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Esta investigación tiene como objetivo estudiar experimentalmente la respuesta mecánica del tejido óseo cortical bajo condiciones de cargas cíclicas de tracción y de compresión. Para ello, se construyeron probetas a partir de fémures bovinos las cuales se sometieron a solicitaciones de ciclos bajos a post-fluencia a distintas velocidades de aplicación de la carga. Los resultados permiten afirmar que la rapidez de degradación del módulo elástico es inversamente proporcional a la velocidad de deformación en el caso de tensión y directamente proporcional a la velocidad en el caso de compresión. Las deformaciones plásticas inician a niveles superiores del 0,35% y del 1,09% de la deformación total en muestras cargadas a tensión y a compresión, respectivamente. Se obtuvieron importantes expresiones matemáticas que estiman con buena aproximación el módulo elástico instantáneo, la deformación total aplicada y la energía de deformación plástica total.

En climas con altos niveles de precipitación los pavimentos suelen tener menor durabilidad debido a que el exceso de agua tiende a reducir la capacidad de soporte ante las cargas del tránsito. La falta de drenajes adecuados agrava aún más la situación, por lo que la vida útil de la estructura se ve gravemente afectada, y reflejo de ello es la aparición de deterioros prematuros. Es por esto, que el uso de estabilización de materiales que permitan minimizar el efecto negativo de la humedad dentro de la estructura del pavimento es de uso extendido por todo el mundo, y en Costa Rica no es la excepción. El costo beneficio es muy rentable, más aún cuando se dispone de pocos recursos, como lo es en la mayoría de los proyectos del país. El cemento por muchos años ha sido el agente más empleado en la estabilización, sin embargo, el módulo resiliente del material cementante combinado con el agregado para capas de base en el pavimento suele únicamente estimarse, asumiendo valores que podrían ser imprecisos y alejados de los que realmente se requieren. Por esta razón se pretende desarrollar un modelo matemático que facilite la obtención del módulo resiliente en materiales granulares estabilizados con cemento, donde la dosificación del agente sea la óptima para obtener un mejor desempeño como capa de base dentro del pavimento, ante las cargas del tránsito proyectadas y la acción del clima. El material de estudio cuenta con la caracterización física básica y es típico para su utilización como capa de base en pavimentos flexibles o semi-rígidos. En la investigación se incluyó la propuesta de un protocolo para la implementación del ensayo en laboratorio de módulo resiliente en bases estabilizadas con cemento. Por lo que el material granular muestreado funcionó adecuadamente para este objetivo. El resultado más destacado de la investigación es la comprobación sobre la influencia que tiene la aplicación de los esfuerzos sobre la respuesta mecánica de las BEC (Bases Estabilizadas con Cemento). Adicionalmente se varió el contenido de cemento entre 2 % y 5 %, la humedad de compactación entre 4,1 % y 7,6 % y el periodo de curado entre 7 días y 28 días, para lo cual el módulo resiliente resultó entre 815 MPa y 2091 MPa. Por último, se pude afirmar que la hipótesis planteada inicialmente se acepta. Lo que ofrecerá reducir el contenido de cemento, menores espesores en el diseño de espesores de la estructura y adecuados resultados de desempeño del pavimento a largo plazo. Esto implica una mejora en la calidad de vida de las personas y en la economía del país. UCR::Vicerrectoría de Investigación::Sistema de Estudios de Posgrado::Ingeniería::Maestría Académica en Ingeniería de Transporte y Vías

[ES] El titanio y sus aleaciones son los materiales más utilizados en el campo de la biomedicina y odontología para fabricar prótesis, componentes de las prótesis e implantes dentales ya que estos tienen una combinación favorable de propiedades mecánicas, físicas y químicas. En los últimos años la investigación en las aleaciones de base titanio ha estado en crecimiento constante, convirtiéndose en un sector muy competitivo, para buscar soluciones a los problemas que pueden dar los implantes utilizados actualmente, así como es la enfermedad periimplantaria. Mediante este trabajo se lleva a cabo la caracterización completa de la aleación Ti-15Mo-5In PM y Ti-35Nb-5In PM. Ambos presentan una estructura hexagonal compacta que permite la reducción de su módulo elástico y el acercamiento de este al del hueso, a diferencia de lo que ocurre con la aleación tan empleada Ti-6Al-4V, con un valor de módulo elástico que dista mucho del del hueso. Además, se realiza también la caracterización microestructural y mecánica de ambas aleaciones para conocer con exactitud sus propiedades. Por otro lado, se realiza en análisis de liberación de iones y el estudio de la resistencia a corrosión de las dos aleaciones en cuestión utilizando saliva artificial como electrolito. Ambas presentaron que se tratan de aleaciones biocompatibles y ninguna presentó ningún efecto tóxico. Además, se utilizaron las salivas con los restos de iones liberados como medio de contacto con las dos líneas celulares: las células madre de pulpa dental humana (hDPSC) y la línea de osteosarcoma humano MG-63. Esto hace posible el análisis de la posible citotoxicidad de estas y se mida el grado de viabilidad celular. Además, se realizan ensayos de diferenciación osteogénica de las células hDPSC y MG-63 para ver si se produce o no la diferenciación de estas en contacto con los discos de las aleaciones Ti-15Mo-5In PM y Ti-35Nb-5In PM. De este modo se consigue obtener un análisis tanto mecánico como biológico completo de las aleaciones ternarias. Como resultado, se concluye que tanto la aleación aleaciones Ti-15Mo-5In PM y Ti-35Nb-5In PM presentan resultados interesantes en todos los ensayos y también en los ensayos donde se ha utilizado el contacto con las células. Así pues, mediante este trabajo se anima a seguir investigando acerca de estas aleaciones que se consideran muy prometedoras en el campo biomédico., [EN] Titanium and its alloys are the most widely used materials in the field of biomedicine and dentistry to manufacture prostheses, components of prostheses and dental implants since they have a favorable combination of mechanical, physical and chemical properties. In recent years, research on titanium-based alloys has been in constant growth, becoming a very competitive sector, to seek solutions to the problems that currently used implants can cause, such as peri-implant disease. Through this work, the complete characterization of the Ti-15Mo-5In PM and Ti-35Nb-5In PM alloy is carried out. Both present a compact hexagonal structure that allows the reduction of their elastic modulus and its approach to that of bone, unlike what happens with the widely used Ti-6Al-4V alloy, with an elastic modulus value that is far from that of the bone. In addition, the microstructural and mechanical characterization of both alloys is also carried out to know exactly their properties. On the other hand, an ion release analysis and a study of the corrosion resistance of the two alloys in question was performed using artificial saliva as electrolyte. Both presented that they are biocompatible alloys and neither presented any toxic effect. In addition, saliva with the released ion remains were used as a means of contact with the two cell lines: human dental pulp stem cells (hDPSC) and the human osteosarcoma line MG-63. This makes possible the analysis of the possible cytotoxicity of these and the degree of cell viability is measured. In addition, osteogenic differentiation assays of hDPSC and MG-63 cells are carried out to see whether or not their differentiation occurs in contact with the discs of the Ti-15Mo-5In PM and Ti-35Nb-5In PM alloys. In this way it is possible to obtain a complete mechanical and biological analysis of the ternary alloys. As a result, it is concluded that both the alloys Ti-15Mo-5In PM and Ti-35Nb-5In PM present interesting results in all the tests and also in the tests where contact with cells has been used. Thus, this work encourages further research on these alloys that are considered very promising in the biomedical field.

[ES] El titanio y sus aleaciones se utilizan en odontología para la fabricación de implantes, prótesis y componentes de prótesis debido a su combinación favorable de mecánica, física y propiedades químicas. En los últimos años, las investigaciones en este sector tan competitivo se han centrado en el desarrollo de nuevas aleaciones debido a la gran prevalencia de periimplantitis en los pacientes que emplean implantes dentales. Se han empezado a estudiar aleaciones de titanio que introducen niobio (Nb), zirconio (Zr) y/o tantalio (Ta). Esta aleación cuaternaria Ti-Nb-Zr-Ta se considera una de las más prometedoras por múltiples razones. La bibliografía se centra sobre todo en su análisis microestructural pero no se encuentran apenas ensayos in vitro. Mediante este trabajo se lleva a cabo una caracterización completa del material. Presenta una microestructura hexagonal compacta que permite la reducción de su módulo elástico y el acercamiento de este al del hueso, a diferencia de lo que ocurre con la aleación tan empleada Ti-6Al-4V, con un valor de módulo elástico que dista mucho del del hueso. Se analiza la caracterización microestructural y mecánica de la aleación Ti-35Nb-7Zr-5Ta (TNZT) para conocer en profundidad sus propiedades. Por su parte, los elementos de esta aleación son biocompatibles y parecen no presentar ningún efecto tóxico. Se realizan ensayos de liberación de iones de la aleación TNZT empleando saliva artificial como electrolito y se comparan, nuevamente, con datos de la aleación de titanio puro (Ti CP) y Ti-6Al-4V. Además, estas salivas que contienen los iones liberados son empleados como medio en contacto con dos líneas celulares: las células madre de pulpa dental humana (hDPSC) y la línea celular MG-63 de osteosarcoma humano. De este modo, se analiza la posible citotoxicidad de estas y se mide el grado de viabilidad celular que presentan. Otro factor que se pretende mejorar con el uso de la aleación TNZT es la relación entre la interfase hueso-implante para promover una futura osteointegración. Así pues, se realizan ensayos de diferenciación osteogénica de las células hDPSC y de las MG-63 como control y de adhesión celular de las mismas sobre discos metálicos de TNZT. De este modo, se hace una caracterización completa de esta aleación cuaternaria, no solo en cuanto a sus propiedades mecánicas sino también en cuanto a su análisis biológico. Finalmente, se concluye que la aleación TNZT presenta grandes resultados en todos los ensayos en los que se han utilizado en contacto con las células. Así pues, mediante este trabajo, se anima a seguir investigando acerca de la aleación TNZT, muy prometedora en el campo biomédico., [CA] El titani i els seus aliatges s'utilitzen en odontologia per a la fabricació d'implants, pròtesis i components de pròtesis degut a la seua combinació favorable de mecànica, física i propietats químiques. En els últims anys, les investigacions en aquest sector tan competitiu s'han centrat en el desenvolupament de nous aliatges degut a la gran prevalença de periimplantitis en els pacients que empren implantes dentals. S'han començat a estudiar aliatges de titani que introduïxen niobi (Nb) , zirconi (Zr) i/o tàntal (Ta). Aquest aliatge quaternari Ti-Nb-Zr-Ta es considera un dels més prometedors per nombroses raons. La bibliografia se centra sobretot en el seu anàlisi microestructural però no es troben quasi assajos in vitro. Per mitjà d'este treball es du a terme una caracterització completa del material. Presenta una microestructura hexagonal compacta que permet la reducció del seu mòdul elàstic i l'acostament d'aquest al de l'os, a diferència del que ocorre amb l'aliatge tan emprat Ti-6Al-4V, amb un valor de mòdul elàstic que dista molt del de l'os. S'analitza la caracterització microestructural i mecànica de l'aliatge Ti35Nb-7Zr-5Ta (TNZT) per a conéixer en profunditat les seues propietats. Per altra banda, els elements d'este aliatge són biocompatibles i sembla no presentar cap efecte tòxic. Es realitzen assajos d'alliberament d'ions de l'aliatge TNZT emprant saliva artificial com a electròlit i es comparen, novament, amb dades de l'aliatge de titani pur (Ti CP) i Ti-6Al-4V. A més, estes salives que contenen els ions alliberats són empleades com a mitjà en contacte amb dos línies cel·lulars: les cèl·lules mare de polpa dental humana (hDPSC) i la línia cel·lular MG-63 d'osteosarcoma humà. D'aquesta manera, s'analitza la possible citotoxicitat d'aquestes i es mesura el grau de viabilitat cel·lular que presenten. Un altre factor que es es pretén millorar amb l'ús de l'aliatge TNZT és la relació entre la interfase os-implant per a promoure una futura osteointegració. Així, doncs, es realitzen assajos de diferenciació osteogènica de les cèl·lules hDPSC i de les MG-63 com a control i d'adhesió cel·lular de les mateixes sobre discs metàl·lics de TNZT. D'aquesta manera, es fa una caracterització completa d'este aliatge quaternari, no sols quant a les seues propietats mecàniques sinó també quant al seu anàlisi biològic. Finalment, es conclou que l'aliatge TNZT presenta grans resultats en tots els assajos en què s'han utilitzat en contacte amb les cèl·lules. Així, doncs, per mitjà d'este treball, s'anima a continuar investigant sobre l'aliatge TNZT, molt prometedor en el camp biomèdic., [EN] Titanium and its alloys are used in dentistry for the manufacture of implants, prosthetics, and prosthetic components due to their favorable combination of mechanical, physical, and chemical properties. In recent years, research in this highly competitive sector has focused on the development of new alloys due to the high prevalence of peri-implantitis in patients using dental implants. Titanium alloys that introduce niobium (Nb), zirconium (Zr) and / or tantalum (Ta) have begun to be studied. This Ti-Nb-Zr-Ta quaternary alloy is considered one of the most promising for multiple reasons. The bibliography focuses mainly on its microstructural analysis, but there are hardly any in vitro tests. Through this project a complete characterization of the material is carried out. It presents a compact hexagonal microstructure that allows the reduction of its elastic modulus and its approach to that of bone, unlike what happens with the widely used Ti-6Al-4V alloy, with an elastic modulus value that is far from the one of the bone. The microstructural and mechanical characterization of the Ti-35Nb-7Zr-5Ta (TNZT) alloy is analyzed to understand its properties in depth. On the other hand, the elements of this alloy are biocompatible and do not seem to present any toxic effect. Ion release tests of the TNZT alloy are performed using artificial saliva as electrolyte and are compared, again, with data from the pure titanium alloy (Ti CP) and Ti-6Al-4V. Furthermore, this saliva containing the released ions are used as a medium in contact with two cell lines: human dental pulp stem cells (hDPSC) and the human osteosarcoma cell line MG-63. In this way, the possible cytotoxicity of these is analyzed and the degree of cell viability they present is measured. Another factor that is intended to improve with the use of the TNZT alloy is the relationship between the bone-implant interface to promote future osseointegration. Thus, osteogenic differentiation assays of hDPSC and MG-63 cells used as a control and cell adhesion of them on metallic TNZT discs are performed. In this way, a complete characterization of this quaternary alloy is made, not only in terms of its mechanical properties but also in terms of its biological analysis. Finally, it is concluded that the TNZT alloy presents great results in all the tests in which it has been used in contact with cells. Thus, through this work, further research is encouraged on the TNZT alloy, which is very promising in the biomedical field.

[ES] La obtención de aleaciones de titanio para aplicaciones biomédicas mediante técnicas pulvimetalúrgicas, ofrece grandes posibilidades, pero también algunos inconvenientes a los que debe buscarse soluciones concretas. Uno de los mayores problemas encontrados viene derivado de la porosidad intrínseca que se obtiene en las piezas sinterizadas con técnicas convencionales de compactación y sinterización. Esta porosidad, aparte de mermar la resistencia mecánica afecta sobre todo a la deformación plástica del material que puede comprometer las propiedades finales de los productos pues esta disminución de deformación plástica afecta sin duda a su resistencia a fatiga. Por ello puede recurrirse a procesos de alta densificación que puedan disminuir drásticamente la porosidad y mejorar las propiedades mecánicas finales. Dentro de estos procesos de alta densificación podemos destacar el prensado isostático en caliente que permite mediante la aplicación de elevadas presiones a altas temperaturas obtener una densificación mayor del material. En colaboración con la empresa sueca Quintus, se ha proporcionado a tres aleaciones diferentes del grupo Ti-356Nb, dos condiciones diferentes de enfriamiento (100 y 500 °C/min) a una temperatura de 1250 °C durante dos horas a una presión de 150 MPa. Las piezas así obtenidas, se caracterizarán mecánicamente determinando el efecto del posprocesado en la resistencia máxima, su deformación plástica, módulo de elasticidad y dureza. Además de determinará su efecto en la resistencia frente a corrosión mediante ensayos electroquímicos potenciodinámicos y potenciostáticos, así como por espectroscopía de impedancias electroquímicas, para evaluar los mecanismos y velocidad de corrosión. Al mismo tiempo se determinará la liberación de iones en electrolitos de simulación de saliva artificial a temperatura de 37°C, con ello se observará en primera instancia las posibilidades de su aplicación biomédica., [EN] Obtaining titanium alloys for biomedical applications using powder metallurgical techniques, offers great possibilities, but also some problems to which concrete solutions must be sought. One of the biggest problems encountered is derived from the intrinsic porosity that is obtained in sintered parts with conventional compaction and sintering techniques. This porosity, apart from reducing mechanical resistance, affects mainly the plastic deformation of the material that can compromise the final properties of the products, since this decrease in plastic deformation undoubtedly affects its fatigue resistance. Therefore, high densification processes can be used that can drastically reduce the porosity and improve the final mechanical properties. Within these high densification processes we can highlight the hot isostatic pressing that allows higher densification of the material through the application of high pressures at high temperatures. In collaboration with the Swedish company Quintus, three different alloys of the Ti-356Nb group have been provided with two different cooling conditions (100 and 500 °C/min) at a temperature of 1250 °C for two hours at a pressure of 150 MPa. The pieces thus obtained will be mechanically characterized by determining the effect of the postprocessing on the maximum strength, its plastic deformation, modulus of elasticity and hardness. In addition to determining its effect on resistance to corrosion by electrochemical potentiodynamic and potentiostatic tests, as well as by electrochemical impedance spectroscopy, to evaluate the mechanisms and speed of corrosion. At the same time the release of ions in simulation electrolytes of artificial saliva at a temperature of 37 ° C will be determined, with this the possibilities of its biomedical application will be observed in the first instance.

[ES] En los últimos años sean desarrollado algunas aleaciones de alta entropía con interesantes propiedades de diferentes sectores. Sin embargo, su desarrollo no resulta sencillo al resultar una mezcla prácticamente equiatómica de diferentes elementos, mínimo cuatro de ellos. Si además se busca una gran biocompatibilidad para su posible aplicación biomédica, su desarrollo se centra en cuatro elementos fundamentales como el titanio, circonio, niobio y tantalio. Todos ellos son elementos de elevado punto de fusión, especialmente el niobio y tantalio, por lo que se dificulta su obtención por técnicas de colada. Por ello se propone trabajar con pulvimetalurgia que puede permitir, de una manera más sencilla y eficaz, la difusión entre los distintos elementos y por tanto la obtención de la aleación. Esto no se espera que sea sencillo ni que pueda tenerse éxito cando se realizan mezclas de los polvos elementales, por la alta temperatura de fusión anteriormente indicada, y se recurrirá ya en su planificación a desarrollar polvos mediante técnicas de aleado mecánico en molinos de alta energía. Con ello se espera que la difusión pueda ser más efectiva. Obtenidas las muestras, se caracterizarán mecánica y estructuralmente. En el caso de que se obtengan muestras adecuadas, se procederá también a evaluar la resistencia frente a la corrosión y oxidación. Realmente se considera un trabajo experimental de riesgo, en cuanto que puede tenerse problemas tanto en la obtención de las diferentes muestras, debido a defectos importantes de porosidad y sobre todo agrietamiento, pero incluso teniendo éxito en esta parte pueden presentarse también defectos importantes en el material sinterizado, como falta de homogeneidad química, pobres propiedades finales, etc. Es por esto que el trabajo constituye un verdadero reto para el estudiante que recibirá todo nuestro apoyo a lo largo del desarrollo de proyecto y le permitirá aprender técnicas y procesos, pero sobre todo a ser crítico con su pensamiento, a valorar las aportaciones de otros autores y a planificar perfectamente el trabajo a desarrollar., [EN] In recent years some high entropy alloys with interesting properties from different sectors have been developed. However, its development is not easy as it is a practically equiatomic mixture of different elements, at least four of them. If, in addition, a great biocompatibility is sought for its possible biomedical application, its development focuses on four fundamental elements such as titanium, zirconium, niobium and tantalum. All of them are elements with a high melting point, especially niobium and tantalum, which makes them difficult to obtain by casting techniques. For this reason, it is proposed to work with powder metallurgy that can allow, in a simpler and more efficient way, the diffusion between the different elements and therefore the obtaining of the alloy. This is not expected to be simple or to be successful when mixtures of elemental powders are made, due to the high melting temperature previously indicated, and it will already be resorted to in planning to develop powders using mechanical alloying techniques in high energy mills. . With this, it is expected that the diffusion can be more effective. Once the samples are obtained, they will be mechanically and structurally characterized. In the event that adequate samples are obtained, the resistance to corrosion and oxidation will also be evaluated. It is really considered a risky experimental work, in that there may be problems both in obtaining the different samples, due to important porosity defects and especially cracking, but even if it is successful in this part, there may also be important defects in the material sintered, such as chemical inhomogeneity, poor final properties, etc. That is why the work constitutes a real challenge for the student who will receive all our support throughout the development of the project and will allow him to learn techniques and processes, but above all to be critical of his thinking, to value the contributions of other authors and to perfectly plan the work to be carried out.

La madera Cedro Cedrela odorata L. es una de las especies de base de la industria forestal nacional de maderas preciosas. Sin embargo, a nivel del departamento de Córdoba existen pocos estudios con relación a la calidad de esta madera; por tanto, existe la necesidad de buscar alternativas para conocer sus propiedades físicas y mecánicas. En el presente estudio, se determinaron las propiedades físicas y mecánicas de la madera cedro proveniente del departamento de Córdoba. Para ello, se tomó la madera procedente del departamento cumpliendo la normatividad exigida por la Corporación del Valle del Sinú y San Jorge (CVS), teniendo presente los requisitos de calidad y de clasificación visual para madera estructural establecido en el reglamento de sismorresistencia colombiano. Se determinó el contenido de humedad, las densidades en húmedo, básica, anhidra y a partir de ensayos de tensión y flexión se determinó el esfuerzo último (UTS) módulo elástico (E), módulo de ruptura (MOR) y módulo elástico (MOE) y se verificó si la madera cumple los requisitos de la norma colombiana de sismorresistencia (NSR-10). Se encontró para la madera cedro un contenido de humedad de 33,08 % y valores de densidades húmeda, básica y anhidra de 0,87; 0,64 y 0,69 g/cm3, respectivamente. Los resultados de los ensayos mecánicos arrojaron un UTS de 1329,2 kg/cm2, Módulo Elástico de 347621,3 kg/cm2 y valores de MOR y MOE de 1334,6 y 171,1 kg/cm2 respectivamente. Para la norma sismorresistencia (NSR-10) el principal parámetro de caracterización de una madera es el módulo, el cual se situó en el rango establecido por la norma con un porcentaje de 93,24%. Con base en los resultados obtenidos se puede decir que la madera proveniente del departamento de Córdoba presenta propiedades físicas y mecánicas suficientes para ser utilizada en la industria nacional y en estructuras sismo resistentes. RESUMEN -----------------------------------------------------------------------------------------12 1. INTRODUCCIÓN-------------------------------------------------------------------------------- 13 2. OBJETIVOS--------------------------------------------------------------------------------- 14 2.1 OBJETIVO GENERAL------------------------------------------------------------------------ 14 2. 2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS--------------------------------------------------------------------14 3. REVISIÓN DE LA LITERATURA-------------------------------------------------------------- 15 3.1. MADERA----------------------------------------------------------------------------------------15 3.2. MADERA CEDRO--------------------------------------------------------------------------- 17 3.3. PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS DE LA MADERA -----------------------------18 3.4 ENSAYO DE TENSIÓN------------------------------------------------------------------- 25 3.5 ENSAYO DE FLEXIÓN ----------------------------------------------------------------------28 3.6 PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS DE LA MADERA----------------------------------29 4. MATERIALES Y MÉTODOS-------------------------------------------------------------------32 4.1 OBTENCIÓN DE LA MADERA CEDRO---------------------------------------------------------32 4.2. DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA CEDRO---------32 4.2.1. CONTENIDO DE HUMEDAD-------------------------------------------------------------33 4.2.2. DENSIDAD AL CONTENIDO DE HUMEDAD, DENSIDAD BÁSICA Y DENSIDAD ANHIDRA---------------33 4.3 MEDICIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA CEDRO----------34 4.3.1. ENSAYOS DE TENSIÓN---------------------------------------------------------------------35 4.3.2. ENSAYOS DE FLEXIÓN-------------------------------------------------------------------36 4.3.3. VERIFICACIÓN ESTADÍSTICA---------------------------------------------------------------38 4.4 VERIFICACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS CON LOS REQUERIMIENTOS ESTABLECIDOS EN REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMORRESISTENTE NSR-10 TÍTULO G--------41 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN-------------------------------------------------------------------42 5.1 DETERMINACIÓN DE PROPIEDADES FÍSICAS DE LA MADERA CEDRO-------------42 5.1.1. CONTENIDO DE HUMEDAD--------------------------------------------------------------42 5.1.2.DENSIDAD AL CONTENIDO DE HUMEDAD, DENSIDAD BÁSICA Y DENSIDAD ANHIDRA----43 5.2 MEDICIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA MADERA CEDRO--------45 5.2.1. ENSAYOS DE TENSIÓN------------------------------------------------------------------- 45 5.2.2. ENSAYO DE FLEXIÓN---------------------------------------------------------------------46 5.3. CORRECIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD-------------------------------------------------49 5.4. VERIFICACIÓN ESTADÍSTICA--------------------------------------------------------------------50 5.5. ESFUERZOS BÁSICOS---------------------------------------------------------------------------50 5.6. VERIFICACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS CON LOS REQUERIMIENTOS ESTABLECIDOS EN REGLAMENTO COLOMBIANO DE CONSTRUCCIÓN SISMORESISTENTE NSR-10 TÍTULO G--------------51 6. CONCLUSIONES--------------------------------------------------------------------------53 7. RECOMENDACIONES----------------------------------------------------------------------------54 8. BIBLIOGRAFÍA----------------------------------------------------------------------------------55 9. ANEXOS----------------------------------------------------------------------------------------- 66 Pregrado Ingeniero(a) Mecánico(a)

Polymers of natural origin and their derivatives are currently used as biomaterials because they are easily available and their properties can be tailored to meet specific requirements. The essential oils are widely used as antimicrobials. The objective of this study was to evaluate the in-vitro antimicrobial efficiency of cellulose acetate (CA) films incorporated with the essential oils of garlic (GR) and oregano (OR) on the microorganisms Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Salmonella choleraesuis and Pseudomonas aeruginosa and characterize the films as to their mechanical, optical and structural properties. Four treatments were evaluated, Control, Film 1 (50 ml OR.100 g-1 CA) Film 2 (50 ml OR + 30 ml GR.100 g-1 CA) and Film 3 (50 ml OR + 50 ml GR.100 g-1 CA). The concentration of oils influenced the mechanical parameters of maximum load, relative deformation at maximum load and elastic modulus, resulting in weaker, less rigid and more flexible films. There was an increase in L* and b* in films incorporated with garlic and oregano essential oil. The films incorporated with a mixture of oregano and garlic essential oils exhibited inhibition against all organisms tested. Los polímeros de origen natural y sus derivados se utilizan actualmente como biomateriales porque están fácilmente disponibles y sus propiedades se pueden adaptar para cumplir requisitos específicos. Los aceites esenciales se utilizan ampliamente como antimicrobianos. El objetivo de este estudio fue evaluar la eficiencia antimicrobiana in vitro de películas de acetato de celulosa (CA) incorporadas con los aceites esenciales de ajo (GR) y orégano (OR) sobre los microorganismos Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Salmonella choleraesuis y Pseudomonas aeruginosa y caracterizar las películas en cuanto a sus propiedades mecánicas, ópticas y estructurales. Se evaluaron cuatro tratamientos, Control, Película 1 (50 ml OR.100 g-1 CA) Película 2 (50 ml OR + 30 ml GR.100 g-1 CA) y Película 3 (50 ml OR + 50 ml GR.100 g-1 CA). La concentración de aceites influyó en los parámetros mecánicos de carga máxima, deformación relativa a carga máxima y módulo elástico, dando como resultado películas más débiles, menos rígidas y más flexibles. Hubo un aumento en L * y b * en las películas incorporadas con aceite esencial de ajo y orégano. Las películas incorporadas con una mezcla de aceites esenciales de orégano y ajo exhibieron inhibición contra todos los organismos probados. Polímeros de origem natural e seus derivados são usados atualmente como biomateriais porque são facilmente disponíveis e suas propriedades podem ser personalizadas para atender a requisitos específicos. Os óleos essenciais são amplamente utilizados como antimicrobianos. O objetivo deste estudo foi avaliar a eficiência antimicrobiana in vitro de filmes de acetato de celulose (CA) incorporados aos óleos essenciais de alho (GR) e orégano (OR) sobre os microrganismos Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Listeria monocytogenes, Salmonella choleraesuis e Pseudomonas aeruginosa e caracterizam os filmes quanto às suas propriedades mecânicas, ópticas e estruturais. Quatro tratamentos foram avaliados, Controle, Filme 1 (50 ml OR.100 g-1 CA) Filme 2 (50 ml OR + 30 ml GR.100 g-1 CA) e Filme 3 (50 ml OR + 50 ml GR.100 g-1 CA). A concentração de óleos influenciou os parâmetros mecânicos de carga máxima, deformação relativa na carga máxima e módulo de elasticidade, resultando em filmes mais fracos, menos rígidos e mais flexíveis. Houve aumento de L * e b * nos filmes incorporados com óleo essencial de alho e orégano. Os filmes incorporados com uma mistura de óleos essenciais de orégano e alho exibiram inibição contra todos os organismos testados.

Self-compacting concrete (SCC) contains fine mineral fillers such as limestone powder. The idea of this study was to partially replace limestone with waste sulfur since it is hydrophobic, insoluble in water and therefore chemically inert and to compare the properties of produced concrete samples. Fresh concrete proper­ties included: slump-flow, t500, V-funnel time, L-box ratio, segregation ratio, density, and entrained air content. Hardened concrete was tested for compressive, flexural and bond strengths, ultrasonic velocity, dynamic elas­ticity modulus, dynamic Poisson’s ratio, and microstructure. Flowability and segregation increased, while bulk density, compressive and flexural strength, dynamic elasticity modulus and ultrasonic velocity slight declined. Times t500 and V-funnel time, L-box ratio and entrained air changed insignificantly. Considering that all proper­ties should remain or improve in case of waste valorization and the criteria should set to satisfy requirements for SCC, this study proved that all mixtures can be used for structural applications., El hormigón autocompactante (SCC, del inglés Self-compacting concrete) contiene cargas (fillers) minerales finas como polvo de piedra caliza. La idea de este estudio fue reemplazar parcialmente la piedra caliza por contenido de residuos de azufre, ya que es hidrófobo, insoluble en agua y, por lo tanto, químicamente inerte, y comparar las propiedades de las muestras de hormigón producidas. Las propiedades analizadas en el hormigón fresco incluyeron: flujo de asentamiento, t500, tiempo del embudo en V (V-funnel time), relación de caja en L (L-box ratio), relación de segregación, densidad y contenido de aire ocluido. En el hormigón endurecido se analizó la resistencia a compresión, flexión y adherencia, velocidad ultrasónica, módulo dinámico de elasticidad, coefi­ciente dinámico de Poisson y microestructura. La fluidez y la segregación aumentaron, mientras que la densidad aparente (bulk density), la resistencia a la compresión y la flexión, el módulo de elasticidad dinámica y la veloci­dad ultrasónica disminuyeron ligeramente. Los tiempos t500 y el tiempo del embudo V, la relación de la caja L y el aire ocluido cambiaron de manera insignificante. Considerando que al valorizar residuos, se deben conseguir propiedades similares o mejoradas, y que los criterios deben establecerse para satisfacer los requisitos de SCC, este estudio demostró que todas las mezclas se pueden utilizar para aplicaciones estructurales.

Self-compacting concrete (SCC) contains fine mineral fillers such as limestone powder. The idea of this study was to partially replace limestone with waste sulfur since it is hydrophobic, insoluble in water and therefore chemically inert and to compare the properties of produced concrete samples. Fresh concrete properties included: slump-flow, t500, V-funnel time, L-box ratio, segregation ratio, density, and entrained air content. Hardened concrete was tested for compressive, flexural and bond strengths, ultrasonic velocity, dynamic elasticity modulus, dynamic Poisson’s ratio, and microstructure. Flowability and segregation increased, while bulk density, compressive and flexural strength, dynamic elasticity modulus and ultrasonic velocity slight declined. Times t500 and V-funnel time, L-box ratio and entrained air changed insignificantly. Considering that all properties should remain or improve in case of waste valorization and the criteria should set to satisfy requirements for SCC, this study proved that all mixtures can be used for structural applications. Efectos del contenido de residuos de azufre en las propiedades del hormigón autocompactante. El hormigón autocompactante (SCC, del inglés Self-compacting concrete) contiene cargas (fillers) minerales finas como polvo de piedra caliza. La idea de este estudio fue reemplazar parcialmente la piedra caliza por contenido de residuos de azufre, ya que es hidrófobo, insoluble en agua y, por lo tanto, químicamente inerte, y comparar las propiedades de las muestras de hormigón producidas. Las propiedades analizadas en el hormigón fresco incluyeron: flujo de asentamiento, t500, tiempo del embudo en V (V-funnel time), relación de caja en L (L-box ratio), relación de segregación, densidad y contenido de aire ocluido. En el hormigón endurecido se analizó la resistencia a compresión, flexión y adherencia, velocidad ultrasónica, módulo dinámico de elasticidad, coefi ciente dinámico de Poisson y microestructura. La fluidez y la segregación aumentaron, mientras que la densidad aparente (bulk density), la resistencia a la compresión y la flexión, el módulo de elasticidad dinámica y la velocidad ultrasónica disminuyeron ligeramente. Los tiempos t500 y el tiempo del embudo V, la relación de la caja L y el aire ocluido cambiaron de manera insignificante. Considerando que al valorizar residuos, se deben conseguir propiedades similares o mejoradas, y que los criterios deben establecerse para satisfacer los requisitos de SCC, este estudio demostró que todas las mezclas se pueden utilizar para aplicaciones estructurales.

La construcción de pavimentos rígidos y flexibles genera desarrollo social e impacto económico/ambiental en su concepción, desarrollo y operación posterior. Su construcción requiere de materiales a bajo costo, alta disponibilidad y total aprovechamiento, así como de propiedades que garanticen el cumplimiento mínimo de durabilidad y costos racionales de mantenimiento. Conviene obtener y usar materiales de considerada abundancia y que para su procesamiento requieran de una tecnología limpia y tradicional, a fin de que el impacto ambiental sea el más bajo posible. Los agregados reciclables corresponden a estos materiales, y dentro de ellos está el RAP, del inglés Reclaimed Asphalt Pavement (Pavimento Asfáltico Recuperado) [1], cuyo término es dado a los materiales extraídos o procesados que contienen una presencia contraída de betún asfáltico y que, ahondado en la fatiga estructural de un pavimento flexible, por efectos de envejecimiento, se obtiene por medio de una de las técnicas más conocidas de recuperación: El fresado. Gran parte de los países del mundo ha utilizado el RAP en la re-manufactura de mezclas asfálticas. Con ello se disminuye su retiro a sitios de disposición final y se minimiza el consumo de agregados pétreos vírgenes, lo que produce beneficios ambientales a corto plazo, así como otros que sobresalen por el aprovechamiento de su calidad de mezclado y condición estructural residual. Todo ello ha generado una nueva alternativa de estudio en la manufactura de mezclas hidráulicas para la construcción de pavimentos rígidos.

El conocimiento de las propiedades viscoelásticas, además de ser importante para el control de calidad, también es muy útil en el diseño y en la predicción de la estabilidad de muestras almacenadas. En el presente trabajo, se caracter-izó, reológicamente, una espuma elaborada a base de clara de huevo, azúcar y pulpa de tamarindo, teniendo en cuenta la influencia de la relación de azúcar y clara de huevo. Se determinaron los módulos de almacenamiento y de pérdida, viscosidad compleja y valores de tangente del ángulo de desfase, a diferentes concentraciones de azúcar y clara de huevo en la espuma, ajustando los datos experimentales al modelo de Maxwell. Las mayores concentraciones de azúcar aumentaron el carácter viscoso de la espuma, presentando mayor módulo de pérdida. El modelo reológico de Maxwell, se ajustó adecuadamente a los datos experimentales de las propiedades reológicas de la espuma, donde se pudo evi-denciar una incidencia significativa del azúcar y la clara de huevo, en el tiempo de relajación. Knowledge of the properties of viscoelastic, in addition to being important for quality control, is also very useful in the design and prediction of the stability of stored samples. In the present work rheologically it was characterized a foam made from egg white, sugar and tamarind pulp, considering the influence of the relationship of sugar and egg white. The modules of storage and loss, complex viscosity and values of tangent of the phase angle at different concentrations of sugar and white egg in foam, were determined by fitting the experimental data to Maxwell’s model. The highest concentrations of sugar increased the viscous nature of the foam, presenting greater loss module. Maxwell rheological model is properly adjusted to the experimental data of the rheological properties of foam, which was evident a significant incidence of sugar and egg white in the relaxation time Incluye referencias bibliográficas

El presente trabajo de investigación trata sobre el desarrollo, implementación, calibración y validación de un sistema que permite medir a tiempo real el módulo elástico de la cuajada, G’, utilizando la señal de un sensor de dispersión NIR, con la finalidad de determinar un tiempo de corte objetivo lo cual, a su vez, permitiría la automatización de esta parte del proceso de elaboración de queso. Este trabajo se desarrolló en cinco fases. La primera consistió en la deducción de un modelo matemático para la predicción del módulo elástico de la cuajada, a temperatura y porcentaje de proteína variables, esta fase se llevó a cabo a nivel de laboratorio utilizando leche en polvo reconstituida y dos niveles de proteína y temperatura, encontrándose que un modelo en base a la señal del sensor y al porcentaje de proteína en la leche dio una buena calidad predictiva. La segunda fase consistió en la calibración y validación del modelo matemático a nivel de laboratorio, utilizando leche de vaca a tres temperaturas de coagulación, logrando una muy buena calidad predictiva del modelo. La tercera fase consistió en la implementación de un sistema de monitorización y adquisición de datos (hardware y software) que permitió la predicción del módulo elástico a tiempo real, realizándose posteriormente coagulaciones de leche de vaca para la validación del sistema. La cuarta fase consistió en la calibración y validación del sistema de monitorización del módulo elástico, a nivel de planta piloto, para esto se realizaron elaboraciones de queso fresco, utilizando para ello leche de vaca y una temperatura constante, encontrándose que, al utilizar el tiempo dado por el sistema de predicción, se reproducen rendimientos y características de textura y color de los quesos con respecto a los obtenidos al utilizar un tiempo de corte dado por el maestro quesero. La quinta fase consistió en la calibración y validación del modelo matemático a nivel de industria, para lo cual se utilizó el modelo para realizar el corte de la cuajada durante la elaboración de queso fresco, que es cortado por la empresa a tiempo fijo, existiendo evidencias de que la aplicación del tiempo de corte dado por el sistema incrementaría el rendimiento en aquellas producciones que realizan el corte a tiempo fijo. The present research deals with the development, implementation, calibration and validation of a system for measuring at real time the elastic modulus of the curd, G', using the signal of a NIR light backscatter sensor, to determine a target cutting time, which would allow the automation of this part of the cheese making process. This work was performed in five phases. The first was devoted to obtaining a mathematical model to predict the elastic modulus of the curd, at various temperatures and percentages of protein. This phase was carried out at laboratory level using reconstituted skim milk powder and two protein and temperature levels. A model based on the sensor signal and the protein percentage in milk was found to have a good predictive quality. The second phase consisted in the mathematical model calibration and validation at a laboratory level using cow milk at three coagulation temperatures, and achieving also a very good predictive quality. The third phase was the implementation of a pilot plant/industrial monitoring and data acquisition (hardware and software) system that allowed the prediction of the elastic modulus at real-time in the cheese vat, which was also validated. The fourth phase involved the calibration and validation of the elastic modulus monitoring system, at pilot plant scale. Thus, cheese manufacturing was performed using cow milk at constant temperature. Using the cutting time set by the prediction system, made possible to replicate yields, texture characteristics and cheese colour with regard to those obtained using the cutting time estimated by the cheesemaker master. The fifth phase consisted of the mathematical model calibration and validation at industry level. The model was used to perform the curd cutting during fresh cheese manufacturing as an alternative procedure to the typical cutting methodology applied by the cheese plant consisting on cutting at a predetermined and constant time. Evidences show that cutting time set by the system would increase the yield in those cases were the cutting is performed at a fixed time.

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No estudo teórico foi utilizada a análise de elementos finitos, e foram desenhados dois modelos em 3D de um primeiro molar superior num software CAD para simular uma restauração monolítica (espessura: 1,5 mm) e uma restauração multicamadas (3 camadas cerâmicas de 0,4 mm + 2 camadas de cimento de 0,15 mm, totalizando de 1,5 mm de espessura). Foram preconizados 3 grupos monolíticos: F, L e Y; e 5 grupos multicamadas: FLY (F + L + Y), FFY (F + F + Y), LLY (L + L + Y), LFY (L + F + Y); YLF (Y + L + F), correspondente ao modelo bioinspirado. Foi aplicada uma carga de 150 N em três áreas de contato na fossa central e a tensão máxima principal (MPS) foi calculada em cada camada. O pico de tensão obtido (MPa) em cada camada de cada grupo foi: F: 10,55; Y: 18,48; L: 12,26; LFY: 25,58/3,96/26,82; LLY: 22,07/7,18/24,04; FFY: 22,58/6,26/28,99; FLY: 20,11/9,68/24,98; YLF: 39,44/7,18/5,42. Desta forma, foi possível constatar que a gradação do módulo elástico, com maior E externamente e menor E na região mais interna, proporcionou menor tensão nas camadas internas da restauração. Com o objetivo de validar os achados, foi proposto o modelo experimental simplificado, no qual foram utilizados discos cerâmicos de espessuras 0,3 mm e 1,5 mm. Os discos de 0,3 mm foram dispostos em 4 camadas, cimentados com cimento químico (Multilink N), e os discos de 1,5 mm não receberam nenhum tratamento, de modo que a espessura final dos espécimes fossem 1,5 mm (±0,15 mm). Foram obtidos 6 grupos: F (F: monolítico de 1,5 mm); L (L: monolítico de 1,5 mm); LLFF (L + L + F + F); FFLL (F + F + L + L); YLFF (Y + L + F + F); YLLF (Y + L + L + F). A carga para a fratura foi obtida através do ensaio de flexão biaxial (n=10; 1000 kgf, velocidade 1,0 mm/min) até a ocorrência de falha. Os dados foram analisados através de ANOVA-1 fator e comparações múltiplas de Tukey (5%). O ensaio de flexão biaxial foi também simulado através da análise de elementos finitos para identificar a tensão de tração gerada em cada camada dos grupos. O limite de fadiga (100.000 ciclos; 20 Hz) foi determinado através do método de escada (staircase). A análise de fratura foi realizada através de estereomicroscópio e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram valores de carga para a fratura (N) seguindo a ordem: L (592,88 ± 73,78)D > FFLL (319,78 ± 43,59)C > YLLF (246,75 ± 24,89)B > F (167,13 ± 9,84)A > YLFF (166,51 ± 15,24)A > LLFF (165,46 ± 22,75)A; e limite de resistência à fadiga (N): L (310,92 ± 26.73)F > FFLL (190,17 ± 8.32)E > F (106,21 ± 2.81)D > YLLF (96,48 ± 5.73)C > YLFF (89,56 ± 2.38)B > LLFF (77,23 ± 6.33)A. Ocorreram falhas em todos os grupos, sendo o local de origem na superfície de tração, coincidente com o local de maior tensão de tração analisado pelo método dos elementos finitos. Desta forma, concluiu-se que o modelo teórico evidenciou melhor desempenho de restaurações bioinspiradas, entretanto, no modelo experimental, a resistência do conjunto foi guiada pelo material na região de tração e a interface adesiva foi um fator limitante, com necessidade de se desenvolver uma estrutura bioinspirada de forma homogênea para validar os achados do modelo teórico. The aim of this study was to evaluate the strength, reliability and useful life of different ceramic configurations arranged in multilayers, composed of ceramic materials with different elastic moduli, comparing them to monolayer models. For the design of the theoretical and experimental models, machined ceramics were used, with respective elastic modulus: feldspathic (F), 64 GPa; lithium disilicate (L), 95 GPa; and Yttrium-partially stabilized tetragonal zirconia (Y-TZP) (Y), 209.3 GPa. In the theoretical study it was used the Finite Element Analyses, Two 3D upper first molar models were generated in CAD software in order to simulate monolayer (1.5 mm thickness) and multilayer restorations (3 ceramic layers of 0.4 mm + 2 cement layers of 0.15 mm, with a final thickness of 1.5 mm. The following groups were obtained: Monolithic groups: F, L and Y; Multilayer groups: FLY (F + L + Y), FFY (F + F + Y), LLY (L + L + Y), LFY (L + F + Y); and a Bioinspired Multilayer group: YLF (Y + L + F). Maximum principal stress (MPS) was calculated on each layer through a load of 150 N in three contact areas in the central fossa. The tensile strength peaks (MPa) were F: 10.55, Y: 18.48, L: 12.26, LFY: 25.58/3.96/26.82, LLY: 22.07/7.18/24.04, FFY: 22.58/6.26/28.99, FLY: 20.11/9.68/24.98 and YLF: 39.44/7.18/5.42. F and L ceramics did not prevent stress dissipation in the inner layers, and Y provided a decrease in tensile stress in the inner layers when used in the outermost layer in ZLF group. Multilayer ceramics with a larger external E modulus and a smaller internal modulus provided less stress in the innermost layers of the restoration. To validate these findings an experimental simplified model was preconized in order to obtain discs of 0.3 mm and 1.5 mm thickness. The 0.3 mm discs were arranged in 4 layers cemented with chemical cement (Multilink N), and the 1.5 mm discs were not treated, in such a way that the final thickness of all specimens was 1.5 mm (± 0.15 mm). The following 6 groups were obtained: F (F: monolithic); L (L: monolithic); LLFF (L + L + F + F); FFLL (F + F + L + L); YLFF (Y + L + F + F); YLLF (Y + L + L + F). The loads to fracture were obtained using the biaxial flexure strength test (1000 kgf, 1 mm/min) until failure and data were analyzed using ANOVA-1 way and Tukey's multiple comparisons (5%). The biaxial bending test was also simulated through finite element analysis (FEA) to identify the tensile stress generated at each layer of the groups. Mean flexural fatigue limits (100,000 cycles; 20 Hz) were determined under stair case approach. The fracture analysis was performed by stereomicroscope and scanning electron microscopy. The load to fracture (N) were obtained as follow L (592,88 ± 73,78)D > FFLL (319,78 ± 43,59)C > YLLF (246,75 ± 24,89)B > F (167,13 ± 9,84)A > YLFF (166,51 ± 15,24)A > LLFF (165,46 ± 22,75)A; and the fatigue limit (N): L (310,92 ± 26.73)F > FFLL (190,17 ± 8.32)E > F (106,21 ± 2.81)D > YLLF (96,48 ± 5.73)C > YLFF (89,56 ± 2.38)B > LLFF (77,23 ± 6.33)A. All the groups presented failures and the origin were located at the tension region of the discs, as encountered in FEA. Thus, it was concluded that the theoretical model showed better performance of bioinspired restorations, however, in the experimental model the material under tension was mandatory for the resistance of the restoration, the adhesive interface negatively influenced the biomechanical behavior of the multilayer structures and there is a need to develop a homogeneous bio-inspired structure to validate the findings of the theoretical model.

El tamarindo es una fruta que se puede utilizar para muchos propósitos, entre ellos, la elaboración de pulpas, que se ha empleado para varios fines. A pesar que el conocimiento de las propiedades viscoelásticas es muy útil en el diseño y pre-dicción de la estabilidad de los productos comestibles, éstas no se han estudiado en la pulpa edulcorada de tamarindo, que presenta algunos problemas durante su almacenamien-to. Se determinaron los módulos de almacenamiento, de pérdida y de comportamiento de flujo de la pulpa de tama-rindo a dos concentraciones de azúcar. El modulo elástico o de almacenamiento es una medida de la dureza del material. La pulpa con mayor contenido de azúcar presentó una ma-yor viscosidad aparente, debido a que el carácter sólido de la pulpa se incrementa con el aumento de la proporción de sacarosa y disminuye con el acrecentamiento del porcentaje de pulpa. El módulo elástico fue mayor que el viscoso, de-mostrando un carácter sólido y más alto para la pulpa con mayor contenido de azúcar. Tamarind is a fruit that can be used for many purposes, including the manufacture of pulp, which has been employed for various objectives. Although knowledge of the viscoelastic properties is very useful in the design and prediction of the stability of food products, these have not been studied in sweetened tamarind pulp, which presents some problems during storage. Storage modules, loss and flow behavior of tamarind pulp at two sugar concentrations were determined. The elastic or storage modulus is a measure of the hardness of the material. The pulp with higher sugar contents showed a higher apparent viscosity due to the increase of the solid nature of the pulp with the increases in sucrose content, and decrease with increasing percentage of pulp. The elastic modulus was higher than the viscous one, demonstrating strong character, and higher for the pulp with higher sugar content. Incluye referencias bibliográficas

The modulus value of bituminous materials is a key factor in the design of road pavements and the estimation of their life service. This parameter can be measured in laboratory but, unfortunately, this requires the deterioration of the pavement so as the consumption of time and resources. Therefore, this study analyses the feasibility of using impact resonance frequency tests as an alternative to traditional methods for determining the dynamic modulus of bituminous mixtures. The sensitivity of this technique has been studied by analyzing its repeatability and reproducibility, studying the variations in the values measured by modifying the dimensions of the specimens, test temperatures and types of mixture tested. In addition, this non-destructive technique has been compared with other traditional tests used to determine the elastic properties of bituminous materials. The results show that this test could be an interesting tool to characterize the properties and damage state of asphalt layers., El valor de módulo de los materiales bituminosos es un factor clave en el diseño de pavimentos y la estimación de su vida de servicio. Este parámetro puede ser medido en laboratorio pero, desafortunadamente, esto requiere deteriorar el pavimento así como el consumo de tiempo y recursos. Por ello, este estudio analiza la viabilidad de usar el ensayo de frecuencia de resonancia mediante impacto como alternativa a los métodos tradicionales para determinar el módulo dinámico de mezclas bituminosas. La sensibilidad de esta técnica se ha estudiado analizando su repetibilidad y reproducibilidad, estudiando variaciones en los valores medidos al modificar dimensiones de probetas, temperaturas y tipos de mezcla ensayados. Además, esta técnica no destructiva se ha comparado con otros ensayos tradicionales empleados para determinar propiedades elásticas de materiales bituminosos. Los resultados muestran este ensayo como una herramienta interesante para caracterizar las propiedades y estado de daño de las capas de asfalto.

Cold recycled bound materials (CRBMs) provide an economic and environmental advantage for pavements since they decrease energy and raw material consumption. However, design methods for airfield pavements do not include key CRBM properties. In this paper an empirical-mechanistic method is used to study airfield pavement design with CRBM in order to develop design guidance. The aim of the paper is to obtain the inputs related to material properties needed for use in this method. For this purpose, CRBM containing reclaimed asphalt, with fly ash, cement and foamed bitumen as stabilising agents, was characterised. The methodology included indirect tensile stiffness modulus (ITSM) and indirect tensile fatigue tests (ITFT) in strain control mode. The inputs needed for a pavement design analysis with CRBM were then obtained. The results showed the importance of further study on CRBM fatigue to understand the behaviour of these mixes under cyclic loading., El uso de mezclas asfálticas recicladas en frío (MARF) proporciona ventajas tanto económicas como medioambientales al disminuir el consumo de energía y materias primas. Sin embargo, los métodos de diseño para firmes de aeropuertos no incluyen las propiedades de MARFs. En este artículo un método empírico-mecanístico se emplea para estudiar el diseño de firmes de aeropuertos con MARF. El objetivo es obtener los inputs relacionados con las propiedades de MARF necesarios para llevar a cabo el diseño del pavimento. Con este propósito, MARF con asfalto reciclado, ceniza volante, cemento y betún espumado ha sido caracterizado. La metodología incluye ensayo de tracción indirecta para la obtención del módulo de rigidez y ensayo de fatiga con tracción indirecta en modo de deformación controlada. Los inputs necesarios han sido obtenidos y los resultados muestran la importancia de un estudio adicional del comportamiento a fatiga de MARF para entender su comportamiento bajo cargas cíclicas.

Eco-bricks, polyethylene terephthalate (PET) bottles filled with mixed inorganic waste, have become a low cost construction material and a valid recycling method to reduce waste disposal in regions where industrial recycling is not yet available. Because Eco-bricks are filled with mixed recovered materials, potential recycling of its constituents is difficult at the end of its life. This study proposes considering Eco-bricks filled with a single inorganic waste material to work as a time capsule, with potential for recovering the filling material when other ways of waste valorization are available within those communities that currently have no better recycling options. This paper develops an experimental characterization of density, filler content (by volume), thermal shrinkage, elastic modulus and deformation recovery capacity using four different filler materials: 1) PET; 2) paper & cardboard; 3) tetrapack; and 4) metal. Overall, Eco-brick’s density, thermal shrinkage and elastic modulus are dependent on the filler content. Density and elastic modulus of the proposed Eco-bricks are similar to values of medium-high density expanded polystyrene (EPS) used in nonstructural construction, reason why we suggest that these Eco-bricks might be a sustainable alternative to EPS or other nonstructural construction materials. Resumen: Los Eco-ladrillos, botellas de politereftalato de etileno (PET, por sus siglas en inglés) rellenas con residuos inorgánicos, se han convertido en un material de construcción de bajo costo y un método válido de reciclaje para reducir la disposición de basura en regiones donde el reciclaje industrial no está aún disponible. Debido a que los Eco-ladrillos son rellenados con materiales reciclados combinados, se reduce el potencial de reciclaje de sus constituyentes al finalizar su vida útil. Este estudio propone crear Eco-ladrillos rellenados con un solo tipo de deshecho inorgánico para funcionar como cápsulas del tiempo con potencial de recuperar el material de relleno cuando otras formas de valorización de deshechos estén disponibles entre las comunidades que actualmente no tienen mejores opciones de reciclaje. El presente trabajo consiste en una caracterización experimental de densidad, volumen de llenado, contracción térmica, módulo elástico y capacidad de recuperación de su deformación, considerando cuatro materiales de relleno diferentes: a) PET; b) papel & cartón; c) tetrapack; y 4) metal. En general, la densidad, contracción térmica y módulo de elasticidad de los Eco-ladrillos depende del volumen de llenado. La densidad y módulo de elasticidad de los Eco-ladrillos propuestos son similares a los valores de poliestireno expandido (EPS, por sus siglas en inglés) de densidades medias-altas usados en construcción no estructural, razón por lo cual sugerimos que estos Eco-ladrillos pueden ser una alternativa sustentable al EPS u otros materiales de construcción no estructural.

The modulus value of bituminous materials is a key factor in the design of road pavements and the estimation of their life service. This parameter can be measured in laboratory but, unfortunately, this requires the deterioration of the pavement so as the consumption of time and resources. Therefore, this study analyses the feasibility of using impact resonance frequency tests as an alternative to traditional methods for determining the dynamic modulus of bituminous mixtures. The sensitivity of this technique has been studied by analyzing its repeatability and reproducibility, studying the variations in the values measured by modifying the dimensions of the specimens, test temperatures and types of mixture tested. In addition, this non-destructive technique has been compared with other traditional tests used to determine the elastic properties of bituminous materials. The results show that this test could be an interesting tool to characterize the properties and damage state of asphalt layers. El valor de módulo de los materiales bituminosos es un factor clave en el diseño de pavimentos y la estimación de su vida de servicio. Este parámetro puede ser medido en laboratorio pero, desafortunadamente, esto requiere deteriorar el pavimento así como el consumo de tiempo y recursos. Por ello, este estudio analiza la viabilidad de usar el ensayo de frecuencia de resonancia mediante impacto como alternativa a los métodos tradicionales para determinar el módulo dinámico de mezclas bituminosas. La sensibilidad de esta técnica se ha estudiado analizando su repetibilidad y reproducibilidad, estudiando variaciones en los valores medidos al modificar dimensiones de probetas, temperaturas y tipos de mezcla ensayados. Además, esta técnica no destructiva se ha comparado con otros ensayos tradicionales empleados para determinar propiedades elásticas de materiales bituminosos. Los resultados muestran este ensayo como una herramienta interesante para caracterizar las propiedades y estado de daño de las capas de asfalto.

The combination of high rates of reclaimed asphalt pavement (RAP) and warm mix asphalt (WMA) technologies is still ambiguous in terms of durability. With the aim of clarifying this issue, a study comparing a hot mix asphalt with a WMA prepared using the foaming process technology. Both mixes contain 50% of RAP and are submitted to a laboratory ageing procedure. The long term related performance of the mixtures is compared by means of complex modulus and fatigue testing. Penetration and ring and ball tests are undertaken on the recovered bitumens, as well as the ageing evolution, characterised by the Fourier Transform Infrared analysis. Finally, the Apparent Molecular Weight Distribution (AMWD) of the binders is calculated from rheological measurements using the δ-method. Results show a relation between ageing evolution and mechanical performance. After ageing, the overall tendencies are similar for both processes., El comportamiento de mezclas asfálticas semicalientes (WMA) con alto contenido de material reciclado (RAP) es aún incierto a largo plazo. Por este motivo, en este estudio se compara el envejecimiento una mezcla caliente convencional y una mezcla espumada semicaliente con 50% de RAP. Ambas mezclas han sido sometidas a un proceso de envejecimiento en laboratorio. La respuesta a largo plazo se ha comparado a través de los ensayos de módulo de rigidez y de fatiga. En los betunes recuperados se han llevado a cabo los ensayos de penetración y anillo-bola, así como el seguimiento del envejecimiento a través del análisis de infrarrojos. Finalmente, la distribución de peso molecular aparente (AMWD) de los betunes se ha calculado a través de medidas reológicas usando el “δ-method”. En los resultados se observa una relación entre la evolución del envejecimiento y su respuesta mecánica, donde la tendencia general es similar para ambas técnicas.