Materiales Compuestos de PE Reforzado con Residuos de Polvo de Madera.

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Materiales Compuestos de PE Reforzado con Residuos de Polvo de Madera.

Cabezas C.*; Centeno E.*; Páez M.*; Vaca D.*

*Escuela Politécnica Nacional, Facultad de Ingeniería Mecánica
Quito, Ecuador (Tel: 593-2-2507-144; e-mail: danielrik@hotmail.es;eduardo_26_95@hotmail.com; marco_paez_36hotmail.com; diegov885@hotmail.com;)

Resumen: Hoy en día donde el hombre empieza a tomar conciencia del peligro que está corriendo el ecosistema, se empieza a tomar interés en el uso materiales que sean amigables con el medio ambiente, y aquí aparecen los materiales compuestos, haciendo especial hincapié en los que tienen una matriz en medio continuo de PE (polietileno) con refuerzo de residuos de polvo de madera (aserrín), ya que estos aprovechan los desechos de empresas madereras y de plásticos, con el fin de obtener un nuevo material compuesto de excelentes propiedades que ayudaría al ecosistema aumentando la vida útil de desechos contaminantes como es el plástico que incluso bajo procesos adecuados tarda en promedio 500 años en descomponerse, he ahí la importancia de investigar en este campo de materiales y sus procesos de manufactura

Palabras clave: Manufactura, compuestos, polietileno, aserrín, matriz

Abstract: Today where the human being begins to realize the danger that is running the ecosystem begins to take interest in the use materials that are friendly to the environment, and here appear composite materials, with particular emphasis on those with continuous matrix through PE (polyethylene) reinforced wood dust residues, as these wastes advantage loggers and plastics, in order to obtain a new composite material with excellent properties that help increasing the life ecosystem useful polluting waste as is the plastic that even under appropriate processes takes on average 500 years to decompose, here is the importance of research in the field of materials and manufacturing processes

Keywords: Manufacturing, composite, polyethylene, sawdust, matrix

1. INTRODUCCION

Motivados en aula de clases a poner en práctica conceptos impartidos en la cátedra de Ciencia de Materiales, se ha desarrollado el presente tema acerca de los materiales compuestos de PE reforzados con polvo de madera, donde se busca elaborar en los laboratorios de la Escuela Politécnica Nacional un material que presente buenas características mecánicas, físicas y químicas, para aplicaciones prácticas en las grandes industrias que cada día demanda materiales de alta calidad para la  manufactura, que cumplan requisitos medio ambientales y aprovechando de la mejor manera posible los desechos de otros procesos dándoles un uso más prolongado, y claro esta mejorar las propiedades de los materiales constituyentes, como en el caso de madera se la puede proteger del ataque de humedad y hongos del ambiente al introducir sus partículas en una matriz de polietileno que impide el paso de agua, y con respecto a la diferencia de propiedades entre el PE y el nuevo material compuesto,  esto se podrá evidenciar mediante la utilización de diferentes cargas tanto de tracción, compresión, flexión y sin dejar de lado el aspecto estético o buena apariencia del producto, para que puede tener una aplicación comercial.

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Figura 1. Diferentes perfiles confeccionados con compuestos de madera y plástico, con aserrín o polvo de madera de diferentes tipos de maderas

Las propiedades de este tipo de compuesto muchas veces no difieren en su mayoría con las propiedades de sus materiales constituyentes como es la manera que en si ya presenta excelentes propiedades, a pesar de esto cabe recalcar q el objetivo del uso de estos materiales es el de aprovechar de la manera mas óptima desechos contaminantes, ampliandosu vida útil dándoles un nuevo uso práctico  

1.2 Descomposición del Plástico en comparación a otros materiales

 Somos casi 6.500 millones de habitantes en este planeta, y el  número sigue progresando, ya que hay un aumento poblacional de 210.000 personas por día. Lo difícil es que producimos 1 kg de basura diaria, por lo que en un día se generan alrededor del mundo 6.500 toneladas de desechos en tan sólo un día. De éstos un amplio número de residuos no son biodegradables o su descomposición puede ser muy prolongada, además de que muchas veces los residuos son altamente contaminantes

Tabla 1. Descomposición de materiales

2. MATERIALES CONSTITUYENTES, PROPIEDADES Y ELABORACIÓN

2.1 Polietileno

El polietileno o polieteno (abreviado PE) es el plástico más común. La producción anual es de aproximadamente 80 millones de toneladas métricas. Su uso principal es el de embalajes (bolsas de plástico, láminas y películas de plástico, geomembranas, contenedores incluyendo botellas, etc.)

Figura 1. Molécula de polietileno[pic 2]

El polietileno es un polímero termoplástico que consiste en largas cadenas de hidrocarburos.

Las dos clases de PE más comúnmente usadas y conocidas en el mercados son el Polietileno de baja densidad (LDPE), Polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) y Polietileno de alta densidad (HDPE) y de manera general se puede ver sus propiedades en la Tabla 2.

El polietileno ha encontrado amplia aceptación en virtud de su buena resistencia química, falta de olor, no toxicidad, poca permeabilidad para el vapor de agua, excelentes propiedades eléctricas y ligereza de peso. Se emplea en tuberías, fibras, películas, aislamiento eléctrico, revestimientos, envases, utensilios caseros, aparatos quirúrgicos, juguetes y artículos de fantasía.

Recientemente, han adquirido mayor importancia los usos que se basan en su inercia y su resistencia al agua, y hoy se usa el polietileno en grado cada vez mayor para hacer botellas y otros envases, tuberías para agua y película para envolver, usos que consumen más de la mitad del polietileno producido.

 Tabla 2. Propiedades de algunos tipos de Polietileno PE

2.2 Composición y propiedades de la madera

Está formada por fibras de celulosa, sustancia que conforma el esqueleto de los vegetales, y lignina, que le proporciona rigidez y dureza.

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Figura 3.Corte de la corteza de un árbol a extraerse madera

Sus características son:

- Es un material anisótropo, es decir no se comporta igual en todas las direcciones de las fibras. Es más fácil cepillar longitudinalmente al sentido de las fibras que transversalmente, y ocurre a la inversa con el aserrar.

- Resistencia. La madera es uno de los materiales más idóneos para su trabajo a tracción, por su especial estructura direccional, su resistencia será máxima cuando la solicitación sea paralela a la fibra y cuando sea perpendicular su resistencia disminuir

- Flexibilidad. La madera puede ser curvada o doblada por medio de calor, humedad, o presión. Se dobla con más facilidad la madera joven que la vieja, la madera verde que la seca.

- Higroscópicidad, es la capacidad de la madera para absorber la humedad del medio ambiente.

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