PDF superior Evaluación de las propiedades físicas de material compuesto elaborado con bambú (Guadua angustifolia Kunth) y polipropileno

Today there is a growing demand of thermoplastic composites reinforced with lignocellulosic materials in the construction and automotive industries; this growth is driven by various factors, including the need of utilizing environment friendly products, the strict regulation of the use of chemicals, and lifestyle changes. Wood fibers and flour are used in the composite materials and can be replaced with flax, sisal, palm, fique, jute, coconut, and bamboo agro-industrial waste. Particles from the apical part of residual bamboo (Guadua angustifolia) canes were used to obtain reinforced polypropylene (PP) composites, with or without a coupling agent (maleic anhydride-propylene, MAPP). The composites were made with the extrusion compression molding process, using -20/+40, -40/+60 and -60/+80 ASTM meshes; 50/50, 40/60 and 30/70 bamboo/plastic mixing ratios, and 0 and 2 % MAPP. A total of 18 formulations were obtained. The following physical properties were assessed: moisture content, density, absorption and swelling. The results show that the materials attained the best values with the -60/+80 mesh and the 30/70 mixing ratio when they contained MAPP. It can be concluded that composites can be made using bamboo particles, propylene and a coupling agent.

Los materiales compuestos son usados desde hace décadas en el mundo. A partir de 1983, en América se observa un incremento en el uso de WPC, en Estados Unidos se comenzó a producir revestimientos interiores de automóviles, utilizando una mezcla de polipropileno con 50 por ciento harina de madera, este uso es considerado una de las primeras grandes aplicaciones tecnológicas de estos productos. Sin embargo, recién a principios de los 90’s se incrementa la producción de WPC, utilizando polietileno con fibras de madera para revestimientos y construcción. Estos primeros usos hacen que hoy en día el mercado de cubiertas con WPC sea grande y tenga índices altos de crecimiento (Caulfield et al. 2005). Los materiales compuestos presentan dos componentes: un material lignocelulósico llamado refuerzo y un material de base llamado matriz, en la que se incrustan las fibras o partículas (Hidalgo 2003). En el caso de los WPC (por sus siglas en inglés, Wood Plastic Composite), la matriz es polimérica y las fibras son lignocelulósicas, estas son moldeadas mediante procesos de extrusión, compresión o inyección y en ocasiones se les agrega aditivos, como agentes acoplantes, pigmentos, estabilizadores UV o agentes anti microbiales, por ello este material puede considerarse como un valor añadido de la madera (Klyosov 2007).

The present study records higher values than those of plastic; this is because the particles provide rigidity to the composite material, i.e. they act as a reinforcement (Rosa et al., 2009; Moya et al., 2012; Naghmouchi et al., 2013; Ravi et al. 2014). However, most results are below those cited in the bibliography. In formulations using a coupling agent, there was an increase in the results; the 50/50 ratio had the highest value, as the coupling agent was able to bond with the hydroxyl groups and thereby improve the rigidity of the composite (Takatani et al., 2008; Rosa et al., 2009; López et al., 2012; Naghmouchi et al., 2013).

Es llamada interfase a la región en la que se producen las interacciones entre la matriz polimérica y el refuerzo; se define como una delgada capa transicional que va desde decenas de nanómetros a varios micrómetros de espesor [38][39]. Dicha región, juega un papel muy importante en el rendimiento de los compuestos, muchas interacciones complicadas ocurren dentro de ésta, incluyendo interacciones físicas (enclavamiento mecánico), fricción, fuerzas electroestáticas y de van der Waals y uniones químicas las cuales incluyen uniones covalentes y enlaces de hidrógeno. Estas interacciones actúan juntas para incrementar la capacidad de transferir carga entre la matriz y las fibras, resultando en materiales durables con propiedades mecánicas aceptables [38]. No obstante, debido a que las fibras naturales poseen un carácter hidrofílico y los polímeros demuestran una significante hidrofobicidad, existen problemas importantes de adhesión interfacial entre las fibras y la matriz [40]. Adicionalmente, existen otros efectos que influyen en la resistencia mecánica de los materiales compuestos: la relación de aspecto (longitud/diámetro) de la fibra, la dispersión de las fibras y la orientación de éstas [41]. Muchas técnicas han sido desarrolladas para cuantificar la unión interfacial de los compuestos. La resistencia al esfuerzo cortante interfacial (Ƭ) es uno de los indicadores más importantes para evaluar la calidad de unión entre las fibras y la matriz polimérica. Para medir la Ƭ, varios ensayos han sido propuestos. Entre éstos, el ensayo “pull out” es ampliamente usado, debido a la preparación simple de la muestra y a la medición directa del ensayo [38]. Esta práctica consiste en extraer una fibra que se encuentra parcialmente introducida en un bloque de la matriz que se utilizará para el compuesto. Con el bloque de matriz fijo, la fibra se carga en tensión hasta que se rompa o se deslice del polímero [12]. Para fibras cortas, la fibra se romperá en fragmentos más cortos y más cortos hasta que se alcance una longitud de fibra crítica (l c ). La l c es definida como la longitud de fibra mínima

El bambú es un material rápidamente renovable que tiene muchas aplicaciones en la construcción. Los productos diseñados de bambú resultan del procesamiento del culmo de bambú crudo en un material compuesto laminado, similar a los productos de madera laminada encolada. Estos productos permiten que el material se use en secciones estandarizadas y tienen menos variabilidad inherente que el material natural. Este trabajo investiga las propiedades mecánicas de dos tipos de productos disponibles comercialmente, el scrimber de bambú y las hojas laminadas de bambú, comparándolas con la madera. Se muestra que los productos diseñados de bambú tienen propiedades comparables o superiores a las de la madera y productos a base de madera. También se discuten las limitaciones potenciales para el uso en diseño estructural. El estudio contribuye a un creciente cuerpo de investigaciones sobre el bambú de ingeniería y presenta áreas en las que se necesita más investigación 21 .

La cantidad de resina empleada en producción de tableros puede variar, de acuerdo al tipo de producto, entre 4% y 15%; sin embargo, el porcentaje mayormente empleado se sitúa entre 6% y 9%; Asimismo la cantidad y tipo de resina empleada dependerá de diversos factores, sobre todo, de las propiedades que el tablero acabado debe presentar, el tipo y forma de las partículas que hay que aglomerar y de las condiciones que concurran en el prensado (Moslemi, 1974). Al ser la madera un materia poroso, durante el encolado de las partículas se produce inicialmente una penetración del adhesivo en la madera, mientras éste permanece en estado líquido produciendo una zona de madera que quede impregnada por el adhesivo. En esta zona se reconocen los denominados “dedos de cola” que se forman luego de fraguar el adhesivo que ha penetrado por capilaridad. Con el fraguado, se elimina el medio portador de la resina y se tiene como resultado una unión en la que se tienen tres zonas: una porción de madera intacta, una zona impregnada con el adhesivo y una línea de cola donde solo se encuentra el adhesivo, En él se reconoce tres tipos de fuerzas que mantienen la unión: (Moslemi, 1974)

 Con la carga en Newton calculada con la interpolación descrita a las 30 uniones evaluadas, y según el concepto de las Figura 16 carga T y Figura 17 carga Q (ver Tabla 4.) son las cargas que aplican a este tipo de unión al someterse a cargas a tensión (el elemento de unión utilizado cambia con respecto a la figura pero se le aplica la misma fuerza), se realizó la comparación con los valores de la columna T y Q para un perno #3 (perno utilizado en la unión) que se encuentran en la tabla G.12.11-2 del Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente –Estructuras de Madera y Estructuras en Guadua –NSR-10 – CAPITULO G.12 y los valores de carga calculados, se determinó el porcentaje de uniones que dan resultados más altos que los indicados por el reglamento NSR- 10. ANEXO D (Graficas a 5mm).

T 720 A581 2014 UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL "PROPIEDADES F(SICAS Y MECÁNICAS DE LA ~~ Guadua Angustlfolla CON FINES ESTRU[.]

Gallardo, et al. (2008.) en su investigación ccomportamiento en la brotación de las yemas de estacas de Guadua angustifolia Kunth, empleadas en la propagación. Revista Cultivos Tropicales, El objetivo de este trabajo consistió en evaluar las estacas de diámetro: 1.00 - 1.40, de 1.5 - 1.9, de 2.0 2.4, de 2.5 a 3.0 cm, para determinar la influencia de diámetros de las estacas en la brotación de las yemas. En ésta investigación manifiesta que la propagación por estacas en esta especie, no ha podido ser utilizada debido a los bajos coeficientes de brotación y supervivencia de las plantas. Mayormente sostiene que para la propagación, se emplean estacas a partir de las ramas laterales de plantas adultas. Pero reporta que al emplear estacas con diámetro mayor a 1.5 cm, se obtiene los mejores resultados en cuanto al desarrollo de la planta.

Determinación de la variabilidad a la compresión paralela y perpendicular, del culmo maduro de Guadua angustifolia Kunth, a diferentes niveles de altura .... Compresión paralel[r]

especies Guadua angustifolia Kunth, Bambusa tu/da Roxb, Dendrocalamus.. asper (Schult.) Backer.[r]

This thesis studies the Guadua Angustifolia Kunth as alternative material for construction. Research is justified by the great need of the environment friendly buildings especially in the rural area of the province of Loja. These constructions involving a high demand for materials with requirements of lighten, reduce costs and accelerate the processes of construction. Studied guadua as alternative material applied in footbridges fulfilling engineering requirements user in Ecuadorian standards. He focused on the study of the main mechanical properties of the bamboo, also the composition was analyzed in their anatomy. This allowed us to demonstrate that this material is resistant to efforts that are subjected to the elements on a footbridges.

[r]

QUISPE (2009), “comprobó el efecto favorable del humus de lombriz en la producción de plantones del bambú, pues el testigo fue inferior estadísticamente a los tratamientos beneficiados en la evaluación altura, número de hojas, brotes y prendimiento”. sin embargo, en la propagación de las tres especies de bambú, encontró que la Guadua angustifolia tiene menor respuesta en el número de brotes, crecimiento en altura, porcentaje de supervivencia frente a las especies Dendrocalamus asper y Gigantochloa apus. Teniendo la G. angustifolia la mayor tasa de mortalidad de esquejes (94.67%). Al finalizar la investigación recomienda aplicar Root-Hor y Bioecol a una concentración de 5 ml/L; dado que de acuerdo al estudio presentaron mejores resultados en las variables estudiadas.

seis meses el resto. Un cuarenta por ciento del total de cañas se encuentra en proceso de maduración y puede ser aprovechado aproximadamente después de doce a dieciocho meses más. El treinta por ciento restante está formado por cañas más tiernas que se encuentran en pleno crecimiento, que no han ramificado todavía, y que están provistas de la estipula protectora o vaina. A las cañas en ese estado, el agricultor les denomina “borrachos”. La cosecha debe hacerse por lo menos una vez al año, extrayendo un número igual o menor al treinta por ciento del total de cañas existentes en la mancha. A ciertos agricultores propietarios y explotadores de caña les parece más aconsejable efectuar dos cortes al año, pero la intensidad de la explotación no debe sobrepasar del quince por ciento por corte. Cuando no se realizan aprovechamientos periódicos o continuados, las manchas de caña se enmalezan demasiado, se entrecruzan y pierden consistencia. Estos efectos a más que ocasionan la muerte de algunas cañas, también dificultan la explotación, haciéndose inclusive peligrosa para quien tiene que efectuar el corte. Esto ocurre generalmente en agricultores propietarios de cañales que no se dedican a explotarles personalmente y que los venden a particulares, quienes con la finalidad de obtener una mayor ganancia, cortan un porcentaje elevado de cañas, lo que trae como consecuencia una degeneración continua de la especie, una invasión de malezas debido a los claros que quedan después de ser explotados en esa forma. Por lo general la proliferación de nuevos vástagos se dirige hacia los sectores de mayor iluminación, por esta razón es necesario que la luz que penetra a la caña sea uniforme, esto se consigue realizando explotaciones periódicas por lo menos una vez al año y de acuerdo a los porcentajes indicados anteriormente. Para la guadua angustifolia se ha comprobado que alcanza su grado óptimo de desarrollo para poder ser comercializada en un periodo de 5 a 7 años.

Comúnmente su estructura ha sido construida con ma- dera, aunque con el paso del tiempo cada vez más ésta se construye con tubos galvanizados. Con esta propuesta se pretende hacer un estudio experimental-comparativo de construir dicha estructura invernada con bambú, en con- creto con la especie Guadua Angustifolia Kunth (figura 2). Al no existir una institucionalización de la Guadua como material a nivel internacional, en tanto no hay condiciones óptimas y adecuadas que contribuyan a la producción, le- gislación, comercialización e industrialización de esta ma- teria prima, con este trabajo se busca estudiar el empleo de cañas de Guadua como material estructural en una cons- trucción especifica de un invernadero tipo parral.

crecimiento de los rodales de Guadua. Esta variable se calcula a partir del diámetro a la altura del pecho y la densidad total de culmos por cada parcela del inventario con lo cual se hace una estimación por hectárea. (Camargo et al, 2007). El área basal promedio por hectárea en este estudio fue de 43,78 m² con una desviación típica de ±22,29 y un coeficiente de variación del 51% indicando una alta heterogeneidad de la variable (ver figura 10). El promedio para esta variable es menor al registrado por Camargo de 54±27,7 m² en el estudio realizado en el Eje Cafetero 2006 (Camargo et al, 2007). La significativa diferencia entre el área basal reportada por Camargo y el área basal reportada en el presente estudio se debe a que la parcelas muestreadas en el Eje Cafetero presentaban ciertas condiciones de manejo, por lo cual se puede inferir que buenas condiciones de manejo pueden incrementar considerablemente la productividad y los rendimientos de los rodales.

La caña guadua: Es una hierba, que puede sustituir a los maderables y que es amigable con el medio ambiente, porque no necesita muchas hectáreas de tierra para desarrollarse, (Development., 2005) sostiene que el Producto colateral entre los maderables y permanecerá así hasta que surjan alternativas industriales que utilicen caña guadua como materia prima. Estudio de viabilidad: Investigación encaminada a establecer las posibilidades de éxito de una determinada actividad, dados unos recursos disponibles y una limitación existente.

Se propone el uso de resistencia eléctrica o de un quemador de aserrín con alimentador de tornillo sin fin para aprovechar los residuos de la guadua, debido a que la capacidad térmica de la fuente asistida no amerita el uso de quemadores de combustibles fósiles, debido a la alta inversión en el quemador,

 Se logró observar y analizar las propiedades de la guadua angustifolia kunth oriunda del departamento del Meta, y se obtuvo que es un material el cual se comporta muy bien a las diferentes solicitaciones de carga, soportando hasta 2 toneladas de carga a tracción y a compresión paralela, en donde realizando una comparación con varios estudios e investigaciones, observamos que la guadua angustifolia oriunda del departamento del Meta tiene capacidad de resistencia similares a los de otras regiones, también es importante ver como las normativas mencionadas y referenciadas en la investigación pueden arrojar resultados distintos, aunque el método para determinar el valor característico es el mismo en ambas normas, el esfuerzo admisibles se determina de una forma distinta, La normativa ISO 22156:2004 tiene en cuenta factores de modificación muy diferentes a la Normativa NSR-10, en donde el factor de seguridad y las cargas vivas, muertas y de viento son estándares, con respecto a unos factores, la normativa NSR-10 logra establecer unos factores de modificación con respecto a las diferentes condiciones a la que se puede someter la guadua angustifolia.