Ingeniería Materiales

Síntesis, caracterización y funcionabilidad de andamios de vidrio bioactivo dopado con Zn, Cu y aceites esenciales para regeneración ósea

2025-12-01T00:00:00Z

Síntesis, caracterización y funcionabilidad de andamios de vidrio bioactivo dopado con Zn, Cu y aceites esenciales para regeneración ósea Villavicencio Kseiri, Mateo Ante la creciente demanda de soluciones eficaces para la reparación de defectos óseos que superen las limitaciones de los tratamientos convencionales, la ingeniería de tejidos se ha centrado en el desarrollo de biomateriales avanzados capaces de promover la regeneración natural. En este marco, el presente proyecto final de grado aborda, por un lado, la fabricación y evaluación de andamios tridimensionales porosos de vidrio bioactivo, fabricados mediante la técnica de replicado de espuma polimérica utilizando tres formulaciones distintas: un biovidrio base de silicato (conocido como 13-93), una variante modificada con borato (13-93 B2) y una tercera modificada con boro de nuevo y dopada con cobre y zinc (13-93 B2 Cu-Zn). Por otro lado, con el objetivo de optimizar las propiedades mecánicas y biológicas, se aplicaron recubrimientos de gelatina y una mezcla híbrida de gelatina con aceite esencial de clavo sobre los andamios dopados con Cobre y zinc. Se caracterizaron las muestras sin recubrir mediante espectroscopía infrarroja, antes y después de la inmersión en fluido corporal simulado (SBF) También se estudió por medio de procesamiento de imágenes la porosidad y el tamaño de trabéculas de los andamios generados. Se analizaron la morfología resultante de los andamios, así como la bioactividad y formación de hidroxiapatita mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) luego de la inmersión. Se evaluaron las propiedades mecánicas mediante ensayos de compresión de los andamios recubiertos y de los no recubiertos de la formulación 13- 93 B2 dopados con cobre y zinc. Luego se comprobó su actividad antibacteriana frente a Staphylococcus aureus y se evaluó su citotoxicidad en células MC3T3-E1. Los resultados evidenciaron que la incorporación de boro, cobre y zinc acelera la degradación del vidrio y favorece la formación de hidroxiapatita, mientras que mecánicamente se evidenció un efecto sinérgico en el recubrimiento con aceite de clavo, el cual aumentó la resistencia a la compresión la rigidez, lo que podría deberse a la interacción del eugenol (principio activo presente en el extracto de clavo) con la matriz proteica (gelatina); biológicamente, este sistema compuesto demostró la mayor eficacia antibacteriana y una adecuada citocompatibilidad en concentraciones controladas. Se concluye, entonces, que los andamios dopados con recubrimiento funcionalizado representan una estrategia prometedora que equilibra soporte estructural, bioactividad y prevención de infecciones Trabajo Final de Graduación dirigido por la Dra. Josefina Ballarre en la UNMDP y realizado en el Instituto de Biomateriales de la FAU, Alemania (FAU-Technische Fakultät- Instituto de Biomateriales), bajo la supervisión en FAU del Prof. Aldo Roberto Boccaccini y la Dra. Usanee Pantulap.

Degradación de tuberías enrollables utilizadas en la industria del petróleo

2025-12-01T00:00:00Z

Degradación de tuberías enrollables utilizadas en la industria del petróleo Basualdo, Mayra Alejandra Las tuberías termoplásticas reforzadas enrollables (RTP, del inglés Reinforced Thermoplastic Pipe) han ganado protagonismo en la industria del petróleo y gas como una alternativa eficiente y resistente a la corrosión frente a las tuberías metálicas convencionales. En particular, el polietileno de alta densidad (HDPE) es ampliamente utilizado como material de revestimiento interno (liner) por su buena resistencia química, bajo costo y facilidad de procesamiento. Sin embargo, la exposición prolongada a hidrocarburos y altas temperaturas puede inducir mecanismos de degradación que comprometen su integridad [1],[2]. La norma API 15 SA Integrity Management of Spoolable Reinforced Line Pipe, publicada en febrero de 2022 [3] describe la metodología de un Programa de Gestión de Integridad y las amenazas que se presentan a una instalación de RTP. Sin embargo, no existen referencias respecto a metodologías de inspección y, menos aún, respecto a los valores críticos de las variables que determinan la criticidad de la instalación. En este trabajo se propone una metodología de inspección para tubulares RTP y se avanza hacia la identificación de valores umbral para la integridad de una instalación. El desarrollo experimental se propone evaluar el comportamiento del liner de HDPE frente a la inmersión en dos tipos de solventes (alifático y aromático) bajo distintas condiciones de temperatura (65, 82 y 93 °C) y tiempos de exposición (15, 120 y 240 días). Se utilizaron probetas extraídas del liner de tuberías comerciales SHAWCOR FP301 HT de 4 pulgadas, sometidas a ensayos de absorción, desorción, tracción uniaxial, dureza Shore D, calorimetría diferencial de barrido (DSC), tiempo de inducción a la oxidación (OIT) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Los resultados muestran una marcada influencia del tipo de solvente y de la temperatura en la cinética de absorción y la difusión de los fluidos en el HDPE. El solvente aromático evidenció un deterioro significativo del comportamiento mecánico, como una reducción de hasta el 45 % en la tensión de fluencia en condición húmeda, junto con un OIT inferior a 1,5 minutos. En contraste, el compuesto alifático mostró una interacción menos agresiva, con menor absorción (<14 %) y un deterioro mecánico más moderado. El FTIR confirmó la conservación del esqueleto polimérico, aunque los cambios térmicos y mecánicos sugieren extracción de aditivos y plastificación del material.

Películas protectoras ricas en iones silicato para mitigar la corrosión del acero de construcción

2025-09-13T00:00:00Z

Películas protectoras ricas en iones silicato para mitigar la corrosión del acero de construcción Ucci Galasso, Malena Soledad El objetivo de este trabajo consiste evaluar el potencial efecto protector de recubrimientos a base de iones silicato sobre acero al carbono. Para ello el acero con los distintos recubrimientos será expuesto a condiciones que simulan un hormigón armado en un ambiente marino. Se buscará determinar cuál es el método óptimo para incorporar silicatos a los recubrimientos, que garantice la máxima estabilidad del acero en condiciones de servicio. Objetivos específicos: - Desarrollar recubrimientos protectores sobre las barras de acero en soluciones ricas en iones silicato, que permitan aumentar la resistencia a la corrosión del acero en soluciones que simulan un hormigón contaminado con cloruros:  Por inmersión en solución rica en iones silicato pH=13  Por deposición del recubrimiento rico en silicatos mediante la técnica de sol-gel. -Evaluar la susceptibilidad a la corrosión mediante un conjunto de parámetros relevantes (potencial de picado, resistencia a la polarización, potencial de repasivación, etc.). - Evaluar la composición y las propiedades electrónicas de las distintas películas protectoras que se formaran sobre acero al carbono y correlacionarlas con efecto protector. -Analizar conjuntamente los datos obtenidos, a fin de optimizar las condiciones de uso para alcanzar la máxima protección, pero reduciendo el contenido en nitrito para cuidar el medioambiente.

Desarrollo de materiales compuestos para la fabricación de acolchados agrícolas biodegradables

2025-09-01T00:00:00Z

Desarrollo de materiales compuestos para la fabricación de acolchados agrícolas biodegradables Exler, Rocío El objetivo del trabajo consiste en mejorar las propiedades mecánicas y de interacción al agua (H2O) en películas poliméricas biodegradables a base de almidón, mediante la introducción de diversos refuerzos a la matriz polimérica, analizando su adición a diferentes concentraciones en peso. La selección de estos refuerzos se llevó a cabo considerando criterios de accesibilidad, origen natural y su vínculo previo con la industria agrícola. Se estudió el efecto del agregado de Celulosa microcristalina (MCC), Quitosano (Q), Bentonita (Bent) y Bentonita modificada con quitosano (BentQ) a una matriz de almidón termoplástico (TPS). Para ello, se compararon los resultados de diferentes concentraciones de refuerzos frente a las propiedades medidas a la matriz sin aditivos adicionales. Las películas de TPS se fabricaron mediante un proceso de extrusión de mono tornillo y moldeo por compresión, y se sometieron a una amplia gama de técnicas de caracterización, entre ellas: morfológica (microscopio electrónico de barrido (SEM)); química (espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR)); cristalinidad (difracción de rayos X (DRX)); térmica (análisis termogravimétrico (TGA)); mecánica (ensayo de tracción); propiedades al H2O (contenido de humedad (CH)), absorción de humedad (AH) y solubilidad (S)); biodegradabilidad y ensayos biológicos. Los resultados obtenidos revelan que la incorporación de los diversos refuerzos en la matriz de almidón conlleva cambios significativos en todas las propiedades analizadas. Se han identificado formulaciones que presentan mejoras notables en las propiedades mecánicas y de interacción con el H2O , sin perder su capacidad para la biodegradación, lo que las posiciona como candidatas idóneas para su implementación como acolchados agrícolas. Específicamente, se destaca el papel del Q como refuerzo que muestran un desempeño sobresaliente en términos de propiedades mecánicas, interacción con el H2O y comportamiento biológico. Estas formulaciones presentaron una mejora de hasta un 23% en la resistencia a la tracción y un incremento del 47% en la elongación a la rotura respecto al TPS sin refuerzos. A su vez, se observó una reducción del 29% en la absorción de humedad (a 60% de humedad relativa) y de hasta un 31,3% en la solubilidad en H2O, sin afectar su biodegradabilidad. Además, el Q aportó propiedades antimicrobianas, confirmadas mediante ensayos biológicos frente a Escherichia coli, lo que refuerza su potencial como material activo para aplicaciones agrícolas. Estas mejoras integradas justifican su elección como refuerzo principal frente a los demás evaluados, dada su capacidad para optimizar simultáneamente las propiedades mecánicas, funcionales y biológicas del TPS.