Estudio de integridad estructural de una embarcación fluvial empleando fibra de Ichu (Stipa obtusa) mediante un análisis multifísico de interacción fluido-estructura

Abstract

En los últimos años, los compuestos plásticos y/o sintéticos vienen siendo utilizados en las diversas industrias; sin embargo, su alta demanda en las estructuras y productos, ha ocasionado que este material se convierta en un problema de interés, ya que está originando que se alteren los ecosistemas naturales entre ellos los ecosistemas acuáticos, los cuáles se están contaminando con micro plásticos que son ingeridos por las especies acuáticas o contaminando dichos espacios mediante el proceso de contaminación por deposición. En este presente trabajo de investigación, se propone un material compuesto natural reforzado con fibra de Ichu como alternativa de material de construcción en la industria naval. Este tipo de fibra proviene de las serranías del Perú y Bolivia, y viene siendo tema de investigación debido a sus excelentes propiedades mecánicas y térmicas. Se ha empleado una embarcación fluvial de la Amazonía del Perú, la cual es escantillonada con el material propuesto, posteriormente se realiza un análisis multifísico de la embarcación, del cual se obtendrá las presiones a las que está sometida la embarcación ante un entorno de navegación similar al donde estaría operando, con las cuales se realiza un análisis estructural y se hallan los resultados de los campos de deformaciones, de esfuerzos y los valores de los indicadores de falla según el criterio de fractura de Hashin, que permitirán concluir si el material propuesto presenta un comportamiento correcto para ser considerado como alternativa a los materiales sintéticos.

In recent years, plastic and/or synthetic compounds have been used in different industries; however, its high demand in structures and products has caused this material to become a problem of interest, since it is causing natural ecosystems to be altered, including aquatic ecosystems, which are being contaminated with microplastics that they are ingested by aquatic species or contaminating said spaces through the process of contamination by deposition. In this present research work, a natural composite material reinforced with Ichu fiber is proposed as an alternative construction material in the Naval industry. This type of fiber comes from the mountains of Peru and Bolivia, and has been the subject of research due to its excellent mechanical and thermal properties. A river vessel from the Amazon of Peru has been used, which is scantling with the proposed material, subsequently a multiphysical analysis of the vessel is carried out, from which the pressures to which the vessel is subjected to a similar sailing environment will be obtained until where it would be operating, with which a structural analysis is carried out and the results of the deformation fields, stress fields and the values of the failure indicators according to the Hashin fracture criterion are found, which will allow concluding if the proposed material presents a correct behavior to be considered as an alternative to synthetic materials.