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Desarrollo de un tejido basado en fibras del pseudotallo de plátano como posible refuerzo de un material compuesto

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dc.contributor.advisorUnfried Silgado, Jimy
dc.contributor.authorMora Solera, Olga Patricia
dc.contributor.authorPassos Guerra, Dilliwell de Jesus
dc.contributor.juryEspitia Sanjuan, Luis Armando
dc.contributor.juryJaramillo Muñoz, Andres Felipe
dc.date.accessioned2025-01-28T13:34:48Z
dc.date.available2030-12-31
dc.date.available2025-01-28T13:34:48Z
dc.date.issued2025-01-27
dc.description.abstractLas fibras del pseudotallo de plátano, renovables y resistentes, son una opción viable parareforzar matrices poliméricas. Esta investigación analizó el uso de las fibras de Pseudotallo en tejidos para materiales compuestos, así como la velocidad de enrollado (RPM) y del tratamiento superficial (recubrimiento con resina epóxica flexible) en la resistencia a la tensión de hilos conformados por cinco fibras de plátano mercerizadas. Se probaron velocidades de enrollado de 180, 250, 320 y 390 RPM en hilos mercerizados y recubiertos (MR) y en hilos sin mercerizar y sin recubrir (SMSR). Los resultados mostraron que hilos enrollados MR a 250 y 320 RPM presentaron una mayor resistencia a tensión. Bajo estas condiciones, se realizaron ensayos de tensión en hilos compuestos por 10 y 15 fibras, alcanzando resistencias promedio de 232,95 ±104,08 MPa y 237,55 ± 24,74 MPa, respectivamente. Para ensayos mecánicos de tejidos, se fabricaron probetas tipo sarga, dado que ofrece una mejor penetración de la resina gracias a su patrón diagonal, lo que aporta mayor estabilidad estructural. Se prepararon probetas con hilos de plátano de 10 y 15 fibras MR, además de hilos de 10 fibras mercerizadas sin recubrimiento (MSR). Los resultados de resistencia a la tensión fueron de 1,77 a 1,83 kN para los tejidos MR de 10 y 15 fibras, y de 1,37 kN para los tejidos MSR de 10 fibras. Finalmente, los tejidos con el mejor rendimiento en resistencia a tensión se sometieron a ensayos de adherencia. No se observó adherencia en la matriz polimérica para los tejidos MR, por lo que se realizaron pruebas adicionales con tejidos MSR de 10 fibras, alcanzando una fuerza de adhesión promedio de 87,02 ± 5,15 N.spa
dc.description.abstractBanana pseudostem fibers, renewable and resistant, are a viable option to reinforce polymeric matrices. This research analyzed the use of Pseudostem fibers in fabrics for composite materials,as well as the winding speed (RPM) and the surface treatment (coating with flexible epoxy resin) on the tensile strength of threads made up of five banana fibers. mercerized. Winding speeds of 180, 250, 320 and 390 RPM were tested on mercerized and coated yarns (MR) and on unmercerized and uncoated yarns (SMSR). The results showed that MR wound yarns at 250 and320 RPM presented greater tensile strength. Under these conditions, tension tests were carried out on yarns composed of 10 and 15 fibers, reaching average resistances of 232,95 ± 104,08 MPa and 237,55 ± 24,74 MPa, respectively. For mechanical testing of fabrics, twill-type specimens were manufactured, since they offer better resin penetration due to their diagonal pattern, which provides greater structural stability. Specimens were prepared with banana yarns of 10 and 15 MR fibers, in addition to uncoated mercerized 10-fiber yarns (MSR). Tensile strength results were 1,77 to 1.83 kN for the 10- and 15-fiber MR fabrics, and 1,37 kN for the 10-fiber MSR fabrics. Finally, the fabrics with the best tensile strength performance were subjected to adhesion tests. No adhesion was observed in the polymeric matrix for the MR fabrics, so additional tests were performed with 10-fiber MSR fabrics, reaching an average adhesion strength of 87,02 ± 5,15 N.eng
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero(a) Mecánico(a)
dc.description.modalityTrabajos de Investigación y/o Extensión
dc.description.tableofcontents1. INTRODUCCIÓN 12
dc.description.tableofcontents2. OBJETIVOS 14
dc.description.tableofcontents2.1. Objetivo General 14
dc.description.tableofcontents2.2. Objetivos Específicos 14
dc.description.tableofcontents3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 15
dc.description.tableofcontents3.1. Fibras Vegetales 15
dc.description.tableofcontents3.2. Tratamiento químico y superficial de las fibras vegetales 16
dc.description.tableofcontents3.3. Fibra del pseudotallo de plátano 16
dc.description.tableofcontents3.4. Comportamiento natural de la fibra de plátano y adherencia interfacial 17
dc.description.tableofcontents3.5. Ensayo de pull–out como prueba de adhesión fibra- matriz 18
dc.description.tableofcontents3.6. Hilos elaborados a partir de la fibra del psudotallo de plátano 18
dc.description.tableofcontents3.7. Características de los hilos de pseudotallo de plátano 19
dc.description.tableofcontents3.8. Influencia de la torsión en los hilos 19
dc.description.tableofcontents3.9. Tejidos de fibras vegetales 19
dc.description.tableofcontents3.10. Resina epóxica 20
dc.description.tableofcontents3.11. Resina de poliéster 21
dc.description.tableofcontents4. ESTADO DEL ARTE 22
dc.description.tableofcontents5. MATERIALES Y MÉTODOS 27
dc.description.tableofcontents5.1 Materiales 27
dc.description.tableofcontents5.1.1. Geolocalización de cultivos de plátano 27
dc.description.tableofcontents5.1.2. Recolección y Obtención de la Fibra de Plátano 28
dc.description.tableofcontents5.1.3. Extracción y Limpieza de fibras de plátano 28
dc.description.tableofcontents5.1.4. Polímeros para recubrimiento de fibras y ensayos de adhesión 30
dc.description.tableofcontents5.2. Tratamiento químico de las fibras 31
dc.description.tableofcontents5.3. Fabricación del Hilo 32
dc.description.tableofcontents5.4. Recubrimiento de los hilos de plátano 33
dc.description.tableofcontents5.5. Diseño estadístico de experimentos para ensayos de tensión en hilos 34
dc.description.tableofcontents5.6. Caracterización 38
dc.description.tableofcontents5.6.1. Microscopía óptica (MO) 38
dc.description.tableofcontents5.6.2. Ensayos de tensión de hilos de plátano 39
dc.description.tableofcontents5.6.3. Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) 40
dc.description.tableofcontents5.6.4. Estudio de adherencia Interfacial 42
dc.description.tableofcontents5.6.5. Microscopia electrónica de barrido (SEM) 44
dc.description.tableofcontents5.6.6. Estudio de mojabilidad de la fibra de Plátano 45
dc.description.tableofcontents5.7. Fabricación del Tejido de fibras de plátano 48
dc.description.tableofcontents5.7.1. Ensayos de tensión de los tejidos 51
dc.description.tableofcontents5.8. Ensayo de adhesión en tejidos de plátano 52
dc.description.tableofcontents6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 54
dc.description.tableofcontents6.1. Análisis por microscopía óptica 54
dc.description.tableofcontents6.1.1. Análisis de la medición del ángulo de torsión superficial 54
dc.description.tableofcontents6.1.2. Análisis de la medición de diámetros aparentes 56
dc.description.tableofcontents6.2. Análisis del comportamiento mecánico de los hilos 57
dc.description.tableofcontents6.2.1. Análisis de propiedades mecánicas hilos de 5 fibras 57
dc.description.tableofcontents6.2.2. Análisis del efecto de la velocidad de enrollado y el tratamiento superficial 60
dc.description.tableofcontents6.2.3. Análisis de propiedades mecánicas para hilos de 10 y 15 fibras 65
dc.description.tableofcontents6.2.4. Análisis de falla de los hilos recubierto con 10 y 15 fibras 67
dc.description.tableofcontents6.3. Comportamiento de la adhesión fibra-matriz 68
dc.description.tableofcontents6.3.1. Análisis morfológico de las fibras 68
dc.description.tableofcontents6.3.2. Análisis por FTIR 69
dc.description.tableofcontents6.3.3. Análisis de la adherencia interfacial 72
dc.description.tableofcontents6.3.4. Análisis de mojabilidad 74
dc.description.tableofcontents6.4. Caracterización de tejidos 76
dc.description.tableofcontents6.4.1. Análisis de tensión de tejidos 76
dc.description.tableofcontents6.4.2. Análisis de ensayos de adhesión de los tejidos 79
dc.description.tableofcontents7. CONCLUSIONES 82
dc.description.tableofcontents8. BIBLIOGRAFÍA 84
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad de Córdoba
dc.identifier.reponameRepositorio Institucional Unicórdoba
dc.identifier.repourlhttps://repositorio.unicordoba.edu.co
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/8944
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad de Córdoba
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería
dc.publisher.placeMontería, Córdoba, Colombia
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
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dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.keywordsPseudostem banana fibers
dc.subject.keywordsRenewables
dc.subject.keywordsPolymeric matrices
dc.subject.keywordsWinding speed
dc.subject.keywordsTensile strength
dc.subject.proposalFibras de pseudotallo de plátano
dc.subject.proposalRenovables
dc.subject.proposalMatrices polimericas
dc.subject.proposalVelocidad de enrollado
dc.subject.proposalResistencia a la tension
dc.titleDesarrollo de un tejido basado en fibras del pseudotallo de plátano como posible refuerzo de un material compuestospa
dc.typeTrabajo de grado - Pregrado
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