Ricardo Acosta Acosta

13 horas

CODIGO CIE

9-17-7

Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2017. Sin Financiación

TIPO DE PROYECTO

Investigación Aplicada

OBJETIVO(S)

Objetivo general: Determinar un tratamiento térmico que permita mejorar las propiedades higroscópicas de las fibras de Guadua angustifolia Kunth sacrificando al mínimo las propiedades mecánicas. Objetivos específicos: 1) Establecer la metodología de obtención de la fibra y definir el nivel de desintegración. 2) Establecer la metodología y el programa adecuado para realizar el tratamiento térmico a la fibra de Guadua. 3) Estudiar las propiedades físico-químicas de la fibra de Guadua antes y después de un tratamiento térmico.

RESUMEN

La presente propuesta corresponde a una investigación de tipo analítico-experimental, pretende relacionar un tratamiento térmico aplicado a las fibras de guadua angustifolia Kunth, con la higroscopicidad y la reducción de las propiedades mecánicas en las fibras. Como unidad de análisis se tendrá la fibra de la guadua tratada térmicamente y los resultados obtenidos aplicando la siguiente metodología. Como criterio de validez y confiabilidad se tendrá, que las muestras experimentales se obtendrán siguiendo las recomendaciones realizadas por González y Montoya [15], quienes a su vez se basaron en las normas nacionales NTC 549-03, NTC 225-04, Norma Unificada en Guadua y en las Normas Internacionales ISO/TR 22157-1 e ISO/TR 22157-2, y las Normas Alemanas DIN 52 182, DIN 52 183 [15]. Para realizar el ensayo mecánico se seguirá la Norma ASTM D3379 ¿Standard Test Method for Tensile Strength and Young¿s Modulus for High-Modulus Single-Filament Materials¿ [16]. Las pruebas de higroscopicidad se realizarán siguiendo la Norma ASTM D3201 ¿Standard Test Method for Hygroscopic Properties of Fire-Retardant Wood and Wood-Based Products¿ [17]. Como variables independientes se tendrán: la Humedad Relativa (HR), la temperatura (T), la presión (P) y el tiempo (t); como variables de respuesta: el contenido de humedad (CH), la fuerza de rotura de fibras (Fr), el módulo de elasticidad (E) y la humedad de equilibrio higroscópico (HEH); y como variables intervinientes: condiciones ambientales y de la guadua; entre las ambientales se tendrán: la presión atmosférica, la temperatura ambiental, la humedad relativa; y en la guadua: la edad, la madurez, el segmento y el terreno de cosecha, las cuales quedarán registradas en la experimentación (Figura 9. Variables de proceso). La optimización del proceso se obtendrá por la aplicación de la Metodología de Superficie de Respuesta (MSR), la cual es una estrategia de análisis experimental que permite resolver el problema de encontrar las condiciones de operación óptimas en un proceso. El análisis de Weibull es usado ampliamente como una herramienta estadística para describir el comportamiento de materiales frágiles ante la presencia de una fuerza. Está basada en la suposición de que la falla de la muestra ocurre por una falla en el elemento crítico. La información recolectada para la fuerza de rotura (Fr) se analizará mediante la distribución de Weibull Modificada propuesta por Whang y Shao, 2014 [19]. Para alcanzar los objetivos planteados se seguirán tres etapas que se describen a continuación por actividades: Para lograr el objetivo específico 1. Establecer la metodología de obtención de la fibra y definir el nivel de desintegración. Etapa 1. Se revisará la bibliografía relacionada con las metodologías de obtención de fibra a partir de madera. Se seleccionará la metodología de acuerdo a los propósitos de la investigación que garantice el nivel de desintegración definido para el culmo de la Guadua. (Revisión bibliográfica y experimentación) Para lograr el objetivo específico 2. Establecer la metodología y el programa adecuado para realizar el tratamiento térmico a la fibra de guadua. Etapa 2. Se realizará una revisión bibliográfica en bases de datos especializadas, en bases de datos de patentes, en libros de autores reconocidos en el tema y en la normatividad para el tratamiento térmico aplicado a la madera. Se realizará el diseño del tratamiento térmico basado en el análisis de las variables dependientes e independientes relacionadas en la metodología. (Revisión bibliográfica y experimentación)...

SÍNTESIS DEL PROYECTO

The Guadua material was heat treated as the unit of analysis; As a validity and reliability criterion, the tests were carried out following ISO 22157-1:2004 ¿Bamboo ¿ Determination of Physical and Mechanical properties, Part I, Requirements¿ and ISO 22157-2:2004 ¿Bamboo ¿ Determination of Physical and Mechanical properties, Part II, Laboratory Manual¿ standards for mechanical stress tests. Hygroscopicity tests were performed following ASTM D4933:2016 "Standard Guide for Moisture Conditioning of Wood and Wood-based Materials" and the moisture content was measured by the thermogravimetric method suggested in ASTM D4442:2003 "Direct Measurement of Wood Moisture Content". As independent variables were: temperature (T) and time (t) and whose product defines the severity of the heat treatment, as response variables: pressure (P), moisture content (CH), Modulus of Breakage (MOR) and the Modulus of Elasticity (MOE) in tension, compression and flexion, Brinell hardness and Hygroscopic Equilibrium Humidity (HEH), and as intervening variables: environmental and Guadua conditions; The environmental ones include: atmospheric pressure, ambient temperature, relative humidity (RH); and in the Guadua: the age, maturity, the segment and the harvest land, which will be recorded in the experimentation. The results showed that temperatures above 180 °C and 3 h in closed systems with steam degrade the material, affecting most of its mechanical properties. The MOR and MOE under tension test increased and then decreased with treatment temperatures between 160 and 200 °C and treatment times between 1 and 4 h. The MOE increased slightly with an increase in temperature and time, that is, the material became a little stiffer, while the MOR increased for a treatment of 160 °C and 2 h. The results obtained for the MOR and MOE values after a treatment of 200 °C for 4 h showed a high degree of variability. The CHE at 80% RH and 20 °C showed that there was a difference of approximately 5% between the untreated samples and the heat treatment of 200 °C and 4 h.

ESTADO

Concluye Satisfactoriamente

FECHA DE INICIO

31/08/2017

FECHA DE FINALIZACION

31/08/2019

FECHA DE FIN(PRÓRROGA)

31/08/2020

PRODUCTOS

Influence of a Thermal Treatment on the Tensile Strength and Equilibrium Moisture Content of Bamboo (Guadua angustifolia Kunth)

Artículo en revista indexada

URL

INFLUENCIA DE UN TRATAMIENTO TÉRMICO EN LA HIGROSCOPICIDAD Y EN LA RESISTENCIA MECÁNICA DE LA Guadua angustifolia Kunth

Doctorado

Technologies Applied to Wood Heat Treatments, a Review

Artículo en revista indexada

Tratamiento Térmico aplicado a la Guadua Angustifolia Kunth

Pasantías

Una revisión de los tratamientos térmicos aplicados a la madera

Ponencia en evento especializado