"Influencia del Porcentaje de tallo de plátano sobre la resistencia a la tensión de cartones de panca de maíz"
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Date
2024-11
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
La presente investigación buscó estudiar de qué manera la variación en el porcentaje de fibra
de tallo de plátano influye en la resistencia a la tensión de cartones hechos de matriz de panca
de maíz. Ante esto, se planteó la hipótesis de que el incremento en el porcentaje de fibra de
tallo de plátano aumentaría la resistencia a la tensión de los cartones al incrementar la
cohesión interna del material. La justificación de esta investigación se basó en la necesidad
de explorar alternativas sostenibles que utilicen residuos agrícolas, para mejorar las
propiedades mecánicas de los cartones y reducir la dependencia de materias primas no
renovables. La metodología comprendió aspectos físico-químicos, utilizando técnicas como
el tratamiento químico con hidróxido de potasio (KOH) y microscopía óptica para
caracterizar las fibras, así como mediciones de las propiedades físicas como gramaje,
densidad y espesor y de resistencia mecánica a la tensión de los cartones producidos. El
diseño experimental, de enfoque explicativo y cuantitativo, contempló diferentes porcentajes
de fibra de tallo de tamaño aproximado de 5 mm (0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%)
en probetas de tamaño 180 x 25 mm. Los resultados mostraron que el aumento del porcentaje
de fibra de tallo de plátano mejoró la resistencia a la tensión de los cartones hasta un máximo
de 4.70 MPa a 30% de fibra, debido a una mejor integración de las fibras en la matriz del
cartón. No obstante, a porcentajes superiores, la resistencia disminuyó y se incrementaron las
deformaciones plásticas, lo que sugiere una sobresaturación de la matriz y menor cohesión
interna. Además, el gramaje y la densidad de los cartones se redujeron a medida que aumentó
el contenido de fibra, mientras que el espesor se incrementó. Esto indicó que las fibras de
tallo de plátano, al ser gruesas y menos densas, impactaron las propiedades físicas mecánicas
del material, aportando información fundamental para optimizar el diseño de materiales
ecológicos.
Palabras clave: cartón, fibra de tallo de plátano, panca de maíz.
ABSTRACT
This research aimed to study how the variation in the percentage of banana pseudostem fiber
influences the tensile strength of corn husk-based cardboard. In this context, the hypothesis
was proposed that an increase in the percentage of banana pseudostem fiber would enhance
the tensile strength of the cardboard by increasing the internal cohesion of the material. The
justification for this research was based on the need to explore sustainable alternatives that
utilize agricultural waste to improve the mechanical properties of the cardboard and reduce
dependence on non-renewable raw materials. The methodology included physicochemical
aspects, employing techniques such as chemical treatment with potassium hydroxide (KOH)
and optical microscopy to characterize the fibers, as well as measurements of physical
properties such as grammage, density, thickness, and mechanical tensile strength of the
produced cardboard. The experimental design, with an explanatory and quantitative
approach, considered different percentages of approximately 5 mm-sized fiber (0%, 5%,
10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%) in specimens measuring 180 x 25 mm. The results showed
that increasing the percentage of banana pseudostem fiber improved the tensile strength of
the cardboard to a maximum of 4.70 MPa at 30% fiber, due to better integration of the fibers
in the cardboard matrix. However, at higher percentages, the strength decreased, and plastic
deformations increased, suggesting matrix oversaturation and lower internal cohesion.
Additionally, the grammage and density of the cardboard decreased as the fiber content
increased, while the thickness increased. This indicated that the banana pseudostem fibers,
being thick and less dense, affected the physical and mechanical properties of the material,
providing fundamental information for optimizing the design of ecological materials.
Keywords: cardboard, banana stem fiber, corn husk
Description
Keywords
TECHNOLOGY::Engineering physics::Other engineering physics