Modelo de elemento finito para el corte de la fibra de Agave tequilana Weber

Contenido principal del artículo

Alberto Saldaña Robles

Resumen

En este trabajo, se desarrolla y valida un modelo 3D de elemento finito explícito. El modelo simula la interacción cuchilla-fibra durante el proceso de cor te de la fibra de Agave tequilana Weber. Para el estudio, se modela una cuchilla con características geométricas con borde liso y ángulo de ataque de 30°. La cuchilla se considera como cuerpo rígido con propiedades mecánicas de un acero convencional. El material de la fibra sigue un modelo elastoplástico bilineal utilizando las propiedades mecánicas de la fibra de agave El modelo permite estudiar la distribución de los esfuerzos, las deformaciones plásticas, la energía unitaria y la fuerza; que se presentan durante el corte de la fibra. El error de la energía unitaria obtenida por simulación (2,68 J cm-2) comparada con la experimental (2,77 J cm), es del 3,25%. La fuerza máxima que requiere la cuchilla para cortar una sección transversal de 1,0 cm2-2 de agave es 238 N, y la fuerza de corte presenta un comportamiento similar al encontrado en otros estudios. El modelo es una herramienta útil para analizar el proceso de corte, y los parámetros obtenidos pueden utilizarse para mecanizar la cosecha.

Detalles del artículo

Cómo citar
Saldaña Robles, A. (2014). Modelo de elemento finito para el corte de la fibra de Agave tequilana Weber. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 22(5), 15–21. Recuperado a partir de https://revistas.unah.edu.cu/index.php/rcta/article/view/250
Sección
Artículos Originales
Biografía del autor/a

Alberto Saldaña Robles, D.C, Prof.

Departamento de Ingeniería Agrícola. Universidad de Guanajuato. Campus Irapuato-Salamanca.
Ex-Hacienda “El Copal”. Carretera Irapuato-Silao, km 9. Irapuato, Guanajuato, México. C.P. 36820. Tel: 52 462 6245215

Citas

CASTILLO, O. R.; J. DE ANDA; E. RODRÍGUEZ; O. FERNÁNDEZ; F. PÉRE; H.E. GEORG: Cosechadora y Jimadora de Agave. Patente: JL/a/2001/000029. CIATEJ. Guadalajara, México, noviembre, 2001.

CORTEZ, M. C. I.: Propiedades mecánicas a tensión de las f ibras del bagazo del Agave angustifolia Haw, residuo proveniente de la producción artesanal del mezcal, Tesis (en opción al título de Master en Ciencias), Instituto Politécnico Nacional, Unidad Oaxaca, México, 2009

GONZÁLEZ, P. G.: Producción potencial de bioetanol a partir de diferentes especies de agave en el estado de Guanajuato. Tesis (en

opción al título de Ingeniero en Ambiental), Instit uto de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Guanajuato, México, 2008.

GUTIÉRREZ VACA, C.; R. SERWATOWSKI; A. MARTÍNEZ; J.M. CABRERA; N. SALDAÑA; O.A. FLORES: “Determinación de las características de las cuchillas de cor te para mecanizar la cosecha de agave”, Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, 4(1): 159-166, México, 2013.

HOLTUM, J. A. M.; D. CHAMBERS; T. MORGAN & D. K. T. TAN: “Agave as a biofuel feedstock in Aust ralia”, GCB Bioenergy, 3(1): 58- 67, 2011.

KESTUR, S. G.; H. FLORES-SAHAGUN; P. DOS SANTOS; J. DOS SANTOS; I. MAZZARO, I., & A. MIKOWSKI: “Characterization of blue agave bagasse fibers of Mexico”. Composites Par t A: Applied Science and Manufacturing. 45(1): 153-161, 2012.

LEDESMA, E; E. AGUILERA: Modelo del corte de un tallo por una navaja. En: Memorias del XV Congreso Internacional Anual de la SOMIM. 23 al 25 de Septiembre. Obregón, Sonora, México, 2009.

MADRIGAL LUGO, R.: Agaves para producir bioetanol. En: Seminario, “México después del petróleo ¿Serán los biocombustibles y geotermia una alternativa?”, septiembre 21, México, D. F., 2009.

NÚÑEZ, H. M.; F. RODRÍGUEZ & M. KHANNA: “Agave for tequila and biofuels: an economic assessment and potential oppor t unities”. GCB Bioenergy, 3(1):43-57, 2011.

ORTIZ, L. H.; K. E. D. RÖSSEL: Cosechadora mecánica de Maguey, Patente: PA/u/2004/000007. Colegio de Postgraduados. Texcoco, Estado de México, 2004.

SALDAÑA, R. A.; C. GUTIÉRREZ; R. SERWATOWSKI H; N. SALDAÑA; J.M. CABRERA: “Estudio de la eficiencia de troceado de Agave tequilana Weber empleando un molino con cuchillas ar ticuladas”. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 21(1): 12-18, 2012a.

SALDAÑA, R. A.; R. SERWATOWSKI; N. SALDAÑA; C. GUTIÉRREZ; J.M. CABRERA; B.S. GARCÍA: “Determinación de algunas propiedades f ísicas de Agave tequilana Weber para mecanizar la cosecha”. Revista Mexicana de Ciencias Agricolas, 3(3): 451- 465, 2012c.

SALDAÑA, R. N.; C, GUTIÉRREZ; R. SERWATOWSKI; A. SALDAÑA; A. FLORES; R. QUIROZ: “Propuesta de una cosechadoradesmenuzadora

de Agave tequilana Weber para la producción de bioetanol y revisión

de los procedimientos existentes”, Acta Universitaria, 22(2): 9-18, 2012b.

SARAH, C.; L. DAVIS; F. DOHLEMAN & P. STEPHEN: “The global potential for Agave as a biofuel feedstock”, GCB Bi oenerg y, 3(1):

-78, 2011.

SIERRA, S. L. A.: Estudio y diseño del mecanismo desf ibrador de una cosechadora- trituradora de agave. Tesis (en opción para obtener el título de Ingeniero Mecánico Agrícola). División de Ciencias de la Vida de la Universidad de Guanajuato, México, 2011.

SILVA, S. L.; H. HERNÁNDEZ; M. CABALLERO & H. LÓPEZ: “Tensile St rength of Fibers Ext racted from the Leaves of the angustifolia Haw Agave in Function of their Length”, Applied Mechanics and Materials, 15: 103-108, 2009.