Desarrollo de un material biocompuesto aplicado al diseño de turbinas hidrocinéticas (2024)
Los subproductos lignocelulósicos, correspondientes a residuos biomásicos con prevalencia de celulosa, hemicelulosa y lignina, representan una alternativa para la sustitución de fibras convencionales en la elaboración de materiales compuestos aplicados en el diseño de elementos mecánicos, en función de sus propiedades mecánicas, térmicas y acústicas resultantes. Por ende, en el presente trabajo se busca evaluar la viabilidad de implementar un biocompuesto de origen lignocelulósico, en la elaboración de una turbina hidrocinética de eje vertical. Esto, mediante la caracterización mecánica y termo-mecánica de biocompuestos de fibras de coco y fique, junto con resinas epoxi y viniléster. Así, se encuentra que la adición de fibras naturales reduce la densidad y los esfuerzos último y de fluencia de las resinas, actuando como elementos de relleno. Sin embargo, esto no ocurre en la combinación epoxi + fique, donde se registra una reducción mínima de dichas propiedades de 2.64%, un aumento en la rigidez de sus biocompuestos, una mejora en la resistencia a la deformación, y una mayor compatibilidad térmica de sus fibras con las matrices evaluadas. Por lo tanto, se concluye que la combinación pertinente para la aplicación propuesta es aquel biocompuesto de fibra de fique y resina epoxi. Así, prosiguiendo con el prototipado de un álabe de turbina en dicho biocompuesto mediante moldeo manual sobre moldes de impresión 3D, se encuentra que es viable su manufactura siguiendo dicha metodología, siempre que se recubran adecuadamente las impresiones para facilitar el desmolde, y se empleen insumos que permitan la libre maniobrabilidad de las fibras.