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 Imagen de referencia Ciencias exactas y aplicadas
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Ciencias exactas y aplicadas

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    • 1 de Diciembre de 2020
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Imagen de apoyo de  Redes poliméricas interpenetradas de poliuretano a partir de aceite de ricino modificado y poliestireno, miscibilidad y propiedades mecánicas en función de la composición

Redes poliméricas interpenetradas de poliuretano a partir de aceite de ricino modificado y poliestireno, miscibilidad y propiedades mecánicas en función de la composición

Por: Universidad Industrial de Santander (UIS). | Fecha: 2018

Se prepararon muestras de redes poliméricas interpenetradas (IPN) de poliuretano a partir de isoforona diisocianato y aceite de ricino modificado con pentaeritritol y poliestireno entrecruzado con divinil benceno (DVB). Las redes fueron polimerizadas simultáneamente (SIN). Se realizaron ensayos de hinchamiento hasta equilibrio, pruebas térmicas dinamomecánicas (DMTA), y pruebas de esfuerzo-deformación en un amplio intervalo de composición, manteniendo constantes las condiciones de curado para todos las muestras IPN. A partir de los resultados de los ensayos de hinchamiento y las pruebas de esfuerzo-deformación se determinó la densidad de entrecruzamiento en función de la composición. Con base en los resultados de los ensayos DMTA se identificaron cambios morfológicos en función de la composición. Aparentemente, ocurre inversión de fases en el sistema que contiene alrededor de 40% de red de poliuretano. Los resultados de las pruebas esfuerzo-deformación indican que en el punto de inversión de fases las propiedades mecánicas del IPN, módulo de elasticidad y esfuerzo a la ruptura, aumentan por un factor mayor que dos.IntroducciónUn IPN es una mezcla de dos o más redes poliméricas,  entrelazadas  o  interpenetradas total o parcialmente,  sin  enlaces  covalentes entre sí. El sistema se mantiene entrelazado por coacciones topológicas. En el presente trabajo se sintetizaron redes de poliuretano (PU) y de poliestireno (PS) a partir de una mezcla de los monómeros y agentes de curado que polimerizaron simultáneamente.La estructura de los materiales IPN depende de la composición y del método de síntesis, razón que explica la variedad de materiales que se pueden obtener con propiedades mecánicas diferentes a partir de los mismos componentes. Los aceites naturales que presentan polifuncionalidad son materia prima adecuada para la formación de redes poliméricas. Tal es el caso del aceite de ricino, un triglicérido de ácidos grasos que contiene ácido ricinoleico como mayor constituyente (90%). La molécula del ácido ricinoleico tiene tres cadenas pendientes y en cada una de ellas hay un grupo hidroxilo. En consecuencia, el aceite de ricino se puede utilizar como poliol para formar poliuretano entrecruzado por reacción con diisocianato. Sin embargo, el índice de hidroxilo del aceite de ricino es bajo en relación con la complejidad de la molécula (índice hidroxilo: 160). De otra parte, la reactividad del grupo hidroxilo secundario no es igual a la del hidroxilo primario. Estas  características  afectan la estructura de la red de poliuretano por lo que se obtiene un material con valores relativamente bajos de grado de  entrecruzamiento,  módulo de resistencia mecánica y  energía  de  ruptura.

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Evaluación de un tratamiento químico para el control de parafinas del crudo campo Colorado

Por: Universidad Industrial de Santander (UIS). | Fecha: 2018

Los crudos parafínicos causan problemas durante la producción de hidrocarburos debido principalmente al depósito de parafina en las paredes de la tubería que reducen su diámetro, restringe el flujo, y la precipitación causa variación en el comportamiento reológico del mismo.El uso de sustancias químicas ha sido efectivo para resolver los problemas de deposición de parafina; este trabajo presenta los resultados de la evaluación a nivel de laboratorio, de un tratamiento químico conformado por un dispersante que evita la aglomeración de la parafina; un surfactante que ejerce una fuerte acción detergente y desestabiliza o previene la formación de emulsiones; un solvente que restaura la capacidad de disolver los cristales de ceras parafínicas debido a la precipitación por pérdida de gases o reducción de la temperatura, y un solvente mutual cuya función es mejorar las propiedades de solubilidad entre los aditivos. Se evaluaron propiedades del crudo con un tratamiento químico, tales como el punto de nube, punto de fluidez y comportamiento reológico para determinar la efectividad del tratamiento y seleccionar el mejor. El tratamiento químico probado es compatible con los fluidos y la roca de la formación productora y la muestra de crudo con 2% en parafina y un volumen de la formulación 12 (en una proporción v/v de 10 partes de crudo por una parte de formulación) presentó una disminución en el punto de nube del 62,12% tomando como referencia el punto de nube del crudo con un 2% en peso de parafina y un comportamiento reológico similar al crudo sin parafina.IntroducciónEn la industria de los hidrocarburos la calidad de un tipo de crudo se valora mediante el porcentaje de parafinas presente en él, éstas son mezclas de  largas  cadenas  lineales  de  hidrocarburos comprendidos entre C18 hasta el C60, por tanto un crudo con alto contenido de parafinas es muy atractivo para el mercado; el inconveniente está en su producción y transporte. A medida que los fluidos del yacimiento suben por la tubería de producción la temperatura y presión cambian, llegando al punto en el cual es posible que se rompa el equilibrio, la parafina se precipite y posteriormente se deposite en algún punto entre el yacimiento y la boca del pozo o en la superficie. Entre los factores que pueden influir en la precipitación se encuentran: temperatura, pérdidas de fracciones ligeras contenidas en el crudo, presión, transferencia de calor desde el crudo a la tubería de producción y cuando éste se encuentra en el yacimiento, a las formaciones de roca adyacentes, peso molecular de las parafinas, efecto de la dinámica del fluido, naturaleza de la solución y tipo y rugosidad de las superficies de la tubería. La temperatura es el factor de mayor importancia y disminuye en el crudo a medida que éste se acerca a la superficie.

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Imagen de apoyo de  Aplicación de la descomposición del 2-propanol como técnica de caracterización ácido-base de catalizadores CoMo para hidrotratamiento

Aplicación de la descomposición del 2-propanol como técnica de caracterización ácido-base de catalizadores CoMo para hidrotratamiento

Por: Universidad Industrial de Santander (UIS). | Fecha: 2018

Con el propósito de implementar una técnica sencilla para medir propiedades ácido-base de sólidos se analizaron las propiedades ácido-base de catalizadores CoMo soportados sobre alúmino-silicatos amorfos (ASA) con diferentes relaciones atómicas Si/(Si+Al) y sobre alúmina modificada con B. Estas propiedades fueron determinadas usando la reacción de descomposición del 2-propanol. Los resultados obtenidos se compararon y validaron con pruebas de descomposición de isopropilamina y medidas con Infrarrojo de piridina adsorbida. Se observó buena reproducibilidad y alta sensibilidad de la reacción de deshidratación del 2-propanol ante los cambios y/o modificaciones de la superficie del catalizador. Se encontró que para los catalizadores CoMo soportados en ASA, la densidad, fuerza y número de sitios ácidos totales se incrementa cuando se aumenta la relación Si/(Si+Al); este incremento se atribuye al aumento en el número de sitios ácidos de Brönsted. Por otro lado, para los catalizadores CoMo modificados con B se observó aumento en la densidad y fuerza de sitios ácidos con el aumento en la cantidad de B. Los resultados de este trabajo permiten concluir que la selectividad de la reacción de descomposición de 2-propanol es sensible a las características ácido-base de catalizadores, y los resultados obtenidos con esta técnica son reproducibles y acordes con métodos más sofisticados y costosos como infrarrojo de piridina adsorbida.IntroducciónLas propiedades ácido-base de la superficie de los catalizadores sólidos determinan su estabilidad, selectividad y actividad, no sólo de aquellas reacciones típicas que se llevan a cabo en sitios ácido-base como craqueo, isomerización, alquilación, etc., sino también en reacciones de oxidación-reducción e hidrotratamiento (HDT) que de acuerdo a sus requerimientos se favorecen por la presencia de determinado tipo de sitios ácidos o básicos (sitios ácidos o básicos, muy fuertes o débiles).Una caracterización completa de las propiedades ácido-base de un sólido requiere la determinación de la densidad, naturaleza (Brönsted o Lewis) y fuerza de los sitios ácidos y/o básicos. Para realizar esta caracterización existen métodos como: (1) pruebas de  adsorción  selectiva de moléculas sonda, (2) titulación usando indicadores, y (3) desempeño catalítico utilizando reacciones modelo. Éstos se diferencian en los principios químicos y físicos en los que se fundamentan. El primer grupo está basado en técnicas fisicoquímicas tales como infrarrojo (IR) o espectroscopía UV-visible, calorimetría y termodesorción, permitiendo distinguir y cuantificar los sitios ácidos (Lewis o Brönsted) y básicos. Para estas pruebas se ha usado piridina, isopropilamina  (sitios  Brönsted)  y  2,6-dimetil piridina para los sitios ácidos y CO2 para los sitios básicos, entre otras. Estos métodos requieren equipos especializados y/o sistemas de vacio exclusivamente dedicados a ellos que suelen ser muy costosos.

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Evaluación del direccionamiento electroquímico de proteínas sobre recubrimientos de ácido poliláctico

Por: Universidad Industrial de Santander (UIS). | Fecha: 2018

En este trabajo se ha realizado una activación superficial mediante irradiación con luz UV, en películas de Ácido Poli-Láctico (PLA), depositadas sobre cristales de cuarzo Au/Cr sobre la cual se estudia la adhesión y direccionamiento de proteínas de colágeno y albumina bovina (BSA), bajo la imposición de un sobrepotencial electroquímico anódico, hallado mediante voltametría cíclica, el cual garantiza una condición de hidratación y adsorción de la proteína. Cambios de masa, de la capacitancia interfacial y de la impedancia de adsorción de la monocapa proteínica, fueron evaluados mediante microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) y Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS). Variaciones en la temperatura y en las concentraciones de las proteínas, fueron realizadas, para obtener parámetros termodinámicos de adsorción. Se planteó un modelo de circuito equivalente que muestra la adhesión de proteína preferencialmente direccionada sobre la superficie irradiada. Para verificar los resultados y los cambios obtenidos, se caracterizó la superficie empleando microscopía óptica y FT-IR.INTRODUCCIÓNLa adsorción de proteínas juega un papel fundamental en la producción de implantes biocompatibles. La biocompatibilidad de los materiales depende en gran medida de las interacciones que ocurren entre la superficie y el ambiente biológico. Las propiedades de la superficie influyen en la adsorción de proteínas siguiendo ciertas tendencias generales, como lo son: la afinidad de la superficie, la hidrofilicidad, la disminución de la estabilidad de la proteína. Las proteínas con cargas eléctricas opuestas a las de la superficie, se adsorben con mayor afinidad. El tamaño y la forma de la proteína pueden desempeñar un papel importante en la adsorción, ya que el número de sitios de unión por proteína adsorbida, se incrementan.El colágeno es una proteína de la matriz extracelular, cuya estructura es la más grande del reino animal que contiene secuencias de aminoácidos, los cuales pueden ser reconocidos por células receptoras. La albumina es una proteína globular de forma de esferoide con dimensiones 4nm × 4nm × 14nm, abundante en el plasma sanguíneo que desempeña un papel importante en el transporte de compuestos de bajo peso molecular por la sangre.

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Overview of concentrated photovoltaic (CPV) cells

Por: Scientific Research Publishing | Fecha: 2018

En este artículo se revisaron distintos tipos de celdas solares multiunión, métodos de concentrar luz y la economía de escala que es capaz de reducir el precio de la electricidad producida de celdas fotovoltaicas concentradas (CPV) en 2019. Se espera que, durante este intervalo de tiempo, los costos de instalación y funcionamiento de igualen a los de la red eléctrica.

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Factibilidad del uso de almidón de plátano como aditivo para lodos de perforación

Por: Universidad Industrial de Santander (UIS). | Fecha: 2018

El almidón de plátano está conformado por una fracción molecular lineal (amilosa) y por una fracción molecular ramificada (amilopectina), componentes que a nivel práctico han demostrado funcionalidad e interesantes características que contribuyen a la optimización de los fluidos de perforación base agua, tales características permiten: aumentar la viscosidad del fluido de perforación, controlar las pérdidas de filtrado del lodo y mejorar las propiedades de la bentonita como agente potenciador de la viscosidad del lodo.En este trabajo se evaluó la capacidad del almidón de plátano para aumentar la viscosidad del fluido de perforación base agua, incrementar el rendimiento con respecto a otros aditivos usados comúnmente en la industria como la bentonita y como controlador de pérdidas de filtrado en lodos contaminados con cal, mediante la aplicación de pruebas estándar a condiciones de laboratorio; estas pruebas son: rendimiento en agua dulce y en salmuera, control de filtrado en gran variedad de escenarios de contaminación que se presentan regularmente en la perforación de pozos y extensión de las propiedades de la bentonita en agua dulce.De acuerdo con los resultados de esta investigación, se comprobó que el almidón de plátano puede ser utilizado como aditivo para lodos de perforación con un rendimiento superior al de otros aditivos similares de amplio uso en la industria petrolera.INTRODUCCIÓNLa perforación de pozos en la industria del petróleo ha evolucionado de manera vertiginosa en el desarrollo tecnológico de los equipos utilizados para perforar y en los fluidos usados para alcanzar una profundidad predeterminada, atravesando ambientes de carácter hostil con propiedades únicas relativas a las formaciones rocosas y a las condiciones propias del subsuelo.Actualmente se busca la formulación de lodos de perforación bajo las premisas de disminuir costos y preservar el medio ambiente. El uso de un nuevo producto de origen natural, de amplia producción en el territorio nacional como el plátano, puede contribuir significativamente a esta causa.Al referirse a un programa de perforación, se identifica un factor crucial que puede fácilmente generar un mejoramiento en el desarrollo técnico de la actividad; este factor hace referencia a la importancia de los lodos de perforación, ya que al incrementar las propiedades reológicas del lodo se puede obtener un mejor rendimiento, usando así una menor cantidad de recursos y a su vez generando un menor costo.Por consiguiente, la posibilidad del uso del almidón de plátano como aditivo para lodos de perforación, podría representar una reducción de costos ya que al presentar un mayor rendimiento que los productos usados comúnmente en la industria, se utilizaría una menor cantidad del producto disminuyendo así los costos operacionales que se generan en una campaña de perforación; esto beneficiaria principalmente a las empresas prestadoras de servicios de perforación, ya que pueden redirigir el excedente de presupuesto a desarrollar nuevas tecnologías o nuevos productos que realimentan el proceso, permitiendo así estabilidad económica frente al escenario financiero.

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Imagen de apoyo de  Photovoltaic systems and applications

Photovoltaic systems and applications

Por: InTech | Fecha: 2018

En este documento se describen de forma breve los principios y la historia de los sistemas energéticos fotovoltaicos y se exploran en detalle diversas tecnologías disponibles, sus avances, ventajas y desventajas, y aplicaciones. Esto incluye discusiones sobre el estatus, el desarrollo y las aplicaciones de distintas tecnologías solares térmicas. Se resaltan los cuatro principales tipos de fotovoltaica: cristalina, de película delgada, compuesta y nanotecnológica.

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Solar cells , in research and applications a review

Por: Scientific Research Publishing | Fecha: 2018

La fabricación de celdas solares ha experimentado un gran número de etapas de mejora de una generación a la otra. No obstante, este desarrollo se ha visto obstaculizado por los costos y la eficiencia. En este documento se revisan estos progresos y se discute acerca de sus tendencias futuras. También se enfatiza sobre las prácticas y métodos diversos para promover los beneficios de la energía solar.

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Solar cells , in research and applications a review

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Análisis estadístico en la predicción del volumen de contaminación generado en el transporte de lotes sucesivos de hidrocarburos a través de poliductos

Por: Universidad Industrial de Santander (UIS). | Fecha: 2018

El presente trabajo tiene como propósito predecir a diferentes concentraciones admisibles, el volumen de mezclado que se genera en el transporte de lotes sucesivos de los destilados gasolina y diesel a través de poliductos. Esto se realiza mediante la implementación de un modelo matemático reportado en la literatura, cuya solución consiste en el planteamiento de una metodología de cálculo basada en el desarrollo de un algoritmo numérico soportado en el software MATLAB y la introducción de un parámetro conocido como coeficiente de dispersión axial; el cual, dentro de las múltiples posibilidades existentes para su determinación, se encontró que la ecuación empírica propuesta por Sjenitzer, conlleva a un mejor ajuste con los datos experimentales. Obteniéndose de esta manera, las expresiones matemáticas que permiten estimar el tiempo de corte en función de la concentración admisible, generando así un significativo aporte en el establecimiento de los principios necesarios para realizar una posterior automatización del proceso de separación y respectivo almacenamiento de los fluidos que constituyen el sistema en cuestión. Finalmente, con la realización de un análisis estadístico se demostró que un cambio en el diámetro de la tubería, dado por un predominio de las fuerzas inerciales sobre las fuerzas viscosas en el número de Reynolds, ejerce un mayor efecto sobre el volumen de contaminación, en comparación con una variación en la longitud del poliducto y el caudal de flujo.INTRODUCCIÓNEl sistema de transporte de lotes sucesivos de hidrocarburos  a  través de poliductos, desde la refinería hasta los sitios de distribución, es ampliamente utilizado para enviar diferentes tipos de combustible tales como gasolina, queroseno, diesel, jet, etc. Por tanto, la conveniencia del uso de esta técnica se debe a que no sería económicamente viable utilizar tuberías paralelas dedicadas a transportar un solo tipo de fluido. Sin embargo, realizar este proceso repercute en la calidad y especificaciones de los productos transportados,  ya  que  se genera una zona de mezclado o  volumen  de  contaminación  en la interfase de las sustancias allí presentes debido a fenómenos de transferencia de masa; los cuales, van incrementando dicha zona a medida que  transcurre  el  tiempo  y  se  avanza a lo largo de la tubería.

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Types of solar cells and application

Por: Science Publishing Group | Fecha: 2018

La celda solar es un dispositivo electrónico que convierte de modo directo la luz del sol en electricidad. La luz brillante produce una corriente y un voltaje para generar energía eléctrica. Este proceso requiere, en primer lugar, de un material que excite un electrón a un nivel superior de energía mediante la absorción de luz y, en segundo lugar, el movimiento de tal electrón desde la celda a un circuito externo. En este artículo se estudian los tipos de celdas solares y sus aplicaciones.

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