Comportamiento mecánico de fibras y no tejidos de coco. Comparación entre parámetros de punzonado y adhesión química

Mechanical behavior of coir fibers and nonwovens. Comparison between punching and chemical adhesion parameters.

En  Colombia,  los  desechos  de  la  cáscara  de  coco  representan  un  pasivo  medioambiental  equivalente  a  38.890  toneladas anuales. Una posible alternativa para reducir el impacto ambiental de la industria cocotera es usarlos en nuevas aplicaciones; en ese sentido, se proponen materiales hechos con la fibra de la corteza del coco. En este estudio se desarrollaron no tejidos a partir de fibras de coco por dos métodos diferentes: el punzonado a través de  dos  frecuencias  de  golpe  y  la  adhesión  química  con  dos  porcentajes  de  adhesivo,  con  el  fin  de  analizar  su  efecto en la resistencia mecánica y deformación de los materiales fabricados. Adicionalmente, se determinaron el diámetro de la fibra, los componentes químicos de la misma y la resistencia mecánica tanto de las fibras como de los materiales no tejidos. Se encontró que las fibras de coco presentan un módulo elástico promedio de 1,83 GPA, resultante de su gran diámetro (0,3 mm) y su bajo contenido de celulosa (46,5 %). Por otro lado, se evidenció que el método de unión utilizado influye en las propiedades mecánicas de los no tejidos, en los cuales el valor máximo de fuerza de rotura fue de 212,34 N por el método de adhesión química. Así, se espera que mediante el uso de estos materiales se reduzca considerablemente la cantidad de desechos de la industria cocotera.

Introducción

La planta cocotera (Cocos nucifera) es una especie de palmera que crece en las zonas ecuatoriales y se cosecha para recolectar la fruta del coco. En Colombia se destina una siembra aproximada de 20.000 hectáreas, y en particular, para el 2018 se obtuvo un área cosechada de 20.496 hectáreas, según reportes del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. Con ellas se produjeron 145.290 toneladas de fruta de coco. La membrana externa de esta fruta está conformada por un material fibroso, que representa el 30 % del peso del coco, considerada por muchas empresas del sector agro como un desecho que suele ser quemado o depositado en rellenos sanitarios. Estas fibras reciben el nombre de bonote, una de las más gruesas y resistentes de todas las fibras naturales comerciales, según la Food and Agriculture Organization (FAO). Además, sus bajas tasas de descomposición constituyen una ventaja fundamental para potenciales aplicaciones. Por otra parte, su disponibilidad en el país y sus propiedades físicas y mecánicas hacen de este material una interesante alternativa para el remplazo de las fibras sintéticas. En otros países, la fibra de coco se ha empleado como aislante y relleno acústico en automóviles, así como para la fabricación de asientos y colchones.

Dentro de la industria textil, los materiales no tejidos son uno de los productos con mayor crecimiento y de interés investigativo en los últimos años, y este segmento de productos se considera uno de los más modernos en la industria. Los no tejidos son textiles que no requieren hilo, trama y urdimbre; además, se pueden fabricar mediante diferentes métodos (por ejemplo, la aplicación de adhesivos, calor, presión y procesos de punzonado). Entre los dos métodos más empleados para elaborar no tejidos está el punzonado y la adhesión química.