Estudio del desempeño mecánico de materiales compuestos basados en telas de fibras de cáñamo tejidas

Abstract

Se evaluaron las propiedades mecánicas de un material compuesto polimérico reforzado con telas de fibras de cáñamo tejidas, con el propósito de analizar su pertinencia en aplicaciones aeronáuticas no estructurales. Para ello, se fabricó un biocompuesto a partir de resina epóxica biobasada y un refuerzo de cáñamo en configuración cuasi-isotrópica de cuatro capas, mediante un proceso de laminado manual tipo hand lay-up, seguido de curado bajo presión y postcurado térmico. Adicionalmente, se elaboraron probetas de la matriz sin refuerzo y se emplearon como referencia comparativa compuestos sintéticos de fibra de vidrio y fibra de carbono. La caracterización experimental se realizó mediante ensayos de tracción y flexión conforme a las normas ASTM D3039 y ASTM D7264. El compuesto de cáñamo presentó valores promedio de 54.56 MPa de resistencia y 2577.80 MPa de módulo en tracción, así como 92.92 MPa de resistencia y 4964.51 MPa de módulo en flexión, además de un coeficiente de Poisson aproximado de 0.17. Los resultados evidenciaron una mejora en rigidez frente a la matriz biopolimérica y un comportamiento más favorable en flexión que en tracción. La comparación con compuestos sintéticos mostró un desempeño mecánico absoluto y específico inferior; sin embargo, el material de cáñamo presentó una menor huella de carbono. A su vez se propuso un índice mecánico-ambiental que permitió establecer que la selección de estos materiales debe basarse en el equilibrio entre eficiencia mecánica e impacto ambiental.