Fabricación y caracterización mecánica de biocomposites reforzados con fibras naturales de lino y madera. Aplicación práctica en un mini-aerogenerador eólico.

Abstract

[ES El presente Trabajo Fin de Master se encuadra dentro del proyecto CbLino subvencionado por el Departamento de Sostenibilidad de la UPV/EHU. Se han desarrollado y fabricado nuevos biomateriales compuestos por una resina de origen natural (SUPER SAP ®) reforzada por tejido de lino bidireccional y madera de roble. Se han realizado ensayos de tracción y flexión normalizados observándose que el refuerzo de madera de roble en las capas exteriores otorga al biomaterial un gran acabado estético y un aumento del 2% en la rigidez a tracción frente al biocomposite de Lino. En cuanto a los resultados de flexión, el roble en el núcleo proporciona una mayor resistencia a la rotura siendo esta un 10% superior al biocomposite de Lino. Las Micrografías de SEM dan una idea de la buena adhesión entre fibra-matriz. Por último, tanto la simulación por elementos finitos como la comprobación en el túnel del viento, ha validado mecánicamente la utilización de los biomateriales desarrollados en la fabricación de palas para mini-aerogenerador.

[EUS] Master amaierarako lan hau CBLino izeneko proiektutik sortu zen. Proiektua UPV/EHUko Iraunkortasunaren arloko zuzendaritzak diru-laguntza eman zuen. Bio-material konposatu berriak landu ziren eta horretarako, SUPERSAP® izeneko erretxina naturala bai liho zuntzez, bai haritzez indartu zen.Trakzio nahiz flexio saiakuntzak burutu ziren. Haritz-xaflek kanpoko geruzetan piezaren akabera bikaina ematen dute eta gainera, zurruntasuna %2 gehitzen da lihozko biomaterialekin konparatuta. Flexio emaitzei dagokienez, haritz-xaflek erdigunean apurtzeko erresistentzia handitzen dute, %10a hain zuzen. Mikroskopio elektronikoekin hartutako irudiek zuntza eta erretxinaren arteko atxikidura egokia nabarmentzen dute. Bukatzeko, elementu finituen bidezko simulazioan zein benetako haize-tunel batean mekanikoki frogatu ziren biomaterialak. Aerosorgailu txikien besoak ekoizteko egokiak direla ondorioztatzen zen.

[ENG] This Master’s degree final project is part of the CbLino project, supported by the Sustainability Department of the University of the Basque Country (UPV/EHU). New biomaterial composites were developed and manufactured. A resin from natural resources (SUPER SAP ®) was reinforced by a bidirectional flax and oak wood laminates. Normalized tensile and three-point bending tests were carried out and it was observed that the oak wood laminates in the outer layers give a great aesthetic finish and the tensile stiffness increases 2% compared to the Flax reinforced biocomposite. Regarding the results of three-point bending, the oak laminates in the core provide a greater flexure breaking strength, which now is a 10% higher than the flax reinforced biocomposite. The SEM micrographs show an idea of the good fiber and matrix adhesion. Finally, both finite element analysis and a real wind tunnel test have mechanically validated the use of the developed biomaterials in the manufacture of blades for mini-wind turbines.