Propiedades mecánicas a tensión de las fibras del bagazo del

Propiedades mecánicas a tensión de las fibras del bagazo del

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
CENTRO INTERDISCIPLINARIO DE INVESTIGACIÓN PARA
EL DESARROLLO INTEGRAL REGIONAL UNIDAD OAXACA
Maestría en Ciencias en Conservación y Aprovechamiento
de Recursos Naturales (Ingeniería de procesos)
“PROPIEDADES MECÁNICAS A TENSIÓN DE LAS FIBRAS DEL BAGAZO DEL
Agave angustifolia Haw, RESIDUO PROVENIENTE DE LA PRODUCCIÓN
ARTESANAL DEL MEZCAL”
TESIS
Que para obtener el grado de:
Maestro en Ciencias
Presenta:
Carlos Inocencio Cortés Martínez
Director:
Dr. Magdaleno Caballero Caballero
Santa Cruz Xoxocotlán, Oax.
Diciembre, 2009.
Tesis de Maestría
RESUMEN
Este trabajo presenta los resultados de la determinación de las propiedades mecánicas a
tensión en las fibras obtenidas del bagazo del Agave angustifolia Haw. La metodología inició
con la colecta de bagazo y extracción de las fibras a través del proceso de enriado, con secado
a la sombra, y la extracción de fibra testigo de las pencas en estado verde. Posteriormente, se
obtuvieron imágenes de la sección longitudinal y transversal por microscopía óptica para
determinar el diámetro aparente y el área de la sección transversal. Enseguida, se realizaron
ensayos de tensión cuyo objetivo fue evaluar el comportamiento de sus propiedades mecánicas
bajo las siguientes condiciones de prueba: 1) en tres rangos de diámetro (0.20-0.39, 0.40-0.59
y 0.60-0.79 mm) y longitud constante; 2) en tres diferentes longitudes (10, 15 y 20 mm) y
diámetro constante, 3) en tres velocidades de ensayo (1, 5, y 50 mm/min) y 4) en dos tipos de
fibra, longitud, rango de diámetro y velocidad constantes. Por una parte, los resultados
muestran que la sección transversal de las fibras del bagazo tienen forma de listón y por otra,
los ensayos de tensión muestran que: la resistencia última a la tensión, el módulo de
elasticidad y la deformación unitaria a la rotura aumentan con el incremento del diámetro; la
resistencia última a la tensión y la deformación unitaria a la rotura disminuyen con el
incremento de la longitud, mientras que el módulo de elasticidad aumenta; la resistencia última
a la tensión así como el módulo de elasticidad aumentan con el incremento de la velocidad,
mientras que la deformación unitaria a la rotura disminuye; comparativamente la fibra testigo
obtenida de las pencas en estado verde presenta una resistencia última a la tensión de 86.50
MPa, módulo de elasticidad de 1.02 GPa y deformación unitaria a la rotura de 0.38 mm/mm que
es mayor a la fibra del bagazo con el mismo intervalo de diámetro que fue ensayado. En
promedio, la fibra de bagazo presenta una resistencia última a la tensión de 86.51 MPa, módulo
de elasticidad de 1.26 GPa, deformación unitaria a la rotura de 0.26 mm/mm y un
comportamiento semilineal de la curva de esfuerzo-deformación.
Palabras clave: fibra, bagazo, Agave angustifolia Haw, propiedades mecánicas a tensión.
Carlos Inocencio Cortés Martínez
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Tesis de Maestría
ABSTRACT
This work present the results of the determination of the mechanical properties to tension of the
fibers obtained of the bagasse of the Agave angustifolia Haw. The methodology started with the
collection of bagasse and extraction of fibers through the process of retting, with drying in the
shade, and the extraction of fiber control of the fleshy leaves in unripe status. At a later time,
was obtained images of the longitudinal and transverse section for optical microscopy to
determine the apparent diameter and the area of the cross section. At once, tensile test were
carried out whose objective was to evaluate the behavior of its mechanical properties under the
following test conditions: 1) in three different intervals of diameter (0.20-0.39, 0.40-0.59 y 0.600.79 mm) and constant length; 2) in three different lengths (10, 15 and 20 mm) and constant
diameter, 3) in three test speed (1, 5, and 50 mm/min) and 4) in two fiber type, diameter, length
and test speed constant. On the one hand, the results evidence that the cross section of the
fibers of the bagasse has form of ribbon and for the other one, tension tests evidence the
following: the ultimate tensile strength and the modulus of elasticity increase with the increment
of the diameter; the ultimate tensile strength and the unitary deformation at breaking decrease
with the increment of the length, while the modulus of elasticity increases; the ultimate tensile
strength as well as the modulus of elasticity increase with the increment of velocity, while the
modulus of elasticity decrease; Comparatively, the fiber control obtained of the fleshy leaves in
unripe status presents the ultimate tensile strength of 86.50 MPa, modulus of elasticity of 1.02
GPa and unitary deformation of 0.38 mm/mm that is major to the fiber of the bagasse with the
same interval of diameter that was tested. On the average, the fiber of bagasse present a
ultimate tensile strength of 86.51 MPa, modulus of elasticity of 1.26 GPa, unitary deformation at
breaking of 0.26 mm/mm and a semi-linear behavior of the curve of stress-unitary deformation.
Keywords: fiber, bagasse, Agave angustifolia Haw, tensile mechanical properties.
Carlos Inocencio Cortés Martínez
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