EVALUACIÓN DEL EFECTO DE NANOTUBOS DE CARBONO SOBRE PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CEMENTO, MEDIANTE SIMULACIÓN DE DINÁMICA MOLECULAR

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dc.contributor.advisorAriza León, Emiliano
dc.contributor.advisorLópez Meza, Andrés Camilo
dc.contributor.advisorMuñoz Arias, Tatiana Milena
dc.contributor.authorVillarreal Figueroa, Iván Fernando
dc.contributor.authorGarcía Arenas, Kevin Alejandro
dc.contributor.evaluatorPineda Gómez, César Augusto
dc.contributor.evaluatorGonzález Silva, Germán
dc.date.accessioned2022-09-16T21:13:19Z
dc.date.available2022-09-16T21:13:19Z
dc.date.created2022-09-07
dc.date.issued2022-09-07
dc.description.abstractLa cementación de un pozo consiste en introducir cemento entre el revestimiento y la formación. El cemento utilizado debe tener excelentes propiedades mecánicas que proporcionen una buena integridad y estabilidad en el pozo perforado. El estudio del comportamiento del cemento se basa en el análisis del gel C-S-H, componente principal de sus productos de hidratación y responsable de las propiedades mecánicas del cemento. Esta investigación se enfoca en el estudio computacional para la predicción del comportamiento de las propiedades mecánicas del gel C-S-H cuando se refuerza su estructura molecular con nanotubos de carbono (NTC). El presente estudio se aborda en tres etapas. En la primera etapa se construye el modelo de gel C-S-H. En la segunda, se crean tres estructuras asociadas a los nanotubos de carbono, Armchair, zigzag y Quiral, de las cuales se selecciona la estructura del nanotubo de carbono que presente mejores propiedades mecánicas. En la tercera etapa, se introduce el nanotubo de carbono seleccionado a la estructura del gel C-S-H. Finalmente, Una serie de simulaciones mediante dinámica molecular permiten el cálculo del Módulo de Bulk Voight, Bulk Reuss, Shear Voight, Shear Reuss, Relación de Poisson y el Módulo de Young. Los resultados obtenidos muestran una mejora considerable de estas propiedades cuando se incluye el nanotubo de carbono en el gel C-S-H, por ejemplo, el módulo de Young aumenta 24.05%, la relación de Poisson 23.83%, el mayor aumento se evidenció con el módulo de Reuss Bulk con un valor del 50.00%.
dc.description.abstractenglishCementing a well consists of introducing cement between the casing and the formation. The cement used must have excellent mechanical properties that provide good integrity and stability in the drilled hole. The study of the behavior of the cement is based on the analysis of the C-S-H gel, the main component of its hydration products and responsible for the mechanical properties of the cement. This research focuses on the computational study for the prediction of the behavior of the mechanical properties of the C-S-H gel when its molecular structure is reinforced with carbon nanotubes (CNT). This study is approached in three stages. In the first stage, the C-S-H gel model is built. In the second, three structures associated with carbon nanotubes are created, Armchair, zigzag and Chiral, from which the carbon nanotube structure with the best mechanical properties is selected. In the third stage, the selected carbon nanotube is introduced into the C-S-H gel structure. Finally, a series of molecular dynamics simulations allow the calculation of the Voight Bulk Modulus, Reuss Bulk, Voight Shear, Reuss Shear, Poisson's Ratio and Young's Modulus. The results obtained show a considerable improvement of these properties when the carbon nanotube is included in the C-S-H gel, for example, the Young's modulus increases 24.05%, the Poisson's ratio 23.83%, the greatest increase is evidenced with the modulus of Reuss Bulk with a value of 50.00%.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero de Petróleos
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/11493
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programIngeniería de Petróleos
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería de Petróleos
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCEMENTO
dc.subjectDINÁMICA MOLECULAR
dc.subjectPROPIEDADES MECÁNICAS
dc.subjectNANOTUBOS DE CARBONO
dc.subjectGEL C-S-H
dc.subjectMODULOS ELASTICOS
dc.subject.keywordCEMENT
dc.subject.keywordMOLECULAR DYNAMICS
dc.subject.keywordMECHANICAL PROPERTIES
dc.subject.keywordCARBON NANOTUBES
dc.subject.keywordGEL C-S-H
dc.subject.keywordELASTIC MODULES
dc.titleEVALUACIÓN DEL EFECTO DE NANOTUBOS DE CARBONO SOBRE PROPIEDADES MECÁNICAS DEL CEMENTO, MEDIANTE SIMULACIÓN DE DINÁMICA MOLECULAR
dc.title.englishEVALUATION OF THE EFFECT OF CARBON NANOTUBES ON MECHANICAL PROPERTIES OF CEMENT, BY SIMULATION OF MOLECULAR DYNAMICS
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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