Partiendo de la base de que es factible utilizar la fibra de coco en sustitución parcial de la fibra de vidrio en los materiales compuestos matriz poliéster, además teniendo en cuenta las propiedades mecánicas del coco como refuerzo, Procede realizar un sencillo cálculo económico, de lo que representaría utilizar la fibra de coco en lugar de la de vidrio para cualquier utilización.
- Costo de la fibra de vidrio: 1.8 – 2.4 €/kg (ver tabla 1.1) - Costo de la fibra de coco: 0.3 – 06€/kg (ver tabla 1.3)
Tomando solamente como variable. El costo mínimo de ambos tipos de fibras, nos podemos dar cuenta de que por cada kilogramo de fibra de coco que se emplea en sustitución de cada kilogramo de fibra de vidrio, existe un ahorro de 1.5 euros
Si en lugar de esto se utilizaran 80 % de la fibra de vidrio y un 20% de fibra de coco garantizando las propiedades mecánicas requeridas para el material:
C=FV* CFV + FC*CFC (3.18) donde C es: costo del material
FV: fibra de vidrio en kg
CFV: costo de la fibra de vidrio en €/kg FC: fibra de coco en kg
CFC: costo de la fibra de coco en €/kg
C= 40 kg * 1.8 €/kg + 10 kg * 0.3 €/kg C= 75 €
En términos de la fibra, se estarían ahorrando 1.5 € por cada kilogramo de fibra de vidrio que se sustituya por la de coco.
Otro análisis lo podemos realizar a partir de la comparación del peso específico de la fibra de coco con el de la de vidrio E que es la más utilizada en el mercado mundial para aplicaciones de este tipo.
Peso específico de la fibra de coco: 1.25 g/cm3 (ver tabla 1.3) Peso específico de la fibra de vidrio E: 2.60 g/cm3 (ver tabla 1.1)
Basándonos en el peso específico de las dos fibras podemos decir, que los materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibra de coco, van a tener un menor peso que los reforzados con la de vidrio. Otra ventaja de usar fibras naturales como el coco en estos materiales es que pueden generar una fuente de ingresos a la agricultura y con esto aumentar el nivel de empleo para obreros del sector agrícola.
Conclusiones Parciales
1. Se tiene que para el caso de la fibra de coco las propiedades estudiadas como la resistencia a la tracción varían en el rango de los 270 MPa para el vidrio en forma de robing 800, 131MPa para la forma mat 600 y en el coco es de 32MPa. 2. El modulo de elasticidad en la fibra de coco tiene como media 570MPa mientras
la fibra de vidrio varia de1903 hasta 2402 MPa en sus dos formas.
3. El coeficiente de poisson no varía mucho y para el coco es de 0.075 y para el vidrio 0.15. lo cual es adecuado.
4. Se demostró que económicamente es factible sustituir parcialmente la fibra de vidrio por la fibra de coco, ya que se garantiza un ahorro de 1.5 € por cada kilogramo de fibra de vidrio sustituido por la de coco.
Conclusiones.
1. Las fibras son un tema muy investigado y el uso de ellas se ha incrementado principalmente el de las fibras naturales, los investigadores de este tema están de acuerdo en que ellas pueden sustituir parcial o totalmente las fibras convencionales de vidrio en dependencia de la aplicación para la cual se conciban.
2. Por la comparación establecida para el caso de la fibra procedente de Cayo Las Vacas se tiene que la resistencia a la tracción varía entre 21 y 23MPa al igual que en Santo Domingo. El por ciento de humedad se encuentra en el rango de 0 a 10 en Santo Domingo y de 0 a 0.25 en Cayo las Vacas. El espesor oscila entre 2 a 5 mm en los dos
3. Se tiene que para el caso de la fibra de coco las propiedades estudiadas como la resistencia a la tracción varían en el rango de los 270 MPa para el vidrio en forma de robing 800, 131MPa para la forma mat 600 y en el coco es de 32MPa. El modulo de elasticidad en la fibra de coco tiene como media 570MPa mientras la fibra de vidrio varia de1903 hasta 2402 MPa en sus dos formas. El coeficiente de poisson no varía mucho y para el coco es de 0.075 y para el vidrio 0.15. lo cual es adecuado.
Recomendaciones.
Realizar estudios posteriores que permitan afirmar hasta que por ciento la fibra de coco puede sustituir la fibra de vidrio por la fibra de coco.
Bibliografía
1. A. C. KARMAKER* and J. A. YOUNGQUIST, Injection Molding of Polypropylene Reinforced with Short Jute Fibers, , USDA Forest Service, Forest Products Laboratory, One Gifford Pinchot Drive, Madison, WI 53705, 1996
2. Adams, D.F., Doner, D.R. 1967. J Comp. Mater.1.152-64.
3. Alcides L. Leao, APPLICATIONS OF NATURAL FIBERS IN AUTOMOTIVE INDUSTRY IN BRAZIL - THERMOFORMING PROCESS, Science and Technology of Polymers and Advanced Materials Emerging Technologies and Business Opportunities, 1998
4. Antikow, P. 1994. Fills et fibres synthetiques au usages textiles. Rhône Poulenc Fibres France. Documento interno para formación de Cadres.
5. Arencan, D., Velasco, J.I. 2002 J. Thermoplast Comp. Mater. 15:317-36. Capítulo 2
6. Aveston, J. Nelly, A. 1973. J. Mater. Sci. 8, 352-62.
7. Berger, E.J., Eckstein, Y. 1984. Adhesive Joints. Ed. Mittal, K.L. Plenum. Press. Nueva York. 51.
8. Bledzki, A.K., Reihmane, S., Gassan, J.J. 1996. J Appl Plym Sci. 59:1329-1336 9. Bledzki, A.K., Sabe D. N., Gassan, J. 1999. Progress in Polymer Science. 24:221-
74.
10. Broutman, L.J. 1969. Interfase in Composite Materials. ASTM Special Technical Publication. 452. American Society for Testing and Materals.
11. Caroll, B.J. 1976. J colloid. Interface Sci. 57. 488-495.
12. Chamis, C.C. 1974. Composites Materials. Vol.6. E.P. Plueddeman, Ed. Academic Press. Nueva York. 31-77.
13. Chishoim, B.J., Fong, P.M., Zimmer, J.G., Hendrix, R. 1999. J. Appl. Polym. Sci. Vol.74. 889-99.
14. Chon, C.T., Sun, C.T. 1980. J Mater Sci. 15 :931. 15. Cox, H.L. 1952. Br. J. appl.Phys. 3, 72-9.
16. Ehrburge, P., Donet, J.B. 1980. Phil Trans R Soc. Londres. A294. 495-505. 17. Gassan, J., Bledski A.K. 1999. Compos Sci Technol. 59:1303-9.
18. Gutowski, W. 1990. Controlled Interfaces in Composite Materials. Proc. ICCI-III. Ed. Ishida, I. Elsevier. Nueva York. 505-520.
20. Hashin, Z., Rosen, B.W. 1964. ASME J Appl Mech; 31:223-32. 21. Hashin, Z. 1979. J Appl Mech. 46:543-50.
22. Hellerich, W. 1992. Materiales Plásticos. Ed. Hanser. Barcelona.
23. Kinloch, A.J., Kodokian, G.K.A., Watts, J.F. 1992. Phil Trans Roy Soc. Londres. A338.83-112.
24. Koslowski, H.J. 2000. Dictionary of man-made fibers. Special edition 2000. Sachtleben Chemie GmgH.
25. Lee, N.J., Jang, J. 1999. The effect of fibre content on the mechanical properties of glass fibre mat/polypropylene composites. Composites: Part A 1999.30:80.15-22. 26. Li, Y., Mai, Y.W. 2000. Compos Sci Technol 60: 2037-55.
27. Majó, Joan A. Mayugo, 2003, TESIS DOCTORAL por la Universitat politecnica de Cataluña
28. Massardier, V. 2002. C.R.Chimie 5. 507-512.
29. Michell, A.J. 1989. Wood cellulosic-organic polymer composite. Composite Asia Pacific.Adelaide. Vol. 89. 19-21.
30. Mieck, K.P., Nechwatal, A. Knobelsdorf, C.1994. Melliand Textilberichte; 11:892- 898.
31. Nielsen, L.E.Landel, R.F. 1994. Mechanical properties of polymers and composites. 2 Ed. Marcel Dekker, Nueva York.
32. Nielsen, L.E. 1967. J. Appl. Phys., 41, 4626.
33. Nielsen, L.E. 1972. Mechanical properties of polymers and composites. Vol. 2.Ed. Marcel Dekker, Nueva York.
34. Pagano, N.J., Halpin J.C. 1968. J Compos Mater. 2:18-31. 35. Parvizi, A., Bailey, J.E. 1978. J Mater Sci. 2131-6.
36. Paul, B.1960. Trans. Met. Soc. AIME 218, 36.
37. Plueddemann, E.P. 1974. Composites Materials. Vol.6. E.P. Plueddeman, Ed. Academic Press. Nueva York.
38. Plueddemann, E.P. 1974. Interfaces in polymer matrix composites. New York: Academic press.
39. Polimeri Europa, 2003. Hoja de características de Polystrène Existir N1841. División Elastomeri e Stirenici. Milano.
40. Saha, AK., Das, S. Bhatta, D. Mitra, B.C. 1999. J Appl Polymer Sci. 71:1505-13. 41. Saheb, D.N., Job, J.P. 1999. Advanced in Polymer Technology. 18:351-63. 42. Sato, Y. 1963. Rubber Chem. Tech. 36, 1081-1106.
43. Schwartz, S.S. 1992. Plastics materials and processes. Ed. Van Nostrand Reinhold, N.Y.
44. Shen, W., Parker, I.H. 2001. Journal of colloid and Interface Science. 240. 172- 181.
45. Timoshenko, S. 1948. Resistencia de materiales. Ed. Espasa- Calpe.
46. To find chord of a windmill rotor blade as a function of radius r; disponible en: http://www.servocomm.freeserve.co.uk/Windpower/uber_frame.htm
47. Van Roekel, G.J., Lips, S.J.J., Op. 1995 Extrusion pulping of true hemp bast fibre. 48. Villetti, M.A., Crespo, J.S., Soldi, M.S., Pires, A.T.N., Borsali, R., Soldi, V. 2002.
Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 67. 295-303. 49. Wake, W.C 1978. Polymer. 19. 291-308.
50. Wind Power"; disponible en:
http://ces.iisc.ernet.in/energy/paper/SEHandbook/solarerg.html .
51. www.unalmed.edu.co/~lpforest/PDF/Balso.pdf. Propiedades mecánicas de la madera de Balsa UNalmed
52. Young, R.A. 1997. Lignocellulosic-Plastics Composites. Ed. Leao, A.L., Carvalho, F.X., Frolini, E. Sao Paulo. State University.
65. CIAO, Bambú el vejetal de los mil usos. 13 de Febrero de 2007. 66. Guadua, Propiedades Físico Mecánicas. 2004.
67. Envío, R., Los mil y un usos del milenario bambú. 2007. 68. Guadua, Usos. 2004.
69. Urueña, M.F.A., PLANTEMOS BAMBU - PARA COSECHAR CASAS. 2001.
70. R., A.M.C.P.A.M.B.M.d.C., PISOS DE GUADUA: PRODUCTIVIDAD, TECNOLOGÍA
, UNA MEZCLA PERFECTA PARA EL DESARROLLO DEL PAÍS 2007.
71. Colombia, U., usos del bambú guadua. 2007.