Caracterización mecánica a tracción de los hilos de fibra de fique mercerizados con L=250 mm bajo diferentes tasas de deformación en el marco del proyecto VIE-UIS 3954

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dc.contributor.advisorBenjumea Royero, José Miguel
dc.contributor.advisorCruz Hernández, Ricardo Alfredo
dc.contributor.advisorDíaz Ramírez, German Adolfo
dc.contributor.authorDíaz Barrera, Silvia Nathalia
dc.contributor.evaluatorViviescas Jaimes, Álvaro
dc.contributor.evaluatorBegambre Carrillo, Óscar Javier
dc.date.accessioned2024-11-19T19:01:54Z
dc.date.available2024-11-19T19:01:54Z
dc.date.created2024-11-09
dc.date.issued2024-11-09
dc.description.abstractLa construcción sostenible ha evolucionado hacia la incorporación de materiales renovables y biodegradables. La fibra de fique se ha destacado en este contexto, mostrando mejoras considerables en sus propiedades mecánicas al ser combinada con otros materiales y sometida a tratamientos específicos. Investigaciones recientes han enfatizado la importancia de comprender cómo diferentes tasas de deformación afectan las propiedades mecánicas de las fibras naturales, incluyendo la fibra de fique. Este estudio tiene como objetivo evaluar el impacto de la tasa de deformación en las propiedades mecánicas de los hilos de fibra de fique tratados mediante mercerización, a través de ensayos a tracción. Para ello, se realizaron diversas actividades, desde la preparación de los especímenes de hilos de fique, la mercerización de los mismos, hasta la ejecución de los ensayos a diversas tasas de deformación: una cuasi estática (6.7x10^-5) s^-1) para simular una deformación lenta y controlada, una tasa intermedia (1.0x10^-3 s^-1) simulando impactos vehiculares y una tasa alta (1.0x10^-2) s^-1) que representa efectos generados por terremotos o colisiones. La ejecución de los ensayos a tracción se llevó a cabo siguiendo el protocolo descrito en la norma ASTM C1557-20. Los resultados mostraron que el esfuerzo último varió entre 90.5 MPa y 319.8 MPa, con una deformación última entre 3.01% y el 5.20%. Los módulos de elasticidad oscilaron entre 2.75 GPa y 7.59 GPa, y la energía de deformación estuvo en un rango de 1.86 MPa y 7.94 MPa. El análisis reveló que, bajo tasas de deformación intermedias, los hilos de fique mercerizados presentan una respuesta óptima con relación a sus propiedades mecánicas. A tasas de deformación altas, se evidenciaron mejoras en las propiedades mecánicas; sin embargo, el módulo de elasticidad no presentó aumentos significativos, lo que indica que una mayor velocidad de deformación no incrementa necesariamente la rigidez del material. Por otro lado, las tasas bajas no generaron avances importantes y mostraron mayor dispersión en los resultados. Estos hallazgos son fundamentales para avanzar en el desarrollo de materiales compuestos sostenibles para aplicaciones en la construcción.
dc.description.abstractenglishSustainable construction has evolved towards the incorporation of renewable and biodegradable materials. Fique fiber has emerged in this context, showing significant improvements in its mechanical properties when combined with other materials and subjected to specific treatments. Recent research has highlighted the importance of understanding how different strain rates affect the mechanical properties of natural fibers, including fique fiber. This study aims to evaluate the impact of strain rate on the mechanical properties of mercerized fique fiber threads through tensile testing. Various activities were carried out, from the preparation of the fique fiber thread specimens, their mercerization, to the execution of tensile tests at different strain rates: a quasi-static rate (6.7x10^-5 s^-1) to simulate slow and controlled deformation, an intermediate rate (1.0x10^-3 s^-1) simulating vehicular impacts, and a high rate (1.0x10^-2 s^-1) representing effects caused by earthquakes or collisions. The tensile tests were conducted following the protocol described in the ASTM C1557-20 standard. The results showed that ultimate stress varied between 90.5 MPa and 319.8 MPa, with ultimate strain ranging between 3.01% and 5.20%. The elastic modulus ranged between 2.75 GPa and 7.59 GPa, and the strain energy was in a range of 1.86 MPa to 7.94 MPa. The analysis revealed that under intermediate strain rates, mercerized fique threads exhibit an optimal response in terms of their mechanical properties. At high strain rates, improvements in mechanical properties were observed; however, the elastic modulus did not show significant increases, indicating that a higher strain rate does not necessarily enhance the material's stiffness. On the other hand, low strain rates did not produce significant improvements and showed greater dispersion in the results. These findings are essential for advancing the development of sustainable composite materials for construction applications.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Civil
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44797
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Civil
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenieria Civil
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectFibras naturales
dc.subjectFique
dc.subjectMercerización
dc.subjectTasa de deformación
dc.subjectCaracterización de materiales
dc.subjectResistencia a tensión
dc.subjectMódulo de elasticidad
dc.subject.keywordNatural fibers
dc.subject.keywordfique
dc.subject.keywordMercerization
dc.subject.keywordStrain rate
dc.subject.keywordMaterial characterization
dc.subject.keywordTensile strength
dc.subject.keywordElastic modulus
dc.titleCaracterización mecánica a tracción de los hilos de fibra de fique mercerizados con L=250 mm bajo diferentes tasas de deformación en el marco del proyecto VIE-UIS 3954
dc.title.englishMechanical characterization in tension of mercerized fique fiber threads with L=250 mm under different strain rates within the VIE-UIS 3954 project
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Civil