Doctorado en Ingeniería - Énfasis en Ingeniería de los Materiales
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Publicación Acceso abierto Deconstrucción : alternativa para contribuir a viabilizar la economía circular en el subsector de las edificaciones(Universidad del Valle, 2025) RAMIREZ ESCOBAR, GLORIA STELLA; Delvasto, SilvioLa investigación doctoral, que se presenta en este documento, tuvo como objetivo estudiar los sistemas de operaciones del subsector de construcción de viviendas en la región conformada por el Distrito Especial de Santiago de Cali (Colombia) y su área de influencia (los municipios de Palmira, Jamundí, Yumbo y Candelaria) con el fin de proponer soluciones, basadas en criterios de deconstrucción, que permitan la viabilidad de la EC en este subsector. En esta región se generan entre 85.297 y 90.000 t/mes de RCD, que constituyen un indicador de la dinámica del sector constructor y de la afectación ambiental que este genera; lo anterior se aprecia al evaluar los sistemas constructivos bajo los lineamientos de EC con indicadores ambientales asociados a la huella de carbono. Es necesario continuar ejerciendo acciones para mitigar la huella de carbono con independencia del sistema constructivo que se use. La reducción de RCD y la utilización de los que resulten en cualquier proceso va en la dirección correcta; esto se fundamenta en que elementos prefabricados con adición de RCD presentan un descenso de entre 30 y 50% de las emisiones incorporadas. Los sistemas mixtos con prefabricados evidencian una disminución del 20% en CO₂, mientras el sistema de concreto reforzado monolítico, predominante actualmente en las construcciones formales en Colombia, presenta una huella de carbono de 445 kgCO₂eq/m² y una generación de 32 kg/m² de RCD, calculadas para un edificio de 16 pisos, que son cifras comparables con las de estudios internacionales. Los resultados resaltan que el sistema de prefabricados, especialmente si es desmontable y reutilizable, es la opción más sostenible porque se facilita la reutilización de los componentes, reduce significativamente el volumen de los RCD y el impacto ambiental medido a través de su huella de carbono. Como solución, se propone una tecnología de deconstrucción, con un diseño apropiado, DfD, para construir con elementos de construcción prefabricados y el uso de normas para la coordinación modular; en consecuencia, se consume menos masa en los materiales para componentes prefabricados, como el cemento de baja huella de carbono; elementos de construcción ensamblables, como Lego, que permiten el desensamblaje para dar un segundo uso después de la vida útil de un edificio, para ser utilizados en otro tipo de trabajo posterior. Se propone un tipo de solución tecnológica basada en el uso de elementos prefabricados, como el proyecto “Vivir”, que es más relevante para la vivienda social prioritaria. El proyecto “Vivir” es un prototipo de vivienda desarrollado por la empresa de prefabricación PREMOLDEADOS SAS. Este sistema deconstruible probablemente tendrá un impacto positivo en el entorno local al reducir la huella de carbono, que reportó 9.010 kgCO2eq y 169 kgCO2eq/m2 de área construida, valores mucho más bajos que si se construyera con otras tecnologías de construcción no deconstruibles.Publicación Acceso abierto Cementos óseos acrílicos con capacidad de estimular la regeneración de tejido óseo.(Universidad del Valle, 2020) Valencia Zapata, Mayra Eliana; Mina Hernández, José Herminsul; Grande Tovar, Carlos DavidLos cementos óseos acrílicos (ABC) son materiales ampliamente usados en ortopedia en la fijación de prótesis articulares, estabilización de fracturas, como material de relleno de defectos óseos, entre otros. Desde el punto de vista d la primera aplicación, las funciones principales de los cementos son la transferencia de las cargas de servicio y del peso corporal de la prótesis al hueso y la inmovilización inmediata de la prótesis. A pesar de su uso extenso, los ABC presentan algunas desventajas relacionadas con la falta de bioactividad debido a su naturaleza inerte y la susceptibilidad a la generación de infecciones por bacterias, todo lo cual causa aflojamiento de las prótesis en el tiempo. Con el fin de aportar a la solución de algunos de los inconvenientes presentados por los ABC, en este Trabajo de Investigación Doctoral se planteó la incorporación de quitosano en porcentajes entre 0 ¿ 20% en peso con respecto a la fase sólida del cemento y óxido de grafeno en porcentajes entre 0 ¿ 0.5% en peso de la fase líquida. El GO fue sintetizado mediante el método de Hummers modificado y posteriormente caracterizado fisicoquímicamente mediante técnicas Espectroscópicas (FTIR, XPS y Raman), Difracción de rayos-X (DRX), Dispersión de Luz Dinámica (DLS) y Microscopia de Fuerza Atómica (AFM). El estudio del efecto de la incorporación del CS y el GO en los cementos sobre sus propiedades físicas, químicas, térmicas, mecánicas y biológicas en condiciones in vitro e in vivo, mostró que el CS le confiere a los cementos propiedades bioactivas además de incrementar la porosidad y la humectabilidad, favoreciendo la biocompatibilidad. Sin embargo, también se presenta la desventaja de que reduce las propiedades mecánicas de compresión y flexión. Por otro lado, la adición de GO incrementó las propiedades mecánicas y le confirió actividad antibacteriana al cemento. Asimismo, tanto el CS como el GO redujeron la temperatura máxima durante la reacción de polimerización e incrementaron el tiempo de curado y la rugosidad y el contenido de monómero residual. Cuando se incorporaron el CS y el GO juntos en la formulación del cemento, el efecto combinado de las cargas mostró una mayor osteointegración después de 3 meses de implantación en hueso parietal de ratas Wistar y las desventajas mecánicas incorporadas por el CS fueron compensadas gracias al refuerzo alcanzado con las nanopartículas de GO. A partir de los resultados obtenidos en esta investigación se aporta al estado del arte del conocimiento asociado a los ABC cargados con bajo contenido de CS y con GO, consiguiendo principalmente conferir propiedades bioactivas y antibacterianas a los ABC, manteniendo el cumplimiento de las propiedades mecánicas exigidas por la norma ISO 5833- 02. Estos resultados evidencian que las formulaciones desarrolladas son susceptibles de ser empleadas en aplicaciones en aplicaciones como artroplastias, relleno de defectos óseos, y demás usos donde se requiera un desempeño superior en el materia