Desarrollo de materiales biocompuestos reforzados con fibras naturales Colombia

Resumen

Los materiales biocompuestos son una alternativa ecológicamente viable para el reemplazo de materiales compuestos convencionales como la fibra de vidrio y de carbono en la fabricación de componentes o partes de equipos, en donde su función puede o no requerir de unos valores de resistencia mecánica altos o pueden cumplir funciones de tipo estético. Estos materiales están conformados de una resina polimérica que hace parte de la matriz y fibras naturales que actúan como refuerzo, permitiendo mejorar las propiedades mecánicas y térmicas de la resina sin fibra. Investigaciones de diferentes autores han demostrado la eficiencia de las fibras naturales para disminuir los tiempos de degradación de la resina polimérica cuando este ha cumplido su ciclo funcional y se someta a condiciones ambientales y procesos naturales de descomposición, lo que permite la reducción de la contaminación en el medio ambiente.

La primera etapa de la siguiente investigación consiste en evaluar y seleccionar los diversos tipos de fibras naturales que se producen en el territorio Colombiano y que cumplan con las especificaciones técnicas para servir como refuerzo para la fabricación de biocompuestos. En esta medida se tendrá en cuenta las fibras que son trabajadas de manera artesanal por campesinos y campesinas, como también por diversos grupos étnicos a lo largo y ancho de nuestro país, lo que facilitaría la extracción, el procesamiento y el acabado final según las condiciones que se requieran. Posteriormente y después de valorar las propiedades físico-químicas de las fibras, se determinara cuáles son las más aptas para utilizar como refuerzo. Una vez obtenido el trenzado óptimo de las fibras seleccionadas se prosigue a determinar las condiciones de fabricación del  material biocompuesto siguiendo procedimientos convencionales para la obtención de materiales compuestos. Culminada esta etapa se somete el nuevo material a pruebas de tipo mecánico para definir su comportamiento a esfuerzos de tracción y flexión, de igual forma las propiedades térmicas de las nuevas formulaciones de biocompuestos se examinaran mediante barridos de temperatura con técnicas especializadas de Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Termo-gravimetría (TGA). Conocidos los valores de las propiedades mecánicas y de las transiciones térmicas, procedemos a realizar un análisis comparativo de su comportamiento con otros materiales de propiedades equivalentes, este procedimiento se realiza mediante un software conocido con el nombre Ces-Edupack, del Profesor Michael F Ashby. Finalmente, con los resultados obtenidos, se puede determinar los componentes que se pueden fabricar con estos materiales que poseen propiedades similares a los usados actualmente y fabricar un prototipo de una pieza utilizada en la industria automotriz con el material biocompuesto desarrollado.