados contienen un alto porcentaje de ácidos orgánicos, azufre y otros elementos, que a altas temperaturas y altas velocidades de flujo pueden resultar corrosivos en hornos, torres y líneas de transferencia de unidades de destilación. En este trabajo se evaluó el efecto corrosivo de dos crudos pesados con diferente TAN (número de acidez total), a tres temperaturas, manteniendo una velocidad de agitación y presión constante. Las pruebas se desarrollaron en un autoclave dinámico adecuado para alta temperatura, utilizando las técnicas de análisis gravimétrico para evaluar la velocidad de corrosión. La dependencia de la corrosión con el tiempo de duración de la prueba, numero de acidez total (TAN) y contenido de compuestos de sulfuro, fueron evaluados. Los especimenes después de ser expuestos al crudo pesado fueron caracterizados por SEM/EDX, y DRX. Encontrándose que la capa formada contenía compuestos de sulfuros a temperaturas entre 250 y 300ºC. El conocimiento generado a través de este estudio debe ser constatado con un estudio realizado en campo y los datos obtenidos de los análisis, pueden ser utilizados para determinar la corrosividad de los crudos pesados en las unidades de destilación. Esto con la finalidad de prevenir un deterioro acelerado de los materiales utilizados en las plantas que procesan crudos pesados en las refinerías Colombianas.Item Evaluación del deterioro de los electro recubrimientos de níquel obtenidos mediante la técnica de corriente pulsante(Universidad Industrial de Santander, 2007) Guerrero Quintero, John Wilver; Vasquez Quintero, Custodio; Laverde Catano, Dionisio AntonioEn el presente trabajo de investigación se estudió la influencia de la corriente pulsante y su incidencia en los fenómenos de electrocristalización sobre las propiedades físicas y metalúrgicas de los recubrimientos de níquel depositados sobre sustratos de aleación zamak previamente cobrizados. Se determinó el rango de variación de los parámetros de pulso tales como voltaje y tiempo de deposición y ciclo de carga y se evalúo la influencia de éstos sobre el espesor y sobre espesor de las capas de níquel depositadas. Se emplearon técnicas de caracterización como Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Microscopia de Fuerza Atómica (AFM), Difracción de Rayos X (DRX), y técnicas electroquímicas como Resistencia a la Polarización (RP) y Pendientes de Tafel para correlacionar los fenómenos de nucleación y crecimiento de los recubrimientos electrolíticos bajo condiciones pulsantes con el tamaño de grano, microdureza, rugosidad, grado de esfuerzos internos, adherencia y resistencia frente a fenómenos corrosivos. Esta evaluación se validó tomando como referencia las propiedades encontradas en los recubrimientos de níquel obtenidos con corriente directa. La aplicación de la corriente pulsante permitió desarrollar electro recubrimientos con un tamaño de grano más refinado, uniforme y homogéneo, a su vez se encontró una topografía más suave y menos heterogénea presentando menos espaciamiento entre picos y valles y un grado de microdureza más elevado, que se asocia al tamaño de grano generado. Igualmente, se obtuvo una densidad de corriente de corrosión más baja y una mayor pendiente en los ensayos de resistencia a la polarización, con lo cual se evidenció un comportamiento mejorado frente a fenómenos de deterioro de los recubrimientos obtenidos con corriente pulsante.Item 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 AnibalEl 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.Item 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, GustavoEn 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.Item Evaluación de la corrosión por picado de un acero aisi sae 1020 en un fluido sintético de pozo de petróleo mediante técnicas electroquímicas(Universidad Industrial de Santander, 2007) Mejía Cajicá, Nubia Esperanza; Pena Ballesteros, Dario Yesid; Mateus Barragan, MiguelEn este proyecto se evaluó la corrosión por picado del acero AISI SAE 1020 en un fluido sintético que contenía iones Cl- y CO2, los cuales hacen parte de un fluido de producción de crudo; las técnicas utilizadas para el estudio de éste fenómeno fueron Ruido Electroquímico (EN) y Polarización Potenciodinámica Cíclica (CPP), y SEM para observar el daño sobre la superficie del electrodo. Las pruebas se realizaron a 45°C y 70°C, variando la concentración de Cl- entre 500 ppm y 6000 ppm. Se observó que a mayores temperaturas, el material es más susceptible al inicio del picado el cual tiende a ser más estable. Igualmente, a mayor concentración de Cl-, hubo más actividad del picado. Es importante resaltar que las curvas de CPP no son un indicativo del tipo de corrosión que ocurre; esto debido a que para el desarrollo de esta técnica, es indispensable conocer la velocidad de barrido más adecuada para cada una de las pruebas. Con el EN se detectó rápida y fácilmente el inicio y la densidad de picado, así como el área de las picaduras. El posible mecanismo de daño fue el rompimiento en algunos sitios de la capa delgada de siderita formada sobre el acero 1020, por los iones Cl-, preferencialmente en las inclusiones de sulfuro de Mn, que de acuerdo a su orientación geométrica pueden ser sitios de inicio de picado. La correlación matemática obtenida tuvo un R2 de 85.6% y un porcentaje de error del 2.16%, lo cual se considera aceptableItem Estimación de la velocidad de corrosión interna en un acero api 5l grado b de producción, utilizando una técnica neurofuzzy(Universidad Industrial de Santander, 2006) Ordoñez Rodríguez, Rubiel; Pena Ballesteros, Dario YesidSe propone una metodología neurofuzzy, para mejorar los resultados e interpretación de los modelos de corrosión interna en tuberías de producción de crudo (aceros API 5L Grado B), obtenidos mediante la aplicación de redes neuronales artificiales o técnicas basadas en regresiones lineales. El modelo permite estimar la velocidad de corrosión interna del acero al carbono en (mpy), utilizando como datos de entrada: el %BSW, el contenido de Fe, CO2 y H2S, el pH de la solución, la salinidad. El modelado se realizo mediante sistema adaptativo neuro difuso ANFIS, que es un hibrido derivado de las redes neuronales y la lógica difusa. Existen diferentes formas de combinar las redes neuronales y la lógica difusa, debido a flexibilidad que presentan ambas técnicas. Esto ha permitido la generación de múltiples combinaciones, cada una con diferente grado de integración entre las técnicas, pero dentro de estas posibles combinaciones se destaca un sistema híbrido conocido como ANFIS, que conserva las principales características de cada técnica y supera las principales desventajas de las mismas. En el presente trabajo, el procedimiento experimental consiste en el entrenamiento y evaluación de diferentes configuraciones para el ANFIS, con la finalidad de encontrar la mejor configuración que permita alcanzar un equilibrio entre el nivel de error y el número de reglas del sistema. El entrenamiento es la fase de aprendizaje, se realiza mediante la presentación iterada de los datos al ANFIS. En el entrenamiento es donde el experto suministra su conocimiento y experiencia, mediante una adecuada selección del tipo y número de funciones de pertenencia (FP), en cada variable de entrada. Aquí se hicieron pruebas con más de diez tipos de configuraciones, casi todas brindaron buenos resultados.Item 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, AlexanderEn 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.Item Preparación y evaluación de materiales porosos base titanio para aplicaciones en ingeniería biomédica(Universidad Industrial de Santander, 2005) Estupiñan Duran, Hugo Armando; Uribe Perez, IvanEl módulo de Young de los materiales comúnmente usados en la fabricación de implantes sustitutos de partes óseas es de diez a veinte veces mayor que el módulo de Young del hueso (5- 10 GPa). La opción más indicada es la de fabricar un nuevo material con un módulo elástico mas comparable con el módulo del hueso sin que baje su biocompatibilidad. Para este propósito, como material base, los metales como el titanio son una opción por peso, resistencia y compatibilidad biológica y electroquímica. En esta investigación se desarrolló un material poroso base titanio con una resistencia a la corrosión aceptable, y con resistencia mecánica y morfología similar a la del hueso Un ruta de procesamiento pulvimetalúrgico, que incluye la etapas de mezcla de polvos de titanio con espumante, compactación uniaxial y sintering, ha sido eficaz para producir compactos porosos de titanio con propiedades mecánicas similares a las del hueso y aceptable comportamiento electroquímico; además, con el control de las características superficiales del material obtenido, se dispone de un conjunto de posibilidades de compatibilidad que simulan la apariencia y propiedades de partes óseas los cuales pueden servir como requisitos para fabricar implantes quirúrgicos La selección de la cantidad de espumante, así como la presión de compactación fueron las variables que más incidieron en el comportamiento mecánico y electroquímico debido a que influyeron en los procesos difusivos de las partículas, lo cual se hizo determinante en los procesos corrosivos Los compactos porosos que se obtuvieron, deben su proceso corrosivo al aumento del valor de la porosidad y del área superficial, pero en especial a las irregularidades geométricas de los polvos sinterizados. El módulo de rigidez del material obtenido se optimizó respecto al del hueso, obteniendo 5,3 GPa, con un 27% de porosidad.Item Simulacion de la proteccion catodica de una tuberia de acero aisi 1020 enterrada utilizando elementos de contorno, algoritmos geneticos y teoria fuzzy(Universidad Industrial de Santander, 2005) Lemus Torres, Luis Fernando; Vasquez Quintero, CustodioLa protección catódica es el sistema de protección contra la corrosión más utilizado por la industria del transporte de fluidos, consiste en hacer que la estructura a proteger sea el cátodo de la celda electrolítica. Para simular sistemas de este tipo es necesario solucionar la ecuación de Laplace para el potencial utilizando como condiciones de frontera: la densidad de corriente cero en las superficies aisladas y la interface aire suelo, densidad de corriente preestablecida en los electrodo de corriente impresa, y la curva de polarización, que es una relación matemática entre las dos principales variables: densidad de corriente y potencial, sobre la superficie del metal. Esta última debe ser obtenía experimentalmente y no siempre se encuentra disponible. En el presente trabajo se estudió el problema de la corrosión en suelos de tuberías enterradas, se agruparon los suelos según su corrosividad utilizando agrupamiento borroso, se desarrolló una metodología para predecir la curva de polarización de un acero AISI 1020 enterrado en suelos arcillosos a partir de los parámetros fisicoquímicos del suelo por medio de la generación automática de un sistema basado en reglas borrosas, se simuló numéricamente un sistema de protección catódica utilizando el método de los elementos de contorno, se optimizó la posición y corriente de los electrodos de corriente impresa de un sistema de protección catódica utilizando algoritmos genéticos. Por primera vez se obtuvo el estado de polarización de un metal enterrado en un suelo sin realizar pruebas potenciostáticas, utilizando para ello la resistividad, el pH, las concentraciones de iones cloruro, carbonato y el porcentaje de agua en el suelo. La metodología produjo una correlación de entre 0.92 y 0.999 con respecto a los datos experimentales de entrenamiento, adicionalmente fue validada con datos experimentales.Item Estudio fisicoquimico del sistema de flotacion caolin/anatasa(Universidad Industrial de Santander, 2005) Cana Mendoza, Luz Adriana; Neira Arenas, GustavoLos problemas asociados con la flotación de partículas ultrafinas pueden ser abordados aplicando procesos de beneficio que se adapten a la naturaleza de las especies a separar. La remoción de anatasa ocurrente como impureza en las arcillas de caolín es necesaria para la obtención de materias primas que cumplan las especificaciones técnicas requeridas en determinados procesos industriales. Los métodos de beneficio más aplicados para este propósito son la ultraflotación con ácido oleico y el sistema de flotación sin cargador utilizando colectores de tipo hidroxamato. El análisis de los procesos de ultraflotación utilizando calcita como mineral cargador y ácido oleico como colector, y flotación inversa con colector hidroxamato AERO 6494, se realizó a partir de resultados obtenidos en pruebas de flotación a nivel de laboratorio, confrontando los resultados de remoción de anatasa (TiO2) con los cambios en las propiedades fisicoquímicas que experimentaron los minerales sometidos a la acción de los reactivos surfactantes. Se determinaron los cambios en el valor del ángulo de contacto, los componentes de la energía libre superficial y el cambio en la energía libre superficial de interacción de Gibbs. Además se construyeron curvas de potencial zeta para caracterizar el tipo de interacción entre los colectores y las superficies sólidas y su naturaleza eléctrica superficial.