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Caracterización de la fibra del pseudotallo del plátano como potencial refuerzo para la elaboración de materiales compuestos

Vista sencilla de ítem
dc.contributor.advisorUnfried Silgado, Jimyspa
dc.contributor.authorMontoya Berrío, Julián Estebanspa
dc.contributor.authorNegrete Martínez, Juan De Diosspa
dc.date.accessioned2023-02-21T21:39:38Z
dc.date.available2023-02-21T21:39:38Z
dc.date.issued2023-02-21
dc.description.abstractIn this work, the pseudostem fiber of the banana variety Hartón (Musa paradisiaca) from agricultural residues of the department of Córdoba was characterized in order to evaluate its potential as a reinforcement of polymeric matrix composite materials. The fibers were extracted through the debarking process and dried at temperatures of 40° and 90°C. Morphological characteristics were determined by scanning electron microscopy SEM and stereoscopy. Fourier transform infrared tests - FTIR, bromatology and thermogravimetry - TGA allowed the chemical characterization; the mechanical properties were obtained by tensile tests. A statistical analysis was carried out that allowed to relate the diameters with the mechanical properties and drying temperatures. Microfibrils composed of cellulose, arranged helically within the fiber and agglutinated mainly by lignin and hemicellulose, were observed. FTIR analysis corroborated these components, as well as functional groups such as hydroxyl and aromatic. The bromatological tests showed that the fiber has 13.63% lignin, 41.17% cellulose and 11.51% hemicellulose. Experimental values of Young's modulus, maximum tensile strength and deformation were obtained for fibers dried at 40°C of 13.6±5.7 GPa, 236.4±112.9 MPa and 1.6±0.3%, respectively. While for the fibers treated at 90°C, 12.3±4.5 GPa, 227.0±97.0 MPa and 1.6±0.3, respectively were obtained. It was concluded that, on average, the drying condition did not significantly affect the diameter of the fibers or their mechanical properties. On the other hand, at smaller diameters higher mechanical properties will be obtained. In the fibers dried at higher temperatures, greater surface degradation is evidenteng
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero(a) Mecánico(a)spa
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensiónspa
dc.description.resumenEn este trabajo se caracterizó la fibra del pseudotallo del plátano variedad Hartón (Musa paradisíaca), provenientes de residuos agrícolas del municipio de Cereté perteneciente al departamento de Córdoba, con el fin de evaluar su potencial como refuerzo de materiales compuestos. Se extrajeron fibras mediante el proceso de decorticado y fueron secadas a temperaturas de 40° y 90°C. Las características morfológicas fueron determinadas mediante microscopía electrónica de barrido SEM y estereoscopía, ensayos infrarrojos por transformada de Fourier - FTIR, bromatología y termogravimétrica -TGA permitieron la caracterización química; las propiedades mecánicas fueron obtenidas mediante pruebas de tracción. Se realizó un análisis estadístico permitiendo relacionar los diámetros con las propiedades mecánicas y temperaturas de secado. Se observaron microfibrillas constituidas de celulosa, dispuestas helicoidalmente dentro de la fibra y aglutinadas principalmente por lignina y hemicelulosa. El análisis FTIR corroboró dichos componentes, además de grupos funcionales tales como hidroxilos y aromáticos; ensayos bromatológicos mostraron que la fibra tiene 13,63% de lignina, 41,17% de celulosa y 11,51% de hemicelulosa. Se obtuvieron valores experimentales del módulo de Young, resistencia máxima a tracción y deformación para fibras secadas a 40°C de 13,6±5,7 GPa, 236,4±112,9 MPa y 1,6±0,3%, respectivamente. Mientras que para las fibras tratadas a 90°C se obtuvieron 12,3±4,5 GPa, 227,0±97,0 MPa y 1,6±0,3, respectivamente. Se concluyó que, en promedio, la condición de secado no afectó significativamente el diámetro de las fibras ni sus propiedades mecánicas. Por otro lado, a menores diámetros se obtuvieron propiedades mecánicas mayores. En las fibras secadas a mayor temperatura se evidenció mayor degradación superficial.spa
dc.description.tableofcontentsRESUMEN.......................................................................................................................... 14spa
dc.description.tableofcontentsABSTRACT ........................................................................................................................ 15spa
dc.description.tableofcontents1. INTRODUCCIÓN........................................................................................................ 16spa
dc.description.tableofcontents2. OBJETIVOS................................................................................................................. 20spa
dc.description.tableofcontents2.1. OBJETIVO GENERAL ......................................................................................... 20spa
dc.description.tableofcontents2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................................. 20spa
dc.description.tableofcontents3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ................................................................................... 20spa
dc.description.tableofcontents3.1. FIBRAS NATURALES ......................................................................................... 20spa
dc.description.tableofcontents3.2. FIBRAS DE ORIGEN VEGETAL ........................................................................ 21spa
dc.description.tableofcontents3.3. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE FIBRAS VEGETALES .................................... 21spa
dc.description.tableofcontents3.4. CELULOSA........................................................................................................... 22spa
dc.description.tableofcontents3.5. HEMICELULOSA................................................................................................. 23spa
dc.description.tableofcontents3.6. LIGNINA ............................................................................................................... 23spa
dc.description.tableofcontents3.7. PSEUDOTALLO DEL PLÁTANO....................................................................... 24spa
dc.description.tableofcontents3.8. PRODUCCIÓN DE CULTIVOS DE PLÁTANO EN CÓRDOBA...................... 24spa
dc.description.tableofcontents4. ESTADO DEL ARTE.................................................................................................. 27spa
dc.description.tableofcontents4.1. EXTRACCIÓN DE LA FIBRA............................................................................. 27spa
dc.description.tableofcontents4.2. PROCESO DE SECADO....................................................................................... 28spa
dc.description.tableofcontents4.3. DENSIDAD............................................................................................................ 29spa
dc.description.tableofcontents4.4. DETERMINACIÓN DEL DIÁMETRO DE LA FIBRA ...................................... 31spa
dc.description.tableofcontents4.5. ANÁLISIS MORFOLÓGICO POR MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO SEM................................................................................................................. 31spa
dc.description.tableofcontents4.6. ENSAYO ESPECTROSCOPIA DE INFRARROJOS POR TRANSFORMADA DE FOURIER - FTIR ........................................................................................................ 32spa
dc.description.tableofcontents4.7. ANÁLISIS TERMOGRAVIMÉTRICO ................................................................ 33spa
dc.description.tableofcontents4.8. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HEMICELULOSA, CELULOSA Y LIGNINA ........................................................................................................................... 33spa
dc.description.tableofcontents4.8.1. Determinación de fibra detergente neutra (FDN)........................................... 34spa
dc.description.tableofcontents4.8.2. Determinación de fibra detergente ácido (FDA)............................................ 34spa
dc.description.tableofcontents4.8.3. Determinación de lignina detergente ácido (ADL) ........................................ 35spa
dc.description.tableofcontents4.9. PRUEBA DE TENSIÓN........................................................................................ 36spa
dc.description.tableofcontents5. MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 38spa
dc.description.tableofcontents5.1. RECOLECCIÓN DE MATERIA PRIMA Y EXTRACCIÓN DE FIBRAS......... 38spa
dc.description.tableofcontents5.2. PROCESO DE SECADO....................................................................................... 38spa
dc.description.tableofcontents5.3. CURVAS DE SECADO ........................................................................................ 40spa
dc.description.tableofcontents5.4. ENSAYO DE DENSIDAD.................................................................................... 41spa
dc.description.tableofcontents5.5. MEDIDA DEL DIÁMETRO DE LA FIBRA........................................................ 42spa
dc.description.tableofcontents5.6. DETERMINACIÓN DE INTERVALOS DE CLASE .......................................... 43spa
dc.description.tableofcontents5.7. MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO SEM ..................................... 44spa
dc.description.tableofcontents5.8. ANÁLISIS FTIR.................................................................................................... 46spa
dc.description.tableofcontents5.9. ANÁLISIS TERMOGRAVIMÉTRICO ................................................................ 47spa
dc.description.tableofcontents5.10. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HEMICELULOSA, CELULOSA Y LIGNINA ........................................................................................................................... 48spa
dc.description.tableofcontents5.11. ENSAYO DE TRACCIÓN.................................................................................... 49spa
dc.description.tableofcontents6. RESULTADOS Y DISCUSIONES ............................................................................. 52spa
dc.description.tableofcontents6.1. RECOLECCIÓN DE MATERIA PRIMA Y OBTENCIÓN DE FIBRAS ........... 52spa
dc.description.tableofcontents6.2. PROCESO DE SECADO....................................................................................... 56spa
dc.description.tableofcontents6.2.1. Secado de fibras a una temperatura de 40°C.................................................. 56spa
dc.description.tableofcontents6.2.2. Secado bajo una temperatura de 90°C............................................................ 59spa
dc.description.tableofcontents6.3. ANÁLISIS DE CONTENIDO DE HUMEDAD ................................................... 62spa
dc.description.tableofcontents6.4. DENSIDAD............................................................................................................ 68spa
dc.description.tableofcontents6.5. DIÁMETRO DE LAS FIBRAS............................................................................. 69spa
dc.description.tableofcontents6.6. MICROGRAFÍAS SEM......................................................................................... 73spa
dc.description.tableofcontents6.7. ANÁLISIS FTIR.................................................................................................... 77spa
dc.description.tableofcontents6.8. ANÁLISIS TERMOGRAVIMÉTRICO TGA Y DTG.......................................... 80spa
dc.description.tableofcontents6.9. DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HEMICELULOSA, CELULOSA Y LIGNINA ........................................................................................................................... 84spa
dc.description.tableofcontents6.10. ENSAYO DE TRACCIÓN.................................................................................... 87spa
dc.description.tableofcontents7. CONCLUSIONES........................................................................................................ 97spa
dc.description.tableofcontents8. RECOMENDACIONES .............................................................................................. 98spa
dc.description.tableofcontents9. BIBLIOGRAFÍA.......................................................................................................... 99spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/7173
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad de Córdobaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombiaspa
dc.publisher.programIngeniería Mecánicaspa
dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2023spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/spa
dc.subject.keywordsBanana pseudostem fibereng
dc.subject.keywordsComposite materialseng
dc.subject.keywordsMechanical propertieseng
dc.subject.keywordsDrying conditionseng
dc.subject.proposalFibra de pseudotallo de plátanospa
dc.subject.proposalMateriales compuestosspa
dc.subject.proposalPropiedades mecánicasspa
dc.subject.proposalCondiciones de secadospa
dc.titleCaracterización de la fibra del pseudotallo del plátano como potencial refuerzo para la elaboración de materiales compuestosspa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fspa
dc.type.contentTextspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisspa
dc.type.redcolhttps://purl.org/redcol/resource_type/TPspa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/submittedVersionspa
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