Análisis comparativo del índice de inflamabilidad horizontal bajo la norma ISO 3795, entre materiales compuestos de matriz poliéster reforzado con fibras naturales (fibra de cabuya, fibra de chambira, fibra de coco y fibra de totora) frente a la fibra de vidrio
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Date
2023-09
Authors
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
Today, the use of composite materials is very common in various professional and
industrial applications, so it is necessary to ensure that the materials meet a high level
of safety for the end user. Creating composite materials lies in the sole purpose of
improving their properties, therefore, in the present investigation it is intended to
evaluate and compare the fire resistance of polymer matrix composite materials
reinforced with natural fibers (cabuya, chambira, coconut and totora) against a
synthetic fiber (fiberglass), allowing us to consider a possible substitution of synthetic
materials for environmentally friendly materials, which could open a new market for
their commercialization.
In order to establish the appropriate percentages for the formation of composite
materials, the volumetric fractions of previously carried out titling works were taken
into consideration, where the percentages that provide the best characteristics of the
material are detailed, having these values, the amount of resin, fiber and catalyst
necessary for each configuration was calculated, after that, all these components were
placed in the mold sized according to the NTE INEN ISO 3795 standard, applying
manual compression on each material, once the process was completed, it was
necessary to you have to wait for the curing time and verify that the new material is
fully solidified.
Once the samples were ready, they were sent to the LIM-UTA Mechanical Research
Laboratory, to be tested, finally the combustion rate of each material was obtained,
where an average of 3.61 mm/min was recorded for the Cabuya fiber, 6.72 mm/min
for the Chambira fiber, 4.91 mm/min for the coconut fiber, 8.46 mm/min for the reed
fiber and 9.18 mm/min for the glass fiber. Based on the results, it was possible to
determine that the cabuya fiber-reinforced polyester resin composite material with a
value equivalent to 3.61 mm/min is the material with the lowest propagation index
compared to the other fibers evaluated.
Description
Hoy en día, el uso de materiales compuestos es muy común en diversas aplicaciones
tanto profesionales como industriales, por lo que es necesario garantizar que los
materiales cumplan un alto nivel de seguridad para el usuario final. Crear materiales
compuestos radica con la única finalidad de mejorar sus propiedades, por lo que, en la
presente investigación se pretende evaluar y comparar la resistencia al fuego que posee
los materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras naturales
(cabuya, chambira, coco y totora) frente a una fibra sintética (fibra de vidrio),
permitiéndonos considerar una posible sustitución de materiales sintéticos por
materiales amigables con el medio ambiente, lo que podría abrir un nuevo mercado
para su comercialización.
Para establecer los porcentajes adecuados para la formación de los materiales
compuestos se tomó en consideración las fracciones volumétricas de trabajos de
titulación previamente realizados, donde se detallan los porcentajes que brindan las
mejores características del material, al tener estos valores se calculó la cantidad de
resina, fibra y catalizador necesario para cada configuración, posterior a eso se
procedió a ubicar todos esos componentes en el molde dimensionado según la norma
NTE INEN ISO 3795, aplicando una compresión manual sobre cada material,
concluido el proceso se necesitó esperar el tiempo de curado y verificar que el nuevo
material este totalmente solidificado.
Una vez teniendo las muestras listas se envió al Laboratorio de Investigación Mecánica
LIM-UTA, para ser ensayadas, finalmente se obtuvo la tasa de combustión de cada
material, donde se registró un promedio de 3.61 mm/min para la fibra de Cabuya, 6.72
mm/min para la fibra de Chambira, 4.91 mm/min para la fibra de Coco, 8.46 mm/min
para la fibra de Totora y 9.18 mm/min para la fibra de vidrio, en base a los resultados
se pudo determinar que el material compuesto de resina poliéster reforzado con fibra
de Cabuya con un valor equivalente a 3.61 mm/min es el material que tiene menor
índice de propagación a comparación de las demás fibras evaluadas.
Keywords
RESISTENCIA, CATALIZADOR, COMPRESIÓN, COMBUSTIÓN, PROPAGACIÓN