Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 795

https://doi.org/10.69639/arandu.v11i2.311
Optimización de Tableros de Estopa de Coco para

Aplicaciones Industriales: Evaluación de Propiedades
Físicas y Cumplimiento de Normas

Optimization of Coconut Tow Boards for Industrial Applications: Evaluation of

Physical Properties and Standards Compliance

Cristian Xavier Espín Beltrán
cristian.espin@utc.edu.ec

https://orcid.org/0000-0002-8642-9670
Facultad de Ciencias de la Ingeniería y Aplicadas

Universidad Técnica de Cotopaxi UTC
Latacunga, Ecuador

Nicolas Javier Crisanto

nicolas.crisanto1197@utc.edu.ec
https://orcid.org/0009-0002-8352-0644

Facultad de Ciencias de la Ingeniería y Aplicadas
Universidad Técnica de Cotopaxi UTC

Latacunga, Ecuador

Artículo recibido: 20 agosto 2024 - Aceptado para publicación: 26 septiembre 2024
Conflictos de intereses: Ninguno que declarar

RESUMEN

El estudio abordó el desarrollo de una alternativa sostenible para la fabricación de tableros,

utilizando estopa de coco como material principal. Los objetivos se centraron en seguir un proceso

estandarizado, investigar los requisitos de la norma NTE INEN 3110 y realizar pruebas de

laboratorio para evaluar la viabilidad del material. La metodología incluyó la mezcla de estopa de

coco con resina de poliuretano en diferentes proporciones, seguida de la fabricación de probetas

y pruebas de resistencia a la flexión, módulo de elasticidad, hinchazón por humedad, resistencia

al arranque de superficie y cohesión interna. Los resultados revelaron que los tableros fabricados

con estopa de coco cumplen en su mayoría con los requisitos establecidos en la norma NTE INEN

3110 en cuanto a resistencia a la flexión, módulo de elasticidad y cohesión interna. la estopa de

coco muestra su potencial como material alternativo para la fabricación de tableros.

Palabras claves: estopa, coco, tableros, conglomerados, INEN

ABSTRACT

The study addressed the development of a sustainable alternative for the manufacture of boards,

using coconut tow as the main material. The objectives focused on following a standardized

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process, investigating the requirements of the NTE INEN 3110 standard, and conducting

laboratory tests to assess the viability of the material. The methodology included the mixture of

coconut tow with polyurethane resin in different proportions, followed by the manufacture of

specimens and tests of flexural strength, modulus of elasticity, moisture swelling, resistance to

surface tearing and internal cohesion. The results revealed that the boards made with coconut tow

mostly meet the requirements established in the NTE INEN 3110 standard in terms of flexural

strength, modulus of elasticity and internal cohesion. Coconut tow shows its potential as an

alternative material for the manufacture of boards, adjustments are required to ensure its full

compatibility with reference standards and to improve its feasibility in practical applications.

Keywords: tow, coconut, boards, conglomerates, INEN

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INTRODUCCIÓN

La estopa de coco es un subproducto natural derivado del procesamiento del coco, que se

obtiene al separar la fibra contenida en la cáscara del fruto. Este material, además de ser abundante

y renovable, cuenta con una serie de propiedades físicas y químicas que lo hacen atractivo para

múltiples aplicaciones en sectores como la agricultura, la jardinería y la industria. Entre sus

características destacadas se incluyen su alta capacidad de retención de agua y nutrientes, su

excelente porosidad, su resistencia mecánica, así como su biodegradabilidad, lo que lo convierte

en una opción sostenible y respetuosa con el medio ambiente [1].

Dentro de la industria, la estopa de coco ha encontrado un nicho significativo en la

fabricación de tableros. Estos tableros, que se producen mediante la aglutinación de partículas de

estopa con adhesivos bajo la aplicación de presión y calor, se perfilan como una alternativa

ecológica a los tableros de madera convencionales. Este tipo de material compuesto presenta

diversas ventajas en términos de versatilidad y coste, lo que lo hace ideal para aplicaciones en la

construcción, la fabricación de mobiliario, la decoración de interiores y otros sectores industriales.

Además, su facilidad de manejo y su menor impacto ambiental en comparación con materiales

tradicionales, como la madera o derivados sintéticos, lo posicionan como un candidato

prometedor para cumplir con los requisitos de sostenibilidad y eficiencia en un mundo cada vez

más orientado hacia prácticas industriales responsables [2].

Por tanto, la utilización de la estopa de coco para la fabricación de tableros no solo responde

a la necesidad de explorar alternativas sostenibles, sino que también contribuye a la reducción de

la dependencia de los recursos forestales, impulsando una menor deforestación y promoviendo

prácticas de producción más respetuosas con los ecosistemas naturales. Esto, a su vez, genera

nuevas oportunidades económicas para las comunidades rurales involucradas en el cultivo y

procesamiento del coco, fomentando el desarrollo económico local y la generación de empleo en

áreas donde los recursos naturales, como la estopa de coco, son abundantes pero subutilizados

[3].

Para asegurar la calidad, seguridad y rendimiento de los tableros fabricados en Ecuador, se

ha implementado la norma NTE INEN 3110, la cual establece los requisitos técnicos que deben

cumplir los tableros de partículas no revestidos. Esta normativa toma como base la norma europea

EN 309, pero ha sido adaptada al contexto ecuatoriano mediante la incorporación de criterios

adicionales, como la resistencia al fuego y la regulación del contenido de formaldehído, aspectos

de gran relevancia en la protección de la salud pública y la seguridad estructural dentro del país.

Estas especificaciones buscan garantizar que los productos manufacturados cumplan con

estándares internacionales y se adapten a las particularidades del mercado ecuatoriano, brindando

mayor confianza a los consumidores y usuarios [4] [5].

Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 798

A pesar de la existencia de esta normativa, se ha identificado una notable falta de utilización

de la estopa de coco como materia prima en la fabricación de tableros en Ecuador. Esto representa

una significativa oportunidad desaprovechada para el uso de un recurso natural que es abundante,

renovable y económico. Incorporar la estopa de coco en la producción industrial no solo permitiría

reducir la dependencia de recursos forestales, aliviando la presión sobre los bosques nativos, sino

que también fomentaría la creación de empleo e ingresos para las comunidades rurales que

dependen del cultivo y procesamiento de coco. Al mismo tiempo, la estopa de coco ofrece una

alternativa ecológica, más sostenible y competitiva frente a los materiales tradicionales, como la

madera, lo que refuerza su atractivo tanto en términos económicos como ambientales [6].

Por tanto, es imperativo analizar y evaluar las propiedades físicas de los tableros fabricados

a partir de estopa de coco, con el objetivo de determinar su viabilidad como un material de

construcción sostenible que cumpla con los estrictos requisitos de la norma ecuatoriana NTE

INEN 3110. Este análisis no solo ayudaría a validar el potencial de la estopa de coco como

sustituto de materiales convencionales, sino que también proporcionaría una base técnica para su

integración en la industria de la construcción.

El uso de la estopa de coco como materia prima en la fabricación de tableros no solo es de

gran relevancia desde una perspectiva ambiental, sino también desde una óptica social y

económica [7]. Este material contribuye de manera significativa a la conservación de los recursos

naturales, al promover prácticas industriales más sostenibles, y juega un papel clave en la

mitigación del cambio climático. Además, el desarrollo de una industria basada en la estopa de

coco puede impulsar el desarrollo rural, generando empleo y nuevos ingresos para las

comunidades locales involucradas en el cultivo del coco. Al cumplir con la norma NTE INEN

3110, los tableros fabricados a partir de estopa de coco también garantizarían una calidad óptima

y ofrecerían las seguridades necesarias para los consumidores y usuarios finales, consolidando así

una opción segura, sostenible y económica dentro del mercado ecuatoriano [8].

MATERIALES Y MÉTODOS

En este documento, se implementó un diseño cuasi-experimental con el objetivo de evaluar

rigurosamente los requisitos establecidos en la normativa NTE INEN 3110. Esta norma regula la

calidad y eficiencia de los tableros fabricados con estopa de coco en condiciones que simulan

aplicaciones reales. A través de este enfoque, se busca realizar ensayos de laboratorio

comparativos entre los tableros de estopa de coco y aquellos fabricados con materiales

convencionales. El diseño cuasi-experimental es ideal para este tipo de estudio, ya que permite

una evaluación precisa en escenarios que simulan el uso real del material, lo cual es clave para

medir su viabilidad en la industria de la construcción sostenible [9].

Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 799

Este diseño es particularmente efectivo cuando no es posible controlar todas las variables

externas, como ocurre en entornos reales de uso. En lugar de manipular cada variable, este método

proporciona una comprensión más completa y holística del desempeño del tablero en diversas

condiciones. En el contexto de esta investigación, los ensayos no solo permitirán probar la

resistencia mecánica, elasticidad y cohesión de los tableros de estopa de coco, sino que también

compararán su durabilidad y sostenibilidad frente a materiales industriales tradicionales, lo que

constituye una importante ventaja para validar su uso en la construcción moderna [10].

El objetivo primordial de este diseño es establecer relaciones causales entre las variables

investigadas y comprobar las hipótesis formuladas en cuanto al rendimiento de los tableros de

estopa de coco. De esta forma, se busca no solo validar su capacidad de cumplir con los estándares

técnicos establecidos en la NTE INEN 3110, sino también demostrar que pueden representar una

alternativa eficiente y ecológica a los materiales convencionales. Este enfoque, además,

proporciona datos valiosos para la toma de decisiones en futuras aplicaciones industriales,

aportando un conocimiento más profundo sobre las potencialidades del uso de materiales

renovables y sostenibles como la estopa de coco.

La investigación descriptiva fue la metodología más apropiada para el estudio de las

propiedades físicas de los tableros fabricados con estopa de coco, ya que permitió un análisis

detallado y sistemático de sus características fundamentales como resistencia, densidad, y

absorción de agua. Este enfoque permitió no solo describir detalladamente las propiedades del

material, sino también compararlas con las de otros materiales convencionales utilizados en la

construcción, proporcionando una perspectiva integral sobre la viabilidad de la estopa de coco

como un recurso sostenible en aplicaciones industriales [11].

Mediante la investigación descriptiva, se llevaron a cabo una serie de pruebas específicas

que permitieron obtener mediciones cuantitativas y cualitativas, las cuales fueron esenciales para

evaluar el comportamiento de los tableros bajo diferentes condiciones de uso. Los análisis de

resistencia mecánica, por ejemplo, ayudaron a determinar la capacidad del material para soportar

cargas, mientras que los ensayos de densidad y absorción de agua ofrecieron información valiosa

sobre la durabilidad y estabilidad dimensional de los tableros cuando están expuestos a

condiciones climáticas adversas [12].

Además, este enfoque descriptivo permitió seguir rigurosamente los pasos del método

científico, desde la formulación del problema de investigación hasta la recopilación de datos, su

análisis e interpretación, y finalmente la comunicación de los resultados obtenidos. Esto garantizó

no solo la validez y confiabilidad de los resultados, sino también su aplicabilidad práctica en

escenarios de la vida real. La descripción detallada de los datos obtenidos a través de estas pruebas

ayudó a proporcionar una comprensión exhaustiva del comportamiento físico de los tableros de

estopa de coco, consolidando su potencial como un material de construcción respetuoso con el

medio ambiente.

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Durante la fase de pruebas y análisis de laboratorio, se adoptó un enfoque analítico riguroso

para medir las propiedades físicas de los tableros fabricados con estopa de coco. Estas

propiedades, consideradas como variables dependientes, incluyeron parámetros clave como la

densidad, resistencia mecánica, absorción de agua, hinchamiento por humedad, entre otros. Cada

uno de estos parámetros fue evaluado de acuerdo con procedimientos específicos diseñados para

obtener mediciones precisas y confiables, proporcionando una base sólida para la interpretación

de los resultados.

En primer lugar, la densidad de los tableros fue medida para determinar la compactación y

estructura del material, lo cual es crucial para evaluar su durabilidad y resistencia en condiciones

de uso real. Asimismo, la resistencia se evaluó aplicando cargas controladas a los tableros para

medir su capacidad de soportar tensiones sin romperse, un indicador clave de su viabilidad en

aplicaciones de construcción.

Otro parámetro esencial fue la absorción de agua, que mide la capacidad del material para

resistir la penetración de líquidos, lo que es crucial en ambientes donde la humedad puede

comprometer la integridad del tablero. Además, se realizó un análisis de hinchamiento por

humedad, evaluando cómo el material se expande al absorber agua, una propiedad que puede

afectar negativamente la estabilidad dimensional del tablero en condiciones climáticas adversas.

Finalmente, se aplicó el método comparativo, que consistió en contrastar los resultados

obtenidos con los valores de referencia establecidos en la norma NTE INEN 3110, la cual regula

los requisitos de calidad y eficiencia para tableros de partículas no revestidos en Ecuador. Esta

comparación permitió verificar si los tableros de estopa de coco cumplen con las especificaciones

establecidas en dicha norma. En particular, se evaluaron aspectos como la resistencia a la flexión,

el módulo de elasticidad, y la cohesión interna, parámetros que son fundamentales para determinar

la idoneidad del material en aplicaciones industriales.

Este enfoque dual, que combina análisis analítico y comparativo, proporcionó una

evaluación exhaustiva de la viabilidad de los tableros de estopa de coco, permitiendo identificar

sus fortalezas y áreas de mejora en relación con los estándares normativos. A través de estos

procedimientos, se logró una comprensión más profunda del potencial de la estopa de coco como

un material alternativo sostenible para la construcción, contribuyendo al desarrollo de prácticas

industriales más responsables con el medio ambiente.

En función de lo previamente dicho, se establecieron los siguientes pasos para desarrollar

el proyecto de la investigación:

• El primer paso consistió en la recopilación de datos numéricos precisos, esenciales para la

caracterización de las propiedades físicas de los tableros de estopa de coco. Se emplearon

instrumentos de medición específicos, como balanzas para determinar la masa de los

tableros, calibradores para medir con precisión el espesor, y prensas para aplicar cargas y

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medir la resistencia mecánica. Estas herramientas garantizaron la obtención de datos

consistentes y replicables que sirvieron como base para los análisis posteriores.

• Para garantizar que los resultados fueran confiables y reproducibles, se implementaron

protocolos rigurosos de acuerdo con la normativa aplicable, en este caso, la norma NTE

INEN 3110. Durante la fabricación de los tableros, se aseguraron condiciones controladas,

como la proporción adecuada de estopa de coco y adhesivos, así como los parámetros

precisos de temperatura y presión en el proceso de fabricación. Además, se siguieron

procedimientos estrictos durante las pruebas de laboratorio para minimizar cualquier

variabilidad externa y asegurar la precisión de las mediciones.

• Una vez recopilados los datos, se llevó a cabo un análisis estadístico exhaustivo para

interpretar los resultados. Los datos fueron organizados en tablas y gráficos que facilitaban

la visualización de las tendencias y comportamientos de los tableros bajo diferentes

condiciones de prueba. Se calcularon indicadores clave, como el módulo de elasticidad, la

resistencia a la flexión, y la absorción de agua, entre otros. Estos indicadores fueron

esenciales para comparar los resultados con los estándares de calidad establecidos en la

norma NTE INEN 3110 y evaluar la viabilidad del material en aplicaciones industriales.

• Además, se aplicaron técnicas matemáticas y modelos estadísticos para calcular promedios,

desviaciones estándar y realizar análisis comparativos entre diferentes proporciones de

estopa de coco y resina utilizadas en los tableros. Estas herramientas estadísticas

permitieron extraer conclusiones precisas sobre la efectividad del material y la posibilidad

de su optimización.

Las técnicas de investigación aplicadas en el presente proyecto fueron seleccionadas

cuidadosamente para garantizar un análisis completo y detallado de las propiedades de los tableros

fabricados con estopa de coco, cumpliendo con los estándares de calidad y sostenibilidad. La

fabricación de los tableros fue realizada bajo un protocolo definido y controlado para asegurar la

consistencia en la producción. Se utilizaron proporciones precisas de estopa de coco y resinas, lo

que permitió experimentar con diferentes formulaciones para optimizar las propiedades del

producto final. El proceso incluyó la trituración de la estopa, su mezcla con aglutinantes (como

cola o resina de poliuretano), y el prensado a alta presión para garantizar la compactación

adecuada. Adicionalmente, se controlaron las condiciones de temperatura y humedad durante el

proceso de secado, lo que resultó fundamental para la calidad estructural de los tableros.

Se realizó una exhaustiva revisión documental basada en la norma NTE INEN 3110, que

regula los requisitos técnicos que deben cumplir los tableros de partículas no revestidos en

Ecuador. Esta revisión permitió conocer los criterios de calidad, resistencia y durabilidad que

deben cumplir los tableros de estopa de coco para ser considerados viables en el mercado. Además

de la norma NTE INEN 3110, se tomaron en cuenta otras normativas internacionales relevantes

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(como la norma EN 309) para realizar una comparación entre las regulaciones locales y globales,

identificando las oportunidades de mejora y adecuación a nivel normativo.

Los tableros fabricados fueron sometidos a una serie de pruebas de laboratorio rigurosas

para evaluar sus propiedades físicas y mecánicas. Entre los ensayos realizados, se incluyeron

pruebas de resistencia a la flexión, densidad, absorción de agua, hinchamiento por humedad y

cohesión interna. Estos ensayos permitieron medir cómo se comportan los tableros bajo

condiciones de uso real y si cumplen con los parámetros establecidos en la norma NTE INEN

3110. Además, estas pruebas proporcionaron información crítica para mejorar el proceso de

fabricación, optimizando la relación entre estopa de coco y resina para alcanzar los mejores

resultados en términos de durabilidad y resistencia [13].

Para la fabricación de tableros se desarrolló.

• El primer paso consistió en cortar la estopa de coco en trozos pequeños y uniformes

utilizando una máquina trituradora industrial o herramientas manuales, como tijeras de alta

resistencia. Este proceso fue crucial para garantizar la uniformidad del material y facilitar

su mezcla con los aglomerantes. El tamaño uniforme de las partículas también influye en

la compactación y cohesión interna de los tableros.

• A continuación, se mezcló la estopa de coco con un aglomerante, que puede ser cola, resina

de poliuretano, o cemento, en las proporciones adecuadas para garantizar la estabilidad del

tablero. Para lograr precisión en las cantidades, se utilizó una balanza digital y un recipiente

adecuado para la mezcla. Esta etapa es fundamental para obtener una adhesión adecuada

entre las partículas de coco y garantizar que el tablero tenga la resistencia estructural

deseada.

• La mezcla obtenida se colocó en un molde rectangular, con las dimensiones previamente

definidas según el diseño experimental. Posteriormente, se aplicó una prensa hidráulica o

un rodillo para compactar el material y asegurar que el tablero tuviera una densidad

uniforme. Este proceso de compactación es vital para eliminar espacios vacíos y mejorar

la cohesión interna, aumentando la resistencia y durabilidad del producto final.

• Después de la compactación, el tablero se dejó secar en un lugar ventilado y a temperatura

ambiente por un tiempo determinado, dependiendo del aglomerante utilizado. Para acelerar

el secado, se utilizó un horno o una secadora industrial, manteniendo una temperatura

controlada para no dañar la estructura del tablero. Este proceso garantiza que el

aglomerante cure correctamente y el tablero adquiera las propiedades mecánicas

necesarias.

• Una vez seco, el tablero fue desmoldado cuidadosamente para evitar deformaciones.

Luego, se procedió a lijar su superficie, utilizando una lija manual o una máquina lijadora,

con el fin de alisar el tablero y eliminar cualquier imperfección. Este acabado es importante

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no solo para mejorar la estética del tablero, sino también para garantizar que esté libre de

irregularidades que puedan comprometer su integridad estructural.

• Finalmente, este proceso se repitió para cada tablero fabricado, variando las proporciones

de estopa de coco, aglomerante, y los tratamientos aplicados según el diseño experimental.

Esto permitió evaluar el rendimiento del material bajo distintas condiciones y optimizar su

formulación para obtener los mejores resultados.

Para llevar a cabo la revisión documental y las pruebas de laboratorio en este proyecto, se

estableció un proceso meticuloso basado en el uso de la norma NTE INEN 3110 como principal

instrumento de referencia para garantizar que los tableros cumplieran con los estándares

establecidos. A continuación, se detalla el proceso de revisión y análisis en fases, asegurando la

precisión y calidad de los resultados obtenidos:

• La norma NTE INEN 3110 fue tomada como base fundamental para la evaluación de los

tableros, ya que establece los requisitos y especificaciones técnicas que estos deben cumplir

en términos de calidad, resistencia y seguridad. Además, se revisaron normativas

complementarias, como la norma EN 309 (norma europea), para comparar los estándares

internacionales con los nacionales y así identificar las mejores prácticas aplicables a los

tableros de estopa de coco [14].

• Durante la revisión, se analizaron detalladamente las secciones clave de la norma, como

los criterios de flexión, cohesión interna, absorción de agua, y resistencia mecánica. Esto

permitió establecer los parámetros técnicos que los tableros debían cumplir, y se empleó

esta información para guiar las fases posteriores de pruebas de laboratorio y análisis

comparativo.

• Los tableros fabricados fueron llevados al laboratorio y etiquetados cuidadosamente con

un código o un nombre único para facilitar su identificación y clasificación. Este paso fue

fundamental para diferenciar los grupos experimentales según las proporciones de estopa

de coco y aglomerantes utilizados, así como las diferentes condiciones a las que se

sometieron los tableros.

• Se seleccionaron equipos y dispositivos especializados para medir las propiedades físicas

de los tableros. Entre estos equipos se incluyeron:

o Balanza digital, para medir con precisión la masa de cada tablero.

o Calibrador, para medir el espesor de los tableros.

o Prensa hidráulica, utilizada para aplicar presión controlada y medir la resistencia

mecánica de los tableros.

o Dinamómetro, para realizar pruebas de tracción.

o Termómetro e higrómetro, para controlar las condiciones ambientales durante las

pruebas, ya que factores como la temperatura y la humedad pueden afectar el comportamiento del

material.

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• Se llevaron a cabo las pruebas de laboratorio siguiendo estrictamente los protocolos

establecidos en la norma NTE INEN 3110. Cada tablero fue sometido a pruebas que

incluyeron la medición de: masa, espesor, resistencia a la flexión y tracción, absorción de

agua e hinchamiento.

• Una vez recopilados los datos, se realizó un análisis exhaustivo utilizando técnicas

estadísticas y matemáticas. Se calcularon indicadores como el módulo de elasticidad, la

resistencia a la flexión y la cohesión interna, los cuales fueron comparados con los valores

de referencia de la norma NTE INEN 3110.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Fabricación de tableros de estopa de coco

Luego de preparar los moldes con medidas uniformes, se procedió a rellenarlos con las

proporciones específicas de estopa de coco y resina para el proceso de fabricación de los tableros.

Las proporciones de estopa y resina utilizadas fueron de 50-50, 60-40 y 70-30, lo que significa

que, en la primera mezcla, se utilizó una cantidad igual de estopa de coco y resina, mientras que

en las siguientes combinaciones, la cantidad de estopa se redujo progresivamente y se incrementó

la proporción de resina [15].

Para asegurar la precisión del proceso, se establecieron marcadores para cada molde,

detallando la cantidad de estopa utilizada en gramos, y el volumen correspondiente de resina

agregada. Estas mediciones fueron clave para controlar la composición del tablero y permitir una

evaluación detallada de cómo las variaciones en la proporción de los materiales afectan las

propiedades físicas y mecánicas del producto final.

Las figuras 1 y 2 muestran visualmente los moldes rellenos con la mezcla de estopa y resina

en proporciones de 50-50 y 70-30, respectivamente. En ambas imágenes, se observa el proceso

de llenado y la disposición de la mezcla en el molde rectangular, antes de proceder a la

compactación y secado. En la Figura 1, el molde contiene cantidades iguales de estopa y resina,

lo que proporciona un equilibrio entre rigidez y flexibilidad. Por otro lado, en la Figura 2, el molde

presenta una mayor cantidad de resina (70%) en relación a la estopa (30%), lo que se espera que

incremente la resistencia a la flexión y reduzca la absorción de agua, pero podría influir en el

costo y en el peso del tablero final.

Este enfoque experimental, utilizando diferentes proporciones de estopa y resina, permite

evaluar cuál de estas combinaciones proporciona el mejor balance entre resistencia, durabilidad

y sostenibilidad, siendo cada variación fundamental para obtener datos sobre el desempeño de los

tableros de estopa de coco en condiciones de uso real.

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Figura 1
Relleno de molde de estopa con resina (50-50)

Figura 2
Relleno de molde de estopa con resina (70-30)

En cuanto a la aplicación de las resinas para la fabricación de los tableros, se siguió un

proceso meticuloso para garantizar la homogeneidad y consistencia del producto final. En primer

lugar, los elementos A y B de la resina se mezclaron cuidadosamente en un recipiente, como se

observa en la Figura 3, donde la mezcla de resina en proporción 50-50 fue medida con precisión

usando una balanza digital. Esta mezcla precisa es esencial para asegurar una correcta adhesión

de la estopa de coco en los tableros, proporcionando las propiedades mecánicas necesarias para

su desempeño estructural.

Una vez preparada la resina, el siguiente paso fue su vertido en los moldes que ya contenían

la estopa de coco. En la Figura 4, se aprecia el proceso de vaciado de la resina en los moldes,

donde la resina es distribuida de manera uniforme sobre la estopa de coco. Este proceso debe

realizarse con cuidado para asegurar que toda la mezcla esté bien impregnada con la resina, lo

que mejora la cohesión interna y la resistencia a la flexión del tablero. Además, la correcta

proporción entre estopa y resina es crucial para equilibrar las propiedades físicas, como la

durabilidad y la resistencia al hinchamiento por humedad, evitando defectos en la estructura del

tablero.

Este proceso de mezcla y vertido es fundamental en la fabricación de tableros de alta

calidad, ya que garantiza que las propiedades físicas, como la densidad y la absorción de agua,

cumplan con los estándares establecidos por normativas como la NTE INEN 3110, asegurando

un material resistente y viable para su uso en la construcción.

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Figura 3
Mezclado de los elementos de resina a 50-50

Figura 4
Vertido del mezclado de resina en los moldes

Una vez que los moldes fueron correctamente rellenados con la mezcla de estopa de coco

y resina, se procedió a sellar cada uno de los moldes para garantizar que el material no se desplace

ni pierda su forma durante el proceso de prensado. Posteriormente, se aplicó una fuerza hidráulica

de acuerdo con los parámetros definidos en la metodología del proyecto. Estos parámetros

incluyeron la cantidad de presión aplicada, el tiempo de prensado, y la temperatura del entorno,

elementos clave para lograr la compactación adecuada del material y asegurar que las partículas

de estopa quedaran bien cohesionadas con la resina.

El prensado hidráulico es un paso crucial en la fabricación de tableros, ya que determina la

densidad, resistencia y estabilidad dimensional del producto final. Durante este proceso, la fuerza

aplicada ayuda a eliminar cualquier vacío o porosidad en la mezcla, lo que mejora la cohesión

interna del tablero y aumenta su resistencia a factores como la flexión y el desgaste por uso

continuo. Este proceso es representado en la Figura 5, donde se observa cómo la presión

uniformemente aplicada garantiza que el material adquiera las propiedades mecánicas necesarias

para cumplir con los estándares de calidad.

La correcta aplicación de la fuerza hidráulica también influye en otros aspectos, como la

absorción de humedad y la resistencia al hinchamiento, características importantes para tableros

que serán utilizados en ambientes de alta humedad o exposición a agua. El proceso de prensado,

por lo tanto, no solo ayuda a formar el tablero en su dimensión final, sino que también optimiza

sus propiedades mecánicas y estructurales, garantizando un material de alta durabilidad y

rendimiento.

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Figura 5
Aplicación de fuerza hidráulica sobre los moldes

Una vez alcanzada la compresión óptima del material, los moldes fueron asegurados

firmemente en su lugar para evitar cualquier desplazamiento de las fuerzas hidráulicas que

pudieran comprometer la calidad del tablero. Este paso es fundamental para garantizar que la

compactación sea uniforme y que no se altere la forma o las propiedades físicas del material antes

de su proceso de curado térmico.

Posteriormente, los moldes fueron cuidadosamente removidos de la prensa hidráulica y

trasladados a un horno de secado, donde permanecieron durante 60 minutos a una temperatura

controlada superior a 60°C. Este proceso térmico permite que la resina cure correctamente y que

el tablero adquiera la resistencia y estabilidad necesarias. Es importante destacar que la

ventilación adecuada fue mantenida durante todo el proceso de secado para evitar la acumulación

de vapor o humedad excesiva, lo que podría afectar negativamente la cohesión interna del material

o producir deformaciones indeseadas.

El secado a esta temperatura controlada y con ventilación contribuye no solo a optimizar

las propiedades mecánicas del tablero, sino también a mejorar su durabilidad y resistencia en

condiciones de uso real. El control preciso del tiempo y la temperatura de secado es clave para

garantizar que los tableros cumplan con los estándares de calidad, minimizando el riesgo de

defectos como fisuras o fragilidad que podrían surgir de un proceso de curado inadecuado. Este

proceso, ilustrado en la Figura 6, es esencial para obtener un material sólido, homogéneo y listo

para las pruebas de laboratorio posteriores, en las que se evaluará su desempeño bajo diversas

condiciones.

Figura 6
Moldes en horno

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Fabricación de probetas

Después de retirar los moldes del horno y permitir que el material se reposara para que

terminara de enfriarse y estabilizarse, se procedió a desplazar cuidadosamente las tapas de los

moldes para liberar los tableros sin comprometer su integridad estructural. Este paso fue

fundamental para asegurar que los tableros mantuvieran su forma compacta y que no ocurrieran

deformaciones o fisuras debido a la manipulación indebida.

Una vez extraído el tablero final, se inició el proceso de fabricación de probetas, siguiendo

las medidas específicas previamente definidas en la metodología del proyecto. Estas probetas, de

forma rectangular, se cortaron con precisión para garantizar que fueran representativas y

permitieran evaluar las propiedades físicas y mecánicas del material en ensayos posteriores. Las

probetas son esenciales para llevar a cabo pruebas como la resistencia a la flexión, la cohesión

interna y la absorción de agua, proporcionando datos cruciales para verificar si los tableros

cumplen con los estándares de calidad establecidos.

El corte de las probetas se realizó utilizando herramientas especializadas para asegurar

bordes limpios y uniformes, minimizando cualquier variabilidad en las mediciones que pudiera

afectar los resultados de los ensayos. Estas probetas, como se muestra en la Figura 7, fueron el

punto de partida para una serie de pruebas de laboratorio que determinaron las características de

rendimiento del material bajo diferentes condiciones. Este proceso garantiza que cada tablero

fabricado pueda ser evaluado de manera objetiva, contribuyendo al desarrollo de un material

sostenible y resistente para la industria de la construcción.

Figura 7
Moldes en horno

Cada uno de los tableros fabricados fue identificado de manera única, utilizando números

romanos marcados en su superficie para distinguir entre las diferentes proporciones de resina y

estopa de coco empleadas en su fabricación. Esta identificación fue esencial para llevar un control

detallado del origen de cada tablero, permitiendo un análisis comparativo preciso entre las

distintas mezclas y sus respectivas propiedades físicas. Los números romanos facilitaron la

trazabilidad de cada muestra durante las pruebas de laboratorio y permitieron organizar los datos

de manera eficiente.

Una vez identificados, se procedió a generar las probetas necesarias mediante un corte específico

siguiendo las dimensiones establecidas en la metodología del proyecto. El corte de las probetas

se realizó con herramientas de alta precisión para asegurar que cada una mantuviera las

dimensiones uniformes y necesarias para las pruebas mecánicas. Esto es crucial, ya que cualquier

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variación en las dimensiones podría afectar los resultados de las pruebas y generar datos

inconsistentes.

En la Figura 8, se observa el proceso de corte de las probetas, donde se aprecia cómo las piezas

son preparadas para los posteriores ensayos de laboratorio, que incluirán pruebas de resistencia a

la flexión, módulo de elasticidad, y cohesión interna, entre otros parámetros. Este paso es

fundamental para garantizar que cada probeta sea representativa del tablero original, lo que

permitirá obtener datos confiables sobre las características de los tableros fabricados con estopa

de coco y resina, y asegurar que cumplen con los estándares de calidad y rendimiento.

Figura 8
Corte de probetas

Finalmente, todos los tableros fabricados fueron pesados individualmente utilizando una

balanza de precisión para obtener los datos exactos de masa de cada uno. Este paso es crucial para

iniciar la recolección de datos físicos que permitirá calcular una serie de parámetros clave, como

la densidad y el espesor, necesarios para evaluar la calidad y el rendimiento del material en

diferentes aplicaciones industriales. La masa de cada tablero es uno de los indicadores más

importantes, ya que influye directamente en las propiedades mecánicas y estructurales del

producto, como su resistencia a la flexión y su capacidad de carga.

Este pesaje también facilita la comparación entre los diferentes tableros fabricados con

diversas proporciones de estopa de coco y resina. Los datos de masa recolectados sirven como

base para los cálculos posteriores de resistencia a la compresión, hinchamiento por humedad, y

absorción de agua, entre otros. Todos estos datos fueron registrados minuciosamente en hojas de

cálculo para garantizar la trazabilidad y consistencia de los resultados experimentales.

En la Figura 9, se muestra el proceso de pesaje de los tableros, destacando la importancia

de este paso en la validación de las propiedades físicas del material. Este control riguroso asegura

que cada muestra cumple con las especificaciones establecidas y proporciona una base sólida para

realizar comparaciones con los estándares definidos en la norma NTE INEN 3110. El análisis de

estos datos permitirá evaluar si los tableros fabricados con estopa de coco son una alternativa

viable y sostenible frente a los materiales tradicionales en la construcción y otras aplicaciones

industriales.

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Figura 9
Corte de probetas

Aplicación de ensayos sobre probetas

Ensayo de flexión

Una vez obtenidas las probetas, se procedió a extraerlas cuidadosamente y a

acondicionarlas en las dimensiones necesarias, respetando las proporciones previamente

establecidas en la metodología experimental. Las probetas fueron ajustadas en máquinas

especializadas para llevar a cabo los ensayos de flexión, los cuales evalúan la resistencia del

material ante fuerzas aplicadas que tienden a doblar o deformar el tablero.

Cada probeta fue preparada de manera precisa para garantizar que los ensayos reflejaran

de manera exacta las propiedades del material, tomando en cuenta las relaciones de proporción

entre la estopa de coco y la resina utilizadas en su fabricación. Este proceso es fundamental para

obtener resultados consistentes y para evaluar cómo las diferentes proporciones de los

componentes afectan la capacidad del material para resistir deformaciones bajo carga.

En la Figura 10, se puede observar cómo las probetas fueron acondicionadas y posicionadas

en la máquina de ensayos de flexión. Este equipo aplica una carga gradual en un punto específico

de la probeta, permitiendo medir la cantidad de deformación que el material puede soportar antes

de romperse o alcanzar su límite elástico. Los resultados obtenidos de este ensayo proporcionan

datos críticos, como el módulo de elasticidad y la resistencia a la flexión, que son indicadores

clave de la calidad estructural del material.

Este tipo de ensayo es crucial para verificar si los tableros de estopa de coco cumplen con

los estándares de resistencia establecidos por la norma NTE INEN 3110, y si son adecuados para

su uso en aplicaciones donde se requiere una alta resistencia mecánica, como en la construcción

o la fabricación de mobiliario. Además, los datos obtenidos permiten comparar las distintas

proporciones de mezcla utilizadas en la fabricación de los tableros, identificando la combinación

óptima para maximizar las propiedades de flexión y durabilidad.

Figura 10.
Corte de probetas

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Luego de preparar las probetas, cada una fue colocada cuidadosamente en la máquina de

ensayos de flexión, siguiendo de manera estricta las indicaciones del fabricante y el manual de

operación del equipo para garantizar que el posicionamiento fuera exacto. Este paso fue crucial

para asegurar que las probetas estuvieran correctamente alineadas y fijadas en la máquina, ya que

cualquier desajuste podría alterar los resultados del ensayo y comprometer la validez de los datos

obtenidos.

Cada probeta fue asegurada firmemente en el soporte de la máquina de manera que la carga

aplicada se distribuyera uniformemente sobre el área de interés. Esto permitió medir con precisión

cómo las diferentes proporciones de estopa de coco y resina afectan la resistencia a la flexión del

material. La máquina aplicó una carga progresiva en el centro de la probeta, simulando

condiciones de estrés real que los tableros podrían experimentar en su aplicación práctica.

Como se ilustra en la Figura 11, el ensayo se llevó a cabo bajo condiciones controladas, lo

que permitió registrar parámetros críticos como la carga máxima soportada antes de la falla, el

módulo de elasticidad y la deformación que experimenta el material antes de fracturarse. Estos

resultados proporcionan información fundamental para determinar si los tableros fabricados

cumplen con los requisitos de calidad y resistencia especificados por la norma NTE INEN 3110

y son adecuados para aplicaciones industriales.

Además, este ensayo permitió establecer comparaciones entre las diferentes probetas según

sus proporciones de mezcla, identificando cuáles configuraciones proporcionan una mejor

relación entre resistencia, flexibilidad y durabilidad, lo cual es clave para optimizar el uso de

estopa de coco como un material alternativo y sostenible en la fabricación de tableros.

Figura 11
Colocación de probetas en máquina de ensayos de flexión

Con todas las probetas debidamente colocadas en la máquina de ensayos, se procedió a

iniciar las pruebas para cada una de ellas, conforme a las distintas proporciones de mezclado de

estopa de coco y resina. La máquina, equipada con sensores de alta precisión, fue programada

para aplicar una carga progresiva y medir con exactitud la deformación y la carga soportada por

cada probeta antes de alcanzar su punto de ruptura. Este proceso generó una serie de datos que

fueron registrados en tiempo real y presentados en el monitor conectado a la máquina de ensayos.

Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 812

Cada ensayo arrojó una serie de parámetros clave, incluyendo la carga máxima, el módulo

de elasticidad, y el punto de falla del material. Estos datos fueron cruciales para evaluar el

rendimiento mecánico de los tableros fabricados con distintas proporciones de estopa y resina,

permitiendo determinar cuál combinación proporciona el equilibrio óptimo entre resistencia,

flexibilidad y durabilidad.

Las Figuras 12 y 13 ilustran los resultados del ensayo tal como se reflejan en el monitor de

la máquina, mostrando en gráficos cómo las probetas responden a la aplicación de carga. Los

gráficos permiten visualizar de manera clara el comportamiento de cada probeta bajo tensión, lo

que facilita la interpretación de los resultados y la comparación entre las diferentes proporciones

de mezcla utilizadas en la fabricación de los tableros.

Estos ensayos no solo aportan datos críticos para validar la viabilidad del uso de estopa de

coco en la fabricación de tableros industriales, sino que también ofrecen información fundamental

para futuras optimizaciones del proceso, asegurando que los materiales desarrollados cumplan

con los estándares de calidad y resistencia establecidos en la norma NTE INEN 3110. Además,

este análisis detallado ayuda a identificar qué configuraciones de mezcla son las más

prometedoras para aplicaciones específicas, como la construcción o la fabricación de muebles.

Figura 12
Seguimiento del ensayo en pantalla

Figura 13
Visualización de resultados de ensayos en pantalla

Ensayo de tracción

Luego de completar los ensayos de flexión, el equipo fue reconfigurado para realizar el

ensayo de tracción, ajustando cuidadosamente los parámetros de funcionamiento de la máquina

para adaptarse a las condiciones específicas de este nuevo tipo de prueba. Este ajuste incluyó la

calibración de la máquina para medir las fuerzas de estiramiento aplicadas a las probetas, lo que

permitió evaluar la resistencia del material a la tracción.

Las probetas fueron posicionadas nuevamente en la máquina, siguiendo un procedimiento

preciso para asegurar su alineación y evitar cualquier error en la distribución de la carga. Este

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paso es crucial para garantizar que las fuerzas de tracción se apliquen uniformemente a lo largo

de la longitud de la probeta. A medida que la máquina aplicaba la fuerza de estiramiento, las

probetas experimentaron un aumento gradual en la tensión, lo que generó datos clave sobre la

elongación del material y su punto de ruptura bajo fuerzas de tracción.

En las Figuras 14 y 15, se observa el proceso de estiramiento de las probetas, donde el

equipo generó un estiramiento controlado para evaluar cómo el material responde a este tipo de

esfuerzo. Los resultados obtenidos de este ensayo proporcionaron información valiosa sobre el

módulo de tracción y la ductilidad de los tableros, lo que complementa los datos de los ensayos

de flexión para ofrecer una imagen completa de las propiedades mecánicas del material.

Estos ensayos de tracción son fundamentales para determinar si los tableros fabricados con

estopa de coco y resina tienen la resistencia estructural necesaria para aplicaciones donde el

material podría estar sometido a fuerzas de tracción, como en la construcción de paneles o

estructuras ligeras. Además, los resultados obtenidos en este ensayo permiten realizar ajustes

adicionales en la composición y el proceso de fabricación, optimizando el desempeño del material

en función de sus propiedades mecánicas bajo diferentes tipos de carga.

Figura 14
Ajuste de probetas para el ensayo de tracción

Figura 15
Visualización de resultados de tracción en pantalla

Recolección y discusión de resultados

Finamente, fueron tabulados los diferentes resultados arrojados por los ensayos realizados,

a partir de la tabla 3.7; habiendo establecido como criterio técnico, cada una de las siguientes

formulaciones basadas en las normativas NTE INEN 3110 y EN 323, para obtener los parámetros

de acuerdo a la siguiente serie de fórmulas específicas, dependiendo del caso:

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Fórmula para determinar resistencia a la flexión

 flexión =
3L3F
2bd2 1(1)

F= carga aplicada.

L= longitud de barra.

b= ancho de barra.

d= espesor.

Fórmula para determinar módulo de flexión

Eflexión =
L3F

4bd3
2(2)

F= carga aplicada.

L= longitud de barra.

b= ancho de barra.

d= espesor.

= deflexión.

Fórmula para determinar cohesión interna

 máx =
F
A

3(3)

F= carga aplicada.

A= área de cara de barra (base x altura).

Fórmula para determinar la hinchazón por grosor

absorcion(%) =
p.final−p. inicial

p. inicial
x100 4(4)

P. final= peso final.

P. inicial= peso inicial.

Fórmula para determinar la densidad

 =
m

b1∗b2∗t
x105 5(5)

m= peso de la probeta en m.

b1= longitud de la barra.

b2= ancho de la barra.

t= espesor de la barra.

Resolución de fórmulas para muestra de 50%-50%

De acuerdo a cada una de las fórmulas previamente descritas, a continuación, fueron

desarrollados losa cálculos, aplicando las mismas, para el caso de la muestra con proporción 50%-

50%:

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Resistencia a la flexión

 flexión =
3L3F
2bd2

 flexión =
3 x 90mm3 x 45N

2 x 30mm x 11mm2

 flexión = 1.67 N/mm2

Módulo de flexión

Eflexión =
L3F

4bd3

Eflexión =
90mm3 x 45N

4 x 30mm x 11mm3 x 25mm

Eflexión = 8.22 N/mm2

Cohesión interna

 máx =
F
A

 máx =
60N

11mm x 30mm

 máx = 0.182 N/mm2

Hinchazón por grosor

absorcion de agua (%) =
peso final − peso inicial

peso inicial
x100

absorcion de agua (%) =
15g − 125g

125g
x100

absorcion de agua (%) = 20%

Densidad del material

 =
m

b1 ∗ b2 ∗ t
x105

 =
125g

30mm ∗ 90mm ∗ 11mm
x105

 = 421 kg/m3

Representación de tablas de las proporciones de los tableros

A continuación, se presentan los resultados de los ensayos realizados para las diferentes

proporciones de mezcla de estopa de coco y resina de poliuretano (50-50, 60-40 y 70-30). Estas

tablas detallan los parámetros clave medidos en los ensayos, como el peso, densidad, resistencia

a la flexión, módulo de elasticidad, hinchazón en grosor, y cohesión interna de los tableros

fabricados.

Tabla 1 (50-50): Los tableros con una mezcla equitativa de estopa de coco y resina

presentan una resistencia moderada a la flexión (1,67 N/mm² a 1,82 N/mm²) y cohesión interna

(entre 7,01 N/mm² y 9,72 N/mm²). Sin embargo, presentan un hinchamiento del 20%, lo que

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indica una alta absorción de humedad, lo que puede comprometer su durabilidad en ambientes

húmedos.

Tabla 2 (60-40): Al incrementar la proporción de resina, se observó una mejora en la

resistencia a la flexión (1,90 N/mm² a 2,12 N/mm²) y en la cohesión interna (entre 11,08 N/mm²

y 17,34 N/mm²). Además, el hinchamiento por humedad se redujo significativamente al 12%, lo

que sugiere una mayor estabilidad en condiciones de humedad.

Tabla 3 (70-30): Esta proporción mostró los mejores resultados en términos de resistencia

a la flexión (2,16 N/mm² a 2,27 N/mm²) y cohesión interna (hasta 22,06 N/mm²), con un

hinchamiento en grosor de solo el 6%, lo que indica una excelente resistencia a la absorción de

agua. Esto sugiere que aumentar la cantidad de resina mejora las propiedades mecánicas y la

durabilidad, aunque a un mayor costo material.

Tabla 1
Relación de resultados de ensayos

Tabla 2
Relación de resultados de ensayos

Tabla 3
Relación de resultados de ensayos

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En la Tabla 4, se presenta una comparativa entre los valores obtenidos con la proporción

70-30 y los requisitos establecidos en la norma NTE INEN 3110. Los tableros con esta proporción

cumplen en gran medida con los estándares de resistencia a la flexión, cohesión interna y módulo

de elasticidad especificados en la normativa, e incluso superan algunos de los valores mínimos.

El hinchamiento en grosor se mantuvo por debajo del 8%, que es el límite permitido por la norma

EN 323, lo que resalta la viabilidad de los tableros de estopa de coco para su uso en aplicaciones

industriales y de construcción.

Tabla 4
Norma NTE INEN 3110 vs valores de proporción %70-%30

Los resultados de los ensayos muestran una mejora progresiva en la resistencia a la flexión, el

módulo de elasticidad, la resistencia a la hinchazón por humedad y la cohesión interna a medida

que se reduce la proporción de estopa de coco y se aumenta la proporción de resina de poliuretano

en la mezcla. Esto sugiere que una mayor cantidad de resina de poliuretano mejora las propiedades

mecánicas y físicas del material compuesto. Sin embargo, es importante tener en cuenta que aún

hay margen de mejora para cumplir completamente con los estándares establecidos por las normas

NTE INEN 3110 y EN 323.

CONCLUSIONES

A continuación, fueron desarrolladas las conclusiones, considerando cada uno de los

objetivos específicos estructurados previamente:

Los requisitos según la norma NTE INEN 3110: Los tableros fabricados con estopa de coco

cumplen en su mayoría con los requisitos establecidos en la norma NTE INEN 3110 del Ecuador

en cuanto a resistencia a la flexión, módulo de elasticidad y cohesión interna. Sin embargo, la

hinchazón por humedad excede el límite especificado por la norma EN 323 complementaria de

los parámetros integrados, lo que indica la necesidad de ajustes para mejorar esta propiedad.

La fabricación de tableros con estopa de coco, se logró demostrar la capacidad de fabricar

tableros utilizando estopa de coco como material principal, siguiendo un proceso controlado y

Vol. 11/ Núm. 2 2024 pág. 818

estandarizado. Los resultados de los ensayos muestran que es posible obtener tableros con

propiedades físicas dentro de los rangos establecidos por las normas de referencia.

Los tres ensayos revelan una mejora gradual en las propiedades mecánicas y físicas del

material compuesto a medida que se reduce la proporción de estopa de coco y se incrementa la de

resina de poliuretano. Se observó un aumento en la resistencia a la flexión, con valores que van

desde 1,60 N/mm² hasta 2,27 N/mm², así como en el módulo de elasticidad, que varía entre 0.179

N/mm² y 0.206 N/mm². Además, se registra una disminución en la hinchazón por humedad,

oscilando entre el 3% y el 21%, y una mejora en la cohesión interna, con valores que van desde

7,01 N/mm² hasta 22,06 N/mm².

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