Sensor piezoresistivo basado en pasta de cemento con inclusión de nanotubos de carbono para monitoreo estructural. - Villamizar Peña, Leila Briggite (Universidad Industrial de Santander, 2024)
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.
Piezoresistive sensor based on cement paste with inclusion of carbon nanotubes for structural health monitoring.
Keywords: Espectroscopia de Impedancia Eléctrica; Nanotubos de carbono; Métodos Bayesianos; Modelo de medio efectivo; Pasta de cemento; Electrical Impedance Spectroscopy; Carbon Nanotubes; Bayesian Methods; Generalized effective-medium; Cement paste