Tesis y Trabajos de Investigación PUCP

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    Sistema mecatrónico de bajo costo para la producción de micro y nano fibras usando la técnica de electro-hilado
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-12-15) Baltazar Baquerizo, Carlos Eduardo; Torres García, Fernando Gilberto
    El siguiente documento trata sobre el diseño de un sistema mecatrónico de bajo costo para la producción de micro y nano fibras, haciendo uso del método de electro hilado. Este método recientemente ha tomado relevancia en el mundo académico debido a las novedosas y muy útiles aplicaciones que se han desarrollado con estos materiales nanométricos, tales como pliegues para la protección de heridas contra infecciones, filtros para gases y líquidos, entre otras aplicaciones. Si bien en el Perú, se han realizado algunos estudios para la producción de nanofibras, aún es escasa la investigación y en el caso del laboratorio de polímeros y bionanomateriales de la PUCP (Pontificia Universidad Católica del Perú) no se cuenta con un equipo que pueda procesar biopolímeros y convertirlos en nanofibras. Es por eso, que mediante este trabajo se quiere suplir la necesidad de este tipo de máquina y desarrollar el diseño de la misma tomando como referencia la metodología que comprende la norma VDI 2221. Según esta norma se han consultado documentos académicos para determinar a los principales subsistemas; asimismo, se ha recolectado información de los requerimientos que debería tener este equipo, según los usuarios que son los trabajadores del laboratorio. Como resultado se ha obtenido el diseño a detalle de una máquina que permite al usuario variar los principales parámetros de producción del método de electro hilado que son: la generación de alto voltaje, el caudal de la solución biopolimérica que se procesa, la distancia de la aguja eyectora con respecto al colector y la velocidad de rotación del cilindro colector de nano fibras. De esta manera se ha concluido el diseño del equipo que va permitir realizar el estudio de estos materiales nanométricos y posiblemente desarrollar aplicaciones para la industria, lo que a su vez va promover el desarrollo tecnológico del país.
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    Estudio de las propiedades mecánicas de nanomateriales de origen biológico
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-03-15) Cavalié Orihuela, Fernando Pastor; Torres García, Fernando Gilberto
    En la presente tesis se obtuvo las propiedades elásticas del adhesivo de la seda víscida producida por arañas de la especie Argiope Argentata. Las muestras de seda de esta especie se obtuvieron a partir de ejemplares capturados en las cercanías a los pantanos de Villa en el distrito de Chorrillos, estos ejemplares fueron criados en amplias cajas de cartón y alimentados con gusanos tenebrio molitor, la seda con el adhesivo para desarrollar los ensayos es obtenida de la tela tejida por la propia araña, debido a que este adhesivo sólo es depositado en los hilos circunferenciales de la telaraña. Para hallar el Módulo de Young o Módulo Elástico de este adhesivo, se realizaron ensayos de nanoindentación con un Microscopio de Fuerza Atómica o AFM por sus siglas en inglés. Al desarrollar este tipo de ensayo sobre un material blando como lo es un adhesivo, se busca obtener la deflexión de la viga en voladizo, o cantiléver (inglés), del AFM y la Fuerza de contacto entre el cantiléver y el adhesivo. Obtenemos la Deflexión y la Fuerza de contacto para cada punto del ensayo de nanoindentacion, entonces usamos el modelo de Hertz para superficies en contacto y aproximamos la relación obtenida al modelo teórico, así hallamos el módulo de elasticidad para cada punto del ensayo de nanoindentación sobre la muestra del adhesivo. Se obtuvieron un total de 208 módulos elásticos sobre las dos muestras obtenidas con mejor resolución del AFM. Los resultados del módulo de elasticidad hallados se encuentran en su mayoría en el rango de 20 y 100 KPa, adicionalmente y siguiendo el criterio de C. Dahlquist, tendríamos que el adhesivo de esta especie de araña es un adhesivo con muy buenas propiedades adherentes. No se encontró literatura sobre este procedimiento en otras especies de arañas, por lo cual comparamos los datos obtenidos con literatura encontrada de experimentos en adhesivos de insectos u otros sistemas biológicos.