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Estudio de las propiedades mecánicas de materiales compuestos sinterizados fabricados mediante moldeo rotacional a partir de polietileno reciclado y madera capirona recuperadaMendez Zamora, Diego Alexander 15 June 2017 (has links)
La gran acumulación de desperdicios sólidos es un problema de carácter mundial y
nacional. El número de botaderos y rellenos sanitarios es cada vez mayor y el volumen
de los mismos aumenta considerablemente debido a la falta de proyectos para reciclar,
reutilizar y recuperar estos residuos. Gran parte de estos son residuos plásticos que no
han sido reutilizados y residuos de maderas provenientes de las mermas de diferentes
procesos industriales.
En respuesta a esta problemática, en la Pontificia Universidad Católica del Perú se viene
desarrollando un proyecto de investigación que propone la reutilización de estos
desperdicios en la fabricación de materiales compuestos de plástico y madera
empleando procesos de sinterizado mediante moldeo con y sin presión. En esta
perspectiva, se propone utilizar el moldeo por compresión y el moldeo rotacional como
métodos de fabricación para la producción de piezas de geometría compleja.
El objetivo de la presente tesis es estudiar las propiedades mecánicas de materiales
compuestos sinterizados sin presión, fabricados mediante moldeo rotacional a partir de
polietileno reciclado y madera capirona recuperada.
La metodología experimental de la presente tesis consistió en lo siguiente: En primer
lugar, se determinaron las propiedades de los constituyentes del material compuesto.
En segundo lugar, se fabricaron muestras cilíndricas del material compuesto, a partir de
diferentes proporciones de contenido en volumen de polietileno de alta densidad y
madera capirona. En tercer lugar, se fabricaron las probetas que se utilizaron para los
ensayos de tracción, flexión e impacto. Finalmente, se realizaron los ensayos de
tracción, flexión e impacto, así como ensayos de caracterización del material compuesto
tales como ensayo de densidad y absorción de agua. Todos estos procedimientos se
realizaron según las normas ASTM correspondientes.
Las mejores propiedades obtenidas se presentaron para 10% en volumen de partículas
de madera capirona y 25 minutos de tiempo de permanencia en el horno: 19 MPa de
resistencia a la tracción; 1147 MPa de módulo elástico en tracción; 21 MPa de
resistencia a la flexión; 742 MPa de módulo elástico en flexión; 0,53 J/cm2 de resistencia
al impacto; 0,4% de absorción de agua y 0,95 g/cm3 de densidad, en promedio. / Tesis
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Evaluación de una tubería a presión de acero de bajo carbono dañada por fuego, mediante la norma API 579-1/ASME FFS-1Véliz Mendoza, Leonardo César 14 May 2016 (has links)
A nivel mundial es común el uso de tuberías de acero de bajo carbono para contener o transportar diferentes fluidos a presión en el sector industrial. Estos componentes a presión no están libres de sufrir algún daño por fuego o calor radiante, los cuales causan paros inesperados y pérdidas económicas a las industrias, por ello realizar una evaluación de las aptitudes de servicio a los componentes que han sufrido daño por fuego da la posibilidad de evaluar si el componente puede seguir funcionando en las mismas condiciones de trabajo, diferentes o ser retirados de servicio.
El objetivo del presente trabajo es evaluar la integridad de una tubería de acero de bajo carbono que ha sido intencionalmente dañada por fuego en el laboratorio, mediante el estudio y aplicación de la metodología del API 579-1/ASME FFS-1, además del uso del grado de daño de Neubabuer para evaluar el daño microestructural, con la finalidad de mostrar de forma practica el uso de la metodología y determinar si la tubería puede continuar en servicio.
Con este fin, primero se preparó una tubería de acero de bajo carbono para someterla a diferentes temperaturas y tiempos de exposición al calor con la intención de ocasionar un daño por fuego. Luego, se siguió la metodología de forma experimental usando diferentes tipos de ensayos como inspección visual, ensayo de dureza y metalografía, en base a normas ASTM (American Society for Testing of Materials). Los resultados obtenidos fueron analizados para determinar qué cambios ocurrieron en la microestructura y propiedades mecánicas, después se determinó una nueva máxima presión admisible de trabajo en función a los resultados de las pruebas evaluadas de la tubería dañada por fuego, finalmente se corroboro con una prueba hidrostática en el laboratorio.
Esta tesis, proporciona de forma práctica el análisis de componentes a presión como tuberías que han sufrido daño por fuego. En base a la evaluación se puede concluir por ejemplo que la tubería analizada a pesar de estar dañada por fuego puede seguir operando con una nueva presión de operación de 817 psi (presión de diseño 1180 psi) y no es necesario repararla o reemplazarla. / Tesis
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Estudio de las propiedades mecánicas de nanomateriales de origen biológicoCavalié Orihuela, Fernando Pastor 15 March 2017 (has links)
En la presente tesis se obtuvo las propiedades elásticas del adhesivo de la seda víscida
producida por arañas de la especie Argiope Argentata. Las muestras de seda de esta
especie se obtuvieron a partir de ejemplares capturados en las cercanías a los pantanos
de Villa en el distrito de Chorrillos, estos ejemplares fueron criados en amplias cajas de
cartón y alimentados con gusanos tenebrio molitor, la seda con el adhesivo para
desarrollar los ensayos es obtenida de la tela tejida por la propia araña, debido a que
este adhesivo sólo es depositado en los hilos circunferenciales de la telaraña.
Para hallar el Módulo de Young o Módulo Elástico de este adhesivo, se realizaron
ensayos de nanoindentación con un Microscopio de Fuerza Atómica o AFM por sus siglas
en inglés. Al desarrollar este tipo de ensayo sobre un material blando como lo es un
adhesivo, se busca obtener la deflexión de la viga en voladizo, o cantiléver (inglés), del
AFM y la Fuerza de contacto entre el cantiléver y el adhesivo.
Obtenemos la Deflexión y la Fuerza de contacto para cada punto del ensayo de
nanoindentacion, entonces usamos el modelo de Hertz para superficies en contacto y
aproximamos la relación obtenida al modelo teórico, así hallamos el módulo de elasticidad
para cada punto del ensayo de nanoindentación sobre la muestra del adhesivo. Se
obtuvieron un total de 208 módulos elásticos sobre las dos muestras obtenidas con mejor
resolución del AFM.
Los resultados del módulo de elasticidad hallados se encuentran en su mayoría en el
rango de 20 y 100 KPa, adicionalmente y siguiendo el criterio de C. Dahlquist, tendríamos
que el adhesivo de esta especie de araña es un adhesivo con muy buenas propiedades
adherentes. No se encontró literatura sobre este procedimiento en otras especies de
arañas, por lo cual comparamos los datos obtenidos con literatura encontrada de
experimentos en adhesivos de insectos u otros sistemas biológicos. / Tesis
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Desarrollo de armazones (scaffolds) biodegradables procesados por microondas para su aplicación en ingeniería de tejidosTroncoso Heros, Omar Paúl 09 May 2011 (has links)
Se desarrolló un nuevo proceso para la fabricación de armazones ("scaffolds") porosos para su aplicación en Ingeniería de Tejidos mediante una técnica de calentamiento por microondas. El objetivo del trabajo es producir estos armazones usando polímeros naturales biodegradables y caracterizarlos según sus propiedades físicas y mecánicas para así explorar su potencial uso en ingeniería de tejidos. / Tesis
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Modelamiento numérico del comportamiento sísmico de viviendas de mamposteria con bloques de tierra comprimidaHerrera Villa, Jhomayra de los Ángeles 23 May 2018 (has links)
La mampostería con bloques de tierra comprimidos (BTC) es una técnica de
construcción económica que presenta mejores propiedades de resistencia y durabilidad
que el adobe, y gran potencial de industrialización de sus unidades. Sin embargo, existe
escasa información experimental y numérica del comportamiento sísmico de estructuras
con este tipo de mampostería. En un trabajo previo, se ha realizado la caracterización
experimental de mampostería con BTC con un tipo especial de bloque, que debido a su
forma puede no requerir juntas de mortero, lo cual agiliza el proceso constructivo. El
estudio también incluyó ensayos en una mesa vibratoria de un prototipo de vivienda a
escala real. En este trabajo se realiza el modelamiento numérico del comportamiento
sísmico del prototipo de vivienda ensayado, aplicando técnicas de macro-modelamiento.
La mampostería es representada como material homogéneo e isotrópico, y sus
propiedades elásticas e inelásticas son calibradas tomando en cuenta los resultados de la
campaña experimental previa y recomendaciones empíricas empleadas por otros autores.
En este proceso de calibración se realizan análisis de sensibilidad de las propiedades
inelásticas para evaluar su influencia en la capacidad de la estructura. También se realizan
análisis estáticos no lineales y análisis dinámicos en el modelo numérico; y los resultados
se comparan con los obtenidos en los ensayos sísmicos. Las comparaciones incluyen
curvas de capacidad, aceleraciones, desplazamientos, curvas de histéresis y patrones de
agrietamiento. Finalmente, se concluyó que el modelo numérico desarrollado empleando
el método de elementos finitos bajo el enfoque de macro-modelamiento tiene el potencial
de representar el comportamiento sísmico del prototipo; sin embargo, debido a
características propias del tipo de mampostería evaluado, la capacidad numérica es
ligeramente sobrestimada. Esta sobrestimación se acentúa cuando los muros
experimentan mecanismos de falla por deslizamiento; o cuando experimentan altas
solicitaciones fuera de su plano que generan un comportamiento altamente biaxial en los
muros. / Tesis
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Efecto de la variación de parámetros en la microestructura y propiedades mecánicas en la soldadura por fricción batido bajo alimentación continua de líquido refrigerante del aluminio aa5052-h32, y su comparación con el proceso de soldadura por fricción batido convencionalRodriguez Yengle, Franco Orestes 21 January 2019 (has links)
La soldadura por fricción batido es un proceso de soldadura en estado sólido ampliamente usado en la unión de una amplia gama de metales comúnmente difíciles de soldar por procesos convencionales, entre los que destaca el aluminio y sus aleaciones, por lo que se usa como una alternativa muy útil para obtener juntas sanas y con una resistencia superior al promedio por tales procesos convencionales. En los últimos años, han aparecido variaciones y mejoras del proceso de soldadura por fricción batido, entre los que destaca la soldadura por fricción batido bajo el agua o bajo alimentación continua de líquido refrigerante, procesos que mejoran aún más las características microestructurales y las propiedades mecánicas de las juntas de aluminio soldadas. En el presente trabajo se realizó la comparación, análisis de la microestructura y obtención de las propiedades mecánicas de juntas soldadas a tope de planchas de la aleación de aluminio AA5052-H32 de 3mm, mediante el proceso de fricción batido convencional y bajo alimentación continua de refrigerante. Se emplearon diversos parámetros de soldadura, como velocidad de rotación y avance, con el objetivo de obtener juntas sanas y sin defectos. Se evaluaron los cupones por inspección visual y examinación radiográfica y se seleccionaron los cupones con juntas sanas y sin defectos para realizar los ensayos. Se realizó microscopía óptica para comparar y analizar las regiones características de las zonas soldadas, así como ensayos de dureza y tracción a la sección de soldadura, para comparar y analizar ambos procesos realizados, así como con las propiedades del metal base. Se analizó también las superficies de fractura. Se obtuvieron juntas sanas y sin defectos a 1000 rpm y 100 mm/min empleando el proceso de soldadura por fricción batido convencional y a 1700 rpm y 80 mm/min en el proceso de soldadura bajo alimentación continua de líquido refrigerante. Se observó que el efecto de ésta última es reducir el crecimiento del tamaño de grano, lo cual resulta en una mejora de las propiedades mecánicas de la junta soldada comparada con el proceso de soldadura realizado por fricción batido convencional, obteniendo valores de resistencia a la tracción de 208.5 MPa en el caso de la soldadura por fricción batido convencional y de 217.3 MPa en la soldada bajo alimentación continua de líquido refrigerante, comparados con los 238.6 MPa en el metal base, lo que se refleja en una eficiencia del 87.4% y 91.1% respectivamente. Las probetas rompieron en el lado de retroceso (LR). Asimismo, se obtuvieron valores ligeramente mayores de dureza en la zona batida del cupón soldado bajo fricción batido con alimentación continua de líquido refrigerante y se confirmó que en la zona de menor dureza es en donde ocurre la fractura. Las superficies de fractura fueron examinadas y presentaron zonas características de fractura dúctil. / Tesis
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Desarrollo de matrices porosas de ácido poliláctico (pla) y polietilenglicol (peg) mediante impresión 3d, aditivadas con quitosano y ácido úsnico para evaluar su liberación controladaQuijano Rentería, José Jhonatan 12 February 2018 (has links)
Uno de los propósitos de la Ingeniería de Tejidos es reemplazar tanto a órganos como tejidos en el
cuerpo con materiales compatibles con el mismo. Destaca el uso de algunos materiales poliméricos,
biodegradables y biocompatibles, en el desarrollo de dispositivos que puedan transportar fármacos,
regenerar tejidos, sustituir funciones así como ofrecer aplicaciones y soluciones para problemas más
personalizados. Las matrices porosas poliméricas (Scaffolds) son sistemas de andamiaje temporales,
que buscan mejorar y poder dar tratamientos de regeneración más personalizados y de menor rechazo
que otros métodos convencionales. Entre los polímeros más utilizados en este campo de la ciencia se
tiene el ácido poliláctico (PLA), que es un termoplástico con propiedades adecuadas de
biocompatibilidad y biodegradación, de fácil procesamiento y modificación; otro polímero muy
usado es el polietilenglicol (PEG), debido a su afinidad biológica, a la proliferación de células y la no
degradación y degeneración de proteínas en presencia de este polímero.
El objetivo de este trabajo es desarrollar matrices porosas (scaffolds) fabricadas a partir de materiales
compuestos de ácido poliláctico (PLA) y polietilenglicol (PEG) mediante la técnica de modelado por
deposición fundida empleada en la impresión 3D, para luego aditivarlo con ácido úsnico y quitosano
y, por último, evaluar su liberación controlada en un medio determinado.
La metodología experimental utilizada para este fin fue la siguiente: inicialmente se fabricaron
filamentos de materiales compuestos de PLA/PEG con 0%, 5% y 10% de PEG en peso, en una
extrusora de doble husillo; luego se obtuvieron las matrices porosas mediante impresión 3D con
diferentes parámetros y porcentajes de relleno; seguidamente se realizó la aditivación del ácido úsnico
en las matrices porosas; asimismo, se recubrieron éstas con una película de quitosano, sumergiendo
la matriz polimérica en una solución al 1% de quitosano en ácido acético diluido, para luego evaluar
la liberación del fármaco en una solución tampón salina (buffer); los ensayos realizados para la
caracterización de las propiedades de las matrices poliméricas fueron: espectro infrarrojo de
transformada de Fourier (FTIR), calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TGA),
microscopía óptica (SEM) y degradación en un medio acuoso; siguiendo en la mayoría las
recomendaciones y procedimientos propuestos en las normas ASTM y trabajos de referencia
anteriores a los mismos.
Como resultado, se obtuvieron las curvas de liberación controlada del fármaco en una solución
tampón salina en función del tiempo, determinándose que la liberación del fármaco para porcentajes
de relleno de 50% y 80% aumenta a mayores porcentajes de PEG, al mismo tiempo que se evidencia
una menor velocidad de liberación en presencia de la película de quitosano. / Tesis
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Generación de patrones de interferencia utilizando sonoelastografía cuantitativa bajo el principio de holografíaArroyo Barboza, Johnny Junior 15 February 2018 (has links)
Por lo general, la presencia o aparición de ciertas enfermedades está relacionada a la variación de las propiedades mecánicas (en particular, elásticas) del tejido blando. Entre las técnicas de caracterización de estas propiedades se encuentra la Sonoelastografía Cuantitativa, la cual se ha venido desarrollando en el Laboratorio de Imágenes Médicas de la PUCP, y cuyo funcionamiento está basado en la aplicación de vibraciones mecánicas de baja frecuencia sobre el tejido, con la finalidad de analizar la forma de propagación de la excitación inducida y caracterizar de manera cuantitativa las propiedades mecánicas mostradas.
Inicialmente se emplearon dos técnicas sonoelastográficas: Sonoelastografía de Crawling Waves (CWS) y Holografía de Onda de Corte (SWH), las cuales fueron aplicadas sobre un maniquí homogéneo de 10 % de concentración de gelatina y sobre uno de 15% de concentración de gelatina, estimando la velocidad de onda de corte en ambos maniquíes, así como la desviación estándar.
A continuación se propone la Sonoelastografía por Holografía Digital (DHS), una técnica que presenta un esquema experimental sencillo, con menor instrumentación y por ende con potencial para aplicaciones in vivo, a diferencia de las dos técnicas previamente analizadas. Se diseña un algoritmo para la formación de patrones de interferencia, a partir de los cuales se estimó la velocidad de propagación y la desviación estándar de un maniquí de 10% de concentración de gelatina y otro de 15% de concentración.
Por último, se comparan los resultados obtenidos con las tres técnicas, usando al tiempo de vuelo para poder calcular un valor de velocidad de referencia. Para el caso del maniquí de 10% de concentración, el valor de referencia es de 2.0064 m/s, con CWS se obtuvo 2.0111 ± 0.0383 m/s, con SWH 1.9167 ± 0.0477 m/s y con DHS 2.1067 ± 0.0691 m/s. Por otro lado, para el maniquí de 15% de concentración se obtuvo un valor de referencia de 2.7916 m/s, con CWS se obtuvo 2.8170 ± 0.0565 m/s, con SWH 2.8560 ± 0.1600 m/s y con DHS 2.1449 ± 0.0957 m/s. Para cuantificar la precisión de la estimación se calculó el error relativo entre el resultado obtenido con la técnica propuesta DHS y valor de referencia en cada caso. De esta manera, el error fue de 4.99% en el caso del maniquí de 10% de concentración, mientras que en el maniquí de 15% fue de 23.16%.
En tal sentido, se concluye que la técnica realiza una adecuada estimación de velocidad de corte para maniquíes de baja concentración, pues a medida que la concentración aumenta el error en la estimación también lo hace. / Tesis
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Determinación de las Características y Propiedades de la Madera de Nogal Común (Juglans regia) en un Huerto Frutal, en la Comuna de Rancagua, ChileCortés Bustos, Sebastián Alejandro January 2008 (has links)
No description available.
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Análisis de la zona crítica de un perfil tubular de acero relleno con hormigón a compresiónHurtado Cathalifaud, Diego René January 2015 (has links)
Ingeniero Civil / Los CFTs (Concrete-filled steel tube), son elementos tubulares de acero rellenos de hormigón. Éstos suelen usarse como columnas en sistemas de marcos arriostrados y momento-resistentes. A través de investigaciones se ha logrado concluir que éstos presentan grandes ventajas constructivas y estructurales en términos de facilidad constructiva, economía y mejora en el comportamiento mecánico de estructuras.
Dentro de este trabajo de título se aborda este tema a través del análisis del comportamiento mecánico de la zona crítica en elementos CFTs sometidos a compresión axial pura mediante modelamiento en software de elementos finitos ANSYS. Se detalla el modelamiento llevado a cabo junto con las simplificaciones y supuestos considerados y se realiza un análisis de los parámetros que constituyen los modelos de los materiales acero y hormigón tales como el módulo tangente del acero, la cohesión, ángulo de fricción interna y dilatancia en el hormigón, además de la fricción entre ambos materiales e imperfección inicial del tubo de acero. Intentando reproducir registros de especímenes ensayados por Schneider (1998) se calibran los parámetros de los distintos modelos geométricos realizados y con los resultados de modelos se encuentran relaciones de tensión y deformación entre el acero y el hormigón y entre el segmento plástico y el resto de la columna. El modelo calibrado entrega resultados similares a los obtenidos experimentalmente y permite analizar por separado la respuesta del acero y hormigón y la interacción entre éstos durante el proceso carga axial. Además se encuentran tendencias entre los parámetros del modelo del acero en función del confinamiento otorgado por el tubo de acero.
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