Contexto:

La preocupación por la mitigación del impacto ambiental generado por el uso de fibras sintéticas como refuerzo de los materiales compuestos tradicionales ha promovido el diseño y caracterización de compuestos alternativos. No obstante, a pesar de sus múltiples ventajas como materiales de construcción, es necesario determinar minuciosamente el efecto de los parámetros de diseño en su desempeño mecánico.

Método:

Este estudio tiene como objetivo determinar el efecto de los parámetros de diseño (tipo de fibras y su tratamiento superficial) en las propiedades de paneles biocompuestos. Para la elaboración del compuesto, se utilizaron dos tipos de fibras: de Arundo donax (caña brava) y de Guadua angustifolia Kunth (guadua). Para la manufactura, se trabajaron fibras cortas aleatoriamente distribuidas y una matriz polimérica de aceite de ricino. Para evaluar la influencia del tratamiento en las propiedades del biocompuesto, se consideraron tres condiciones: fibras sin tratamiento, fibras tratadas mediante mercerización y fibras tratadas con plasma. La densidad en estado anhidro, la capacidad de absorción efectiva, la absorción superficial, el porcentaje de hinchamiento, el módulo de rotura y el módulo de elasticidad aparente se determinaron experimentalmente. A partir de los resultados, se analizó la superficie de respuesta mediante la implementación de un diseño central compuesto, utilizando un programa comercial.

Resultados:

Se analizó la superficie de respuesta. Para cada una de las propiedades estudiadas, se obtuvieron diagramas de Pareto y gráficos de contorno. A partir de los resultados estadísticos, fue posible establecer ecuaciones que permitieran predecir las propiedades del compuesto en función del tipo de fibra y el tratamiento aplicado en su superficie.

Conclusiones:

Gracias a los resultados, se pudo verificar el efecto del tipo de fibras y de su modificación superficial en las propiedades físicas de compuestos elaborados con materiales de origen vegetal. Otros parámetros como orientación de las fibras y variables asociadas a su manufactura (presión y tiempo de compactación) pueden influir en las propiedades del material y serán abordadas en trabajos futuros.

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