Desarrollo y Caracterización de Composites de Fibra de Cáñamo y Resina Epoxi Biodegradable: Influencia de la Orientación de las Fibras en las Propiedades Mecánicas y Microestructurales

Este proyecto experimental caracteriza un composite a base de fibra de cáñamo y filamentos de PLA, sumergidos en una matriz de resina epoxi, la cual busca estimar cómo la orientación de las fibras, (unidireccional, bidireccional y aleatoria) influye en las propiedades mecánicas, y microestructurales del material. Posteriormente se realizó las probetas bajo las normativas correspondientes. El análisis SEM reveló características microestructurales clave: las probetas unidireccionales mostraron menor porosidad, una interfaz fibra–matriz continua. Las bidireccionales presentaron zonas localizadas de delaminación, y las probetas aleatorias mostraron mayor porosidad, discontinuidades y fibras mal impregnadas, lo cual explica su menor resistencia a tracción, pero mayor tenacidad. El trabajo experimental incluyó pruebas mecánicas, tracción (ASTM D3039), flexión (ASTM D790), impacto (ASTM D5628-10) y compresión (ASTM D 695). Para tracción las probetas unidireccionales alcanzaron un módulo elástico de 1.10 GPa y una resistencia máxima de 73 MPa, valores superiores debido a la alineación directa de las fibras con el eje de carga. En contraste, las probetas bidireccionales y aleatorias obtuvieron esfuerzos máximos de 23 MPa, limitadas por la deflexión de fibras y su menor eficiencia de transferencia de carga. En ensayo de flexión la configuración unidireccional presentó un material más rígido pero que soporta grandes fuerzas antes de fallar, con un módulo de elasticidad de 3,84E+03 MPa y un esfuerzo máximo de 56.20 MPa, en contraste de las muestras bidireccionales y aleatorias que muestran resultados muy parejos pero menores por lo tanto son más flexibles. En el ensayo de impacto, las probetas bidireccionales registraron valores más altos sobrepasando los 5 J a una misma masa de impacto para las otras orientaciones, pero a mayor altura de 500mm.Los resultados demuestran que cada orientación optimiza propiedades distintas, unidireccional brinda máxima resistencia y rigidez a tracción, bidireccional da mejor desempeño en flexión y aleatoria da mayor absorción de energía y tenacidad al impacto.

• Main Author: Guanoluisa Toapanta Alex Hernán (author)
• Format: bachelorThesis
• Published: 2026
• Subjects: FIBRA DE CÁÑAMO; RESINA EPOXI; ORIENTACIÓN DE LAS FIBRAS
• Online Access: https://repositorio.uta.edu.ec/handle/123456789/46405