Fabricación de morteros reforzados para recubrimiento con fibras

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2021 
Fabricación de morteros reforzados para recubrimiento con fibras Fabricación de morteros reforzados para recubrimiento con fibras 
extraídas del pseudotallo de la planta de plátano (Musa extraídas del pseudotallo de la planta de plátano (Musa 
paradisiaca) mezclados con cenizas de procesos paradisiaca) mezclados con cenizas de procesos 
agroindustriales agroindustriales 
Laura Natalia Galeano Sarmiento 
Universidad de La Salle, Bogotá, laurangaleano57@unisalle.edu.co 
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extraídas del pseudotallo de la planta de plátano (Musa paradisiaca) mezclados con cenizas de procesos 
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FABRICACIÓN DE MORTEROS REFORZADOS PARA RECUBRIMIENTO CON 
FIBRAS EXTRAÍDAS DEL PSEUDOTALLO DE LA PLANTA DE PLÁTANO 
(MUSA PARADISIACA) MEZCLADOS CON CENIZAS DE PROCESOS 
AGROINDUSTRIALES. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LAURA NATALIA GALEANO SARMIENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERIA 
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2021 
2 
 
FABRICACIÓN DE MORTEROS REFORZADOS PARA RECUBRIMIENTO CON 
FIBRAS EXTRAÍDAS DEL PSEUDOTALLO DE LA PLANTA DE PLÁTANO 
(MUSA PARADISIACA) MEZCLADOS CON CENIZAS DE PROCESOS 
AGROINDUSTRIALES. 
 
 
 
 
LAURA NATALIA GALEANO SARMIENTO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE INGENIERA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
IC-MIC-PhD ORLANDO RINCÓN ARANGO, director del proyecto 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERIA 
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2021 
 
3 
 
 
 
Nota de Aceptación 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Presidente del Jurado 
 
 
 
Jurado 
 
 
Jurado 
 
 
 
 
 
 
Ciudad y Fecha (día, mes, año) (Fecha de entrega) 
 
4 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“En algún lugar, algo increíble 
está esperando ser conocido”. 
Carl Sagan 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
A cada persona que conocí en este proceso y aporto significativamente a mi 
formación, como ingeniera y como persona, a mi familia que sin importar que tan 
alto o que tan bajo vuele, está dispuesta a acompañarme y a orientarme aún en la 
distancia, a mis amigos que me motivaron y ayudaron a llevar esta época de 
encierro por la pandemia, porque gracias a ellos las risas y los buenos momentos 
no faltaron mientras se escribió este proyecto, al personal de la Universidad de La 
Salle, que me asesoro y estuvo dispuesto a prestar su ayuda, al ingeniero Orlando 
Rincón por compartir su conocimiento y motivarme a la investigación, y a todas esas 
personas que conozco y logran inspirarme. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
CONTENIDO 
 Pág. 
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 15 
1. ANTECEDENTES ........................................................................................................ 16 
2. CONCEPTOS GENERALES ........................................................................................... 19 
Cemento ............................................................................................................................... 19 
Cenizas volantes .................................................................................................................. 20 
Mortero ................................................................................................................................. 22 
Lechada de cemento ........................................................................................................... 25 
Mortero reforzado con fibras ................................................................................................ 25 
Materiales compuestos ........................................................................................................ 25 
Fibras.................................................................................................................................... 27 
Mortero reforzado con fibras ................................................................................................ 29 
Fibras de plátano Musa Paradisiaca ................................................................................... 31 
3. MATERIALES Y MÉTODOS ........................................................................................... 37 
3.1 MATERIALES ................................................................................................................ 37 
3.2 METODOLOGÍA ............................................................................................................ 37 
3.2.1 Extracción de las fibras ............................................................................................... 37 
5.2.2 Tratamiento de las fibras ............................................................................................ 44 
3.2.3 Caracterización de los materiales .............................................................................. 44 
• Densidad de la fibra del pseudotallo ............................................................................ 44 
• Densidad por inmersión ................................................................................................ 45 
• Porcentaje de absorción de las fibras .......................................................................... 46 
• Resistencia tensión de las fibras .................................................................................. 48 
• Densidad del cemento hidráulico, INV-E 307-7 ........................................................... 49 
• Análisis granulométrico de los agregados grueso y finoINV E 213-13. ..................... 51 
• Método para determinar la fluidez de morteros de cemento hidráulico, NTC 111 y 
Determinación de la resistencia de morteros de cemento hidráulico usando cubos de 
50cm, NTC 220 .................................................................................................................... 52 
• Determinación de la resistencia de morteros de cemento hidráulico usando cubos de 
50cm NTC 220 y Resistencia a la Flexión de Morteros de Cemento Hidráulico INV-E 324-
07 58 
• Placas de 10cm*10cm*1.5cm en condiciones ambiente de la ciudad de Bogotá. ..... 63 
7 
 
• Ensayo de ciclos acelerados de humedecimiento y secado. ...................................... 70 
• Ensayo de Geelong (absorción de agua)..................................................................... 79 
• Ensayo de pulverización a presión............................................................................... 81 
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................................................ 87 
5. CONCLUSIONES ........................................................................................................... 89 
6. RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS ........................................................ 91 
7. BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................... 92 
ANEXOS .............................................................................................................................. 97 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 
 
ÍNDICE DE IMÁGENES 
 
Figura 1 Cenizas en polvo ............................................................................................... 20 
Figura 2 Esquema de la termoeléctrica de Martin del Corral .......................................... 21 
Figura 3 Centrales eléctricas de Enel-Emgesa ............................................................... 21 
Figura 4 Definición de los materiales compuestos. ......................................................... 26 
Figura 5 Tipos de fibras ................................................................................................... 27 
Figura 6 Curva de carga vs deformación ........................................................................ 30 
Figura 7 Partes de la planta de plátano ........................................................................... 31 
Figura 8 Agrupación de micelas ...................................................................................... 33 
Figura 9 Microfotografías de MEB de las fibras antes del proceso de obtención de 
celulosa. a) pedúnculo floral y b) Pseudotallo ..................................................................... 34 
Figura 10 Zona de extracción de materiales.................................................................. 38 
Figura 11 Corte de la planta de plátano ......................................................................... 38 
Figura 12 Clasificación interna del pseudotallo en donde 1. Pared interna, 2. 
membrana, 3. pared externa, 4. tallo floral y 5. Calceta ................................................... 39 
Figura 13 Separación de calcetas .................................................................................. 40 
Figura 14 Detalle de calceta ........................................................................................... 40 
Figura 15 Proceso de extracción de paredes ................................................................ 41 
Figura 16 Separación de muestras por partes de calcetas ........................................... 41 
Figura 17 Secado de calcetas ........................................................................................ 42 
Figura 18 Pared interna y sus fibras ............................................................................. 42 
Figura 19 Membrana ...................................................................................................... 42 
Figura 20 Pared externa y sus fibras ............................................................................. 43 
Figura 21 Tratamiento de fibras, secado en el horno y añadido de fibras .................... 44 
Figura 22 Mediciones de diámetros y masas ................................................................ 44 
Figura 23 Saturación de las muestras para buscar estado SSS................................... 46 
Figura 24 Resistencia a la tensión de las fibras ............................................................ 48 
Figura 25 Esfuerzo vs deformación de las fibras ........................................................... 48 
Figura 26 Ensayo Densidad del cemento hidráulico, INV-E 307-7 ............................... 50 
Figura 27 Preparación de ensayo de granulometría ..................................................... 51 
Figura 28 Granulometría de la arena de peña ............................................................... 51 
Figura 29 Preparación de ensayo NTC 111 .................................................................. 53 
9 
 
Figura 30 Ensayo NTC 111 ............................................................................................ 54 
Figura 31 Relación A/C vs % Fluidez............................................................................. 55 
Figura 32 Ensayo NTC 220 Determinación de la resistencia de morteros de cemento 
hidráulico usando cubos de 50cm ....................................................................................... 56 
Figura 33 Graficas A/C vs Resistencia .......................................................................... 57 
Figura 34 Proceso de mezclado. ................................................................................... 58 
Figura 35 Ensayo de resistencia a la compresión y a la flexión.................................... 59 
Figura 36 Resistencia (MPa) vs edad (días).................................................................. 62 
Figura 37 Muestras para ensayos condiciones ambientes y ciclos de aceleramiento y 
secado ………………………………………………………………………………………63 
Figura 38 Muestras al aire libre ...................................................................................... 64 
Figura 39 Mapa de distribución de la precipitación diario del día 14 de octubre .......... 65 
Figura 40 Ensayo de humedecimiento y secado ........................................................... 70 
Figura 41 Espacio color Lab vs condición de desgaste ................................................ 78 
Figura 42 Montaje ensayo Geenlong ............................................................................. 79 
Figura 43 Montaje ensayos de pulverización a presión ................................................ 81 
Figura 44 Placa C con presencia de materia orgánica. ................................................ 86 
Figura 45 Microscopia estereoscopio .............................. ¡Error! Marcador no definido. 
Figura 46 Lavado mediante el tamiz n. 200 ................................................................... 97 
Figura 47 Equivalente de arena y agregados finos ....................................................... 98 
Figura 48 Ensayo de densidad INV E 222-13 ............................................................... 99 
Figura 49 Ensayo INV E 217-13 .................................................................................. 101 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
INDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1 Compuestos principales del cemento portland ................................................. 19 
Tabla 2 Caracterización química de las cenizas de Termozipa .................................... 22 
Tabla 3 Caracterización de cenizas de Termozipa ....................................................... 22 
Tabla 4 Clasificación de mortero de pega simple a los 28 días. ...................................24 
Tabla 5 Dosificación recomendada para diversos tipos de estructura y condiciones de 
colocación …………………………………………………………………………………………24 
Tabla 6 Propiedades mecánicas de algunas fibras naturales ....................................... 28 
Tabla 7 Propiedades químicas de fibras de origen vegetal ........................................... 28 
Tabla 8 Propiedades mecánicas de compuestos de cemento con adiciones de fibras 
vegetales. …………………………………………………………………………………………30 
Tabla 9 Composición química de las fibras de plátano. ................................................ 33 
Tabla 10 Propiedades mecánicas de fibras de plátano. .............................................. 35 
Tabla 11 Cálculo de densidades pared interna ............................................................ 45 
Tabla 12 Cálculo de densidades pared externa ........................................................... 45 
Tabla 13 Resultados densidad de fibras ...................................................................... 46 
Tabla 14 Resultados porcentaje de absorción de las fibras ........................................ 47 
Tabla 15 Resistencia a la tracción de las fibras de plátano. ........................................ 49 
Tabla 16 Resultados densidad del cemento ................................................................ 50 
Tabla 17 Resultados caracterización de la arena. ...................................................... 52 
Tabla 18 Porcentaje de Fluidez .................................................................................... 54 
Tabla 19 Resistencia a 3 y 7 días bajo diferentes A/C y C:A ....................................... 56 
Tabla 20 Selección de dosificación de diseño inicial ................................................... 57 
Tabla 21 Resistencia a la compresión a los 7 Y 14 días.............................................. 60 
Tabla 22 Resistencia a la flexión a los 7 y 14 días....................................................... 61 
Tabla 23 Comparación en porcentaje de las resistencias de las diferentes muestras.
 ………………………………………………………………………………………63 
Tabla 24 Registro de lluvia, octubre de 2021. .............................................................. 64 
Tabla 25 Comparación gráfica de muestras en condiciones ambientes a diferentes 
días. ………………………………………………………………………………………65 
Tabla 26 Comparación gráfica de muestras sometidas a ciclos de humedecimiento y 
secado. ………………………………………………………………………………………70 
11 
 
Tabla 27 Resultados colorimetría. ................................................................................ 77 
Tabla 28 Comparación de muestras sometidas a el ensayo Geelong ........................ 80 
Tabla 29 Comparación de muestras sometidas a el ensayo de pulverización hídrica en 
las diferentes muestras. ....................................................................................................... 81 
Tabla 30 % que pasa el tamiz n.200 por lavado .......................................................... 97 
Tabla 31 Resultado de ensayo de equivalente de arena ............................................. 98 
Tabla 32 Gravedad especifica de la arena ................................................................... 99 
Tabla 33 Gravedad especifica de la arena ................................................................. 100 
Tabla 34 Densidad de la arena ................................................................................... 100 
Tabla 35 Resultados de ensayo INV E 217-13 .......................................................... 101 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
ANEXOS 
 
 
Anexo 1. Determinación de la cantidad de material que pasa el tamiz de 75um (N. 200) 
en agregados pétreos mediante lavado INV-21 (Figura 46) ............................................... 97 
Anexo 2. Equivalente de arena y agregados finos INV E-133 13 .................................... 98 
Anexo 3. Densidad, densidad relativa (gravedad especifica) y absorción del agregado 
fino INV E-222-13 ................................................................................................................. 99 
Anexo 4. Densidad Bulk (peso unitario) y porcentaje de vacíos de los agregados en 
estado suelto y compacto INV E 217-13 (figura 49) ......................................................... 101 
Anexo 5. Las musáceas, Sobre el aprovechamiento de los residuos de las plantas de 
plátano en la construcción. ................................................................................................ 102 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
GLOSARIO 
 
 
Planta del plátano: Es una hierba perenne de gran tamaño. Se la considera una 
hierba porque sus partes aéreas mueren y caen al suelo cuando termina la estación 
de cultivo, y es perenne porque de la base de la planta surge un brote llamado hijo, 
que reemplaza a la planta madre. El término utilizado para designar a la planta 
madre, sus hijos y el rizoma subterráneo es mata. Lo que parece ser el tronco es, 
en realidad, un pseudotallo (ProMusa, 2016) 
Corrosión y degradación: El deterioro de los materiales está presente durante su 
vida útil, los materiales cristalinos como los metales se degradan por corrosión, los 
polímeros como el asfalto y los derivados vegetales se degradan por degradación 
por efectos disolventes 
Materiales Naturales: Crecen de una planta, sus componentes químicos 
importantes para el estudio son su celulosa, lignina y proteínas. 
Refuerzo: Su función es mejorar las características de la matriz, soporta cargas y 
aporta propiedades al material compuesto, estos refuerzos pueden ser partículas, 
fibras o elementos estructurales. (Pedraza, 2019) 
Celulosa: Ya sea por la abundancia de células vegetales o el uso técnico, es la 
sustancia natural más importante y la base estructural de las células vegetales. 
Hemicelulosa: Son polisacáridos químicamente heterogéneos compuestos por 
diferentes unidades de monosacáridos (como las pentosas), (Xilosa y arabinosa), 
hexosa (glucosa, manosa y galactosa) y ácido urónico (ácido urónico) están unidos 
entre sí por enlaces glicosídicos para formar una estructura ramificada, 
generalmente una estructura amorfa. 
 
 
 
 
 
14 
 
RESUMEN 
 
Debido a la alta demanda de materiales en la industria de la construcción, en este 
proyecto de investigación se planteó el uso de fibras vegetales como alternativa de 
materia prima para el reforzamiento de morteros, en este caso, se evaluó la 
viabilidad de añadir fibras extraídas del pseudotallo de la planta de plátano Musa 
Paradisiaca, y cenizas volantes, se describen experiencias de otros autores con 
respecto a esta práctica; se describe la metodología de extracción y construcción 
de los morteros fibroreforzados, se referencia autores que han trabajado 
anteriormente esta línea de investigación, además de hacer pruebas para hallar la 
mejor dosificación bajo los parámetros de porcentaje de fluidez y resistencias, se 
implementan diferentes ensayos para asemejar condiciones de degradación y 
erosión con el fin de estudiar el comportamiento del mortero, para este estudio, se 
realizaron caracterizaciones de los materiales, además de realizarse pruebas de 
resistencias a la compresión y a la flexión con el fin de estudiar el desempeño de 
mecánico de los morteros fibroreforzados, además de efectuar un seguimiento físico 
de las muestras sometidas a diferentes procesos de desgaste y erosión. 
 
PALABRAS CLAVE: Fibras vegetales, morteros, erosión hídrica, desgaste, 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
INTRODUCCIÓN 
 
En la actualidad la industria de la construcción es una de las mayores responsables 
de la alta demanda de recursos no renovables, produciendo el agotamiento de las 
materias primas, generando millones de residuos minerales y altasemisiones de 
dióxido de carbono; con el fin de compensar el impacto ambiental que genera el uso 
indiscriminado de los materiales de construcción, es indispensable pensar en 
nuevos materiales que sean más respetuosos con nuestro medio ambiente, por lo 
tanto, se plantea un mortero reforzado con una materia prima de origen vegetal y 
un aglomerante alternativo, al cual se le realizaron diferentes ensayos de 
caracterización de materiales, ensayos mecánicos, de desgaste y de erosión con el 
fin de estudiar la viabilidad de este. 
Se encontró que las fibras aumentan la resistencia a la compresión, pero 
especialmente a la flexión, además que hay una tendencia de mejoras cuando la 
fibra se trata con un recubrimiento hidrofóbico para que el agua no descomponga el 
material orgánico y cambie sus propiedades, por otro lado, las fibras al estar 
expuestas pueden sufrir más los efectos de erosión y desgaste, incluso provocando 
la formación de hongos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
1. ANTECEDENTES 
 
Para esta investigación se tomó de referente a diferentes autores internacionales y 
nacionales que estudiaron la adición de fibras vegetales a la construcción. 
Aristizabal, 2007 preparó un material compuesto de fibra de bagazo de caña y 
concreto, donde las fibras presentaron una distribución aleatoria dentro del 
compuesto. estudió la influencia del tamaño y de la adición de fibras expresadas en 
porcentaje del peso total, en la resistencia a compresión y en la densidad del 
material. Este estudio encontró que el compuesto con las fibras retenidas por el 
tamiz N° 6, y con una adición entre el 0,5% y 2,5% de fibras en relación con el peso 
total del agregado grueso, presentó una resistencia de 16,88 MPa, y una densidad 
de 141 y 336kg/m3 comparado con la de un concreto pesado de 2400 kg/m. 
Quintero, 2006 utilizo fibras de estopa de coco para mejorar las propiedades 
mecánicas del concreto con volúmenes de fibra de estopa de coco de 0.5% y 1.5% 
y longitudes de 2cm y 5cm, concluyo que la resistencia a la compresión más elevada 
se obtuvo con los compuestos reforzados con volumen de fibra 1.5%, siendo 
superior para la longitud 2 cm. 
Ortega, 2019 presenta morteros modificados con fibra de aserrín en los cuales se 
presentaron menores densidades que los morteros sin fibras. De los porcentajes en 
peso de fibra evaluados, concluye que los morteros con 3% de fibra se pueden 
catalogar como livianos (densidad menor de 1,8 g/cm3). El uso del mortero reforzado 
con 1% de aserrín puede tener aplicaciones en aquellos elementos estructurales 
que tiendan a presentar más fisuras, puesto que para este porcentaje la reducción 
de la resistencia a la compresión no es tan considerable como para otros 
porcentajes de refuerzo más altos 
Mora Torres, J. A. 2017, en su investigación hace un análisis mecánico de un 
concreto con adición de fibra natural de cáñamo al 2% tiene con el fin determinar y 
comparar las propiedades mecánicas de un concreto con adición de fibra a su 
mezcla y un concreto convencional, concluyo que no es recomendable usar el 2% 
17 
 
pues con los resultados obtenidos no cumpliría la norma técnica colombiana, por lo 
cual recomienda usar un volumen de fibras de 1%. 
Quirós Rodríguez, Luis Roberto (2018) plantea realizar morteros fibroreforzados con 
coco en porcentajes de 2% y 4%, también hizo probetas añadiendo óxido de hierro, 
estableciendo que en ambos casos se mejora las características comparado con el 
mortero en estado puro, realizo pruebas de flexión y compresión. 
Banjo A. A, 2020 concluye que se puede tener un rendimiento óptimo del compuesto 
cuando se añade 10 % de cenizas de fondo de madera, 1.5% de contenido de fibra 
de plátano y un 0.3% de emulsión de polímero, con esto se logró tener un mejor 
aislamiento térmico y recomienda usarlas para algunas aplicaciones a base de 
cemento. 
Zuzhong Li, 2020 plantea agregar fibras de Bagazo a mezclas asfálticas, con esto 
se podría formar una red tridimensional para reforzar la estructura y mejorar la 
fluidez del asfalto, dice también que esta combinación podría absorber los saturados 
y aromáticos en sus superficies, mejorando la interfaz entre la masilla asfáltica y el 
agregado logrando estabilidad a alta temperatura y resistencia al agrietamiento a 
bajas temperaturas de las mezclas se nota una mejora significativa. La longitud de 
las fibras de bagazo obtenidas es inferior a 8 mm y la relación de aspecto de las 
fibras de bagazo está entre 20% y 30%. 
Amgad Elbehiry, 2020, agrego barras de fibras de plátano a vigas de hormigón 
mejorando su resistencia a la flexión hasta en un 25% de la viga de hormigón simple, 
esta resistencia no tiene efecto sobre la carga última y rotura de las vigas de 
hormigón reforzadas con fibras de plátano. 
Zied Kammoun, 2019 uso fibras de tuna logrando evidenciar mejoras en sus 
propiedades termofísicas, utilizando 15Kg/m3 de fibras en el hormigón reduciendo 
más del 25% de la densidad, por otro lado, mejoro la conductividad térmica en un 
42%, mejorando su resistencia a la flexión hasta en un 156% de la mezcla sin fibras, 
pero su resistencia a la compresión se ve reducida sin bajar de 22MPa. 
Mohamad Zaki Hassan, 2019 en su estudio “optimización del comportamiento a la 
tracción de compuestos epoxi reforzados con fibra de pseudo tallo de banano (Musa 
18 
 
acuminado) utilizando metodología de superficie de respuesta” concluyo que se 
desarrollaron excelentes propiedades térmicas, microestructurales y mecánicas, 
recomendó además un uso aplicado a la construcción como en revestimientos, 
placas de techos, refugios temporales, viviendas de bajo precio, tuberías sin 
presión. Las condiciones óptimas para la resistencia a la tracción se identificaron 
como longitud de fibra 3,25 mm, contenido de hidróxido de sodio 5,45 (% en peso) 
y carga de fibra 29,86 (% en peso) 
En otro estudio relacionado con las fibras vegetales, K. Senthilkumar 2018 
menciona que, al añadir fibras de sisal en la matriz, se observa una mejora en sus 
propiedades mecánicas, pero también es claro que estas varían según la forma, 
orientación, longitud, entre otras. Menciona sobre los tratamientos de la fibra, las 
cuales mejoran las propiedades del compuesto, pero esta depende de la 
concentración crítica y el tiempo de exposición 
ZC Muda, 2016, fabrico losas de espesor de 40mm fibroreforzadas con plátano, y 
las someto a ensayos de resistencia al impacto, añadió un total de 1.5% de fibras 
de plátano, encontró una relación lineal entre la primera fisura del servicio y la final 
en diferentes espesores, concluyo que se tiene una mejor resistencia al 
agrietamiento hasta 17 veces con la losa sin contenido de fibras. 
Leyva M.R, 2014, agrego fibras de lechuguilla tratada con cera y lino tratada con 
emulsión, dando como su resultado un aumento a la resistencia al impacto de 400% 
y de hasta el 200% respectivamente, en comparación a la muestra de control. Las 
fibras naturales sin tratamiento presentaron una alta absorción de agua, sin 
embargo, el uso de tratamientos hidrofóbicos a base de ceras y emulsiones permitió 
una reducción significativa en dicha propiedad, además Los compuestos reforzados 
con fibra de lechuguilla tratada con emulsión y Vf = 0.7%, 1.0% presentaron mayor 
resistencia a flexión en comparación con el concreto simple 
Existe en general una extensa bibliografía sobre la implementación de fibras 
vegetales a la industria de la construcción en la que se ve efectos positivos y se 
recomienda seguir la investigación de este recurso renovable. 
 
19 
 
2. CONCEPTOS GENERALES 
 
 
Cemento 
El cemento hidráulico producido por la pulverización de Clinker, consistente 
esencialmente de silicatos y que usualmente contiene uno o más de los siguientes 
elementos: agua, sulfato de calcio, hasta 5% de piedra caliza y adiciones de 
proceso. 
Propiedades químicas y físicas 
Los principalescomponentes químicos del cemento portland son la cal, la sílice, el 
óxido de aluminio y el óxido de hierro, durante el proceso de calcinación se produce 
un cambio molecular produciendo cuatros compuestos principales C, S, A, F 
(Mamlouk, m. S. 2009), como se puede ver en la Tabla 1. 
Tabla 1 Compuestos principales del cemento portland 
Compuesto Formula 
química 
Formula común* Rango usual en 
peso (%) 
Silicato tricálcico 3CaO-SiO2 C3S 45-60 
Silicato dicálcico 2CaO-SiO2 C2S 15-30 
Aluminato 
tricálcico 
3CaO-Al2O3 C3A 6-12 
Aluminoferrita 
tetracalcica 
4CaO-Al2O3-
Fe2O3 
C4AF 6-8 
La industria cementera suele utilizar una notación abreviada para las formulas 
químicas: C=óxido de calcio, S=dióxido de aluminio y F=óxido de hierro. 
FUENTE: MAMLOUK, M. S. (2009). 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
Cenizas volantes 
 
Figura 1 Cenizas en polvo 
 
FUENTE: HTTP://ES.NEXTEWS.COM/EB602A06/ 
Los materiales de tipo puzolanas como por ejemplo el subproducto de la industria 
del carbón: las cenizas (Figura 1), son materiales con alta presencia de silicio y 
aluminio, que al mezclarse con hidróxido de calcio reacciona químicamente 
formando una mezcla cementante, esta reacción es puzolánica, la ceniza en polvo 
clase tiene en promedio 5% CaO, o incluso llegar hasta 10%. Las adiciones de estas 
cenizas, no se ven efectos que retarden las reacciones de hidratación del cemento, 
pero si reducen significativamente la temperatura máxima de liberación de calor a 
edades tempranas bajo condiciones semi-adiabáticas. (Prieto, 2019) (Mamlouk, 
2009) 
La reducción de dosis de cemento en las mezclan de hormigón reduce costos de 
material, por lo tanto, reduce la contaminación asociada a su fabricación y a la vez 
a eliminar el desperdicio de cenizas volantes, el Instituto Americano del Hormigón 
(ACI), en su guía para hormigones duraderos recomienda el análisis del 
comportamiento el cemento y las cenizas. (Molina-Bas, 2008) 
La central termoeléctrica de Martin del Corral, conocida como Termozipa, la cual 
está situada a aproximadamente 40 kilómetros del norte de Bogotá; el objeto social 
de esta planta es la generación y comercialización de energía eléctrica obtenida a 
partir de la combustión del carbón mineral el esquema de la termoeléctrica (Figura 
2), esta posee dos patios de almacenamiento de carbón con una capacidad técnica 
de 200 000 toneladas que ocupan un área de 5,4 Ha. 
 
 
21 
 
Figura 2 Esquema de la termoeléctrica de Martin del Corral 
 
FUENTE: HTTPS://WWW.ENEL.COM.CO/ES/PRENSA/NEWS/D202104-INAUGURACION-PRIMER-
SISTEMA-BATERIAS-DE-ALMACENAMIENTO.HTML 
En Colombia, Enel-Emgesa cuenta con doce centrales de generación hidráulica y 
dos térmicas, ubicadas en diferentes departamentos del país; Termozipa genera 
225MW (Figura 3). 
Figura 3 Centrales eléctricas de Enel-Emgesa 
 
FUENTE: HTTPS://WWW.ENEL.COM.CO/ES/CONOCE-ENEL/ENEL-EMGESA/INNOVACION-
TECNOLOGICA.HTML 
https://www.enel.com.co/es/prensa/news/d202104-inauguracion-primer-sistema-baterias-de-almacenamiento.html
https://www.enel.com.co/es/prensa/news/d202104-inauguracion-primer-sistema-baterias-de-almacenamiento.html
https://www.enel.com.co/es/conoce-enel/enel-emgesa/innovacion-tecnologica.html
https://www.enel.com.co/es/conoce-enel/enel-emgesa/innovacion-tecnologica.html
22 
 
Según la autoridad Nacional de Licencias Ambientales (ANLA), la caracterización 
química de las cenizas producida por la central térmica Martin del Corral 
(Termozipa), son dadas en la tabla 2: 
Tabla 2 Caracterización química de las cenizas de Termozipa 
Parámetro Min Max 
Silicio como SiO2 60.76 66.79 
Aluminio como Al2O3 23.92 27.01 
Hierro como Fe2O3 2.56 6.51 
Calcio como CaO 0.48 1.11 
Magnesio como MgO 0.42 1.37 
Sodio como Na2O 0.26 0.87 
 
HTTP://PORTAL.ANLA.GOV.CO/SITES/DEFAULT/FILES/CERT_0019-16_26022016.PDF 
En el proyecto “Aplicación de visión artificial como posible indicador para evaluación 
de la deterior evaluación del deterioro y cambios físicos de concreto o y cambios 
físicos de concretos adicionados con ceniza volante” realizado por Murillo Novoa, 
A. J., & Monroy Gachancipa, B. (2017), se obtuvo la caracterización de la tabla 3. 
Tabla 3 Caracterización de cenizas de Termozipa 
Clase de ceniza Carbón Subbituminoso 
Porcentaje de finura 93% 
Forma Partícula redondeada 
Densidad (g/cm3) 1.97 
Actividad puzolánica 72 
FUENTE: MURILLO NOVOA, A. J., & MONROY GACHANCIPA, B. (2017). APLICACIÓN DE VISIÓN 
ARTIFICIAL COMO POSIBLE INDICADOR PARA EVALUACIÓN DEL DETERIORO Y CAMBIOS FÍSICOS 
DE CONCRETOS ADICIONADOS CON CENIZA 
VOLANTE. HTTPS://CIENCIA.LASALLE.EDU.CO/ING_CIVIL/356 
Mortero 
El mortero es una mezcla de aglutinante (cemento portland y/o otros cementantes), 
agregado fino, agua y/o aditivos, sus funciones son unir elementos de mampostería, 
servir como material de asentamiento de mampostería, nivelar y asentar los 
http://portal.anla.gov.co/sites/default/files/cert_0019-16_26022016.pdf
23 
 
elementos y proporcionar cualidades estéticas a la estructura además de pañete, 
repello o revoque, según la norma ASTM C109, la resistencia a la compresión a los 
28 días es de 17.2MPa, 12.4MPa, 5.2MPa y 2.4MPa, la capacidad de unir 
elementos individuales, como la mampostería se mide bajo la resistencia a la 
tracción de la unión de mortero ASTM C952 (Mamlouk, m. S. 2009), Santillan dice 
que los morteros y hormigones en estado fresco tienen propiedades de densidad, 
consistencia y trabajabilidad 
Según Medina en “Efecto de aditamento de virutas elastómeras (SBS) en las 
propiedades mecánicas del mortero”, La norma colombiana ASTM asigna una 
letra para cada tipo de mortero M, S, N, O, K, donde: 
• M=Mezcla de alta resistencia con mayor durabilidad, recomendado para 
mampostería con o sin refuerzo, donde se requiera resistir altas cargas de 
compresión, congelamiento, presión lateral de tierras, presencia de vientos 
fuertes y terremotos, haciéndolo útil para elementos enterrados como 
cimentaciones. 
• S= Mezcla que proporciona mayor adherencia que resistan cargas 
normales y es útil para pega en la fabricación de enchapes. 
• N= Mezcla con multipropósito en la elaboración de mampostería, se usa 
para pañetes y muros divisorios debido a su resistencia media, se 
caracteriza por optimas propiedades de resistencia, trabajabilidad y 
economía 
• O= Mezcla con alto contenido de cal y baja resistencia, se usa para pañetes 
o enlucidos y pegas de paredes de poca carga o división, para viviendas 
menores a dos pisos, tiene una excelente trabajabilidad. 
La resistencia a la compresión a los 28 días de este tipo de morteros se muestra en 
la tabla 4, 
 
 
 
24 
 
Tabla 4 Clasificación de mortero de pega simple a los 28 días. 
Tipo de 
mortero 
Resistencia a la 
compresión 
(MPa) 
Cemento 
Porland 
Cal 
M 17.2 1 0.25 
S 12.4 1 0.25-0.5 
N 5.2 1 0.5-1.25 
O 2.4 1 1.25-2.5 
K 0.5 1 1.25-2.5 
FUENTE: TECNOLOGÍA DEL CONCRETO Y DEL MORTERO, SANCHEZ DE GUZMAN 2003. 
Por otro lado, Medina menciona que la trabajabilidad de los morteros depende 
principalmente de las características del agregado fino, el contenido del cemento, la 
cantidad de agua adicionada y la intensidad y tiempo de mezclado; otra 
característica es el poder de retención de agua, puesto que de esto depende que 
se mantenga su plasticidad para que las unidades puedan ser alineadas y niveladas 
sin romper su unión. Las propiedades del mortero endurecido son la extensibilidad 
y flujo plástico, que es la máxima deformación unitaria por tracción a la rotura, la 
resistencia a la compresión, la adherencia, permeabilidad, durabilidad. 
En cuanto a los usos, en el medio colombiano se han clasificado los morteros de 
cemento de acuerdo con la experiencia y a la proporción cemento: arena (tabla 5). 
Tabla 5 Dosificación recomendada para diversos tipos de estructura y condiciones de 
colocación 
1:1 Morteros muy ricos para impermeables, rellenos1:2 Para impermeabilizadores y pañetes de anques subterráneos, rellenos 
1:3 Impermeabilizadores menores, pisos 
1:4 Pega para ladrillos en muros y baldosines, pañetes finos 
1:5 Pañetes exteriores: Pega para ladrillos y baldosines, pañetes y 
mampostería en general. Pañetes no muy finos 
1:6 y 1:7 Pañetes interiores: Pega para ladrillos y baldosines, pañetes y 
mampostería en general. Pañetes no muy finos 
1:8 y 1:9 Pegas para construcciones que se van a demoler pronto, 
estabilización de taludes en cimentaciones 
FUENTE: MEDINA 2019. 
25 
 
Lechada de cemento 
La lechada tiene un grado alto de asentamiento, se compone de cemento portland 
más agua, se usa para rellenar huecos entre elementos de mampostería (Mamlouk, 
m. S. 2009) 
Mortero reforzado con fibras 
Según Mamlouk, la fragilidad del hormigón se debe a la propagación de microfisuras 
generadas por una tensión, para evitar esto recomienda reforzarlo con fibras debido 
a que después del agrietamiento inicial, las fibras continúan sosteniendo la carga. 
Para hablar sobre la capacidad de refuerzo de una fibra, se debe considerar el grado 
de esfuerzos transferidos a la matriz, los cuales deben resistir el estiramiento, la 
deformación, el módulo de Young, su adherencia para realizar por ejemplo a través 
de un mortero de cemento. Estas propiedades dependen de la longitud, el volumen 
de la fibra y el tipo de fibra agregada al mortero. (Leyva, M. R, 2014). 
Materiales compuestos 
Los materiales compuestos se obtienen uniendo dos o más materias primas para 
lograr una combinación de propiedades, al modificar la composición química, su 
nueva estructura puede optimizar las propiedades que un solo material no podría 
conseguir. 
Por lo general, una fase es continua (matriz) y rodea completamente a la otra fase 
(fase dispersa), como se aprecia en la Figura 4. Estos compuestos se pueden 
seleccionar para lograr combinaciones no convencionales de rigidez, resistencia, 
peso, rendimiento a altas temperaturas, resistencia a la corrosión, dureza o 
conductividad. (Benazco, L. D,2015). 
Figura 4 Definición de los materiales compuestos. 
FUENTE: (PEDRAZA, 2019) 
Los materiales compuestos importantes son esos en los que la fase dispersa se 
forma por fibras, como consecuencia, generalmente se mejora la resistencia a la 
fatiga, rigidez y la relación resistencia/peso, puede ser una matriz más blanda y 
dúctil. (Pedraza, 2019) 
Fibras 
Las fibras son materiales policristalinos o amorfos y tienen un diámetro menor y una 
longitud mayor. Los materiales de fibra suelen ser polímeros o cerámicas (como 
aramida, vidrio, carbono, boro, alúmina y carburo de silicio) (Pedraza, 2019), las 
fibras incrementan la tenacidad del concreto y la capacidad de carga posterior al 
agrietamiento. Estas, pueden ser de tipo sintéticas, como los derivados del petróleo 
como el polietileno, polipropileno, etc., y por otro lado las fibras naturales, las cuales 
pueden ser de origen mineral, animal y vegetal, como se puede ver en la Figura 5; 
las fibras vegetales, las cuales son objeto de estudio sus beneficios son su bajo 
costo, debido a su alta disponibilidad en países pobres y en desarrollo, un beneficio 
es también que en el proceso de extracción se produce un menor consumo de 
energía, haciéndola una llamativa materia prima renovable. 
Figura 5 Tipos de fibras 
 
FUENTE: MAGAL, N. 2011. 
28 
 
Las fibras vegetales se consideran un material verde, con un potencial para la 
industria de la construcción sostenible, cada fibra tiene características diferentes, se 
debe estudiar por separado cada especie; debido a alta disponibilidad alrededor del 
planeta, al usarse como un refuerzo de una matriz cementante lo hace una 
alternativa económica y de bajo impacto ambiental para la industria de la 
construcción (Juárez-Alvarado, 2017). 
Pueden provenir del tallo, la hoja, la cascara, o de la celulosa proveniente de la 
madera, dependiendo la especie a la que pertenezca esta cada fibra; las 
propiedades mecánicas varían según la especie vegetal, la longitud y el diámetro 
cómo se observa en la tabla 6. En el cual se presentan algunos diámetros típicos 
con sus valores de resistencia, módulo de elasticidad y alargamiento al fallo 
Tabla 6 Propiedades mecánicas de algunas fibras naturales 
Fibra Tensión convencional 
(kPa) 
Módulo de Young 
(kPa) 
Deformación 
convencional (%) 
Banana 384-800 20-34 2-6 
Sisal 347-700 15-38 2-7 
Yute 450-800 10-30 1.1-1.8 
S-vidrio 4570 86 2.8 
E-vidrio 1800-3500 70-73 2.5 
FUENTE: RODRIGUEZ, L. J. (2014). 
La propiedades quimicas tipicas de las fibras de origen vegetal se muestran en la 
tabla 7, donde se estudia la densidad, el porcentaje de celulosa, hemicelulosa, 
lignina y humedad. 
Tabla 7 Propiedades químicas de fibras de origen vegetal 
Fibra Densidad 
(g/cm3) 
Celulosa (%) Hemicelulosa 
(%) 
Lignina (%) Humedad 
(%) 
Cañamo 1,48 88-90 7-10 1.5-2 3.5-8 
Sisal 1.45 65 12 9.9 10 
Plátano .35 63-64 19 5 10-11 
Piña 1.53 81 - 12.7 13.5 
FUENTE: LAZ, M. M. (2015) 
29 
 
Para realizar una caracterización de una fibra, se debe tener como variable la 
longitud, el diámetro y la esbeltez de esta, se debe realizar una descripción física y 
mecánica, además se debe clasificar según su origen y su tipo (Quintero, 2006) 
Mortero reforzado con fibras 
Según Mamlouk, la fragilidad del hormigón se debe a la propagación de microfisuras 
generadas por una tensión, para evitar esto recomienda reforzarlo con fibras debido 
a que después del agrietamiento inicial, las fibras continúan sosteniendo la carga. 
Para hablar sobre la capacidad de refuerzo de una fibra, se debe considerar el grado 
de esfuerzos transferidos a la matriz, los cuales deben resistir el estiramiento, la 
deformación, el módulo de Young, su adherencia para realizar por ejemplo a través 
de un mortero de cemento. Estas propiedades dependen de la longitud, el volumen 
de la fibra y el tipo de fibra agregada al mortero. (Leyva, M. R, 2014). Gomez 2019, 
menciona que la cantidad de contenido de fibra depende de las características de 
la fibra y la facilidad de obtención de está, al aumentar el volumen de las fibras se 
incrementa la resistencia y la rigidez del compuesto, pero el porcentaje de fibras 
añadidos no puede sobrepasar el máximo pues estas propiedades empiezan a 
reducirse, es importante también la orientación de las fibras, pues al introducirse en 
la matriz con orientaciones aleatorias y relaciones de forma pequeñas, se logra dar 
un comportamiento similar al isotrópico mientras que la intrusión de fibras largas, 
continúas y unidireccionales producen efectos aniso-trópicas. 
Es importante resaltar que Santillán presenta algunas propiedades mecánicas de 
fibras pretratadas, dando ejemplos de uso y aplicación como se muestra en la tabla 
8. 
 
 
 
 
 
 
30 
 
Tabla 8 Propiedades mecánicas de compuestos de cemento con adiciones de fibras 
vegetales. 
 
AUTOR: SANTILLAN 2007 
Características del hormigón con fibras no varía el patrón de fisuración, presentando 
una baja variación en la resistencia a la compresión con respecto al hormigón sin 
fibras, Santillán muestra en la Figura 6 una curva de carga-deformación en la cual 
se observa un incremento de la capacidad de carga, mejorando su post 
agrietamiento permitiendo una mayor deformación causando un aumento en la 
ductilidad del material. 
Figura 6 Curva de carga vs deformación 
 
FUENTE: SANTILLÁN 
En la interior imagen, se contempla que el hormigón sin fibras a) tiene un 
comportamiento plástico, pero su falla ocurre súbitamente, mientras que, en b, el 
concreto falla, pero las fibras dan una resistencia adicional haciendo que el sistema 
soporte más cargas hasta un fallo de su conjunto. 
El número de fibras es un índice de la frecuencia de fibras, de la longitud por unidad 
de mortero, es importante estas características para asegurar una intercepción de 
lasmicrofisuras. 
31 
 
Fibras de plátano Musa Paradisiaca 
El plátano es planta herbácea de la Familia Musaceae, Género Musa, perteneciente 
a la Especie Paradisiaca L. Clasificada taxonómicamente por Carl von Linneo en 
1753. Es una gran hierba perenne con rizoma corto y un pseudotallo compuestos 
de vainas foliares similares a fustes verticales de hasta 30 cm de diámetro basal 
que no son leñosos, y alcanzan los 7 m de altura, es considerada una fibra dura 
(Salazar, N. 2016), las partes de la planta de plátano se muestran en la Figura 7. 
Figura 7 Partes de la planta de plátano 
 
FUENTE: PEDRAZA, 2019 
Procedencia 
Los musáceas provienen de Asia Sudoriental, esparciendo su cultivo por el viejo 
continente, mezclándose con musa balbisiana, dando origen a grupos híbridos, 
entre esos el plátano; durante la colonización de América este fruto fue traído a 
nuestro continente e inicio su cultivo 
 
Cultivo en Colombia 
Colombia es el tercer productor de plátano a nivel mundial y primer productor a nivel 
América. Según el boletín de 2019 del DANE se estipulo que el cultivo de plátano 
tiene un total de 250.575 hectáreas en área cosechada en el país. 
32 
 
El cultivo de plátano en Colombia se ha desarrollado a nivel nacional, con el 87% 
de la producción, y solo utilizando su fruto para la comercialización; los residuos que 
producen carecen de un tratamiento o disposición adecuada y se convierten en 
contaminantes para el medio ambiente, siendo principalmente utilizados como 
fertilizante orgánico, se estima que el 95% de los residuos generados del plátano 
no son aprovechados eficientemente por el cultivador, pues su economía interés se 
enfoca en la comercialización del fruto, lo que queda de este proceso, es usado 
para abono en la cosecha. (Agencia de noticias UN, 2011) 
De esta planta se pueden encontrar residuos con alto contenido de fibra como son 
el pseudotallo, conocido como badana, el pedúnculo floral, que es el tallo donde 
cuelgan los plátanos. Estas fibras deben tener procesos de extracción biológica y 
mecánica, sus ventajas son una baja densidad y propiedades mecánicas y térmicas 
adecuadas para el objeto a estudio, es importante resaltar que estos materiales 
absorben fácilmente la humedad o el agua y por esto se deben tratar con 
componentes hidrofóbicos. 
Propiedades químicas. 
La madera está compuesta por celulosa, lignina, hemicelulosa y minerales 
generadores de ceniza, la caracterización química de la fibra de plátano evidencia 
que esta fibra que posee gran potencial como refuerzo, gracias a su elevado 
porcentaje de celulosa, importante para este informe pues es la celulosa un 
biopolímero compuesto por molecular ß-glucosa, constituyendo cadenas de glucano 
que se disponen en forma paralela entre sí, formando microfibrillas que, en la 
mayoría de las plantas, son de 3 nm de espesor, pero que alcanzan un ancho de 20 
nm en ciertas algas, donde se requiere de una célula para su síntesis, tanto en 
plantas, como bacterias (Pedraza, 2019), la composición química de las fibras de 
plátanos se puede observar en la tabla 9. 
 
 
 
 
33 
 
Tabla 9 Composición química de las fibras de plátano. 
Tabla 6: 
Fibra Celulosa 
(%) 
Hemicelulosa 
(%) 
Lignina (%) Contenido 
de cenizas 
Pseudotallo 
de plátano 
39.12 72.7 1.9-8.2 8.2 
Paja 45 77.64-79.22 2.05-23.40 0.52-1.03 
Plátano 45 71-83 0.37-29.85 0.27-0.28 
FUENTE: PEDRAZA, 2019 
Las fibras vegetales están constituidas por ligamentos fibrosos, que a su vez se 
componen de microfibrillas dispuestas en camadas de diferentes espesores y 
ángulos de orientación, las cuales son ricas en celulosa. Las diversas células que 
componen una fibra se encuentran aglomeradas por la mela intercelular, compuesta 
por hemicelulosa, peptina y principalmente lignina. La región central de la fibra 
también puede presentar una cavidad denominada lacuna. Por otro lado, su 
formación puede presentarse de tres maneras: 
La cadena celulosa se puede agrupar en ordenadas las cuales tienen mayor 
resistencia mecánica propiedades y desordenadas o zonas amorfas con menor 
resistencia y mayor sensibilidad a ataques alcalinos. Las micelas se agrupan de 
manera ordenada en microfibrillas y estas a su vez se concentran en macrofibrillas, 
en la Figura 8 se observa una representación de su estructura. (Santillan, 2009) 
Figura 8 Agrupación de micelas 
FUENTE: SANTILLAN, 2009 
34 
 
Según Santillán, los polímeros vegetales tienen dificultades con el calor, la 
presencia de sales y disoluciones acidas, reduciendo su durabilidad y por tanto su 
capacidad de refuerzo. Aunque, otros autores aseguran un porcentaje de celulosa 
que pueden ser más del 50% en estas fibras, los autores de la obtención de Celulosa 
a Partir de los Desechos Agrícolas del Banano, muestran las microfotografías de la 
fibra de celulosa obtenida del pseudotallo y del pinzote del banano dos especies de 
la musaceas, en la Figura 9, se puede apreciar la celulosa del pedúnculo floral y el 
pseudotallo de musa paradisiaca, ambas fibras tienen fibrillas de celulosa 
aglomeradas mediante hemicelulosa y lignina que actúan como cementantes y los 
cuales deben ser eliminados durante el proceso de obtención de las fibras de 
celulosa. 
Figura 9 Microfotografías de MEB de las fibras antes del proceso de 
obtención de celulosa. a) pedúnculo floral y b) Pseudotallo 
 
FUENTE: G. CANCHÉ-ESCAMILLA, (2005) 
Las fibras de plátano tienen menor contenido de lignina, facilitando su eliminación 
reduciendo los productos químicos y ahorrando energía, la presencia de estos 
componentes. (Banjo & Chunping, 2020) 
Propiedades mecánicas. 
Se debe estudiar el comportamiento mecánico de las fibras de plátano, para así 
intentar predecir la viabilidad del proyecto, comparando con otras investigaciones 
con fibras; las propiedades mecánicas de algunas fibras se pueden ver en la tabla 
10. 
 
 
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061820300465#!
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061820300465#!
35 
 
Tabla 10 Propiedades mecánicas de fibras de plátano. 
 
Fibra Densidad 
(g/cm3) 
Modulo 
elasticidad 
(GPa) 
Resistencia a 
tracción 
Alargamiento a 
rotura (%) 
Cáñamo 1,48 - 285 1.3 
Sisal 1.45 10.4 444-552 5-6 
Plátano 1.35 20 550 5-6 
Piña 1.53 4.2 413 3-4 
 
FUENTE: LAZ, M. M. (2015) 
Durabilidad 
Para mejorar las propiedades de las fibras, haciéndolo un material más durable y 
resistente, se debe tratar por ejemplo con aceite de linaza, parafina, humo de sílice, 
etc. con esto se busca disminuir efectos negativos ante ambientes erosivos con 
presencia de sustancias alcalinas y acidas (Suarez, M. C. 2002) debido a 
variaciones de temperatura, humedad, compactibilidad entre las fibras y la matriz 
del cemento (Leyva, M. R, 2014), el comportamiento de las fibras vegetales con las 
cenizas ha sido adecuado al ser un material hidrófobo. 
Uso 
Históricamente, las fibras naturales vegetales eran usadas empíricamente para 
reforzar varios materiales de construcción, también para la producción de la 
industria farmacéutica, textil, de construcción, entre otras. Sin embargo, es hasta 
años recientes que los científicos se han dedicado investigar a profundidad el uso 
de este tipo de fibras como retuerzo en el concreto (Suarez, M. C. 2002). 
Actualmente en pro del cumplimiento de desarrollo sostenible, buscando la 
innovación para reducir el impacto que implica de nuestro crecimiento poblacional, 
se busca introducir esta fibra como materia prima sustentable con el medio ambiente 
(Magal, N. 2011). Las ventajas de usar fibras vegetales, es su disponibilidad y que 
es un recurso renovable, tiene bajo peso específico, son biodegradables, 
resistentes y económicas, pero sus desventajas son la baja estabilidad dimensional, 
36 
 
baja resistencia a los microorganismos, poco termoplásticos, tiene una naturaleza 
polar y baja resistenciatérmica (Magal, N. 2011). Sí se adiciona el 1.25% de la fibra 
de plátano en el hormigón autocompactante ligero estructural, se aumentaba su 
resistencia al impacto hasta un 32% (K. Poongodi, P. Murthi, 2020). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
3. MATERIALES Y MÉTODOS 
 
 
3.1 MATERIALES 
 
Para este proyecto de grado se utilizaron materiales pétreos como son la arena de 
peña, cemento hidráulico, agua, plantas de plátano musa paradisiaca, cenizas 
volantes, herramientas menores, equipos de laboratorio para diferentes ensayos, 
softwares ofimáticos, entre otros. 
Las muestras a estudio son las siguientes 
• Cemento+arena+agua (A) 
• Cemento+arena+agua+fibras (B) 
• Cemento+arena+agua+fibras con aceite vegetal (C) 
• Cemento+arena+agua+fibras con aceite vegetal+cenizas (D) 
 
3.2 METODOLOGÍA 
Se estudio una alternativa de producción a los desechos agrícolas aplicados al 
sector de la construcción, se aplicaron diferentes normatividades que rigen la 
calidad de los materiales, se ambientaron condiciones para estudiar desgastes y 
erosiones bajo diferentes condiciones. 
3.2.1 Extracción de las fibras 
Los pseudotallo fueron extraídos en el municipio de San José del Guaviare en 
diferentes predios como se muestra en la Figura 10, es importante resaltar que la 
familia de las musas tiende a adaptarse mejor a climas húmedos pues requieren 
una alta absorción de agua durante su cultivo. 
 
 
 
 
38 
 
 
Figura 10 Zona de extracción de materiales. 
 
FUENTE: AUTOR, GOOGLE EARTH 
Luego de que la musa paradisiaca da su fruto, los cultivadores la cortan y la usan 
para abono, debido a que solo se cosecha una vez, en su ciclo de reproducción 
produce los llamados “colinos”, nuevas plantas que el cultivador aprovecha para 
obtener más productos; el tiempo de cultivo es entre ocho meses y un año, en la 
Figura 11, se evidencia el corte de la musa. 
Figura 11 Corte de la planta de plátano 
 
FUENTE: AUTOR 
Cuando la planta es cortada, en su cara transversal se logra observar la parte 
interna de la musa paradisiaca, constituido por el pseudotallo y el tallo floral, el 
39 
 
pseudotallo este compuesto por calcetas que se clasificaron como pared interna, 
pared externa y membrana, mostradas en las Figura 12 y 14. 
Figura 12 Clasificación interna del pseudotallo en donde 1. Pared interna, 2. 
membrana, 3. pared externa, 4. tallo floral y 5. Calceta 
 
FUENTE: AUTOR 
Para iniciar el proceso de extracción se debe hacer la separación de calcetas 
(Figura 13), este proceso se llevó con facilidad ya que no requería mucho esfuerzo 
debido a que esta planta en su mayoría está compuesta de H2O. 
 
 
 
 
 
 
 4
 4
40 
 
Figura 13 Separación de calcetas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE: AUTOR 
La calceta, como se menciona anteriormente se compone de su la pared interna, 
una pared externa y la membrana (Figura 14). 
Figura 14 Detalle de calceta 
 
FUENTE: AUTOR 
41 
 
Para la extracción de las fibras, se retira la capa de la pared interna con un cuchillo 
como se observa en la Figura 15, buscando dejar parte de la membrana en su borde 
para posteriormente extraerla de la misma manera. 
Figura 15 Proceso de extracción de paredes 
 
FUENTE: AUTOR 
Se separaron las muestras según su clasificación, como se observa en la Figura 16, 
para lograr analizar el comportamiento de cada parte de la calceta, en esta 
investigación no se utilizan fibras de la membrana. 
Figura 16 Separación de muestras por partes de calcetas 
 
FUENTE: AUTOR. 
42 
 
Posteriormente, las paredes son puestas a secar al aire libre por cuatro días como 
se muestra en la Figura 17, aunque para dar un ancho más homogéneo es 
preferible cortar las fibras antes de poner a secar la calceta. 
Figura 17 Secado de calcetas 
 
FUENTE: AUTOR 
Luego de secadas, se procedió a separar la fibra vegetal y se clasificaron según 
fuese su procedencia, las Figuras 18, 19 y 20 muestran en detalle las fibras 
Figura 18 Pared interna y sus fibras 
 
FUENTE: AUTOR 
 
Figura 19 Membrana 
43 
 
 
 
FUENTE: AUTOR 
Figura 20 Pared externa y sus fibras 
 
FUENTE: AUTOR 
 
 
44 
 
5.2.2 Tratamiento de las fibras 
Se cortaron las fibras en longitudes de 2.5cm aproximadamente teniendo en cuenta 
los antecedentes de este estudio, la figura 21 muestra el proceso donde se secaron 
al horno por 24 horas a 60 °C, luego se añadió aceite vegetal con el fin de crear una 
capa hidrofóbica y estudiar el comportamiento en la matriz del mortero (Figura 21). 
Figura 21 Tratamiento de fibras, secado en el horno y añadido de fibras 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE: AUTOR 
3.2.3 Caracterización de los materiales 
Con fin de conocer una mayor información de los materiales, se procedió a realizar 
diferentes ensayos para conocer las características propias del material. 
• Densidad de la fibra del pseudotallo 
Figura 22 Mediciones de diámetros y masas 
 
FUENTE: AUTOR 
Para hallar la densidad se tomaron fibras al azar con las cuales se tomaron 
dimensiones de masa, longitud y diámetros (Figura 22), a partir de la suposición de 
45 
 
que la fibra tiene forma cilíndrica se procedió a hallar el volumen de la fibra y al 
relacionarla con la masa se obtiene una densidad promedio de las fibras extraídas 
en la parte interna y la externa los resultados son dados por la tabla 11 y 12, en 
dónde existe una mayor densidad en las provenientes de la pared externa. 
Tabla 11 Cálculo de densidades pared interna 
 
FUENTE: AUTOR 
Tabla 12 Cálculo de densidades pared externa 
 
FUENTE: AUTOR 
• Densidad por inmersión 
Utilizando el principio de Arquímedes, se pesan las fibras extraídas de la pared 
externa y posterior a esto, se sumergen en agua para conocer su volumen, con el 
fin de dar un valor experimental de densidad usando la ecuación 1, los resultados 
son dados en la tabla 13. 
 
Longitud 
(cm)
Diametro 
promedio 
(cm)
Volumen 
(cm3)
Densidad 
(g/cm3)
3,7 0,77 0,99 0,78 0,08 0,02 0,62
3,9 1,06 0,94 0,74 0,09 0,03 0,59
3,5 0,52 0,98 0,8 0,08 0,02 0,74
4 0,89 0,53 0,52 0,06 0,01 0,53
4 0,92 0,75 0,7 0,08 0,02 0,77
4 0,78 0,64 0,74 0,07 0,02 2,09
4 0,24 0,73 0,3 0,04 0,01 1,42
0,97
Diametro (mm)
Fibras internas
Densidad promedio (g/cm3)
0,015
0,034
0,008
Masa 
(g)
0,013
0,015
0,012
0,007
Longitud 
(cm)
Diametro 
promedio 
(cm)
Volumen 
(cm3)
Densidad 
(g/cm3)
3,7 1,1 0,85 0,84 0,09 0,03 0,52
3,9 0,29 0,37 0,37 0,03 0,00 1,94
3,5 0,85 0,5 0,5 0,06 0,01 1,15
4 0,6 0,45 0,45 0,05 0,01 1,15
4 0,77 1,5 1,51 0,13 0,05 0,38
4 1,41 0,49 0,49 0,08 0,02 0,65
3,5 0,92 0,79 0,67 0,08 0,02 3,47
1,32
Fibras externas
Diametro (mm)
Densidad promedio (g/cm3)
0,009
0,019
0,013
0,06
Masa 
(g)
0,013
0,007
0,012
46 
 
 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑓𝑖𝑏𝑟𝑎𝑠 (𝑔)
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑑𝑜 (𝑐𝑚3)
 (1) 
 
Tabla 13 Resultados densidad de fibras 
 
FUENTE: AUTOR 
• Porcentaje de absorción de las fibras 
Para obtener este dato, se toma de referencia la normatividad “Densidad, densidad 
relativa (gravedad especifica) y absorción del agregado fino INV E-222-13” en donde 
se relaciona la masa SSS y la masa seca, para este proyecto, se estudia una 
muestra de fibras de la pared externa e interna y una última que tiene recubrimiento 
de aceite vegetal como se observa en la Figura 23. 
Figura 23 Saturación de las muestras para buscar estado SSS 
 
FUENTE: AUTOR 
Conociendo la masa de las fibras secas y SSS, se realiza el cálculo para determinar 
el porcentaje de absorción mostrado en la tabla 14. 
Cantidades
100
73
1,37
Datos
Masa (g)
Volumen desplazado (cm3)
Densidad (g/cm3)
47 
 
Tabla 14 Resultados porcentaje de absorción de las fibras 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE: AUTOR 
Se observa que la fibra que tiene mayor absorciónes la procedente de la pared 
interna, las fibras de la pared externa tienen una absorción del 4,41% y al ser 
tratadas con aceites vegetales para protegerla con una capa hidrofóbica, la 
absorción se reduce al 1,91%. ´ 
 
 
 
 
 
 
 
 
Datos Cantidades Datos Cantidades Datos Cantidades
Masa recipiente (g) 38,37 Masa recipiente (g)
34,89
Masa recipiente (g)
35,22
Masa de recipiente+ 
fibras sss (g)
52,29
Masa de recipiente+ 
fibras sss (g) 42,84
Masa de recipiente+ 
fibras sss (g) 54,59
Masa de recipiente+ 
fibras secas (g)
40,67
Masa de recipiente+ 
fibras secas (g) 36,36
Masa de recipiente+ 
fibras secas (g) 41,88
% Absorción 5,05% % Absorción 
4,41%
% Absorción 
1,91%
Fibras pared externaFibras pared interna Fibras tratadas
Datos Cantidades Datos Cantidades Datos Cantidades
Masa recipiente (g) 38,37 Masa recipiente (g)
34,89
Masa recipiente (g)
35,22
Masa de recipiente+ 
fibras sss (g)
52,29
Masa de recipiente+ 
fibras sss (g) 42,84
Masa de recipiente+ 
fibras sss (g) 54,59
Masa de recipiente+ 
fibras secas (g)
40,67
Masa de recipiente+ 
fibras secas (g) 36,36
Masa de recipiente+ 
fibras secas (g) 41,88
% Absorción 5,05% % Absorción 
4,41%
% Absorción 
1,91%
Fibras pared externaFibras pared interna Fibras tratadas
Datos Cantidades Datos Cantidades Datos Cantidades
Masa recipiente (g) 38,37 Masa recipiente (g)
34,89
Masa recipiente (g)
35,22
Masa de recipiente+ 
fibras sss (g)
52,29
Masa de recipiente+ 
fibras sss (g) 42,84
Masa de recipiente+ 
fibras sss (g) 54,59
Masa de recipiente+ 
fibras secas (g)
40,67
Masa de recipiente+ 
fibras secas (g) 36,36
Masa de recipiente+ 
fibras secas (g) 41,88
% Absorción 5,05% % Absorción 
4,41%
% Absorción 
1,91%
Fibras pared externaFibras pared interna Fibras tratadas
48 
 
• Resistencia tensión de las fibras 
Figura 24 Resistencia a la tensión de las fibras 
 
FUENTE AUTOR 
Se utilizaron diferentes fibras extraídas de la pared interna y la pared externa a las 
cuales se le hallo la resistencia a la tensión (Figura 24), suponiendo un diámetro 
promedio de fibra de 7mm, los resultados son dados por la tabla 15, se calculó 
también las deformaciones y se compararon gráficamente (Figura 25) 
Figura 25 Esfuerzo vs deformación de las fibras 
 
FUENTE: AUTOR 
Se observo que la fibra de la pared externa tiene mayor resistencia y soporta 
mayores deformaciones que la pared interna, algunos datos son atípicos debido a 
la precarga que realiza el equipo universal encargado del ensayo. 
49 
 
 
Tabla 15 Resistencia a la tracción de las fibras de plátano. 
 
FUENTE: AUTOR 
Para realizar este proyecto se utilizó el cemento hidráulico de la marca Argos, el 
cual se puede usar para la fabricación de morteros, lechadas y concretos utilizados 
para la construcción. 
 
• Densidad del cemento hidráulico, INV-E 307-7 
Por la cual “tiene por objeto establecer el método de ensayo para determinar la 
densidad del cemento hidráulico. Su principal utilidad está relacionada con el diseño 
y control de las mezclas de concreto.” Para este ensayo, se utilizó el frasco de Le 
Pared
Fuerza max 
(N)
Resistencia 
(Mpa)
Resistencia 
promedio 
(Mpa)
380,5 988,8
175,9 457,2
175,9 457,2
83,2 216,2
89,9 233,7
100,4 260,8
66,9 173,9
60,2 156,5
147,3 382,7
167,3 434,8
44,9 116,7
66,0 171,4
37,3 96,9
58,3 151,4
33,5 86,9
47,8 124,1
28,7 74,5
17,2 44,7
44,9 116,7
35,4 92,0
28,7 74,5
57,3 149,0
36,9 95,9
37,3 96,9
78,4 203,7
EXTERNA
INTERNA
376,2
113,0
50 
 
Chatelier y kerosene de la Figura 26 para que este no reaccione con el cemento, 
este ensayo relacione la masa con el volumen obtenido por el principio de 
Arquímedes y busca la densidad con la ecuación 2, los resultados se observan en 
la tabla 16. 
Figura 26 Ensayo Densidad del cemento hidráulico, INV-E 307-7 
 
FUENTE: AUTOR 
 
 
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 (𝑔)
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑠𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑑𝑜 (𝑐𝑚3)
 (2) 
 
 
Tabla 16 Resultados densidad del cemento 
 
FUENTE: AUTOR 
Se utilizo ceniza volante de la termoeléctrica Martin del Corral, su caracterización 
se encuentra en los conceptos generales del informe. También se manejó la arena 
de peña, un agregado fino, el cual fue sometido a diferentes ensayos con el fin de 
conocer sus propiedades, para una mayor facilidad al realizar la caracterización, la 
arena fue primero secada para evitar la humedad natural y la absorción del material. 
Cantidades
70
25,7
2,72
Datos
Masa (g)
Volumen desplazado (cm3)
Densidad (g/cm3)
51 
 
• Análisis granulométrico de los agregados grueso y fino INV E 213-13. 
Figura 27 Preparación de ensayo de granulometría 
FUENTE: AUTOR 
Al realizar este ensayo de la Figura 27, se tuvo en cuenta la granulometría de la 
NTC 2240 en la cual se muestran los límites granulométricos de los agregados 
usados para mampostería, y se comparan con la granulometría realizada. 
Figura 28 Granulometría de la arena de peña 
 
FUENTE: AUTOR 
52 
 
Se observa en la Figura 28 que la arena a utilizar tiene un porcentaje de partículas 
entre el tamiz N. 16 y N. 50, que no cumple con la NTC 2240, aunque el numeral 
4.4 dice que, en caso de no cumplir, el agregado podrá usarse siempre y cuando 
cumpla requisitos de relaciones de agregados, retención de agua, resistencia a la 
compresión, entre otras; además de lo anterior, se realizaron otros ensayos de 
caracterización y el resultado esta dado en la tabla 17. 
Tabla 17 Resultados caracterización de la arena. 
 
FUENTE: AUTOR. 
Luego de tener la caracterización de la arena, se procede a realizar ensayos para 
morteros buscando conocer una fluidez para una mejor consistencia con respecto 
a la resistencia a la compresión. 
• Método para determinar la fluidez de morteros de cemento hidráulico, NTC 111 
y Determinación de la resistencia de morteros de cemento hidráulico usando 
cubos de 50cm, NTC 220 
 
Anexo
% Pasa N 200 por lavado
EA
Porcentaje de absorción 
Densidad Bulk (kg/m3)
Densidad Bulk SSS (kg/m3)
Gravedad especifica
Porcentaje de vacios 
2
3
4 y 53,8%
1347,3
1347,8
2,4
43,5%
Resumen
Determinación de la cantidad de material que pasa el tamiz de 75um (N. 
200) en agregados pétreos mediante lavado INV-214
Equivalente de arena y agregados finos INV E-133 13
Densidad Bulk (peso unitario) y porcentaje de vacios de los agregados 
en estado suelto y compacto INV E 217-13 y Densidad, densidad relativa 
(gravedad especifica) y absorción del agregado fino INV E-222-13
23,0%
25,0%
53 
 
Figura 29 Preparación de ensayo NTC 111 
 
FUENTE: AUTOR 
Con el fin de conocer la manejabilidad de una mezcla de mortero para disminuir la 
probabilidad de problemas de segregación, facilidad de colocación y capacidad que 
posee la mezcla para retener agua se realiza este ensayo con el equipo y el 
procedimiento mostrado en las figuras 29 y 30, cumpliendo el requerimiento según 
la correspondiente norma; para calcular el porcentaje de fluidez se presenta la 
ecuación 3: 
 % 𝐹𝑙𝑢𝑖𝑑𝑒𝑧 =
𝐷𝑖á𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜(𝑚𝑚) − 𝐴(𝑚𝑚)
𝐴(𝑚𝑚)
∗ 100% (3) 
 
Donde: A es el diámetro real del molde (mm), en este caso 100mm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
54 
 
Figura 30 Ensayo NTC 111 
 
FUENTE: AUTOR 
El resultado de este ensayo para diferentes dosificaciones se observa en la tabla 
18. 
Tabla 18 Porcentaje de Fluidez 
 
FUENTE: AUTOR 
0,66 0,8 1
105,18 120,35 140,25
5,2% 20,4% 40,3%
0,9 1 1,2
109,98 128,28 144,67
10,0% 28,3% 44,7%
0,9 1,1 1,3
118,00 146,35 180,81
18,0% 46,4% 80,8%
Diámetro 
(mm)
Diámetro 
(mm)
% de Fluidez
Diámetro 
(mm)
Diámetro 
% de Fluidez
Dosificación
Relación 1:5
Diámetro 
(mm)
Diámetro 
(mm)
Diámetro 
(mm)
Dosificación
Relación 1:3
Diámetro 
% de Fluidez
Dosificación
Relación 1:4
Diámetro 
Diámetro 
(mm)
Diámetro 
(mm)
Diámetro 
(mm)
55 
 
Posterior a esto, se realiza una comparación gráfica entre el porcentaje de fluidez yla relación agua/cemento (Figura 31), donde se observa que a mayor contenido de 
agua, mayor es el porcentaje de fluidez. 
Figura 31 Relación A/C vs % Fluidez 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE: AUTOR 
Inmediatamente después de realizar la mesa de flujo, se funden cubos de 5cm para 
realizar ensayos de resistencias a los 3 y 7 días según la NTC 220 “Determinación 
de la resistencia de morteros de cemento hidráulico usando cubos de 50cm” el 
procedimiento se muestra en la Figura 32: 
56 
 
Figura 32 Ensayo NTC 220 Determinación de la resistencia de morteros de 
cemento hidráulico usando cubos de 50cm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE: AUTOR 
Conociendo las relaciones de agua cemento, se comparó con las resistencias a los 
3 y 7 días para diferentes dosificaciones de cemento:arena, el resultado se observa 
en la tabla 19 y la representación gráfica en la Figura 33. 
Tabla 19 Resistencia a 3 y 7 días bajo diferentes A/C y C:A 
 
FUENTE: AUTOR 
 
 
0,66 0,8 1 0,66 0,8 1
1 3
0,2 5,6 4,0 3,8 4,8 4,7
0,9 1 1,2 0,9 1 1,2
1 4
3,4 2,4 2,5 3,3 4,0 3,0
0,9 1,1 1,3 0,9 1,1 1,3
1 5
0,7 1,7 1,8 2,4 2,5 3,0
Resistencia 3 días (MPa)
Relación Agua/Cemento
Resistencia 7 días (MPa)
Dosificación
Relación
Dosificación Relación Agua/Cemento 
Muestra
Dosificación Relación Agua/Cemento 
Muestra
Relación Agua/Cemento 
Relación
Resistencia 3 días (MPa) Resistencia 7 días (MPa)
Relación Agua/Cemento 
Muestra
Relación Agua/Cemento 
Relación
Resistencia 3 días (MPa) Resistencia 7 días (MPa)
57 
 
Figura 33 Graficas A/C vs Resistencia 
 
FUENTE: AUTOR 
Como se puede observar, al variar las dosificaciones cemento arena, también 
varia la relación agua cemento debido a la absorción de cada material. Al tener 
los datos de resistencias y porcentajes de fluidez, se compara con el fin de 
determinar la dosificación optima comparada con los rangos de resistencias tipo O 
o N como se muestra en la tabla 20. 
Tabla 20 Selección de dosificación de diseño inicial 
 
FUENTE: AUTOR 
Se decidió utilizar una dosificación de 1:5:1.3 y resistencia a la compresión a los 
esperando que cuando alcance a su maduración cumpla los rangos. 
Menor Media Mayor Menor Media Mayor Menor Media Mayor
1 3 5% 20% 40% 4,2 5,6 4,0 5,7 7,2 7,1
1 4 10% 28% 45% 3,3 4,0 3,0 4,8 2,4 2,5
1 5 18% 46% 81% 0,7 1,7 1,8 2,4 2,5 3,0
Relación Agua/Cemento total
Resistencia 7 días (MPa)
Dosificación
Relación
Relación Agua/Cemento total
 % Fluidez Resistencia 3 días (MPa)
Relación Agua/Cemento total
58 
 
• Determinación de la resistencia de morteros de cemento hidráulico usando 
cubos de 50cm NTC 220 y Resistencia a la Flexión de Morteros de Cemento 
Hidráulico INV-E 324-07 
Inicialmente, se realizo la dosificación correspondiente para cada tipo de muestra 
(A,B,C y D) y posterior a esto se empezo el proceso de mezclado como se 
observa en la Figura 34. 
Figura 34 Proceso de mezclado. 
 
FUENTE: AUTOR 
Luego de esto, se agregó la muestra a los moldes correspondientes para ensayos 
de resistencia a la compresión (5cm*5cm*5cm) y a la flexión (16cm*4cm*4cm), al 
desencofrar, se inició la espera de la maduración del mortero a los 7 y 14 días 
mostrados en la Figura 35. 
59 
 
Figura 35 Ensayo de resistencia a la compresión y a la flexión 
FUENTE: AUTOR 
Los resultados de resistencia a compresión y a flexión para diferentes porcentajes 
de añadido de fibra son mostrados en la tabla 21 y 22 respectivamente, los cuales 
presentaron algunas incoherencias debido a que cuando se realizó el ensayo se 
presentaba la emergencia sanitaria ocasionada por el COVID 19 además de iniciar 
una época de manifestaciones por el Paro Nacional, ocasionando la fabricación de 
diferentes prototipos y el uso de diferentes equipos de lectura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
60 
 
Tabla 21 Resistencia a la compresión a los 7 Y 14 días. 
 
FUENTE: AUTOR 
 
 
 
 
Fuerza 
max (N)
Resistencia 
(Mpa)
Resistencia 
promedio 
(Mpa)
Fuerza max 
(N)
Resistencia 
(Mpa)
Resistencia 
promedio 
(Mpa)
A 0,0% 10399 4,2 8502,8 3,4
A 0,0% 6566 2,6 8502,8 3,4
A 0,0% 707 0,3 8502,8 3,4
B 0,5% 7681 3,1 1236,4 0,5
B 0,5% 9305 3,7 13623,3 5,4
B 0,5% 2975 1,2 4070,6 1,6
C 0,5% 7949,8 3,2 13514,7 5,4
C 0,5% 9630,7 3,9 13482,9 5,4
C 0,5% 3079,1 1,2 5234,5 2,1
D 0,5% 1937 0,8 16781,6 6,7
D 0,5% 10862 4,3 6071,0 2,4
D 0,5% 2254 0,9 11426,3 4,6
B 1,0% 6663 2,7 11944,0 4,8
B 1,0% 1788 0,7 9498,9 3,8
B 1,0% 4851 1,9 12278,0 4,9
C 1,0% 2413,5 1,0 11574,3 4,6
C 1,0% 1829,7 0,7 11741,3 4,7
C 1,0% 1245,9 0,5 11908,3 4,8
D 1,0% 2405 1,0 13190,0 5,3
D 1,0% 2383 1,0 10732,7 4,3
D 1,0% 2162 0,9 11961,4 4,8
B 2,5% 728,31 0,3 11739,1 4,7
B 2,5% 2409 1,0 9552,1 3,8
B 2,5% 3421 1,4 10645,6 4,3
C 2,5% 662,1 0,3 10447,8 4,2
C 2,5% 2190 0,9 8501,4 3,4
C 2,5% 3109,73 1,2 9474,6 3,8
D 2,5% 2493 1,0 12383,0 5,0
D 2,5% 2276 0,9 10555,7 4,2
D 2,5% 2542 1,0 11469,4 4,6
4,7
RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN 
Dosificación
4,5
7 días
1,8
3,4
2,5
14 días 
4,6
2,8 4,3
0,9 4,3
0,7
1,0
4,8
4,6
0,9
0,8 3,8
2,4
2,7
2,0
61 
 
Tabla 22 Resistencia a la flexión a los 7 y 14 días 
 
FUENTE: AUTOR 
Con los anteriores resultados, se observa que las resistencias son mayores al 
añadirse un 1% de fibras de plátano, además que hubo un dato no esperado de la 
dosificación inicial que variaba cuando se añadía fibras, a mayor porcentaje, mayor 
cantidad de agua, esto se debe a la absorción, la cual se describió en la 
caracterización, donde se encontró que el recubrimiento baja la absorción de la fibra 
debido a que se crea una capa hidrofóbica permitiendo que el agua se distribuya en 
la matriz del mortero. 
Conociendo una dosificación óptima para el mortero fibroreforzado, se realiza las 
muestras para ensayos de resistencia a la compresión y la flexión comparando 
Fuerza 
max (N)
Resistencia 
(Mpa)
Resistencia 
promedio 
(Mpa)
Fuerza max 
(N)
Resistencia 
(Mpa)
Resistencia 
promedio 
(Mpa)
A 0,0% 174,04 0,03 388,24 0,06
A 0,0% 117,62 0,02 388,24 0,06
B 0,5% 324,17 0,05 240,98 0,04
B 0,5% 393,02 0,06 213,25 0,03
C 0,5% 220,00 0,03 236,20 0,04
C 0,5% 227,00 0,04 297,40 0,05
C 0,5% 227,00 0,04 0,00 0,00
D 0,5% 220,98 0,03 611,05 0,10
D 0,5% 227,90 0,04 164,48 0,03
D 0,5% 227,90 0,04 0,00 0,00
B 1,0% 218,00 0,03 924,70 0,14
B 1,0% 218,00 0,03 924,70 0,14
B 1,0% 218,00 0,03 924,70 0,14
C 1,0% 242,00 0,04 652,17 0,10
C 1,0% 242,00 0,04 568,02 0,09
C 1,0% 242,00 0,04 0,00 0,00
D 1,0% 363,38 0,06 538,37 0,08
D 1,0% 363,38 0,06 955,30 0,15
B 2,5% 242,00 0,04 0,04 274,00 0,04 0,04
C 2,5% 266,20 0,04 0,04 153,00 0,02 0,02
D 2,5% 185,51 0,03 410,23 0,06
D 2,5% 245,76 0,04 0,00 0,00
0,04
RESISTENCIA A LA FLEXIÓN
0,06
0,06
0,10
0,06
7 días
0,14
0,04
0,12
0,02
0,06
0,04
0,04
0,03
0,04
0,06
0,03
Dosificación
Relación
14 días 
62 
 
hasta los 28 días, los resultados se observan en la Figura 36, dónde se presentó un 
resultado no esperado, dando valores menores en su etapa de maduración, aunque 
de igual forma su magnitud cumple para morteros para pega tipo O o N. 
Figura 36 Resistencia (MPa) vs edad (días) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FUENTE: AUTOR 
Para complementar, se realizó una comparación de las resistencias de las 
diferentes muestras, se pudo notar en la tabla 23 que al añadir fibras los 
especímenes B, C y D, aumentan su valor de resistencia a la compresión hasta en 
7 14 28
A 0,02 0,06 0,09
B 0,03 0,14 0,16
C 0,04 0,10 0,14
D 0,06 0,12 0,16
Resumen
1% Fibras
Resistencia (Mpa)
7 14 28
A 2,36 3,40 2,60
B 1,77 4,50 3,04
C 0,73 4,70 2,96
D 0,93 4,78 3,00
Resumen
Resistencia (Mpa)
1% Fibras
63 
 
un 17% y a la flexión hasta un 75% con respecto A, aumentando considerablemente 
su resistencia y dando parte de viabilidad al proyecto. 
Tabla 23 Comparación en porcentaje de las resistencias de las diferentes muestras. 
 
FUENTE: AUTOR 
• Placas de 10cm*10cm*1.5cm