Artículos
Caracterización Física y mecánica de fibras de Guadua angustifolia ‘Kunth’ provenientes de Colombia
Publicado 2018-06-19
Palabras clave
- Fibras naturales,
- SEM,
- AFM
Cómo citar
Espitia, M., Sjogreen, C., Rodríguez, N., Calderón, J., Benavides, A., Peraza, R., Espitia, G., & Nemocon, R. (2018). Caracterización Física y mecánica de fibras de Guadua angustifolia ‘Kunth’ provenientes de Colombia. Revista UIS Ingenierías, 17(2), 33–40. https://doi.org/10.18273/revuin.v17n2-2018003
Resumen
Fibras de origen natural se han implementado como material de refuerzo en distintas áreas; por ello la importancia de conocer sus propiedades. En este trabajo se muestran los resultados de la caracterización física, química y mecánica de fibras naturales de guadua; para lograrlo, se emplearon técnicas de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Microscopia de Fuerza Atómica (AFM) y ensayos de absorción de humedad, densidad aparente y tensión en las fibras. Esto con el fin de analizar el comportamiento en general de las fibras de guadua, para determinar su viabilidad como refuerzo en materiales compuestos para la construcción. A partir de la caracterización se determinó que la guadua tiene una excelente resistencia a tensión, que puede ser utilizada como refuerzo en matrices poliméricas debido a su rugosidad; es decir, tiene adherencia, es liviana y presenta una excelente absorción en comparación con otras fibras.
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Referencias
M. Gutierrez and C. P. Takeuchi. “Efecto del contenido de humedad en la resistencia a tensión paralela a la fibra de bambú Guadua Angustifolia Kunth,” Scientia Technica, vol. 19, no. 3, pp. 245-250, Sep, 2014.
P. Zakikhani et al. “Extraction and preparation of bamboo fibre-reinforced composites”, Materials & Design, vol. 63, pp. 820-828, Nov, 2014.
E. Nadal, M. Rupérez, S. Martínez-Sanchis, C. Monserrat, M. Tur, F. Fuenmayor, “Evaluación basada en el método del gradiente de las propiedades elásticas de tejidos humanos in vivo,” Rev. UIS Ing., vol. 16, no. 1, pp. 15-22, 2016.
E. Martinez, O. A. Gonzalez-Estrada, and A. Martinez, “Evaluación de las propiedades tribológicas de materiales compuestos de matriz metálica (MMCs) procesados por técnicas de fabricación aditiva con haz láser (SLM),” Rev. UIS Ing., vol. 16, no. 1, pp. 101-113, 2017.
O. A. Gonzalez-Estrada, J. Leal, and J. D. Reyes-Herrera, “Análisis de integridad estructural de tuberías de material compuesto para el transporte de hidrocarburos por elementos finitos,” Rev. UIS Ing., vol. 15, no. 2, pp. 105-116, 2016.
A. Cuéllar and I. Muñoz. “Fibra de guadua como refuerzo de matrices poliméricas”, DYNA, vol. 77, no. 162, pp. 137-142, Jun. 2010.
M. Estrada. “Extracción y caracterización mecánica de las fibras de bambú (Guadua angustifolia) para su uso potencial como refuerzo de materiales compuestos”, Tesis de maestria, Departamento de ingenieria civil y ambiental facultad de ingenieria, Universidad de los Andes, Bogotá D.C., Colombia, 2010.
L. Pothan, Z. Oommen, and S. Thomas. “Dynamic mechanical analysis of banana fiber reinforced polyester composites”, Composites Science and Technology, vol. 63, no. 2, pp. 283-293, Sep. 2002.
J. Ajith et al. “Preparation and Characterization of Banana Reinforced Phenol Formaldehyde Composite”, European Journal of Advances in Engineering and Technology, vol. 2, no. 5, pp. 85-90, Jun. 2015.
C. Baley. “Analysis of the flax fibres tensile behaviour and analysis of the tensile stiffness increase”, Composites Part A, vol. 33, no. 7, pp. 939-948, Jul. 2002.
S. J. Eichhorn et al. “Current international research into cellulosic fibres and composites”, Journal of Materials Science, vol. 36, no. 7, pp. 2107-2131, May 2001.
X. Li. “Physical, chemical, and mechanical properties of bamboo and its utilization potential for fiberboard manufacturing”, Tesis de Maestria, Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College, Louisiana, U.S.A., 2004.
K. Murali Mohan. Rao and K. Mohana. Roa. “Extraction and tensile properties of natural fibers: Vakka, date and bamboo”, Composite Structures, vol. 77, no. 3, pp. 288-295, Feb. 2007.
K. Okubo, T. Fujii, and Y. Yamamoto. “Development of bamboo-based polymer composites and their mechanical properties”, Composites Part A, vol. 35, no. 3, pp. 377-383, Mar. 2004.
T. Shito, K. Okubo, and T. Fujii. “Development Of Eco-composites Using Natural Bamboo Fibers And Their Mechanical Properties”, High Performance Structures and Composites, vol. 59, no. 1, pp. 175-182, Jul. 2002.
L. Valarezo. “Obtención experimental de un material biocompuesto a base de una matriz polimérica y reforzada con fibras naturales de guadúa angustifolia proveniente del ecuador”, Tesis de Pregrado, Departamento de ingenieria mecanica, Universidad Politécnica Salesiana Sede Cuenca, Cuenca, Ecuador, 2013.
P. Luna, J. Lizarazo-Marriaga, and A. Mariño. “Guadua angustifolia bamboo fibers as reinforcement of polymeric matrices: An exploratory study”, Construction and Building Materials, vol. 116, no. 3, pp. 93-97, Jul. 2016.
S. Taj, M. Ali, and S. Khan. “Natural fiber-reinforced polymer composites”, Pakistan Academy of Science, vol. 44, no. 2, pp. 129-144, Mar. 2007.
S. Surisetty and C. Reddy. “Mechanical Properties Evalution of Bamboo Fiber Reinforced Composite Materials”, International Journal of Engineering Research, vol. 3, no. 1, pp. 187-194, Mar. 2014.
K. Sajjala and T. Kala. “Bamboo fibre analysis by scanning electron microscope study”, International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), vol. 7, no. 4, pp. 234-241, Aug. 2016.
J. Osorio, J. Vélez, and H. Ciro. “Estructura interna de la guadua y su incidencia en las propiedades mecánicas”, DYNA, vol. 74, no. 153, pp. 81-94, May 2007.
I. Ibrahim et al. “The use of polypropylene in bamboo fibre composites and their mechanical properties – A review”, Journal of Reinforced Plastics and Composites, vol. 34, no. 16, pp. 1347-1356, Jun. 2015.
S. Ok and H. Young. “Morphology and surface properties of natural fiber treated with electron beam”, Microscopy: Science, Technology, Applications and Education, vol. 3, pp. 1880-1887, Jun. 2010.
E. Trujillo et al. “Bamboo fibres for reinforcement in composite materials: Strength Weibull analysis”, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, vol. 61, pp. 115-125, Jun. 2014.
F. Wang et al. “Micromechanical modelling of the progressive failure in unidirectional composites reinforced with bamboo fibres”, Mechanics of Materials, vol. 94, pp. 180-192, Mar. 2016.
L. Moreno, E. Trujillo, and L. Osorio. “Estudio de las características físicas de haces de fibra de guadua angustifolia”, Scientia et technica, vol. 1, no. 34, pp. 613-617, May 2007.
K. Rassiah and M. M. Megat. “A Review On Mechanical Properties Of Bamboo Fiber Reinforced Polymer Composite”, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, vol. 7, no. 8, pp. 247-253, Jan. 2013.
A. Cuéllar and I. Muñoz. “Fibra de guadua como refuerzo de matrices poliméricas”, DYNA, vol. 77, no. 162, pp. 137-142, Jun. 2010.
T. Tan et al. “Mechanical properties of functionally graded hierarchical bamboo structures”, Acta Biomaterialia, vol. 7, no. 10, pp. 3796-3803, Oct. 2011.
A. G. Kulkarni, K. G. Satyanarayana, and P. K. Rohatgi. “Weibull analysis of strengths of coir fibres”, Fibre Science and Technology, vol. 19, no. 1, pp. 59-76, Dec. 1983.
G. Wang et al. “Tensile Properties Of Bamboo Units In Different Sizes”, Journal of Wood Science, vol. 61, no. 6, pp. 552-561, Dec. 2015.
P. Zakikhani et al. “Extraction and preparation of bamboo fibre-reinforced composites”, Materials & Design, vol. 63, pp. 820-828, Nov, 2014.
E. Nadal, M. Rupérez, S. Martínez-Sanchis, C. Monserrat, M. Tur, F. Fuenmayor, “Evaluación basada en el método del gradiente de las propiedades elásticas de tejidos humanos in vivo,” Rev. UIS Ing., vol. 16, no. 1, pp. 15-22, 2016.
E. Martinez, O. A. Gonzalez-Estrada, and A. Martinez, “Evaluación de las propiedades tribológicas de materiales compuestos de matriz metálica (MMCs) procesados por técnicas de fabricación aditiva con haz láser (SLM),” Rev. UIS Ing., vol. 16, no. 1, pp. 101-113, 2017.
O. A. Gonzalez-Estrada, J. Leal, and J. D. Reyes-Herrera, “Análisis de integridad estructural de tuberías de material compuesto para el transporte de hidrocarburos por elementos finitos,” Rev. UIS Ing., vol. 15, no. 2, pp. 105-116, 2016.
A. Cuéllar and I. Muñoz. “Fibra de guadua como refuerzo de matrices poliméricas”, DYNA, vol. 77, no. 162, pp. 137-142, Jun. 2010.
M. Estrada. “Extracción y caracterización mecánica de las fibras de bambú (Guadua angustifolia) para su uso potencial como refuerzo de materiales compuestos”, Tesis de maestria, Departamento de ingenieria civil y ambiental facultad de ingenieria, Universidad de los Andes, Bogotá D.C., Colombia, 2010.
L. Pothan, Z. Oommen, and S. Thomas. “Dynamic mechanical analysis of banana fiber reinforced polyester composites”, Composites Science and Technology, vol. 63, no. 2, pp. 283-293, Sep. 2002.
J. Ajith et al. “Preparation and Characterization of Banana Reinforced Phenol Formaldehyde Composite”, European Journal of Advances in Engineering and Technology, vol. 2, no. 5, pp. 85-90, Jun. 2015.
C. Baley. “Analysis of the flax fibres tensile behaviour and analysis of the tensile stiffness increase”, Composites Part A, vol. 33, no. 7, pp. 939-948, Jul. 2002.
S. J. Eichhorn et al. “Current international research into cellulosic fibres and composites”, Journal of Materials Science, vol. 36, no. 7, pp. 2107-2131, May 2001.
X. Li. “Physical, chemical, and mechanical properties of bamboo and its utilization potential for fiberboard manufacturing”, Tesis de Maestria, Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College, Louisiana, U.S.A., 2004.
K. Murali Mohan. Rao and K. Mohana. Roa. “Extraction and tensile properties of natural fibers: Vakka, date and bamboo”, Composite Structures, vol. 77, no. 3, pp. 288-295, Feb. 2007.
K. Okubo, T. Fujii, and Y. Yamamoto. “Development of bamboo-based polymer composites and their mechanical properties”, Composites Part A, vol. 35, no. 3, pp. 377-383, Mar. 2004.
T. Shito, K. Okubo, and T. Fujii. “Development Of Eco-composites Using Natural Bamboo Fibers And Their Mechanical Properties”, High Performance Structures and Composites, vol. 59, no. 1, pp. 175-182, Jul. 2002.
L. Valarezo. “Obtención experimental de un material biocompuesto a base de una matriz polimérica y reforzada con fibras naturales de guadúa angustifolia proveniente del ecuador”, Tesis de Pregrado, Departamento de ingenieria mecanica, Universidad Politécnica Salesiana Sede Cuenca, Cuenca, Ecuador, 2013.
P. Luna, J. Lizarazo-Marriaga, and A. Mariño. “Guadua angustifolia bamboo fibers as reinforcement of polymeric matrices: An exploratory study”, Construction and Building Materials, vol. 116, no. 3, pp. 93-97, Jul. 2016.
S. Taj, M. Ali, and S. Khan. “Natural fiber-reinforced polymer composites”, Pakistan Academy of Science, vol. 44, no. 2, pp. 129-144, Mar. 2007.
S. Surisetty and C. Reddy. “Mechanical Properties Evalution of Bamboo Fiber Reinforced Composite Materials”, International Journal of Engineering Research, vol. 3, no. 1, pp. 187-194, Mar. 2014.
K. Sajjala and T. Kala. “Bamboo fibre analysis by scanning electron microscope study”, International Journal of Civil Engineering and Technology (IJCIET), vol. 7, no. 4, pp. 234-241, Aug. 2016.
J. Osorio, J. Vélez, and H. Ciro. “Estructura interna de la guadua y su incidencia en las propiedades mecánicas”, DYNA, vol. 74, no. 153, pp. 81-94, May 2007.
I. Ibrahim et al. “The use of polypropylene in bamboo fibre composites and their mechanical properties – A review”, Journal of Reinforced Plastics and Composites, vol. 34, no. 16, pp. 1347-1356, Jun. 2015.
S. Ok and H. Young. “Morphology and surface properties of natural fiber treated with electron beam”, Microscopy: Science, Technology, Applications and Education, vol. 3, pp. 1880-1887, Jun. 2010.
E. Trujillo et al. “Bamboo fibres for reinforcement in composite materials: Strength Weibull analysis”, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, vol. 61, pp. 115-125, Jun. 2014.
F. Wang et al. “Micromechanical modelling of the progressive failure in unidirectional composites reinforced with bamboo fibres”, Mechanics of Materials, vol. 94, pp. 180-192, Mar. 2016.
L. Moreno, E. Trujillo, and L. Osorio. “Estudio de las características físicas de haces de fibra de guadua angustifolia”, Scientia et technica, vol. 1, no. 34, pp. 613-617, May 2007.
K. Rassiah and M. M. Megat. “A Review On Mechanical Properties Of Bamboo Fiber Reinforced Polymer Composite”, Australian Journal of Basic and Applied Sciences, vol. 7, no. 8, pp. 247-253, Jan. 2013.
A. Cuéllar and I. Muñoz. “Fibra de guadua como refuerzo de matrices poliméricas”, DYNA, vol. 77, no. 162, pp. 137-142, Jun. 2010.
T. Tan et al. “Mechanical properties of functionally graded hierarchical bamboo structures”, Acta Biomaterialia, vol. 7, no. 10, pp. 3796-3803, Oct. 2011.
A. G. Kulkarni, K. G. Satyanarayana, and P. K. Rohatgi. “Weibull analysis of strengths of coir fibres”, Fibre Science and Technology, vol. 19, no. 1, pp. 59-76, Dec. 1983.
G. Wang et al. “Tensile Properties Of Bamboo Units In Different Sizes”, Journal of Wood Science, vol. 61, no. 6, pp. 552-561, Dec. 2015.