Composites of single walled carbon nanotube dispersed within polymeric matrices have been investigated by spectroscopic techniques (Raman and Wide Angle X-Ray Spectroscopy). Raman investigations included an in depth analysis of the radial breathing mode (for single wall carbon nanotubes) and a brief analysis of the lines originating from the polymeric matrix. Raman spectra were successfully simulated by computer assuming that the as recorded spectrum is a convolution of lines whose line shape is well described by a modified Breit-Wigner-Fano equation. The dependence of the position of the lines belonging to the radial breathing mode on the concentration of single walled carbon nanotube has been investigated, with emphasis on information pertinent to the stress transfer from the macromolecular matrix to the filler and to the coating of single walled carbon nanotube by polymeric chains. Complementary Wide Angle X-Ray Spectroscopy measurements provided information about the effect of the loading with single walled carbon nanotube on the crystal structure of the polymeric matrix. The research aims to a better understanding of the interactions between polymeric matrices and nanofillers.

La gestión de residuos sólidos municipales representa un problema importante para las autoridades municipales en Bolivia debido a las cantidades excesivas que se generan y los problemas medioambientales relacionados con ello. Entre los residuos municipales se pueden encontrar materiales de gran valor que pueden ser reaprovechados, sin embargo, sólo se recicla el 4% de estos materiales [1]. La adición de desechos plásticos a las mezclas asfálticas es una excelente oportunidad para reusar una gran cantidad de plásticos y obtener un mejor desempeño del pavimento. Por lo tanto, en este estudio se analiza el desempeño de mezclas asfálticas con adición de plástico y las modificaciones necesarias en los procesos de producción y colocado. La adición de un nuevo material a la mezcla asfáltica puede ocasionar importantes cambios en las propiedades de la mezcla. Debido a ello, se llevaron a cabo ensayos de laboratorio para definir la proporción adecuada de plástico a ser añadido a la mezcla. En este estudio, se analizaron mezclas con adición de Polietileno Tereftalato (PET) y Polietileno de Alta Densidad (PEAD) mediante ensayos Marshall e IDEAL-CT. Se encontró un mejor desempeño a deformaciones permanentes y tolerancia al agrietamiento al añadir 1% de PET a la mezcla asfáltica y se cumplieron las especificaciones empleando hasta 3% de PET, sin embargo, según los resultados de los ensayos, la adición de PEAD reduce la calidad de la mezcla asfáltica. Las operaciones convencionales de una planta asfáltica no consideran la adición de un nuevo material a la mezcla, por lo tanto, se deben realizar modificaciones en el proceso de producción. Si los plásticos son expuestos a temperaturas elevadas pueden llegar a fundirse o degradarse, causando cambios a la mezcla de diseño, dañando el equipo de la planta asfáltica o produciendo problemas medioambientales. Debido a ello, el plástico debe ser dosificado en una sección posterior al tambor de secado. Estas modificaciones se realizaron en una planta asfáltica con el objetivo de construir un tramo de prueba en la ciudad de El Alto, Bolivia y para analizar el proceso de construcción cuando se emplean plásticos de desecho.

Teniendo el objetivo de estudiar el comportamiento del asfalto modificado durante su almacenamiento, se diseña un tanque para tal propósito dimensionado para su uso en laboratorio. El diseño del tanque pretende mantener la escala dimensional similar a las presentes en los tanques utilizados en la industria para este fin y, a la vez, propiciar la separación de sus fases para analizar el almacenamiento bajo condiciones críticas. Por este motivo, se realiza una comparativa de tanques disponibles comercialmente y sus relaciones dimensionales, además de un estudio sobre las teorías de la sedimentación y separaciones de fase. El principal objetivo de este documento es el diseño mecánico de un tanque de almacenamiento elaborable con materiales de fácil obtención, que permite la toma de muestras necesarias para estudiar el almacenamiento del asfalto modificado a condiciones críticas. Paralelamente, se establecen las bases para el planteamiento de un modelo que aporte en la determinación de tiempos de almacenamiento máximo con la pretensión de verificar la calidad del diseño del asfalto modificado.

Este estudio busca estudiar el uso de aceite reciclado de cocina (WCO, por sus siglas en inglés) para mejorar el desempeño en fatiga y deformación permanente del asfalto modificado con polímeros comerciales. Se seleccionaron y caracterizaron los materiales a utilizar con este fin. La metodología consistió en realizar pruebas previas para determinar el comportamiento del asfalto con el WCO. Luego, se modificó el asfalto a distintas dosificaciones de WCO y de polímero comercial (SBS o RET). Por último, se acondicionaron las muestras, se midió el grado de desempeño (PG) y se evaluó su resistencia a la deformación y a la fatiga mediante ensayos avanzados de reología. Se encontró que el aceite disminuye el grado superior e inferior del PG. Además, se evidenció que la presencia del WCO afectó la interacción del asfalto con el SBS. No obstante, con la incorporación del RET al asfalto con aceite, el límite superior de PG aumentó 2 grados sin afectar las temperaturas intermedia y baja. El análisis estadístico determinó que el polímero utilizado en cada muestra (SBS o RET) fue el factor que generó diferencias más significativas en la resistencia a deformación permanente y fatiga. La dosificación de cada polímero influenció mayormente en la recuperación elástica. Además, se determinó que la diferencia en la cantidad de WCO utilizado en las muestras del diseño experimental no generó cambios significativos en las variables medidas. Por último, se determinaron los rangos de dosificación de polímero y WCO necesarios para alcanzar los PG requeridos en Costa Rica. Generalmente, las guías de diseño de asfalto utilizadas en el país se establecen para suplir distintos requerimientos a los presentes en las carreteras nacionales. Por lo que este estudio permite sentar las bases de una metodología que oriente en el proceso de modificación de asfaltos y brinde mayor detalle de cómo garantizar un buen desempeño de los asfaltos nacionales.

Nanocomposites of polystyrene loaded with various amounts of anatase (ranging between 0 % wt. and 20 % wt.) have been synthesized and investigated by thermal analysis. The research was focused on the simulation of Thermogravimetric Analysis data, aiming to a refined understanding of the interactions between of polystyrene and TiO2 nanoparticles. The dependence of the first derivative of residual mass on temperature has been used to determine more accurately the temperature at which the mass loss is maxim. Several functions have been used to simulate the dependence of the first derivative of mass loss on the temperature of the sample. The highest correlation coefficient was obtained for the asymmetric Gaussian combination, which connects two halves of a Gaussian line with different linewidth. An increase of the thermal stability of the polymeric matrix upon loading with TiO2 is reported.