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UNIVERSIDAD DE COLIMA
ELABORACIN Y EVALUACIN DE TABLEROSAGLOMERADOS A BASE DE FIBRA DE COCO Y
CEMENTO
TRABAJO CON EL CARCTER DE
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO ENARQUITECTURA
P R E S E N T A
MARTHA ANGELICA NOVOA CARRILLO
Director de Tesis: Dr. Miguel Elizondo Mata
Asesores:M.C. Francisco Fuentes Talavera
M.C. Julio de J. Mendoza JimnezDr. Adolfo Gmez Amador
COQUIMATLAN, COLIMA JULIO DEL 2005.
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AGRADECIMIENTOS:
A CONACYT por la oportunidad de obtener una beca para realizarel estudio de Maestra.
Al Departamento de Madera, Celulosa y Papel, por su apoyo
incondicional, y por el tiempo que muy amablemente meotorgaron.
Muy especialmente al MC. Francisco Javier Fuentes Talavera, portodos sus conocimientos transmitidos, por confiar en mi y porbrindarme su amistad.
Al Dr. Miguel Elizondo Mata, por guiarme durante todo mitrabajo de tesis y por el nimo que me brindaba.
Al MC. Julio de Jess Mendoza, por su paciencia y su apoyo.
A la Universidad de Colima por tener lneas de investigacin quebrinden un bienestar ecolgico.
A mi Familia y todas las personas que estuvieron cerca de miapoyndome.
Y principalmente a Dios.
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INDICE
1.- INTRODUCCIN 1
2.- OBJETIVOS 6
3.- HIPTESIS 6
4.- JUSTIFICACIN DEL TEMA 7
5.- MARCO TERICO
5.1 LA CONSTRUCCIN Y EL MEDIO AMBIENTE 10
5.2 DIFERENTES TIPOS DE TABLEROS
5.2.1 Tableros de partculas 15 5.2.2 Tableros de fibras 15
5.2.3 Tableros contrachapados 16
5.3.3 Tableros de cemento-material lignocelulsico 16
5.3 INVESTIGACIONES RELACIONADAS CON TABLEROS 18
ELABORADOS DE MATERIALES ALTERNATIVOS
5.4 MATERIAS PRIMAS
5.4.1 La Palma de Coco 29 5.4.2 La Fibra de coco y sus caractersticas 35
5.4.3 El Cemento 38
6.- DESARROLLO EXPERIMENTAL
6.1.- MATERIALES Y MTODOS
6.1.1 Obtencin de materia prima 43
6.1.2 Desintegrado de material fibroso y 44
Clasificacin de partculas
6.2.- DISEO EXPERIMENTAL
6.2.1 Variables de estudio 48
6.2.2 Combinacin de variables 49
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6.3 ELABORACIN DE TABLEROS CEMENTO-ESTOPA DE COCO
6.3.1 Preparacin de mezclas 50
6.3.2 Formacin del tablero 546.3.3 Prensado del tablero 56
6.3.4 Curado y fraguado del tablero 57
6.4 EVALUACIN MECNICA DE LOS TABLEROS
6.4.1 Comportamiento a flexin 61
- Resistencia 63
- Mdulo de elasticidad 64
6.4.2 Comportamiento a compresin 70
6.4.3 Graficas de Esfuerzo-Deformacin 75
7.- RESULTADOS Y DISCUSIN
7.1 Anlisis del diseo experimental
7.1.1 Tablas de resultados 84
7.1.2 Efecto de las variables sobre las
propiedades a flexin 91
7.1.3 Efecto de las variables sobre las
propiedades de compresin 95
8.- COMPARACION CON OTRAS INVESTIGACIONES 98
9.- CONCLUSIONES 99
10.- RECOMENDACIONES 100
11.- BIBLIOGRAFA 101
12.- APENDICE
a.- Fotografas 107
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1.- INTRODUCCIN
Mxico es un pas de gente joven ya que la mitad de la poblacin naci
despus de 1975 y por lo tanto dichos habitantes en esta dcada requerirn
de vivienda, se estima con base en el crecimiento demogrfico del pas y en el
mercado potencial de vivienda de 1999 (1, 000,000 unidades), por lo que en
los prximos 10 aos ser necesario construir el equivalente a las ciudades
de Mxico, Monterrey y Guadalajara mas dos veces.
Esto nos ndica que el problema de la vivienda en Mxico cada da adquiere
mayor importancia dentro de las necesidades de los ciudadanos, cientos de
familias requieren de una vivienda, en donde puedan realizar sus actividades
diarias, por lo tanto esta demanda origina una construccin irracional, en
suelos no aptos para la construccin, muchas de las construcciones con una
mala calidad por falta de supervisin, y que de cierta manera debido a la
necesidad de los usuarios estas son habitadas, siempre y cuando tengan la
posibilidad econmica de adquirir una vivienda.
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Tomando en cuenta la gran demanda de construccin de vivienda y la
necesidad tambin, de desarrollo de nuevos materiales de construccin, en el
presente trabajo, se investiga la manufactura y evaluacin de un tablero a
partir de la combinacin de fibra de coco con el cemento, mismo que pudiera
tener propiedades idneas para su uso en la construccin.
Es importante destacar la relevancia de esta investigacin en muchos
aspectos, principalmente en la utilizacin de la fibra de coco, que en este
caso es un material de desecho; adems colaboramos a la utilizacin de
esquilmos agrcolas en la bsqueda de elementos que estn enfocados a la
construccin de vivienda econmica, ayudando posiblemente a abatir costos
con las mismas caractersticas de algunos paneles que estn en el mercado,
teniendo como ventaja la contribucin al aspecto ecolgico y econmico.
Lo anterior redundara en la economa de los usuarios, en donde no solo en
el sector ms encarecido de la sociedad se reflejara el principal beneficio.
En el mercado existen diversos tipos de paneles y aglomerados que ofrecen alos usuarios una cantidad interesante de opciones para cada necesidad, y
las caractersticas indispensables para la utilizacin en la construccin.
Las caractersticas principales con las que puede contar un tablero para ser
til en el rea de la construccin y tener probabilidades de un estudio mas
profundo, en donde se analizan mas variantes a resolver, son obtenidas
mediante el ensayo de resistencia la flexin, densidad y resistencia a lahumedad.
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Esta investigacin es el inicio de un proyecto que pretende al menos conocer
las caractersticas de los paneles cemento-coco, con la ventaja que se esta
utilizando una materia prima que en su mayora es desperdicio de otras
actividades y que se convertira en material de construccin mediante
procesos ambientales amigables.
En Mxico al momento de elegir materiales para su vivienda se opta por los
materiales convencionales, sabemos que el tablero aglomerado aun no
abarca una gran rea dentro del mbito de la construccin, y aun menos el
tablero elaborado a base de material reciclado o esquilmos agrcolas.
Pero es una lucha constante para que nuestras prximas generaciones
crezcan con la conciencia de la utilizacin de materiales alternativos y tengan
la posibilidad de vivir en una sociedad con ms respeto a su entorno natural.
El presente trabajo se basa prcticamente en la elaboracin de los tableros
aglomerados con mayor o menor proporcin de mezcla cemento-fibra (C-F),
agregado inerte (arena) y agua, partiendo de un diseo experimental, quepermite determinar las proporciones y el numero de tableros a realizar,
continuando con una serie de ensayos mediante los cuales determinaremos
sus propiedades fsico-mecnicas, con el objetivo de obtener datos precisos
que sirvan como base para su aplicacin en el campo de la edificacin de
vivienda.
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Estos tableros se elaboraron y caracterizaron en el Dpto. de Madera,
Celulosa y Papel Ing. Karl Augustin Grellmann de la Universidad de
Guadalajara, mediante la colaboracin y asesora del M. C. Fco. FuentesTalavera, asesor de esta tesis.
En este trabajo se enfoco principalmente a estudiar la relacin entre las
proporciones de mezcla de (F) coco y (C) cemento con las propiedades
resultantes de los tableros, por lo que otras formas y variables de elaboracin
de estas, sern objeto de investigaciones posteriores con el nimo de mejorar
los resultados alcanzados.
Lo importante de este tipo de estudios es que da a da se suman ms
profesionistas interesados en la obtencin de materiales alternativos que
sean tiles en la construccin y que por otro lado mantengan en vigor el
cuidado de nuestra naturaleza.
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Figura 1 Tableros de fibra - cemento elaborados en este trabajo de tesis.
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2.- OBJETIVOS
General:
Generar por medio de la combinacin de fibra de coco y cemento un
material cuyas propiedades puedan ser apropiadas para su uso en la
construccin de vivienda.
Particular:
Conocer las propiedades fsico-mecnicas del tablero cemento-fibra decoco.
Proponer posibles usos en el campo de la Arquitectura.
3.- HIPTESIS
El aglomerado a base de fibra de coco y cemento, es un material cuyas
caractersticas fsicas y mecnicas lo hacen susceptible de utilizarse en
diversos elementos que conforman etapas de la edificacin de vivienda.
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4.- JUSTIFICACIN DEL TEMA
La principal aportacin de esta tesis de Maestra es el conocimiento que
genere demostrando las bondades de la palma de coco en combinacin con el
cemento para el desarrollo de nuevos materiales para la construccin;
aprovechando el estudio y la experiencia en el uso y el manejo de esta planta
tropical.
La relevancia de este proyecto radica no nicamente en la utilizacin de
esquilmos agrcolas aplicados en la construccin, uno de sus propsitos es
crear una conciencia ecolgica, ir construyendo da a da una educacin en
los seres humanos a utilizar materiales alternativos y as evitar destruir
nuestros ecosistemas.
Hacia 1940 el uso del tablero fibra-cemento se extenda por Europa, pero
hasta la segunda mitad del siglo XX llego a ser utilizada mundialmente
1. Actualmente, cada da mas, se racionaliza el uso de los recursos naturales,
incrementando el uso de materiales para la construccin a base de fibras
naturales, en varios pases, el uso de materiales alternativos para la
construccin de vivienda representa un status, pues en algunas ocasiones el
material llega a ser ms caro que los materiales convencionales para la
construccin, debido adems a que son productos elaborados mediante
procesos no agresivos ambientalmente hablando.
2Word Technology, oct 1998 v125 i8 p26
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Por lo anterior, es lgico pensar que el desarrollo Tecnolgico para laproduccin y utilizacin de materiales alternativos para la edificacin de
vivienda, tiene un doble beneficio para los usuarios.
Para la fabricacin de tableros aglomerados no solo se utiliza la fibra de
coco, existen numerosas investigaciones en diferentes pases en donde
combinan algunas otras fibras naturales que ofrecen una alternativa para
elementos utilizados en la construccin como lo son la fibra de Yute, Kenaf,
bagazo de caa, vstago de pltano, agave y lechuguilla entre otros.
Mxico es uno de los primeros cinco productores de fibra de coco a nivel
mundial, por lo que su uso como materia prima para la produccin de
elementos que contengan fibra de coco no esta fuera de la realidad, Por
fortuna nuestro pas en general y en especifico el estado de Colima cuenta
con los recursos naturales a la espera de ser aprovechados en la produccin
de diversos productos asociados a la edificacin de la vivienda.
Figura 2 Planto de palmeras de coco, carretera Armera-Colima.
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Los esquilmos agrcolas son poco aprovechados en la industria, pero puedenser una alternativa que podra ofrecer salidas a la pequea y mediana
empresa, involucrando elementos claves para los sistemas de produccin, la
integracin, la optimizacin de los ciclos de produccin con mnimas
perdidas, buen aprovechamiento de las fibras, ya que actualmente son
escasos sus usos y sabemos se puede lograr una alta productividad.
Adems de producir un satisfactor que puede servir para obtener viviendas
dignas, ambientalmente integrales y aun costo factible.
El conocimiento integral de las propiedades fsicas y qumicas de la estopa
de coco, implica la oportunidad de emprender un camino que cada da
acercara a conocer sus verdaderas potencialidades, y sin duda permitir
explorar un potencial importante a nivel mundial, no solo en el campo
Arquitectnico sino en otras ramas de la ciencia.
Por otra parte como ya se ha mencionado la produccin de estos paneles
presupone un factor ambiental positivo, pues como es sabido, en la
fabricacin de materiales para la construccin hay procesos altamente
contaminantes y con un mal consumo energtico.
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5.- MARCO TEORICO
5.1- LA CONSTRUCCIN Y EL MEDIO AMBIENTE
Con el paso del tiempo la preocupacin por el medio ambiente en el que
habitamos as como la necesidad de una vivienda digna y sustentable han
adquirido mayor fuerza dentro de la sociedad, dando paso a mltiples
propuestas por parte de organismos gubernamentales, as como de expertos
en el rea de la construccin, con el objetivo de satisfacer la necesidad de los
usuarios, permitiendo un acercamiento no solo de comprensin terica, sino
tambin de manera prctica.
En Mxico existen diversos organismos que otorgan financiamiento para la
construccin de vivienda. (tabla no. 1)
El Infonavit (Instituto de Nacional de Fomento a la Vivienda) por ejemplo en
su programa de labores y financiamiento para el 2005 expresa que suprincipal reto nacional en materia de vivienda consiste en satisfacer la
creciente demanda habitacional de esta poblacin. Por lo tanto incrementa a
375 mil crditos su meta para este ao. Cabe mencionar que el 56% de los
crditos se canalizaran a trabajadores que ganan menos de 4 veces salarios
mnimos.2
En este contexto, el Gobierno Federal se ha planteado como meta para el ao
2006, alcanzar la edificacin y financiamiento de 750 mil viviendas. 3
2www. Infonavit.gob.mx/inf._general/noticias/comunicados/2004/bp_084.shtml3www.infonavit.gob.mx
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La construccin del hbitat humano se da prcticamente en concomitancia
con la evolucin de la especie humana pues, muy tempranamente, el ser que
dara origen a lo que hoy somos empez a buscar formas de hbitat.4
Respondiendo de esta manera a una necesidad que evolucionara cada vez
mas en el conocimiento de su entorno y de su especie.
En el principio de la historia, el descubrimiento de los recursos con los que el
hombre poda obtener elementos para refugiarse trajeron consigo adems, el
conocimiento de las leyes naturales, que daban paso a recuperarse despus
de los impactos sufridos por estas mismas, as como el asimilar e incorporar
los cambios que le fueron impuestos.
Sin embargo hace ya milenios que la dinmica de aprendizaje y utilizacin de
estas leyes por el hombre supera en mucho la dinmica de la naturaleza.
Esta tendencia a rebasar la dinmica de los tiempos de generacin y
regeneracin de la naturaleza y las repercusiones de esto en la sociedad es lo
que hoy conocemos como el problema ambiental. 4
Actualmente el hombre tiene un sinfn de elementos que puede utilizar en la
construccin de su hbitat, elementos que en su momento tuvieron sus
ventajas y desventajas. Por lo tanteen nuestra poca se procura su empleo
de la manera mas eficiente.
4Obras, Marzo 2001, ao XVIII-no. 339
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La cultura de conservar nuestro medio ambiente y ayudar a que tengamos
un lugar digno en el que todos los seres humanos podamos habitar es una
de las prioridades para todo profesionista y ser humano que desea un mundo
lleno de naturaleza y vida para todos.
En el transcurso de las prximas dcadas, la poblacin del pas
completar una fase de la transicin demogrfica, que dar como
resultado un claro predominio de los grupos de la poblacin de 15-64
aos de edad. Este perfil de la dinmica demogrfica permitir el arribo
de generaciones numerosas a la edad de contraer matrimonio o de
formar un hogar independiente.5
De cierta manera la relacin construccin-medio ambiente es para muchos
un tema que elimina la mayora de las posibilidades de conservar estas
reservas ecolgicas como patrimonio de las siguientes generaciones.
Con el paso del tiempo las grandes urbes van absorbiendo al campo ydejando atrs las grandes extensiones de tierra que sirven como confort de
nuestro medio ambiente, por tal motivo diferentes empresas y organismos
realizan numerosos estudios e investigaciones en bsqueda de nueva
alternativas de vivienda que utilicen materiales no agresivos al medio
ambiente, solucionar el problema de vivienda no es nada fcil, pero encontrar
la manera de utilizar tecnologas que dependan en menor escala de la
madera o que se incluyan productos reciclados puede ser mas econmico quelos convencionales y a la vez aun mas a reducir los desechos depositado en
los basureros.
5www.edomexico.gob.mx
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Un ejemplo es el caso del arquitecto Alfonso Rodrguez Lpez que en su libro
Tecnologas para la vivienda popular especifica, plantea una contribucin a
la solucin de la problemtica de vivienda en Mxico. Cecilio Rogelio Uriza
Salgado, profesor especialista en el rea de vivienda, hizo un anlisis del
contenido y las perspectivas del libro:
Uno de los atributos de esta publicaron es que propone una tecnologa
relacionada con lo bondadoso y econmico que resulta la construccin
con tierra como los paneles y prefabricados, dadas sus caractersticas.
La tecnologa sustenta, promueve y apoya la participacin comunitaria
que requiere la autoconstruccin.6
6http://www.fedevivienda.org.co/18-internacionl.html
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5.2 DIFERENTES TIPOS DE TABLEROS
El tablero aglomerado es un material en forma plana el cual puede serelaborado de pequeas astillas de madera o algn otro material
lignocelulsico fibroso, aglutinado por medio de un adhesivo bajo la accin
de presin y calor durante un tiempo determinado (Fuentes 1989).
Se denomina tablero al producto madera y posterior agregacin en piezas
estandarizadas, agregando en forma optativa elementos qumicos que
mejoran sus propiedades (Lagos, 1993).
5.2.1 Tableros de Partculas
Son tableros fabricados con partculas de madera u otros materiales
lignocelulosicos, aglomerados mediante aglutinantes, y uno o ms agentes
como el calor, presin, humedad, etc.
5.2.2 Tableros de Fibra
Son tableros hechos a partir de fibras de madera, se fabrican en base a una
amplia gama de materias primas por infiltrado de las fibras para despus ser
compactados mediante unos rodillos o una prensa de platos. Dentro de estos
tableros se encuentran los Duros, MDF y Aislantes.
En el proceso de fabricacin puede agregarse aglutinantes u otros materiales
que mejoren caractersticas como resistencia mecnica, resistencia al fuego,
ataque de insectos, pudricin y comportamiento hidrfugo.
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De acuerdo a su densidad se clasifican en:
Tableros de fibra duros: Se utilizan como revestimiento en distintas
aplicaciones como puertas, pisos, zoclos, muros divisorios, revestimiento en
muro, plafones etc.
Tienen una densidad que oscila entre 850 y 1200 kg/m3.
Tableros de fibra densidad media (MDF): La madera esta reducida a fibras de
gran homogeneidad. Por sus caractersticas es lo ms parecido a madera
maciza con las ventajas de ser un tablero.
Tienen una densidad que oscila entre 720 a 800 kg/m3
5.2.3 Tableros Contrachapados
Son tableros formados a partir de varias lminas o chapas de madera
prensadas entre si, generalmente quedando la direccin de la fibra de cada
capa en forma alternada con la siguiente, para que el tablero logre
condiciones mecnicas en ambos sentidos.
En comparacin con los tableros de fibra y partculas, las condiciones que
deben reunir las materias primas para la fabricacin de chapa y tableros son
mucho ms rigurosas, presentado considerables variaciones segn uso y
calidad del panel.
5.2.4 Tableros de cemento-material lignocelulsico
El cemento acta como aglutinante, actualmente este tablero tiene mucha
aceptacin en el ramo de la construccin, en donde es utilizado como muro
divisorio en zonas hmedas, adems para la construccin de casas
prefabricadas.
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Eureka
Cempanel. Tablero de fibrocemento para revestir fachadas y construcciones
de vanguardia. Forma parte de la lnea de paneles de fibrocemento NT (nuevatecnologa), fabricados a base de cemento Prtland, fibras naturales y
aditivos seleccionados que, despus de ser sometidos a procesos de
autoclave, adquieren las propiedades requeridas. Flexible a diseos curvos,
resulta idneo en muros interiores en condiciones de humedad.
Cemplank. Tabla de fibrocemento mayormente utilizada en los ltimos cinco
aos de vivienda. Esta hecho del mismo material que el Cempanel, slo que
tiene tabletas de 12 cm. de ancho, las cuales se instalan traslapadas una
con otra (estilo siding) en los muros de las fachadas. Presenta dos tipos de
acabado: liso o imitacin madera natural.
Durok. Losa de cemento que se forma en un proceso continuo de lechada de
cemento Prtland en bordes y superficies anteriores y posteriores
completamente rodeados de malla de fibra de vidrio y recubierta de polmero.
Los bordes son suaves, los extremos son cortados en escuadra.
Posee una base suave y segura para mosaicos de vidrio y cermicos, es
adecuada para aplicarse en armazones de madera o acero con espaciamiento
de 16 en construcciones nuevas o en remodelaciones. Es ideal para el uso
de paredes, pisos y techos en reas secas y hmedas. No se deteriora en
presencia de agua de modo que es altamente durable es reas de alta
humedad como baos, regaderas, cocinas y cuartos de lavado.
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5.3- INVESTIGACIONES RELACIONADAS CON TABLEROS ELABORADOS
DE MATERIALES ALTERNATIVOS
En Mxico, como en varios pases las fibras vegetales han sido investigadas
desde hace aos como una alternativa destinada a la vivienda de inters
social; principalmente por su bajo costo y por su por utilizacin como
desecho de otras actividades econmicas. 7
Al mismo tiempo, el crecimiento constante de la poblacin y el aumento de
las necesidades de vivienda han creado la necesidad de experimentar en elrea de los tableros aglomerados. Ejemplo de ello son las siguientes
investigaciones que se presentan.
Chapilla, Viruta y Aserrn
En Colombia por ejemplo, se utiliza la chapilla, la viruta y el aserrn para la
elaboracin de un tablero aglomerado combinando todos los elementos a
densidades, pesos y volmenes. 8
El proceso de fabricacin de estos tableros es sencillo desde su origen hasta
su distribucin, recolectan los desperdicios en depsitos de la ciudad, tales
como aserraderos, fbricas de muebles, etc.,
7Desde su fundacin, el departamento de madera, celulosa y papel Ing. Karl Augustin Grellmann
de la Universidad de Guadalajara, a travs del laboratorio de tecnologa de la madera y materiales a
base de madera ha mantenido entre otras, una lnea de investigacin de materiales fibrosos no
tradicionales.
8Fernando Velasco, Ingeniero Forestal de la Universidad Distrital
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Cuando los residuos tiene un contenido de humedad entre el 15 y el 25%
son sometidos a un proceso de secado, ubicndolos en un patio cubierto con
teja de zinc para generar mayor temperatura y un movimiento forzado de
aire, el material se extiende y se mueve constantemente con la finalidad de
que lleguen a un equilibrio con el medio ambiente, una vez logrado esto, son
trasportados a la fabrica de produccin en donde son homogenizados
granulomtricamente con un molino de martillos de tamiz.
Se realizan las combinaciones del material (virutas, aserrn, hojuelas) y se
pasa a una mezcladora por pulverizacin en donde se empapan de una
resina formaldehdo y as los residuos quedan mojados y uniformes.
Para finalizar el proceso se coloca el material en marcos para ser moldeada y
se pasa sobre la mezcla de arriba hacia abajo un rodillo que nivela y presiona
(con una prensa hidrulica caliente a 150 C de 450 ton, con una presin
mxima de 300 Kg. /cm.) la masa de desperdicios dndole cuerpo y
calibrando de acuerdo a la altura que se desee.9
En este caso la firmeza y la rectitud del tablero se someten a una prensa fra
de tornillos, se saca de la prensa, se lija por los cuatro lados en una medida
de 1.25 x 2.45 cm.
9Revista M&M, .El mueble y la madera.- Tableros de madera aglomerados EL USO INTELIGENTE DE
LOS DESECHOS, rev. no. 28 Alexandra Colorado Castro. Julio 1999
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Las propiedades fsico-mecnicas del tablero de reciclaje quedan de la
siguiente manera:
Densidad 0.80 g/cm3
Modulo de ruptura a flexin 17.5 N/mm2
Modulo de elasticidad por flexin 3000 N/mm2
Absorcin de agua 17% del peso
Fibra de coco, Aserrn
En Mxico hay antecedentes de experimentacin con tableros bajo
proporciones de fibra de coco y aserrn de madera (F-A) utilizando como
aglutinante Urea Formaldehdo (U-F) con tamaos de fibra de coco diferente,
que resultaron de la molienda con discos de 0.100, 0.075 y 0.050. Ambos
fueron mezclados con resina UF, bajo ciertas condiciones10. (grfico no. 2)
Presin 80 bar
Temperatura 160 C
Resina 10% U-FTiempo 10 minutos
Espesor 16 mm.
Densidad 0.65-0.70 g/cm3
Formato 300 x 300 x16 mm.
10Fuentes T.F.J., Montes R.E., Samano S.C., Garcia E. LA FIBRA DE LA ESTOPA DE COCO
USOS ACTUALES Y POSIBILIDADES DE UTILIZACION EN AGLOMERADOS, AMATL Boletn de
difusin del instituto de Madera, Celulosa y Papel de la Universidad de Guadalajara, Mxico, Vol II,
Numero 4, oct-Dic 1988. pp.2-7
FIBRA % ASERRIN %
100
80
60
50
40
20
0
20
40
50
60
80
Tabla no. 2 Proporcin enporcentaje de fibra-aserrn
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En relacin con las propiedades de resistencia tuvieron mejores resultados
los tableros realizado con las aperturas de discos de 0.075 y de 0.50, no
hubo diferencias estadsticamente significativas en el tablero 80% fibra y
20% aserrn, as como el elaborado con 100% de fibra de coco, por lo tanto
estas combinaciones se pueden realizar sin que la resistencia a la flexin
disminuya.
Astillas del fuste de la palma de coco
FUENTES en el ao de 1989, elabor y evalu tableros aglomerados a partir
de astillas del fuste de la palma de coco, teniendo como objetivo determinar
la posibilidad tcnica de aprovechamiento de este recurso en la elaboracin
de tableros aglomerados de partculas, mediante el uso de un Diseo
Experimental Central Compuesto Rotacional.
Realizando tableros en un formato de 350 x 350 x 16 mm., se analizaron
factores como proporcin de resina, temperatura y tiempo de prensado.
En este experimento, Fuentes utiliz como aglutinante resina (urea-
formaldehdo), 2.5% de cloruro de amonio respecto a la resina aplicada, 20%
de amoniaco respecto al cloruro de amonio y 1% de parafina con respecto al
material base seca.
Tambin determin la influencia de la densidad de la madera sobre la
resistencia a la flexin del tablero, a diferente densidad del mismo pero aiguales condiciones de proceso, en donde se observa que conforme se
incrementa la densidad de la madera se disminuye la resistencia del tablero,
por consiguiente, para compensar tal reduccin es necesario incrementar la
densidad de este.
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En los resultados se encontr que la astilla del fuste de la palma de coco
permite la fabricacin de tableros aglomerados, cuyas propiedades cumplen
satisfactoriamente con las exigencias de calidad para un tablero de uso
general y densidad media.
Respecto al hinchamiento del tablero se observo que un exceso de resina
produce un efecto desfavorable. En este caso particular se present despus
de un 16%.
De igual forma tiempos de prensado mayores a 10 minutos resultaron
inconvenientes, sobre todo en combinacin con un incremento de la
temperatura a partir de los 150 c. 11
Otra experiencia con tableros similares fue obtenida por ACHIM WICKE
Ingeniero de la Universidad de los Andes en Venezuela, segn Wicke la
consistencia del tablero influye en su resistencia contra el fuego, pues en
donde los tableros son poco consistentes son vulnerables a este, el cual
favorece a la combustin, as mismo determina que para que sean resistentes
al fuego deben tener un espesor mnimo de 25 mm.
11Fuentes T.F.J., ELABORACION Y EVALUACION FISICO-MECANICO DE TABLEROS AGLOMERADOS
A PARTIR DE ASTILLAS DEL FUSTE DE LA PALMA DE COCO, Tesis Maestra, Universidad de
Guadalajara, Noviembre 1989.
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Fibra de coco
Por otro lado, en la Facultad de Ciencias Qumicas de la Universidad de
Guadalajara se realiz un anteproyecto para la fabricacin de aglomerado a
partir de la fibra de coco, a cargo la I.Q. Maria del Carmen Zepeda y Maria
Isabel Ibarra Vega optando por este tipo de fibra debido a su poca utilizacin
dentro de la Republica Mexicana.
En este estudio describe el proceso de elaboracin del tablero a base de fibra
de coco y resina (urea-formaldehdo), teniendo como variables el tamao de
la partcula, contenido de humedad, adicin de resina y aditivo, peso de la
tabla, humedad, densidad y espesor.
Se realizaron probetas para pruebas como flexin esttica, contenido de
humedad, pruebas de fuerza a tensin perpendicular, densidad, absorcin de
agua e hinchamiento, cizallamiento paralelo al plano, en donde se comprob
que el producto esta dentro de los limites de aceptacin.12
En Brasil, por medio de la empresa AGOPYAN en 1991 se analiz laposibilidad del aprovechamiento de residuos y subproductos de la extraccin
y del procesamiento de fibras vegetales para reciclaje en la construccin civil.
Utilizaron cinco diferentes tipos de residuos; a partir de las fibras de sisal
(agave sisalana), coco (cocos nucifera), pulpa de celulosa de eucalipto
(Eucalyptus grandis) y banana (Musa canvendishii).
12Zepeda P., C.; Ibarra V., I.; ANTEPROYECTO PARA LA FABRICACION DE AGLOMERADO A PARTIR
DE LA FIBRA DE COCO Universidad de Guadalajara, Facultad de Ciencias Qumicas Julio de 1993
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Estos residuos fueron caracterizados, y utilizados en el refuerzo de matrices
frgiles, a base de cemento de escoria bsica granulada de alto horno, as
pues en conjunto con otros proyectos de investigacin se lleg a la definicin
del aglomerante y del compuesto a ser probado en esta fase experimental, en
la cual fueron realizadas probetas con las siguientes caractersticas:
Relacin aglomerante: arena gruesa: 1:1,5.
Relacin agua/aglomerante: 0,5.
Volumen de fibra: 2%
Aglomerante: cemento de escoria bsica granulada de alto horno
(procedencia: CST, Blaine: 500 m2/kg), activada por gipsita e hidrxido de
calcio.
El mezclado y moldeado del compuesto fue manual, y se curo por inmersin
en agua, durante 7 das, y al aire libre (ambiente de laboratorio) hasta el da
de los ensayos.
El resultado fue un desempeo, en la mayora de los casos, superiores al
patrn de referencia. 13
13Savastano Jr., Holmer; Flores, Carlo A. Reginaldo Araujo, Rosario, Samuel F, IDENTIFICACIN Y
CARACTERIZACIN DE RESIDUOS AGROINDUSTRIALES, PARA USO EN LA CONSTRUCCIN CIVIL.
publicado revista de ingeniera industrial, Lima, Per n. 23, 1999.
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Cemento y partculas mineralizadas de madera
En nuestro pas, la Compaa Prefabricados Estructurales Guadiana Bison,
S.A. de R.L., filial de Grupo Guadiana en Durango, invirti varios aos de
trabajo hasta obtener un material que afirman, es un avance en la tecnologa
de la construccin, una disminucin en el manejo de materiales y la
posibilidad de reproducirlo industrialmente . 14
Conjuga para su elaboracin insumos tradicionales como lo son el cemento y
la madera en partculas mineralizadas.
Las propiedades del tablero estn determinadas por sus insumos bsicos: el
cemento y las partculas mineralizadas de madera. Del primero, utilizado en
un proporcin del 71% del peso, adquiere su resistencia al clima, fuego,
hongos, polilla y termitas. Del segundo, asimila su elasticidad, bajo peso y su
facilidad para trabajarlo.
Cuando la madera ya esta fraccionada, en hojuelas de 22 mm a 35 mm de
longitud por 0.20 mm a 0.40 del espesor y sin ningn contenido de azcar,se mezcla con cemento Prtland y agua. La cantidad de agua agregada a la
mezcla depende del contenido de humedad que contiene la astilla,
dosificndose de manera automtica, a la mezcla se le aplica pequeas
cantidades de compuestos qumicos.
14Mecanoescrito, Gpo. Guadiana
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Se contina con la formacin del colchn sobre unas placas de acero, en
donde las fracciones ms finas de la astilla quedan en las caras del tablero y
las fracciones ms gruesas en el centro del mismo, de ah se pasa a una
prensa en donde el tablero se forma bajo un presin de 2.4 n/nm2. Despus
pasa a una cmara de curado donde permanece de 6 a 8 horas a una
temperatura de 70 a 80 c.
El ltimo paso consiste en almacenar 12 das el tablero con el fin que alcance
la resistencia especificada, y posteriormente pasa a una cmara de
acondicionamientos donde se estabiliza con la humedad relativa.
En Durango este sistema ya fue aplicado para la construccin de 250 casas,
las cuales fueron entregadas al Instituto de Vivienda del Estado.
Se reporta que las pruebas de laboratorio realizadas han demostrado que
tiene caractersticas que lo hacen superior a otros comnmente usados en la
construccin tales como: asbesto-cemento, yeso, aglomerados de partculas,
de madera contrachapada, etc.
Caractersticas tcnicas:
Densidad 1.2 -1.3 gr/cm3
Resistencia al agua (hinchamiento) 2.2% despus de 24hrs. en el agua
Coeficiente de expansin trmica 0.01 mm/m/0c
Conductividad de calor 0.16 Kcal./mhoc
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Esfuerzos de ruptura:
E. de Compresin mayor de 15 N/mm2
E. de tensin mayor de 40 N/mm2
Modulo de elasticidad mayor de 3000 N/mm2
Esfuerzo Flexionante mayor de 9 N/mm2
Esfuerzo de tensin en flexin mayor de 4 N/mm2
Cemento Prtland, partculas de madera y papel de desecho
Por otro lado Fred Kurpiel y Al Moslemi15, este segundo adems postulante
desde hace tiempo de los productos de fibra-cemento, publicaron un articulo
en el ao de 1995 denominado Wood-panel makers consider cement-fiber to
boost profits, enfocado al mercado de los tableros fibra-cemento en Estados
Unidos de Amrica y Canad. En donde consideraban que dicho mercado
crecera de un 30% a un 50% por ao hasta el ao 2000.
El producto esta hecho de Cemento Prtland y de hasta un 25% de peso departculas de madera (80% por volumen). Y un 8% por peso de fibra de pulpa
y/o de papel de desecho. Hasta 1995, nicamente 10 plantas fabricaban
estos productos en Norteamrica. 2 en Canad, y 6 en los estados unidos de
Amrica.
15vicepresidente de la Corporacin Siembpelkaamp y profesor de la Universidad de Idaho.
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Cemento, Acero y Plstico.
En Europa el sistema de Duo-Massiv es un mtodo que se basa en
emparedados compuestos que contienen aglomerado con cemento,
sujetadores, barras de acero de refuerzo y espaciadores de plstico.
La lnea de ensamblaje es operada en su mayora por computadora, lo cual
produce elementos de dimensiones exactas, con tolerancias muy pequeas.
Los paneles son planos y lisos.
El uso de este tablero a base de madera en esta tcnica de construccin
ayuda a aumentar la ganancia del mercado de la madera al reemplazar el
bloque 100% de concreto utilizados.
Provee a los procesadores de madera de un mercado para sus desechos de
madera (Ferry Van Elten).
Lo ms importante, quizs, es la precisin en sus formas, el cual asegura que
todos los elementos de construccin encajan a la perfeccin, con las
tolerancias reducidas a milmetros, requerido por muchos mtodos
convencionales.
Se dice que el tiempo de construccin en sitio es de 30% a 50% menos que
con los mtodos convencionales, por lo tanto obtenemos una reduccin en
mano de obra.
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Figura 3 Cocos Nucifera L.,
5.4.- MATERIAS PRIMAS
5.4.1.- La Palma de Coco
Cocos nucifera L., conocida comnmente
como coco, palma de coco, es tal vez uno
de los rboles de los Trpicos mejor
reconocidos y uno de los ms
importantes en Mxico hablando en
trminos de nuestra cultura ycostumbres, de igual manera dentro del
mbito econmico.
El cocotero (Cocos nucfera L.) se clasifica botnicamente como:
Clase: Monocotyledoneae.Orden: Palmales
Familia: Palmacea
Subfamilia: Cocowsideae
Gnero: Cocos
Especie: nucfera.
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Apreciado por sus mltiples usos, el cocotero ha recibido numerosos
nombres entre los que se encuentran: rbol de la vida, rbol del cielo,
rbol de los cien usos, el rbol de la abundancia, etc.
En Mxico, los estados productores de coco son Campeche, Colima,
Guerrero, Jalisco, Michoacn, Oaxaca, Tabasco, Nayarit, Sinaloa, Quintana
Roo y Yucatn.
Su historia
Si bien, la utilizacin del cocotero por parte del hombre tiene tras de s una
larga historia, el tema sobre su origen sigue siendo un punto debatido.
La teora ms aceptada, es la que indica que el origen puede ubicarse en el
Sudeste asitico; en una vasta zona que abarca desde la pennsula malaya
por el oeste, hasta Nueva Guinea y la Melanesia en el este.
A Mxico lleg a travs de dos rutas: la del Ocano Atlntico favorecida por el
trfico de esclavos, entre frica y Amrica, durante la primera mitad del siglo
XVI; y la ruta del Ocano Pacfico, propiciada por la Nao de China, ruta
comercial que se mantuvo activa por ms de 200 aos entre Acapulco y
Filipinas, durante la segunda mitad del mismo siglo.
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El manejo comercial del cultivo del cocotero en nuestro pas tiene ms de
cien aos. Es una palma que ha prosperado en las regiones tropicales y
subtropicales de las costas, de modo que hoy su presencia puede dividirse en
dos regiones:
- La del Golfo y Caribe, en las costas de Tabasco, Veracruz, Campeche,
Yucatn y Quintana Roo.
- La del Pacfico; en las costas de Guerrero, Colima, Oaxaca, Michoacn,
Sinaloa, Jalisco y Chiapas.16
En abril del 2000, la CONASAC (Comisin Nacional de Sanidad
Agropecuaria), determina que existen en Mxico 149,826 hectreas de
plantaciones de palma de coco, de los cuales se estima 203,501 toneladas de
copra al ao.
El cocotero, una palma alta y erecta,
usualmente de 10 a 20 m de altura,
posee un tronco delgado, ya sea curvoo recto, a menudo ensanchado e
inclinado en la base, con una corteza
parda o gris ligeramente rajada.
16 ASERCA, Revista mensual producida y editada por Apoyos y Servicios a la Comercializacin
Agropecuaria, rgano Desconcentrado de la Secretara de Agricultura, Ganadera, Desarrollo Rural,
Pesca y Alimentacin, fundado en 1991. DE NUESTRA COSECHA, Contenido no. 8646, pag. 3
http://www.infoaserca.gob.mx.
Figura 4 Se planta extensamente por sufruto y como una planta ornamental
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Raz.- El sistema radicular del cocotero es fasciculado. Las races primarias
son las encargadas de la fijacin de la planta y de la absorcin de agua. Las
terciarias (que se derivan de las secundarias) son las verdaderas extractoras
de nutrientes. Las races activas se localizan en un radio de 2 metros del
tronco, a una profundidad entre los 0.2 a 0.8 metros, dependiendo de la
profundidad efectiva del suelo y de la profundidad del nivel fretico.
Tallo.- El tronco del cocotero es un espite no ramificado. En su extremo
superior o pice presenta un grupo de hojas que protegen el nico punto de
crecimiento o yema terminal que posee la planta.
La inflorescencia es la nica ramificacin del tallo. En ocasiones se
presentan anomalas como las ramificaciones mltiples. Debido a que el
tronco no posee tejido meristemtico no engruesa, sin embargo, las
variaciones en la disponibilidad de agua inducen cambios en el dimetro del
tronco. El crecimiento en altura, depende de las condiciones ecolgicas y de
la edad de la planta. Tambin vara entre los diferentes tipos de cocoteros.
Hojas.- La hoja del cocotero es de tipo pinnada y esta formada por un pecolo
que casi circunda el tronco, contina un rquis del cual se desprenden de
200 a 300 fololos. El largo de la hoja puede alcanzar los 6 metros y es menor
al aumentar la edad de la planta.
En condiciones ambientales favorables una planta adulta de cocotero gigante
emite de 12 a 14 hojas por ao, en cambio el enano puede emitir hasta 18
hojas en el mismo perodo. La copa presenta de 25 a 30 hojas (SantosFerreira. 1998).
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Inflorescencia.- Posee inflorescencias paniculadas, axilares, protegidas por
una brctea llamada espada. La espada se desarrolla en 3 o 4 meses,
despus se abre y libera las espigas. Cada espiga posee flores masculinas en
los dos tercios terminales y femeninas en el tercio basal.
En los cocoteros gigantes las flores masculinas se abren antes que las
femeninas estn receptivas, induciendo as la polinizacin cruzada. En el
caso de los enanos la apertura es simultnea, por tanto hay un porcentaje
alto de autofecundacin.
Fruto.- El fruto es una drupa, formado por una epidermis lisa, un
mesocarpio fibroso (tambin conocido como estopa) del cual se extrae fibra.
Ms al interior se encuentra el endocarpio ptreo que es una capa fina y dura
de color marrn llamada hueso o concha, envuelto por l se encuentra el
albmen slido o copra que forma una cavidad grande donde se aloja el
albmen lquido, tambin conocido como agua de coco.
El embrin se encuentra prximo a dos orificios del endocarpio, envuelto porel albmen slido.
Segn la variedad, el color, la forma y el grosos del fruto cambian cuando el
fruto esta maduro, su color puede ser amarillo, verde, castao. La forma
pude ser redonda. Ovoide-globoso u ovoide triangular. El dimetro vara de
10 a 40 cm., el endocarpio tiene tres ojos basales. El peso del fruto pude
variar de 0.50 a 1.50 kg.17
17 Rodrguez, A. R., EVALUACION FISICO-MECANICA DE LA MADERA DE LA PALMA DE COCO
(COCOS NUCIFERA) Tesis 1989, Universidad de Guadalajara
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Composicin del fruto:
Mesocarpio 35% (incluyendo pericarpio)
Endocarpio 12%
Endospermo 28%
Agua 25%
Sus usos
Aun no se ha llegado al aprovechamiento del 100% de todas las partes de la
palmera de coco (cocos nucifera), estudindolo desde el punto de vista
residual, sin derrumbarlas para la produccin de algn producto.
La copra es altamente aprovechada para la elaboracin de aceites, jabones
etc. 8
La cscara del coco, o endocarpio, se puede usar para hacer varios utensiliostales como tazones, tazas, cucharas y cucharones, pipas para fumar,
ceniceros, floreros, cajas, juguetes, carbn, carbn activado, botones.
La parte mas utilizada de la palmera de coco es sin duda alguna su madera,
los usos dentro de la construccin son ilimitados, aunque esto genera un
dao a las plantaciones y es una causa de la disminucin de los plantos.
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5.4.2- La Fibra de Coco y sus Caractersticas
La Fibra de coco pertenece a la familia de las fibras duras como el
henequn. Se trata de una fibra compuesta por celulosa y leo que posee
baja conductividad al calor, resistencia al impacto al impacto, a las bacterias
y al agua. Su resistencia y durabilidad lo hace un material adecuado para el
mercado de la construccin para usarlo como material de aislamiento
trmico y acstico, explica Jaime Pia, experto en el estudio del cocotero en
el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrcolas y Pecuarias
(INIFAP).
La fibra de coco se puede definir de forma cilndrica, pared delgada, extremos
redondos; tiene pequeos vasos sementados y largos, vasos anulares en
espiral. Presenta un alto contenido de lignina, bajo porcentaje de celulosa y
pentosanos y un elevado porcentaje de cenizas.13
Figura 5 La fibra de coco posee una alta elasticidad y es factible a blanquear.
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La composicin qumica promedio de la estopa de coco, resultados del
estudio elaborado en el valle de Tecoman, por el Departamento de Madera,
Celulosa y papel, universidad de Guadalajara.Error! Marcador no definido.
Lignina 42.5%
Celulosa 32.3%
Pentanosa 14.7%
Grasas saponificables 5.1%
Grasa insaponificables 0.7%
Cenizas 3.5%
Protenas 1.2% = 100%
Elementos minerales en las cenizas
(Referidos al % total)
MnO 0.195
K2O 0.059Na2O 0.003
SiO 2 0.701
Debido a que no se dispone del dato sobre el rendimiento neto de fibra de
coco, solo es posible hacer una estimacin de la cantidad total de fibra
disponible, en base a la suposicin aproximada de que el 10% del peso del
coco corresponda a fibra disponible.18
18Trabajo publicado en AMATL Boletn de difusin del Instituto de Madera, Celulosa y Papel de la Universidad
de Guadalajara. Mxico. Vol. II, Numero 4, Oct-Dic. 1988.pp 2-7
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5.4.3- El Cemento
Es un material con propiedades adhesivas y cohesivas las cuales dan la
capacidad de aglutinar otros materiales para formar un todo, slido y
compacto.
Su uso se remonta a la antigedad, desde la poca de los egipcios, griegos y
romanos, ellos iniciaron por mezclar arena, agua y piedra triturada, por lo
que se puede decir que este fue el primer concreto de la historia.
El cemento se obtiene a partir de la mezcla de materiales calcreos y
arcillosos, as como de otros que contengan slice, aluminio y xidos de fierro.
Es un mineral finamente molido, usualmente de color grisceo extrado de
rocas calizas, que al triturarse hasta convertirse en polvo y ser mezclado con
agua, tiene la propiedad de endurecer.
Su fabricacin consiste en la trituracin fina de la materia prima, mezcladaen ciertas proporciones y calcinada en un horno rotatorio de gran dimensin,
a una temperatura de 1400 C, donde el material se sintetiza y se funde
parcialmente formando bolas conocidas como clinker, que cuando se enfra el
material, se tritura hasta obtener un polvo fino al que se le aade un poco de
yeso para obtenerse, como producto final, el cemento Prtland. Tambin
existen otros tipos de cementantes, como los cementos naturales y los
cementos de alta almina.
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Cemento Prtland
Actualmente se tiene bien establecido el uso del cemento, siendo el ms
comn el denominado Prtland.
El cemento Prtland debe su nombre a la semejanza, en color y calidad, con
la piedra de Prtland, una caliza obtenida de una cantera en Dorset,
Inglaterra. Este cemento empez a ser desarrollado por Joseph Aspin, en
1824.
La definicin del Cemento Prtland Compuesto, segn la Norma Oficial
Mexicana, dice que es conglomerantes hidrulico que resulta de la
pulverizacin de clinker fri, a un grado de finura determinado y al cual se le
aaden sulfato de calcio natural, o agua y sulfato de calcio natural.
Segn el grado de trituracin, el cemento puede alcanzar un peso especificobastante elevado.
Existen varios tipos de cemento dependiendo de su so especifico. En relacin
con su color general, se encuentran los cementos grises blancos.
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La clasificacin general para diferentes tipos de cemento de acuerdo con su
propsito especfico es la siguiente:
Tabla no. 3.- Tipos diferentes de cemento
Cemento tipo 1(Para todos los propsitos). Se usa este tipo de cemento para
mezclas de concreto en las que no se requieren de propiedades especiales,
sobre todo cuando los elementos estructurales no estn expuestos a laaccin de sulfatos.
Cemento tipo 2(Resistente a los sulfatos) Este cemento tiene un propsito
especifico. Se recomienda su uso en estructuras que van estar expuestas a al
accin de cantidades no muy importantes de sulfatos.
Cemento tipo 3(De resistencia rpida). Este cemento logra alcanzar a laresistencia en poco tiempo (una semana o quiz menos) y nos permite
optimizar tiempos de construccin. Se usa en pisos, caminos, baqueta, etc.
TIPO CARACTERISTICAS
1 Todo propsito
2 Resistentes a sulfatos
3 Resistencia rpida
4 Bajo calor de hidratacin
5 Resistencia a la accin de sulfatos pesados
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Pero no slo se le utiliza en la vivienda, sino tambin para construir caminos,
aeropuertos, puentes, fbricas, etc.
Adems, la construccin de plantas de tratamiento de aguas residuales,
drenajes y acueductos se hace con este producto.
El cemento es un excelente estabilizante de residuos tanto municipales como
industriales, que deben ser tratados antes de ir a rellenos sanitarios.
La industria del cemento puede colaborar tambin para mejorar el ambiente.
Su mejor aporte en este sentido consiste en la utilizacin de los hornos de
fabricacin de clinker para eliminar de una manera segura y definitiva una
gran cantidad de residuos. Los hornos tienen la caracterstica de aceptar
como combustible muchos subproductos que tienen energa trmica (generan
calor), municipales, llantas, plsticos, finos de coque, residuoshospitalarios.21
21Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto (IMCYC).
www.imcyc.com
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6.- DESARROLLO EXPERIMENTAL
6.1- MATERIALES Y METODOS
6.1.1- Obtencin de Materia Prima
La fibra de coco se obtuvo en una
fabrica dedicada a la venta e
importacin de fibras, ubicada en el
Municipio de Armera, en el Estado
de Colima.
Coco Colima S.A. de C.V.22, es el
nombre de esta reconocida empresa,
en donde la cscara de coco es
desfibrada mediante un proceso
mecnico, utilizando un molino.
La empresa compra la cscara de coco, en grandes cantidades.
Y siguiendo todo un plan de trabajo con procedimientos muy sencillos que
agilizan el desfibrado se inicia con la colocacin de la cscara en unas
bandas contenidas en el molino, pasando por una zona de trituracin en
donde se obtiene una fibra en brea, facilitando su uso, posteriormente se
coloca en unas plataformas donde se va acumulando carpetas de dicho
material.
22Amado Nervo no. 10 col. Centro, c.p. 28000, Armera, Colima, Mxico.
Figura 6 Fibra de coco, Materiaprima obtenida en Armera, Colima.
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Finalmente se pesa el producto para formar las pacas que se envan a
destinos diferentes y de esta manera ser utilizados en diversos campos de
trabajo.
6.1.2- Desintegrado de Material Fibroso y Clasificacin de partculas
Aun despus del proceso de desfibrado mecnico quedan en las hebras
algunos pequeos trozos de cscara de coco adheridos, los cuales no son
tiles para el experimento, de tal manera que es conveniente realizar un
desfibrado manual separando estos fragmentos.
Por otro lado, podemos observar que el tamao de las fibras es muy variable,
se pueden obtener largos hasta de 30 cm., no obstante para el uso requerido
el tamao de la partcula influye en gran medida; se requiere un tamao con
un rango aproximado de 2 a 5 mm. de longitud para que la unin con los
elementos sea homognea.
Figura 7 Las fibras logran alcanzar hasta 30 cm. de largo.
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Una vez separado el material fibroso
procedemos a la clasificacin de las
partculas.
La clasificacin de partculas es
necesaria por el perfil estructural que
tendr el tablero, adems por los
diferentes tamaos de las partculas
que resultan despus de triturado el
material, en donde encontramos:
polvos, partculas finas, de superficie
amplia, burdas y muy gruesas etc.
Esta fase es muy importante, y aunque es una de las ms sencillas es de
igual manera la ms larga, de cierta manera porque es un trabajo mecnico-
manual.
El molino que se utiliz es de doble navaja, utilizaremos dos tamaos de
cribas, las cuales se irn cambiando para lograr la longitud necesaria
requerida en la elaboracin de los tableros.
Figura 8 Molino de cuchillas,localizado en el Laboratorio deMadera, Celulosa y Papel,Universidad de Guadalajara.
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Iniciamos colocando un tamiz con separacin de 1, aunque debido al lo
pequeo de la boca de entrada en el molino se tiene que dosificar la fibra
para que sea bien molida.
Inmediatamente que se tritura toda
la fibra, se coloca una criba con
orificios de dimetro 1/4, obteniendo
el tamao necesario. Para concluir
esta etapa utilizamos un cernidor no.
0.01 para retirar el polvo de algunasfibras que pudieran haberse molido
ms de lo necesario.
Es recomendable moler toda la fibra enun solo ciclo para iniciar la segunda
fase, pues de esta manera todo el
material tendr las mismas propiedades
fsicas y as podemos evaluar los
tableros con la misma variable.
En esta etapa pudimos percibir la
propiedad de la fibra de coco para
apelmazarse, algo que se debe considerar
en el momento de realizar las mezclas.Figura10 Aspecto de la fibrautilizada para la elaboracin de lostableros.
Figura 9 Mecanismo del molino, pararealizar el cambio de las Cribas.
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Figura 11 La primer criba que secoloca dentro del molino tiene undimetro de 1 en sus orificios
Imagen 12 La fibra se tritura en unmolino de navajas, observamos lacriba de de en sus orificios.
Imagen 13 Para retirar los polvos sepasa la fibra mediante este tamiz.
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6.2- DISEO EXPERIMENTAL
6.2.1.- Variables de Estudio
Con la finalidad de elaborar tableros aglomerados para su evaluacin fsico-
mecnica se llev a cabo la aplicacin de un Diseo Experimental Factorial
Multinivel en donde, este arreglo permite relacionar las variables, y analizar
el efecto de estas mismas, adems permite la posibilidad de hacer
rectificaciones.( Cochran-Cox 1983) .
Para la elaboracin de los tableros fibra de coco-cemento se seleccionaron lassiguientes variables:
Variables Independientes
1.-% Fibra de Coco
2.- % Cemento gris Prtland
El agua y la arena estn en relacin de la proporcin de cemento que
contiene cada tablero.
Variables Dependientes
1.- Resistencia a la Flexin
2.- Modulo de Elasticidad a Flexin.
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Por tal motivo, la densidad se establece en un principio de 1.2 g/cm3
pensando en obtener un tablero ligero, dicha densidad ser rectificada en el
proceso de pruebas de laboratorio y determinaremos cuanto fue la variacin
del peso y sus posibles aplicaciones.
6.2.2. -Combinacin de las Variables
La combinacin se realizo por medio de un diseo Experimental Factorial
Multinivel, el cual permitir evaluar el efecto de cada una de los variables
individuales sobre las propiedades de los tableros elaborados.
Las combinaciones estudiadas son las siguientes:
Tabla no. 4 Porcentajes de material en cada tablero que se elabor.
Fibra CementoTablero
No.
Block
k % %
1 1 15 502 1 10 403 1 10 504 1 5 605 1 15 606 1 15 407 1 10 60
8 1 5 509 1 5 40
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6.3 ELABORACIN DE TABLEROS CEMENTO-ESTOPA DE COCO
6.3.1. PREPARACION DE MEZCLAS
Se elaboraron muestras de 25 cm x 5 cm. x 1.2 cm. en base al Diseo, que
dio como resultado 9 tableros base fibra de coco y cemento, considerando
que de cada arreglo se obtuvieron cuatro probetas, por lo tanto se tiene un
total de 36 muestras que fueron sometidas a las pruebas fsico-mecnicas.
El agua representa el 20% del aglutinante (cemento).
A la mezcla se le agrega por cada 90 gr. de estopa de coco 242.00 mililitros
de agua, para compensar el agua absorbida por la estopa de coco.
Arena 50% del aglutinante (cemento).
Considerando proporciones similares para lograr un concreto de Fc= 150
kg/cm2
Los porcentajes para cada probeta de esta primer corrida de acuerdo al
diseo Factorial Fraccional.
Para transformar los porcentajes de la tabla anterior se realiz una operacin
en donde se determin el peso total de la suma de las cuatro probetas que
conforman un tablero, el cual representa el 100% de la masa, y de tal forma
mediante una ecuacin matemtica utilizando la densidad propuesta, se
obtuvo la proporcin correspondiente a la fibra, cemento, arena y agua para
cada arreglo.
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Posteriormente utilizamos el
mezclador de acero inoxidable y a
medida que se mezcla la pasta y sehace ms homognea, vamos
incorporando lentamente el agua y la
arena, hasta mezclar los ingredientes
perfectamente. Se va realizando la
mezcla de un tablero e
inmediatamente su formacin, pues de
acuerdo la naturaleza de los materiales
no es posible realizar todas las
combinaciones y dejar la formacin del
colchn al final.
El tiempo de mezclado fue de
aproximadamente dos minutos, cabe
mencionar que la dosificacin de las
mezclas influy en cierto modo, pues
algunas proporciones requirieron menos
tiempo lgicamente porque tenan un
porcentaje menor de fibra, los tableros
con un grado mayor de fibra si ocuparon
del tiempo estimado para lograr su
homogeneidad.
Figura 17 Mezclador rotatoriode acero inoxidable.
Figura 16 Mezcla en seco de la
fibra y el cemento.
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6.3.2- FORMACIN DEL TABLERO
Iniciamos esta fase de la elaboracin colocando un plstico del tamao de la
lmina de acero sobre la misma, para que al momento de sacar las probetasdel molde estas no se peguen. A continuacin se colocan los moldes sobre el
plstico, as en el momento en que esta lista la mezcla depositarla de
inmediato, mediante un proceso continuo, el cual permite mantener
uniforme la distribucin de la fibra y un nivel del conglomerado dentro de las
hormas, para ser prensado.
Figura 18 y 19 Acomodo de los moldes, podemos observar que se colocancuatro moldes para cada proporcin.
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Se cuid que el molde sea cubriera totalmente para llegar a obtener una
muestra completamente uniforme, sin dejar vacos que generaran burbujas
de aire, pues estas a su vez pueden ocasionar una menor resistencia en el
resultado de las pruebas aplicadas. Posterior a esto se coloc otro plstico yla lmina de acero sobre las probetas previamente llenas, de tal manera esta
lista para pasar a la prensa.
Figura 20 Los moldes en los que se acomoda la mezcla, se realizcon detalle para evitar que se perdiera el agua contenida si seoprima demasiado.
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Se colocan en la prensa las lminas con las
probetas elaboradas, procurando su acomodo en el centro para lograr una
presin uniforme, se acciona una palanca para ejercer la presin hasta
llegar hasta los 30 bars.
Transcurridos los diez minutos se suspende la presin y las laminas de acero
son retiradas, colocndolas en el rea de trabajo en donde se iniciara el
proceso de curado y fraguado. El prensado influye en algunas propiedades
tecnolgicas del producto, como lo son la densidad del tablero, y la relacin
entre la resistencia a la flexin y tensin perpendicular.
6.3.4- CURADO Y FRAGUADO DEL TABLERO
Una vez ubicadas las probetas en el rea de trabajo se inicia el proceso de
curado y fraguado, as pues consiste en depositarle manualmente pequeas
cantidades de agua sobre las probetas para que no se reseque el concreto y
aparecen grietas. Las probetas se dejaron dentro de cada molde.
El fraguado se va dando gradualmente desde el momento en que se esta
realizando la mezcla para la elaboracin de las muestras.
Las pruebas de laboratorio se realizaran a los 28 das cuando el concreto
alcance su mxima resistencia, y as lograr resultados satisfactorios para
nuestras necesidades de uso.
Figura 23 Prensa elctrica
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Figura 24 y 25 Las probetas se colocan en la mesa de trabajo para dar
inicio al curado.
Figura 26 y 27 Es necesarios desmoldar las probetas retirar en elmomentos en que se retiran de la prensa, as evitamos posibles fracturasen el momentos de desprenderlos de los moldes.
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6.4- EVALUACIN MECNICA DE LOS TABLEROS
Las pruebas fsico-mecnicas se realizaron en el Instituto de Madera,
Celulosa y Papel Ing. Karl Augustin Grellmann de la Universidad de
Guadalajara, bajo la supervisin del M. C. Francisco Fuentes Talavera.
Figura 29 Tableros en etapa de fraguado.
Figura 30 Laboratorio del Depto. deMadera, Celulosa y papel, Universidad deGuadalajara, Mxico.
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6.4.1- Comportamiento a Flexin
Se realizo la preparacin de las muestras, registrando los datos de sus
caractersticas fsicas como dimensin y peso.
Se asigna una clave a cada las probetas
para registrar sus propiedades fsicas,
y de esta manera llevar un orden de la
informacin que se obtenga
individualmente.
Se utiliza un vernier o pie de rey para tomar las medidas de ancho, largo y
espesor de las muestras, as
mismo para pesar cada probeta
se utiliz una balanza analtica.
Figura 31 Asignacin de clavespara las probetas.
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Figura 33 Con el pie de rey se toman las medidas de las probetas, paraarchivar sus datos.
Figura 32 Pie de rey o Vernier
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Figura 34 Los resultados sonanalizados para detectar variacionesen sus medidas.
- Resistencia
El mecanismo usado para realizar las
pruebas fue una maquina universal con
capacidad de 5 toneladas, marca Karl
Frank de origen Alemana. La cual
transmitir la fuerza a una velocidad
constante y adems nos permite sacar
grficamente la relacin Fuerza-Deformacin.
De acuerdo a la Norma DIN (52362) La resistencia al flexin (RF) se define
como el cociente del momento Flexionante (M), producido por la fuerzamxima (FM) aplicada, y el momento de resistencia del material (w).
La formula para determinar la resistencia a la flexin es la siguiente:
RF = M/W = 3 x Fx LS = N/ mm2
2 x b x h2
Figura 35 Balanza analtica digitalpara determinar el peso ltimo de laprobeta.
Figura 36 Maquina Universal,capacidad de 5 toneladas marcaFrank.
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Donde:
RF= resistencia a la flexin (N/mm2)
M = momento de flexin
W = momento resistente
F = Fuerza mxima de ruptura (N)
Ls = Claro, distancia entre los soportes (mm).
b = ancho de la probeta (mm)
h = altura de la probeta (mm).
El ancho de la probeta para cualquier tipo de tablero es de 50 mm. Por su
parte el largo total es determinado por la suma del claro 200+50 .
La muestra se coloca sobre dos soportes y se aplica una carga en la parte
media de la distancia entre los apoyos, concentrada y distribuida
uniformemente, a una velocidad constante hasta que se presente el
rompimiento.
Se recomienda utilizar apoyos con soportes cilndricos en combinacin con
placas deslizables, cuando se trata solo de determinar la resistencia, el claro
entre soportes puede llevar una distancia de 200 mm.
- Mdulo de elasticidad
Para la determinacin del modulo de elasticidad se aplica:
BF x LMEF=
4 x b x E3 x Bf
MEF = modulo de elasticidad por flexin
BF = cualquier diferencia de fuerza en newton en el campo
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de deformacin elstica.
Bf = la correspondiente deformacin a centro
de la probeta de la diferencia de fuerza (BF) en mm.
Ls = distancia entre los soportes (mm).b = ancho de la probeta (mm)
E = espesor de la probeta (mm)
Figura 37,38,39 y 40 Posicin en la cual se colocan las probetas para aplicarla fuerza y determinar la resistencia a la flexin y el modulo de elasticidad.
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Tablero T-4 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 60%)
ProbetaR.
Flexin MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max F2 F1 D2 D1
no. N/mm N/mm g/cm mm mm mm gr N mm mm mm mmT-4B 5.94 8952.38 1.65 50.00 250.00 14.00 289.60 194.00 7.50 4.00 0.45 0.30T-4C 6.06 8824.49 1.62 50.00 250.00 14.00 283.40 198.00 7.60 3.00 0.40 0.20T-4D 6.45 8057.14 1.79 50.00 240.00 14.00 301.20 210.55 8.20 4.00 0.40 0.20Promedio 6.15 8611.34 1.69 50.00 246.67 14.00 291.40 200.85 7.77 3.67 0.42 0.23
Desvestndar 0.26 484.19 0.09 0.00 5.77 0.00 9.04 8.64 0.38 0.58 0.03 0.06
coef.Variacin 4.30 5.62 5.42 0.00 2.34 0.00 3.10 4.30 4.87 15.75 6.93 24.74
Tablero T-5 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 60%)Probeta
R.Flexin MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso
FMax F2 F1 D2 D1
no. N/mm N/mm g/cm mm mm mm Gr N mm mm Mm mm
T-5A 1.62 1253.83 1.17 51.00 250.00 14.00 209.60 54.00 8.00 3.00 2.40 0.90T-5C 1.65 1612.07 1.15 51.00 250.00 14.00 205.30 55.00 8.00 2.00 2.00 0.60T-5D 1.43 1168.24 1.13 52.00 250.00 14.00 205.00 48.50 8.00 2.30 2.60 0.80Promedio 1.57 1344.71 1.15 51.33 250.00 14.00 206.63 52.50 8.00 2.43 2.33 0.77
Desvestndar 0.12 235.46 0.02 0.58 0.00 0.00 2.57 3.50 0.00 0.51 0.31 0.15
coef.Variacin 7.73 17.51 2.08 1.12 0.00 0.00 1.25 6.67 0.00 21.09 13.09 19.92
Tablero T-6 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 40%)
ProbetaR.
Flexin MOE Densidad Ancho Largo Espesor PesoF
Max F2 F1 D2 D1no. N/mm N/mm g/cm mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-6A 0.92 409.97 1.02 50.10 249.00 13.50 172.10 28.00 6.20 1.40 6.40 1.40T-6B 1.08 473.99 0.99 51.00 249.00 14.50 182.00 38.50 7.00 2.10 5.00 1.50T-6C 2.11 493.18 1.06 51.00 249.00 14.00 188.60 70.20 8.90 3.00 6.80 2.30Promedio 1.37 459.04 1.02 50.70 249.00 14.00 180.90 45.57 7.37 2.17 6.07 1.73
Desv
estndar 0.64 43.57 0.04 0.52 0.00 0.50 8.30 21.97 1.39 0.80 0.95 0.49coef.
Variacin 47.13 9.49 3.54 1.02 0.00 3.57 4.59 48.21 18.83 37.02 15.58 28.46
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Tablero T-7 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 60%)
ProbetaR.
Flexin MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max F2 F1 D2 D1no. N/mm N/mm g/cm mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-7 3.32 3761.50 14.00 51.00 249.00 14.00 237.30 110.50 10.00 3.00 0.80 0.10
T-7B 3.77 2340.49 14.00 51.00 250.00 14.00 257.80 125.50 9.60 4.00 1.50 0.60T-7D 3.08 2029.04 13.00 52.00 248.00 14.00 234.90 104.50 10.00 4.50 1.80 0.80Promedio 3.39 2710.35 13.67 51.33 249.00 14.00 243.33 113.50 9.87 3.83 1.37 0.50
Desvestndar 0.35 923.55 0.58 0.58 1.00 0.00 12.59 10.82 0.23 0.76 0.51 0.36
coef.Variacin 10.35 34.08 4.22 1.12 0.40 0.00 5.17 9.53 2.34 19.92 37.55 72.1
Tablero T-8 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 50%)
Probeta
R.
Flexin MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max F2 F1 D2 D1no. N/mm N/mm g/cm mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-8B 5.43 7476.61 1.82 51.00 250.00 15.60 362.60 224.50 9.00 3.50 0.40 0.20T-8C 5.12 4419.25 1.79 51.30 250.00 15.70 359.80 216.00 10.00 5.00 0.60 0.30T-8D 5.96 6298.13 1.85 50.50 250.00 15.50 362.20 241.00 10.00 5.50 0.40 0.20Promedio 5.50 6064.66 1.82 50.93 250.00 15.60 361.53 227.17 9.67 4.67 0.47 0.23
Desvestndar 0.42 1541.99 0.03 0.40 0.00 0.10 1.51 12.71 0.58 1.04 0.12 0.06
coef.Variacin 7.68 25.43 1.76 0.79 0.00 0.64 0.42 5.60 5.97 22.30 24.74 24.7
Tablero T-9 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 40%)
ProbetaR.
Flexin MOE Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max F2 F1 D2 D1no. N/mm N/mm g/cm mm mm mm gr N mm mm Mm mm
T-9 4.91 5650.33 1.82 52.00 249.00 14.40 338.70 176.50 8.50 3.50 0.60 0.30T-9C 5.10 9961.62 1.76 52.00 250.00 14.50 332.30 186.00 10.00 4.00 0.40 0.20T-9D 5.15 9014.47 1.79 51.60 250.00 14.60 337.00 189.00 10.00 4.50 0.40 0.20Promedio 5.06 8208.81 1.79 51.87 249.67 14.50 336.00 183.83 9.50 4.00 0.47 0.23
Desvestndar 0.13 2265.75 0.03 0.23 0.58 0.10 3.32 6.53 0.87 0.50 0.12 0.06
coef.
Variacin 2.55 27.60 1.50 0.45 0.23 0.69 0.99 3.55 9.12 12.50 24.74 24.7
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TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COC O-CEMENTO
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6.4.2 Comportamiento a Compresin
El esfuerzo de compresin es calculado del cociente de la correspondientefuerza F y del rea de la probeta cargada A= a x b (donde a y b representan
las dimensiones de la seccin transversal de la probeta).
Infraestructura para la prueba:
-Para realizar el ensayo de compresin es necesario contar como un aparato
de medicin de la longitud, en este caso se uso un pie de rey, el cual nos
permite la determinacin de las dimensiones de la probeta.
-El mecanismo para realizar la prueba de
compresin fue de igual forma la maquina
universal.
-Para el ensayo de la compresin se elaboraron
dos probetas de cada proporcin, con seccin
cuadrada.
F F
D= ------------ = ----------- = en n/mm2
A a*b
Figura 44 Se muestra elensayo a compresin enla maquina universal.
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TABLEROS AGLOMERADOS FIBRA DE COC O-CEMENTO
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Tabla 6 Caractersticas Fsicas de las probetasAGLOMERADO DE ESTOPA DE COCO Y CEMENTO
Tablero T-1 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 50%)Probeta
R.Compresin Densidad Ancho Largo Alto Peso F Max
no. N/mm g/cm mm mm mm gr N
T-1A 3.98 1.21 50.00 50.00 50.00 150.70 9950.00T-1B 4.28 1.25 50.00 50.00 50.00 156.30 10700.00
Promedio 4.13 1.23 50.00 50.00 50.00 153.50 10325.00
Desv estndar 0.21 0.03 0.00 0.00 0.00 3.96 530.33
coef. Variacin 5.14 2.58 0.00 0.00 0.00 2.58 5.14
Tablero T-2 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 40%)
ProbetaR.
Compresin Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max
no. N/mm g/cm mm mm mm gr N
T-2A 9.84 1.24 50.00 50.00 50.00 154.60 24600.00T-2B 7.44 1.20 50.00 50.00 50.00 150.40 18600.00
Promedio 8.64 1.22 50.00 50.00 50.00 152.50 21600.00
Desv estndar 1.70 0.02 0.00 0.00 0.00 2.97 4242.64
coef. Variacin 19.64 1.95 0.00 0.00 0.00 1.95 19.64
Tablero T-3 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 50%)
ProbetaR.
Compresin Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max
no. N/mm g/cm mm mm mm gr N
T-3A 9.60 1.40 50.00 50.00 50.00 173.10 24000.00T-3B 10.62 1.40 50.00 50.00 50.00 173.30 26550.00
Promedio 10.11 1.40 50.00 50.00 50.00 173.20 25275.00
Desv estndar 0.72 0.00 0.00 0.00 0.00 0.14 1803.12
coef. Variacin 7.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.08 7.13
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Tablero T-7 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 60%)
ProbetaR.
Compresin Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max
no. N/mm g/cm mm mm mm gr NT-7A 9.08 14.00 50.00 50.00 50.00 158.00 22700.00T-7B 8.00 14.00 50.00 50.00 50.00 161.00 20000.00Promedio 8.54 14.00 50.00 50.00 50.00 159.50 21350.00
Desv estndar 0.76 0.00 0.00 0.00 0.00 2.12 1909.19
coef. Variacin 8.94 0.00 0.00 0.00 0.00 1.33 8.94
Tablero T-8 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 50%)
ProbetaR.
Compresin Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max
no. N/mm g/cm mm mm mm gr N
T-8A 17.10 1.71 50.00 50.00 50.00 214.00 42750.00T-8B 18.92 1.80 50.00 50.00 50.00 225.00 47300.00Promedio 18.01 1.76 50.00 50.00 50.00 219.50 45025.00
Desv estndar 1.29 0.06 0.00 0.00 0.00 7.78 3217.34
coef. Variacin 7.15 3.54 0.00 0.00 0.00 3.54 7.15
Tablero T-9 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 40%)
ProbetaR.
Compresin Densidad Ancho Largo Espesor Peso F Max
no. N/mm g/cm mm mm mm gr N
T-9A 20.00 1.73 50.00 50.00 50.00 216.00 50000.00T-9B 20.00 1.76 50.00 50.00 50.00 220.00 50000.00Promedio 20.00 1.74 50.00 50.00 50.00 218.00 50000.00
Desv estndar 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 2.83 0.00
coef. Variacin 0.00 1.30 0.00 0.00 0.00 1.30 0.00
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Figura 45 La Probeta se colocaentre los dos platos de lamaquina de pruebas.
Figura 46 Se aplica una carga ala probeta de forma homognea.
Figura 47 Se observa ladeformacin que sufre laprobeta, misma que serepresenta en un diagrama de
Fuerza vs. Deformacin.
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7.- RESULTADOS Y DISCUSIN
7.1 ANLISIS DEL DISEO EXPERIMENTAL
7.1.1-Tablas de Resultados
Tabla 7 Ensayo de Resistencia a la FlexinTABLERO DE ESTOPA DE COCO Y CEMENTO
Tablero T-1 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 50%)
Probeta R. Flexin MOE Densidadno. N/mm N/mm g/cm
T-1 1.46 468.93 1.20T-1C 1.65 445.99 1.18
T-1D 1.63 458.74 1.22Promedio 1.58 457.89 1.20Desv estndar 0.10 11.49 0.02
coef. Variacin 6.45 2.51 1.39
Tablero T-2 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 40%)
Probeta R. Flexin MOE Densidadno. N/mm N/mm g/cm
T-2 1.55 311.94 1.27T-2C 1.03 388.19 1.23
T-2D 1.02 449.29 1.25Promedio 1.20 383.14 1.25
Desv estndar 0.30 68.81 0.02
coef. Variacin 25.21 17.96 1.68
Tablero T-3 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 50%)
Probeta R. Flexin MOE Densidadno. N/mm N/mm g/cm
T-3 2.55 3761.50 1.40
T-3C 1.33 4220.41 1.40T-3D 2.16 3492.83 1.40Promedio 2.01 3824.91 1.40
Desv estndar 0.62 367.91 0.00
coef. Variacin 30.91 9.62 0.00
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Tablero T-4 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 60%)
Probeta R. Flexin MOE Densidad
no. N/mm N/mm g/cm
T-4B 5.94 8952.38 1.65T-4C 6.06 8824.49 1.62T-4D 6.45 8057.14 1.79
Promedio 6.15 8611.34 1.69
Desv estndar 0.26 484.19 0.09
coef. Variacin 4.30 5.62 5.42
Tablero T-5 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 60%)Probeta R. Flexin MOE Densidad
no. N/mm N/mm g/cm
T-5 1.62 1253.83 1.17T-5C 1.65 1612.07 1.15T-5D 1.43 1168.24 1.13
Promedio 1.57 1344.71 1.15
Desv estndar 0.12 235.46 0.02
coef. Variacin 7.73 17.51 2.08
Tablero T-6 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 40%)
Probeta R. Flexin MOE Densidad
no. N/mm N/mm g/cm
T-6 0.92 409.97 1.02T-6B 1.08 473.99 0.99T-6C 2.11 493.18 1.06
Promedio 1.37 459.04 1.02
Desv estndar 0.64 43.57 0.04
coef. Variacin 47.13 9.49 3.54
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Tablero T-7 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 60%)
Probeta R. Flexin MOE Densidad
no. N/mm N/mm g/cm
T-7 3.32 3761.50 14.00T-7B 3.77 2340.49 14.00T-7D 3.08 2029.04 13.00
Promedio 3.39 2710.35 13.67
Desv estndar 0.35 923.55 0.58
coef. Variacin 10.35 34.08 4.22
Tablero T-8 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 50%)
Probeta R. Flexin MOE Densidad
no. N/mm N/mm g/cm
T-8B 5.43 7476.61 1.82T-8C 5.12 4419.25 1.79T-8D 5.96 6298.13 1.85
Promedio 5.50 6064.66 1.82
Desv estndar 0.42 1541.99 0.03
coef. Variacin 7.68 25.43 1.76
Tablero T-9 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 40%)
Probeta R. Flexin MOE Densidad
no. N/mm N/mm g/cm
T-9 4.91 5650.33 1.82T-9C 5.10 9961.62 1.76T-9D 5.15 9014.47 1.79
Promedio 5.06 8208.81 1.79
Desv estndar 0.13 2265.75 0.03
coef. Variacin 2.55 27.60 1.50
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Tabla 8 Ensayo de Resistencia a la CompresinAGLOMERADO DE ESTOPA DE COCO Y CEMENTO
Tablero T-1 (Elaborado Fibra 15%-Cemento 50%)
ProbetaR.
Compresin Densidad
no. N/mm g/cm
T-1 3.98 1.21T-1B 4.28 1.25
Promedio 4.13 1.23
Desv estndar 0.21 0.03
coef. Variacin 5.14 2.58
Tablero T-2 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 40%)
ProbetaR.
Compresin Densidad
no. N/mm g/cm
T-2 9.84 1.24T-2B 7.44 1.20
Promedio 8.64 1.22
Desv estndar 1.70 0.02
coef. Variacin 19.64 1.95
Tablero T-3 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 50%)
ProbetaR.
Compresin Densidad
no. N/mm g/cm
T-3 9.60 1.40T-3B 10.62 1.40
Promedio 10.11 1.40
Desv estndar 0.72 0.00
coef. Variacin 7.13 0.00
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Tablero T-7 (Elaborado Fibra 10%-Cemento 60%)
Probeta R. Compresin Densidad
no. N/mm g/cm
T-7 9.08 14.00T-7B 8.00 14.00
Promedio 8.54 14.00
Desv estndar 0.76 0.00
coef. Variacin 8.94 0.00
Tablero T-8 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 50%)
Probeta R. Compresin Densidadno. N/mm g/cm
T-8 17.10 1.71T-8B 18.92 1.80
Promedio 18.01 1.76
Desv estndar 1.29 0.06
coef. Variacin 7.15 3.54
Tablero T-9 (Elaborado Fibra 5%-Cemento 40%)Probeta R. Compresin Densidad
no. N/mm g/cm
T-9 20.00 1.73T-9B 20.00 1.76
Promedio 20.00 1.74
Desv estndar 0.00 0.02
coef. Variacin 0.00 1.30
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7.1.2 Efecto de las variables sobre las propiedades a flexin
Figura 48 Influencia de la fibra en la composicin del tablero.
Grafica de Pareto
+
-
0 1 2 3 4 5 6
A
B: Cemento
A: Fibra
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXION
Tableros Fibra de Coco-Cemento
ResistenciaA la Flexinn/mm2
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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXIONTableros Fibra de Coco-Cemento
Efecto del material
Fibra5.0 15.0
Cemento40.0 60.0
0
1
2
3
4
5
6
ResistenciaA la Flexin
n/mm2
Figura 49 El efecto de la fibra en el tablero permite masopciones de combinaciones.
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7.1.3 Efecto de las variables sobre las propiedades de compresin
Grafica de Pareto
Efecto del material
+-
0 2 4 6 8
B:Cemento
AB
A:Fibra
ENSAYO DE RESISTENCIA A LACOMPRESION
Tableros Fibra de Coco-Cemento
Figura 52 En el ensayo a compresinEl efecto de la mezcla de los dos materialesEs positivo, aunque no significativo.independientes tienen influencia y efectodiferente, predominando la fibra de coco.
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Figura 53 La fibra tiende a proporcionar todas lasvariables, la resistencia a la compresin no es alteradasi la proporcin de cemento esta dentro del rango de40% - 60%.
ENSAYO DE RESISTENCIA A LACOMPRESION
Tableros Fibra de Coco-Cemento
Grafico de Efectos Principales
CompresinN/mm
Fibra %5.0 15.
Cemento %40.
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