Maestría en Ingeniería - Materiales y Procesos

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Desarrollo de nanofluidos basados en nanopartículas magnéticas obtenidas de arenas negras
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-06-05) Soto Calle, Gloria María; Rojas Reyes, Néstor Ricardo; Álvarez Gil, Laura Carolina; ; ; Soto Calle. Gloria María [0009000741752208]; Rojas Reyes, Nestor Ricardo [000000021644471X]; Álvarez Gil, Laura Carolina [0000000182196366]; ; Grupo de Promoción E Investigación en Mecánica Aplicada Gpima
El desarrollo de sistemas energéticos sostenibles constituye un reto prioritario para reducir los impactos ambientales asociados a la producción y el consumo de energía. En este contexto, la energía solar térmica se posiciona como una alternativa renovable relevante; sin embargo, su desempeño se ve condicionado por la eficiencia en la captación y transferencia de calor. En los últimos años, el uso de nanofluidos ha emergido como una estrategia para mejorar dichas propiedades, particularmente mediante la incorporación de nanopartículas magnéticas, que aportan ventajas térmicas que pueden ser mejoradas bajo la aplicación de campos magnéticos. Paralelamente, la minería aluvial de oro genera grandes volúmenes de residuos conocidos como arenas negras, ricas en óxidos de hierro como la magnetita, que actualmente no son aprovechados. La valorización de estos residuos como materia prima para la obtención de nanopartículas magnéticas representa una oportunidad tanto tecnológica como ambiental. En este trabajo se desarrollaron nanofluidos magnéticos a partir de nanopartículas obtenidas de arenas negras provenientes del municipio de El Bagre (Antioquia, Colombia), mediante la aplicación de técnicas top-down de reducción de tamaño. Inicialmente, las arenas negras fueron sometidas a procesos de separación magnética, molienda mecánica y tamizado, obteniéndose un concentrado con alto contenido de hierro y propiedades magnéticas. Posteriormente, se evaluaron tres técnicas de reducción de tamaño: homogenización de alta presión, ablación láser en líquidos y molienda de alta energía, con el propósito de comparar su capacidad de producir nanopartículas con propiedades magnéticas El análisis de los resultaros evidenció que la ablación láser en líquidos permite la obtención de nanopartículas en el rango nanométrico, con adecuada estabilidad coloidal. No obstante, las cantidades producidas fueron insuficientes para su implementación en aplicaciones a mayor escala y para llevar a cabo una caracterización detallada de sus propiedades físicas, funcionales y magnéticas. Por su parte, la molienda de alta energía bajo atmósfera inerte favoreció la conservación de las propiedades magnéticas del material. La homogenización de alta presión resultó apropiada como etapa de acondicionamiento y dispersión, aunque limitada para alcanzar directamente la escala nanométrica. Los nanofluidos formulados con agentes estabilizantes presentaron elevada estabilidad, corroborada mediante seguimiento visual, mediciones de potencial zeta y análisis por dispersión dinámica de luz (DLS), además de un comportamiento reológico estable, con valores de viscosidad cercanos a los del fluido base. En conjunto, los resultados evidencian la viabilidad técnica del aprovechamiento de arenas negras como fuente alternativa para la síntesis de nanopartículas magnéticas y su incorporación en nanofluidos. Este enfoque contribuye al desarrollo de soluciones sostenibles en procesos de generación y transporte de calor, así como a la valorización de residuos mineros mediante su transformación en materiales con potencial de aplicación tecnológica. (Texto tomado de la fuente)
Efecto del refinamiento de tamaño de partícula del metacaolín sobre la microestructura de la ITZ formada en concretos preparados con LC3
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Carmona Ramírez, Julián David; Tobón, Jorge Iván; Carmona-Ramírez, Julián David [0002107897]; Tobón, Jorge Iván [0000257737]; Carmona-Ramírez, Julián David [0Ow9yUQAAAAJ&hl]; Tobón, Jorge Iván [Mf9l4u4AAAAJ&hl]; Carmona-Ramírez, Julián David [0009000668802319]; Tobón, Jorge Iván [0000000214511309]; Grupo del Cemento y Materiales de Construcción
En la búsqueda de la carbono-neutralidad se plantea la reducción progresiva del contenido de clínker, lo cual introduce cambios microestructurales que afectan el desempeño del concreto. Los cementos LC3, que incorporan caliza (LS) y metacaolín (MK), constituyen una alternativa prometedora para disminuir la cantidad de clínker sin comprometer, e incluso mejorar, las prestaciones mecánicas del material, razón por la cual su estudio microestructural es objeto de interés. Reconociendo la zona de transición interfacial (ITZ) alrededor del agregado grueso como la región crítica para el análisis microestructural del concreto y, en consecuencia, tal vez la zona más importante para entender su desempeño mecánico, en este trabajo se estudió la ITZ en concretos preparados con LC3 mediante el análisis de los efectos del refinamiento del tamaño de partícula de MK sobre su porosidad, espesor, composición de hidratos y capacidad de adherencia a cortante (CA), así como su incidencia sobre la resistencia a compresión global del concreto (RC). Se prepararon mezclas LC3 con refinamiento del tamaño de partícula del MK como tratamiento principal y reducción del tamaño de LS como factor sinérgico, observándose incrementos tanto en CA como en RC de manera correspondiente. Para entender la correlación se realizaron ensayos de microcalorimetría isotérmica, DRX y TGA en pastas, y ensayos de densidad y absorción, así como análisis SEM-BSE y EDS alrededor del agregado grueso en concretos, acompañados de procesamiento mediante análisis de imagen. Los resultados experimentales, junto con criterios de fractura basados en energía (modo I y II), permitieron establecer que el incremento en la CA fue generado principalmente por la reducción del espesor de la ITZ como consecuencia de un aumento en la cantidad de C-(A)-S-H en esta región, atribuido a los tratamientos a través del mecanismo de formación de la ITZ (particularmente a efectos de muro y migración de especies iónicas). Por su parte, el incremento en la RC se vinculó al refinamiento de poros tanto dentro como fuera de la ITZ como consecuencia de los tratamientos. No obstante, dado el carácter de la ITZ como la región con mayor concentración de defectos críticos para la propagación de fractura, fue posible relacionar el aumento de la RC con el incremento en la CA mediante una expresión matemática basada en las ecuaciones que gobiernan ambas propiedades, permitiendo atribuir el aumento de la RC al fortalecimiento de la ITZ. Los resultados obtenidos en este estudio bajo el marco de concretos LC3 permitieron, además, realizar un análisis comparativo de las características de su ITZ con aquella resultante en concretos OPC, constituyendo un aporte significativo a la comprensión microestructural de las mezclas elaboradas con dicho cemento bajo en carbono. (texto tomado de la fuente)
Efecto de los parámetros del proceso constructivo sobre la durabilidad de concretos impresos en 3D (3DPC)
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-01-30) Taborda Llano, Isabella; Hoyos Montilla, Ary Alain; Tobón, Jorge Iván; Taborda Llano, Isabella [0001768520]; Hoyos Montilla, Ary Alain [0001419327]; Tobón, Jorge Iván [0000257737]; Isabella Taborda Llano [Xx0CmhwAAAAJ&hl]; Ary Alain Hoyos Montilla [KrQOQtYAAAAJ&hl]; Jorge Iván Tobón [Mf9l4u4AAAAJ&hl]; Taborda Llano, Isabella [000000034509949X]; Ary Alain Hoyos Montilla [0000000151157233]; Jorge I. Tobón [0000000214511309]; Isabella Taborda Llano [Isabella-Taborda-Llano]; Ary Alain Hoyos Montilla [Ary-Hoyos-Montilla]; Jorge Iván Tobón [Jorge-Tobon-4]; Grupo del Cemento y Materiales de Construcción; Taborda Llano, Isabella [57902711600]; Hoyos Montilla, Ary Alain [57195773567]; Tobón, Jorge Iván [26650262800]
La construcción impresa en 3D ha experimentado un crecimiento exponencial en la última década, acompañado de un ritmo acelerado de publicaciones científicas. La durabilidad de los concretos impresos en 3D (3DPC) ha cobrado especial relevancia en los últimos años, pues su anisotropía — Interlayer producto de su naturaleza básica de impresión capa tras capa — actúa como una junta fría que se manifiesta a escalas macro, meso y microestructural. Los Parámetros del Proceso Constructivo (PPC) son variables indispensables para la correcta impresión, la mayoría de ellos interdependientes entre sí, lo que complejiza su análisis, la importancia de su optimización y su efecto sobre la durabilidad es un campo poco abordado. La presente investigación tuvo por objetivo la evaluación del efecto de los PCC sobre durabilidad de los 3DPC, por medio de la evaluación de su desempeño mecánico (flexión y compresión) y su resistencia frente a mecanismos de degradación claves como la carbonatación y el ataque por sulfatos. Estudio que fue complementado con la evaluación de la resistencia a la penetración de fluidos y iones (absorción capilar de agua y resistividad eléctrica) y un análisis de la microestructura y morfología de poros (Porosimetría por intrusión de mercurio (PIM), microtomografía computarizada de rayos X (µXCT) y análisis SEM y BSE/EDS. Los resultados revelaron que la optimización de los PPC no solo incrementa su desempeño mecánico y durabilidad, sino que también puede superar el desempeño de los concretos moldeados convencionalmente, demostrando así una relación intrínseca entre el control de los procesos y el elemento constructivo final. (Texto tomado de la fuente)
Influencia de la composición química de la adición cálcica en la activación alcalina de arcillas de bajo grado
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-01-09) Cabrera Poloche, Francisco Dario; Tobón, Jorge Iván; Hoyos Montilla, Ary Alain; Cabrera Poloche, Francisco Dario [0001746241]; Tobón, Jorge Iván [0000257737]; Hoyos Montilla, Ary Alain [0001419327]; Cabrera Poloche, Francisco Dario [0009000140465035]; Tobón, Jorge Iván [0000000214511309]; Hoyos Montilla, Ary Alain [0000000151157233]; Grupo del Cemento y Materiales de Construcción; Cabrera Poloche, Francisco Dario [57218397948]; Tobón, Jorge Iván [26650262800]; Hoyos Montilla, Ary Alain [57195773567]
Dentro de las estrategias para reducir el impacto ambiental asociado a la producción de cemento Portland ordinario (OPC), los materiales activados alcalinamente (AAM) han demostrado ser una alternativa viable, al ofrecer reducciones potenciales de hasta un 70% en las emisiones de CO2 y un desempeño mecánico y de durabilidad comparable o superior. Tradicionalmente, su fabricación se ha basado en residuos industriales como escorias de alto horno y cenizas volantes; sin embargo, su heterogeneidad y limitada disponibilidad han impulsado la búsqueda de precursores más homogéneos y abundantes. En este contexto, las arcillas caoliníticas calcinadas han cobrado relevancia por su contenido reactivo en sílice y alúmina, aunque los depósitos de caolín puro son escasos y costosos frente a otros depósitos arcillosos como los de bajo grado. Por ello, las arcillas de bajo grado caolinítico (< 40% caolinita) emergen como una alternativa estratégica, pese a su variabilidad mineralógica (impurezas) donde se destaca la presencia de carbonatos, como la calcita (CaCO3), que pueden modificar la respuesta cementante. Se ha encontrado que la presencia de calcio durante la activación térmica de la arcilla o durante la activación alcalina de las pastas cementantes modifica la microestructura de la matriz cementante, así como los geles cementantes que se forman durante este proceso [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7]; por lo que es importante conocer la composición química del calcio presente en el precursor (CaCO3, CaO cristalino, CaO amorfo, etc.), así como el momento en el cual está presente el calcio en el sistema: 1) antes de la activación térmica, es decir, calcinación conjunta con la arcilla; 2) durante la activación alcalina de las pastas cementantes, es decir, adicionada luego de la calcinación individual de la arcilla (como en algunas de las investigaciones citadas). De acuerdo con esto, en este trabajo se evaluó la influencia que tiene la composición química de la adición cálcica (CaCO3 de la caliza y Ca(OH)2 de la cal) sobre la mineralogía, el desempeño mecánico (resistencia a compresión) y la durabilidad (carbonatación) en la activación alcalina de arcillas de bajo grado caolinítico, para la obtención de pastas cementantes activadas alcalinamente (AAC). También se estudió el efecto de su momento de incorporación (antes y después de la calcinación de la arcilla), el contenido de calcio y los geles cementantes formados responsables del desempeño mecánico y de la durabilidad. Mediante una metodología basada en el control de relaciones molares y el uso de técnicas de caracterización convencionales como DRX, DTG, FTIR y SEM-EDS, se identificaron fases mineralógicas que afectaron el desarrollo de la resistencia mecánica y la durabilidad; así como la presencia de dos geles cementantes principales: (C,N)-A-S-H (cuya estructura predominante es bidimensional) y (N,C)-A-S-H (cuya estructura predominante es tridimensional). Además, la estabilidad de estos geles dependió fuertemente del contenido de calcio y del grado de carbonatación. Los resultados demostraron que la calcinación conjunta con hidróxido de calcio favoreció la reactividad de las harinas (polvo obtenido tras la calcinación conjunta de arcilla y cal), la formación de geles más estables y la reducción de la carbonatación, obteniéndose el mejor desempeño para una relación Ca/Si teórica de 0.9 (21.5% de fuente de calcio). Se determinó además un umbral máximo de carbonatos cristalinos (≈ 25.7%), por encima del cual la microestructura pierde cohesión y disminuyen la resistencia y la durabilidad. Este rendimiento en las pastas de Ca/Si 0.9 fue explicado por la mayor cantidad de amorfos (geles cementantes) formados, efecto “tapón” por carbonatos adecuado (debajo del umbral máximo encontrado) y la estabilidad de geles frente a la carbonatación (control de alcalinidad y baja tasa de carbonatación), exhibiendo un equilibrio entre el calcio disponible y la capacidad de gel para incorporarlo En cuanto al momento de incorporación, la calcinación conjunta de la arcilla con la fuente de calcio (“antes”) permitió una integración más uniforme del calcio a la matriz aluminosilicatada, generando microestructuras más densas, mayor resistencia y una evolución más lenta del frente carbonatado. De manera que, en conjunto, esta investigación evidencia que el tipo de fuente de calcio, su porcentaje y el momento de incorporación controlan de manera decisiva la formación y estabilidad de los geles cementantes, permitiendo optimizar el comportamiento de las pastas AAC en condiciones reales y severas de exposición de CO2 (0.04% y 1% respectivamente). (Texto tomado de la fuente)
Desarrollo de agentes anticorrosivos de base nanotecnológica para pozos inyectores de agua en el sector petrolero
(Universidad Nacional de Colombia, 2026) Quintero Correa, Juan Diego; Cortés Correa, Farid Bernardo; Franco Ariza, Camilo Andrés; ; ; Cortés, Farid B., [0000000312073859]; ; Fenómenos de Superficie Michael Polanyi
La corrosión es un problema recurrente en las industrias del petróleo y el gas. La aplicación de recubrimientos ha demostrado prevenir la corrosión de tuberías y reducir los costos de mantenimiento. En este estudio se evalúa un recubrimiento alquídico-uretánico basado en aceite de ricino con la adición de alúmina (Al₂O₃), puntos cuánticos de carbono (CQDs) y nanopartículas de sílice (SiO₂) como agentes anticorrosivos en tuberías de pozos de inyección. El uso de esta resina bio basada combinada con nanopartículas representa un enfoque sostenible e innovador. Se emplearon técnicas de polarización potenciodinámica (ASTM 59-97) con y sin CO₂, espectroscopía de impedancia electroquímica y pruebas de niebla salina para evaluar el efecto de los nanomateriales. Las propiedades reológicas se determinaron mediante reología estacionaria y dinámica, y la microestructura se analizó por microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados de polarización mostraron que los recubrimientos con nanopartículas aumentaron el potencial y redujeron la tasa de corrosión. El recubrimiento con 100 mg/L de CQDs presentó el mejor desempeño, con una eficiencia de inhibición del 99,9%. En contraste, el recubrimiento con Al₂O₃ mostró mayor resistencia a la corrosión a lo largo del tiempo en pruebas de niebla salina e impedancia. La resina exhibió un comportamiento newtoniano con una viscosidad de 150 cP a 25 °C y un comportamiento viscoelástico con G’’ > G’. Los resultados de SEM confirmaron la incorporación de nanopartículas y modificaciones estructurales. En conjunto, los recubrimientos con nanomateriales basados en aceite de ricino se perfilan como alternativas sostenibles para prevenir la corrosión en pozos de inyección y otras aplicaciones industriales. (Texto tomado de la fuente)
Síntesis y estudio reológico de solventes eutécticos profundos base cafeína comercial y cafeína obtenida a partir de residuos del proceso de beneficio del café
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Torres Perdomo, Manuel Felipe; Ocampo Carmona, Luz Marina; Yazmin Yaneth Agámez Pertuz; Torres Perdomo, Manuel Felipe [0002111955]; Torres Perdomo, Manuel Felipe [0Dl2ybUAAAAJ]; Ocampo Carmona, Luz Marina [CstKefwAAAAJ]; Agamez Pertuz Yazmin [BkODpiEAAAAJ]; Torres Perdomo, Manuel Felipe [0000000282667989]; Ocampo Carmona, Luz Marina [0000000281171391]; Agamez Pertuz Yazmin Yaneth [0000000333264603]; Torres Perdomo, Manuel Felipe [Manuel-Torres-Perdomo]; Ocampo Carmona, Luz Marina [Luz-Ocampo-Carmona]; Agamez Pertuz Yazmin [Yazmin-Agamez-Pertuz]; Ciencia y Tecnología de Materiales; Torres Perdomo, Manuel Felipe [59733753400]; Ocampo Carmona, Luz Marina [36559979700]; Agamez Pertuz Yazmin [36141590300]
En este trabajo se sintetizaron y caracterizaron solventes eutécticos profundos (DES) utilizando clorhidrato de cafeína (CafCl) obtenido tanto de fuentes comerciales como de residuos del beneficio del café. Se formularon sistemas binarios con tres haluros metálicos (FeCl3, ZnCl2 y CuCl2) como aceptores de enlaces de hidrógeno (HBA) y tres compuestos polihidroxilados (etilenglicol (ETG), glicerol (GLI) y polietilenglicol (PEG)) como donadores (HBD), en diferentes relaciones molares. Se evaluaron propiedades como viscosidad, densidad y temperatura de transición vítrea (Tg), encontrándose que el HBD ejerce la mayor influencia: viscosidad y densidad en el orden PEG
Efecto de la nanosilice en retracción por secado en pastas de cemento blanco
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-11-11) Quiros, Jhon Antonio; Tobón, Jorge Iván; Gaviria, Ximena; Tobón, Jorge [0000000214511309]
Una de las características de los cementos blancos, adicional a la ausencia de hierro, es su alto tenor en alúmina, confiriéndole una alta tasa de hidratación y liberación de calor con la aparición de las retracciones por secado causando en sus aplicaciones fisuras y grietas. En este trabajo se evaluó el efecto de la nanosílice en las retracciones por secado según su tamaño y área superficial específica, para lo cual se siguió la siguiente metodología • Caracterización de la materia prima: mediante DRX se revisa que no haya presencia de hidróxido de calcio para descartar su rehidratación del cemento, además se debe verificar que no haya la presencia de celita ortorrómbica y mayenite que aumentan la tasa de hidratación del cemento por encima de sus condiciones normales, posiblemente distorsionando los resultados de nucleación. La parte experimental se realizó teniendo en cuenta cada una de las propiedades de la nanosílice y objetivos específicos. • Efecto puzolánico, el cual está relacionado con el primer objetivo y para su verificación se siguió la norma ASTM 311 y la incidencia de este efecto sobre las retracciones por secado se verifico mediante la norma ASTM C 596, midiendo la estabilidad en volumen de barras de cemento adicionadas con nanosílice y sumergidas en agua. A las muestras de cemento blanco se les adicionó aerosil 200, (200 m2/g área superficial especifica y 12 nm tamaño) y sílica fume (20 m2/g de área superficial especifica, 100 nm de tamaño) en proporciones de 2%y 4% en peso. Con ambas nanosílice se observó una disminución en las retracciones y un aumento en las resistencias con relación a la muestra referencia, pero se tuvo una mayor disminución en las retracciones e incremento en las resistencias, con el aerosil 200 por su menor tamaño y mayor área superficial, lo cual le confiere una mayor actividad química. Es de anotar que un aumento de 2% a 4% de sílica fume, el efecto de atenuación de las retracciones y aumento en las resistencias es mayor por el aumento en la generación de centros de nucleación que incrementan la tasa de hidratación del cemento. • Efecto de refinación: para verificar el efecto filler de la nanosílice asociado al segundo objetivo, se utilizó la norma UNE 83962 basada en el método de Fagerlun para medir succión capilar de agua en hormigones, fenómeno que está directamente relacionado con la porosidad Efectiva (Є) que a su vez se puede relacionar con las retracciones por secado y las resistencias. Se observó que al disminuir la porosidad efectiva por acción de las nanosílice se atenúan las retracciones por secado y se aumentan las resistencias a compresión, siendo mayor la capacidad de refinación de poros del aerosil por su menor tamaño y mayor área superficial especifica. También se evidenció que al aumentar el porcentaje de participación de cada una de la nanosílice se redujo aún más la porosidad efectiva con una disminución adicional en la Retracciones y aumento en las resistencias a compresión. • Efecto de nucleación: para verificar este efecto, que está asociado al tercer objetivo, se utilizó la norma ASTM C 1702, ensayo de microcalorimetría isotérmica, para lo cual se prepararon pastas de cemento con adición de 2%,4% Nyasil (285 m2/g de área superficial especifica, 80 nm de tamaño) y sílica fume, mediante el monitoreo de la energía acumulada total de cada una de las muestras, comparándolas con la referencia se evidenció que todas las muestras presentan una mayor energía acumulada que la referencia, a razón de que las nanosílice adicionadas crean centros de nucleación que aceleran la cinética de hidratación, siendo la de mayor energía acumulada la muestra con 4% de Nyasil por la creación de mayor centros de aceleración de la hidratación. Los efectos de la nanosílice sobre la hidratación del cemento se pueden evaluar desde su tamaño y área superficial específica, y más concretamente desde su energía superficial y actividad química. (Texto tomado de la fuente)
Aplicación de pretratamientos enzimáticos y de ultrasonido en la extracción de cafeína con CO2 supercrítico en pulpa de café
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-11-20) Torres De La Ossa, Juan Diego; Cadena Chamorro, Edith Marleny; Ocampo Carmona, Luz Marina; Torres-de-la-Ossa, Juan Diego [0000000275270473]; Cadena Ch., Edith M. [0000000271432009]; Ocampo Carmona, Luz Marian [0000000281171391]; Ciencia y Tecnología de Materiales; Biofibras y Derivados Vegetales
La pulpa de café, que representa alrededor del 40 % del peso del fruto, constituye un subproducto abundante del beneficio que, al no ser tratado, genera problemas ambientales. Su composición lignocelulósica y el contenido de metabolitos bioactivos le confieren un alto potencial de valorización. El objetivo de este trabajo fue evaluar procesos enzimáticos hidrolíticos y su integración con tecnologías físicas y verdes de extracción, orientados a la recuperación de cafeína a partir de residuos del café y al aprovechamiento de los residuos resultantes. Se aplicaron tratamientos enzimáticos con Cellic CTeC y Viscozyme, así como la combinación con ultrasonido y extracción con CO₂ supercrítico, complementados con análisis de superficie de respuesta y caracterización composicional. Los resultados mostraron que la hidrólisis enzimática incrementó la liberación de azúcares, mientras que Cellic CTeC promovió mayor liberación de cafeína. El pretratamiento de ultrasonido no evidenció sinergia. La integración del tratamiento enzimático con CO₂ supercrítico mejoró la accesibilidad al alcaloide, con condiciones óptimas estimadas en 70,1 °C, 190 bar y 12,5 U/g. La caracterización lignocelulósica del residuo reveló un aumento en celulosa y hemicelulosa y una reducción de cenizas, favoreciendo su aprovechamiento en bioconversión. En conclusión, los resultados confirman que la valorización de la pulpa de café mediante estrategias integradas de hidrólisis enzimática y extracción verde es técnicamente viable y se alinea con un enfoque de biorefinería orientado a la recuperación de compuestos de interés y a la generación de residuos con valor agregado.. (Texto tomado de la fuente)
Development of a NiOxHy/chitosan-MWCNTs modified screen-printed electrode for dual detection of glucose and insulin
(Universidad Nacional de Colombia, 2026-02-03) Santacruz Zambrano, Solvey Isleny; Estupiñan Durán, Hugo Armando; ESTUPIÑAN DURAN, HUGO ARMANDO [0000000296073364]; Grupo de Investigación en Biosuperficies
The development of advanced electrochemical sensors depends on the rational design and optimization of functional materials with high electrocatalytic activity, stability, and sensitivity. This thesis reports the synthesis, integration, and electrochemical evaluation of a non enzymatic sensing platform based on nickel oxyhydroxide-decorated multi-walled carbon nanotubes (NiOxHy@MWCNTs) dispersed in a chitosan matrix and deposited onto gold screen printed electrodes (SPEs) for the separate detection of glucose and insulin. The NiOxHy @MWCNTs composite was synthesized via hydrothermal treatment using nickel nitrate hexahydrate as the precursor and characterized by Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive spectroscopy (EDS) to confirm its structural, morphological, and elemental properties. Electrochemical characterization using cyclic voltammetry (CV), linear sweep voltammetry (LSV), chronoamperometry, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) revealed that SPEs modified with the 2 mM hydrothermal powder exhibited the most favorable interfacial properties: the lar gest electroactive surface area (Randles–Ševčík analysis), highest double layer capacitance (Cdl), and lowest charge-transfer resistance (Rct). These attributes translated into superior analytical performance for both glucose and insulin detection. Compared with unmodified SPEs, the modified electrodes displayed enhanced current responses and well defined redox features for both analytes, confirming the role of the NiOxHy@MWCNTs–chitosan composite in improving electron transfer and catalytic activity. Overall, these findings demonstrate the potential of the optimized 2 mM NiOxHy@MWCNTs chitosan/SPE platform as a cost-effective and versatile sensing material for targeted analyte detection, contributing to the advancement of next-generation electrochemical sensor technologies with applications in miniaturized and point-of-care diagnostic devices.
Desarrollo de andamios de PMMA/YSZ obtenidos por manufactura aditiva biomiméticos a cartílago nativo
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-12-11) Estrada Guerrero, Hernan Stiven; Estupiñan Durán, Hugo Armando ; Estrada Guerrero, Hernan Stiven [0009000777168097]; Estupiñam Durán, Hugo Armando [0000000296073364]; Grupo de Investigación en Biosuperficies
Las articulaciones son estructuras biomecánicas clave del cuerpo humano, pero también altamente vulnerables a lesiones. Entre lo que lo compone, el cartílago articular (CA) destaca por sus propiedades viscoelásticas, que permiten distribuir de manera uniforme las cargas y garantizar una fricción reducida. No obstante, múltiples factores de riesgo aumentan la susceptibilidad a lesiones. Debido a su naturaleza avascular e inervada, el CA tiene capacidad de autorreparación limitada, lo que ha impulsado numerosas investigaciones sin que aún se disponga de una solución definitiva. Ante esto, se desarrolló una biotinta tipo hidrogel compuesto por Polimetilmetacrilato (PMMA), Poli(etilenglicol)Dimetacrilato (PEGDMA) y componentes bioactivos, la cual se imprimió mediante Manufactura Aditiva (MA) sobre un sustrato biocerámico. La metodología incluyó caracterización fisicoquímica, mecánica y tribológica. El biomaterial alcanzó un hinchamiento del 16% a 30 minutos de reticulación, valor cercano al CA porcino. En degradación, el PMMA mantuvo estabilidad, mientras que el PEGDMA mostró vulnerabilidad por hidrólisis en condiciones experimentales inflamatorias. La incorporación de los componentes sulfatados bioactivos mantuvo el Coeficiente de Fricción (COF) entre 0,085 y 0,111 con cargas de 0,5 y 1 kg, a diferencia de los andamios sin sulfatos. A nivel mecánico, el AFM evidenció que bajas concentraciones de sulfatos redujeron el módulo elástico (0,39 GPa) y aumentaron la deformación, mientras que altas concentraciones lo reforzaron (6,57 GPa), con rigidez y adhesión próximas al CA porcino (440 GPa). En conjunto, se consolidó un material bioinspirado con propiedades fisicoquímicas, de fricción y mecánicas comparables al CA nativo, lo que respalda su potencial como material biomimético a CA nativo. (Texto tomado de la fuente)
Effect of spraying parameters on the microstructure of a nickel aluminide coating applied by Atmospheric Plasma Spray on a nickel-base alloy substrate
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-12-01) Puche Ojeda, Carlos Daniel; Toro, Alejandro; Puche Ojeda, Carlos [0009000748748949}; Toro, Alejandro [0000000255895820]; Grupo de Tribología y Superficies
El presente trabajo evaluó la fabricación de recubrimientos Ni5wt%Al por proyección térmica mediante un diseño de experimentos en el cual se varió la composición de gases y la distancia de aspersión. Se midio el espesor, la rugosidad, la porosidad y las fases presentes. Para garantizar la repetibilidad del experimento se realizaron tres réplicas para las condiciones formuladas. Los recubrimientos fueron depositados mediante la técnica APS haciendo uso de una pistola SimplexPro sobre muestras de Inconel 625. El análisis de la microestructura de los recubrimientos fue llevado a cabo mediante técnicas de microscopía y Difracción de Rayos X, con las cuales se observó la aparición óxidos en los recubrimientos. La cantidad de defectos de la sección transversal de los recubrimientos fue evaluada mediante un tratamiento digital de imágenes. Se observó que la mejor condición presentó un porcentaje de porosidad de 2,2 ± 0,4% y fracción de óxidos de 5,2 ± 0,9%. Los resultados obtenidos mostraron diferencias en las respuestas de espesor, porosidad y rugosidad, se evaluó la resistencia adhesivo-cohesiva mediante la norma ASTMC-633, obteniéndose un valor de 62,82 ± 5 MPa. Además, se evaluó la resistencia a la fatiga térmica observándose un aumento de la oxidación el recubrimiento. Finalmente se evaluó la microdureza de la condición seleccionada mediante la norma ASTME-384 y se obtuvo un valor de 221 ± 18 Hv0.05 antes de los ensayos de fatiga térmica y posteriormente se observó un aumento a 271 Hv0.05 debido a la oxidación. (Texto tomado de la fuente)
Efecto del tiempo y la temperatura de revenido en la tasa de erosión y la microestructura de soldaduras superficiales de acero ASTM A743 grado CA6NM
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Banquez Cabarcas, Juan Carlos; Toro Betancur, Alejandro Octavio; Santa Marín, Juan Felipe; Toro, Alejandro [0000000255895820]; Grupo de Tribología y Superficies
En esta tesis se correlaciona la microestructura con la tasa de la erosión por partículas sólidas presentes en un chorro rasante en recargues de soldadura de acero inoxidable ASTM A743 grado CA6NM. El objetivo fue evaluar el efecto del tiempo y la temperatura de revenido posterior al soldeo sobre la evolución microestructural y la resistencia a la erosión mediante la aplicación de ciclos térmicos controlados en laboratorio. Para el análisis se depositaron recubrimientos mediante soldadura GMAW-P utilizando electrodo EC410NiMo, y se aplicaron seis condiciones de revenido. La caracterización incluyó dureza Vickers, microscopía óptica, difracción de rayos X (DRX) y ensayos de erosión húmeda por partículas de partículas según la norma ASTM G76 Los resultados mostraron variaciones en la dureza inferiores a 10 HV entre los tratamientos consideradas no significativas. La fracción promedio máxima de austenita resultante (9,35% en peso) se obtuvo a 640 °C durante 15 minutos. Asimismo, los tratamientos con tiempos iguales o superiores a 45 minutos generaron microestructuras más homogéneas, lo que redujo la desviación estándar de las mediciones. La menor tasa de erosión se alcanzó en las muestras tratadas a 640 °C durante 75 minutos. Estos hallazgos son relevantes para definir nuevos protocolos de reparación en componentes de turbinas hidráulicas expuestos a ambientes erosivos. (Tomado de la fuente)
Correlation between Electrochemical Impedance Spectroscopy and LCR parameter meter in the corrosion processes of steel-reinforced mortars
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-07-30) Bolaños Ortiz, Juan Diego; Velásquez Salazar, Abilo Andrés; Arias Jaramillo, Yhan Paul; Bolaños Ortiz, Juan Diego [0009-0003-6182-744X]; Velásquez Salazar, Abilo Andrés [0000-0002-4035-7958]; Arias Jaramillo, Yhan Paul [0000-0002-8988-6295]
This document investigates the correlation between electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and LCR meter parameters using impedances. To this end, 18 cylindrical mortar specimens measuring 5cmx10cm, each containing a smooth ½-inch steel reinforcing bar, were constructed following a 2x3 factorial design with 3 replicas. These specimens underwent accelerated corrosion processes such as the impressed current method (6 and 12 hours) and carbonation chamber exposure (15 and 30 days), with some specimens subjected to both methods. EIS was used to measure the specimens, with results adjusted by the chosen equivalent circuit. Additionally, resistance, capacitance, and impedance properties were measured in series and parallel at frequencies of 100Hz, 120Hz, 1kHz, 10kHz, and 100kHz using the LCR meter, ANOVA and Tukey's post-hoc tests were conducted to select the most representative parameters for corrosion detection. A linear relationship was observed between the Rct parameter of EIS and the 100Hz impedance of the LCR meter for specimens subjected to the impressed current method. Specimens exposed to carbonation chamber exhibited variable behaviors that did not correlate with both techniques, likely because the carbonation front had not yet depassivated the reinforcing steel. The combined actions of both factors had an inverse effect; chloride penetration reduced the mortar coating's total impedance, while carbonation densified it, increasing its resistivity. (Tomado de la fuente)
Evaluación de la retentividad de modificadores de fricción para interfaz rueda-riel
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-09-04) Ospina Cardona, Juan José; Santa Marín, Juan Felipe; Toro Betancur, Alejandro Octavio; Grupo de Investigación en Corrosión, Tribologia y Energía
Los modificadores de fricción son importantes para controlar el desgaste y la fricción en los sistemas rueda-riel. Este estudio se centra en el análisis de la retentividad de un modificador de fricción base agua (FM 1). Además, se caracterizó y comparó el rendimiento reológico de dos modificadores de fricción: un modificador a base de aceite de aguacate (FM 2) desarrollado en el laboratorio y un modificador base aceite mineral (FM 3) comercial. Los modificadores de fricción fueron analizados mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), análisis térmico (TGA), espectroscopia infrarroja (FTIR) y reología. El rendimiento tribológico de los productos se evaluó utilizando un tribómetro de doble disco, el cual permite simular diferentes escenarios de interacción entre la rueda y el riel: rodadura, deslizamiento y una combinación de ambos. Se evaluaron el coeficiente de tracción y la retentividad del FM 1 en el laboratorio. Los resultados mostraron que el producto FM 1 contiene un alto contenido de agua (aproximadamente 60%) y un polímero de estireno-butadieno (SBS), que actúa como un vehículo para el modificador, responsable de dispersar las partículas. Se observaron partículas de disulfuro de molibdeno de menos de 5 μm y partículas de talco de menos de 2 μm. El coeficiente de tracción del FM 1 presenta valores similares a los de productos comerciales previamente probados, con un coeficiente de fricción de aproximadamente 0.07. El coeficiente de tracción del FM 1 es un 15% mayor que el obtenido para el producto base de aceite vegetal. Los resultados indicaron que el producto FM 3 contiene partículas de cobre y aluminio, elementos encontrados en la literatura de lubricantes. En términos de retentividad, se planteó dos pruebas diferentes halladas en la literatura: “inicio con lubricación” e “inicio sin lubricación” se observó una diferencia en el valor de retentividad de aproximadamente un orden de magnitud. Esta diferencia radica principalmente en la rugosidad de las superficies. (Tomado de la fuente)
Desarrollo microestructural y su incidencia en el desempeño de mezclas de tierra comprimida estabilizada con un cemento alternativo (LC3) y agregados de concreto reciclado
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Díaz García, Andrés Camilo; Tobón, Jorge Iván; Arias, Yhan Paul; Diaz, Andres Camilo; Díaz García, Andrés Camilo [0009-0002-5022-1330]; Arias, Yhan Paul [0000-0002-8988-6295]; Diaz-Garcia, Camilo; Grupo del Cemento y Materiales de Construcción; Diaz-Garcia, Camilo
La transición hacia procesos de producción que tengan un menor impacto ambiental y hagan un uso más eficiente de los recursos y energía, ha llevado a la necesidad de buscar alternativas que logren satisfacer las necesidades sin perder la calidad en el desempeño de los productos. En el caso de los materiales de construcción, la reducción del contenido de cementos convencionales y la diversificación de sistemas constructivos es la principal estrategia para alcanzar la sostenibilidad en el corto plazo. En ese sentido, el desarrollo de materiales de construcción en tierra ha tomado relevancia por su baja huella de carbono en la producción y diversidad de materias primas para su fabricación, teniendo así capacidad de incorporar de distintos residuos. Con base en esto, este estudio se centró en analizar en mezclas de suelo estabilizado, el efecto de la incorporación de agregados de concreto reciclado (ACR) y un cemento ternario de caliza y arcilla calcinada (LC3) sobre los cambios microestructurales, y su influencia en el desempeño de propiedades de ingeniería como la compactación, resistencia a compresión y absorción de agua por capilaridad. Se analizan mezclas con dos tipos de cemento, Cemento Portland (OPC) de Altas Resistencias Tempranas de referencia, y LC3, con dosificaciones de porcentaje en peso entre 0 y 15 % y de ACR entre 30 % y 60 %. La resistencia a compresión inconfinada a 7 y 28 días se evaluó estadísticamente a través de un diseño experimental de mezclas, obteniendo valores entre los 4 y 14 MPa, mostrando una mayor representatividad de la interacción entre las cantidades de ACR y el material cementante. Se encontró una fuerte incidencia del tipo de cemento sobre la respuesta mecánica y la absorción en presencia del agregado reciclado, donde el cemento alternativo presentó mayor demanda de agua, lo que permitió una mayor tasa de aumento de resistencia al mantener un medio poroso más reactivo. De esta forma, el LC3 alcanzó un desempeño similar a las mezclas del OPC cuando se encontró acompañado con altos niveles de ACR (60%); contrario a lo hallado en el cemento de referencia, que mostró bajos desempeños en las propiedades estudiadas cuando las altas cantidades de cemento estaban acompañadas del agregado reciclado, teniendo menor densidad y mayor porosidad, lo que afecta el desempeño de las propiedades. La compatibilidad entre el LC3 y el ACR se da por una mayor densificación con productos de hidratación que rellenaron los poros, con compuestos asociados a la reacción de la caliza y el metacaolín. Se desarrollan productos de menor densidad que el C-S-H de los cementos convencionales, generando una mayor extensión de la red de geles que densifican la matriz a causa de la estabilidad en la reacción que generan los carbonatos y la movilidad iónica que promueve el metacaolín, resultando en mejores desempeños de sus propiedades de ingeniería. Esto se observó por medio de análisis térmico para identificar los productos de hidratación, y por microscopía electrónica se pudo evidenciar el refinamiento de los poros. Esto muestra que los cambios microestructurales se vieron influenciados por la capacidad de desarrollar distintos tipos de productos de hidratación, alcanzando una mayor densidad compactada y así en un mejor desempeño, mostrando el potencial que tienen el uso de materias primas alternativas en el desarrollo de materiales de construcción sostenible con cementos de bajo contenido de clínker y residuos de construcción y demolición. (Tomado de la fuente)
Design of fique based sandwich panels
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-08-14) Rangol, Mathis; Meza Meza, Juan Manuel; Design of Advanced Compositesdadcomp
This research investigates the development and optimization of sustainable composite panels reinforced with fique fibers within a polymeric matrix, specifically targeting structural applications in airport baggage transport. Traditional materials like plywood and particle board commonly used in such applications are limited in durability and resistance, especially under high-load conditions and exposure to moisture. This study seeks to address these limitations by designing and testing fique fiber-reinforced polymer (FRP) composites with a polyester veil core. The optimization process involved applying Classical Lamination Theory to predict the mechanical behavior of these panels and conducting Finite Element Analysis (FEA) through Abaqus software to simulate their response under varying load conditions. Experimental testing was carried out to evaluate the flexural and impact performance of the composite panels, as well as their environmental resilience. Testing methodologies were developed according to ASTM standards to accurately gauge flexural strength, impact resistance, and long-term durability. The results demonstrated that the optimized fique-FRP composites exhibited superior flexural stiffness and impact resistance compared to traditional wood-based materials, suggesting a significant improvement in material performance. Additionally, a cost analysis was performed, highlighting the economic benefits of utilizing natural fibers, which reduces material costs and supports the transition to more sustainable production practices in the composite materials industry. This thesis contributes to advancing natural fiber composite technology by demonstrating that fique-based FRP panels are not only economically viable but also offer environmental benefits, making them a promising alternative for industrial applications. The study underscores the potential of natural fiber reinforcements in achieving durable, lightweight, and cost-effective solutions, particularly in the development of eco-friendly structural materials. (Tomado de la fuente)
Implementation of an active thermography inspection methodology for the early detection of delamination damage in APS-sprayed YSZ thermal barrier coatings subjected to thermal fatigue
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) García Revuelta, Andrés Felipe; Toro, Alejandro; Restrepo Martínez, Alejandro; García Revuelta, Andrés Felipe [0009-0001-2985-5550]; Toro, Alejandro [0000-0002-5589-5820]; Restrepo Martínez, Alejandro [0000-0001-8978-2077]
The purpose of this study is to investigate and implement active infrared thermography as a non-destructive method for the early detection of delaminating thermal barrier coatings. To accomplish this, thermal barrier coatings were fabricated using atmospheric plasma spraying as the deposition method. A nickel-based superalloy, Inconel 625, was used as the substrate, followed by an MCrAlY bond coat and a YSZ ceramic top coat, resulting in thicknesses of approximately 217 $\mu$m and a porosity of 9-10\%. Thermal shock tests were then performed as a method of inducing delamination. These tests were conducted at a temperature of 1050°C with a holding time of 4 minutes, followed by quenching in water at room temperature. The number of cycles ranged from 0 to 260, and the samples were examined by thermography as well as by conventional methods (LOM, SEM, and XRD). The TC was found to be more prone to delamination under the proposed experimental conditions, however, failure surfaces were also detected at the BC/TGO and TGO/TC interface. TGO formation occurred from early to post-failure stages. For infrared thermography, a dedicated setup was designed and algorithms were applied to analyze the acquired data, improving the ability to detect failures at an early stage. The results showed that the technique is capable of detecting defects before they become visible by visual inspection and that the results obtained are consistent with those obtained by conventional methods. (Tomado de la fuente)
Influencia de cloruros y metales traza presentes en las MSWI FA sobre el desarrollo de fases cementantes durante la clinkerización de CSA
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04) Bedoya Henao, Carlos Andrés; Tobón, Jorge Iván; Restrepo Baena, Óscar Jaime ; https://scholar.google.com/citations?user=7TeSjZgAAAAJ&hl=es; Bedoya Henao, Carlos Andrés [0009-0006-8219-6714]; https://www.researchgate.net/profile/Carlos-Bedoya-Henao?ev=hdr_xprf; Grupo del Cemento y Materiales de Construcción
La incineración de residuos sólidos urbanos (MSW) es una práctica habitual y cada vez más adoptada al momento de gestionar la disposición de MSW en todo el mundo. Derivado del proceso de incineración se generan algunos subproductos como cenizas volantes (MSWI FA) y cenizas de fondo (MSWI BA). Contribuyendo con la economía circular, sostenibilidad y el desarrollo de nuevos materiales, las MSWI FA han cobrado un gran interés en el sector de la construcción al poderse incorporar como material de relleno en mezclas de mortero y concreto, e incluso como materia prima en la producción de diferentes tipos de cementos. Los cementos base sulfoaluminato de cálcico (CSA) han demostrado ser una alternativa al cemento portland ordinario (OPC) debido principalmente a sus bajas emisiones de CO₂, menores consumos energéticos para su producción, y sobresalientes desempeños mecánicos y de durabilidad. La posibilidad de usar las MSWI FA como materia prima para producir cemento CSA ha sido demostrada, sin embargo, los estudios realizados hasta el momento en torno al tema exponen una gran oportunidad de profundizar temas que aún no han sido abordados, tal como el rol del cloro y metales traza en el sistema CaO–SiO₂–Al₂O₃–SO₃ durante la elaboración de cementos CSA. La presente investigación pretende evaluar la influencia de los cloruros y metales traza presentes en las MSWI FA sobre el desarrollo de fases cementantes durante la clinkerización de CSA mediante la formulación de módulos de cloruros y de metales traza que permitan proponer una solución general al problema de investigación. (Tomado de la fuente)
Evaluación de la actividad catalítica en reacciones de química fina de zeolita tipo Y obtenida a partir de caolinita ferruginosa proveniente de residuos mineros de La Unión - Antioquia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04-14) Giraldo Alzate, Daniel Felipe; Dorkis, Ludovic; Márquez Godoy, Marco Antonio; Villa Holguín, Aída Luz; Giraldo Alzate, Daniel Felipe [0000-0003-4598-865X]; Giraldo Alzate, Daniel Felipe [https://www.researchgate.net/profile/Daniel-Giraldo-28?ev=hdr_xprf]; Grupo de Investigación en Catálisis y Nanomateriales; Grupo de Mineralogía Aplicada y Bioprocesos (Gmab); Grupo de Investigación Catálisis Ambiental
La investigación se centró en explorar el potencial catalítico de las zeolitas Y jerárquicas obtenidas a partir de caolinita ferruginosa proveniente de residuos mineros en La Unión, Antioquia. La hipótesis inicial planteó que esta caolinita podría ser un precursor idóneo para la síntesis de zeolita Y, la cual, tras su jerarquización, podría emplearse como catalizador en la transformación de terpenos. Los objetivos del estudio abarcaron la identificación del potencial de la caolinita como fuente de silicio y aluminio, la determinación de la ruta de síntesis de zeolita Y y su jerarquización, así como la evaluación de las propiedades fisicoquímicas y la actividad catalítica de las zeolitas obtenidas. La caolinita ferruginosa fue identificada como un precursor potencial debido a su composición química y disponibilidad en la región. Los resultados de la caracterización de las muestras de caolín revelaron que tanto la muestra M1+200 y M2+200, tenían un grado de ordenamiento parcial y se identificaron diferencias de 0.18% en la composición de hierro, optándose por la muestra M2+200 con un contenido de hierro de 0.69% para la síntesis de zeolita Y debido a su potencial actividad catalítica. Durante la calcinación de la caolinita, se observó la formación de una fase metaestable, sugiriendo la presencia de una fase amorfa reactiva. La temperatura y el tiempo de envejecimiento fueron determinados como factores clave para obtener zeolitas con alta cristalinidad y tamaño de cristalito. La síntesis optimizada de la zeolita Y incluyó agitación a 60 rpm, envejecimiento de 24 h y tratamiento hidrotérmico de 12 h a 110 °C, lo que resultó en una cristalinidad del 54% y un tamaño de cristalito de 321 Å. Sin embargo, se detectó la formación de fases secundarias como cuarzo y zeolita P, lo que indica que la síntesis no fue completamente selectiva. En la evaluación catalítica, la zeolita NaY mostró un rendimiento destacado en la epoxidación de α-pineno, alcanzando una conversión del 67% y una selectividad del 92%. La isomerización del epóxido a aldehído canfolénico logró una conversión del 100% con una selectividad del 81%. Además, la muestra M2+200 demostró un potencial catalítico en la isomerización de α-pineno, con una conversión del 32% y selectividad del 46% hacia canfeno. (Tomado de la fuente)
Síntesis de solventes alternativos (líquidos iónicos y solventes eutécticos profundos) base cafeína protonada con potencial aplicación para la desulfuración de combustibles
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-10-18) Benavides Maya, Laura Sofia; Ocampo Carmona, Luz Marina; Echeverry Vargas, Luver; Benavides, Laura Sofia; Benavides, Laura Sofia; Benavides Maya, Laura Sofía [0009000594237619]; Benavides-Maya, Laura Sofia; Ciencia y Tecnología de Materiales; Benavides-Maya, Laura Sofia
En los últimos años, ha aumentado el interés por encontrar alternativas a los solventes convencionales para mejorar la sostenibilidad en los procesos químicos, destacándose los líquidos iónicos (ILs) y los solventes eutécticos profundos (DES) por sus propiedades únicas y aplicaciones diversas. En esta tesis de maestría, se sintetizaron ILs y DES basados en cafeína protonada para la desulfuración de un combustibles modelo. Para esto, fue necesario la protonación de cafeína comercial, convirtiéndola en una sal de amonio cuaternaria, resultando en la formación de clorhidrato de cafeína (CafCl). Este producto se caracterizó mediante TGA, FTIR y RMN, confirmando la formación del enlace N-H en el anillo de imidazol de la cafeína. Una vez protonada la cafeína, se sintetizó el IL compuesto por CafCl:FeCl3.6H2O en dos relaciones molares (1:2 y 1:3), caracterizados mediante espectroscopía Raman para confirmar la formación del anión tetracloroferrato (FeCl4-). Además, se sintetizaron DES ternarios utilizando etilenglicol (EG) como donantes de enlaces de hidrógeno (HBD) y CafCl y ZnCl2 como aceptores de enlaces de hidrógeno (HBAs), obteniendo dos DES (ZnCl2:EG:CafCl) en relaciones 1:2.0.1 y 1:2:0.06, caracterizados por Raman. Finalmente, se evaluó la capacidad extractiva de los ILs y DES en la desulfuración de un combustible modelo (MF) compuesto por dibenzotiofeno (DBT) en dodecano. Mediante un diseño factorial completo, donde se evaluaron tres factores: temperatura, relación IL/DES y cantidad de CafCl. El IL logró un porcentaje máximo de desulfuración de 12.9%, mientras que el DES alcanzó un 17.44%. Estos resultados sugieren que el mecanismo de desulfuración es la formación de puentes de hidrógeno entre el IL/DES y el MF. (texto tomado de la fuente)

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