1.

Construcción de prototipo a escala de vivienda rural utilizando materiales innovadores de baja huella de carbono

• Investigador Principal: Dra. Ruby Mejía de Gutiérrez (Coinvestigador: Dr. Armando Orobio Q., Grupo GRUA)

• Entidadades Financieras: Colciencias

• RESUMEN: El grupo de investigación Materiales Compuestos en su línea "Activación Alcalína y Geopolimerización", pionero en esta temática a nivel nacional, complementada con la de "Valorización de Desechos y Subproductos Industriales" ha ejecutado aproximadamente nueve (9) proyectos previos del año 2001 a la fecha, en los cuales ha desarrrollado materiales cementantes simples y compuestos a través del proceso de geopolimerización controlada de minerales, desechos y/o subproductos industriales, demostrando la viabilidad de generar productos de calidad aptos para su utilización en el sector de la construcción. Con base en estos resultados, en este proyecto se plantea desarrollar materiales constructivos para vivienda de baja huella de carbono y con ellos construir un prototipo demostrativo donde se implementen los diversos productos ecoeficientes (morteros, concretos, bloques, paneles, tejas, ladrillos, adoquines, baldosas, entre otros).
  

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2.

Aerogeles de nanosilice para recubrimientos super aislantes ecosostenibles

Investigador Principal: Dr. Silvio Delvasto A.


• Entidadades Financieras: Universidad del Valle

3.

PUZOGEOH: Nuevos cementantes con baja huella de carbono basados en puzolanas naturales colombianas de tipo volcánico

• Investigador Principal: Dra. Ruby Mejía de Gutiérrez

• Entidadades Financieras: Argos y Colciencias

• RESUMEN: El 0.84% de los suelos en regiones tropicales del mundo están compuestos por cenizas volcánicas, y en Colombia ocupan cerca del 11.6% del territorio nacional y se localizan en las zonas de mayor crecimiento demográfico y económico, particularmente en toda la región andina, centro y sur de Colombia, se extienden desde el Eje Cafetero (departamentos de Antioquia, Caldas, Risaralda y Quindío) en el centro del país, hasta los departamentos de Tolima, Cauca y Nariño hacia el sur oeste del mismo. Cabe anotar que, la investigación acerca de la utilización de las puzolanas naturales en los procesos cementicios, tanto para el desarrollo de cementos adicionados así como de los nuevos cementos de activación alcalina, ha ido en incremento debido a la versatilidad de uso, fácil adquisición, y ventajas medioambientales que otorgan en su procesamiento. En general, en el caso de adición al cemento se recomienda la utilización de un porcentaje del orden máximo del 30% mientras que la utilización en cementantes alcalinos muestra la posibilidad de usar mayor proporción en la mezcla e incluso invertir esta proporción en aquellos cementantes denominados híbridos, es decir producir materiales cementantes donde la cantidad de cemento máxima puede estar cercana al 20% o menos, privilegiando así el consumo de la puzolana natural. Con base en esto, el proyecto se propuso como Objetivo: Desarrollar y evaluar un cementante de tipo geopolimérico hibrido mediante la técnica de activación alcalina (geopolimerización) aplicada a una puzolana natural de naturaleza volcánica y plantear la factibilidad de emplear este tipo de material en la construcción civil con criterios de sostenibilidad técnica, social y ambiental.

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4.

HYBRICEMENT: Conglomerantes Portland híbridos de bajo potencial de CO2, basados en minerales y subproductos industriales

• Investigador Principal: Dra. Ruby Mejía de Gutiérrez

• Entidadades Financieras: Colciencias

• RESUMEN: La sustitución parcial del clinker ha dado origen a un tipo de cementos denominado Cementos Portland Adicionados o "Blended Cements", estos cementos son mas ecológicos que los cementos portland ordinarios (OPC) ya que su fabricación es menos intensiva en energía, y se emiten menos gases invernadero a la atmósfera (un 17% menos que el OPC); así mismo se da utilización a subproductos industriales tales como la escoria granulada de alto horno, la ceniza volante, el humo de sílice, la caliza, entre otros. La comunidad científica internacional en las convenciones recientes ha incluido una nueva categoría de cementos denominados CEMENTOS HIBRIDOS que tienen como objetivo combinar los efectos positivos de los materiales tradicionales basados en cemento portland (OPC) con los cementantes activados alcalinamente (Geopolimeros), generando nuevos cementantes con resistencias mecánicas y durabilidad superior al coexistir sus productos de hidratación, las fases de silicatos cálcicos hidratados con los geles aluminosilicatos o geopoliméricos. Se considera que este tipo de cementos son de alta factibilidad en el futuro inmediato por lo cual han sido considerados como los cementos del siglo 21. Esto ha hecho que en la actualidad a nivel internacional estén siendo estudiados sistemas tales como cementos portland adicionados híbridos activados alcalinamente los cuales hacen parte de los actualmente reconocidos como cementos de "Bajo Potencial De Carbono". Con base en lo anterior, el presente proyecto se propone desarrollar materiales híbridos que conjuguen las ventajas del cemento portland y de los procesos conocidos como de Activación Alcalina y generar cementantes con contenidos de cemento portland inferiores al 30% e incorporación de adiciones activas superiores al 70%, lo cual además permitirá incrementar el valor agregado de los desechos y/o subproductos industriales, producir materiales más amigables al medio ambiente con propiedades mecánicas, térmicas, termo mecánicas, y de durabilidad acordes a los requerimientos técnicos, generar unas nuevas metodologías para el desarrollo de nuevos materiales cementicios, y ampliar el espectro de potenciales aplicaciones en Colombia. Una consecuencia adicional es la reducción de costos de los materiales o la mayor relación costo-beneficio en aquellos casos en los que las propiedades mecánicas y/o de durabilidad son ampliamente mejoradas.

5.

Reciclar escombros en concreto (Finalizado)

• Investigador Principal: Dr. Silvio Delvasto

• Entidadades Financieras: Universidad del Valle. Convocatoria Interna

• RESUMEN: Incorporación de agregados (grueso y fino) y de filler, obtenidos a partir de escombros de la construcción (residuos de concreto, de mampostería, y de cerámica roja) sobre las propiedades en estado fresco y endurecido de concretos autocompactantes y concretos convencionales, plantear aplicaciones de uso y probar su aplicación en placas a escala real que será evaluadas estructuralmente comparando su desempeño con una placa de referencia de concreto, del mismo diseño, pero con agregados convencionales. Este proyecto de investigación busca el aprovechamiento de los residuos de demolición o escombros (residuos de concreto, de mampostería, y de cerámica roja) para producir agregados gruesos (triturado), finos (arenas) y material de tamaño micrométrico, como filler o impalpable, para obtener con ellos concretos convencionales y concretos autocompactantes de alto desempeño y que poseen como rasgo distintivo el poder fluir bajo su propio peso a causa de sus características reológicas de alta fluidez y de resistencia a la segregación. Su uso trae ventajas técnicas, ambientales y para la seguridad industrial del trabajador de la construcción pues no se requiere vibración para fundir o moldear mezclas. Por otro lado, se facilita la penetración del concreto en las armaduras de acero, aún en las de más altas concentraciones de armadura.

6.

Desarrollo de un nuevo cemento hibrido tipo portland con alto porcentaje de adición

(Finalizado)

• Investigador Principal: Dra. Ruby Mejía de Gutiérrez

• Entidadades Financieras: Universidad del Valle. Convocatoria Interna

• RESUMEN: El propósito de este proyecto de investigación es: Desarrollar un cemento híbrido con altos contenidos de un subproducto industrial, producto de la generación térmica en calderas industriales y/o centrales térmicas que queman carbón o mezcla de carbón y polvillo (obtenido del bagazo) y que presentan un nivel de inquemados del orden del 15% o superior, lo cual no permite su incorporación directa como adición en los cementos y concretos, en el cual se conjuguen las características de los cementos Pórtland tradicionales y las ventajas técnicas y medioambientales de los nuevos materiales alternativos de bajo potencial de carbono (CO2), tales como los obtenidos mediante procesos de activación alcalina. Estos materiales se espera posean propiedades aceptables en estado fresco, altas resistencias iniciales (1, y 7 días) y cumplan con las resistencias mecánicas y químicas a lo largo plazo exigidas acorde al ambiente de servicio.

7.

Desarrollo de materiales compuestos a base de geopolímeros y fibras de alta resistencia para aplicaciones de alta tecnología

(Finalizado)

• Investigador Principal: Dra. Ruby Mejía de Gutiérrez

• Entidadades Financieras: Colciencias (Diáspora. Banco Mundial)

• RESUMEN: El presente proyecto pretende desarrollar un material compuesto cerámico de matriz geopolímerica reforzado con fibras de carbono para aplicación como recubrimiento, en sustratos cerámicos y metálicos, con propiedades mecánicas, térmicas, eléctricas y/o anticorrosivas, tal que pueda ser utilizado en la industria aeronáutica y automotriz. Se analizaran los diferentes factores que afectan el diseño y propiedades de la matriz y el composite, relacionados con la naturaleza y dosificación de materiales, las condiciones de preparación y síntesis, el tiempo y temperatura de curado, con el fin de fijar criterios metodológicos para su producción. En los materiales, geopolímeros simples y compuestos, se evaluaran sus propiedades físicas, químicas y mecánicas, y se estudiarán las estabilidades química y térmica. Un objetivo adicional es construir vínculos entre la diáspora científica colombiana y el SNCTI que permitan cultivar el capital humano y social de los colombianos residentes en el exterior

8.

GEOCERAM: Valorización de subproductos y desechos industriales tipo aluminosilicato, a través de procesos de geopolimerización para el desarrollo de materiales cerámicos de altas prestaciones

(Finalizado)

• Investigador Principal: Dra. Ruby Mejía de Gutiérrez

• Entidadades Financieras: Colciencias

• RESUMEN: El desarrollo tecnológico de un país influye en el progreso social y económico pero en algunos casos contribuye al deterioro del entorno, por ello, en la actualidad, las políticas medioambientales comprometen a la industria en conseguir procesos tecnológicos limpios acordes con el medioambiente con el fin de evitar el agotamiento y degradación de los recursos naturales, reducir el consumo energético y minimizar en alto grado el nivel de emisiones de gases invernadero, tales como el CO2, considerado uno de los responsables de los cambios climáticos. Una forma de contribuir responsablemente a la solución de estos problemas, entre otras, es mediante el aprovechamiento de los desechos y subproductos industriales, proponiendo alternativas de aplicación y tecnologías de manufactura para generar productos sostenibles técnica y ambientalmente. Es así como el propósito del presente proyecto es desarrollar en Colombia nuevos materiales cerámicos de altas prestaciones, de baja emisión de CO2 y reducido consumo energético, a partir de un proceso de geopolimerización utilizando dos aluminosilicatos subproductos de la industria (un catalizador del proceso de craqueo catalítico en la industria petrolera, FCC, y un subproducto de la combustión del carbón, CV) para generar materiales útiles en la industria de la construcción civil y de la cerámica estructural resistente a altas temperaturas.

9.

Cerámicas triaxiales basadas en cenizas del tamo de arroz

(Finalizado)

• Investigador Principal: Dr. Silvio Delvasto Arjona

• Entidadades Financieras: Colciencias (en relación con personal del Instituto de Tecnología Cerámica y la UPV en España

• RESUMEN: La sustitución de materias primas tradicionales por desechos agrícolas o agroindustriales para el procesamiento de materiales que consumen alta energía durante su procesamiento causa un impacto positivo en la preservación del ambiente. El tamo de arroz es uno de estos residuos, que tiene una producción mundial anual de aproximadamente 690 millones de toneladas. Esta investigación estudia el uso de la ceniza de tamo de arroz como sustituto de materias primas tradicionales como el cuarzo y el feldespato usadas en la fabricación de cerámicas triaxiales.

10.

Preparación y caracterización de cementos óseos acrílicos bioactivos para usar en prótesis ortopédicas

(Finalizado)

• Investigador Principal: Dr. Jose Herminsul Mina

• Entidadades Financieras: Universidad del Valle (convocatoria interna)

• RESUMEN: El Polimetilmetacrilato (PMMA) es un material que ha sido poco utilizado en el campo de la regeneración ósea, debido principalmente a los problemas asociados a su citotoxicidad y elevada temperatura de polimerización; siendo éstas características precisamente las que restringen su campo de aplicación, a pesar de las ventajas tecnológicas y económicas que éste material exhibe. Con el desarrollo de la presente propuesta se pretende modificar un cemento óseo acrílico, a partir del uso de monómeros funcionalizados y la incorporación de materiales cerámicos bioactivos y bioreabsorbibles, tales como la hidroxiapatita y el fosfato tricalcico, buscando que el cemento llegue a exhibir propiedades osteoconductoras que permitan la regeneración ósea al ser utilizado el material como relleno o matriz. Así mismo, con el uso del cemento óseo bioactivo se espera conseguir: una mínima probabilidad de necrosis térmica o química del tejido óseo circundante, una mejor fijación de las prótesis articulares y la posible aplicación del material para el tratamiento de la perimplantitis en Implantologia oral. En el estudio propuesto participan investigadores vinculados a los grupos: Grupo de Materiales Compuestos de la Escuela de Ingeniería de Materiales, Grupo de Síntesis y Mecanismos en Química Orgánica del Departamento de Química y Grupo de Biomateriales de la Escuela de Odontología, todos de la Universidad del Valle.