https://hdl.handle.net/2238/10554 Wed, 20 May 2026 00:01:43 GMT 2026-05-20T00:01:43Z https://hdl.handle.net/2238/16577 Evaluación de los extractos naturales de Justicia Tinctoria “Azul de Mata” y Ganoderma Lucidum “Hongo Ganoderma” como inhibidores de corrosión verdes en acero de bajo carbono en disoluciones de ácido clorhídrico (HCl 1M) y cloruro de sodio (NaCl 0.6M Leiva-Coto, Mariana El presente estudio analiza el efecto inhibidor de la corrosión del extracto natural de Ganoderma Lucidum en acero de bajo carbono expuesto a medios ácido (HCl 1M) y neutro (NaCl 0.6M). Se emplearon técnicas electroquímicas como espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) y curvas de polarización potenciodinámicas para evaluar la eficiencia de inhibición. Los resultados muestran que Ganoderma Lucidum presenta propiedades anticorrosivas dependientes del medio y la concentración del inhibidor. Se evidenció la adsorción de los compuestos bioactivos sobre la superficie del acero, formando una barrera protectora que reduce la velocidad de corrosión. Debido a problemas de solubilidad, Justicia Tinctoria no pudo ser evaluado. Este estudio destaca la viabilidad de los inhibidores de origen natural como alternativa ecológica a los inhibidores sintéticos tradicionales.; This study analyzes the corrosion inhibition effect of natural extracts of Justicia Tinctoria and Ganoderma Lucidum on low-carbon steel exposed to acidic (HCl 1M) and neutral (NaCl 0.6M) environments. Electrochemical techniques such as electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and potenciodynamic polarization curves were used to evaluate inhibition efficiency. The results show that Ganoderma Lucidum exhibited anticorrosive properties in an acidic solution, forming a protective barrier on the steel surface and reducing the corrosion rate. In a neutral medium, no significant inhibitory effect was observed. Due to solubility issues, Justicia Tinctoria could not be evaluated. This study highlights the feasibility of natural-based inhibitors as an eco friendly alternative to traditional synthetic inhibitors. Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería en Materiales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 2025.; Esta tesis cumple con el objetivo ODS 12: garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles. Meta 4: lograr la gestión ecológicamente racional de los productos químicos y de todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida, de conformidad con los marcos internacionales convenidos, y reducir significativamente su liberación a la atmósfera, el agua y el suelo a fin de minimizar sus efectos adversos en la salud humana y el medio ambiente. Sat, 01 Mar 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/2238/16577 2025-03-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/2238/16569 Modelación y simulación inicial del proceso de corte láser aplicado a un cable de acero inoxidable, mediante el uso del software COMSOL Multiphysics Carmona-Calvo, Antony En este trabajo se desarrolla un trabajo de modelación preliminar y su sucesiva simulación computacional, utilizando el programa computacional COMSOL Multiphysics, para analizar el proceso de corte láser de un cable de acero inoxidable. Se revisa la literatura científica para describir los fenómenos físicos que intervienen en este proceso, como la transferencia de calor y la mecánica de fluidos, junto con su aplicación a la modelación computacional. A partir de esta revisión, se estudian algunos modelos específicos que representan computacionalmente los mecanismos físicos anteriores. Inicialmente se elaboran diferentes modelos bidimensionales del proceso de corte láser y se analizan los resultados computacionales obtenidos. Esto permite desarrollar tres versiones finales de la modelación de este proceso térmico, que pueden ser integrados y usados como una base válida para su descripción y análisis. Los tres modelos computacionales finales, que incorporan datos reales como geometría y propiedades de los materiales empleados en la industria, brindan valores de la temperatura y de las modificaciones geométricas del material, a medida que se aplica el proceso térmico de corte láser. En este último caso, se recurre a la modelación del cambio de fase que se produce en el material cuando se alcanzan los valores de temperatura del equilibrio sólido-líquido. Finalmente, se lleva a cabo una estimación simple de los costos asociados a la incorporación del software COMSOL Multiphysics en la industria, para la modelación computacional del proceso de corte láser.; This work involves the development of a preliminary modeling and its subsequent computer simulation, using the COMSOL Multiphysics software, to analyze the laser cutting process of a stainless-steel cable. The scientific literature is reviewed to describe the physical phenomena involved in this process, such as heat transfer and fluid mechanics, along with their application to computational modeling. Based on this review, some specific models that computationally represent the aforementioned physical mechanisms are studied. Initially, two-dimensional models of the laser cutting process are developed and the resulting computational data is analyzed. This allows for the development of three final versions of the thermal process modeling, which can be integrated and used as a valid foundation for its description and analysis. The three final computational models, which incorporate real-world data such as geometry and material properties used in the industry, provide temperature values and geometric modifications of the material as the thermal laser cutting process is applied. In the latter case, phase change modeling is used to represent the transformation that occurs in the material when the solid-liquid equilibrium temperature is reached. Finally, a simple cost estimation is carried out for the incorporation of COMSOL Multiphysics software in the industry for the computational modeling of the laser cutting process. Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería en Materiales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 2025. Sun, 01 Jun 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/2238/16569 2025-06-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/2238/16567 Desarrollo y caracterización de aleación Ti-35Nb-10Mg obtenida mediante métodos pulvimetalúrgicos para posibles aplicaciones biomédicas Garita-Vega, Jeremy El presente estudio, desarrollado en el Laboratorio de Pulvimetalurgia de la Universitat Politècnica de València, tuvo como objetivo evaluar la viabilidad de la aleación Ti-35Nb10Mg para aplicaciones médicas. Se emplearon polvos de Ti, Nb y Mg en proporción 55– 35–10 % en peso, mezclados y compactados a 1 000 MPa, seguidos de un sinterizado escalonado en atmósfera de argón. Las probetas se caracterizaron geométricamente (método de Arquímedes, resonancia acústica), mecánicamente (flexión, compresión, micropunzonado) y microestructuralmente (DRX, microscopía óptica y SEM). La resistencia a la corrosión se determinó mediante curvas de polarización y espectros de impedancia en SBF a 37 °C. La aleación alcanzó densidades relativas del 90–94 % y contracciones volumétricas ≈ 6 %. En flexión, σₘₐₓ = 676 MPa, σ₀,₂ = 498 MPa, E = 37 GPa y tenacidad específica 65 kJ m⁻²; en compresión, σₘₐₓ = 491 MPa, σ₀,₂ = 347 MPa, E = 45 GPa. El micropunzonado arrojó σ₀,₂ de 190 – 615 MPa y tenacidades de 126 – 291 kJ m⁻². El DRX confirmó fase β monofásica; la microscopía reveló poros jerárquicos y un mecanismo dúctil de fractura por coalescencia de microvoids. Electroquímicamente, presentó potencial de corrosión ≈ 0 V y tasa elevada (~10 mm a⁻¹) por la red de poros abiertos. Ti-35Nb-10Mg combina rigidez reducida, alta resistencia y ductilidad, pero requiere mejorar su resistencia a la corrosión mediante optimización del sinterizado o recubrimientos superficiales para su uso en implantes.; This study, conducted at the Powder Metallurgy Laboratory of the Universitat Politècnica de València, aimed to assess the viability of the Ti-35Nb-10Mg alloy for medical applications. Powders of Ti, Nb, and Mg (55–35–10 wt %) were mixed, compacted at 1 000 MPa, and subjected to a stepped sintering cycle in an argon atmosphere. Specimens were characterized geometrically (Archimedes method, acoustic resonance), mechanically (bending, compression, small punch), and microstructurally (XRD, optical microscopy, SEM). Corrosion resistance was evaluated via polarization curves and impedance spectra in SBF at 37 °C. The alloy achieved relative densities of 90–94 % and volumetric shrinkage of ≈ 6 %. In bending tests, σₘₐₓ reached 676 MPa, σ₀.₂ was 498 MPa, E was 37 GPa, and specific toughness was 65 kJ m⁻²; in compression, σₘₐₓ was 491 MPa, σ₀.₂ was 347 MPa, and E was 45 GPa. Small punch tests yielded σ₀.₂ values of 190 – 615 MPa and toughness of 126 – 291 kJ m⁻². XRD confirmed a single-phase β structure; microscopy revealed hierarchical porosity and a ductile fracture mechanism by microvoid coalescence. Electrochemically, the alloy exhibited an open-circuit potential near 0 V and a high corrosion rate (~10 mm a⁻¹) due to interconnected porosity. Ti-35Nb-10Mg combines reduced stiffness, high strength, and ductility, but its corrosion resistance must be enhanced through sintering optimization or surface coatings for implant use. Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería en Materiales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 2025.; Esta tesis cumple con el objetivo ODS 3: asegurar una vida sana y promover el bienestar de todas las personas en todas las edades. Meta 9: reducir considerablemente el número de muertes y enfermedades producidas por productos químicos peligrosos y la contaminación del aire, el agua y el suelo. Thu, 01 May 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/2238/16567 2025-05-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/2238/16566 Mejora y optimización del prototipo de prótesis transfemoral electromecánica: avances en diseño estructural, adaptación funcional y eficiencia en producción Campos-Vargas, Carlos Emanuel El presente trabajo surge como una propuesta de mejora estructural y metodológica del modelo ProtM1, una prótesis transfemoral desarrollada en el Centro de Investigación y Extensión de Ingeniería de Materiales (CIEMTEC) del Instituto Tecnológico de Costa Rica. El ProtM1 fue diseñado como un sistema electromecánico funcional, sin embargo, su diseño carecía de validación estructural, selección adecuada de materiales y estandarización bajo normativas ISO. En esta investigación se propone una metodología clara para rediseñar componentes claves como el socket, la región tibial y los pies protésicos, empleando herramientas CAD (SolidWorks) y simulaciones de esfuerzo y fatiga en COMSOL. Se consideraron distintos materiales (CFRC, Kevlar y fibra de vidrio tipo S), configurando las simulaciones según modelos de carga estandarizados. Los resultados muestran diferencias significativas en el desempeño estructural y en ciclos de vida de cada diseño. Además, se documentaron inconsistencias en simulaciones de fatiga (Stress-Life), subrayando la necesidad de validaciones adicionales. Como conclusión, el rediseño estructural propuesto mejora la viabilidad funcional y la durabilidad de la prótesis transfemoral. Se recomienda la implementación futura de pruebas físicas y desarrollo de un sistema biomecánico activo como continuación de esta propuesta.; This work proposes a structural and methodological improvement of the ProtM1 transfemoral prosthesis, originally developed at CIEMTEC, Instituto Tecnológico de Costa Rica. The ProtM1 focused on achieving electromechanical functionality, but lacked structural validation, proper material selection, and ISO-standardized design. This research aims to redesign critical components—socket, tibial region, and prosthetic feet—using CAD tools and COMSOL-based simulations. Key materials (CFRC, Kevlar, S-glass fiber) were tested under fatigue and stress conditions using realistic load configurations. Results showed significant differences in mechanical performance and lifespan across designs, highlighting inconsistencies in the fatigue simulation process. The proposed structural redesign enhances safety, reliability, and economic viability. Future efforts should include physical testing and integration of active biomechanical systems. Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería en Materiales) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ciencia e Ingeniería de los Materiales, 2025.; Esta tesis cumple con el objetivo ODS 9: construir infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible y fomentar la innovación. Meta 5: aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales de todos los países, en particular los países en desarrollo, entre otras cosas fomentando la innovación y aumentando considerablemente, el número de personas que trabajan en investigación y desarrollo (por millón de habitantes) y la inversión de los sectores público y privado en investigación y desarrollo. Sun, 01 Jun 2025 00:00:00 GMT https://hdl.handle.net/2238/16566 2025-06-01T00:00:00Z