Sensor piezoresistivo basado en pasta de cemento con inclusión de nanotubos de carbono para monitoreo estructural.

Villamizar Peña, Leila Briggite

Sensor piezoresistivo basado en pasta de cemento con inclusión de nanotubos de carbono para monitoreo estructural.

dc.contributor.advisor	Triana Camacho, Daniel Andrés
dc.contributor.advisor	Quintero Orozco, Jorge Hernán
dc.contributor.author	Villamizar Peña, Leila Briggite
dc.contributor.evaluator	García Macías, Enrique
dc.contributor.evaluator	Mendoza Reales, Oscar Aurelio
dc.date.accessioned	2024-11-14T13:01:45Z
dc.date.available	2024-11-14T13:01:45Z
dc.date.created	2024-11-13
dc.date.issued	2024-11-13
dc.description.abstract	El cemento es uno de los principales materiales usados por el hombre para la construcción de infraestructuras necesarias para el desarrollo humano. De manera que, es de especial interés el desarrollo de materiales duraderos, inteligentes y con capacidades sensoras para el monitoreo de salud estructural (SHM). Tal que, se pueda disminuir el impacto ambiental generado por dichas construcciones. Es así como en este trabajo se desarrollaron sensores de cemento con inclusión de nanotubos de carbono de capa múltiple (NTC) con posible aplicación en SHM. Para lograr este objetivo, se realizó una dispersión de NTC en agua ultrapura mezclada previamente con un agente dispersante (EUCON-37), la cual fue sonicada mediante una punta ultrasónica. Posteriormente, la dispersión se mezcló con el cemento para crear el compuesto de cemento basado en NTC. Un aspecto destacable de la metodología fue el fraguado y curado de las muestras bajo la influencia de un campo eléctrico externo constante. Seguidamente, se llevó a cabo el estudio de las propiedades eléctricas de las muestras en corriente alterna, mediante espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS). Finalmente, las propiedades eléctricas exhibidas por los sensores fueron modeladas utilizando el modelo general de medio efectivo por polarización inducida (GEMTIP) y métodos bayesianos para la optimización de parámetros. Adicionalmente, mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), se confirmó que las inclusiones de NTC obtuvieron una orientación preferencial, la cual influye en el comportamiento eléctrico de las muestras.
dc.description.abstractenglish	Cement is the primary material used to build infrastructures for mankind's development. Furthermore, researchers hold particular interest in this raw material to incorporate self-sensing capabilities, which allow real-time monitoring of civil engineering structures and reduce environmental impact. Therefore, this research proposes developing cement-based sensors by dispersing multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) in ultrapure water. To mediate this process, the superplasticizer (EUCON 37) was added to the ultrapure water, and then these three components were mixed using an ultrasonic tip. Finally such dispersions were mixed with cement. A notable aspect of the methodology was the setting and curing of the samples under the influence of an external electric field. Next, the electrical properties of the samples were studied in alternating current (AC) through electrical impedance spectroscopy (EIS). Finally, the electrical properties exhibited by the sensors were modeled using the general effective model by induced polarization (GEMTIP) and the Bayesian approach was implemented for parameter optimization. Additionally, scanning electron microscopy (SEM) confirmed that the MWCNT inclusions obtained a preferential orientation, which influences the electrical behavior in AC of these samples, depending of the electric cured.
dc.description.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001989680#
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Físico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44687
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias
dc.publisher.program	Física
dc.publisher.school	Escuela de Física
dc.rights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Espectroscopia de Impedancia Eléctrica
dc.subject	Nanotubos de carbono
dc.subject	Métodos Bayesianos
dc.subject	Modelo de medio efectivo
dc.subject	Pasta de cemento
dc.subject.keyword	Electrical Impedance Spectroscopy
dc.subject.keyword	Carbon Nanotubes
dc.subject.keyword	Bayesian Methods
dc.subject.keyword	Generalized effective-medium
dc.subject.keyword	Cement paste
dc.title	Sensor piezoresistivo basado en pasta de cemento con inclusión de nanotubos de carbono para monitoreo estructural.
dc.title.english	Piezoresistive sensor based on cement paste with inclusion of carbon nanotubes for structural health monitoring.
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado