DSpace Comunidad: Tesis de la Maestría en Materiales, Diseño y Producción
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/8421
Tesis de la Maestría en Materiales, Diseño y Producción2024-03-29T07:18:01ZObtención de briquetas obtenidas a partir de residuos del tallo de la papa para su uso como combustible.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25255
Título: Obtención de briquetas obtenidas a partir de residuos del tallo de la papa para su uso como combustible.
Autor: Piarpuezán Enríquez, Marlon Andrés
Director: Pantoja Suárez, Luis Fernando
Resumen: In this study, biomass briquettes were produced from potato stalks to evaluate their potential as a solid biofuel.
Dried potato stalks with a moisture content of 10 % were used and pyrolyzed to obtain carbonised and non carbonised biomass. It was crushed and mixed with potato and achira binders in proportions of 10 % and 20 %.
The briquetting process was carried out at a pressure of 10 MPa and compaction times of 30 and 60 s, followed
by drying. Scanning Electron Microscopy (SEM) characterization revealed a porous structure and adequate
particle and binder distribution, showing good adhesion. Raman spectra of the charred briquettes showed
amorphous carbon characteristics with graphite defects. Thermogravimetric analysis (TGA) showed an ideal
moisture content of 10% for biofuels and high levels of volatiles in the uncharred briquettes. In terms of
compressive strength, the non-carbonised biomass briquettes performed better, withstanding more than 400 N
at 20% deformation and acting effectively as an agglomerate. Finally, the average calorific values of the
carbonised and non-carbonised briquettes were 15 MJ/kg, comparable to sugar cane bagasse and rice husk.
CALII and NCALI stood out with 15.76 and 15.22 MJ/kg respectively, exceeding the threshold of 12.00 MJ/kg
for biomass as biofuel. This study suggests that potato stalk briquettes have promising potential as a sustainable
alternative to non-renewable fuels.n this study, biomass briquettes were produced from potato stalks to evaluate their potential as a solid biofuel.
Dried potato stalks with a moisture content of 10 % were used and pyrolyzed to obtain carbonised and non carbonised biomass. It was crushed and mixed with potato and achira binders in proportions of 10 % and 20 %.
The briquetting process was carried out at a pressure of 10 MPa and compaction times of 30 and 60 s, followed
by drying. Scanning Electron Microscopy (SEM) characterization revealed a porous structure and adequate
particle and binder distribution, showing good adhesion. Raman spectra of the charred briquettes showed
amorphous carbon characteristics with graphite defects. Thermogravimetric analysis (TGA) showed an ideal
moisture content of 10% for biofuels and high levels of volatiles in the uncharred briquettes. In terms of
compressive strength, the non-carbonised biomass briquettes performed better, withstanding more than 400 N
at 20% deformation and acting effectively as an agglomerate. Finally, the average calorific values of the
carbonised and non-carbonised briquettes were 15 MJ/kg, comparable to sugar cane bagasse and rice husk.
CALII and NCALI stood out with 15.76 and 15.22 MJ/kg respectively, exceeding the threshold of 12.00 MJ/kg
for biomass as biofuel. This study suggests that potato stalk briquettes have promising potential as a sustainable
alternative to non-renewable fuels.
Descripción: En este estudio, se produjeron briquetas de biomasa a partir de tallos de papa para evaluar su potencial como
biocombustible sólido. Se utilizó tallo de papa seco con un 10 % de humedad, sometido a pirólisis para obtener
biomasa carbonizada y no carbonizada. Se trituró y mezcló con aglutinantes de papa y achira en proporciones
del 10 % y 20 %. El proceso de briquetado se llevó a cabo con una presión de 10 MPa y tiempos de
compactación de 30 y 60 s, seguidos de secado. La caracterización por microscopía electrónica de barrido
(SEM) destacó una estructura porosa y distribución adecuada de partículas y aglutinante, evidenciando buena
adhesión. Los espectros Raman de las briquetas carbonizadas indicaron características de carbono amorfo con
defectos de grafito. El análisis termogravimétrico (TGA) reveló un contenido de humedad ideal del 10 % para
biocombustibles, y altos porcentajes de volátiles en las briquetas no carbonizadas. En términos de resistencia a
la compresión, las briquetas de biomasa no carbonizada mostraron un mejor comportamiento, soportando más
de 400 N con una deformación del 20 % y actuando eficazmente como aglomerado. Finalmente, los poderes
caloríficos promedio de las briquetas carbonizadas y no carbonizadas fueron de 15 MJ/kg, comparables a
bagazo de caña y cáscara de arroz. CALII y NCALI destacaron con 15,76 y 15,22 MJ/kg, superando el umbral
de 12,00 MJ/kg para biomasa como biocombustible. Este estudio sugiere que las briquetas de tallos de papa
poseen un prometedor potencial como alternativa sostenible a los combustibles no renovables2023-12-05T00:00:00ZDiseño de aerogeles de óxido de grafeno reducido para la absorción de aceites de motor.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/25053
Título: Diseño de aerogeles de óxido de grafeno reducido para la absorción de aceites de motor.
Autor: Cargua López, Carlos Vinicio
Director: Rosas Laverde, Nelly María
Resumen: Nowadays, water pollution due to oil spills and organic solvents is a matter of great
importance. Physical absorption using reduced graphene oxide aerogels as absorbent
materials has become an effective, environmentally friendly, and user-friendly method for
removing these contaminants from water. This is because aerogels are materials with a
large surface area, a network of pores, and robustness, facilitating the absorption of
contaminant molecules. Although hydrothermal and chemical synthesis methods have been
used to manufacture reduced graphene oxide aerogels, poor results have been found in
terms of motor oil absorption capacity. Therefore, in this research, a lightweight reduced
graphene oxide aerogel with tailored properties for motor oil absorption was fabricated using
a combined reduction synthesis. Variables such as the type of graphene oxide, the type of
reduction (hydrothermal, chemical, and combined), and the freezing process of the hydrogel
at -5°C and -196°C were considered. In addition, a post-synthesis heat treatment at 600°C
was performed. Once the aerogel was synthesized, the morphology, structure, porosity,
and degree of reduction of the aerogels were evaluated using Fourier-transform infrared
spectroscopy, Raman spectroscopy, and scanning electron microscopy techniques. The
characterization results indicated that the type of precursor (graphene oxide), the reduction
type in the hydrogel synthesis, and the freezing temperature influence the morphology,
porosity, and degree of reduction of the aerogel, as well as the motor oil absorption
percentage, speed, and capacity. Finally, the characterization results of the post-synthesis
stage suggested that the resulting aerogel with improved properties was obtained using a
graphene oxide precursor with a higher degree of oxidation through combined reduction
synthesis with a freezing process at -5°C and a heat treatment at 600°C for 1 hour,
presenting a robust three-dimensional structure with low density, a superior absorption
capacity of over 270 g g-1
, and a 94% pore filling.
Descripción: En la actualidad, la contaminación del agua por derrames de aceite y solventes orgánicos es un tema de gran
importancia. La absorción física, utilizando aerogeles de óxido de grafeno reducido como materiales
absorbentes, se ha convertido en un método eficaz, ecológico y de fácil uso para eliminar estos contaminantes
del agua. Esto se debe a que los aerogeles son materiales con una gran área superficial, red de poros y robustez,
que facilitan la absorción de las moléculas contaminantes. Aunque los métodos de síntesis hidrotermal y
química han sido empleados para la fabricación de aerogeles de óxido de grafeno reducido, se han encontrado
resultados deficientes en cuanto a la capacidad de absorción de aceites de motor. Por tanto, en esta
investigación se fabricó, mediante una síntesis de reducción combinada, un aerogel de óxido de grafeno
reducido ligero con propiedades a medida para la absorción de aceite de motor. Para ello, se consideraron
variables como el tipo de óxido de grafeno, el tipo de reducción (hidrotermal, química y combinada) y el
proceso de congelación del hidrogel a –5 °C y –196 °C. Además, se realizó un tratamiento térmico post–
síntesis a 600 °C. Una vez sintetizado el aerogel se evaluaron las características de morfología, estructura,
porosidad y grado de reducción de los aerogeles utilizando técnicas de espectroscopia de infrarrojo por
transformadas de Fourier, Raman y microscopía electrónica de barrido. Los resultados de la caracterización
indicaron que el tipo de precursor (óxido de grafeno), tipo de reducción en la síntesis del hidrogel y la
temperatura de congelación, tienen influencia en la morfología, porosidad y grado de reducción del aerogel, así
como en el porcentaje de llenado, velocidad y capacidad de absorción de aceite de motor. Finalmente, los
resultados de la caracterización de la etapa de post–síntesis sugirieron que el aerogel resultante con mejores
propiedades fue obtenido usando como precursor un óxido de grafeno con grado de oxidación mayor mediante
la síntesis por reducción combinada con un proceso de congelación a –5 °C y tratamiento térmico a 600 °C
durante 1 h presentando una estructura tridimensional robusta y de baja densidad, con una capacidad de
absorción superior a 270 g g-1 y un llenado de poro del 94 %.2023-11-10T00:00:00ZEstudio de la deformación a flexión de un prototipo de sensor obtenido a partir de grafeno inducido por láser.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24778
Título: Estudio de la deformación a flexión de un prototipo de sensor obtenido a partir de grafeno inducido por láser.
Autor: Paucar Espinosa, Yessenia Ibeth
Director: Pantoja Suárez, Luis Fernando
Resumen: This study investigates the effect of power, focal length and number of engravings on graphene sensors fabricated using a 450 nm diode laser at the upper limit of the UV spectrum. The laser was irradiated over polyimide and the resulting sensors were subjected to deformation by bending at three points. The geometry that best met the requirements was selected to obtain the graphene sensors. These sensors were morphologically characterized by scanning electron microscopy. The material properties were evaluated by Raman spectroscopy and the samples were electrically characterized using the Van der Pauw method. The results showed that it was possible to obtain lowcost graphene whose properties varied according to the variables studied. It was concluded that the power of the laser was critical in the fabrication of graphene vending sensors. It was also highlighted that the focal length had a negligible effect on the laser production of graphene, while increasing the number of etchings reduced the quality of the material and the caliber factor of the sensor. This study shows that it is possible to obtain low-cost graphene by irradiating a commercial laser.
Descripción: En este estudio, se investigó el efecto de la potencia, distancia focal y cantidad de grabados en sensores de grafeno fabricados con un láser de diodo de 450 nm, es decir en el límite superior del espectro UV, sobre poliimida y se sometió a deformación por flexión de tres puntos a los sensores obtenidos. Se seleccionó la geometría que mejor se ajustó a los requerimientos planteados para obtener los sensores de grafeno. Estos sensores fueron caracterizados morfológicamente con microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés). Se evaluaron las características del material con espectroscopía Raman y se caracterizó eléctricamente las muestras mediante el método Van der Pauw. Los resultados indicaron que se logró obtener grafeno de bajo costo cuyas propiedades variaron según las variables estudiadas. Se concluyó que la potencia del láser fue determinante en la fabricación de sensores de flexión con grafeno. Además, se resaltó que la distancia focal tuvo un impacto poco significativo en la producción de grafeno mediante láser, mientras que el aumento en la cantidad de grabados redujo la calidad del material y el gauge factor del sensor. En este estudio se demostró que es posible obtener grafeno de bajo costo mediante la irradiación de un láser comercial.2023-08-29T00:00:00ZEvaluación del efecto antimicrobial de amplio espectro de los nanocompósitos magnéticos a base de óxido de grafeno y nanotubos de carbono de pared múltiple basados en la acción bimodal fotodinámico/fototérmico.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/24739
Título: Evaluación del efecto antimicrobial de amplio espectro de los nanocompósitos magnéticos a base de óxido de grafeno y nanotubos de carbono de pared múltiple basados en la acción bimodal fotodinámico/fototérmico.
Autor: Cuadrado Pumalema, Coralía Fabiola
Resumen: Throughout history, microbial diseases caused by microorganisms such as bacteria, viruses, fungi, and protozoa, have had a significant impact on humanity, causing millions of deaths and affecting entire communities. For this reason, in recent years there has been a great interest in the development of antimicrobial nanocomposites that can combat this threat. In the present research, magnetic nanocomposites based on multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) and graphene oxide (GO) were obtained. These magnetic nanocomposites were synthesized in three steps: first, the coprecipitation synthesis of magnetic nanoparticles in graphene oxide and magnetic nanoparticles in multi-walled carbon nanotubes, obtaining the first two nanocomposites MNPs-GO and MNPs-MWCNTs, respectively; second, functionalization with the photosensitizer Menthol-Zinc Phthalocyanine (ZnMintPc); and finally, the magnetic nanocomposites MNPs-GO and MNPs-MWCNTs carrying ZnMintPc (MNPs-MWCNTs-ZnMintPc and MNPs-GO-ZnMintPc) were dispersed in the biocompatible hydrogel poly(N-vinyl caprolactam-co-poly(ethylene glycol) diacrylate) poly(VCL-co-PEGDA) abbreviated as VCL/PEGDA, thus obtaining the third and fourth magnetic nanocomposite: VCL/PEGDA-MNPs-GO-ZnMintPc and VCL/PEGDA-MNPs-MWCNTs-ZnMintPc. This study addressed the optical, morphological, magnetic, and photophysical properties of nanocomposites. The in vitro antimicrobial effect of the four magnetic nanocomposites obtained on the bacteria Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus) and the yeast Candida albicans (C. albicans) was evaluated based on the photodynamic/photothermal effect (PTT/PDT) applying a wavelength of 630 nm and a light dose of 65.5 mW·cm−2. The results obtained in the study of the antimicrobial effect showed that the colonies of C. albicans were completely eliminated by the MNPs-GO (MNP=93,3 μg·mL-1, GO=3.47 μg·mL-1) and MNPs-MWCNTs (MNP=93,3 μg·mL-1, MWCNT=3.47 μg·mL-1) nanocomposites based on the bimodal PTT/PDT strategy. Additionally, by the PDT strategy, the E. coli and S. aureus colonies were completely eliminated by the nanocomposite VCL/PEGDA-MNPs-GO-ZnMintPc (MNP=93,3 μg·mL -1, ZnMintPc=8,1 μM, GO=3.47 μg·mL -1), while the three microorganisms were completely eliminated by the nanocomposite VCL/PEGDA-MNPs-MWCNTs-ZnMintPc (MNP=93,3 μg·mL -1, ZnMintPc=8,1 μM MWCNT=3.47 μg·mL -1), therefore, this last magnetic nanocomposite is considered a broad-spectrum antimicrobial agent for PDT.
Descripción: A lo largo de la historia, las enfermedades microbianas causadas por microorganismos como bacterias, virus, hongos y protozoos, han tenido un impacto significativo en la humanidad, causando millones de muertes y afectando a comunidades enteras. Por esta razón, durante los últimos años se ha generado un gran interés en el desarrollo de nanocompuestos con capacidad antimicrobiana que permitan combatir esta amenaza. En la presente investigación se obtuvo nanocompósitos magnéticos basados en nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT) y óxido de grafeno (GO). Estos nanocompósitos magnéticos se sintetizaron en tres pasos: primero, la síntesis por coprecipitación de nanopartículas magnéticas en óxido de grafeno y nanopartículas magnéticas en nanotubos de carbono de pared múltiple, obteniendo los dos primeros nanocompósitos MNPs-GO y MNPs-MWCNTs, respectivamente; segundo, la funcionalización con el fotosensibilizante Mentol-Ftalocianina de Zinc (ZnMintPc); y por último, los nanocompósitos magnéticos MNPs-GO y MNPs-MWCNTs portadores de ZnMintPc (MNPs-MWCNTs-ZnMintPc y MNPs-GO-ZnMintPc) se disperasaron en el hidrogel biocompatible poli(N-vinil caprolactama-co-poli(etilenglicol)diacrilato) poli(VCL-co-PEGDA) abreviado como VCL/PEGDA, obteniendo así el tercer y cuarto nanocompósito magnético: VCL/PEGDA-MNPs-GO-ZnMintPc y VCL/PEGDA-MNPs-MWCNTs-ZnMintPc. Este estudio abordó las propiedades ópticas, morfológicas, magnéticas y fotofísicas de los nanocompuestos. Se evaluó el efecto antimicrobiano in vitro de los cuatro nanocompósitos magnéticos en las bacterias Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus) y la levadura Candida albicans (C. albicans) en base en el efecto fotodinámico/fototérmico (PTT/PDT) aplicando una longitud de onda de 630 nm y una dosis de luz de 65.5 mW·cm−2. Los resultados obtenidos en el estudio del efecto antimicrobiano mostraron que las colonias de C. albicans fueron totalmente eliminadas por los nanocompósitos MNPs-GO (MNP=93,3 μg·mL-1, GO=3.47 μg·mL-1) y MNPs-MWCNTs (MNP=93,3 μg·mL-1, MWCNT=3.47 μg·mL-1) basándose en la estrategia bimodal PTT/PDT. Adicionalmente, por estrategia PDT, las colonias de E. coli y S. aureus fueron completamente eliminadas por el nanocompósito VCL/PEGDA-MNPs-GO-ZnMintPc (MNP=93,3 μg·mL-1, ZnMintPc=8,1 μM, GO=3,47 μg·mL-1), mientras que los tres microorganismos fueron completamente eliminados por el nanocompósito VCL/PEGDA-MNPs-MWCNTs-ZnMintPc (MNP=93,3 μg·mL-1, ZnMintPc=8,1 μM, MWCNT=3,47 μg·mL-1), por lo cual, este último nanocompósito magnético se considera un agente antimicrobiano de amplio espectro para PDT.2023-07-01T00:00:00ZAnálisis de los efectos causados por irradiación de un haz de electrones de 1 a 10 keV sobre películas de grafeno.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23694
Título: Análisis de los efectos causados por irradiación de un haz de electrones de 1 a 10 keV sobre películas de grafeno.
Autor: Moyano Quishpe, Karla Estefanía
Resumen: Graphene-based materials are currently widely studied due to their unique properties. In the present research work, graphene oxide was synthesized by electrochemical exfoliation of graphite sheets. With the obtained material, thin films were made on glass and irradiated with an electron beam varying the energy from 0.5 keV to 10 keV. A reduction in sheet resistance was observed in the irradiated films when the energy of the electrons increased. In this way, a maximum reduction of 17.28 % of the sheet resistance was obtained when a sample was irradiated with 10 keV for 30 min. The ID/ID' ratio was below 3.5 for all Raman spectra before and after irradiation, which showed the existence of edge defects present in graphene oxide. Whereas, in most cases, the ID/IG ratio is reduced when the irradiation energy is increased. On the other hand, FTIR and XPS spectra showed a reduction of oxygenated functional groups after irradiation. The results suggest that there is a reduction of graphene oxide after irradiation with the electron beam, which increases the conduction of the material.
Descripción: Los materiales basados en grafeno son ampliamente estudiados en la actualidad debido a las propiedades únicas que poseen. En el presente trabajo de investigación se sintetizó óxido de grafeno mediante la exfoliación electroquímica de láminas de grafito. Con el material obtenido, se elaboraron películas delgadas sobre vidrio y se irradiaron con un haz de electrones variando la energía desde 0.5 keV a 10 keV. Se observó una reducción de la resistencia laminar en las películas irradiadas cuando la energía de los electrones aumenta. De esta manera, se obtuvo una reducción máxima de 17.28 % de la resistencia laminar cuando se irradió una muestra con 10 keV durante 30 min. La relación ID/ID’ estuvo por debajo de 3.5 para todos los espectros Raman antes y después de la irradiación, lo que mostró la existencia de defectos de borde presentes en el óxido de grafeno. Mientras que, en la mayoría de los casos, la relación ID/IG se reduce cuando se aumenta la energía de irradiación. Por otro lado, los espectros FTIR y XPS mostraron una reducción de los grupos funcionales oxigenados después de la irradiación. Los resultados sugieren que existe una reducción del óxido del grafeno después de la irradiación con el haz de electrones, lo que aumenta la conductividad del material.2023-03-01T00:00:00ZSíntesis limpia de nanopartículas magnéticas de óxido hierro y análisis de citotoxicidad.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/23650
Título: Síntesis limpia de nanopartículas magnéticas de óxido hierro y análisis de citotoxicidad.
Autor: García Vélez, David Giancarlo
Resumen: Magnetic iron oxide nanoparticles (MNPs-Fe) are nanomaterials that have gained attention in various bioapplications. Among them, antibacterial photothermal therapy (PTT) is an alternative to the problem that multi-drug resistant bacteria represent. The biocompatibility, stability, and functionalization of MNPs-Fe, among others, are properties of interest in antibacterial PTT. It was shown that orange waste from the local sale of orange juice could be incorporated into the circular economy. This is by taking advantage of its organic molecules through green synthesis, which allows obtaining MNPs-Fe in a fast and environmentally friendly way. This green approach provides for expanding the range of bioapplications in Fe-MNPs. Because its stability in solution was improved, aggregates were reduced, and cytotoxicity was enhanced (negligible at 250 µg/mL of MNPs-Fe) in mouse macrophages. The MNPs-Fe exhibited superparamagnetic behavior (SPM) over 60 K, surpassing their analogs obtained by coprecipitation and microwaves. Fe-MNPs inhibited gram-positive bacteria, such as S. aureus. and partially gram-negative bacteria, such as E. coli. The photothermal effect allowed reaching temperatures above 50 ⁰C, suggesting Fe-MNPs as photothermal agents (PTAs) comparable to broad-spectrum antibiotics. Due to the ease of being magnetically guided, the MNPS-Fe SPM proposes them as potential targeted drug delivery agents. Also, they can efficiently convert magnetic energy into heat. They do not have remanent magnetization and coercive field, ideal for cancer therapies.
Descripción: Las nanopartículas magnéticas de óxido de hierro (MNPs-Fe) son nanomateriales que han ganado atención en varias bioaplicaciones. Entre ellas, la terapia fototérmica (PTT) antibacterial es una alternativa a la problemática que las bacterias multirresistentes representan. La biocompatibilidad, estabilidad, funcionalización de MNPs-Fe, entre otras, son propiedades de interés en PTT antibacterial. Se demostró que los residuos de naranja proveniente de venta local de jugo de naranja pueden incorporarse a la economía circular. Esto, mediante el aprovechamiento de sus moléculas orgánicas a través de la síntesis verde. La cual permitió obtener MNPs-Fe por una vía rápida y amigable con el medio ambiente. Este enfoque verde permite expandir el abanico de bioaplicaciones en las MNPs-Fe. Esto es, debido a que mejoró su estabilidad en solución, redujo los agregados, mejoró la citotoxicidad (despreciable a 250 µg/mL de MNPs-Fe) en macrófagos de ratón. Las MNPs-Fe exhibieron comportamiento superparamagnético (SPM) sobre los 60 K, superando a sus análogos obtenidos por coprecipitación y vía microondas. Las MNPs-Fe inhibieron a bacterias gram positivas como S. aureus. y parcialmente a bacterias gram negativas como E. coli. El efecto fototérmico permitió conseguir temperaturas sobre los 50 ⁰C, sugiriendo a las MNPs-Fe como agentes fototérmicos (PTAs) comparables con antibióticos de amplio espectro. El SPM de las MNPS-Fe las propone como potenciales agentes de administración focalizada de fármacos. Debido a la facilidad de ser guiadas magnéticamente. También, pueden convertir eficientemente la energía magnética en calor. No poseen magnetización remanente y campo coercitivo, lo cual es ideal en terapias oncológicas.2023-01-01T00:00:00ZCaracterización de micro y nanoestructuras quitínicas de alas de mariposas del bosque tropical de Ecuador y su potencial aplicación.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/22895
Título: Caracterización de micro y nanoestructuras quitínicas de alas de mariposas del bosque tropical de Ecuador y su potencial aplicación.
Autor: López Alvarado, Queenny Kelly
Resumen: The nanostructures that make up butterfly wings are complex physical arrangements whose optical, thermal and mechanical properties are of interest in the field of materials science and engineering for the development of new materials. In this work, the characterization of wing nanostructures of 12 species of butterflies from the tropical forest of the Ecuadorian Chocó was carried out, which have a predominant flight in a defined vertical stratum of the forest (canopy, middle stratum and understory) with specific characteristics of light and temperature. For the characterization, microscopy, spectroscopy and thermogravimetry tests were used to identify particularities of the nanostructures of the species according to the forest stratum where they live. The results indicate that the chemical composition of the wings is similar for all species, however, there are significant differences in the predominant nanostructures and their response to the electromagnetic spectrum in the UV, visible and NIR ranges. The analyzed species, belonging to the Nymphalidae family, show higher light absorbance in the UV range followed by the NIR and the visible range, in addition, butterflies with predominant flight in the understory stratum show higher absorbance in the visible than those in the canopy and middle stratum, which also show a general nanostructural arrangement of the wings with fewer empty spaces and greater prominence of ridges and lamellae. This characterization is a first step to analyze opportunities for the development of biomimetic technologies whose performance could have more efficient and innovative results in relation to the electromagnetic spectrum ranges analyzed.
Descripción: Las nanoestructuras que conforman las alas de mariposas son complejos arreglos físicos cuyas propiedades ópticas, térmicas y mecánicas resultan interesantes en el campo de la ciencia e ingeniería de materiales en relación con el desarrollo de nuevos materiales. En este trabajo, se realizó la caracterización de nanoestructuras alares de 12 especies de mariposas del bosque tropical del chocó ecuatoriano las cuales presentan un vuelo predominante en un estrato vertical definido del bosque (dosel, estrato medio y sotobosque) con características específicas de luz y temperatura. Para la caracterización se emplearon ensayos de microscopía, espectroscopía y termogravimetría lo que permitió identificar particularidades de las nanoestructuras de las especies de acuerdo al estrato de bosque donde habitan. Los resultados indican que la composición química de las alas es similar para todas las especies, sin embargo, existen diferencias significativas en las nanoestructuras predominantes y su respuesta al espectro electromagnético en los rangos UV, visible e infrarrojo cercano (NIR). Las especies analizadas, pertenecientes a la familia Nymphalidae, muestran mayor absorbancia de luz en el rango UV seguido del NIR y del visible, además, las mariposas con vuelo predominante en el estrato de sotobosque muestran mayor absorbancia en el visible que aquellas de dosel y estrato medio, las que además muestran de manera general, un arreglo nanoestructural de las alas con menor cantidad de espacios vacíos y mayor prominencia de crestas y laminillas. Esta caracterización es un primer paso para analizar oportunidades de desarrollo de tecnologías biomiméticas cuyo desempeño podría tener resultados más eficientes e innovadores en relación a los rangos de espectro electromagnético analizados.2022-08-01T00:00:00ZDesarrollo de un procedimiento par la rectificación de matrices en tornos CNC utilizando sistemas CAD/CAM y su aplicación para solucionar un problema industrial
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/13133
Título: Desarrollo de un procedimiento par la rectificación de matrices en tornos CNC utilizando sistemas CAD/CAM y su aplicación para solucionar un problema industrial
Autor: Suasti Salazar, José Ricardo
Descripción: El objetivo del presente trabajo es desarrollar un procedimiento mediante la utilización de nuevas tecnologías para resolver un problema particular, como lo es la rectificación de matrices para la fabricación de tubería.En base a esta necesidad se investigó para buscar alternativas de especificaciones técnicas sobre máquinas CNC que se adaptarían al requerimiento, pero sin descuidar la variable precio, luego que se decidió adquirir el torno CNC más adecuado a las necesidades de la Empresa, se tenía otro parámetro que se debía tomar en cuenta y es la dureza de las matrices. Para llevar a cabo este objetivo se investigó, cual es el material más adecuado para la herramienta de corte, porque la dureza de la matricería es de 60 HRc, llegando a concluir que debía ser plaquitas de cerámica. Con la implementación de esta innovación tecnológica se obtuvo excelentes resultados porque a más de resultar un problema latente en la industria, se consiguió la disminución de costos de producción que era el objetivo principal de este estudio, lo que a la Empresa le permitió ser más competitiva. Aplicando nuevas tecnologías que existen en otros países a nuestras necesidades podemos solucionar problemas puntuales de importancia de manera rápida y eficiente. Lo que nos permite aumentar la productividad con calidad y ser más competitivos en este mundo globalizado.2006-01-01T00:00:00ZDiseño y construcción de un flujómetro, tipo obstrucción, con sensor de presión tipo FSR®
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/11514
Título: Diseño y construcción de un flujómetro, tipo obstrucción, con sensor de presión tipo FSR®
Autor: Echeverría Yánez, Luis Manuel
Resumen: Considering that in automation processes, instrumentation is very important and among the instrumentation, the level measurement is critical, being quite onerous level sensors, this paper aims to develop an economic flowmeter, which uses as a secondary sensor, a resistive device type FSR (Force Sensitive Resistor). For the mechanical design, was used easy to get items in a hardware store, as ½ inch Ts and plugs. In the cap, two rubber membranes holding the shaft, in which end plate with a FSR 400 Short from Interlink Electronics is located. Rubber membranes guarantee some flexibility in assembly. Conditioning electronics is performed by means of the amplification circuitry with an LM358 amplifier and data acquisition through a UNO R3 by Arduino. Variable flow line was used for determining the static characteristic, through a compressor DARI Spider 25. To determine the actual flow in the line, a Venturi flowmeter is used with a differential manometer SDE3-D10D-B-HQ4-2P-M and a flowmeter SFAB-1000U. Experimental measurement results determined that the flow has a static characteristic nonlinearity of 7.64% and a hysteresis of 7.2% for a variation of airflow from 10 to 50 GPM.
Descripción: Considerando que en los procesos de automatización, la instrumentación es muy importante y entre la instrumentación, la medición de nivel es fundamental, siendo los sensores de nivel bastante onerosos, el presente trabajo tiene como objetivo desarrollar un flujómetro económico, que utiliza como sensor secundario, un dispositivo resistivo tipo FSR (Force Sensitive Resistor). Para el diseño de la parte mecánica se utilizó elementos fáciles de conseguir en una ferretería, como Ts y tapones, de ½ pulgada. En el tapón, dos membranas de caucho sujetan el eje, en cuyo extremo se ubica la placa, sobre la que se halla el FSR 400 Short de Interlink Electronics. Las membranas de caucho garantizan cierta flexibilidad al conjunto. La electrónica del acondicionamiento se la realiza por medio de un circuito de amplificación, con un amplificador LM358 y la adquisición de datos a través de un Arduino UNO R3. Para la determinación de su característica estática se utilizó una línea de flujo variable, a través de un compresor DARI Spider 25. Para determinar el flujo real en la línea se utilizaron un flujómetro de Venturi con un manómetro diferencial SDE3-D10D-B-HQ4-2P-M y un flujómetro SFAB-1000U. Resultados de la medición experimental del flujo determino que la característica estática presenta una no linealidad del 7.64% y una histéresis del 7.2% para una variación de flujo de aire de 10 a 50 GPM.2015-06-18T00:00:00ZAnálisis de esfuerzos de transmisiones de engranes cilíndricos helicoidales mediante el método de los elementos finitos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/8664
Título: Análisis de esfuerzos de transmisiones de engranes cilíndricos helicoidales mediante el método de los elementos finitos
Autor: Soto Aymar, Luis Ricardo
Resumen: El uso de los engranajes para la transmisión de movimiento se remonta hace cientos de años. Sin embargo el diseño de estos elementos es relativamente nuevo, a pesar de existir muchas investigaciones sobre el tema, es de gran interés el estudio de otros métodos que permitan realizar un análisis de esfuerzos de forma más exacta. El Método de los Elementos Finitos (MEF) constituye una gran herramienta para el diseño, aunque requiere de experiencia y de ciertos cuidados para que los resultados sean confiables. En el trabajo se realiza el análisis por el MEF y se comparan los resultados con los obtenidos mediante las fórmulas de AGMA. Para la simulación mediante el MEF se debe crear la geometría del engrane cilíndrico helicoidal, este es uno de los pasos más complicados. En la modelación se ha tratado de reproducir la geometría del engrane de la manera más exacta posible, para esto se utiliza el programa gratuito "TrueGear" que trabaja en el entorno de "AutoCAD". Con el modelo tridimensional del engrane se realiza el mallado. Para determinar el tamaño óptimo de la malla se crean varios modelos refinando cada vez más la malla, hasta encontrar la convergencia de la solución. Determinados los parámetros para el mallado se procede al análisis por el MEF mediante el programa "Algor". Se realizan múltiples simulaciones con variaciones en: el ángulo de hélice, el ancho de cara y el módulo con el fin de determinar el comportamiento y la validez de los resultados obtenidos.
Descripción: 154 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm CD-ROM 14972014-10-07T00:00:00ZDiseño de estructuras tipo cáscara basadas en materiales compuestos laminares, utilizando el métodod de elementos finitos
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/8660
Título: Diseño de estructuras tipo cáscara basadas en materiales compuestos laminares, utilizando el métodod de elementos finitos
Autor: Olmedo Salazar, José Fernando
Resumen: La presente tesis aborda el problema que supone el análisis de piezas complejas hechas de materiales compuestos y está articulada en desarrollos teóricos y prácticos. Los capítulos 1, 2 y 3 presentan el marco teórico previo que define y permite entender la mecánica de los compuestos. Dentro de la mecánica de los compuestos se parte de la unidad fundamental que es la lámina y se converge al laminado. La mecánica de un laminado se basa en dos teorías básicas: la teoría de Kirchhoff y la teoría de placas de Mindlin - Reissner. Puesto que la teoría presentada no permite analizar más que geometrías simples, se hace necesario acudir al método de los elementos finitos. En el capítulo 4 se revisa la teoría de elementos finitos basada en el principio de energía potencial mínima y su aplicación a compuestos, que permite determinar la matriz de rigidez del elemento finito, y se plantea un problema sencillo para entender el concepto de ensamblaje de varios elementos. Las complejidades verificadas aquí permiten concluir que la manera práctica de analizar una estructura hecha con compuestos es por medio de una herramienta computacional adecuada. Dado que es importante determinar los niveles de esfuerzos que puede soportar un elemento estructural sin perder su funcionalidad, en el capítulo 5 se estudia las teorías de falla. Los capítulos 6 y 7 ilustran la solución de un problema estructural mediante Ansys, para lo cual se escogió un chasis monocasco proveniente de una competición universitaria que es la fórmula SAE. Para ello se diseña las superficies del mencionado chasis y, utilizando las hipótesis de carga típicas para estos prototipos, se determinan desplazamientos y esfuerzos y se evalúan los criterios de falla para cada una de las hipótesis. Los resultados obtenidos dan la certeza de que Ansys se puede utilizar con confianza para resolver una amplia gama de problemas que involucren materiales compuestos.
Descripción: 269 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 15102014-10-07T00:00:00ZDiseño de un cilindro picador de forraje
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/8658
Título: Diseño de un cilindro picador de forraje
Autor: Flores Tamayo, Leonardo Patricio
Resumen: La tesis está dividida en seis capítulos. En el primero se realiza una introducción y se definen los parámetros funcionales como capacidad de picado, fuente de poder, estacionalidad y precio. En el segundo capítulo se plantea el modelo para el análisis y se describe el funcionamiento teórico alrededor del cual se basara el desarrollo de la presente tesis. En el tercer capítulo se determina el ángulo ? entre la cuchilla móvil y la cuchilla fija considerando los diferentes parámetros geométricos que intervienen como diámetro del cilindro, longitud de la garganta de alimentación, longitud teórica de corte, capacidad teórica, número de cuchillas y además el par torsor, energía y potencia de corte. El cuarto capítulo comprende el análisis y diseño de todos los componentes del cilindro picador utilizando los modernos sistemas informáticos como el CAD/CAE para realizar tareas de creación, análisis y simulación en cada uno de ellos con el software Autodesk Inventor. El quinto capítulo desarrolla el proceso constructivo usando el CAM con la herramienta informática "MASTERCAM X". En el sexto capítulo se enumera las conclusiones y recomendaciones de la presente tesis.
Descripción: 142 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm CD-ROM 15152014-10-07T00:00:00ZIncremento de la productividad en la fabricación de válvulas para cilindros de GLP de 15 Kg. De uso doméstico mediante la automatización del proceso de corte de las barras de bronce en la planta ESACONTROL S. A.
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/8428
Título: Incremento de la productividad en la fabricación de válvulas para cilindros de GLP de 15 Kg. De uso doméstico mediante la automatización del proceso de corte de las barras de bronce en la planta ESACONTROL S. A.
Autor: Páez Gallardo, Sergio Antonio; Zavala Ruiz, Paulo Cristóbal
Resumen: En este documento se desarrolla una metodología que permite incrementar la productividad de la fabricación de válvulas para cilindros de GLP de 15 kg, de uso doméstico, mediante la automatización del proceso de corte de bronce en la planta Esacontrol S. A. La automatización del proceso de corte de las barras de latón de bronce se realiza mediante el uso de controladores lógicos programables (PLC). Se presentan cuadros y gráficos que muestran la secuencia de operaciones que realizan los diferentes elementos en el transcurso del tiempo hasta conseguir completar un ciclo de corte. Se implementa el programa de control y se realizan las pruebas de funcionamiento respectivas, las cuales evidencian la mejora obtenida. Finalmente se mencionan las respectivas conclusiones y recomendaciones que se derivan del trabajo realizado.
Descripción: 59 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 08282007-01-01T00:00:00ZObtención de nanopartículas mediante el método de precipitación controlada: caracterización e incorporación en matrices termoestables
http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/8424
Título: Obtención de nanopartículas mediante el método de precipitación controlada: caracterización e incorporación en matrices termoestables
Autor: Díaz Campoverde, Carlos Wime
Resumen: El creciente desarrollo de la sociedad y su entorno ha impulsado la investigación sobre nuevos materiales con propiedades y funciones particulares. Los polvos cerámicos avanzados de dimensiones manométricas están entre estos nuevos materiales ya que, por sus propiedades físicas, químicas y mecánicas, pueden ser utilizados en aplicaciones tecnológicas muy variadas. En este trabajo se sintetizó polvo cerámico de óxido de circonio con calcio por el método de precipitación controlada. Para esta síntesis se utilizó oxicloruro de circonio, acetato de calcio, ácido nítrico e hidróxido de amonio. La cantidad de calcio en el sistema fue de 15 y 20% molar. El polvo cerámico obtenido se sometió a un tratamiento térmico a 900oC durante 2 horas y su caracterización se realizó utilizando espectroscopia de infrarrojo para determinar grupos funcionales, difracción de rayos X para la estructura cristalina, y microscopía electrónica de barrido para determinar el tamaño y la morfología de las partículas obtenidas. De la caracterización de los polvos cerámicos se determinó que se obtuvieron los compuestos Zr0.8Ca0.2O1.8 y Zr0.85Ca0.15O1.85 de estructura cristalina cúbica, con tamaño de partícula de 2 y 3 ?m y aglomerados con tamaño promedio de 40 ?m. El siguiente paso en este trabajo fue la incorporación de nano partículas cerámicas previamente sintetizadas por el método de Pechini a una matriz epóxica, en una proporción de 2 y 4%. Para esto se empleó el método de incorporación in-situ. El objetivo fue formular nanocompuestos que podrían ser usados como revestimiento para proteger superficies metálicas sometidas a un ambiente corrosivo. Estos recubrimientos fueron aplicados sobre placas metálicas que luego fueron introducidas en una solución salina al 5% de NaCl para propósito de ensayo. En el trabajo se evaluó el grado de corrosión producido sobre la superficie metálica de las muestras revestidas y los efectos existentes sobre el revestimiento aplicado.
Descripción: 122 hojas : ilustraciones, 29 x 21 cm + CD-ROM 08172007-01-01T00:00:00Z