Proyecto de Escalamiento - Final

7/28/2019 Proyecto de Escalamiento - Final

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FFuunnddaacciinn IInnssttiittuuttoo ZZuulliiaannoo ddeeIInnvveessttiiggaacciioonneess TTeeccnnoollggiiccaass

Programa de Proyectos Estratgicos

Propuesta:

Hacia la produccin semi-industrial de nanotubos de


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b t i l t t d t

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Colectivo / grupo ejecutor del proyecto:

Por el Instituto Zuliano de Investigaciones Tecnolgicas - INZIT

Personal Lugar de Trabajo Cargo Actividad a Desarrollar

Dr. Reinaldo AtencioC.I:6.801.868

Unidad de Caracterizacin yEstructura de Materiales

(UCEM) del Instituto Zuliano deInvestigaciones Tecnolgicas

(INZIT)

InvestigadorCoordinador General del Proyecto

Dr. Eric Vinicio Plaza PirelaC.I: 13.007.700

Unidad de Caracterizacin y

Estructura de Materiales(UCEM) del Instituto Zuliano deInvestigaciones Tecnolgicas.

Laboratorio de Microscopia(INZIT)

Investigador Caracterizacin por microscopa CompuestosMetlicos

MSc. Jos Eduardo Arvalo FesterC.I:11.718.388



(INZIT)

Investigador Sntesis de nanoestructuras Optimizacin decondiciones de sntesis Compuestos Polimricos

Lcdo. Luis Gerardo Corredor

Gonzlez C.I:11.875.091


(UCEM) del Instituto Zuliano deInvestigaciones Tecnolgicas.(INZIT)

Investigador Caracterizacin de materiales por fluorescencia derayos X


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Lcdo. Miguel ngel Ramos GarcaC.I: 84.411.385

Caracterizacin y Estructura deMateriales (UCEM) del Instituto

Zuliano de InvestigacionesTecnolgicas. Laboratorio de

Rayos X (INZIT)

Investigador Caracterizacin de materiales por difraccin derayos X

Lcda. Sabrina Andrea AcevedoGonzlez

C.I: 14.748.371



(INZIT)

InvestigadorCaracterizacin por FTIR

Profesional I


(UCEM) del Instituto Zuliano deInvestigaciones Tecnolgicas.


InvestigadorColaborador

Estudios de ingeniera para el escalamiento yoperaciones unitarias.

Profesional IUnidad de Caracterizacin yEstructura de Materiales




Estudios de ingeniera para el escalamiento yoperaciones unitarias.

Profesional I





Diseo de la planta piloto y operacin.

Profesional I

Unidad de Caracterizacin y

Estructura de Materiales(UCEM) del Instituto Zuliano deInvestigaciones Tecnolgicas.



Mejoramiento de las condiciones de sntesis y

exploracin hacia el uso de nuevas fuentes decarbono (gases) de produccin nacional.


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Profesional I



Laboratorio de Microscopia

(INZIT)


Mejoramiento de las condiciones de sntesis yexploracin hacia el uso de nuevos soportes

catalticos y xidos metlicos como catalizadoresde fcil obtencin en el pas.

Tesista de Pregrado




EstudianteAuxiliar de Investigacin - Tesista

Tesista de Pregrado




EstudianteAuxiliar de Investigacin - Tesista

Tesista de Postgrado




Estudiante dePostgrado Auxiliar de Investigacin - Tesista

Tesista de Postgrado




Estudiante dePostgrado Auxiliar de Investigacin - Tesista


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Por el Instituto Venezolano de Investigaciones Cientficas - IVIC


Dra. Gema GonzlezC.I:4.265.317

Unidad de Investigacin:Laboratorio de Materiales,Centro de Ingeniera de

Materiales y Nanotecnologa,

Investigadora Coordinadora del Proyecto en el IVIC

MSc. Lurayni Carolina Daz Chacn

C.I: 16.586.000

Laboratorio de Materiales paraTecnologas Emergentes

adscrito al DITeMA/IVIC-Zulia(Departamento de

Investigaciones en Tecnologade Materiales y el Ambiente)

InvestigadorFuncionalizacin de nanotubos de carbono

Estudiante de postgradoUnidad de Investigacin:Laboratorio de Materiales,Centro de Ingeniera de


TesistaInvestigacin

Estudiante de postgradoUnidad de Investigacin:Laboratorio de Materiales,Centro de Ingeniera de


TesistaInvestigacin

Estudiante de postgradoUnidad de Investigacin:Laboratorio de Materiales,

Centro de Ingeniera deMateriales y Nanotecnologa,

TesistaInvestigacin


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Por la Universidad Simn Bolvar - USB

Estudiante de pregradoUnidad de Investigacin:Laboratorio de Materiales,Centro de Ingeniera de


TesistaInvestigacin

Personal Lugar de Trabajo Cargo Actividad a DesarrollarDr. Alejandro Muller

Grupo de Polmeros, Dpto. deMateriales, USB.

Investigador Coordinador del Proyecto materiales compuestosnanotubos de carbono/Polmeros en la USB

Dr. Carlos Vsquez Grupo de la MateriaCondensada y Sistemas

Complejos

InvestigadorEstudios de simulacin computacional

Estudiante de pregrado Grupo de Polmeros, Dpto. deMateriales, USB.

TesistaInvestigacin

Estudiante de postgradoGrupo de Polmeros, Dpto. deMateriales, USB.

TesistaInvestigacin


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Por la Universidad de los Andes - ULA

Estudiante de pregrado Grupo de Polmeros, Dpto. deMateriales, USB.

TesistaInvestigacin

Estudiante de Postgrado Grupo de la MateriaCondensada y Sistemas

Complejos

TesistaEstudios de simulacin computacional

Estudiante de Postgrado Grupo de la MateriaCondensada y Sistemas

Complejos

TesistaEstudios de simulacin computacional


Dr. Edgar BelandriaCI: 11464984

Centro de Estudios Avanzadosen ptica - ULA

Investigador Coordinador del Proyecto en la ULAAnlisis de Espectrometra e Imagenologa Raman

Dr. Jess Gonzlez.

CI: 1429841

Centro de Semiconductores -

ULA

Investigador

Anlisis de Espectrometra e Imagenologa Raman


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Por la Universidad Central de Venezuela UCV

Dr. Christian Power9770963

Centro de Semiconductores -ULA

Investigador Anlisis de Espectrometra e Imagenologa Raman

Lic. Keibis Colmenares15754311

Postgrado Fsica Condensada -ULA

Investigadora Investigacin

Tesista de Pregrado Centro de Estudios Avanzadosen ptica - ULA

TesistaInvestigacin

Tesista de Pregrado Centro de Estudios Avanzadosen ptica - ULA

TesistaInvestigacin


Dra. Yucelys SantanaEscuela de Ingeniera

Metalrgica y Ciencia de los

Materiales, UCV

Profesora-Investigador

Coordinadora Grupo UCVEvaluacin del desempeo frente al desgaste

deslizante de los recubrimientos reforzados connanotubos de carbono.


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Msc. Mara Rodrguez de PratoC.I. 10.781.504

Escuela de Ingeniera

Mecnica, UCV


Determinacin del procedimiento de mezcladoque produzca la mejor dispersin y la menoraglomeracin de los nanotubos de carbonomulticapa con los polvos micromtricos a base deWC-Co, a travs de microscopa electrnica de

barrido y de transmisin

Dr. Jos La BarberaCI: 13.638.881



Materiales, UCV

Profesor-Investigador

Desempeo frente a la vida a fatiga de losrecubrimientos reforzados con nanotubos de

carbono.

Dra. Mariana StaiaCI: 6.207.479



Materiales, UCV


Evaluacin del desempeo frente al desgaste porfrotamiento de los recubrimientos reforzados con

nanotubos de carbono.

Dr. Eli Sal PuchiCI: 4.172.730



Materiales, UCV

Profesor-Investigador

Desempeo frente a la vida a fatiga-Corrosin delos recubrimientos reforzados con nanotubos de

carbono.

Tesista de PregradoEscuela de Ingeniera


Materiales, UCV

Tesista Investigacin



Materiales, UCV




Materiales, UCV




Materiales, UCV

TesistaInvestigacin


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Tesista de Pregrado Escuela de IngenieraMetalrgica y Ciencia de los

Materiales, UCV

TesistaInvestigacin


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Identificacin y Localizacin de la Institucin donde se realizar elProyecto

Institucin: Fundacin Instituto Zuliano de Investigaciones Tecnolgicas INZIT. RIF: G-20005459-0; Direccin de Investigacin y Desarrollo; Unidadde Caracterizacin y Estructura de Materiales; Km 15 va carretera a laCaada, Sector Palmarejo Viejo, La Caada de Urdaneta, Estado Zulia,Venezuela. Tel: +(58)261-7913769; [email protected]

Ubicacin geogrfica: Km 15 va carretera a la Caada, SectorPalmarejo Viejo, La Caada de Urdaneta, Estado Zulia, Venezuela.

Resumen Curricular: Dr. Reinaldo Atencio FuenmayorLicenciado en Qumica (LUZ-1991), Doctorado en Ciencias Qumicas(Universidad de Zaragoza, Espaa. Cum Laude-1995). Postdoctorado enIngeniera de Cristales (Saint Marys University, Halifax, Canad-1997)Postdoctorado en Ingeniera de Cristales (University of Missouri, SaintLouis. Saint Louis, Missouri, USA-1998). reas de Conocimiento: Nuevos


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Editada por la Royal Society of Chemistry. Arbitro evaluador de proyectosde FONACIT.

Objetivo:

Objetivo general:

Realizar estudios para el escalamiento industrial de nanotubos de carbono y

desarrollar aplicaciones para dar valor agregado a la produccin de bienes yservicios de inters nacional

Objetivos especficos:

1.- Realizar el estudio de factibilidad tcnico-econmico para el desarrollode una planta industrial dedicada a la produccin de nanotubos de

carbono.2.- Disear y construir una planta piloto a nivel de laboratorio.3.- Estudiar y optimizar las condiciones de sntesis de nanotubos de

carbono.4. Preparar y caracterizar suspensiones de nanotubos de carbono

dispersadas.5. Preparar y estudiar las propiedades morfolgicas y mecnicas de


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tecnolgica hacia los pases centrales que producen gran parte de los rubros

obtenidos de las nuevas tecnologas. Entre estas nuevas tecnologas, con

capacidades de revolucionar el sector productivo de bienes y servicios,

encontramos la nanotecnologa, la cual surge de la fusin de mltiples

disciplinas como la fsica y la qumica moderna, la electrnica y la ciencia de

materiales. Se afirma que las implicaciones sociales de esta nueva tecnologa

sern ms contundentes que lo que hemos visto con las tecnologas de

informacin, esencialmente, debido a las grandes perspectivas de aplicaciones

de inters en amplios sectores sociales que abarcan salud, agua, energa,

medio ambiente, agroalimentario, construccin, etc. Por esta razn, la

nanotecnologa constituye actualmente un rea de investigacin cientfica

prioritaria en muchas partes del mundo en vista de su considerable potencial

para el desarrollo econmico y social.

La nanotecnologa se refiere a las tcnicas para la produccin, caracterizacin,

diseo y control de materiales a escala nanoscpica. Estos sistemas, muchas

veces referidos como nanomateriales pueden ser polimricos, inorgnicos o


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millardos de dlares en el 20151, y no faltan quienes hablan del inicio de una

nueva era en la Sociedad Humana (la Edad del Carbn) para un futuro

cercano. Sea cual sea la proyeccin exacta de lo que representar el

aprovechamiento de estos nanomateriales de carbn, existen elementos

suficientes para pensar que stos sern la base para la innovacin de una

diversidad importante de bienes y servicios, razn por la cual pases como el

nuestro no deben quedarse al margen de estas corrientes tecnolgicas.

Los nanotubos de carbono ya se producen industrialmente en Europa y Norte

Amrica, y en algunas potencias emergentes como Brasil y China. La demanda

en el mercado de estos materiales es alta, no as la capacidad de produccin,

por lo cual los precios por Kg. son muy elevados. Aunque se requiere bajos

porcentajes de nanotubos de carbono (menos del 1 % del volumen total) paramejorar notablemente las propiedades de los materiales compuestos, estos

precios siguen siendo relativamente altos.

En Venezuela, asuntos de durabilidad y confiabilidad de los materiales usados

para la produccin y exploracin petrolera son temas de gran preocupacin en


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estudios sistemticos que permitan validar las formulaciones ptimas para la

preparacin de los materiales cementados nanoestructurados para la industria

petrolera o de construccin. Tambin podemos mencionar el caso del aluminio

reforzado con nanotubos de carbono, en los cuales un valor agregado

permitira disminuir la produccin (coste energtico y ecolgico) por cantidades

menores, ya que al obtener compuestos ms fuertes, se requiere menos

material para soportar el mismo esfuerzo. Estos son ejemplos concretos del

valor agregado que pudiera aportar los nanotubos de carbono en diferentes

mbitos de inters nacional, con potencialidades de promover un crculo

virtuoso de innovacin en mbitos que requieren apuntar a la I+D como

estrategia para fortalecer las apuestas que actualmente realizan estas

empresas por dar valor agregado a su cadena productiva.

Queda claro entonces el inters directo de ests aplicaciones en la industria de

materiales para la construccin y la industria metalrgica. En Venezuela, por

ejemplo, la utilizacin de compuestos nanoestructurados de cemento en los

pozos petroleros podran proporcionar cementos ms compactos, resistentes e


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empezaron a producir de manera controlada los nanotubos (en la UCV, IVIC e

INZIT). No obstante, las cantidades que se producen son muy limitadas, por lo

cual la docena de laboratorios de investigacin del pas que hacen uso de los

nanotubos de carbono para, por ejemplo, producir y estudiar nuevos

materiales, se ven en la mayor parte de los casos obligados a importar este

producto. Sobre intentos de escalar la produccin de nanotubos de carbono,

entendemos que esta propuesta es el primer esfuerzo en esta direccin.

Proyecto Nacional Simn Bolvar 2007-2013:

Se aspira a que el presente proyecto permita desarrollar nuevos materiales que

permitiran abordar de manera original varias necesidades del pas. Los

nanotubos de carbono pueden ayudar a crear nuevas fuentes de energa

alternativa, a crear nuevos materiales compuestos que apoyen la construccin

de viviendas, a desarrollar nuevas tecnologas para la purificacin y

desalinizacin del agua, entre otros lineamientos del PNSB (PRBV, 2007)3.

Asimismo la ejecucin de este proyecto sintonizar con lineamientos del PNSB


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rea estratgica y sub-rea:

rea estratgica Sub rea

Vivenda y HabitatInventario de infraestructura, necesidades dereforzamiento y nuevas tcnicas deconstruccin antissmicas

Eficiencia energtica

Desarrollo de tecnologas para la produccin de

gas costa afueraAumento de la eficiencia y sostenibilidadambiental en la produccin y mejoramiento decrudos pesados y extra-pesados

Energa-Petrleo

Fortalecimiento de las industrias metalrgicas,

metalmecnicas y qumicas para innovar en la

produccin de equipos, materiales y qumicos que

permitan el desarrollo de una industria competitiva e

innovadora.

Justificacin


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este respecto, especialistas de ciencia de materiales, de qumica y fsica,

estarn asociados a este proyecto para reunir las competencias requeridas

para este proyecto.

El escalamiento en la produccin de nanotubos de carbono permitir avanzar

en estas nuevas tecnologas que ampliarn las posibilidades de innovacin de

la industria nacional, en temas de inters a la industria energtica, construccin

y la gestin ambiental.

En cuanto al desarrollo de nuevos materiales, el uso de nanotubos de carbono

como nanocargas reforzantes de tuberas de polietileno de alta densidad

producidas en Venezuela usadas para transportar gas. Los nanotubos de

carbono podran actuar como agentes nucleantes y contribuir a mejorar las

propiedades mecnicas de las tuberas adems de mejorar las propiedades de

impermeabilidad a gases. Adems, la preparacin de nanotubos de carbono

recubiertos con TiO2, ZrO2, Fe3O4 y fosfatos de calcio mediante metodos sol-

gel y mediante ultrasonido de alta frecuencia. La idea es utilizarlos como

fotocatalizadores para tratamiento de aguas contaminadas.


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la infraestructura fsica al articular una red de laboratorios en torno a estos

temas y actualizar con equipamientos las lneas de investigacin planteadas.

Se formarn 26 recursos humanos en las tecnologas de a) Produccin, b)

Dispersin, c) Tcnicas de caracterizacin d) Preparacin de nuevos

materiales compuestos y d) Tcnicas de simulacin de materiales

naniestructurados.

Estos recursos humanos sern esenciales para los planes de innovacin en la

industria nacional que hagan uso de la nanotecnologa para dar valor agregado

a los bienes y servicios.

Este proyecto tiene una componente de formacin y divulgacin. Una idea es

apoyar la Escuela de Nanociencia y Nanotecnologa, ENANO 2011, que serealizar en octubre 2011, donde se promover la participacin de varios

investigadores de este proyecto para exponer sus tcnicas a un nutrido grupo

de estudiantes de toda Venezuela. Otra actividad que se promover consiste

en la preparacin de una serie de charlas sobre nanotecnologa para impartir


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obtendr la mejora de propiedades estructurales y funcionales, as como la

eficiencia energtica de los componentes para la edificacin y se aportar alto

valor aadido con materiales multifuncionales que optimicen las condiciones de

servicio y confort. Esto coloca el uso de materiales nanoestructurados en un

plano de gran importancia para el desarrollo del pas debido a la necesidad de

el uso de materiales para construccin de bajo costo, alta resistencia y sobre

todo que permita la masificacin de su aplicacin, contribuyendo adems al

desarrollo del pas en reas estratgicas como el sector de produccin de

hidrocarburos, salud, metalurgia, petroqumica etc. lo que a su vez tendra un

alto impacto social. Es por ello, que este proyecto pretende la construccin de

una planta piloto a escala laboratorio para la sntesis de nanotubos de carbono

que permita abastecer en una primera etapa las necesidades de los diferentes

grupos de investigacin a nivel nacional para apuntalar las investigaciones,

desarrollo y tecnologa de estos materiales nanoestructurados, acelerando su

aplicacin en las diversas reas anteriormente mencionadas.

Es por ello que la etapa inicial de este proyecto contempla el estudio de las


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generar nuevos modelos para escalamiento, simuladores, bases de diseo ms

rigurosos e inclusive estudios econmicos en vivo. Es por ello que la etapa

inicial de este proyecto contempla el estudio de estas variables lo que permitir

tener las bases fundamentales para el diseo de procesos industriales

mediante el uso de la herramienta de operaciones unitarias, validacin de los

mtodos de sntesis de nanotubos de carbono para su posterior escalamiento.

Sobre las tcnicas de produccin de nanotubos de carbono pueden clasificarse

en dos categoras: Las tcnicas de altas temperaturas (esencialmente la de

arco elctrico y de ablacin lser), que se basan en la sublimacin de grafito

por encima de 3000C, y las tcnicas de temperatura media de tipo CCVD (de

deposicin qumica cataltica de vapor) que funcionan generalmente por debajo

de 1000C y ofrecen un mejor control del tipo de nanotubos y de la pureza de

las muestras4. Al respecto, cabe destacar que hace aproximadamente dos

aos, en el Instituto Zuliano de Investigaciones Tecnolgicas se desarroll un

reactor CCVD que ha permitido la produccin de pequeas cantidades de

nanotubos de carbono. Para escalar la produccin con esta tecnologa se usar


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nuevos soportes a partir de carbonatos producidos en el pas as como xidos

de metales obtenidos producto de fuentes tales como arcillas.

Para el desarrollo de nuevos materiales se usar adems los nanotubos de

carbono como nanocargas reforzantes de tuberas de polietileno de alta

densidad producidas en Venezuela usadas para transportar gas. Los

nanotubos de carbono podran actuar como agentes nucleantes y contribuir a

mejorar las propiedades mecnicas de las tuberas adems de mejorar las

propiedades de impermeabilidad a gases. Para preparar los nuevos materiales

nanocompuestos PE/NTC, PMMA, PLLA, PLG se usar una mquina

extrusora, prensas para moldeo por compresin de probetas. Y para

caracterizar estos nuevos materiales se usar una mquina universal de

ensayos para determinar las propiedades tensiles de los nanocompuestos en

comparacin al polmero puro y Microscopa electrnica de transmisin (TEM).

Otro foco de desarrollo de nuevos materiales, ser el reforzamiento de

morteros de cemento con nanotubos, para ello se plantea la produccin de


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Para la caracterizacin de recubrimientos rociados trmicamente a base de

WC-Co reforzados con nanotubos de carbono, se llevar a cabo a travs del

estudio de la evaluacin de la influencia del porcentaje de refuerzo con nano

tubos de carbono multicapa, sobre la microestructura, propiedades mecnicas

y resistencia al desgaste por deslizamiento de recubrimientos a base de WC-

Co depositados por la tcnica de rociado trmico HVOF. La metodologa

empleada es la siguiente: 1) Determinacin del mejor procedimiento de

mezclado que produzca la mejor dispersin y la menor aglomeracin de los

nano tubos de carbono multicapa con los polvos micromtricos a base de WC-

Co, a travs de microscopa electrnica de barrido y transmisin. 2) Evaluacin

de la influencia del porcentaje de nano tubos de carbono multicapa sobre la

dureza, mdulo de elasticidad y tenacidad de los recubrimientos. 3) Estudio de

la influencia del porcentaje de nano tubos de carbono multicapa sobre el

coeficiente de friccin, desgaste deslizante, desgaste por frotamiento y vida a la

fatiga, fatiga-corrosin de los recubrimientos. 4) Caracterizacin de los polvos

micromtricos de WC-Co y los nanotubos de carbono multicapa mediante

tcnicas de difraccin de rayos X (DRX), microscopa electrnica de barrido


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Recursos solicitados

Dentro de los recursos solicitados se encuentra un horno tubular para elmontaje de un sistema de deposicin qumica en fase de vapor. Esta tcnica es

considerada como la ms verstil para producir nanotubos de carbono ya que

permite controlar parmetros importantes como temperatura y flujo de gases

precursores. Adems, es la que ofrece mejores rendimientos. Mediante el uso

de esta tcnica se ha logrado sintetizar en nuestro laboratorio suficientecantidad de nanotubos de carbono para la realizacin de estudios de

morfologa y otras propiedades. Por otro lado, se han optimizado las

condiciones de sntesis usando un catalizador de Fe/Co soportado en CaCO 3,

logrndose obtener rendimientos a escala de laboratorio hasta un aproximado

de 600% p/p con respecto al catalizador de nanotubos de carbono. Estosresultados fundamentan el escalamiento hacia una planta piloto basada en los

mismos principios. Igualmente, se solicitan los suministros de gases, reactivos

y material de laboratorio necesarios para toda la fase experimental y servicios

de mantenimiento. Otro gasto importante estimado es el de personal para la


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Plan o cronograma de actividades:

Objetivo especifico Actividades

Trimestre1

Trimestre2

Trimestre3

Trimestre4

Trimestre5

Trimestre6

Trimestre7

Trimestre8

1.- Realizar el estudiode factibilidad tcnico-econmico para eldesarrollo de una plantaindustrial dedicada a laproduccin denanotubosde carbono.

1.1. Se consolidar la informacin tcnica realizar el estudio defactibilidad tcnico-econmico para el desarrollo de una plantaindustrial dedicada a la produccin de nanotubos de carbono.

1.2. Operaciones unitarias. Se estudiaran los fenmenos detransferencia de masa, calor y cantidad de movimientoinvolucrados en el proceso de produccin de nanotubos decarbono a escala de laboratorio, y su proceso de modelizacinpara la validacin a escala piloto.

2.- Disear y construiruna planta piloto a nivelde laboratorio.

2.1. Diseo y construccin de la planta piloto

3.- Estudiar y optimizarlas condiciones desntesis de nanotubosde carbono

3.1. Se optimizaran las condiciones de sntesis para mejorar elrendimiento, tipo y calidad de los nanotubos de carbonopermitiendo la masificacin de las aplicaciones.

3.2. Se explorar el uso de nuevos fuentes de carbono (gases)de produccin nacional para la produccin de nanotubos decarbono (etileno, acetileno, metano y gas natural) de tal manerade emplear el alto potenciar en recursos gasferos de la nacin,abaratando los costos de produccin y reduciendo lasimportaciones.

3.3. Se explorar el uso de nuevos soportes y metales comocatalizadores a partir de materia prima de produccin nacionalpara la sntesis de nanotubos de carbono.

3.4. Caracterizar los productos obtenidos para la determinacinmorfolgica y estructural con el fin de asegurar la calidad y suaplicabilidad en diversas areas estratgicas de la nacin

4. Preparacin ycaracterizacin de

4.1 Investigacin de medios de dispersin para nanoestructuras.


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suspensiones denanotubos de carbonosdispersadas

4.2 Bsqueda y adquisicin de materi ales necesarios

4.3 Preparacin de suspensiones dispersadas con losnanoaditivos

4.4 Anlisis de la dispersin de las soluciones

4.5 Anlisis de Microscopia Electrnica de los nanoaditivos

4.6 Anlisis de Espectroscopia Raman de los nanoaditivos

5. Preparacin y estudiode las propiedadesmorfol-gicas ymecnicas de morteros

5.1 Preparacin de las muestras

5.2 Anlisis de microscopa Electrnica

5.3 Anlisis de ImagenologaRaman

5.4 Estudios de compresibilidad a 3, 5, 7, 15 y 28 das

5.5 Estudios de traccin a 3, 5, 7, 15 y 28 das

6. Desarrollo de nuevosmateriales basados enmezclas de nanotubosde carbono y polietilenode alta densidadproducidas de inters altransporte de gas costaafuera.

6.1 Preparar nanocompuestos polietileno y nanotubos decarbono (PE/NTC) mediante mezclado en fundido

6.2 Evaluar el efecto de la concentracin de NTC sobre ladispersin y las propiedades tensiles del material

6.3 Evaluar el efecto nucleante de los NTC sobre el PE y sobre lacintica de cristalizacin del mismo

6.4 Determinar los posibles cambios en morfologa cristalina

7. Preparacin ycaracterizacin denanocompuestosnanotubos de carbon/TiO2, ZrO2, Fe3O4maleaciones de aluminio y

7.1 Preparacin de Nanocompuestos metlicos y caracterizacinbsica

7.2 Preparacin de materiales compuestos Nonotubos/ diferentespolimeros


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polmeros 7.3 Anlisis de resultados

8. Caracterizacin derecubrimientos rociadostrmicamente a base deWC-Co reforzados con

nanotubos de carbono

8.1. Determinacin del procedimiento de mezclado que produzcala mejor dispersin y la menor aglomeracin de los nanotubos decarbono multicapa con los polvos micromtricos a base de WC-Co, a travs de microscopa electrnica de barrido y de

transmisin8.2. Evaluacin de la influencia del porcentaje de nano tubos decarbono multicapa sobre la dureza, mdulo de elasticidad ytenacidad de los recubrimientos.

8.3. Anlisis de la influencia del porcentaje de nano tubos decarbono multicapa sobre el coeficiente de friccin, desgastedeslizante por frotamiento y vida a la fatiga y fatiga-corrosin delos recubrimientos.

9. Estudio porsimulacincomputacional de lasinteraccionesintermoleculares quegobiernan la dispersiny orientacin de losnanotubos de carbonoen los materialescompuestos

9.1 Evaluacin de las propiedades fsicas y qumicas de losnanotubos de carbono monopared y multipared,

9.2. Estudio de las interacciones intermoleculares entrenanotubos de carbono y surfactantes.

9.3. Estudio de la reactividad de los nanotubos de carbonodisperados

10. Realizar actividadesde divulgacin, sociali-zacin del conocimientoy formacin de talentohumano.

10.1. Realizacin de eventos cientficos, lo que permitira evaluary hacer seguimiento de los resultados obtenidos por losdiferentes grupos de investigacin y el avance de las

aplicaciones tecnolgicas.10.2. Produccin de contenido para a divulgacin hacia todopblico (documentos para prensa escrita, produccin audiovisualy contenidos para pginas web).

10.3. Conversatorios con comit de saberes y de innovacincomunidades organizadas, lo que establecera unaretroalimentacin de las necesidades y fortalezas de nuestrascomunidades e identificar en conjunto los aspectos donde laaplicacin de la nanotecnologa ayude a resolver los problemasidentificados.


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Resultados esperados y usuarios de los mismos:

Con estos resultados se pretende dar un aporte en materia de desarrollo

tecnolgico mediante el diseo y construccin de una planta piloto para la

produccin de nanotubos de carbono, usando materia prima endgena que

permita suplir a los grupos de investigacin nacionales, impulsando con ello la

capacidad de generacin de conocimientos y la obtencin de nuevos

materiales nanoestructurados. Actualmente el desarrollo de la nanotecnologa

en el pas est limitada por la obtencin de nanoestructuras de carbono, la

materia prima es mayormente obtenida a travs de compras limitadas y

costosas o donaciones por instituciones extranjeras. Se pretende tambin

aplicacin directa de los productos obtenidos en diversas reas estratgicas de

la nacin como lo son el sector metalrgico, petroqumico, petrolero entre otros.

La ejecucin de este proyecto permitir la formacin de talento humano,

representado en 5 profesionales de investigacin en materia de nuevos

materiales, adems de la capacitacin de estudiantes de pre y post grado, as


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El proyecto permitir tambin mejorar las capacidades fsicas nacionales en

altas tecnologas y avanzar en el know how, lo cual podr ser evaluado a travs

de los artculos de corte tcnico y de divulgacin que se publiquen en el marco

de este proyecto.

Formacin de recursos humanos esperados: 26

Instituto No. de recursoshumanos a formar

Nivel universitario

INZIT 9 5 personal de apoyo a la investigacin, y 4estudiantes: 2 de pregrado y 2 de Postgrado

IVIC 4 3 de pregrado y 1 de MaestraULA 3 2 de pregrado y 1 de Maestra

USB 5 2 de pregrado y 3 de MaestraUCV 5 5 de pregrado

Por otra parte estos resultados propiciaran el desarrollo de una metodologa


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Plan de inversiones:

Tabla 2 totalizacin del monto requerido para cada objetivo por actividad y trimestre de ejecucin.

Objetivo especifico Actividades

Trimestre1

Trimestre2

Trimestre3

Trimestre4

Trimestre5

Trimestre6

Trimestre7

Trimestre8

Total

1.- Realizar el estudio de factibilidadtcnico-econmico para el desarrollo de unaplanta industrial dedicada a la produccin denanotubosde carbono.

1.1 125000,00 125000,00 0 0 0 0 0 0 250000,00

1.2 29193,63 29193,63 29193,63 29193,63 29193,63 29193,63 29193,63 29193,63 233549,04

2.- Disear y construir una planta piloto a

nivel de laboratorio.

2.1 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 72000,00

3.- Estudiar y optimizar las condiciones desntesis de nanotubos de carbono

3.1 264693,63 20193,62 20193,62 20193,62 172693,63 20193,62 20193,62 20193,62 558548,98

3.2 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 9000,00 72000,00

4. Preparacin y caracterizacin desuspensiones de nanotubos de carbonosdispersadas

4.1 25000 15000 10000 10000 5000 65000

4.2 400000 400000

4.5 3000 2000 5000

4.6 5000 5000 10000

5. Preparacin y estudio de las propiedadesmorfolgicas y mecnicas de morteros

5.2 5000 5000 10000

5.3 5000 5000 10000

6. Desarrollo de nuevos materiales basadosen mezclas de nanotubos de carbono ypolietileno de alta densidad producidas deinters al transporte de gas costa afuera

6.1 9375 9375 0 0 0 0 0 0 18750

6.2 9375 9375 12500 12500 18750 18750 18750 18750 118750

6.3 9375 9375 12500 12500 0 0 0 0 43750

6.4 9375 9375 12500 12500 18750 18750 18750 18750 118750

7. Preparacin y caracterizacin de 7.-1 90000 90000 180000


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nanocompuestos nanotubos de carbon/TiO2, ZrO2, Fe3O4m aleaciones dealuminio y polmeros

7-2 60000 60000 120000

8. 8.1,8.2, 8,3 300000

9. Simulacin 9.1,9.2,9.3 60500 13500 13500 13500 38500 13500 13500 13500 180000

10. Realizar actividades de divulgacin,socializacin del conocimiento y formacin.

57000 57000 114000

total 2880476.04


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Tabla 3. Detalle del Personal

Nombre yApellido

Institucin

Cargo TtuloTiempo(horas)

Total ao 1 Total ao 2*

Pordeterminar

INZIT

InvestigadorIngenieroqumico

4080774,51Bs 80774,51Bs

Pordeterminar

InvestigadorLicenciadoen qumica

4080774,51Bs 80774,51Bs

Personal porhonorariosprofesionales

InvestigadorIngenieroqumico

4036000 Bs 36000 Bs


InvestigadorLicenciadoen qumica

4036000 Bs 36000 Bs


InvestigadorLicenciadoen Qumica

4036000 Bs 36000 Bs

KeibisColmenares

ULA AsistenteLicenciadoen Fsica

2012000 Bs 12000 Bs

Personal deapoyo

USBDedicacinexclusiva

Ing. DeMateriales

4072000 Bs 72000 Bs

Personal deapoyo

USBDedicacinExclusiva

Lic. encienciasbsicas

4054000 Bs 54000 Bs

Personal porAsesor/ Ing. 48000 Bs 48000 Bs


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Tabla 4. Detalle de Materiales y SuministrosInstitucin Material Costo Unitario Total

INZIT Gases 70000 Bs 195000 Bs

Tubos, material de vidrio, planchas de calentamiento 25000Bs

Conexiones metlicas y plsticas, reguladores de gases 25000Bs

Reactivos: sales de metales, acidos, solventes 75000Bs

IVIC Gases UAPReactivosReguladores de flujo y de presin

180000 Bs

ULA Por precisar 24000 Bs

USB Por precisar 56000 Bs

UCV Polvos de WC-Co

Aleaciones metlicas

Material Metalogrfico para pulido y desbasteDiscos de corte abrasivo y de diamante

Paquete computacional

Piezas de mquinas de desgaste: transductores, sensoresde presin

52000 Bs

Total General 507000 Bs


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Tabla 6. Detalle de Servicios

Instituto

Servicio CostoUnitario

Numerode tems

Total

INZIT Mantenimiento preventivo equipo demicroscopia electrnica (anual)

Realizacin de actividades de divulgaciny socializacin del conocimiento Logstica

Estudio de factibilidad tcnico-econmica

45000 Bs

57000

250000

2

2

1

90000 Bs

114000 Bs

250000 Bs

IVIC Anlisis qumicoDifraccinMicroscopia electrnica de transmisin

100000 Bs

ULA Microscopia Electrnica 1000 20 20000 BsAnlisis de Compresibilidad 200 50 10000 BsAnlisis de traccin 200 50 10000 Bs

USB Por precisar 140000 Bs

UCV Microscopa Electrnica de Barrido y deTransmisinDifraccin de rayos XMecanizado de probetasDeposicin de RecubrimientosEspectroscopa Raman

58000 Bs

Total General 792000 Bs


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Tabla 8. Cronograma de desembolsos.

Rubros Grupo Trimestre 1 Trimestre 2 Trimestre 3 Trimestre 4 Trimestre 5 Trimestre 6 Trimestre 7 Trimestre 8 Total

Personal

INZIT 67387,255 67387,255 67387,255 67387,255 67387,255 67387,255 67387,255 67387,255 539098,04

IVIC 0 0 0 0 0 0 0 0 0ULA 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 24000

USB 1 18000 18000 18000 18000 18000 18000 18000 18000 144000

USB 2 13500 13500 13500 13500 13500 13500 13500 13500 108000

UCV 21000 21000 21000 21000 21000 21000 21000 21000 168000

Materiales ysuminsitros

INZIT 97500 0 0 0 97500 0 0 0 195000

IVIC 90000 0 0 0 90000 0 0 0 180000

ULA 8000 8000 8000 0 0 0 0 0 24000

USB1 7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000 7000 56000

UCV 52000 0 0 0 0 0 0 0 52000

Servicios

INZIT 227000 125000 0 0 97000 0 0 0 444000

IVIC 50000 0 0 0 50000 0 0 0 100000

ULA 0 0 0 5000 10000 5000 10000 10000 40000

USB1 12500 12500 12500 12500 12500 12500 12500 12500 100000

USB2 20000 20000 40000

UCV 38000 0 20000 0 0 0 0 0 58000

Equipos

INZIT 92000 0 0 0 0 0 0 0 92000

IVIC 0 0 0 0 0 0 0 0 0ULA 400000 0 0 0 0 0 0 0 400000

USB2 22000 0 0 0 0 0 0 22000


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Viaticosnacionales

INZIT 10000 0 0 0 10000 0 0 0 20000

IVIC 10000 0 0 0 10000 0 0 0 20000

ULA 0 0 3000 3000 3000 3000 0 0 12000

USB2 5000 0 0 0 5000 0 0 0 10000UCV 0 0 4000 0 0 4000 0 0 8000

Total 1264015,255 275387,255 177387,255 150387,25 514887,255 154387,255 152637,255 152387,25 2880476,04 Bs

Proyecto de Escalamiento - Final

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