Tesis para optar el Título Profesional - Convocatoria 01
Katherine Milagros Quispe Mamani; Victor Angel Apaza Mango; Maria Elena Sanchez Garcia
Objetivo
Demostrar que la adición de nanotubos de carbono mejora sustancialmente las propiedades mecánicas del concreto, su permeabilidad y resistencia a fisuras.
Resumen:
En la actualidad, el concreto es el material de construcción más usado, pero tiene algunas deficiencias como su baja resistencia a esfuerzos de tracción, flexión produciendo agrietamientos en los elementos estructurales, ya sea por esfuerzos internos o externos. Los nanotubos de carbono (NTC) presentan propiedades prometedoras como su elevado módulo de Young (1TPa), su alta resistencia a tracción, aproximadamente 150 GPa, esto hace que podamos pensar en los NTC como un material idóneo para reforzar el concreto. La presente investigación pretende demostrar que los NTC representan un refuerzo integro ante las principales cargas que resiste el concreto durante su vida útil. En una primera parte se determinará la proporción óptima de NTC ante distintos tipo de esfuerzos (compresión, tracción, flexión), a la vez se evaluará la influencia del porcentaje de NTC en la trabajabilidad de la mezcla y en la permeabilidad del concreto endurecido. En una segunda instancia, con las proporciones óptimas se comparará el comportamiento ante la formación de fisuras de un concreto con adición de NTC y uno convencional. Finalmente se establecerán vistas nanoscópicas de las superficies de falla con ayuda de un Microscopio de Barrido Electrónico para poder visualizar la influencia de la adición. Con base en las propiedades de los NTC, se espera obtener mejoras sustanciales en las propiedades mecánicas del concreto así como un excelente comportamiento ante la formación de fisuras.
Palabras clave
Propiedades mecánicas, concreto, Nanotubo de carbono,resistencia,concreto,fisuras, UNSA, CIENCIACTIVA, CONCYTEC
Problema central
El concreto tiene un buen comportamiento ante cargas de compresión, pero tiene un comportamiento pésimo ante esfuerzos de tracción haciéndose vulnerable ante este tipo de esfuerzos lo cual da lugar a la formación de fisuras, las mismas que hacen que: El concreto pierda sección efectiva, sea un material permeable permitiendo el paso de agentes nocivos debilitando el refuerzo de acero y reduciendo de manera significativa el tiempo de vida útil de las estructuras. Para resolver estos problemas, el ingeniero se ve obligado a aumentar la sección o calidad del concreto lo que conlleva la utilización de mayor cantidad de bolsas de cemento por metro cúbico de concreto, esto representa un problema grave en el tema ambiental ya que según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos la producción de cemento es responsable del 3.4% de la generación de CO2 en el mundo. Además de lo expuesto, el Perú está quedando relegado de la investigación a escala nanométrica frente a otros países.
Hipótesis planteada
La adición de nanotubos de carbono mejora las propiedades mecánicas del concreto así como su permeabilidad.
Resultados esperados
01 Tersis aprobada y sustentada
02 profesionales titulados como Ingeniero Civil
Impactos esperados
Impacto Académico:
1.- Sustentar los resultados obtenidos y depositarlos en la biblioteca de la UNSA para que estos conformen una base sólida que dé pie a más investigaciones en el campo de la nanotecnología, no solo en el ámbito regional sino a nivel Nacional, de esta manera poder sacar provecho de los beneficios de la nanotecnología.
2.- Poder sustentar los resultados obtenidos en la Facultad de la Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de San Agustín y obtener el título profesional de Ingeniero Civil.
3.- Publicar los resultados de la tesis en la revista ALCONPAT, una revista electrónica científica internacional de la Asociación Latinoamericana de Control de Calidad, Patología y Recuperación de la ConstrucciónDespertar el interés de las empresas productoras de cemento a cerca los beneficios del uso de la nanotecnología, y que estas puedan realizar mayores investigaciones para su utilización en la fabricación del cemento.
Uso de los nanotubos de carbono en la fabricación de concreto, de esta manera reducir la producción de cemento y con ello la contaminación producto de estos procesos.
Despertar el interés de investigadores en el tema y puedan utilizar el resultado de nuestra investigación como punto de partida para nueva generación de conocimiento.
Tocar el tema de nanotecnología en los cursos de Tecnología del concreto de las diversas escuelas profesionales de Ingeniería
Civil para ampliar el panorama de los estudiantes.