Examinando por Materia "Propiedades mecánicas"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Caracterización de propiedades mecánicas de matrices tridimensionales de alginato de sodio con encapsulación de condrocitos
    (Universidad EIA, 2009) Trochez Wilchez, Diana Fernanda; Montoya Góez, Yesid de Jesús
    El cartílago articular hialino posee una capacidad limitada de regeneración, y las técnicas de reparación existentes no proveen, de manera eficiente, todas las características originales de este tejido. Las esferas de alginato de sodio, funcionan como una encapsulación temporal, que permite que los condrocitos formen matriz, y puedan ser implantados con una densidad celular similar a la encontrada en un cartílago real. Con este proyecto se caracterizaron las propiedades mecánicas de matrices tridimensionales de alginato de sodio con encapsulación de condrocitos, para la evaluación como sustituto-generador de matriz cartilaginosa, obteniendo la caracterización mecánica de la esfera como material, con un modulo de Young alrededor de 3,4557 Mpa, el módulo de Poisson de 0,301 y un punto de rotura entre 0,002665 y 0,003762 MPa; lo que podría sugerir, con futuros estudios ,que las esferas de alginato con condrocitos embebidos funcionen como un material portador de matriz cartilaginosa.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Dispositivo de viscoelasticidad variable para la simulación de la biomecánica respiratoria
    (Universidad EIA, 2021) Gómez Schrader, Nicolás; Montoya Goéz, Yesid; Ospina Muñoz, Walter
    Actualmente se conoce como viscoelasticidad o elasticidad imperfecta, aquella característica que tienen algunos materiales al resistir diferentes situaciones de esfuerzo. A pesar de que, en su mayoría de materiales de diseño, muestran tener un comportamiento lineal, estos materiales muestran no tener respuestas lineales respecto a una señal de la carga o la deformación que se aplique. Esta característica ha tomado mucho interés desde diversas disciplinas de investigación como lo es entender los tejidos biológicos. Un principal aspecto al estudiar el aparato respiratorio es su distensibilidad, esta característica se encarga de caracterizar y diagnosticar parte del funcionamiento pulmonar. En la actualidad comúnmente las patologías que se relacionan con la resistencia de tejidos, se diagnostican utilizando únicamente la distensibilidad pulmonar como herramienta de comprensión, a pesar de conocer la importancia de mantener los comportamientos que tienen estos tejidos. Por otra parte, en la actualidad existen diversas herramientas para evaluar el aparato respiratorio (Jiménez & López, 2018). Sin embargo, muchas de estas herramientas son aproximaciones centradas en evaluar la mecánica del pulmón, las fuerzas hísticas en el aparato respiratorio y su comportamiento viscoelástico (Gattinoni et al., 2016; Jiménez & López, 2018; Suki et al., 1994). No obstante, el estudio de sus propiedades elásticas y viscosas por separado ha sido escaso (Navajas et al., 1995). Estas últimas, son objeto de estudio, ya que son un componente principal de la matriz extracelular que permiten al pulmón tener características únicas que incluyen patrones de fluencia y de relajación (Birzle & Wall, 2019). Adicionalmente, el comportamiento viscoelástico del pulmón se ve afectado por diversas patologías. Como, por ejemplo, el enfisema pulmonar y el asma los cuales tienen un efecto negativo en la histéresis del pulmón (Navajas et al., 1995). Por lo que, evaluar las propiedades elásticas y viscosas del pulmón tendría un impacto positivo en los profesionales del área adquiriendo mayor conocimiento de ese fenómeno y permitiendo así menor sesgo en el tratamiento en pacientes con complicaciones asociadas (Kononov et al., 2001; Protti & Votta, 2018). Teniendo en cuenta todo lo anterior, se diseñó y fabricó un prototipo de un dispositivo mecánico capaz de simular y caracterizar eventos viscoelásticos, para su uso en un simulador de la mecánica respiratoria. Este prototipo aporta la posibilidad de simular las propiedades viscoelásticas del pulmón, reproducir curvas de relajación al ser sometido en pruebas de ventilación mecánica y reporta curvas de presión contra tiempo; todo esto de manera rápida y sin tener que dañar el prototipo ni utilizar experimentación in vivo. Por otra parte, este prototipo podría mejorar el entendimiento de este fenómeno sirviendo como una aproximación experimental de los comportamientos viscoelásticos. Finalmente, se evaluó un modelo para interpretar las curvas de presión contra tiempo obtenidas del prototipo y las variables obtenidas del modelo se compararon con las reportadas en literatura, teniendo en consideración como las pruebas de contraste de Kolmogórov-Smirnov. Por lo tanto, el prototipo y el modelo muestran un prometedor potencial para evaluar el comportamiento viscoelástico del pulmón.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación del potencial de fibras cortas lignocelulósicas extraídas del tallo residual de girasol (Helianthus annuus), para ser empleadas como aditivo en materiales compuestos de matriz cerámica, con aplicación en el sector de la construcción
    (Universidad EIA, 2021) Tejada Barajas, Astrid Carolina; Quinchia Figueroa, Adriana Maria; Valencia García, Marco Fidel
    RESUMEN: En el presente trabajo se planteó la posibilidad de extraer fibras vegetales provenientes de tallos de girasol residuales de procesos productivos y comerciales de la planta y emplearlos como refuerzo en mampostería, como reemplazo a fibras sintéticas, usadas para reducir fisuras en matrices cerámicas como el concreto. Durante el desarrollo de la investigación, las fibras de girasol fueron sometidas a tres diferentes tratamientos. Un primer tratamiento donde las fibras fueron sumergidas en cinco reactivos: Silicato de Sodio (Na2SiO3), Hidróxido de Sodio (NaOH), Bicarbonato de Sodio (NaHCO3), Hipoclorito de Calcio (Ca(ClO)2) y Cal Hidratada (Ca(OH)2). En el segundo tratamiento las fibras fueron secadas en horno durante diferentes tiempos: 1, 3 y 5 horas y, por último, en el tercer tratamiento, las fibras fueron carbonatadas en una cámara por 2, 3 y 5 horas. Con el objeto de identificar cuáles tratamientos mejoraban las propiedades mecánicas de la fibra de girasol, se realizaron pruebas de tracción a las fibras con y sin tratamientos, así como pruebas SEM y FTIR para la caracterización de la fibra y la comparación morfológica del cambio en la superficie de las fibras y se efectúo un análisis estadístico empleando la plataforma Stat Graphics para identificar los tratamientos que presentaron diferencias estadísticamente significativas. Los resultados del análisis arrojaron que la fibra de girasol responde positivamente a los tratamientos con Silicato de Sodio e Hidróxido de Sodio, favoreciendo en mayor grado la resistencia a la tracción de las fibras de girasol, las cuales pasaron de 470 MPa a 825 MPa al tratarse con Silicato de Sodio. Las horas de carbonatación también incidieron considerablemente en el comportamiento mecánico de las fibras, a diferencia de las horas de secado que no presentaron una diferencia estadísticamente significativa. En cuanto a la aplicación de las fibras en probetas de concreto, buscando evaluar el fisuramiento superficial en obras de mampostería, se encontró que la fibra incrementó la resistencia a la compresión hasta un 20% en comparación con probetas de concreto sin adición de fibra de girasol.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación mecánica de la resistencia a flexión de viguetas impresas en concreto 3D: impacto de la adición de fibra de polipropileno
    (Universidad EIA, 2024) Ospina Gonzalez, Pablo; Blandón Uribe, Carlos Andrés
    RESUMEN: esta investigación presenta la evaluación de la resistencia a la flexión de viguetas impresas en 3D con adición de microfibras de polipropileno. La metodología se basó en un enfoque experimental, con la impresión y ensayo de veinte especímenes divididos en dos grupos: MAT, la mezcla con adición de fibras, y MIX, la mezcla sin adición de fibras. Los datos recopilados demostraron que la adición de fibras no mejoró la resistencia a la flexión de las viguetas, además que también mostraron menor capacidad de deformación y mayor fragilidad en comparación con las viguetas sin fibras. Los promedios del módulo de rotura también indicaron mejores resultados en las muestras sin fibras. Una limitación importante del estudio fue la falta de datos detallados sobre la mezcla utilizada, cual impidió realizar comparaciones teóricas precisas. Este trabajo sugiere la necesidad de contar con información completa sobre las propiedades del material y recomienda la realización de estudios adicionales con variaciones en el tipo y cantidad de fibras, para explorar combinaciones que puedan mejorar las propiedades mecánicas de esta mezcla.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Obtención de un andamio polimérico a partir de polietersulfona sulfonada con potencial aplicación en la regeneración de la córnea
    (Universidad EIA, 2021) Duarte Giraldo, Diana Camila; Agudelo Pérez, Natalia Andrea
    RESUMEN: La córnea es el tejido transparente que está ubicado en la parte anterior del ojo, y por esto, es propensa de sufrir numerosas alteraciones patológicas (Salehi et al., 2020), las cuales causan opacidad, distorsión y eventualmente ceguera (Illinois Eye Center, s. f.); por esta razón, la ingeniería de tejidos juega un papel importante debido a que está orientada hacia el desarrollo de sustitutos biológicos que permitan restablecer o mantener la función normal de un órgano o tejido; por otra parte, para que esto sea posible, el desarrollo tecnológico ha permitido la fabricación de nuevos biomateriales con propiedades similares a las de los tejidos del cuerpo humano. En la actualidad se han reportado diferentes biomateriales con aplicaciones en ingeniería de tejidos corneales; sin embargo, no se ha obtenido un andamio ideal. Por consiguiente, es de gran importancia investigar un material alternativo que pueda ser empleado para la regeneración de la córnea (Cruz et al., 2017) y segundo, se necesita un andamio con características particulares como, transparencia, excelentes propiedades mecánicas e hinchamiento (Salehi et al., 2020) que pueda ser usado en esta aplicación. Por lo mencionado anteriormente, en esta investigación se propone construir un andamio polimérico a partir de poli (éter éter sulfona) sulfonada (sPEES) como material base para la fabricación de la córnea por las técnicas de evaporación de solvente y spin casting. En material obtenido se caracterizó en función de propiedades como la porosidad, contenido de agua, y resistencia a la tracción uniaxial, con el fin de determinar si dicho material es apto o no para esta aplicación. Por lo tanto, el andamio corneal que se obtuvo a través de los dos métodos mostró ser porosos en todas sus caras, con una resistencia a la tracción de 4.35 ± 2.7 MPa, el cual se cuenta en el rango esperado y, módulo de Young superior al reportado, sin embargo, este podría ser controlado a través de variaciones en su composición. Adicionalmente, se obtuvo una estructura hidrófila con capacidad de absorción de agua. Se concluyó que el material obtenido cumple con los requerimientos planteados en este trabajo, según los cuales, este podría ser apto para la construcción de los andamios corneales.