ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE PVC REFORZADO CON FIBRA ...

ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE PVC REFORZADO CON

FIBRA LIGNOCELULÓSICA.

DAVID ANDRÉS CHAPARRO DUARTE.

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA.

BOGOTÁ D.C.

2005

ESTUDIO Y CARACTERIZACIÓN DE PVC REFORZADO CON

FIBRA LIGNOCELULÓSICA.

DAVID ANDRÉS CHAPARRO DUARTE.

Proyecto para optar por el Titulo de Ingeniero Mecánico.

Asesor.

JORGE ALBERTO MEDINA.

Dr. Ing. Industrial., Ing. Mecánico.

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA.

BOGOTÁ D.C.

2005

CONTENIDO

PÁGINA INTRODUCCION………………………………………………………………….........…………1 OBJETIVOS……………………………………………………………………………………………...3

1. MARCO TEÓRICO……………………………………………………………..………………..4

1.1 MATERIALES COMPUESTOS……………………………….……………………..4 1.1.1 FASE DISPERSA…………………………………………………………………5 1.1.1.1 Fibras lignocelulósicas…………………………………………….5 1.1.2 FASE CONTINUA……………………………………………………………….8 1.1.2.2 Policloruro de vinilo (PVC) …………………………………….9 1.1.2.3 Aditivos para PVC……………………………………......…….11 1.1.3 AGENTE DE ACOPLE................................................14 2. FUENTES DE FIBRA……..…………………………………………….……………………15 2.1 PALMA DE ACEITE O PALMA AFRICANA…………………………………..15 2.2 BANANO…………………………………………………………………………………….20 2.3 CAFÉ………………………………………………………………………………..........23 2.4 SELECCIÓN DE LA FIBRA………………………………………………………….27 3. MATERIALES.................…………………………………………………………………29 3.1 MATRIZ POLIMERICA……………………….……………………………………….29 3.2 FIBRA LIGNOCELULÓSICA DE REFUERZO………………….……………30 3.3 AGENTE DE ACOPLE………………………………………………………………….31 4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL………………………………….……………32 4.1 PREPARACIÓN DE LA FIBRA DE CISCO DE CAFÉ…………………...37 4.1.1 TAMIZADO……………………………………………………………….......37 4.1.2 PURIFICACIÓN…………………………………………………………......34 4.1.3 SECADO………………………………………………………………………....34 4.2 IMPREGNACIÓN DEL CISCO DE CAFÉ CON EL AGENTE DE ACOPLE……………………….………………………….35 4.3 PREPARACIÓN DEL COMPUESTO……………………………………………..35 4.3.1 MEZCLA……………………………………………………………………………36 4.3.2 MOLIENDA……………………………………………………………………….37 4.3.3 PREPARACIÓN DE LAS PROBETAS…………………………….....38 4.3.4 MONTAJE DE LAS PRUEBAS……………………………………………39

4.4 DISEÑO EXPERIMENTAL…………………………………………………………..40 4.4.1 ELECCIÓN DE FACTORES Y NIVELES……………………........40 4.2.1 VARIABLES DE RESPUESTA………………………………….........41 5. RESULTADOS…………………………………………………………………………………… 43 6. ANÁLISIS DE RESULTADOS……………………………………………………………47 6.1 FACTOR 1: CONTENIDO DE CISCO………………………………………….48 6.1.1 ANÁLISIS DE VARIANZAS PARA EL FACTOR 1………………53 6.2 FACTOR 2: AGENTE DE ACOPLE………………………………………..…….55 6.2.1 ANÁLISIS DE VARIANZAS PARA EL FACTOR 2………………56 6.3 FACTOR 3: PURIFICACION……………………………………………………….58 6.3.1 ANÁLISIS DE VARIANZAS PARA EL FACTOR 3……………..59 6.4 INTERPRETACIÓN DEL ANÁLISIS DE VARIANZAS……..…………..61 7. CONCLUSIONES………………………………………………………………………....…..63 8. REFERENCIAS……………………….………………………..………………........……..64 ANEXOS.....................................................................................68

LISTA DE FIGURAS.

Pag.

Figura 1. Estructura de las celdas de la madera…………………………………….6 Figura 2. Estructura molecular de la celulosa………………………………………..7 Figura 3. Estructura molecular de la Hemicelulosa………………………………..8 Figura 4. Estructura molecular de la lignina…………………………………………..8 Figura 5. Obtención del cloruro de vinilo………………………………………………10 Figura 6. Monómero de cloruro de vinilo………………………………………...…..10 Figura 7. Partes y variedades del fruto de la palma africana…….....……17 Figura 8. a) Raquís de palma africana. b) Troncos de palma africana. c) Hojas de palma africana…………………………………………….……..18 Figura 9. Partes de la planta de banano……………………………………………….20 Figura 10. Partes del fruto del cafeto……………………………………………………24 Figura 11. PVC utilizado…………………………………………………………………………30 Figura 12. Cisco suministrado por la Federación Nacional de Cafeteros………………………………………………………......……………….31 Figura 13. Cisco suministrado por Cundicafe……………………………………….31 Figura 14. Unidad de tamizado referencia Ro-Tap Testing sieve shaker modelo B……………………………………….…………..……..…….33 Figura 15. Horno de convección Thermolyne……………………………………….35 Figura 16. Cabeza de mezclado W50H antes y después de la mezcla………………………………………...…………….36 Figura 17. Equipo de mezclado Brabender Plasticorder………………….....37 Figura 18. Mezcla antes y después de la molienda……………………………..37

Figura 19. Molde para la producción de las probetas……………………......38 Figura 20. Fresadora de muesca para probetas de impacto……………….39 Figura 21. Maquina universal INSTRON 5586………………………………………39 Figura 22. Maquina para ensayo de impacto………………………………........40 Figura 23. Ejemplo de grafica de torque contra tiempo de estabilización…………………………………….…………………….......42 Figura 24. Resultad….tamizado……………………....…………………………………..43 Figura 25. Resultados prueba de resistencia a la tensión…………………..44 Figura 26. Resultados de módulo de elasticidad……………..…………........44 Figura 27. Resultados de prueba de resistencia al impacto………….….. 45 Figura 28. Grafica de los torques en el mezclado…………………..…………..46 Figura 29. Grafica de los tiempos de estabilización del torque…………..46 Figura 30. Grafica de Torque máximo Vs. Tiempo de estabilización....47 Figura 31. Intervalos de confianza del 95% para factor 1……………......48 Figura 32. Transformación Box-Cox para el módulo de elasticidad …..52 Figura 33. Prueba de normalidad de los residuales de tensión…………..51 Figura 34. Prueba de normalidad de los residuales de impacto….………51 Figura 35. Prueba de normalidad de los residuales de módulo Transformado……………………………………………………………………….52 Figura 36. Prueba de normalidad de los residuales de torque…………...52 Figura 37. Intervalos de confianza del 95% para las medias del factor 2………………………………………………..55 Figura 38. Intervalos de confianza del 95% para las medias del factor 3…………………………………………………58

LISTA DE TABLAS.

Pag. Tabla 1. Composición química de los desechos de palma africana (Porcentajes en base seca)……………….…………………………………….18 Tabla 2. Producción de racimos de fruto fresco y aceite de palma crudo en el 2003 en Colombia…………..…….…………………………....19 Tabla 3. Composición química del pseudotallo de la planta de banano……………………………………………………………31 Tabla 4. Composición química de las hojas de la planta de banano……………………………………………………………31 Tabla 5. Composición química del raquís de la planta de banano……...31 Tabla 6. Exportaciones colombianas de banano en el primer semestre de 2004……………………………….…………………......23 Tabla 7. Composición química de la pulpa de café en base seca…………25 Tabla 8. Composición química del cisco de café……………………………………25 Tabla 9. Producción de café en Colombia en el 2004……………………………26 Tabla 10. Tabla comparativa de las fibras lignocelulósicas………………….28 Tabla 11. Ventajas y desventajas de cada desecho.………………….........28 Tabla 12. Resumen del procedimiento experimental…………………………..32 Tabla 13. Factores de fabricación de las probetas……………………………….38 Tabla 14. Torques y tiempos de estabilización del Brabender…………….45 Tabla 15. Resultados de la prueba de Levene para factor 1……………….49 Tabla 16. Tabla ANOVA para resistencia a la tensión en el factor 1……53 Tabla 17. Tabla ANOVA para resistencia al impacto en el factor 1……..54

Tabla 18. Tabla ANOVA para Torque en el factor 1………………………………54 Tabla 19. Resultados de la prueba de Levene para el factor 2……………55 Tabla 20. Resultados de la prueba de Kolmogorov-Smirnov para el factor 2……………………………………………………………………….56 Tabla 21. Tabla ANOVA para resistencia a la tensión en el factor 2……56 Tabla 22. Tabla ANOVA para modulo de elasticidad en el factor 2……..57 Tabla 23. Tabla ANOVA para resistencia al impacto en el factor 2……..57 Tabla 24. Tabla ANOVA para torque en el factor 2……………………………...57 Tabla 25. Resultados de la prueba de Levene para el factor 3……………59 Tabla 26. Resultados de la prueba de Kolmogorov-Smirnov ………………59 para el factor 3 Tabla 27. Tabla ANOVA para resistencia a la tensión en el factor 3……59 Tabla 28. Tabla ANOVA para modulo de elasticidad en el factor 3……..60 Tabla 29. Tabla ANOVA para resistencia al impacto en el factor 3……..60 Tabla 30. Tabla ANOVA para resistencia al impacto en el factor 3……..60 Tabla 31. Resumen del análisis de varianzas……………………………………….61

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1

INTRODUCCIÓN: Actualmente en el mundo existe una gran preocupación por la crisis

ambiental. Parte de esta crisis se centra en la deforestación y la

contaminación producida por desechos poliméricos, que como es sabido,

no se degradan fácilmente; es por eso que desde hace varios años, se

ha venido investigando la producción de compuestos poliméricos

reforzados con fibras lignocelulósicas capaces de reemplazar a la

madera en diversas aplicaciones; tanto ornamentales como

estructurales. Se desarrolla un camino posible para el reciclaje de

polímeros y el aprovechamiento de desechos vegetales.

Los compuestos entre madera y termoestables nacieron a principios del

siglo XX, este primer compuesto tenia como nombre comercial Bakelite

y estaba compuesto por fenol-formaldehído y madera en polvo1, su

primer uso comercial conocido fue como la perilla de la palanca de

cambios de Rolls Royce en 19162.

Los compuestos entre termoplásticos y madera han sido fabricados por

algunas décadas en Estados Unidos, experimentando un notable

crecimiento en los últimos años1. Este proceso tiene inicio a principios

de los años 70 en Italia en donde la empresa productora de máquinas

para extrusión ICMA San Giorgio y la procesadora G.O.R. Applicazioni

Speciali SpA, patentaron el proceso Woodstock para mezclar 50% de

polvo de madera en Polipropileno. Este proceso se puso en práctica en

1971 en G.O.R para hacer los paneles de las puertas y otras partes

1 CLEMONS, C. 2002. Wood-plastic composites in the Unites States. Journal Forest Products. June, Vol 52, No. 6 22 GORDON, J.E. 1988. The New Science of Strong Materials 2nd ed. PrincetonUniversity Press, Princeton, NJ. 179 pp.

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interiores de los vehículos marca FIAT. En 1983 American Woodstock

ahora parte de Lear Corporation adquirió los derechos de este proceso y

aun hoy en día producen paneles para vehículos en Estados Unidos3.

En el CIPP (Centro de Investigación en el Procesamiento de Polímeros),

se han desarrollado en los últimos años trabajos sobre el

aprovechamiento de residuos orgánicos de la industria agrícola

colombiana como refuerzos para polietileno de alta densidad y

polipropileno y sobre el procesamiento de este compuesto.

La idea de este proyecto es sentar las bases para empezar la larga

investigación acerca del aprovechamiento de estos residuos como

refuerzo de policloruro de vinilo (PVC). En este trabajo se va a investigar

la industria del banano, palma de aceite y café para seleccionar el

residuo lignocelulósico mas adecuado para ser usado como fibra de

refuerzo y evaluar las características de los posibles compuestos.

3 SCHUT, J. 1999. Wood is good for compounding, sheet & profile. Plastics Technology. Extraido de: www.plasticstechnology.com/articles/199903fa1.html

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3

OBJETIVO GENERAL:

Dadas las características y potencialidades en Colombia de los residuos

lignocelulósicos del cultivo de palma africana, banano y café, seleccionar

el más adecuado para ser usado como refuerzo de PVC y evaluar las

características de los posibles compuestos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Estudiar y comprender la estructura lignocelulósica de las fibras, la

cosecha de estas y los desperdicios generados en los cultivos de café,

palma africana y banano.

Elegir la fibra más adecuada teniendo en cuenta la disponibilidad del

productor, costos y el nivel de refinamiento requerido para su posible

aplicación.

Estudiar los tratamientos químicos, mecánicos y térmicos a los cuales

se debe someter la fibra para poderla mezclar con la matriz y de la

misma forma estudiar los procesos previos a los que debe ser

sometido el PVC .

Diseñar un proceso de experimentación para la caracterización

mecánica del material compuesto y establecer posibles relaciones de

dependencia entre la formulación y los resultados obtenidos.

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4

1. MARCO TEÓRICO.

Para ayudar a los futuros lectores con el entendimiento del tema, es

necesario hacer una referencia a la teoría sobre los materiales

compuestos y relacionarla con el material que se va a caracterizar en

este trabajo.

1.1 Materiales compuestos.

La inquietud acerca de los materiales compuestos surge de la necesidad

de materiales con ciertas propiedades para aplicaciones con exigencias

particulares que no se logran con los materiales puros ya sea cerámico,

polimérico o metálico.

Un material compuesto, según Pat L. Mangonon4, es una combinación

macroscópica de dos o más materiales distintos con una interfase

distinguible entre ellos. La definición está restringida a incluir solamente

los materiales que muestran una mejora en sus propiedades como

resultado de la combinación de un refuerzo (Fase dispersa) rodeado por

una matriz (fase continua)4 y compatibilizados por medio de un agente

de acople.

Las propiedades de los compuestos son función de las fases (materiales)

que los componen, las cantidades de cada uno, el tamaño del refuerzo,

la forma, la distribución, la orientación5 y el agente de acople .

4 MANGONON, Pat L. “ The principles of materials selection for engineering design”, Prentice may, New Jersey, 1999. 5 CALLISTER Jr. William D. “Materials science and engineering, an introduction”, Jhon Wiley & Sons, Cuarta edicion, United States, 1997

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5

Los materiales compuestos se clasifican generalmente por el tipo de

material de la matriz (polímero, cerámico o metal) y por el material y la

forma del refuerzo; están los reforzados con partículas, reforzados con

fibras y los estructurales que son laminas o en forma de sándwich.

1.1.1 Fase dispersa.

Generalmente es la fase que se encuentra en menor proporción dentro

del compuesto. El propósito del refuerzo es diferente para las diferentes

matrices. Para los metales, se usa para incrementar la resistencia al

creep y la dureza. Para los polímeros se usa para mejorar la rigidez, la

resistencia, la tenacidad, reducir peso y costos y para cerámicos se usa

para aumentar la tenacidad4.

Los refuerzos se dividen en tres tipos de acuerdo a su forma:

Partícula: El refuerzo tiene aproximadamente las mismas dimensiones

en todas las direcciones, con una relación de aspecto cercana a 1.0.

Fibra: Es el tipo de refuerzo en el que le longitud es mucho mayor que

la anchura donde la relación de aspecto es mucho mayor a 1.0. Se

clasifican en fibra corta o discontinua y en fibra continua.

Laminar: Es cuando las dos fases están dispuestas por laminas4.

Para el caso específico de este trabajo se van a usar fibras

lignocelulósicas como refuerzo. Estas fibras serán obtenidas de los

desperdicios del cultivo más adecuado entre palma africana, café o

banano.

1.1.1.1 Fibras lignocelulósicas.

Una fibra lignocelulósica es un compuesto polimérico tridimensional

hecho principalmente de celulosa, Hemicelulosa y lignina. Además de

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6

estos compuestos, las fibras contienen pectina, ceras y substancias

solubles en agua. Aunque la mayoría de fibras lignocelulósicas difieren

en su composición química, todas tienen propiedades muy parecidas; se

encogen al cambiar el contenido de humedad, se degradan a cierta

temperatura y con radiación UV.6

Las largas cadenas de celulosa forman microfibrillas junto con las de

Hemicelulosa. Estas microfibrillas se entretejen entre si formando las

paredes primaria y secundarias de las celdas que conforman la fibra.

Estas celdas están unidas entre si por un compuesto que en su mayoría

es lignina. Dependiendo del ángulo en el que las microfibrillas estén

dispuestas dentro de las paredes de la celda se determina que tan

resistente es la fibra y esto las diferencia de otros tipos de fibra (Figura

1.).

Figura 1. Estructura de las celdas de la madera. S1, S1 y S3 son las paredes

secundarias y P es la pared primaria7.

6 ROWEL, Roger M. 1997 “Property enhaced natural fiber composite materials based on chemical modification”. Polymers—Congresses. I. Prasad, Paras N. II. International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials (4th, Cairo, Egypt). PP 717-732. 7 STOKKE D., GARDNER D. 2003. “Fundamental aspects of wood as a component of thermoplastic composites”. Journal of vinyl & additive technology. Vol 9, No.2, PP. 96-104.

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7

Celulosa: Es el componente esencial de todas las fibras vegetales, es

un polímero lineal conformado por largas cadenas de anhydroglucosa en

las cuales el carbono número 1 de la molécula esta enlazado con el

carbono número 4 de la siguiente molécula (figura 2).

Figura 2. Estructura molecular de la celulosa.8

α-Celulosa: Es el nombre técnico que se le da al material celulósico que

cuenta con un elevado contenido de celulosa pura (90-98%). Otra

definición es: la parte de un material celulósico que es insoluble en una

solución del 17,5% de hidróxido de sodio a 20°C, bajo condiciones

especificas9. El contenido de esta en la fibra es uno de los factores que

se van a tener en cuenta en la escogencia de la fibra lignocelulósica de

refuerzo.

Hemicelulosa: Es un complejo heterogéneo de azucares que incluye un

grupo de polisacáridos que siguen asociados a la celulosa después de

que la lignina ha sido removida. La Hemicelulosa difiere de la celulosa

en tres aspectos: la Hemicelulosa contiene varios tipos de azúcar

mientras que la celulosa solo tiene anhydroglucosa. La Hemicelulosa es

8 BLEDZKI A.K., GASSAN J. 1999. “Composites reinforced with cellulose based fibres”. Prog. Polym. Sci. 24 .PP. 221–274 9 BARBA PACHECO, CLAUDIA, “Síntesis de carboximetilcelulosa (CMC) a partir de pastas de plantas anuales”, Tesis para optar al grado de doctor en ingeniería química, UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI, Terragona, abril del 2002. Extraido de: www.tdx.cesca.es/TESIS_URV/AVAILABLE/TDX-0812102-093854/

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muy ramificada mientras que la celulosa es lineal y el grado de

polimerización de la celulosa es de 10 a 100 veces mayor que el de la

Hemicelulosa. A diferencia de la celulosa, los componentes de la

Hemicelulosa cambian entre planta y planta8. (Figura 3).

Figura 3. Estructura molecular de la Hemicelulosa8.

Lignina: Es un polímero complejo con constituyentes alifáticos y

aromáticos, cuyos monómeros principales son varios anillos de

fenilpropanos unidos de formas que no han sido entendidas totalmente.

Su estructura varía de una planta a otra8. (Figura 4).

Figura 4. Estructura molecular de la lignina8.

1.1.2 Fase continua.

Es también conocida como matriz y es la parte del compuesto que rodea

al refuerzo. Aunque el término matriz da la impresión de ser la mayor

cantidad de material, puede tener la menor fracción en volumen,

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9

especialmente en compuestos con polímeros, donde la matriz necesita

solamente mojar y formar una fase continúa alrededor del refuerzo. El

volumen de fibra en compuestos poliméricos puede alcanzar 60 o 75%4.

Para el caso de este trabajo, se va a usar PVC como matriz.

1.1.2.1 Policloruro de vinilo (PVC).

El PVC es el producto de la polimerización del monómero de cloruro de

vinilo a policloruro de vinilo. La resina que resulta de esta polimerización

es la más versátil de la familia de los plásticos; pues además de ser

termoplástica, a partir de ella se pueden obtener productos rígidos y

flexibles. Debido a sus diferentes procesos de polimerización, se pueden

obtener con el PVC compuestos en forma de polvo o pelet, plastisoles,

soluciones y emulsiones, para a su vez llegar a obtener mediante su

procesado, un sin número de productos terminados.

Las resinas de PVC se pueden producir mediante cuatro procesos

diferentes: Suspensión, emulsión, masa y solución. Con el proceso de

suspensión se obtienen homopolímeros y copolímeros y es el más

empleado, correspondiéndole cinco octavas partes del mercado total10.

El PVC proviene de la sal y el petróleo principalmente, el primer paso en

la producción de resina de PVC es la electrolisis de la sal disuelta en

agua para así disociarla y formar cloro, hidróxido de sodio e hidrógeno.

El cloro sale como un gas húmedo a baja presión, después es secado y

se hace reaccionar directamente con etileno que es un gas petroquímico

y así se genera el dicloruro de etileno que es un líquido incoloro de alta

pureza.

10 Extraido de: www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.htm

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10

Después el dicloruro de etileno es sometido a un proceso de pirolisis en

el que es calentado en un horno a 500°C, lo cual hace que sus

moléculas se separen en cloruro de vinilo y cloruro de hidrógeno,

después de esto la mezcla pasa por columnas de destilación para

separar el cloruro de vinilo del cloruro de hidrógeno11. Y el cloruro de

vinilo es el monómero que después se polimeriza con el catalizador

adecuado formando largas cadenas y así se produce el PVC.

Figura 5. Obtención del cloruro de vinilo12.

Figura 6. Monómero de cloruro de vinilo12.

El PVC es un termoplástico muy versátil, se puede obtener rígido para

ciertas aplicaciones y flexible para otras. Para el caso especifico de este

trabajo se usó un PVC rígido grado extrusión. Es decir que viene con una

formulación de aditivos especialmente diseñada para aplicaciones en

perfilería.

11 Extraido de: www.solvayindupa.com/quemsomos/dosalaopvc/0,,10364-10-0,00.htm 12 Extraido de: www.telecable.es/personales/albatros1/quimica/industria/cloruvin.htm

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11

1.1.2.3 Aditivos para PVC.

Debido a su naturaleza reactiva, el PVC necesita de ciertos aditivos para

facilitar su procesamiento y evitar su degradación. Los aditivos básicos

en una formulación de PVC rígido para extrusión son los siguientes:

Estabilizantes13: Dado que la resina de PVC es muy sensible a la

temperatura, es necesario agregarle un estabilizante para evitar que se

degrade durante el procesamiento, los mas usados son los

órganometales a base de plomo, estaño y los que son a base de calcio y

zinc. Actúan rescatando el HCL perdido durante el procesamiento a altas

temperaturas y estabilizando los átomos inestables de cloro en la

molécula de PVC.

Sales de plomo: Generalmente son compuestos orgánicos como sulfatos,

silicatos, fosfatos, estearatos, ptalatos y maleatos. Son poco costosos,

son excelentes estabilizantes térmicos, buenas propiedades eléctricas y

muy baja absorción de agua. Tienen el inconveniente de que son tóxicos

y han sido prohibidas en muchos países por causas ambientales.

Calcio-zinc: Se usa en aplicaciones donde hay contacto con alimentos

como en botellas de PVC sopladas. Su poder de estabilización es pobre y

pueden dar compuestos con muy buena transparencia y sin olor.

Base estaño: Son los mas usados para estabilizar PVC rígido. Dan muy

buena estabilidad a la luz, color y calor y promueven la fusión

reduciendo la viscosidad del fundido. Algunos de los compuestos de

estaño más nuevos tienen buenas propiedades de lubricación y se usan

para los dos efectos.

13 OXYVINYLS, “Technical report #5. Ingredients used in rigid PVC compounding”, Extraido de: http://www.oxyvinyls.com/LITERATURE/ovtr5.pdf

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12

Ayudas de proceso13: Una ayuda de proceso puede aumentar o

reducir la viscosidad del fundido, incrementar el calor por fricción y

reducir el flujo irregular en el dado. En un compuesto promueve el flujo

y actúa como un lubricante interno. Al aumentar los niveles de ayuda de

proceso, generalmente se permiten menores temperaturas en el barril y

mejora el terminado superficial de la pieza. Los más usados con PVC son

los polímeros acrílicos, el alfa metilestireno ha sido usado también.

Los niveles típicos son entre el 0.5% y el 1% dependiendo del proceso

de extrusión. Un solo tornillo con altos esfuerzos cortantes y la extrusión

multi-tornillo requieren un menor contenido de ayuda de proceso,

mientras que una extrusión a baja cortante y de un solo tornillo requiere

un nivel más alto de ayuda de proceso.

Modificadores de impacto13: Debido a que la resina de PVC es muy

frágil y quebradiza, es necesario un aditivo que mejore su tenacidad,

para eso están los modificadores de impacto. Los más usados son

acrílico (PMMA), polietileno clorado (CPE), metacrilato-butadieno-

estireno (MBS) y acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS). Estos polímeros

proveen un absorbedor de impacto cuando el PVC es calentado a una

temperatura de flujo lo suficientemente alta (196°C) para fundirlo. Si se

funde a una temperatura menor hacen el efecto contrario.

Todos los modificadores de impacto reducen la resistencia al medio

ambiente, a los químicos y a la tensión del PVC. La tubería

generalmente lleva un contenido entre 0 y 2% de modificador de

impacto pero hay aplicaciones en las que se llaga hasta el 14%.

Lubricantes13: Los lubricantes son materiales que controlan el flujo de

material dentro de la extrusora para lograr las mejores propiedades

físicas y características de procesamiento. Existen tres tipos de

lubricantes: internos, externos y de doble efecto.

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Externos: Lubrica entre la superficie metálica de la maquina y las

partículas independientes de PVC. A medida que se aumenta el nivel de

lubricante externo, el punto de fusión de la mezcla se corre hacia el

dado. Los lubricantes externos son normalmente moléculas no poler o

alcalinas. Usualmente ceras parafínicas, aceites minerales o polietileno

Internos: Proveen lubricación a nivel molecular entre las partículas de

resina y reducen la viscosidad del fundido. Son normalmente moléculas

polares. Usualmente ácidos grasos, ácidos esteáricos grasos o esteres

metalicos y son muy compatibles con el PVC.

De doble efecto: Estos materiales proveen ambos efectos de lubricación.

Tienen los dos grupos químicos, polares y no polares, el mas usado es el

estearato de calcio.

Cargas13: Son materiales como carbonatos y silicatos que se le agregan

a la mezcla para bajar el costo de la mezcla, a medida que se aumenta

la carga, el costo disminuye, el peso del material aumenta, la resistencia

a la tensión disminuye y la rigidez aumenta.. El mas usado es el

carbonato de calcio y se le hace un recubrimiento con ácido esteárico

para reducir lo abrasivo del carbonato de calcio y aumentar la vida útil

del equipo.

Los anteriores son los aditivos básicos en una formulación de PVC rígido,

se le pueden agregar mas dependiendo de la aplicación que se le va a

dar al material, como por ejemplo absorbedores de rayos UV y

retardantes de llama.

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1.1.3 Agente de acople.

Principal reto que tiene la investigación sobre polímeros reforzados con

fibras lignocelulósicas, es la incompatibilidad de fases debida a la mezcla

de la fibra lignocelulósica que es hidrofílica con la matriz polimérica que

es hidrofóbica. La adhesión de las interfases juega un muy importante

papel en controlar las propiedades mecánicas de los compuestos,

especialmente en los compuestos de PVC reforzado con fibras

lignocelulósicas14. La resistencia a la tensión se ve muy afectada por la

mala adhesión entre la matriz y el refuerzo.

La solución a este inconveniente es el uso de agentes de acople que

compatibilicen la superficie de la fibra con la de la matriz. Para el caso

del PVC reforzado con fibras lignocelulósicas se han hecho muchas

investigaciones, de donde se ha concluido que hay dos agentes de

acople que son los mas adecuados.

Matuana et al. 15 examinó el efecto de tratamientos superficiales

químicos en las propiedades interfaciales y mecánicas de PVC

plastificado reforzado con fibra celulosica con varios agentes de acople,

que incluían el Gamma-aminopropyltriethoxysilano (A-1100 Silano),

diclorodietilsilano, anhídrido ftalico y polipropileno maleato. Los

resultados muestran que la naturaleza de la superficie de la fibra cambio

de hidrofílica a hidrofóbica con el uso del silano A-1100.

14 MATUANA M., PARK C.B., BALANTINECZ J.J.,1996 “Characterization of microcellular foamed PVC/Cellulosic-fibre composites”, Journal of celular plastics, September, Vol 32, pag. 449. 15 MATUANA M.,WOODHAMS, C.B. PARK C.B., BALANTINECZ J.J, 1998. “Influence of interfacial interactions on the properties of PVC/Cellulosic fiber composites”, Polimer composites, August, Vol 19, No.4, Pag. 446.

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15

Por otro lado Maldas y Kokta16 investigaron el uso de polimetileno

Polifenilisocianato (PMPPIC) como agente de acople entre PVC y madera

y descubrieron que la optima concentración de agente de acople es de

10% en peso de la fibra17.

Ahora según el documento de Bledzki y Gassan8 el material tratado con

PMPPIC da mejores resultados en cuanto a resistencia y rigidez debido a

los enlaces químicos entre el isocianato y los grupos OH de la fibra.

2. FUENTES DE FIBRA. En este trabajo se van a estudiar los desechos lignocelulósicos de los

cultivos de palma africana, banano y café. Por eso es necesario entender

en que consiste cada cultivo, cuales son los desechos y la producción de

fibra lignocelulósica de cada uno.

2.1 Palma de aceite o palma africana La palma aceitera es una planta perenne, cultivada por su alta

productividad de aceite. La producción mundial de aceite de palma se

calcula en más de 3.000 millones de toneladas métricas. Los principales

países productores son Malasia, Nigeria, Indonesia, Zaire y Costa de

Marfil, y otros países africanos y sudamericanos.

Además de su alto rendimiento por unidad de superficie, la palma de

aceite es importante por la gran variedad de subproductos que genera,

los cuales se utilizan en la alimentación y la industria. Tanto el aceite de

pulpa como el de almendra se emplean para producir margarina,

manteca, aceite de mesa y de cocina, y jabones. El aceite de pulpa se

16 MALDAS D., KOKTA B.V., 1991. “Studies on the preparation and properties of particle boards made from bagasse and PVC: II. Influence of the addition of coupling agents”, Bioresourse technology journal, Vol 35, Pag. 251. 17 SOMBATSOMPOP, N., CHAOCHANCHAIKUL, K. 2005, “Average mixing torque, tensile and impact properties, and termal stability of Poly(vinyl chloride)/Sawdust composites with different silane coupling agents”, Journal of applied polymer science, Vol 96,213-221.

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16

usa en la fabricación de acero inoxidable, concentrados minerales,

aditivos para lubricantes, crema para zapatos, tinta de imprenta, velas.

Se usa también en la industria textil y de cuero, en la laminación de

acero y aluminio, en el trefilado de metales y en la producción de ácidos

grasos y vitamina A18.

Datos generales de la palma de aceite. - Producción de hojas: 22-24/ palma/año - Producción de racimos: 12 / año / palma. - Peso del racimo: 20 - 30 kg. - Peso promedio del fruto: 10 gr. - Aceite de almendra: 0.50 ton / ha. - Torta de almendra: 0.45 ton. / ha. - Aceite / racimo: 20 - 25 %. - Producción de aceite: 5 - 8 ton /ha / año - Prod. de raquís (estopas) / racimo: 22 % - La palma cubre gastos desde los 18 a 24 meses y es económicamente viable por 25 años debido a la altura que alcanza18. Fruto: La especie tiene tres variedades de fruto (Figura 7):

• Dura: Su fruto tiene un endocarpio de más de 2 mm de espesor. El

mesocarpio o pulpa contiene fibras dispersas, y es generalmente delgado.

• Pinífera: No tiene endocarpio. La almendra es desnuda. El mesocarpio no

contiene fibras y ocupa gran porción del fruto. Esta variedad produce pocos

frutos en el racimo. Por eso se emplea sólo para mejorar la variedad dura,

mediante el cruzamiento.

18 German Quesada Herrera, “Cultivo e industria de la palma aceitera”, Ministerio de agricultura y ganadería de Costa Rica. 1997

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17

• Ténera: Es el híbrido del cruce entre Dura y Pinífera y es la que se

usa comercialmente. Tiene un endocarpio delgado de menos de 2

mm de espesor. En el mesocarpio se encuentra un anillo con fibras.

Figura 7. Partes y variedades del fruto de la palma africana18.

Desperdicios:

La palma africana produce tres tipos distintos de desperdicios

lignocelulósicos, las hojas, el tronco y el raquís vacío. La palma

desprende entre 22 y 24 hojas al año. El tronco se corta en periodos

entre los 25 y 30 años cuando la palma deja de ser productiva debido a

la altura que alcanza. Una palma promedio produce 13 racimos al año

donde el peso del raquís vacío es aproximadamente el 22% del total del

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18

racimo lleno. La relación entre la producción de aceite y la de raquís de

desecho, consiste en que por cada tonelada de aceite que se produce

sale una tonelada de racimos vacíos18. El rendimiento de la fibra para el

tronco, las hojas y el raquís esta entre 45 y 65% siendo tratados con

NaOH18 para la purificación y eliminación de lignina.

En la tabla 1 se muestran las composiciones químicas de los tres

desechos:

Componente. Raquís. Tronco Hojas

α-celulosa (%) 42,7 29,2 49,6

Hemicelulosa (%) 27,3 16,5 17,8 Lignina (%) 17,2 18,8 19,4

Tabla 1. Composición química de los desechos de palma africana en Malasia (Porcentajes en base seca)19.

Figura 8. a) Raquís de palma africana. b) Troncos de palma africana. c) Hojas de

palma africana.

Producción:

Colombia es el primer productor de palma de aceite en América Latina y

el cuarto en el mundo. Tiene como fortaleza un gremio que cuenta con

sólidas instituciones como la Federación Nacional de Cultivadores de

Palma de Aceite que fue creada en 1962.

19 LAW K.N. Y WAN ROSLI, 2003. “The potentials and challenges of oil palm fibres as raw materials for papermaking”, The electronic journal of fibres and composites, Vol. 1.

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19

La palma de aceite se cultiva principalmente20 en 4 zonas del país:

Norte: Magdalena, Cesar, Atlántico y Guajira.

Central: Santander, Norte de Santander, sur del Cesar y Bolívar

Oriental: Meta, Cundinamarca, Casanare y Caquetá.

Occidental: Nariño.

Los datos mas recientes encontrados acerca de la producción de aceite

de palma y racimos frescos de fruto (RFF) son del 2003 y son los

siguientes:

Producto Zona Toneladas Participación %

Oriental 797.520 30,9 Norte 786.003 30,5

Central 622.329 24,1 Occidental 373.607 14,5

Racimos de fruto

fresco(RFF)

Total 2’579.459 100,0 Oriental 167.094 31,7

Norte 160.073 30,4 Central 122.835 23,3

Occidental 76.632 14,6

Aceite de palma crudo.

Total 526.634 100,0

Tabla 2. Producción de racimos de fruto fresco y aceite de palma crudo en el 2003 en Colombia21.

20 Extraido de www.fedepalma.org/palma.htm 21 Extraído de www.fedepalma.org/estadisticas.htm

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20

2.2 Banano.

Los bananos y plátanos son plantas herbáceas con pseudotallos aéreos

que se originan de cormos carnosos, en los cuales se desarrollan

numerosas yemas laterales o "hijos”. Las hojas tienen una distribución

helicoidal y las bases foliares circundan el tallo o cormo dando origen al

pseudotallo. La inflorescencia es terminal y crece a través del centro del

pseudotallo hasta alcanzar la superficie22.

Figura 9. Partes de la planta de banano22.

22 SOTO, Moisés, “Bananos: técnicas de producción”; San José, Costarica, 2001

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21

Desperdicios:

Debido a la naturaleza de la planta de banano, cada vez que se retira el

fruto, se derriba la planta completa. Por lo tanto, todas las partes,

excepto el fruto, son desperdicio.

Nada más en la región de Urabá, debido a la actividad bananera, se

desechan grandes cantidades de desechos biodegradables y no

biodegradables representados en unas 250.000 toneladas anuales de

banano no exportados y unas 125.000 toneladas de vástagos23.

En algunas partes las hojas y los pseudotallos de desecho se usan como

alimento animal pero la gran mayoría es de desperdicio. En las tablas

3,4 y 5 se ilustra la composición química del pseudotallo, el raquís y las

hojas de la planta con el objeto de evaluar su aplicabilidad en el

proyecto.

Componente % en base seca Hemicelulosa 15,9

Celulosa 18,6 Lignina 1,5

Tabla 3: Composición química del pseudotallo de la planta de banano24.

Componente % en base seca Hemicelulosa 22,1

Celulosa 26,6 Lignina 5,1

Tabla 4: Composición química de las hojas de la planta de banano24.

Componente % en base seca Fibra cruda 30,7 α-Celulosa 53,5

Lignina 11,73 Tabla 5: Composición química del raquís de la planta de banano24.

23 Programa de gestión social y ambiental del sector bananero colombiano, Convenio SENA-AUGURA; Medellín, 2003 24 SOTO, Moisés, “Bananos: cultivo y comercialización”, San José, Costarica; Litografía e imprenta LIL, 1985.

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22

Los pseudotallos del banano tienen 93% de agua y 7% de materia

sólida, de la cual el 40% está constituido por fibras. Estas se parecen a

las del cáñamo en el contenido de celulosa. El inconveniente que

presenta esta parte de la planta es que contiene demasiada agua y

dificulta el proceso de secado.

La fibra del raquís posee una longitud de 3.10 mm en promedio y es

mas larga, mas rica en celulosa y contiene menor contenido de resinas

que la fibra del bagazo de caña. Además posee una baja solubilidad en

benceno y en éter, lo que le proporciona una mayor resistencia y

flexibilidad24.

Producción:

El banano para exportación se produce en el Urabá antioqueño

(municipios de Apartadó, Carepa, Chigorodó y Turbo) y en la región

norte del departamento de Magdalena (municipios de Córdoba, Río Frío,

Orihueca, Sevilla y Aracataca). Hay diferencias importantes en calidad y

tamaño de la fruta entre las dos regiones, debido a las variaciones

climáticas propias de cada zona. Así por ejemplo el banano de Santa

Marta es de menor tamaño que el de Urabá debido a que los períodos de

lluvia son más cortos, aunque es precisamente esta cualidad la que le

permite mayor aceptación en el mercado europeo25.

Los datos mas recientes encontrados sobre la producción de banano en

Colombia son presentados en la tabla 6 y corresponden al primer

semestre de 2004.

25 ESPINAL C.F., MARTÍNEZ H.J., PEÑA MARÍN Y. “La cadena del banano en Colombia. Una mirada de su estructura y dinámica 1991 -2005”, Bogotá, Marzo de 2005. Extraído de www.agrocadenas.gov.co.

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23

Producto Zona Cantidad Participación

% Toneladas

Urabá 24.488.543 69,46 444.222 Magdalena 10.768.126 30,54 195.333

Cajas de 18.14Kg de

banano. Total 35.256.669 100 639.555 Tabla 6. Exportaciones colombianas de banano en el primer semestre de 200426.

De acuerdo a Valladares el al.27, el rendimiento en fibra con 8% de

humedad de todos los componentes de la planta en estado verde, fue

del orden del 5%. En este rendimiento se consideran las fibras

obtenidas a partir del raquís, el pseudotallo y de los nervios de las hojas.

Esto quiere decir que para obtener una tonelada de fibra secada al aire,

se requiere procesar 22 toneladas de material verde que equivale a 367

plantas asumiendo que cada planta rinde aproximadamente 60Kg de

material verde.

2.3 Café.

El cafeto es un arbusto de tres a seis metros de altura, aunque en

algunas variedades llega a los doce metros, con hojas opuestas,

lanceoladas, persistentes, de un bello color verde intenso, flores blancas

y olorosas, parecidas a las del jazmín, y fruto de baya roja, cuya semilla

es el café. Tiene una raíz que puede superar el metro y medio, y un

tronco de unos ocho centímetro de diámetro. Perteneciente a la familia

de las Rubiáceas, conforma el género Coffea, que comprende setenta

especies, aunque solo son productivas las agrupadas en tres grandes

grupos muy diferentes: ARÁBICA, que es con mucho el de mayor calidad

y más extendido, ROBUSTA, muy recio, y LIBÉRICA descubierta en 1843

26 Augura, “Coyuntura Bananera, primer semestre de 2004”, septiembre 2004 27 VALLADARES L. J., ROLZ. C., PEREZ E.H, 1988 “Residuos fibrosos del cultivo del banano como fuentes potenciales de celulosa y papel”, Augura, Año 14, No.1.

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24

en estado salvaje en Liberia, de ahí su nombre, y de cultivo

prácticamente circunscrito en África, que en estado silvestre puede

alcanzar los veinte metros.

Está formada por una piel, denominada exocarpio, cuyo cromatismo

cambiante indica su evolución y que recubre la pulpa denominada

mesocarpio de naturaleza mucilaginosa, que encierra en su corazón dos

semillas de un color gris verdoso o amarillento, alargadas, ovaladas y

planas si pertenecen a la especie Arábica, o más pequeñas, irregulares y

convexas si son Robusta, pegadas por su parte plana y recubiertas de

una película de celulosa amarillenta conocida como cisco o pergamino.

Finalmente cada grano está recubierto a su vez de una fina membrana

de tonalidad plateada28.

Figura 10. Partes del fruto del cafeto28.

28 Extraido de: http://club.telepolis.com/mundocafe/tercero.htm

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25

Desperdicios:

Después del procesamiento del café, quedan como subproductos, la

pulpa que representa entre el 26% y el 30% del total del fruto en base

seca y el cisco o pergamino de café que es entre el 10 y el 12% en base

seca29 . Claro que según el ingeniero Mauricio Pérez de Cenicafe, el

promedio nacional del porcentaje de cisco de café es del 18% del peso

del grano en base seca, hay que tener en cuenta que estos porcentajes

varían dependiendo de la zona y las condiciones climáticas donde se

encuentra el cultivo.

A continuación se ilustran las composiciones de los dos subproductos

más abundantes del procesamiento del café:

Tabla 7. Composición química de la pulpa de café en base seca30.

Tabla 8. Composición química del cisco de café31.

29 BRESSANI R. “Coffee, coffee pulp”. Extraido de: www.fao.org/ag/aga/agap/frg/afris/Data/540.htm 30 VARGAS, E., CABEZAS, M.T., Y BRESSANI, R. “Pulpa de café en la alimentación de rumiantes. 1. Digestibilidad in vivo de la pulpa”. Agronomía Costarricense, 1: 51-56, 1977 31 TRUJILLO D. “Aprovechamiento industrial del cisco de café”.Universidad católica de Valparaíso, escuela de ingeniería química Valparaíso, 1944

Componente % en base seca Celulosa 33,4

Hemicelulosa 4,7 Lignina 28,8

Componente % en base seca Celulosa 34,1 Cutina 8,5 Fibra cruda. Lignina 3,1

Lignina 24,6 Pentosanos (Hemicelulosa) 21,25

Cenizas 2,11

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26

Para el contenido de Hemicelulosa que se ve en la tabla, es necesario

aclarar que la Hemicelulosa esta compuesta por celulosa y otros dos

polisacáridos que son: Pentosanos (Xilanos) y Hexosanos (mananos),

entonces este valor es parcial31.

Producción:

Según información del Ministerio de Agricultura, en el año 2003 el café

fue el primer producto agrícola en extensión en Colombia con 775.000

hectáreas, que rindieron 694.080 toneladas métricas. Representa el

20% del área cosechada en Colombia y el 34% de los cultivos

permanentes. Su producción representa el 10% del valor de la

producción agropecuaria y el 18% de la actividad agrícola Colombiana32.

A continuación los datos de la producción de café en Colombia en el

2004:

32 ESPINAL C.F., MARTÍNEZ H.J., GAITAN X. “La cadena del café en Colombia. Una mirada global de su estructura y dinámica 1991 -2005”, Bogotá, Marzo de 2005. Extraído de www.agrocadenas.gov.co.

Mes Miles de sacos de

60Kg Enero 1171

Febrero 770 Marzo 811 Abril 738 Mayo 1091 Junio 954 Julio 774

Agosto 722 Septiembre 465

Octubre 1106 Noviembre 1368 Diciembre 1373

Total 11343 Total en

toneladas 680580

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27

Tabla 9. Producción de café en Colombia en el 200433.

2.4 Selección de la fibra.

Para la selección de la fibra mas adecuada para reforzar el PVC, primero

se seleccionó el desperdicio más significativo de cada cultivo y para

elegir uno de estos se tuvieron en cuenta tres factores: el contenido de

celulosa y lignina de cada fibra, la cantidad generada en Colombia al año

y los procesos necesarios para adecuar la fibra.

Hay que tener en cuenta que el contenido de celulosa de la fibra dice

que tan resistente es esta. La producción anual también es importante

para garantizar que sea suficiente en caso de una producción a gran

escala. Los procesos necesarios para adecuar la fibra son muy

importantes ya que esto implica el aumento en el costo de la fibra.

Para el caso de la palma africana se descartó el tronco por su baja

producción ya que cada palma tiene una vida útil de aproximadamente

25 años y es entonces cuando se desecha el tronco. Las hojas se

desecharon porque tienen un menor contenido de celulosa que el raquís

y además contienen mucha humedad.

En el caso del banano se desecharon las hojas y pseudotallo por sus

altos contenidos de humedad que dificultarían el procesamiento de estos,

además de su bajo rendimiento celulósico.

33 Extraido de: www.cafedecolombia.com/economiacafetera/estadisticas.html

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28

Para el caso del café, se escogió el cisco por su baja humedad. La pulpa

de café además es un tejido mucilaginoso que en su extracción se usan

procesos húmedos que la dejan llena de impurezas y con un alto nivel

de humedad.

Para ilustrar mejor este proceso de selección se construyo la siguiente

tabla comparativa:

Tabla 10. Tabla comparativa de las fibras lignocelulósicas.

Ahora, para analizar la cantidad de procesos que se le deben realizar a

los residuos para poder ser usados como refuerzo de un polímero, se

procedió a la elaboración de la tabla 11 donde se muestran las ventajas

y desventajas de cada fibra lignocelulósica.

34 CALLE V., H., “Subproductos del café”, Boletín técnico de CENICAFE, No. 6; 1-84, 1977.

Desecho Cantidad

(Ton/año)

% α-Celulosa

(base seca)

% Lignina base seca.

Raquís Palma 52600021 42,719 17,219 Raquís Banano 18000023 53,524 11,7324 Cisco de café. 12200033 50,234 24,631

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29

Tabla 11. Ventajas y desventajas de cada desecho.

Como se puede ver en la tabla 10, el contenido de celulosa es muy

parecido en las tres fibras. El contenido de lignina no afecta mucho

porque de todas formas tiene que ser retirada de la fibra mas adelante y

la producción al año en Colombia es altísima por lo que ninguna de las

tres fibras va a escasear en caso de una producción a gran escala.

Entonces la decisión de la fibra queda en la tabla 11, donde las

desventajas implican más procesos para adecuar la fibra y esto a su vez

implica costos.

Es por esto que la fibra seleccionada es el cisco de café, esta fibra

viene casi lista para ser usada y sería la más económica a la hora de

producirla. Además es un producto muy representativo de nuestro país.

3. MATERIALES.

Desecho Ventajas Desventajas

Raquís de palma.

-Tiene un alto rendimiento en fibra (45 -65%). -Se produce en varias zonas del país (bajo costo de transporte)

-Vienen con residuos de aceite y tierra. -Es grande, hay que molerla y secarla.

Raquís de banano

-Es la fibra con mayor contenido de celulosa y además es la que tiene el menor contenido de lignina.

-Es un tronco largo que hay que moler. -Tiene un contenido de humedad de 93%. -La fibra tiene un rendimiento de apenas un 5% con un 8% de contenido de humedad.

Cisco de café.

-Viene muy puro y las impurezas son de fácil extracción. -Viene suelto y con un tamaño de grano pequeño. -Bajo contenido de humedad (10% Aprox)

- Tiene un alto contenido de lignina.

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30

Se describirán los materiales que se seleccionaron para matriz

polimérica, fibra lignocelulósica de refuerzo y agente de acople.

3.1 Matriz Polimérica.

El material seleccionado como matriz en este proyecto fue Policloruro de

vinilo (PVC) con una formulación diseñada para perfiles rígidos con

carga y muy gentilmente suministrada por Geon Polímeros Andinos S.A.

(Figura 11).

La referencia comercial del PVC suministrado es EP2400NAT, esto quiere

decir que es un PVC para perfilería rígida color natural y con carga de

carbonato de calcio recubierto con ácidos esteáricos, el material viene

granulado. Se le hizo medición de densidad por medio de la norma

ASTM D792 y arrojo un valor de 1,4034 gr/cm3, que esta dentro del

rango que presenta la hoja técnica. (Anexo 1)

Figura 11. PVC utilizado.

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31

3.2 Fibra lignocelulósica de refuerzo.

El cisco de café fue conseguido de dos fuentes, la primera fue la

Federación Nacional de Cafeteros (figura 12) y la segunda fue la

trilladora Cundicafe (figura 13).

El cisco proveniente de la Federación Nacional de Cafeteros venía tal

como sale de las trilladoras en la zona cafetera, por lo tanto venia con

un tamaño de grano grande. El cisco de Cundicafe viene de cultivos en

el Huila y lo suministro un cliente de la trilladora que lo muele para

usarlo como alimento para porcinos, por eso viene con un tamaño de

grano muy fino.

Figura 12. Cisco suministrado por la Federación Nacional de Cafeteros.

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32

Figura 13. Cisco suministrado por Cundicafe.

3.3 Agente de acople.

Hay dos opciones de agente de acople que como se dijo en la sección

1.1.3, sirven y dan resultados muy semejantes en cuanto a propiedades

mecánicas del compuesto, estos son: el silano A-1100 y polimetileno

Polifenilisocianato (PMPPIC).

Para este proyecto se escogió el PMPPIC debido al costo y a la facilidad

en la consecución. En el anexo 2 se puede ver la hoja técnica.

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

En la tabla 12 se ve un resumen del procedimiento experimental que se

siguió.

Material Sección 4.1 Sección 4.2 Sección 4.3

Cisco de Café

-Tamizado. -Purificación.

-Secado.

-Impregnación del cisco con el

agente de acople.

-Mezcla. -Molienda. -Moldeo de probetas.

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33

Agente de acople

(PMPPIC)

PVC

-Pruebas de tensión e impacto.

Tabla 12. Resumen del procedimiento experimental.

4.1. Preparación de la fibra de cisco de café.

En esta parte del procedimiento se realizo el tamizado de la fibra, la

purificación y el secado de la misma, a continuación se explica

brevemente los pasos que se siguieron y los métodos que se utilizaron.

4.1.1 Tamizado.

Esta prueba se realizo con el cisco de café suministrado por la

Federación Nacional de Cafeteros con el tamaño de grano tal como sale

de la trilladora en el eje cafetero. Este tamaño varía de acuerdo al tipo

de trilladora que se use y por lo tanto estos datos son para efectos de

este trabajo únicamente.

En la prueba de tamizado se usó la norma ASTM E-11/2001, para ello se

empleo la unidad de tamizado referencia Ro-Tap Testing Sieve Shaker

modelo B de Tyler industrial products disponible en el CIPP (Figura 14).

Para la prueba se uso una muestra de 200 gr de cisco y se puso en la

máquina por 20 minutos con los tamices mesh # 10,20,30,50 y 100 con

una abertura de 2mm, 850µm, 600 µm, 300 µm y 150 µm

respectivamente.

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34

Figura 14. Unidad de tamizado referencia Ro-Tap Testing sieve shaker modelo B

De acuerdo al trabajo previo realizado por Carlos Andrés Rodríguez35,

una fibra con un tamaño menor al de la malla 30 (600 µm) es la que se

debe usar para esta aplicación.

De acuerdo a los resultados del tamizado (Figura 24), más del 50% del

cisco no pasa por la malla 10 con 2mm de abertura, y apenas el 10%

aproximadamente del cisco pasa por la malla 30. Por eso se debe

someter a un proceso de molido. En el cisco suministrado por Cundicafe

el 100% del material paso la malla 30. Estos resultados estan

consignados en el capitulo de resultados.

4.1.2 Purificación.

35 RODRIGUEZ. C.A. ,2001, “Estudios de compatibilidad en plásticos reforzados con fibras lignocelulósicas”,Revista del programa de magíster en ingeniería mecánica, Marzo, No. 4

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35

Por medio de la purificación lo que se busca es la eliminación de la

lignina y otras impurezas que hay en la fibra y pueden perjudicar el

correcto desempeño de la fibra.

El procedimiento utilizado para purificar la fibra fue el de alcalinización.

Este consiste en hervir las fibras en una solución con 10% de Hidróxido

de sodio durante 30 minutos y después lavar la fibra con agua destilada

para eliminar el hidróxido de sodio que queda para después secarla36.

Al retirar la lignina mediante este proceso, sucede que el cemento que

une las fibras entre si desaparece permitiendo que las fibras puedan ser

separadas entre si mas fácilmente. Además se eliminan los ingredientes

indeseables como las grasas, ceras e impurezas.

4.1.3 Secado.

Dado que el cisco viene con una humedad del 10% aproximadamente y

que por el proceso de purificación el cisco queda totalmente mojado, es

necesario someterlo a un proceso de secado ya que la humedad afecta

las propiedades del compuesto porque se forman burbujas dentro del

material. El secado se realizó en el horno de convección Thermolyne

(figura 15) a una temperatura de 80°C por 24 horas para asegurar una

reducción adecuada en los niveles de humedad de la fibra.

36 BISMARCK A., LAMPKE T, STAMBOULIS A., SHENDEROVICH I, 2002, “Surface Characterization of flax, hemp and cellulose fibers; Surface properties and the water uptake behavior”, Polimer composites journal, October, Vol 23, No. 5, Pag 872.

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36

Figura 15. Horno de convección Thermolyne.

4.2. Impregnación del cisco de café con el agente de acople.

Como se dijo anteriormente según Maldas y Kokta16 la concentración

optima de PMPPIC es 10% en peso de la fibra. Para aplicarle el PMPPIC a

las fibras se siguió el procedimiento descrito en el documento de

Rozman et al.37, que consiste en hacer una solución del 20% de agente

de acople en acetona, luego la fibra se pone en un agitador y se le va

agregando la solución lentamente para asegurar la distribución uniforme.

Cuando se acaba la solución se sigue agitando por media hora y

finalmente se mete la mezcla en el horno a 80°C durante dos horas para

que se evapore la acetona y quede el agente de acople distribuido

uniformemente en la fibra.

4.3 Preparación del compuesto.

Una vez preparada la fibra e impregnada con el agente de acople queda

lista para ser mezclada con el PVC y luego molida para poder moldear

las probetas.

37 ROZMAN H.D., TAY G.S., KUMAR R.N., ABUSAMAH A., ISMAIL H., ISHAK Z.A., 2001, “Polypropylene-oil palm empty fruit bunch-glass fibre hybrid composites: a preliminary study on the flexural and tensile properties”, European polymer journal 37, Pag. 1283-1291.

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37

4.3.1. Mezcla.

Las mezclas de la fibra con el PVC se realizaron en el equipo Brabender

Plasti-corder PLE 331 con una cabeza de mezclado tipo W50H y con una

capacidad para mezclas de 45gr aproximadamente.

Debido a la sensibilidad del PVC a la temperatura, para este proceso de

mezcla se debió ser muy cuidadoso con la temperatura. Según la hoja

técnica del material suministrada por Geon Andina, la temperatura de

compuesto fundido del PVC debe estar entre 180 y 185°C y de acuerdo

al trabajo realizado por Diego Iván García38, el cisco de café tiende a

degradarse a los 180°C. Se trato de mezclar a esa temperatura con una

velocidad de 60 RPM, pero el material no homogeneizo, entonces se

procedió a aumentar la temperatura hasta los 190°C. Temperatura a la

cual homogeneizo el material y no se detecto ningún indicio de

degradación del mismo. El tiempo de estadía dentro de la maquina se

determino por el tiempo de estabilización del torque.

Figura 16. Cabeza de mezclado W50H antes y después de la mezcla..

38 GARCIA TROMPA, DIEGO IVAN., “Estudios de procesabilidad para polietileno de alta densidad reforzado con cisco de café”, Tesis para aspirar al titulo de Msc. Ingeniero Mecánico, Uniandes, 2003

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38

Figura 17. Equipo de mezclado Brabender Plasti-corder PLE 331.

4.3.2 Molienda.

Después de la mezcla y para evitar procesos mas complicados se realizó

una molienda de la mezcla para poder ser moldeada mas adelante. Para

esto se uso el molino de cuchillas Condux disponible en las instalaciones

del CIPP.

Figura 18. Mezcla antes y después de la molienda.

IM-2005-I-08

39

4.3.3 Preparación de las probetas.

Las probetas utilizadas para las pruebas de tensión e impacto se

realizaron por el método de moldeo por compresión de acuerdo a la

norma ASTM D4703. En la siguiente tabla se encuentran los factores de

fabricación de las probetas.

Tabla 13. Factores de fabricación de las probetas.

Para producir 5 probetas de tensión y 6 de impacto se requerían

aproximadamente 200 gr de material, por eso se hicieron 5 mezclas de

45gr por muestra.

Figura 19. Molde para la producción de las probetas.

Temperatura de moldeo. 190°C

Temperatura de desmolde. 37°C

Presión del cilindro. 60000 Psi

Tiempo de calentamiento sin presión 10 min

Tiempo de aumento de presión. 1min

Tiempo de sostenimiento. 1min

Flujo de agua en las placas. 10 Gal/min.

Velocidad de enfriamiento. 7°C/min.

IM-2005-I-08

40

A las probetas de impacto se les hace una muesca para cumplir con la

norma ASTM D256 para prueba de impacto Izod. Esta se realizo por

medio de una fresa con la maquina que se ve en la figura 20.

Figura 20. Fresadora de muesca para probetas de impacto.

4.3.4 Montaje de las pruebas.

Tensión:

Esta prueba se realizó siguiendo la norma ASTM D638, y para ello se

empleo la máquina universal INSTRON 5586. Mediante esta prueba se

obtienen los resultados de resistencia a la tensión y módulo de

elasticidad. En la figura 21 se aprecia la máquina y las mordazas para

agarrar las probetas.

Figura 21. Maquina universal INSTRON 5586.

IM-2005-I-08

41

Impacto:

Esta prueba consiste en evaluar la cantidad de energía absorbida por el

material en el momento de fomentar la propagación de la grieta. Para

realizar esta prueba se uso el método A (Izod) descrito en la norma

ASTM D256, con un péndulo de 2.71J.

El montaje de esta prueba es un péndulo que golpea la probeta y marca

la energía perdida debido al golpe, antes de realizar esta prueba es

importante medir el espesor de la probeta ya que estos resultados de

dan en Joules/m, donde la dimensión del denominador es el espesor de

la probeta. En la siguiente figura se muestra el aparato para medir la

resistencia al impacto.

Figura 22. Maquina para ensayo de impacto.

4.4. DISEÑO EXPERIMENTAL.

4.4.1 Elección de factores y niveles.

En este trabajo se van a tener en cuenta tres factores los cuales se van

a evaluar como tres experimentos completamente aleatorizados

diferentes de un solo factor cada uno con efectos fijos, esto con el fin de

IM-2005-I-08

42

analizar cual factor afecta más en las propiedades del material y tratar

de concluir una composición ideal.

El primer factor que se va a tener en cuenta es el contenido de cisco de

café en peso en la probeta, este factor va a contar con 4 niveles que son

0%, 25%, 50% y 60% de cisco purificado y con agente de acople.

El segundo factor tiene 2 niveles y es para identificar el efecto del

agente de acople en las propiedades del material, es decir que los dos

niveles son con agente de acople y sin agente de acople para una

composición de 25% de cisco de café purificado.

El tercer factor es la purificación, se va a evaluar el efecto de la lignina

en las propiedades del material, los dos niveles son con purificación y

sin purificación para una composición de 25% de cisco sin agente de

acople.

Se hicieron 5 repeticiones por prueba.

4.4.2 Variables de respuesta.

Las propiedades del material que van a ser evaluadas son las siguientes:

Resistencia a la tensión.

Módulo de elasticidad.

Resistencia al impacto.

Torque máximo en el mezclador interno Brabender Plasta-

corder PLE 331.

Las primeras tres variables se escogieron porque son las más

representativas en cuanto a propiedades mecánicas y son las que se ven

mas afectadas por la variación de los factores ya descritos. Y el torque

IM-2005-I-08

43

se va a analizar porque representa el consumo de energía y por tanto se

puede traducir en costos relacionados con la procesabilidad.

Para los resultados del torque y el tiempo de estabilización, se utilizaron

las graficas de Torque contra tiempo de estabilización suministradas por

el equipo Brabender plasti-corder. En la figura 23 se ve un ejemplo de

estos gráficos. Para el torque máximo, se toma el pico que en este caso

sería aproximadamente 32Nm y para el tiempo de estabilización se

toma el tiempo en el que la grafica tiende a ser asintótica, es decir,

aproximadamente 11 minutos y el torque mínimo seria 19Nm

aproximadamente.

Torque Vs. t de estabilización

0

5

10

15

20

25

30

35

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

t de estabilizacion (min)

Torq

ue (N

m)

c Figura 23. Ejemplo de grafica de torque contra tiempo de estabilización.

Para el análisis de los datos obtenidos después de las pruebas se va a

utilizar un análisis de varianzas por medio del modelo ANOVA. Para

poder aplicar este modelo es necesario el cumplimiento de los supuestos

de varianza constante y de normalidad de los residuales. En el caso que

IM-2005-I-08

44

no se cumplan estos supuestos será necesario usar la transformación de

las variables de respuesta por el método Box-cox o pruebas no

paramétricas. Para hacer todo este análisis estadístico se usara el

software Minitab 14.

5. RESULTADOS.

Tamizado:

En la figura 24 se aprecian los resultados de la prueba de tamizado que

esta descrita en la sección 4.1.1.

Proporciones tamizado

0

10

20

30

40

50

60

No paso Mesh10 Mesh20 Mesh30 Mesh50 Mesh100

Malla

Porc

enta

je

Figura 24. Resultados del tamizado.

Propiedades mecánicas:

En las figuras 25, 26 y 27 se aprecian los promedios de las 5 mediciones

y la desviación estándar por medio de las barras de los resultados de

resistencia a la tensión, modulo de elasticidad y resistencia al impacto.

Los resultados numéricos se pueden encontrar en los anexos 3 y 4.

IM-2005-I-08

45

Resistencia a la tensión

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

0% 25% 50% 60% 25% sin A.A,sin Purif

25% sin A.A.con Purif

Contenido de cisco

MPa

Figura 25. Resultados de la prueba de resistencia a la tensión.

Módulo de elasticidad

0

1

2

3

4

5

6

0% 25% 50% 60% 25% sin A.A,sin Purif


Contenido de cisco

GPa

Figura 26. Resultados de módulo de elasticidad.

IM-2005-I-08

46

Resistencia al impacto

0

10

20

30

40

50

60

70

0% 25% 50% 60% 25% sin A.A,sin Purif


Contenido de cisco

J/m

Figura 27. Resultados prueba de resistencia al impacto.

Torque:

En la tabla 14 se muestran los valores promedio del torque máximo,

torque mínimo y tiempo de estabilización en el proceso de mezcla del

compuesto en el equipo Brabender Plasticorder. En el anexo 5 se

consignan todos los datos de torque y tiempos de estabilización.

Tabla 14. Torques y tiempos de estabilización del Brabender.

Sabiendo que la potencia en Watts utilizada por el equipo es la

multiplicación del torque en Nm por la velocidad de giro de los tornillos

en Rad/s, y además sabiendo que la velocidad de giro se mantuvo

constante a 60 RPM, se puede hallar el consumo de energía del equipo,

que se traduce en costo y es directamente proporcional al torque.

Mezcla Torque max Prom (Nm)

Torque min Prom (Nm)

t estabilización Prom (seg)

25% Cisco 37,4 22 326 ±5 50% Cisco 21,2 15,4 274 ±5 60% Cisco 19,4 15 249 ±5

25% sin a.a. sin purif 34,6 20,2 340 ±5 25% sin a.a. con purif 32,8 19 326 ±5

IM-2005-I-08

47

Torques

05

10152025303540

sin a.a. sin purif sin a.a. conpurif

25 50 60

Mezcla

NmTorque max.

Torque min

Figura 28. Grafica de los torques en el mezclado.

En la figura 28 se ve como a medida que aumenta el contenido de cisco

disminuye el torque. Igualmente en la figura 29 se nota un

decrecimiento en el tiempo de estabilización a medida que aumenta el

contenido de cisco.

Tiempo de estabilización

0

50

100

150

200

250

300

350

400

25% sin a.a. sinpurif

25% sin a.a. conpurif

25 50 60

Mezcla

Segu

ndos

Figura 29. Grafica de los tiempos de estabilización del torque.

En la figura 30 se muestra el efecto del contenido de cisco sobre el

torque y el tiempo de estabilización al tiempo.

IM-2005-I-08

48

Torque max. Vs. t de estabilización

200

225

250275

300

325

350375

400

15 17,5 20 22,5 25 27,5 30 32,5 35 37,5 40

Tmax (Nm)

Segu

ndos

.

25% 50% 60% Sin a.a. sin Purif. Sin a.a.con purif. Medias

Figura 30. Grafica de Torque máximo Vs. Tiempo de estabilización.

De acuerdo a las figuras 28, 29 y 30 se puede decir que a medida que

se aumenta el contenido de cisco, baja el costo de producción del

compuesto en cuanto a consumo de energía. Para confirmar la anterior

afirmación se realizará el análisis de varianzas correspondiente.

6. ANÁLISIS DE RESULTADOS.

Para el análisis de propiedades mecánicas se va a proceder separando

los resultados en factores. El análisis se realizara por el método ANOVA

y para ello habrá que verificar los supuestos de varianzas constantes y

normalidad en los residuales con un α = 0,05.

IM-2005-I-08

49

6.1 Factor 1: Contenido de cisco.

En la figura 30 se ven los intervalos de confianza y la tendencia de los

datos para las variables de salida, nótese en la gráfica de módulo que

para el valor con 60% de cisco, el intervalo es gigante. Esto puede

ocurrir porque los datos son muy dispersos y puede ser debido a fallas

en la producción de las probetas o simplemente que el contenido de

cisco es tan alto que pierde su rigidez.

También se puede ver el decremento casi lineal en la resistencia a la

tensión debido al aumento en el contenido de cisco.

Otro detalle interesante es como varia la resistencia al impacto entre

0% y 25%, y nótese que después de 25% se mantiene casi constante.

Hay que tener en cuenta que para la variable de salida del torque solo

se evaluaron tres niveles porque el PVC puro no se mezclo en el

Brabender.

% cisco

50

45

40

35

30

6050250

6

5

4

3

2

6050250

60

50

40

30

40

35

30

25

20

Tension Modulo

Impacto Torque

Interval Plot of Tension. Modulo. Impacto. Torque vs % cisco95% CI for the Mean

* Tensión en MPa, Módulo en GPa, Impacto en J/m y Torque en Nm

Figura 31. Intervalos de confianza del 95% para las medias del primer factor.

IM-2005-I-08

50

Ahora para validar el supuesto de varianzas constantes se va a usar un

α = 0,05, es decir que se va a buscar una certeza del 95% en el

supuesto. Para validar el supuesto se va a usar la prueba de Levene por

medio de Minitab 14.

En la tabla 15 se muestran los resultados de la prueba, si el P-Value de

la prueba es mayor a 0,05, entonces quiere decir que aprobó la

hipótesis y si cumple con el supuesto de varianzas constantes.

Tabla 15. Resultados de la prueba de Levene para factor 1.

En la tabla 15 se ve como la variable de módulo de elasticidad es la

única que no aprobó la hipótesis, debido a la dispersión tan grande que

tiene el dato del 60% de cisco. Para solucionar este problema se le va a

aplicar la transformación de Box-cox a los datos y se le va a volver a

realizar la prueba para ver si cumple el supuesto.

Variable de respuesta.

Estadístico de Levene

P-Value Aprobación de la Hipótesis.


1,82 0,184 SI.


7,44 0,002 NO.


3,19 0,052 SI.

Torque 0,3 0,749 SI.

IM-2005-I-08

51

Lambda

StD

ev

5,02,50,0-2,5-5,0

1,5

1,4

1,3

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

Lower CL Upper CL

Limit

Estimate -0,56

Lower CL -2,36Upper CL 1,21

Rounded Value -0,50

(using 95,0% confidence)

Lambda

Box-Cox Plot of Modulo

Figura 32. Transformación Box-Cox para el modulo de elasticidad.

En la figura 32 se ve que el valor de lamda estimado es de -0,5, es decir

que a los valores γ de módulo de elasticidad hay que hacerles una

transformación γ-0,5.

Después de aplicarle la transformación, se volvió a hacer la prueba de

Levene y arrojo un P-Value de 0,005, es decir, que de todos modos no

aprobó la hipótesis, entonces el análisis de varianzas se va a realizar

por medio de una prueba no paramétrica.

Ahora se les va a realizar la prueba de la normalidad de los residuales a

las cuatro variables de respuesta, por medio de la prueba de

Kolmogorov-Smirnov y gracias a Minitab 14.

IM-2005-I-08

52

Residuales Tension

Porc

enta

je %

1050-5-10

99

95

90

80

70

60504030

20

10

5

1

Mean 1,421085E-15StDev 3,075N 20AD 0,496P-Value 0,189

Normal - 95% CIPrueba de normalidad de los residuales de Tensión

Figura 33. Prueba de normalidad de los residuales de tensión.

Residuales impacto

Perc

ent

1050-5-10-15

99

95

90

80

70

60504030

20

10

5

1

Mean 0StDev 3,879N 20AD 0,235P-Value 0,761

Normal - 95% CIPrueba de normalidad de los residuales de Impacto

Figura 34. Prueba de normalidad de los residuales de Impacto.

IM-2005-I-08

53

Residuales de Modulo Trans.

Perc

ent

0,150,100,050,00-0,05-0,10-0,15

99

95

90

80

70

60504030

20

10

5

1

Mean -8,32667E-18StDev 0,04333N 20AD 1,039P-Value 0,008

Normal - 95% CIPrueba de normalidad de los residuales de Modulo Trans.

Figura 35. Prueba de normalidad de los residuales de Módulo transformado.

Residuales de Torque

Perc

ent

43210-1-2-3-4

99

95

90

80

70

60504030

20

10

5

1

Mean 1,184238E-15StDev 0,9710N 15AD 0,648P-Value 0,073

Normal - 95% CIPrueba de normalidad para los residuales de Torque

Figura 36. Prueba de normalidad de los residuales de Torque.

IM-2005-I-08

54

En las figuras 33, 34, 35 y 36 se aprecia como tensión, impacto y torque

aprobaron la hipótesis, entonces si cumplen con ambos supuestos con

una confiabilidad del 95%. Para el caso del módulo de elasticidad

transformado, no paso ninguna de las dos pruebas entonces el análisis

de varianzas se le hará con una prueba no paramétrica.

6.1.1. Análisis de varianzas para el factor 1 (% de cisco):

En el análisis de varianzas lo que se quiere es probar la igualdad de las

medias de los a niveles, esto es equivalente a la prueba de las hipótesis:

0:0====:

1

3210

�‚i

a

τHττττH

Al menos para una i. Donde τ es el efecto del nivel que se este evaluando, es decir, un

porcentaje de cisco para este caso. Si la hipótesis nula es verdadera, el

cambio en los niveles del factor no tiene efecto sobre la respuesta

promedio39.


Fuente GL SC MC f0 P % de Cisco. 3 767,4 255,8 22,78 0,00

Error 16 179,7 11,2 Total 19 947,1

Tabla 16. Tabla ANOVA para resistencia a la tensión en el factor 1.

Que el valor de P sea menor a α=0,05, indica que la hipótesis se

rechaza, por lo tanto, se concluye que el contenido de Cisco en la

mezcla afecta de manera significativa la resistencia a la tensión.

39 MONTGOMERY. D.C., RUNGER. G.C., “Probabilidad y estadística aplicadas a la ingeniería”, Mc Graw-Hill, Mexico, 1998.

IM-2005-I-08

55



Error 16 285,8 17,9 Total 19 933,0 Tabla 17. Tabla ANOVA para resistencia al impacto en el factor 1

Para la resistencia al impacto también se concluye que el contenido de

Cisco en la mezcla afecta significativamente los resultados.


Para el módulo de elasticidad se realizó la prueba no paramétrica de

Kruskal-Wallis de igualdad de medias debido a que esta variable no

cumplió con ninguno de los supuestos para aplicar ANOVA. Kruskal-Wallis Test on Modulo

% cisco N Median Ave Rank Z 0 5 2,645 3,8 -2,92 25 5 3,471 10,2 -0,13 50 5 4,776 16,4 2,57 60 5 3,984 11,6 0,48

Overall 20 10,5

H = 11,57 DF = 3 P = 0,009

Se ve en los resultados arrojados por minitab 14 que el valor de P da

menor al de α, por lo tanto se rechaza la hipótesis y significa que esta

variable también se ve afectada significativamente por el % de Cisco de

café.

Torque.


Error 12 13,20 1,10 Total 14 996,00

Tabla 18. Tabla ANOVA para Torque en el factor 1.

En la tabla 18 se aprecia como el contenido de cisco en la mezcla afecta

significativamente el torque de la máquina.

IM-2005-I-08

56

6.2 Factor 2: Agente de acople.

Agente de acople

45,0

42,5

40,0

37,5

35,0

sincon

3,8

3,6

3,4

3,2

sincon

40,0

37,5

35,0

32,5

30,0

38

36

34

32

30

Tension Modulo

Impacto Torque

Interval Plot of Tension. Modulo. Impacto. Torque vs Agente de acople95% CI for the Mean

*Tensión en MPa, Módulo en GPa, Impacto en J/m y Torque en Nm

Figura 37. Intervalos de confianza del 95% para las medias del factor 2.

En la tabla 19 se ven los resultados de la prueba de Levene para la

comprobación del supuesto de varianzas constantes.





0,00 0,956 SI.


0,44 0,527 SI.


0,22 0,651 SI.

Torque 1,38 0,273 SI Tabla 19. Resultados de la prueba de Levene para el factor 2.

IM-2005-I-08

57

De acuerdo a la prueba de Levene las cuatro variables aprobaron la

hipótesis, por lo tanto, todas cumplen el supuesto de varianzas

constantes.

El supuesto de normalidad de los residuales se comprobó por medio de

la prueba de Kolmogorov-Smirnov, y los resultados se consignaron en la

tabla 20.

Tabla 20. Resultados de la prueba de Kolmogorov-Smirnov para el factor 2.

El módulo de elasticidad no aprueba, pero debido a que el P-Value se

acerca mucho a 0,05 y además que el análisis de ANOVA no es muy

sensible a este supuesto, se procede al análisis sin tener en cuenta el no

cumplimiento de este supuesto.

6.2.1 Análisis de varianzas para el factor 2 (Agente de acople).



Error 8 40,54 5,97 Total 9 144,43


Que el valor de P sea menor a α=0,05, nos dice que la hipótesis se

rechaza, por lo tanto, se concluye que la presencia de agente de acople

en la mezcla afecta de manera significativa la resistencia a la tensión.

Variable de respuesta. P-Value. Aprobación de la

hipótesis Resistencia a la tensión 0,630 SI Módulo de elasticidad. 0,049 NO Resistencia al impacto. 0,251 SI

Torque 0,630 SI

IM-2005-I-08

58



Error 8 0,3301 0,0413 Total 9 0,3491 Tabla 22. Tabla ANOVA para modulo de elasticidad en el factor 2

Como para el módulo de elasticidad el valor de P es mucho mayor que α,

entonces la hipótesis es verdadera, lo cual indica que la presencia de

agente de acople no tiene efecto sobre el módulo de elasticidad del

material.



Error 8 56,31 7,04 Total 9 132,50 Tabla 23. Tabla ANOVA para resistencia al impacto en el factor 2

Se ve en la tabla 23 que la presencia de agente de acople si afecta la

resistencia al impacto pero en un menor grado que la resistencia a la

tensión.

Torque


Error 8 10,00 1,25 Total 9 62,90

Tabla 24. Tabla ANOVA para torque en el factor 2

El torque si se ve afectado significativamente por el agente de acople.

IM-2005-I-08

59

6.3 Factor 3: Purificación.

Purificacion

40

38

36

34

sincon

3,8

3,6

3,4

3,2

sincon

40,0

37,5

35,0

32,5

30,0

36

34

32

Tension Modulo

Impacto Torque

Interval Plot of Tension. Modulo. Impacto. Torque vs Purificacion95% CI for the Mean

*Tensión en MPa, Módulo en GPa, Impacto en J/m y Torque en Nm

Figura 38. Intervalos de confianza de 95% para las medias del factor 3.

Por medio del análisis de este factor lo que se intenta es evaluar el

efecto de la purificación sobre las propiedades del material. Esto es

equivalente a decir que se intenta evaluar el efecto de la lignina en las

propiedades del material, ya que en el proceso de purificación se extrae

la lignina de la fibra.

En la figura 37 se ve que ninguna de las variables se ve afectada

apreciablemente por el factor que se esta evaluando. Se ve que para el

valor de resistencia a la tensión con purificación hay un intervalo de

confianza mayor debido a la dispersión de los datos. A continuación se

van a realizar las pruebas de los supuestos para verificar el

cumplimiento de estos para este factor.

IM-2005-I-08

60





0,42 0,493 SI.


0,04 0,850 SI.


0,04 0,847 SI.

Torque 1,00 0,347 SI. Tabla 25. Resultados de la prueba de Levene para el factor 3.

Todas las variables aprobaron, ahora se va a realizar la prueba de

Kolmogorov-Smirnov para verificar la normalidad de los residuales.

Tabla 26. Resultados de la prueba de Kolmogorov-Smirnov para el factor 3

De acuerdo a esto, el torque no cumple el supuesto de normalidad de

los residuales, pero por la proximidad del P-Value a 0,05, se va a hacer

caso omiso a la prueba. A continuación se realizara el análisis de

varianzas para este factor.

6.3.1. Análisis de varianzas para el factor 3 (Purificación).



Error 8 26,50 3,31 Total 9 28,14


Variable de respuesta. P-Value. Aprobación de la

hipótesis Resistencia a la tensión 0,468 SI Módulo de elasticidad. 0,509 SI Resistencia al impacto. 0,251 SI

Torque. 0,043 NO

IM-2005-I-08

61

La purificación de la fibra no afecta la resistencia a la tensión del

material como se ve en la tabla 27.



Error 8 0,1494 0,0187 Total 9 0,3442 Tabla 28. Tabla ANOVA para modulo de elasticidad en el factor 3.

Según estos datos la purificación de la fibra si afecta de manera

significativa la rigidez del material.



Error 8 48,91 6,11 Total 9 102,86 Tabla 29. Tabla ANOVA para resistencia al impacto en el factor 3.

Según estos datos, la purificación de la fibra afecta mas en el módulo de

elasticidad que en la resistencia al impacto del material.

Torque.


Error 8 12,00 1,50 Total 9 20,10 Tabla 30. Tabla ANOVA para resistencia al impacto en el factor 3.

Según la tabla 30, la purificación afecta al torque levemente.

IM-2005-I-08

62

6.4 Interpretación del análisis de varianzas.

De acuerdo a todos los datos obtenidos en el análisis de varianzas, se

obtiene la tabla 31 resumiendo los valores de P para los tres factores y

sus cuatro variables de respuesta. Mediante esta tabla va a ser posible

determinar más fácilmente que factores afectaron más las propiedades

mecánicas del material y el torque. Se podrán analizar estos efectos

para determinar la importancia de los factores.

Factor. Variable de respuesta. Valor de P Resistencia a la tensión 0,00 Módulo de elasticidad. 0,00 Resistencia al impacto. 0,009

Contenido de cisco.

Torque. 0,00 Resistencia a la tensión 0,002 Módulo de elasticidad. 0,516 Resistencia al impacto. 0,011

Agente de acople.

Torque. 0,00 Resistencia a la tensión 0,502 Módulo de elasticidad. 0,012 Resistencia al impacto. 0,018

Purificación.

Torque. 0,049 Tabla 31. Resumen del análisis de varianzas.

En cuanto al contenido de cisco de café se puede decir que

definitivamente es lo que mas afecta las cuatro variables de respuesta.

Dado que el valor de P para las cuatro variables tiende a cero, la

probabilidad de que la hipótesis que dice que el efecto de los niveles es

iguales a cero es nula o tiende a ser nula.

El segundo factor en influencia sobre las variables de respuesta es la

presencia del agente de acople, se ve que la probabilidad de que no

afecte la resistencia a la tensión es casi nula, en cambio, el modulo de

elasticidad no se ve afectado. Esto indica que la falta de agente de

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acople en la mezcla, no le hace perder rigidez al material sino

resistencia a la tensión y al impacto. Esto puede interpretarse como que

las grietas que se forman debido al espacio que ocupa la fibra dentro de

la matriz se propagan más fácilmente debido a la falta de adhesión y

uniformidad en la interfase fibra-matriz. Seria recomendable en trabajos

futuros hacer una verificación de esta hipótesis.

El factor que menos influye en las propiedades mecánicas del material

es la purificación, este no afecta la resistencia a la tensión del material,

afecta el módulo de elasticidad pero no tanto como lo hace el contenido

de cisco de café y diminuye levemente la resistencia al impacto del

material. Esto puede deberse a que la lignina mantiene juntas las fibras

y no permite que se distribuyan bien en la matriz. Y la purificación

afecta el torque pero muy levemente.

De acuerdo a Maldas y Kokta 40 las propiedades mecánicas como la

resistencia al impacto, resistencia a la tensión, la elongación y la rigidez

fueron mejores con el uso de PMPPIC como agente de acople. En su

experimento ellos usaron 25% de contenido de polvo de madera tratado

con un 8% de PMPPIC en peso de la madera, y obtuvieron resultados

como 45,9 MPa en resistencia a la tensión. Mientras que en este trabajo

se obtuvo con 25% de cisco y 10% de PMPPIC un valor de 43,5 MPa.

Para el módulo de Young a ellos les dio un valor de 2,4 GPa, mientras

que en este trabajo se obtuvo un valor de 3,6 GPa. Un valor mucho más

alto. Una de las razones de esta diferencia, pudo haber sido que el tipo

de PVC que usaron Maldas y Kokta en su trabajo no se conoce, entre

otras razones.

40 MALDAS. D., KOKTA. B.V. 1993, “Performance of hybrid reinforcements in PVC composites. II: Use of surface-modified mica and different cellulosic materials as reinforcements”, Journal of vinyl and additive technology, Vol 15, pag 38.

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7. CONCLUSIONES.

Se encontró que la fuente de fibra lignocelulósica más viable

entre la de raquís de banano, la de raquís de palma africana y

la de cisco de café, es por su facilidad y economía en el

procesamiento, el cisco de café.

De acuerdo al análisis de varianzas y de los resultados, se

encontró que no es necesario purificar la fibra antes de usarla

como refuerzo ya que las propiedades mecánicas del material

no se ven afectadas significativamente. Falta la observación de

otras propiedades.

El uso de un agente de acople es indiscutiblemente necesario

para el buen desempeño del material, la falta de este diminuye

tanto la resistencia a la tensión como la resistencia al impacto

en un 15% aproximadamente.

El contenido de cisco de café en la mezcla afecta

significativamente las propiedades del material. Comparando

las propiedades del PVC puro con las de una mezcla con 50%

de refuerzo, se nota que disminuye en un 23% la resistencia a

la tensión, incrementa en un 46% la rigidez y disminuye en un

18% la resistencia al impacto.

De acuerdo a los resultados y al análisis de varianzas, se

concluye, que la composición óptima para este trabajo es con

un contenido de 50% de cisco de café, con un 10% de agente

de acople y sin purificar. Aunque con ese contenido de refuerzo

se pierde resistencia a la tensión, en resistencia al impacto le

gana a las composiciones de 25% y 60% y en rigidez tiene el

valor más alto. Además a la hora de una producción a gran

escala, reduciría el costo del compuesto significativamente sin

sacrificar muchas propiedades estructurales.

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8. REFERENCIAS.

1. CLEMONS, C. 2002. “Wood-plastic composites in the Unites States”. Journal Forest Products. June, Vol 52, No. 6 2. GORDON, J.E. 1988. “The New Science of Strong Materials 2nd ed”. Princeton University Press, Princeton, NJ. 179 pp. 3. SCHUT, J. 1999. Wood is good for compounding, sheet & profile. Plastics Technology. Extraido de: www.plasticstechnology.com/articles/199903fa1.html 4. MANGONON, Pat L. “ The principles of materials selection for engineering design”, Prentice may, New Jersey, 1999. 5. CALLISTER Jr. William D. “Materials science and engineering, an introduction”, Jhon Wiley & Sons, Cuarta edicion, United States, 1997 6. ROWEL, Roger M. 1997 “Property enhaced natural fiber composite materials based on chemical modification”. Polymers—Congresses. I. Prasad, Paras N. II. International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials (4th, Cairo, Egypt). PP 717-732. 7. STOKKE D., GARDNER D. 2003. “Fundamental aspects of wood as a component of thermoplastic composites”. Journal of vinyl & additive technology. Vol 9, No.2, PP. 96-104. 8. BLEDZKI A.K., GASSAN J. 1999. “Composites reinforced with cellulose based fibres”. Prog. Polym. Sci. 24 .PP. 221–274 9. BARBA PACHECO, CLAUDIA, “Síntesis de carboximetilcelulosa (CMC) a partir de pastas de plantas anuales”, Tesis para optar al grado de doctor en ingeniería química, UNIVERSITAT ROVIRA I VIRGILI, Terragona, abril del 2002. Extraido de: www.tdx.cesca.es/TESIS_URV/AVAILABLE/TDX-0812102-093854/ 10. www.aniq.org.mx/provinilo/pvc.htm 11. www.solvayindupa.com/quemsomos/dosalaopvc/0,,10364-10-0,00.htm 12.www.telecable.es/personales/albatros1/quimica/industria/cloruvin.htm

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66

13. OXYVINYLS, “Technical report #5. Ingredients used in rigid PVC compounding”, Extraido de: http://www.oxyvinyls.com/LITERATURE/ovtr5.pdf 14.MATUANA M., PARK C.B., BALANTINECZ J.J.,1996 “Characterization of microcellular foamed PVC/Cellulosic-fibre composites”, Journal of celular plastics, September, Vol 32, pag. 449. 15. MATUANA M.,WOODHAMS, C.B. PARK C.B., BALANTINECZ J.J, 1998. “Influence of interfacial interactions on the properties of PVC/Cellulosic fiber composites”, Polimer composites, August, Vol 19, No.4, Pag. 446 16. MALDAS D., KOKTA B.V., 1991. “Studies on the preparation and properties of particle boards made from bagasse and PVC: II. Influence of the addition of coupling agents”, Bioresourse technology journal, Vol 35, Pag. 251. 17. SOMBATSOMPOP, N., CHAOCHANCHAIKUL, K. 2005, “Average mixing torque, tensile and impact properties, and termal stability of Poly(vinyl chloride)/Sawdust composites with different silane coupling agents”, Journal of applied polymer science, Vol 96,213-221. 18. GERMAN QUESADA HERRERA, “Cultivo e industria de la palma aceitera”, Ministerio de agricultura y ganadería de Costa Rica. 1997 19. LAW K.N. Y WAN ROSLI, 2003. “The potentials and challenges of oil palm fibres as raw materials for papermaking”, The electronic journal of fibres and composites, Vol. 1. 20. www.fedepalma.org/palma.htm 21. www.fedepalma.org/estadisticas.htm 22. SOTO, Moisés, “Bananos: técnicas de producción”; San José, Costarica, 2001 23. Programa de gestión social y ambiental del sector bananero colombiano, Convenio SENA-AUGURA; Medellín, 2003 24. SOTO, Moisés, “Bananos: cultivo y comercialización”, San José, Costarica; Litografía e imprenta LIL, 1985.

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67

25. ESPINAL C.F., MARTÍNEZ H.J., PEÑA MARÍN Y. “La cadena del banano en Colombia. Una mirada de su estructura y dinámica 1991 -2005”, Bogotá, Marzo de 2005. Extraído de www.agrocadenas.gov.co 26. Augura, “Coyuntura Bananera, primer semestre de 2004”, septiembre 2004 27. VALLADARES L. J., ROLZ. C., PEREZ E.H, 1988 “Residuos fibrosos del cultivo del banano como fuentes potenciales de celulosa y papel”, Augura, Año 14, No.1. 28. http://club.telepolis.com/mundocafe/tercero.htm 29. BRESSANI R. “Coffee, coffee pulp”. Extraido de: www.fao.org/ag/aga/agap/frg/afris/Data/540.htm 30. VARGAS, E., CABEZAS, M.T., Y BRESSANI, R. “Pulpa de café en la alimentación de rumiantes. 1. Digestibilidad in vivo de la pulpa”. Agronomía Costarricense, 1: 51-56, 1977 31. TRUJILLO D. “Aprovechamiento industrial del cisco de café”.Universidad católica de Valparaíso, escuela de ingeniería química Valparaíso, 1944 32. ESPINAL C.F., MARTÍNEZ H.J., GAITAN X. “La cadena del café en Colombia. Una mirada global de su estructura y dinámica 1991 -2005”, Bogotá, Marzo de 2005. Extraído de www.agrocadenas.gov.co. 33.www.cafedecolombia.com/economiacafetera/estadisticas.html 34. CALLE V., H., “Subproductos del café”, Boletín técnico de CENICAFE, No. 6; 1-84, 1977. 35. RODRIGUEZ. C.A. ,2001, “Estudios de compatibilidad en plásticos reforzados con fibras lignocelulósicas”,Revista del programa de magíster en ingeniería mecánica, Marzo, No. 4 36. BISMARCK A., LAMPKE T, STAMBOULIS A., SHENDEROVICH I, 2002, “Surface Characterization of flax, hemp and cellulose fibers; Surface properties and the water uptake behavior”, Polimer composites journal, October, Vol 23, No. 5, Pag 872.

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68

37. ROZMAN H.D., TAY G.S., KUMAR R.N., ABUSAMAH A., ISMAIL H., ISHAK Z.A., 2001, “Polypropylene-oil palm empty fruit bunch-glass fibre hybrid composites: a preliminary study on the flexural and tensile properties”, European polymer journal 37, Pag. 1283-1291. 38. GARCIA TROMPA, DIEGO IVAN., “Estudios de procesabilidad para polietileno de alta densidad reforzado con cisco de café”, Tesis para aspirar al titulo de Msc. Ingeniero Mecánico, Uniandes, 2003 39. MONTGOMERY. D.C., RUNGER. G.C., “Probabilidad y estadística aplicadas a la ingeniería”, Mc Graw-Hill, Mexico, 1998 40. MALDAS. D., KOKTA. B.V. 1993, “Performance of hybrid reinforcements in PVC composites. II: Use of surface-modified mica and different cellulosic materials as reinforcements”, Journal of vinyl and additive technology, Vol 15, pag 38 41. GERMAN QUESADA HERRERA, “Cultivo e industria de la palma aceitera”, Ministerio de agricultura y ganadería de Costa Rica. 1997 42. RODRÍGUEZ ANDRADE, DIEGO., “Diseño del proceso de extrusión para un polímero reforzado con fibras de lignocelulosa”, Proyecto de grado para el titulo de ingeniero mecánico, Uniandes, 2002. 43. RODRÍGUEZ GIRALDO, CARLOS ANDRÉS., “Desarrollo de materiales compuestos termoplásticos con componentes naturales”, Proyecto de grado para el titulo de ingeniero mecánico, Uniandes, 2000. 44. MANTILLA CABALLERO, ANTONIO JOSE., “Diseño de material compuesto a partir de fibras obtenidas de desechos vegetales de la floricultura y matriz polimérica como sustitutivo de la madera”, Proyecto de grado para el titulo de ingeniero mecánico, Uniandes, 2001. 45. PEREIRA PIÑERES, MARCO VALENTINO., “Procesamiento de polietileno de alta densidad reciclado reforzado con lignocelulosa y su caracterización termo-mecánica”, Proyecto de grado para el titulo de ingeniero mecánico, Uniandes, 2003. 46. DELGADO NEIRA, OSCAR FRANCISCO., “Diseño de proceso en la extrusión de perfiles espumados de material compuesto con matriz termoplástica y refuerzo lignocelulósico”, Proyecto de grado para el titulo de ingeniero mecánico, Uniandes, 2003.

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47. BEJARANO ARÉVALO, JOSUÉ LEONARDO., “Diseño experimental del compuesto lignocelulósico polietileno de alta densidad con cisco de café”, Proyecto de grado para aspirar al titulo de ingeniero industrial, Uniandes, 2004.

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ANEXOS.

ANEXO 1.

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Anexo 2.

Ficha técnica del agente de acople.

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Anexo 3.

Resultados de las pruebas de tensión.

25% cisco Esfuerz max.(Mpa) Módulo elast.(Gpa)

1,00 43,08 3,47 2,00 47,38 4,03 3,00 42,20 3,42 4,00 44,01 3,57 5,00 41,11 3,41

Promedio 43,56 3,58 Varianza 5,72 0,07 Desv. Est. 2,39 0,26 50% cisco Esfuerz max.(Mpa) Módulo elast.(Gpa)

1,00 31,90 4,78 2,00 34,28 4,66 3,00 43,94 4,97 4,00 38,82 4,47 5,00 36,36 5,59

Promedio 37,06 4,89 Varianza 21,34 0,19 Desv. Est. 4,62 0,43 60% cisco Esfuerz max.(Mpa) Módulo elast.(Gpa)

1,00 37,46 2,51 2,00 31,95 2,82 3,00 33,17 5,04 4,00 26,03 3,98 5,00 30,21 5,46

Promedio 31,76 3,96 Varianza 17,45 1,70 Desv. Est. 4,18 1,31

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Sin a.a. con Purif. Esfuerz max.(Mpa) Módulo elast.(Gpa)

1,00 39,14 3,68 2,00 36,58 3,50 3,00 39,25 3,85 4,00 36,31 3,68 5,00 34,27 3,62

Promedio 37,11 3,67 Varianza 4,42 0,02 Desv. Est. 2,10 0,12 Sin a.a. sin Purif. Esfuerz max.(Mpa) Módulo elast.(Gpa)

1,00 38,71 3,45 2,00 36,38 3,48 3,00 38,47 3,50 4,00 35,43 3,38 5,00 34,51 3,14

Promedio 36,70 3,39 Varianza 3,41 0,02 Desv. Est. 1,85 0,15 PVC puro. Esfuerz max.(Mpa) Módulo elast.(Gpa)

1,00 48,19 2,64 2,00 47,69 2,69 3,00 48,31 2,76 4,00 48,82 2,62 5,00 47,10 2,50

Promedio 48,02 2,64 Varianza 0,43 0,01 Desv. Est. 0,65 0,10

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Anexo 4.

Resultados de la prueba de impacto.

60% cisco

Espesor

(in) Ft-Lb Ft-Lb/Pulg. J/m 1,00 0,16 0,12 0,77 41,33 2,00 0,15 0,11 0,76 40,49 3,00 0,14 0,11 0,77 41,35 4,00 0,14 0,10 0,72 38,40 5,00 0,14 0,11 0,76 40,78

Promedio 40,47 Varianza 1,47 Desv. Est. 1,21

50% cisco

Espesor



25% cisco

Espesor



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Sin A.A. con Purif

Espesor



Sin A.A. sin Purif.

Espesor



PVC puro.

Espesor



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ANEXO 5.

RESULTADOS DEL TORQUE EN EL EQUIPO BRABENDER PLASTI-CORDER.

Torque max. (Nm) Torque min. (Nm) t estabilización (s)

25% 37 22 350 25% 38 22 330 25% 37 22 330 25% 37 22 300 25% 38 22 320 50% 19 14 300 50% 21 16 250 50% 22 16 280 50% 22 18 280 50% 22 17 260 60% 21 16 250 60% 19 15 240 60% 18 14 240 60% 20 15 260 60% 19 15 255

sin a.a. sin purif 33 20 330 sin a.a. sin purif 35 20 330 sin a.a. sin purif 35 21 340 sin a.a. sin purif 35 20 350 sin a.a. sin purif 35 20 350 sin a.a. con purif 31 19 320 sin a.a. con purif 33 19 330 sin a.a. con purif 33 19 370 sin a.a. con purif 35 19 310 sin a.a. con purif 32 19 300

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