TÍTULO: Funcionalización de nanomateriales de carbono: Propiedades optoelectrónicas de nanotubos de carbono y aplicaciones de nanopartículas de diamante en catálisis y biocatálisis. INTRODUCCIÓN: En las últimas décadas los nanomateriales han adquirido gran importancia debido a su repercusión en la sociedad. De entre los nanomateriales, aquellos basados en carbono se encuentran entre los más estudiados por sus potenciales aplicaciones. La presente tesis doctoral se ha centrado en la funcionalización de dos de los nanomateriales basados en carbono más prometedores: los nanotubos de carbono de pared única (SWCNT) y las nanopartículas de diamante (npD). RESULTADOS: En conjunto los trabajos descritos en la presente tesis demuestran que la funcionalización los SWNT puede modificar las propiedades fotoquímicas de los mismos y que los materiales resultantes presentan diferentes respuestas frente a estímulos luminosos. Por otra parte el método descrito para la purificación de nanopartículas de diamante presenta ventajas a la hora de funcionalizar de forma eficiente este nanomaterial, mejorando sus propiedades y las de sus derivados. Estas mejoras se traducen en la mayor actividad de catalizadores y biocatalizadores que usan como soporte este tipo de nanopartículas. CONCLUSIONES: En conjunto los trabajos descritos en la presente tesis demuestran que la funcionalización los SWNT puede modificar las propiedades fotoquímicas de los mismos y que los materiales resultantes presentan diferentes respuestas frente a estímulos luminosos. Por otra parte el método descrito para la purificación de nanopartículas de diamante presenta ventajas a la hora de funcionalizar de forma eficiente este nanomaterial, mejorando sus propiedades y las de sus derivados. Estas mejoras se traducen en la mayor actividad de catalizadores y biocatalizadores que usan como soporte este tipo de nanopartículas. / Martín González, R. (2011). Funcionalización de nanomateriales de carbono: Propiedades optoelectrónicas de nanotubos de carbono y aplicaciones de nanopartículas de diamante en catálisis y biocatálisis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11099

La presente investigación tiene como fin realizar un análisis comparativo entre el mortero tradicional y el mortero premezclado, así mismo busca evaluar cómo influye el mortero premezclado en la mejora de los costos. Se evaluaron indicadores como tiempo de fraguado, peso unitario, variación de volumen, grado de absorción, fluidez, compresión del mortero, compresión axial de pilas, compresión diagonal de muretes y el análisis de costos. Se concluyo que el mortero premezclado ofrece una eficiencia del 111.1% en cuanto a la resistencia a la compresión según lo requerido por la NTP 399.610. Una eficiencia en cuanto al a resistencia a la compresión axial de pilas de 105.1% y al corte de 110.8% de acuerdo con lo requerido por la RNE E070. Posee un tiempo de fraguado de 514 min, también el mortero premezclado posee un peso unitario de 2193.76 kg/m3, así pues, el mortero premezclado tiene una variación de volumen de 0.005% y en cuanto al grado de absorción posee un índice de 1.724 mm. La influencia del mortero en los costos radica en el ahorro en mano de obra que genera y el mayor rendimiento, siendo así que el mortero premezclado genera un 53.2% de ahorro en mano de obra y proporciona un 50 % más que el rendimiento generado por el mortero tradicional. Esto genera que el mortero tradicional 1:3 resulte 12% más costoso que el mortero premezclado, el mortero 1:4 es 10% más costoso y el mortero 1:5 es 8.5% más costoso. / he purpose of this research is to carry out a comparative analysis between the traditional mortar and the premixed mortar, as well as to evaluate how the premixed mortar influences the improvement of costs. Indicators such as setting time, unit weight, volume variation, degree of absorption, fluidity, mortar compression, axial compression of piles, diagonal compression of low walls and cost analysis were evaluated. It was concluded that the premixed mortar offers an efficiency of 111.1% in terms of compressive strength as required by NTP 399.610. Efficiency in terms of resistance to axial compression of piles of 105.1% and shear of 110.8% in accordance with the requirements of RNE E070. It has a setting time of 514 min, also the premixed mortar has a unit weight of 2193.76 kg/m3, thus, the premixed mortar has a volume variation of 0.005% and in terms of the degree of absorption it has an index of 1,724 mm. The influence of the mortar on the costs lies in the savings in labor that it generates and the higher performance, being that the premixed mortar generates a 53.2% savings in labor and provides 50% more than the performance generated by the traditional mortar. This makes traditional 1:3 mortar 12% more expensive than pre-mixed mortar, 1:4 mortar is 10% more expensive, and 1:5 mortar is 8.5% more expensive.

A nivel mundial, la industria ha crecido enormemente en sus diferentes sectores, siendo la industria del plástico una de las que ha tenido un crecimiento considerable, entre otros, debido al desarrollo de diferentes tecnologías relacionadas con los diferentes procesos de fabricación, tales como: extrusión, inyección, soplado, moldeo por compresión, moldeo rotacional, los cuales permiten obtener diversos productos útiles para la sociedad. Sin embargo, la inadecuada gestión de residuos generados por estos productos ha incrementado la contaminación ambiental, principalmente en las grandes ciudades del mundo. Al mismo tiempo, como una alternativa de solución a este problema se viene investigando sobre la viabilidad de usar plásticos reciclados y madera recuperada para fabricar materiales compuestos con el propósito de aprovechar estos residuos, a la vez que se contribuye con el cuidado del ambiente. En este sentido, el objetivo del presente trabajo es el estudio del sinterizado de materiales compuestos obtenidos a partir de polietileno reciclado y madera capirona recuperada fabricados mediante moldeo por compresión. Este estudio cuenta con tres etapas. En primer lugar se realizó la caracterización de los constituyentes del material compuesto: madera capirona recuperada y polietileno de alta densidad reciclado, según las normas ASTM. En la segunda etapa, según el diseño experimental se fabricaron muestras para diferentes temperaturas de trabajo y tiempos de permanencia en el horno, manteniendo constante el tamaño de partícula (≤3.33 mm) y la proporción en volumen: 70% plástico y 30% madera; luego a partir de estas muestras se elaboraron probetas para someterlas a ensayos de flexión, con la finalidad de determinar los valores óptimos de dichos parámetros de sinterizado para la fabricación del material compuesto bajo las condiciones antes mencionadas. Como parte final de la segunda etapa se fabricaron muestras del material compuesto sinterizado utilizando la temperatura y el tiempo de permanencia obtenidos, para evaluar el proceso de sinterizado en función de la proporción en volumen y el tamaño de partícula. Finalmente en la tercera etapa se realizó la caracterización de las muestras ensayadas con los parámetros óptimos. Se ha realizado el estudio del proceso de sinterizado de materiales compuestos, a partir de polietileno reciclado y madera capirona recuperada mediante moldeo por compresión, habiéndose determinado que los parámetros de proceso más importantes son la temperatura de calentamiento del horno y el tiempo de permanencia en el mismo. A mayores temperaturas y tiempos en el horno el sinterizado se favorece y es limitado por la degradación de los materiales. Se puede reducir el tiempo de calentamiento incrementando la temperatura y viceversa. El material compuesto de polietileno de alta densidad reciclado y madera capirona recuperada con mejores propiedades mecánicas se obtiene con los siguientes parámetros: 70% de polietileno de alta densidad reciclado y 30% de madera capirona recuperada (% en volumen) de 1.9 mm a 3.3 mm de tamaño, a una temperatura de 175°C y 40 minutos de calentamiento en el horno, 10 minutos de tiempo de enfriamiento bajo una presión de 70 bar. Para estas condiciones, la resistencia a la flexión es 25 MPa y el modulo elástico en flexión es 1293 MPa, la densidad 0.91 g/cm3 y la absorción de agua es 2.2 %. / Tesis

En el procesamiento de compuestos de madera-plástico (WPC) mediante moldeo rotacional, puede ocurrir la descomposición térmica de la madera debido a las altas temperaturas del proceso. Sin embargo, puede evitarse controlando el pico de temperatura interna del aire (PIAT, por sus siglas en inglés). En esta perspectiva, el principal propósito de este trabajo es determinar cómo están relacionados el PIAT y las propiedades del WPC rotomoldeado entre sí. Para lograr esto, se procesaron varios materiales utilizando diferentes temperaturas de horno y tiempos de calentamiento. Como consecuencia, el PIAT alcanzó un valor específico durante el proceso en cada caso. Luego, se realizaron ensayos de caracterización para determinar las propiedades mecánicas y físicas de los materiales obtenidos. Finalmente, utilizando los resultados de las pruebas, se definió una relación entre el PIAT y esas propiedades. Los WPC rotomoldeados estaban compuestos por un 85% de polietileno de alta densidad reciclado (HDPER) y un 15% de partículas de madera de capirona (CWP), pero también se procesaron materiales compuestos por un 100% de HDPER. Los resultados muestran que se requiere un PIAT de 208 °C para que un WPC rotomoldeado se densifique completamente. Bajo esta condición, tiene propiedades óptimas y no sufre degradación térmica. En cuanto al material compuesto por un 100% de HDPER, se necesita un PIAT de 233 °C para alcanzar dicho estado. Además, utilizando la segunda derivada de los perfiles de temperatura interna del aire, también se identificaron el comienzo y el final de las seis fases del proceso de moldeo rotacional. / In the processing of wood-plastic composites (WPC) by rotational molding, thermal decomposition of wood can occur due to the high temperatures of the process. However, it can be avoided by controlling the peak internal air temperature (PIAT). In this perspective, the main purpose of this work is to determine how the PIAT and the properties of the rotomolded WPC are related to each other. To achieve this, several materials were processed using different oven temperatures and heating times. As a consequence, the PIAT reached a specific value during the process in each case. Then, characterization tests were carried out to determine mechanical and physical proprieties of the obtained materials. Finally, using the test results, a relationship between the PIAT and those properties was defined. The rotomolded WPC were made of 85% of recycled high-density polyethylene (HDPER) and 15% of capirona wood particles (CWP), but materials made of 100% of HDPER were also processed. Results show that a PIAT of 208 °C is required for a rotomolded WPC to be fully densified. Under this condition, it has optimal properties and it does not undergo thermal degradation. As for the material made of 100% of HDPER, a PIAT of 233 °C is necessary to reach such state. In addition, using the second derivative of the internal air temperature profiles, the beginning and end of the six phases of the rotational molding process were identified, too.

En este trabajo se realizó un estudio comparativo in vitro, en el que se comparó la dureza superficial Vickers y la resistencia a la tracción diametral de dos marcas comerciales de cementos de resina dual (RelyX, Variolink) y una resina fluida (Wave).

Ingeniero Civil / Se ha demostrado la factibilidad de producir pellet, partículas aglomeradas a partir de subproductos, tales como la escoria de alto horno y la ceniza volante, que actúan como fuentes de aluminosilicatos que se activan por medio de una solución alcalina, formada por silicato de sodio e hidróxido de sodio, mediante el uso del disco peletizador. Los pellets obtenidos en la presente investigación poseen un densidad real en estado saturado con superficie seca (dr sss) igual a 1892 kg/m3 y una densidad aparente suelta igual a 1019 kg/m3, junto con poseer un excelente comportamiento bajos las solicitaciones normales de compresión, desgaste y desintegración por sulfato. Asimismo se ha verificado su adecuada afinidad con el cemento hidráulico, presentando una reactividad potencial álcali-sílice muy por debajo del límite inferior estipulado por norma. El objetivo del estudio ha sido poner a prueba una metodología para generar árido liviano a partir de desechos de otras industrias que pueda reemplazar a la fracción de árido grueso en la dosificación de hormigones especiales, con la finalidad de introducir mejoras a los procesos constructivos, que redunden en la obtención de hormigones sustentables, ya que de esta manera se controlan los desechos contaminantes para el medio ambiente mediante su transformación (inertización), disminuyendo los problemas asociados con su manejo y su disposición, así como la posible contaminación del aire, o a nivel de subsuelo en aguas subterráneas debido a la eventual lixiviación de contaminantes pesados. Por otra parte se reduce la explotación de recurso natural que actualmente proviene de distintos depósitos, ya sea de lechos de ríos, canteras o pozos. También el uso de este árido liviano de síntesis geopolimérica en la dosificación de hormigón, permite disminuir las cargas propias, traduciéndose en diseños estructurales más eficientes. El estudio experimental contempló el estudio de distintas formulaciones, variando las proporciones de escoria de alto horno, ceniza volante y distintas composiciones de la solución alcalina activadora (NaOH y Na2SiO3), con el fin de obtener el pellet que cumpla con una densidad real (dr sss) menor a 2000 kg/m3 y que posea un buen comportamiento mecánico. A partir de la composición óptima se obtuvo el árido suficiente para la fabricación de hormigones de prueba. Finalmente para comparar el comportamiento relativo de este árido liviano, se realizaron hormigones de prueba variando la fracción gruesa: pellet experimental geopolimérico, árido de arcilla expandida y árido natural del río Maipo. Concluyendo con estas series de pruebas que el pellet geopolimérico en estudio, siendo la fracción gruesa capaz de formar un hormigón de densidad promedio igual a 1830 kg/m3, con un comportamiento mecánico superior al de la arcilla expandida en un 40 %, e inferior al árido natural en un 30 %.

Ingeniero Civil / El sector de la construcción en Chile es uno de los mayores contribuyentes en la economía y la generación de empleos del país. Por lo anterior, existe una gran cantidad de empresas pertenecientes al rubro, las que compiten por adjudicarse los diferentes proyectos que estén en el mercado. Para poder lograr lo anterior cada empresa debe presentar una propuesta tentadora, lo que se ve reflejado en márgenes de utilidad e imprevistos cada vez más pequeños. Para poder lograr obtener ganancias, cada empresa debe maximizar sus utilidades, utilizando diferentes herramientas. El Value Stream Mapping (VSM) es un técnica desarrollada bajo el amparo de la filosofía Lean, con el fin de apoyar las empresas manufactureras en el rediseño de sus procesos productivos. Sus positivos resultados en el área industrial la hace una herramienta atractiva de utilizar en otros rubros productivos. En el área de la construcción no ha tenido una mayor utilización, por lo que el propósito del presente estudio es tener un primer acercamiento de la aplicabilidad del VSM en procesos administrativos de la construcción. La metodología de investigación se ha basado en aplicar el VSM tres empresas constructoras en el proceso de adquisición de materiales. Las etapas que considera el VSM son cinco: definir el cliente, el valor y el proceso a estudiar; levantar el Estado Actual de la empresa; analizar el Estado Actual; creación del Estado Futuro, a partir de los resultados obtenidos en la etapa anterior; crear planes de implementación, con el fin de obtener los resultados propuestos. Las conclusiones del estudio indican, que la utilización del VSM es una técnica útil y aplicable en la construcción, logrando rediseñar el proceso de abastecimiento de materiales. Con los cambios propuestos se logran procesos más eficientes y consolidados en sus trabajos propuestos, reduciendo la cantidad de retrabajos, implementando sistemas pull y utilizando las tecnologías hoy existentes. No obstante la aplicación de VSM, no fue lograda en su estado más purista, debido al tipo de proceso que se estaba estudiando, dejando fuera elementos importantes del VSM, como lo es el takt time y la implantación de un flujo continuo.

Memoria para optar al título de Diseñador Industrial / Este proyecto, enmarcado como una investigación aplicada mediante el uso de prototipos y experimentación, consiste en el desarrollo de un proceso productivo que reduce los costos y tiempos asociados a la fabricación de objetos en materiales compuestos, en contextos donde haya un volumen de producción bajo al nivel de serie corta o incluso fabricación unitaria. Para lograr el objetivo se tomaron las características de las tecnologías CAD/CAM y se vincularon con la conformación de volúmenes en materiales compuestos, un rubro donde predominan los procesos manuales. Esta investigación está enmarcada bajo el Proyecto Protean, instancia que sirvió para probar el proceso desarrollado fabricando el carenado del vehículo híbrido Protean Ackiu, validándolo en la Carrera Solar Atacama 2016.

Ingeniera Civil Mecánica / Los medios granulares son de gran interés en el área de la ingeniería y la industria, siendo el segundo tipo de material más ampliamente trabajado después de los recursos hídricos. Es debido a este interés, sumado al interés científico, que dichos materiales han sido ampliamente estudiados en los últimos 160 años. El estudio de medios granulares comenzó con Hagen a mediados del siglo XIX. Posteriormente, se desarrollaron diversos estudios, tanto numéricos como experimentales, para conocer de mejor manera los fenómenos que ocurren en medios granulares. Estos fenómenos son, entre otros, el flujo convectivo, segregación y formación de atascos de material. Además, se han encontrado trabajos en que se conjugan vibración externa y flujo de salida, obteniéndose relaciones experimentales entre el flujo de salida y ciertas variables de oscilación. Sin embargo, estos estudios consideran una única forma de onda. En este trabajo de título se estudia un sistema que consta de un recipiente de tamaño y geometría invariables, con un orificio de salida en su cara inferior, llenado con un medio granular sometido a un régimen vibracional en dirección vertical. La geometría del recipiente se basa en los silos industriales, existiendo una disminución de sección hacia la parte inferior. Se estudia el comportamiento del medio granular según el régimen de vibraciones empleado, que es variado en su forma de onda, amplitud y frecuencia. Se mide tanto la cantidad de material que sale del recipiente, como los rangos de frecuencias en que ocurre salida de material. El diseño del recipiente es parcialmente realizado en un software CAD, para luego ser fabricado por medio de una impresora 3D. Los materiales granulares utilizados son dos, para efectos de contraste. Los resultados obtenidos comprenden las frecuencias de salida de material, encontradas por medio de barrido; y los tiempos y flujos másicos de vaciado tanto para la porción inferior del recipiente, como para tramos intermedios. Para esta última medición se calcula el flujo másico de salida, dependiente del volumen de cada tramo. Otro fenómeno observado y medido es el flujo convectivo al interior del recipiente, además del comportamiento de una esfera metálica en el material granular. En general, se logra observar los fenómenos conocidos por los antecedentes; obteniéndose relaciones entre los flujos de material y los parámetros de forma de onda, amplitud y frecuencia. Finalmente, se realizan algunas recomendaciones para futuros trabajos.

Ingeniero Civil / El uso del shotcrete se ha incrementado principalmente en obras mineras donde cumple una función primordial en el refuerzo de túneles. El aumento de la tecnología exige que este material se mantenga competente frente a los requerimientos de resistencia y ductilidad, para esto, el ensayo ASTM C1550-12 resulta conveniente al evaluar la capacidad de este material para absorber energía de deformación al encontrarse sometido a flexión. El ensayo consiste en inducir una carga puntual al centro de un disco de shotcrete que se encuentra apoyado en tres puntos simétricamente distribuidos en la base de éste, midiendo la fuerza y el desplazamiento en el centro. Producto de esto, se mide el área bajo la curva del gráfico carga desplazamiento, que representa la energía capaz de absorber el shotcrete como representación de su rigidez a la flexión. Esta investigación pretende realizar un modelo numérico en base a elementos finitos que reproduzca el ensayo ASTM C1550-12. De esta manera, el uso de un modelo de elementos finitos puede ser una herramienta de diseño alternativa o complementaria a los resultados experimentales. El modelo permitirá comparar la respuesta del shotcrete con diferentes refuerzos, evaluando la energía de deformación, el peak de carga, la pérdida de carga post-peak y la pendiente post-peak. Se confecciona un modelo de shotcrete sin refuerzo para obtener el módulo de elasticidad del material, posteriormente utilizado en los modelos de shotcrete reforzado con mallas geosintéticas y metálica. De forma complementaria, se confeccionan modelos para estudiar el efecto de la variación del módulo de elasticidad del shotcrete a refuerzo fijo, la importancia del espesor del refuerzo y la respuesta del sistema al variar el tipo de contacto entre el refuerzo y el shotcrete. Esto se resume en un total de 12 modelos. El modelo permite representar el comportamiento del shotcrete reforzado, con la limitación de no incluir el daño del refuerzo en el material compuesto. Sin embargo, esto no altera el comportamiento lineal de los materiales, rescatando parámetros relevantes para el diseño de este material, tales como el módulo de elasticidad y el peak de carga.