Evolución temporal de las propiedades eléctricas en corriente alterna de compuestos cementantes basados en nanopartículas de cobre.

Torres Ramírez, Carlos Andrés

Evolución temporal de las propiedades eléctricas en corriente alterna de compuestos cementantes basados en nanopartículas de cobre.

dc.contributor.advisor	Triana Camacho, Daniel Andrés
dc.contributor.advisor	Quintero Orozco, Jorge Hernán
dc.contributor.author	Torres Ramírez, Carlos Andrés
dc.contributor.evaluator	Miranda Mercado, David Alejandro
dc.contributor.evaluator	Delvasto Angarita, Pedro Luis
dc.date.accessioned	2025-05-07T15:13:36Z
dc.date.available	2025-05-07T15:13:36Z
dc.date.created	2025-05-06
dc.date.embargoEnd	2026-05-06
dc.date.issued	2025-05-06
dc.description.abstract	La investigación en el campo del cemento y la construcción ha destacado el creciente potencial de la nanotecnología para el desarrollo de materiales con propiedades avanzadas. En este contexto, materiales conductores como el cobre han facilitado la creación de compuestos cementantes con capacidades de aislamiento electromagnético y mejoras en el refuerzo mecánico. Este estudio se centra en evaluar el impacto de las nanopartículas de cobre (Cu NPs) en las propiedades eléctricas y mecánicas de compuestos cementantes. Para ello, se fabricaron compuestos a base de cemento con diferentes concentraciones de Cu NPs (0 ppm, 1 ppm, 3 ppm y 7 ppm). Estos nanocompuestos incorporaron electrodos de cobre, empleándose la técnica de espectroscopía de impedancia eléctrica (EIS) para monitorizar la evolución de las propiedades eléctricas a lo largo de 140 días. Los resultados revelaron una contribución significativa de las Cu NPs en la mejora de las propiedades eléctricas en corriente alterna, mostrando una correlación positiva entre el incremento en la concentración del nanomaterial y las mejoras obtenidas. Adicionalmente, las muestras fueron sometidas a cargas cíclicas utilizando una máquina hidráulica para medir fuerza y deformación, permitiendo la caracterización del módulo de Young. Los resultados indicaron que la resistencia de los compuestos cementicios aumenta con la adición de Cu NPs. Paralelamente, se emplearon técnicas como la dispersión dinámica de luz (DLS) y la microscopía electrónica de barrido (SEM) para caracterizar tanto el nanomaterial como la interfaz microestructural de los compuestos Cu NPs/cemento. Estas técnicas permitieron establecer una relación clara entre las mejoras observadas en las propiedades eléctricas y mecánicas, y la inclusión de las Cu NPs.
dc.description.abstractenglish	Research in the field of cement and construction has highlighted the growing potential of nanotechnology for the development of materials with advanced properties. In this context, conductive materials such as copper have enabled the creation of cementitious composites with electromagnetic shielding capabilities and enhanced mechanical reinforcement. This study focuses on evaluating the impact of copper nanoparticles (Cu NPs) on the electrical and mechanical properties of cementitious composites. Cement composites were prepared with varying concentrations of Cu NPs (0 ppm, 1 ppm, 3 ppm, and 7 ppm). These nanocomposites incorporated copper electrodes, and electrical impedance spectroscopy (EIS) was employed to monitor the evolution of electrical properties over 140 days. Results revealed a significant enhancement in alternating current (AC) electrical conductivity associated with the incorporation of Cu NPs, demonstrating a positive correlation between nanoparticle concentration and electrical performance. Additionally, the samples were subjected to cyclic loading using a hydraulic testing machine to measure stress and strain, enabling the determination of Young’s modulus. Findings showed that the hardness of cement composites increased with the addition of metallic nanoparticles. Furthermore, techniques such as dynamic light scattering (DLS) and scanning electron microscopy (SEM) were employed to physically characterize the nanoparticles and the microstructural interface within the Cu NPs/cement composites. These analyses established a clear relationship between the observed improvements in electrical and mechanical properties and the Cu NPs inclusions.
dc.description.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0002092580
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Físico
dc.description.googlescholar	https://scholar.google.com/citations?user=zROzvHQAAAAJ&hl=es
dc.description.orcid	https://orcid.org/0009-0009-7440-6576
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/20.500.14071/45395
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/embargoedAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
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	Pasta de Cemento
dc.subject	Nanopartículas de Cobre
dc.subject	Espectroscopía de Impedancia Eléctrica
dc.subject.keyword	Cement Pastes
dc.subject.keyword	Copper Nanoparticles
dc.subject.keyword	Electric Impedance Spectroscopy
dc.title	Evolución temporal de las propiedades eléctricas en corriente alterna de compuestos cementantes basados en nanopartículas de cobre.
dc.title.english	Time evolution of the ac electrical properties of cementitious composites based on copper nanoparticles.
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