Viabilidad del aprovechamiento de subproductos agrícolas y_o resi

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2021 
Viabilidad del aprovechamiento de subproductos agrícolas y/o Viabilidad del aprovechamiento de subproductos agrícolas y/o 
residuos derivados en la generación de materiales semejantes a residuos derivados en la generación de materiales semejantes a 
fluidos no newtonianos fluidos no newtonianos 
Jaime Steven Jiménez Rodriguez 
Universidad de La Salle, Bogotá, jjimenez09@unisalle.edu.co 
Karol Dayana Cardona Briñez 
Universidad de La Salle, Bogotá, Kcardona33@unisalle.edu.co 
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Citación recomendada Citación recomendada 
Jiménez Rodriguez, J. S., & Cardona Briñez, K. D. (2021). Viabilidad del aprovechamiento de subproductos 
agrícolas y/o residuos derivados en la generación de materiales semejantes a fluidos no newtonianos. 
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VIABILIDAD DEL APROVECHAMIENTO DE SUBPRODUCTOS AGRÍCOLAS Y/O 
RESIDUOS DERIVADOS EN LA GENERACIÓN DE MATERIALES SEMEJANTES 
A FLUIDOS NO NEWTONIANOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CARDONA BRIÑEZ KAROL DAYANA 
JIMÉNEZ RODRÍGUEZ JAIME STEVEN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ DC 
2021 
 
 
 
Viabilidad del aprovechamiento de subproductos agrícolas y/o residuos derivados 
en la generación de materiales semejantes a fluidos no newtonianos 
 
 
 
 
 
 
Cardona Briñez Karol Dayana 
Jiménez Rodríguez Jaime Steven 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito para optar por el título de ingeniero 
civil 
 
 
 
 
 
 
Director 
IC-MIC-PhD Orlando Rincon Arango 
 
 
 
 
 
 
Universidad de la Salle 
Facultad de ingeniería civil 
Programa de ingeniería civil 
Bogotá DC 
2021 
 
 
 
 
 
Nota de Aceptación 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Presidente del Jurado 
 
 
 
Jurado 
 
 
Jurado 
 
 
 
 
 
Bogotá DC (14 de octubre, 2021) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico este trabajo y la obtención de mi título 
profesional a mi madre Elsa Rodriguez Gonzalez 
quien siempre me acompaño, apoyo y permitió 
que llegara hasta este punto en mi formación 
tanto académica como personal. 
 
Jaime Steven Jimenez Rodriguez 
 
 
 
 
 
Dedico este trabajo a mi familia, especialmente a 
mis hermanos Jhon y Andrés, quienes siempre 
han sido mi mayor apoyo y motivación. 
 
Karol Dayana Cardona Briñez 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Queremos agradecer principalmente a nuestras familias, amigos y compañeros, 
personas que nos acompañaron durante este largo camino; que aportaron en 
nuestra formación desde diferentes ángulos y en diferentes escalas. Sabemos que 
sin alguna de sus contribuciones el resultado podría ser diferente al obtenido. 
 
Agradecemos de igual forma a la Universidad de La Salle, institución que nos acogió 
durante estos cinco años, en donde crecimos no solo como profesionales sino 
también como personas. Damos gracias todos los docentes y personal 
administrativo quienes transmitieron a nosotros todo su conocimiento y nunca 
dudaron en dar respuesta a nuestra inquietudes o dificultades. De igual manera, 
agradecemos especialmente a nuestro tutor, el ingeniero Orlando por ser nuestra 
guía y apoyo durante este proceso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTENIDO 
Pág. 
RESUMEN .......................................................................................................................... 12 
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................... 14 
1. CONCEPTOS GENERALES .................................................................................... 15 
1.1. ESTRUCTURA DEL ALMIDÓN ..................................................................................16 
1.2. FLUIDOS NO NEWTONIANOS ..................................................................................18 
1.3. FUERZAS DE IMPACTO Y CAÍDA LIBRE .................................................................21 
1.4. ACELERÓMETROS ....................................................................................................21 
1.4.1. Tipos de acelerómetros .............................................................................................23 
1.5. ABSORCIÓN DE IMPACTO Y “CRASH TEST” .........................................................24 
1.6. SUPERFICIES DE SEGURIDAD EN PARQUES INFANTILES.................................26 
2. MATERIALES Y EQUIPOS ...................................................................................... 28 
2.1. SUBPRODUCTOS AGRÍCOLAS ................................................................................28 
2.1.1. Plátano verde ............................................................................................................28 
2.1.2. Corona de piña ..........................................................................................................28 
2.1.3. Ceniza de palma de aceite........................................................................................29 
2.2. GRANULO DE CAUCHO ............................................................................................29 
2.3. RESINA DE POLIURETANO ......................................................................................30 
2.4. EQUIPO DE ENSAYO.................................................................................................31 
2.5. EQUIPO DE MEDICIÓN Y SOFTWARE ....................................................................32 
3. METODOLOGÍA GENERAL ..................................................................................... 34 
4. EXTRACCIÓN ALMIDÓN ......................................................................................... 36 
4.1. MÉTODO SECO ..........................................................................................................36 
4.2. MÉTODO HÚMEDO ....................................................................................................36 
4.3. OBTENCIÓN DEL ALMIDÓN......................................................................................37 
4.3.1. Subproductos agrícolas y/o residuos secundarios del plátano. ...............................37 
4.3.2. Subproductos agrícolas y/o residuos secundarios de la piña. .................................41 
4.4. RESULTADO ...............................................................................................................45 
5. ENSAYOS DE VISCOSIDAD ................................................................................... 47 
 
 
 
6. PISOS ZONAS DE RECREACIÓN ......................................................................... 54 
6.1. CREACIÓN PROTOTIPOS .........................................................................................54 
6.2. CONDICIONES DE ENSAYO .....................................................................................586.3. FILTRADO DE INFORMACIÓN ..................................................................................59 
6.4. PRIMERA PRUEBA DE IMPACTO.............................................................................63 
6.5. DURABILIDAD Y EFECTOS DEL PASO DEL TIEMPO ............................................67 
6.5. SEGUNDA PRUEBA DE IMPACTO ...........................................................................71 
7. BOLARDOS................................................................................................................. 75 
7.1. PROCEDIMIENTO ......................................................................................................75 
7.2. CONDICIONES DE ENSAYO .....................................................................................77 
7.3. FILTRADO DE INFORMACIÓN ..................................................................................78 
7.4. PRUEBA DE IMPACTO ..............................................................................................80 
8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES......................................................... 85 
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 88 
ANEXOS ............................................................................................................................. 92 
Anexo A. Resultados de la primera prueba de impacto en piso de seguridad....................92 
Anexo B. Resultados de la segunda prueba de impacto en piso de seguridad ..................92 
Anexo C: Resultados T0 vs T1 en pruebas de impacto en piso de seguridad....................93 
Anexo D. Resultados de las pruebas de impacto en bolardos ............................................93 
Anexo E. Valores promedio de las pruebas de impacto para bolardos...............................95 
 
 
 
 
LISTA DE TABLAS 
Tabla 1. Composición del almidón según su fuente de extracción. ....................... 17 
Tabla 2. Características almidones según su origen. ............................................... 17 
Tabla 3. Probabilidad de lesión según el valor de HIC............................................. 26 
Tabla 4. Propiedades de los componentes típicos. .................................................. 30 
Tabla 5. Numeración de muestras según su dosificación........................................ 34 
Tabla 6. Ensayos ............................................................................................................ 35 
Tabla 7. Masa antes y después de secar y moler. .................................................... 39 
Tabla 8. Datos peso tamizados. ................................................................................... 40 
Tabla 9. Masa corona de piña. ..................................................................................... 44 
Tabla 10. Datos peso tamizado .................................................................................. 44 
Tabla 11. Porcentaje dosificación muestras. ............................................................ 47 
Tabla 12. Resultados ensayos de viscosidad. ......................................................... 49 
Tabla 13. Muestras aceptadas.................................................................................... 50 
Tabla 14. Dosificaciones seleccionadas.................................................................... 53 
Tabla 15. Prototipos...................................................................................................... 54 
Tabla 16. Condiciones de ensayo .............................................................................. 58 
Tabla 17. Variación de los resultados entre las dos pruebas de impacto............ 73 
Tabla 18. Prototipos bolardos. .................................................................................... 75 
Tabla 19. Periodo de toma de datos en pruebas de impactos para bolardos..... 80 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1. Estructura macromoléculas del almidón ....................................................... 16 
Figura 2. Fluidos no Newtonianos dependientes del tiempo. .................................... 18 
Figura 3. Fluidos no Newtonianos independientes del tiempo. ................................. 19 
Figura 4. Modelo teórico acelerómetro. ......................................................................... 22 
Figura 5. Curva de tolerancia de Wayne State............................................................. 25 
Figura 6. Estructura piso de seguridad instalado in situ ............................................. 27 
 
 
 
Figura 7. Guineo Majoncho. ............................................................................................ 28 
Figura 8. Corona de piña. ................................................................................................ 29 
Figura 9. Ceniza de palma de aceite utilizada.............................................................. 29 
Figura 10. Granulo de caucho ......................................................................................... 30 
Figura 11. Resina de poliuretano.................................................................................... 31 
Figura 12. Esquema equipo de ensayo. ........................................................................ 31 
Figura 13. Equipo medición de impacto. ....................................................................... 32 
Figura 14. Mecanismo de toma de datos. ..................................................................... 32 
Figura 15. Especificaciones acelerómetro empleado.................................................. 33 
Figura 16. Especificaciones acelerómetro empleado.................................................. 33 
Figura 17. Diagrama proceso de extracción de almidón método seco .................... 36 
Figura 18. Diagrama proceso de extracción almidón método húmedo .................... 37 
Figura 19. Limpieza de materia prima. .......................................................................... 38 
Figura 20. Separación y rebanado del guineo.............................................................. 38 
Figura 21. Secador solar. ................................................................................................. 39 
Figura 22. Guineo seco. ................................................................................................... 39 
Figura 23. Molienda cascara. .......................................................................................... 40 
Figura 24. Molienda fruto. ................................................................................................ 40 
Figura 25. Prueba de yodo plátano. ............................................................................... 41 
Figura 26. Limpieza corona de piña. .............................................................................. 41 
Figura 27. Corona de piña troceada............................................................................... 42 
Figura 28. Molienda corona de piña. .............................................................................. 42 
Figura 29. Corona de piña molida. ................................................................................. 43 
Figura 30. Corona de piña troceada............................................................................... 43 
Figura 31. Prueba de yodo corona de piña. .................................................................. 44 
Figura 32. Suspensión almidón de plátano. .................................................................. 45 
Figura 33. Almidón de maíz. ............................................................................................ 46 
Figura 34. Muestras para ensayar.................................................................................. 48 
Figura 35. Muestras descartadas. ..................................................................................50 
 
 
 
Figura 36. Comportamiento viscoso de las muestras aceptadas.............................. 52 
Figura 37. Molde prototipos. ............................................................................................ 54 
Figura 38. Bolsas utilizadas ............................................................................................. 55 
Figura 39. Preparación mezclas. .................................................................................... 55 
Figura 40. Sellado de bolsas. .......................................................................................... 56 
Figura 41. Muestras empacadas. ................................................................................... 56 
Figura 42. Mezcla granulo de caucho ............................................................................ 57 
Figura 43. Muestra confinada.......................................................................................... 57 
Figura 44. Prototipos después de 48 horas. ................................................................. 57 
Figura 45. Prototipos......................................................................................................... 58 
Figura 46. Masa simulación cabeza humana. .............................................................. 59 
Figura 47. Formato de exportación de datos ................................................................ 60 
Figura 48. Grafica inicial de aceleración vs tiempo ..................................................... 61 
Figura 49. Zoom del momento del impacto................................................................... 61 
Figura 50. Partes del impacto.......................................................................................... 62 
Figura 51. Pruebas de impacto piso de seguridad. ..................................................... 63 
Figura 52. Aceleración máxima según la altura de caída ........................................... 65 
Figura 53. Tiempo de impacto según la altura de caída ............................................. 65 
Figura 54. HIC máximo en intervalo de 10 ms en piso de seguridad ....................... 66 
Figura 55. HIC máximo en intervalo de 30 ms en piso de seguridad ....................... 67 
Figura 56. Registro precipitaciones periodo de exposición. ....................................... 68 
Figura 57. Registro temperatura del aire periodo de exposición. .............................. 68 
Figura 58. Protuberancia en prototipo de piso.............................................................. 69 
Figura 59. Agrietamiento en prototipo de piso .............................................................. 69 
Figura 60. Aumento volumétrico del material ............................................................... 70 
Figura 61. Estado del material luego de un mes.......................................................... 70 
Figura 62. Material luego de un día sin aislamiento .................................................... 71 
Figura 63. Partes del impacto sin anular la gravedad ................................................. 72 
Figura 64. Resultados segunda prueba de impacto en piso de seguridad.............. 73 
 
 
 
Figura 65. Variación del tiempo de duración del impacto al paso de dos meses ... 74 
Figura 66. Bolardo comercial........................................................................................... 75 
Figura 67. Preparación mezcla. ...................................................................................... 76 
Figura 68. Relleno bolardos............................................................................................. 76 
Figura 69. Sellado de bolardos. ...................................................................................... 76 
Figura 70. Sistema implementado. ................................................................................. 77 
Figura 71. Parámetros de ensayo. ................................................................................. 78 
Figura 72. Estructuras curvas de aceleración prueba de impacto lateral ................ 79 
Figura 73. Partes del impacto lateral.............................................................................. 79 
Figura 74. Aceleraciones máximas en prueba para bolardos .................................... 81 
Figura 75. Tiempo de impacto en pruebas de bolardos.............................................. 82 
Figura 76. HIC Max con intervalos de 2.5 ms en prueba para bolardos ................. 83 
Figura 77. HIC Max con intervalos de 20 ms en prueba para bolardos .................. 84 
 
 
 
12 
 
RESUMEN 
Los fluidos no Newtonianos no siguen la ley de la viscosidad de Newton, 
presentando variación en su viscosidad con relación a cambios en la temperatura o 
el esfuerzo aplicado sobre ellos. Este trabajo se enfocó en la creación de un material 
con dicho comportamiento a partir de una suspensión de almidón en agua, para ello 
se tuvo en consideración la obtención del almidón a partir del aprovechamiento de 
subproductos agrícolas y/o residuos derivados. Se estudió el comportamiento de 
dicho material a través de la creación de muestras con distintos valores de 
dosificación almidón – agua, adicionalmente, se agregó ceniza de palma de aceite 
a algunas de las muestras para estudiar su efecto sobre las mezclas. Dichas 
muestras se sometieron a ensayos de aplicación de fuerzas, evaluando su posible 
uso en sistemas de absorción de impactos. 
Durante el desarrollo de este trabajo fue posible observar que la única suspensión 
de almidón que presenta comportamiento similar a un fluido no newtoniano es el 
proveniente de maíz, se atribuye esto al cambio en la estructura interna de almidón 
según su procedencia. Se realizaron 25 mezclas entre distintas dosificaciones de 
almidón-agua-ceniza, a partir de esto, fue posible identificar una mejor obtención 
del comportamiento similar a un fluido no newtoniano en aquellas muestras donde 
la parte liquida y la parte solida tienden a equilibrase (50-50), de igual manera, se 
observó mayores valores de viscosidad en las muestras con alta presencia de 
ceniza, siendo posible afirmar que este componente les proporciona una mayor 
estabilidad a las muestras. Finalmente, se realizó pruebas de impacto para evaluar 
la viabilidad del uso de este material en sistemas de absorción de impacto, sin 
embargo, los resultados obtenidos no son concluyentes al respecto. 
PALABRAS CLAVE: Fluido no newtoniano, subproducto agrícola, capacidad de 
amortiguamiento, coeficiente HIC y seguridad ante impacto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
ABSTRACT 
 
The Non-Newtonian fluids doesn’t follow Newton’s law of viscosity, presenting 
variation in their viscosity regarding to changes in temperature or pressure. This 
work focused on the creation of a fluid of this type from a suspension of starch in 
water, for this purpose starch obtaintion from the use of agricultural by-products 
and/or derived residues was considered. The behavior of said material was studied 
through the creation of samples with different starch dosage values - water, in 
addition, palm oil ash was added to some of the samples to study its effect on 
mixtures. These samples were subjected to force application tests, evaluating their 
possible use in impact absorption systems. 
 
During the development of this work, it was possible to observe that the only starch 
suspension that has similar behavior to a non-Newtonian fluid is that coming from 
corn, it is attributed to the change in the internal structure of starch according to its 
origin. 25 mixtures were made among different dosages of starch-water-ash, from 
this, it was possible to identify a better obtaining of the behavior similar to a non-
Newtonian fluid in those samples where the liquid part and the solid part tend to 
balance (50-50), likewise, higher viscosity values were observedin samples with 
high presence of ash, being possible to affirm that this component provides greater 
stability to the samples. Finally, impact tests were carried out to evaluate the 
feasibility of the use of this material in impact absorption systems, however, the 
results obtained are not conclusive in this respect. 
 
KEY WORDS: Non-Newtonian fluid, agricultural by-product, damping capacity, HIC 
coefficient and impact safety. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
INTRODUCCIÓN 
La alta producción industrial en el mundo genera una gran masa de residuos de 
forma constante, el desecho de estos causa un gran impacto sobre el planeta en el 
que vivimos, el intento de preservación del mismo ha convertido la gestión de los 
derivados de la producción mundial en un tema fundamental; durante los últimos 
años un gran número de investigaciones se han centrado en el aprovechamiento de 
los subproductos y residuos industriales, dándoles nuevos usos y reintegrándolos a 
la cadena productiva. 
 
En Colombia uno de los sectores centrales de la economía es la producción 
agrícola, “la producción total del sector agropecuario en Colombia es de 77.378 
miles de millones de pesos a 2016” (Villanueva-Mejía, 2018, p. 7) con un constante 
crecimiento año a año. Uno de los principales cultivos del país es la palma de aceite 
con el 25% de las 2.186.389 hectáreas cultivas, esto lo posiciona como la segunda 
área agrícola de mayor producción, generando un total de 8´390.914 toneladas. 
 
Uno de los residuos derivados de la palma de aceite es la ceniza, según Sánchez y 
Molano (2019) la producción total de palma genera “aproximadamente 320.000 
toneladas anuales de cenizas”, gran parte de estas no son aprovechas y son 
depositadas en centros de acopio a cielo abierto. El no aprovechamiento de los 
derivados agrícolas es una constante en Colombia, “Durante el primer semestre de 
2019, de las 2.020.662 UPA, 109.744 (5,4%) aprovechan los residuos agrícolas y 
forestales en el desarrollo de la actividad agropecuaria; en tanto que 1.906.543 UPA 
(94,4%) no tienen aprovechamiento de estos residuos.” (DANE, 2020, p. 53) 
 
Otro sector importante de la economía colombiana es la construcción, en donde se 
requieren grandes volúmenes de materias primas para la ejecución de obras, es 
aquí donde la innovación y posterior implementación de nuevos materiales entra en 
juego; la reincorporación de subproductos y residuos derivados de otros sectores 
económicos en este campo puede generar un gran alivio en los ecosistemas que 
están siendo afectados por la falta de gestión sobre estos. 
 
En el presente trabajo se buscó definir la viabilidad del aprovechamiento de 
subproductos agrícolas en la elaboración de un material con propiedades similares 
a un fluido no newtoniano, con la intención de definir su comportamiento y ver la 
factibilidad de su implementación en elementos de amortiguación de impactos, tales 
como pisos de seguridad y bolardos. Además, se buscó implementar un sistema 
experimental para el estudio de la respuesta ante cargas de impacto del material. 
15 
 
1. CONCEPTOS GENERALES 
Como punto de partida se definen algunos conceptos importantes para el desarrollo 
del presente trabajo. 
Subproducto agrícola: Materia y subproducto vegetal o animal procedente de la 
producción, cosecha, transporte y elaboración en zonas agrícolas, consiste en una 
consecuencia secundaria, y a veces, inesperada de un proceso. Incluye tallos, 
cascaras, entre otros. 
Almidón: Es un polisacárido de reserva alimenticia predominante en las plantas, 
constituido por amilosa y amilopectina. Proporciona el 70-80% de las calorías 
consumidas por los humanos de todo el mundo. 
Bolardos: Los bolardos son pequeños postes que se encuentran en lugares 
estratégicos cuya principal función es crear orden en la circulación vehicular y 
peatonal, de esta manera es posible que tanto automovilistas y peatones transiten 
de forma apropiada en los lugares destinados a cada uno de ellos. Los bolardos 
deben cumplir ciertos criterios: resistencia, larga duración y variedad de anclaje. 
Absorción de impactos: Es un término que puede hacer referencia al 
amortiguamiento del choque de un proyectil, u otra cosa en movimiento, contra una 
superficie. 
HIC: Abreviatura de la forma inglesa “Head Injury Criterion”, es una medida de la 
probabilidad de lesión en la cabeza que surge ante un impacto. 
Acelerómetro: Un acelerómetro es un dispositivo electromecánico que cuantifica 
las fuerzas de aceleración que recibe, tiene niveles de sensibilidad hasta décimas 
de micrones, la unidad principal en que se toman las mediciones es de gravedad 
(g’s). 
Piso de seguridad: piso o superficie con capacidad de amortiguar el impacto por 
caída. 
Caucho SBR (Styrene Butadiene Rubber): caucho de origen sintético producto 
del procesamiento de hidrocarburos, actualmente es el caucho sintético con mayor 
demanda a nivel mundial, utilizado principalmente en cubiertas de automóviles. 
16 
 
Caucho EPDM: es un termo-polímero elastómero compuesto de Etileno, Propileno 
y Dieno (tipo M según la clasificación ASTM), cuenta con una buena resistencia a 
la abrasión y al desgaste. 
1.1. ESTRUCTURA DEL ALMIDÓN 
Como se había definido anteriormente, el almidón es polisacárido de origen natural 
presente en diferentes especies vegetales, se puede encontrar en semillas tales 
como el trigo o el maíz; así como, en tubérculo como la papa o la yuca. Está 
compuesto por gran grupo de moléculas de glucosa que conforma moléculas más 
complejas. “Estas macromoléculas se encuentran bajo dos formas una lineal que es 
la amilosa la más pequeña y otra ramificada que es la amilopectina” (Guadrón, 2013, 
p. 36). 
 
Figura 1. Estructura macromoléculas del almidón 
(a): Amilosa; (b): Amilopectina. 
Fuente: Amaya, 2018. 
 
La proporción de estas dos macromoléculas (Figura 1) en el almidón varía en 
función de la fuente de extracción, como se puede observar en la tabla 1. Es posible 
identificar la presencia de estas moléculas por medio de una prueba yodo, la cual 
se basa en la reacción entre el yodo (presente en el reactivo lugol) y el almidón, 
permitiendo detectar la presencia de almidón en algunos alimentos. Esta reacción 
es el resultado de la formación de cadenas de poliyoduro que se enlazan con el 
almidón en las hélices del polímero. En concreto, es la amilosa del almidón la que 
se une a las moléculas de yodo, que se visualiza con un color azul oscuro. (Aragón, 
SF) 
17 
 
Tabla 1. Composición del almidón según su fuente de extracción. 
 
Fuente: Guadrón, 2013. 
 
La variación de estos porcentajes pues modificar de cierta manera el 
comportamiento del almidón, ya que cada una de estas moléculas desarrolla un 
característica particular, “la amilosa posee características de gelificación y la 
amilopectina de viscosidad” (Guadrón, 2013). Así mismo el tamaño de las partículas 
de almidón pueden variar en función de su origen, con tamaños entre las 2 y 100 
micras. En la tabla 2. se pueden observar las características de algunos almidones 
dependiendo de su fuente de extracción. 
Tabla 2. Características almidones según su origen. 
 
Fuente: Guadrón, 2013. 
 
 
18 
 
1.2. FLUIDOS NO NEWTONIANOS 
Según Pilar, M y Silva, J (2010) un fluido no Newtoniano es aquel fluido cuya 
viscosidad varía en función de la temperatura y la tensión cortante a la que se 
encuentra sometido. En los fluidos no-Newtonianos la temperatura tiene gran 
importancia, debido a que pequeñas variaciones de temperatura pueden modificar 
en gran medida el comportamiento reológico de un fluido de este tipo. Un fluido no 
Newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante para una misma 
temperatura, a diferencia de un fluido Newtoniano. Se pueden clasificar dos grandes 
grupos de fluidos no-newtonianos: 
✓ Fluidos no Newtonianos dependientes del tiempo. 
➢ Fluidos tixotrópicos:muestran una reducción de η (viscosidad) con el 
tiempo ante la aplicación de un esfuerzo de corte constante. 
➢ Fluidos reopécticos: muestran un aumento de η (viscosidad) con el 
tiempo. 
➢ Fluidos Viscoelásticos: Después de la deformación regresan 
parcialmente a su forma original cuando se libera el esfuerzo aplicado. 
 
Figura 2. Fluidos no Newtonianos dependientes del tiempo. 
Fuente: Darlington, 2020. 
 
✓ Fluidos no Newtonianos independientes del tiempo. 
➢ Fluidos pseudoplásticos: En estos fluidos la viscosidad aparente 
disminuye con el aumento de la relación de deformación (n < 1). 
19 
 
➢ Fluidos dilatantes: La viscosidad aparente aumenta con el incremento 
de la relación de deformación (n > 1). 
➢ Fluidos plástico ideal: El fluido que se comporta como un sólido hasta 
que se excede un esfuerzo de deformación mínimo, tras el cual 
muestra una relación lineal entre el esfuerzo y la relación de 
deformación. 
 
Figura 3. Fluidos no Newtonianos independientes del tiempo. 
Fuente: Darlington, 2020. 
 
Existen dos teorías principales que explican el comportamiento de los fluidos no 
newtonianos dilatantes, la primera de ellas es la teoría del “Orden y Desorden” 
basada en los estudios de micromecánica de Hoffman, en su investigación Hoffman 
plantea una velocidad de cizallamiento critica, a partir de la cual todo valor de 
velocidad de cizallamiento superior genera un estado de desorden en las partículas 
en suspensión, creado así un aumento en la viscosidad del fluido. 
La segunda de las teorías es planteada por Bardy que la llamo como teoría 
“Hydroclusters”, que se basa en las fuerzas termo-dinámicas de las partículas en 
suspensión, dichas fuerzas las mantiene separadas y así se conserva una baja 
viscosidad en el fluido, a medida que se aplica una mayor velocidad de corte o 
cizallamiento se superan las fuerzas termo-dinámicas las partículas y estas 
empezaran a crear racimos hidroeléctricos, produciendo una mayor interacción 
entre sí, generando un aumento de la viscosidad. 
Existe un número importante de modelos matemáticos que buscan simplificar y 
comprender el comportamiento de los fluidos, en el caso de los fluidos no 
20 
 
newtonianos el más común es la ley de la potencia descrita por Ostwald de Waele, 
este modelo se caracteriza por la siguiente ecuación: 
𝜏 = 𝑘 ∗ γ𝑛 
Ecuación 1. 
 
Donde: 
 𝜏: esfuerzo cortante 
𝐾: índice de consistencia 
N: índice de potencia o de comportamiento 
𝛾: velocidad de deformación. 
 
Como se puede observar la relación entre el esfuerzo y la velocidad de deformación 
no es lineal, por consiguiente, la viscosidad es variable. Este modelo tiene como 
desventaja en comportamientos de altas viscosidades con esfuerzos de corte bajos. 
Dependiendo del coeficiente n se puede entender del tipo de fluido del que se habla 
(solo τo=0) así: 
✓ Para fluidos Newtonianos n =1 
✓ Para fluidos seudo plásticos n<1 
✓ Para fluidos dilatantes n>1 
Conociendo que la viscosidad aparente (𝜇p) es: 
𝜇𝑝 = 𝜏/𝛾 
Ecuación 2. 
 
Se puede completar la ecuación de la siguiente manera: 
𝜇𝑝 = 𝑘 ∗ 𝛾 (𝑛−1) 
Ecuación 3. 
 
Adicionalmente, existen otros modelos que buscan predecir el comportamiento de 
los fluidos entre ellos los modelos de Sisko y de Casson que se basan en la ya 
mencionada ley de la potencia. Implementación de una metodología para la 
determinación de propiedades reológicas (Pilar & Silva, 2010). 
 
21 
 
1.3. FUERZAS DE IMPACTO Y CAÍDA LIBRE 
Los sistemas de caída libre se pueden explicar gracias a las ecuaciones 
tradicionales de trabajo y energía, y como esta se transforma. Inicialmente todo 
cuerpo cuenta con una energía potencial gravitacional explicada mediante la 
ecuación: 
𝐸𝑝 = 𝑚 ∗ 𝑔 ∗ ℎ 
Ecuación 4. 
 
Donde la energía es el producto entre la masa del objeto, la aceleración 
gravitacional del sistema (9,81 m/s2) y la altura de caída. Durante toda su trayectoria 
el cuerpo transforma esta energía potencia en energía cinética (𝐸𝑐 = 0.5 ∗ 𝑚 ∗ 𝑉2), 
aumentando a cada instante su velocidad hasta el punto de impacto, en donde el 
cuerpo sufre una desaceleración abrupta. 
Para determinar la fuerza que sufre el objeto y la superficie sobre la que choca en 
un sistema de impacto, se iguala el trabajo (𝑇 = 𝐹 ∗ 𝑑) ejercido en dicha superficie 
con la energía del cuerpo en el instante de choque. La distancia descrita por la 
ecuación de trabajo en este caso sería la deformación máxima en el área de impacto 
producto del choque. 
𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 = 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔í𝑎 𝑐𝑖𝑛é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜 
𝐹 ∗ 𝑑 = 0,5 𝑚 ∗ 𝑉2 
𝐹 𝑑𝑒 𝑖𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑜 = 
𝑚 ∗ 𝑉2
2𝑑
 
Ecuación 5. 
 
Esta ecuación (Ecuación 5) permite definir la fuerza con la que impacta un objeto 
sobre una superficie, tanto en sistemas de caída libre, como en sistemas de impacto 
lateral. 
1.4. ACELERÓMETROS 
Una de las herramientas más utilizadas para medir las fuerzas de impacto son los 
acelerómetros, un acelerómetro es un dispositivo electromecánico que cuantifica las 
fuerzas de aceleración que recibe, tiene niveles de sensibilidad hasta décimas de 
micrones, la unidad principal en que se toman las mediciones es de gravedad (g’s). 
22 
 
Siendo los acelerómetros MEMS (Micro Electro-Mechanical System) uno de los 
dispositivos electromecánicos más simples. 
Los acelerómetros consisten en un sistema en suspensión y una masa de prueba 
donde se mide la deflexión obtenida y la aceleración, existe una amplia variedad de 
estos dispositivos con gamas que pueden medir hasta miles de g’s, además de 
contener uno, dos o tres ejes de medición. Estos dispositivos de utilizan para medir 
cambios de velocidad respecto al tiempo (aceleraciones) y para el control de 
mecanismos de vibración. Algunas funciones de estos acelerómetros son la 
medición de vibraciones en los automóviles, máquinas, edificios, sistemas de control 
y las instalaciones de seguridad entre otros procesos. También, pueden ser 
utilizados en otras áreas para medir vibraciones sísmicas, inclinaciones, distancia 
dinámica y velocidad con o sin influencia de la gravedad (los acelerómetros que se 
utilizan para medir la gravedad se llaman gravímetros). 
A continuación, se describe el proceso matemático que se toma en cuenta al 
momento de medir con un acelerómetro. Esta clase de dispositivos tiene una 
estructura muy similar al sistema de la figura 4, el cual está compuesto por un 
dispositivo de medición formado por una masa (m) y un resorte con constante 
elástica K. En este caso lo que se desea medir es la aceleración, la cual es la 
segunda derivada del desplazamiento del objeto vibrante, por lo tanto, se tiene que 
la aceleración es: 
 
Figura 4. Modelo teórico acelerómetro. 
Fuente: Gómez, 2010. 
 
𝑎(𝑡) = �̈�(𝑡) =
𝑑2𝑥
𝑑𝑡2
 
Ecuación 6. 
 
La forma para encontrar la aceleración será midiendo el desplazamiento o 
deformación x(t) - y(t) del resorte por medio de la siguiente relación de fuerza, 
desplazamiento y aceleración: 
𝐹 = 𝑘(𝑥 − 𝑦) = 𝑚 ∗ �̈�(𝑡) 
Ecuación 7. 
 
23 
 
Obteniendo la siguiente ecuación diferencial con las variables X e Y: 
𝑚 ∗ �̈�(𝑡) + 𝑘 ∗ 𝑦(𝑡) = 𝑘 ∗ 𝑥(𝑡) 
Ecuación 8. 
 
Aplicando la transformada de Laplace, suponiendo condiciones iníciales nulas, se 
obtiene: 
𝑌(𝑠) =
𝑋(𝑠)
1 +
𝑚
𝑘 ∗ 𝑠
2
=
𝑋(𝑠)
1 + (
𝑠
𝑊𝑜)
2
 
Se tiene que la frecuencia natural o de resonancia del sistema es: 
𝑊𝑜 = √
𝑘
𝑚
 Ecuación 9. 
 
Se puede obtener x(s)-y(s) obteniendo la siguiente ecuación: 
𝑥(𝑠) − 𝑦(𝑠) =
𝑥(𝑠) (
𝑠
𝑊𝑜)
2
1 + (
𝑠
𝑊𝑜)
2 =
1
𝑊𝑜2
1 + (
𝑠
𝑊𝑜)
2 ∗ 𝐴(𝑠) 
Se tiene que A(s) es la transformada de la aceleración buscada. Al tener una 
frecuencia w<<w0 el desplazamiento del resorte es aproximadamente proporcional 
a la aceleración, obteniéndose la siguiente ecuación: 
𝑥(𝑡) − 𝑦(𝑡) =
1
𝑊𝑜2
∗ 𝑎(𝑡) Ecuación 10. 
 
Con estas ecuaciones se puede medir la aceleración al medir un desplazamiento.Este concepto se puede aplicar en los acelerómetros, con celdas de carga, 
piezoeléctricos y capacitivos. Se transforma el desplazamiento en una variación de 
capacidad que luego puede medirse eléctricamente. 
1.4.1. Tipos de acelerómetros 
Existen principalmente 4 tipos de acelerómetros, “la principal diferencia entre las 
diferentes familias de acelerómetros está en el transductor utilizado para obtener la 
medida.” (Roselló, 2015) 
✓ Acelerómetro mecánico: este tipo de acelerómetro utiliza una masa inerte 
dentro de una galga extensiométrica que se deforma con las aceleraciones, 
24 
 
estas aceleraciones generan una variación en la corriente medida por un 
puente de Wheatstone. En esta familia también se pueden ubicar los 
acelerómetros térmicos que miden cambios en la transferencia de calor 
producto de las aceleraciones sufridas. 
✓ Acelerómetros capacitivos: Este tipo de acelerómetro mide la capacitancia 
generada por las perturbaciones en un micro condensador compuesto por 2 
placas conductoras paralelas y un material dieléctrico en el medio de estas. 
Son los acelerómetros utilizados de forma más frecuente en dispositivos 
móviles. 
✓ Acelerómetro piezométrico: Son acelerómetros que utilizan una masa que al 
ser acelerada deforma una estructura cristalina, esta deformación cambia las 
propiedades eléctricas del mismo, lo que permite medir las aceleraciones 
gracias a la corriente eléctrica generada. 
✓ Acelerómetros piezorresistivos: Este tipo de dispositivos tienen una 
composición similar al de los acelerómetros piezoeléctricos, se diferencian a 
estos, ya que en lugar de utilizar una estructu ra cristalina utilizan un 
conductor que al ser deformado cambia su resistencia eléctrica; dicha 
deformación dependerá de la carga ejercida por la masa sobre ellos y que a 
su vez depende de la aceleración aplicada. 
1.5. ABSORCIÓN DE IMPACTO Y “CRASH TEST” 
Luego del auge de los vehículos motorizados en la primera mitad del siglo XX surgió 
la necesidad de hacer de estos más seguros, la gran cantidad de vidas perdidas en 
accidentes de tránsito produjo que los fabricantes de automotrices desarrollaran 
medidas que permitieran mitigar este riesgo. La creación de nuevos sistemas de 
frenado, sistemas de protección como pueden ser los cinturones de seguridad o los 
airbags, requerían de una serie de ensayos o Crash Test, pruebas de choque 
controladas que permiten definir o medir su eficiencia o beneficio ante las colisiones. 
Con estas pruebas también surge la necesidad de tener un modelo matemático, “el 
primer modelo usado fue el Severity Index (SI). Se calculaba usando la siguiente 
fórmula: 
 
Ecuación 11. 
 
25 
 
Donde T es la duración de la deceleración durante el accidente y a(t) es la 
deceleración en el momento t.” (Serrano, 2013, p. 31). El coeficiente que acompaña 
a la función de aceleración varía de acuerdo la parte del cuerpo ensayada, en este 
caso el 2.5 se usaba en análisis de impacto en la cabeza. 
Otro método que surgió en los años 60 para le medición de los daños cerebrales o 
en el cráneo producto de un impacto, fue la curva de tolerancia de Wayne State 
(Figura 5). este método utiliza la “relación entre la aceleración pico, la duración del 
pulso y el daño causado” en donde “si se obtiene un punto con una aceleración y 
un tiempo que la superen se considera que el impacto pone en peligro la vida de la 
persona.” (Bastidas, 2014, p. 11). 
 
Figura 5. Curva de tolerancia de Wayne State. 
Fuente: Bastidas, 2014. 
 
Producto de que los dos métodos anteriormente descritos se quedaban algo cortos 
o no describían adecuadamente cierto tipo de incidente, Versace desarrolló el Head 
Injury Criterion (HIC) “basándose en el valor medio de la aceleración durante el 
momento más crítico de la deceleración.” (Serrano, 2013). Para esto creo la 
siguiente expresión: 
 
Ecuación 12. 
 
26 
 
Luego de unos años dicha formula fue ajustado por la NHTSA (National Highway 
Traffic Safety Administration) basándose en un gran número de datos 
experimentales y creando una versión mejorada de la misma. 
 
Ecuación 13. 
 
Donde t1 y t2 son el momento inicial y final de un intervalo de análisis donde se 
encuentra el valor máximo de HIC, según Bastidas (2014) no debe ser mayor a 36 
ms, por lo general es de 15 ms. En dicha expresión la función de aceleración debe 
estar medida en fuerzas g (relación entre una aceleración y la aceleración 
gravitacional). “Esto significa que el HIC incluye los efectos de la aceleración de la 
cabeza y la duración de la aceleración. Grandes aceleraciones pueden ser toleradas 
para tiempos muy cortos.” (Serrano, 2013). 
Típicamente se define a 1000 como el valor critico de HIC en donde una de cada 
seis personas puede sufrir una lesión cerebral grave, en la tabla 3 se da la 
probabilidad de cada tipo de lesión según el valor de HIC. Esta alta probabilidad de 
lesión grave también se obtiene al tener un pico de aceleración mayor a los 200 gs. 
Tabla 3. Probabilidad de lesión según el valor de HIC 
 
Fuente: Bastidas, 2014 
 
1.6. SUPERFICIES DE SEGURIDAD EN PARQUES INFANTILES 
El control de la capacidad de amortiguamiento de los materiales utilizados para 
recubrir las superficies de impacto ante posible caída en parques infantiles permite 
27 
 
disminuir la probabilidad de lesiones mortales a la cabeza producto de este tipo de 
sucesos. Un material con una mayor capacidad de amortiguamiento generara un 
menor daño, tanto en la zona craneal como en cualquier otra parte del cuerpo del 
infante al momento de un choque o caída, que una superficie de alta rigidez. Para 
esto en los últimos años tanto en Colombia como en el mundo se ha regulado y 
estandarizado el tipo de material que se permite implementar en áreas de juego 
infantil. 
Para delimitar los materiales utilizados en estas superficies se crea al concepto de 
altura critica, que según la Comisión para la Seguridad de los Productos de 
Consumo de EE.UU (2015). CPSC por sus siglas en inglés, “Esta altura puede 
considerarse una aproximación de la altura de la caída por debajo de la cual no se 
anticipa una lesión en la cabeza con consecuencias mortales.”. En Colombia los 
fabricantes de materiales para el revestimiento de superficies en parques infantiles 
deben cumplir con la norma NTC 5176, que define la capacidad de atenuación de 
dichos materiales y la altura critica de caída a partir de la cual los valores de HIC o 
CLC (criterio de lesión en la cabeza) no son mayores a 1000 y no se registran 
aceleraciones superiores a 200 Gs. 
La técnica de recubrimiento que predomina actualmente en el país es la 
implementación de pisos en caucho multicapa, este tipo de piso son instalados in 
situ y siguen la estructura que se puede observar en la figura 6. 
 
Figura 6. Estructura piso de seguridad instalado in situ 
Fuente: Blue Drop Colombia, 2021. 
La capa de caucho SBR funciona como una capa elástica de absorción, 
normalmente con un espesor entre 10 y 90 cm, mientras que la capa de caucho 
EPDM es una capa de desgaste (también utilizada con fines estéticos ya que existe 
materiales con diferentes colores) con un espesor cercano a los 10 cm, esta capa 
superficial normalmente es de un mayor costo. 
 
28 
 
2. MATERIALES Y EQUIPOS 
2.1. SUBPRODUCTOS AGRÍCOLAS 
Con el objetivo de determinar la viabilidad en la obtención de almidón a partir de 
subproductos agrícolas y tomando como base algunas fuentes bibliográficas con 
investigación previa en el tema, se decidió trabajar con la cascara del plátano verde 
y la corona de la piña, teniendo en cuenta, adicionalmente, su fácil obtención en el 
sector. 
2.1.1. Plátano verde 
Como primera fuente para la obtención de almidón se trabajó con plátano de la 
especie Guineo Majoncho (Topocho), obtenido de cultivos presentes en el Km 5 vía 
Villavicencio-Restrepo vereda La Poyata, el cual se encontraba en un estado 
inmaduro, con un tiempode cosecha de aproximadamente entre 2 a 3 meses, se 
seleccionaron frutos de segunda o tercera mano, los cuales no se comercializan ya 
que no son un producto tan atractivo, ya sea por su bajo porcentaje de pulpa u otros 
factores. 
 
Figura 7. Guineo Majoncho. 
Fuente: Propia. 
2.1.2. Corona de piña 
Como posible segunda fuente de almidon se trabaja con corona de piña residuo de 
la venta de este fruto ya arreglado, sin cascara y en rodajas, al borde de la vía 
Villavicencio – Yopal, corredor vial donde es posible encontrar varios de estos 
puntos de venta. 
29 
 
 
Figura 8. Corona de piña. 
Fuente: Propia. 
 
2.1.3. Ceniza de palma de aceite 
Se trabajó con ceniza volante resultado de la combustión de biomasa seca en las 
calderas durante la producción de aceite vegetal de palma, el material fue 
proporcionado directamente en el laboratorio de pavimentos de la universidad de La 
Salle después de ser previamente incinerado a altas temperaturas con el objetivo 
de eliminar el alto contenido de carbón, por tal motivo, su coloración dejó de ser 
totalmente negra, para tomar un tono grisáceo. 
 
Figura 9. Ceniza de palma de aceite utilizada. 
Fuente: Propia. 
 
2.2. GRANULO DE CAUCHO 
En la creación de las baldosas de los pisos de zonas de recreación se empleó 
granulo de caucho para crear una capa exterior que contuviera y armonizara el 
aspecto del fluido no newtoniano, para ello se utilizó granulo de caucho reciclado, 
el cual se obtuvo de la molienda de suelas de zapatos elaboradas con caucho, las 
30 
 
cuales iba a ser desechadas por defectos en su fabricación que impedía su 
comercialización. Este material se obtuvo de las fábricas de calzado ubicadas en el 
sector del Restrepo, en la ciudad de Bogotá. 
 
Figura 10. Granulo de caucho 
Fuente: Propia. 
 
2.3. RESINA DE POLIURETANO 
Se utilizó una resina de poliuretano VORAMER MR 1099 de la empresa colombiana 
Parabor, la cual está diseñada especialmente para su uso con granulados de goma, 
adicionalmente, se encuentra diseñado específicamente para superficies que 
requieren un mayor tiempo de curado, e impide el crecimiento de hongos. 
Tabla 4. Propiedades de los componentes típicos. 
 
Fuente: Parabor. 
 
Lo datos proporcionados en la tabla anterior son para placas elaboradas en una 
proporción 85% Caucho - 15% resina, misma relación que fue usada en la presente 
investigación. 
31 
 
 
Figura 11. Resina de poliuretano. 
Fuente: Propia. 
 
2.4. EQUIPO DE ENSAYO 
Para los distintos ensayos de medición de impactos se desarrolló un equipo de 
ensayo de diseño propio, debido a la falta de un dispositivo adecuado para este tipo 
de mediciones en los laboratorios de la universidad (Figura 12). El diseño se realizó 
con base al equipo de ensayo utilizado por Serrano (2013) en su investigación 
Análisis de la evolución natural de la propiedad de amortiguación de impactos en 
pavimentos de seguridad de caucho reciclado para parques infantiles. 
 
Figura 12. Esquema equipo de ensayo. 
Fuente: Propia. 
 
El equipo consta de un trípode conectado a pieza semiesférica de concreto, la cual 
realiza la simulación de una cabeza al momento de recibir el impacto (Figura 12). A 
su vez, esta semiesfera cuenta con un dispositivo de medición ubicado en el centro 
de esta (Figura 14), el cual registra la aceleración en m/s2 y el tiempo transcurrido, 
en milisegundos, desde el momento de liberación de la cabeza hasta que impacta 
con la superficie a ensayar, desde una altura definida. 
2
.4
0
 m
 
Masa y 
equipo 
de toma 
de datos 
32 
 
 
 
Figura 13. Equipo medición de impacto. 
Fuente: Propia. 
 
El trípode permite mantener la cabeza suspendida desde una distancia definida de 
la muestra a ensayar, como se muestra en la figura 13, permitiendo definir la altura 
de caída de cada uno de los ensayos. 
 
Figura 14. Mecanismo de toma de datos. 
Fuente: Propia. 
 
2.5. EQUIPO DE MEDICIÓN Y SOFTWARE 
Como equipo de medición se utilizó el acelerómetro disponible en los dispositivos 
móviles inteligentes (Motorola G4 Play y Xiaomi Redmi Note 9s), en los cuales se le 
33 
 
instaló una aplicación que permitiera la obtención de los datos de aceleración y 
tiempo en el momento del impacto. 
 
El dispositivo empleado para la toma de datos de los pisos de seguridad fue el 
acelerómetro de un móvil inteligente marca motorola, referencia G4 play, el cual 
cuenta con una velocidad de toma de datos entre 100 – 110 Hertz y un rango 
máximo de medida de 39.24 m/s2. 
 
Figura 15. Especificaciones acelerómetro empleado. 
Fuente: Sensores multiherramientas 
 
De igual manera, se empleó el acelerómetro de un dispositivo móvil inteligente 
marca Xiaomi, referencia Redmi note 9S, para la toma de datos de los ensayos de 
los bolardos, este dispositivo cuenta con una velocidad de toma de datos entre 300 
– 500 Hertz y un rango máximo de medida de 78.45 m/s2. 
 
Figura 16. Especificaciones acelerómetro empleado. 
Fuente: Sensores multiherramientas 
 
La aplicación utilizada para la toma de datos fue Accelerometer analyzer, disponible 
en la play store para dispositivos Android, la cual proporcionó las mediciones de 
aceleración en m/s2 y el tiempo transcurrido en milisegundos, permitiendo a su vez 
obtener graficas de aceleración vs tiempo. 
 
34 
 
3. METODOLOGÍA GENERAL 
En el presente título se realiza una descripción general de la metodología planteada 
en el proyecto, en títulos posteriores se definen de forma más específica las 
condiciones de ensayo y procedimientos implementados para cada una de sus 
etapas. La primera de estas etapas es la obtención de almidón, para esto se 
definen inicialmente los subproductos agrícolas a utilizar y se implementan bases 
metodológicas ya existentes, esto se hace con el fin de determinar la fuente de 
almidón a utilizar en las etapas posteriores del proyecto. 
Posteriormente, se realizan ensayos de viscosidad a un total de 25 muestras con 
diferentes dosificaciones, estas muestras se llevan a un reómetro o viscosímetro 
para entender su comportamiento Viscosidad vs esfuerzo cortante. Las veinticinco 
(25) muestras surgen de todas las combinaciones posibles entre las 5 dosificaciones 
adoptadas para el almidón (30, 40, 50, 60 y 70% respecto a la masa total del 
material) y las 5 dosificaciones de ceniza de palma de aceite (0, 5, 10, 20 y 30% 
respecto a la masa de almidón). Las muestras se enumeran de acuerdo con la 
combinación utilizada para su elaboración como se ve en la siguiente tabla. 
Tabla 5. Numeración de muestras según su dosificación 
 Dosificaciones de almidón respecto a la masa total del material 
Dosificaciones 
de ceniza de 
aceite de 
palma 
respecto a la 
masa de 
almidón 
 30% 40% 50% 60% 70% 
0% 1 2 3 4 5 
5% 6 7 8 9 10 
10% 11 12 13 14 15 
20% 16 17 18 19 20 
30% 21 22 23 24 25 
Fuente: Propia 
 
Luego, se seleccionan 5 de las 25 dosificaciones para la creación de los prototipos, 
tanto de piso de seguridad como de bolardos, iniciando con la etapa de ensayos 
de impacto, estos ensayos se realizan de forma paralela para cada una de las 
implementaciones planteadas al material. Para la primera de estas se simula un 
impacto por caída sobre un piso de seguridad, como el implementado en parques 
infantiles, en este caso los impactos se dan de forma perpendicular a la superficie y 
en el sentido del eje gravitacional, este ensayo consiste, en líneas generales, en 
poner la losa del prototipo creado bajo un trípode desde el cual se dejará caer una 
masa con cabeza semiesfera y se miden las aceleraciones sufridas por dicha masa 
durante del impacto, permitiendo así comprender la capacidad de amortiguación del 
35 
 
material. Estas pruebas se planean inicialmente realizarlas durante 6 meses para 
verificar la durabilidad a condiciones ambientales del prototipo y del material. 
Para la segunda implementación del material se rellenan parcialmente bolardos 
plásticoscon las dosificaciones seleccionadas, estos se ensayan en una prueba 
que simula un impacto lateral, bajo diferentes cargas, usando igualmente el trípode 
para ensayos de caída libre, con la diferencia que en esta ocasión la masa se sujeta 
a una cuerda y se suelta a una altura controlada (de forma similar a un péndulo), e 
igualmente se realizan mediciones de las aceleraciones sufridas por la masa al 
momento del choque. Buscando analizar el comportamiento de los bolardos ante 
las diferentes fuerzas de impacto lateral. 
La tabla 6 sintetiza de mejor manera los ensayos realizados y el número de pruebas 
y/o repeticiones realizadas. 
Tabla 6. Ensayos 
Ensayo Descripción del ensayo 
Numero de pruebas 
y/o repeticiones 
Ensayos de 
viscosidad 
Usando un reómetro o viscosímetro se 
determina el comportamiento Viscosidad vs 
esfuerzo cortante para las 25 muestras 
1 prueba por muestra 
Pruebas de caída 
libre 
A 6 prototipos de losa (5 dosif icaciones 
seleccionadas y uno de control) se les impacta 
con una masa con cabeza semiesférica en 
caída libre soltada desde un trípode. Se 
determina el amortiguamiento del material en 
función de las aceleraciones medidas. 1 prueba por prototipo 
para cada altura de 
caída, por mes 
Determinación de 
durabilidad 
Los ensayos de caída libre se realizan 
inicialmente durante 6 meses, mes a mes, con 
el objetivo de observar la variación del 
amortiguamiento con el tiempo. Las muestras 
se dejan a la intemperie durante este periodo. 
Pruebas ante 
fuerzas laterales 
A 6 bolardos plásticos (5 dosificaciones 
seleccionados y uno de control) se les impacta 
con una masa de forma lateral, que se soltada 
sujeta con una cuerda a un trípode 
asemejando la trayectoria de un péndulo. Para 
la determinación de la respuesta al impacto se 
miden las aceleraciones sufridas por la masa. 
3 repeticiones por 
prototipo para cada 
masa. 
Fuente: Propia 
 
Una vez terminados los ensayos, se realiza el análisis de los resultados obtenidos. 
Los siguientes títulos se estructuran siguiendo las diferentes etapas del proyecto, 
tomando en cuenta la dependencia entre etapas y el paralelismo de los procesos. 
36 
 
4. EXTRACCIÓN ALMIDÓN 
La extracción del almidón puede realizarse a nivel artesanal o a un nivel más 
tecnificado y a mayor y menor escala, dependiendo de la empresa y/o uso que se 
le vaya a dar; sin embargo, el proceso suele ser el mismo, con la diferencia de los 
volúmenes de procesamientos. Existen diferentes métodos de extracción de 
almidón ya sea proveniente de maíz, trigo, yuca, papa o plátano. Los principales y 
más generales son: El método seco y el método húmedo. (Guadrón, 2013) 
4.1. MÉTODO SECO 
Consiste en el rebanado y posterior secado del fruto, para su molienda, obteniendo 
de este proceso harina, la cual pasara por un proceso de tamizado y así obtener el 
almidón. 
 
Figura 17. Diagrama proceso de extracción de almidón método seco 
Fuente: Guadrón, 2013. 
 
4.2. MÉTODO HÚMEDO 
Este método consiste en la trituración o reducción de tamaño del fruto, para 
proceder al retiro en medio liquido de aquellos componentes de la pulpa que son 
relativamente más grandes, como la fibra y proteína, posteriormente, se facilita la 
eliminación del agua por decantación y se lava el material sedimentado para 
eliminar las ultimas fracciones diferentes del almidón y finalmente someter al 
almidón purificado a secado. 
 
37 
 
 
Figura 18. Diagrama proceso de extracción almidón método húmedo 
Fuente: Guadrón, 2013. 
El secado, para cualquiera de los métodos, debe realizarse a temperaturas menores 
a 50 °C, debido a que temperaturas mayores pueden producir cambios en las 
proteínas de los alimentos. 
 
4.3. OBTENCIÓN DEL ALMIDÓN 
La metodología empleada para la extracción u obtención del almidón fue a través 
del método seco, tomando como base el proceso de extracción de los autores: 
Gaudrón (2013) y Alzate, Marín & Mazzeo (2008). 
 
4.3.1. Subproductos agrícolas y/o residuos secundarios del plátano. 
Una vez seleccionada la materia prima a trabajar, con las características descritas 
en el numeral 4.1.1, se realizó una limpieza y desinfección de esta (Figura 19), 
lavando los frutos con una solución de hipoclorito de sodio al 1%, y dejándolo en 
remojo por un tiempo aproximado de 10 minutos. 
38 
 
 
Figura 19. Limpieza de materia prima. 
Fuente: Propia. 
 
Luego del lavado, se procedió a cortar y separar la cascara del fruto, como se 
observa en la figura 20, el fruto se cortó en rodajas de 2 a 3 mm de espesor, e fin 
de facilitar su secado. La materia prima dividida se pesa y se registra su masa en la 
tabla 7. 
 
Figura 20. Separación y rebanado del guineo. 
Fuente: Propia. 
 
Posteriormente, se lleva la materia prima a secar, proceso realizado mediante un 
secador solar casero (Figura 21), tratando de controlar que la temperatura interna 
no sobrepase los 40 °C. La materia prima fue ubicada sobre bandejas metálicas, 
evitando la sobreposición de los frutos para obtener un mejor secado. 
 
39 
 
 
Figura 21. Secador solar. 
Fuente: Propia. 
El guineo se dejó en el secador solar por un tiempo aproximado de 36 horas para 
obtener un secado óptimo. En la figura 22 es posible observar las muestras luego 
de este proceso. 
 
 
Figura 22. Guineo seco. 
(a): Cascara después del proceso de secado; (b): Fruto después del proceso de secado. 
Fuente: Propia. 
Seguido al proceso de secado, se realizó la molienda del fruto y la cascara seca, 
por separado (Figura 23-24). Los valores obtenidos se adjuntan en la tabla 7. 
Tabla 7. Masa antes y después de secar y moler. 
Materia prima 
Masa antes de 
secar (g) 
Masa después de 
molienda (g) 
Cáscara 970 339.5 
Fruto 1225 725.7 
Fuente: Propia. 
 
a) b) 
40 
 
 
Figura 23. Molienda cascara. 
Fuente: Propia. 
 
Figura 24. Molienda fruto. 
Fuente: Propia. 
 
Se realizó el proceso de tamizaje haciendo uso de las mallas número 40, 100 y 200, 
se pesó el porcentaje de material retenido en cada una de las mallas y se registró 
el dato en la tabla 8. 
 
Teniendo en cuenta el rango de tamaño promedio del granulo de almidón, se 
descarta todo el material retenido en las mallas número 40 y 100. 
 
Tabla 8. Datos peso tamizados. 
Materia prima Cascara Fruto Diferencia (%) 
Peso muestra (g) 339.5 725.7 46.7 
Retiene tamiz 40 (g) 254.62 431.26 59 
Retiene tamiz 100 (g) 70.73 120.23 58.8 
Retiene tamiz 200 (g) 14.15 41.86 33.8 
Retiene fondo (g) 0 132.35 N/A 
Fuente: Propia. 
 
Finalmente, se obtuvo un rendimiento respecto a la cascara del 4.16% y un 
rendimiento respecto al fruto de 23.94%, porcentajes a los cuales se les debe 
realizar la prueba de azul de yodo (Figura 25), a fin de comprobar su composición 
de almidón. 
41 
 
 
Figura 25. Prueba de yodo plátano. 
Fuente: propia. 
 
De acuerdo con los resultados obtenidos se comprueba la presencia de almidón, 
debido a la coloración azul tomada por la mezcla, producto de una reacción química 
entre el poliyoduro y las moléculas de amilosa presentes en el almidón . 
 
4.3.2. Subproductos agrícolas y/o residuos secundarios de la piña. 
Después de su recolección, se procedió a realizar la limpieza y desinfección del 
residuo (Figura 26), con una solución de hipoclorito de sodio al 1%, dejando remojar 
por un tiempo aproximado de 10 minutos. 
 
Figura 26. Limpieza corona de piña. 
Fuente: Propia. 
 
Posteriormente, se procede a trocear la corona en pedazos más pequeños que 
faciliten su manejo (Figura 27). 
42 
 
 
Figura 27. Corona de piña troceada. 
Fuente: Propia. 
En cuanto al proceso realizado posteriormente, se llevo a cabo de dos maneras, en 
el primero se realizó la molienda del material antes de llevarlo al horno (Figura 28). 
 
Figura 28. Molienda corona de piña. 
Fuente: Propia. 
 
Posteriormente, haciendo uso de los hornos pertenecientes al laboratorio de 
hormigón de la Universidad de LaSalle, se secó el material a una temperatura de 
40°C por un tiempo de 48 horas, sin embargo, al sacar el material, se pudo observar 
contaminación con hongo en el mismo, por tanto se descartó la muestra (Figura 29). 
43 
 
 
Figura 29. Corona de piña molida. 
(a): Antes de entrar al horno; (b): Después de salir del horno. 
Fuente: Propia. 
En el segundo método implementado, la corona de piña troceada se llevó 
directamente al horno (Figura 30), a una temperatura de 40°C durante 48 horas. 
 
Figura 30. Corona de piña troceada. 
(a): Antes de entrar al horno; (b): Después de salir del horno. 
 Fuente: Propia. 
 
Los pesos de la materia prima antes y después de entrar al horno se registran en la 
tabla 9. 
 
a) b) 
a) b) 
44 
 
Tabla 9. Masa corona de piña. 
Materia prima 
Masa antes de 
secar (g) 
Masa después de 
secar (g) 
Corona de piña molida 2511 N/A 
Corona de piña troceada 2020 342 
Fuente: Propia. 
 
Posteriormente, se realiza la molienda y tamizado de la harina, los valores obtenidos 
de peso retenido por tamiz se registran en la tabla 9. 
Tabla 10. Datos peso tamizado 
Peso muestra (g) 342 
Retiene tamiz 40 (g) 277.02 
Retiene tamiz 100 (g) 52.49 
Retiene tamiz 200 (g) 12.48 
Retiene fondo (g) 0 
Fuente: Propia. 
Se obtuvo un rendimiento del 3.65% mediante el segundo proceso, muestra a la 
cual se le debe realizar una prueba de azul de yodo, a fin de comprobar su 
verdadera composición de almidón. 
 
Figura 31. Prueba de yodo corona de piña. 
Fuente: Propia. 
 
Fue posible observar que la muestra toma una coloración azul, sin embargo, es una 
tonalidad muy débil, lo que indica una baja presencia de almidón. 
En el primer proceso realizado no es claro el motivo por el cual se presenta la 
contaminación con hongo, teniendo en cuenta que las dos muestras (molida y 
troceada) fueron expuestas a las mismas condiciones ambientales y, 
45 
 
adicionalmente, su entrada y salida del horno se realizó de manera simultánea, por 
esta razón se decide descartar la muestra y, posteriormente, el proceso, tomando a 
consideración el porcentaje de almidón obtenido a partir de este subproducto 
agrícola. 
4.4. RESULTADO 
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en los dos numerales anteriores, se 
descartó la corona de piña, debido a su bajo porcentaje de rendimiento y a su 
reducido nivel de concentración de almidón en la harina obtenida. 
En cuanto al guineo se obtuvo un bajo rendimiento teniendo a consideración 
únicamente la piel o cascara, sin embargo, al tomar en cuenta el fruto, los niveles 
de rendimiento mejoran, y el nivel de concentración de almidón en la harina obtenida 
al final de proceso resulta aceptable para el objetivo dispuesto. Por tanto, se 
procedió a realizar una prueba que permitiera evaluar el comportamiento como 
fluido no Newtoniano de este producto. 
 
Figura 32. Suspensión almidón de plátano. 
Fuente: Propia. 
 
Como es posible observar en la figura 32, la suspensión de almidón de plátano no 
obtuvo el comportamiento esperado, similar a un fluido no newtoniano, por el 
contrario, al entrar en contacto con el agua toma un comportamiento similar a una 
masa moldeable, característico de la harina, razón por la cual se descarta su uso. 
Con base en los resultados descritos anteriormente y de acuerdo con lo reportado 
por autores en la literatura, fue posible concluir que, debido al cambio de la 
estructura interna del almidón según su procedencia, el único que permite obtener 
46 
 
un comportamiento como fluido no newtoniano dentro de los almidones probados 
es el proveniente del maíz, por tanto, es con este producto con el cual se trabajó. 
 
Figura 33. Almidón de maíz. 
Fuente: Propia. 
 
Inicialmente no se tomó a consideración el uso del maíz, debido a que la obtención 
del almidón a partir de este producto se realiza directamente del fruto y no de algún 
residuo derivado de su producción, como las plantas y/o las hojas de la mazorca, 
debido a que estas no presentan compuestos de amilosa o amilopectina en su 
estructura interna, por tanto, puede causar impactos negativos respecto a la 
seguridad alimentaria. Teniendo en cuenta lo anterior, se recomienda para futuras 
investigaciones la obtención de este almidón a través de frutos de mazorca de 
segunda o tercera categoría, que por motivos diversos no se comercializan. 
Finalmente, por temas prácticos, se tomó la decisión de trabajar con almidón de 
maíz comercial de la empresa Chemicol CH SAS (Figura 32). 
 
 
 
 
 
 
 
47 
 
5. ENSAYOS DE VISCOSIDAD 
Durante la realización de este capítulo se pretendió determinar las dosificaciones 
de almidón – agua – ceniza que mejor representan el comportamiento de un fluido 
no Newtoniano, para ello se realizaron ensayos de viscosidad que permitieran 
comprobar si la viscosidad del fluido a ensayar variaba en función a una fuerza 
aplicada. Para ello, se crearon 25 muestras con distintas dosificaciones de almidón, 
agua y ceniza (Tabla 11), donde en los filtros iniciales de selección se acepta toda 
aquella muestra en la cual su mezcla o dosificación no presente un comportamiento 
únicamente como solido o líquido, por el contrario, presente características de 
fluidez intermedia que permitan su ensayo en el equipo seleccionado a fin de 
obtener resultados respecto a su comportamiento viscoso. Posteriormente, con las 
muestras ensayadas, se realiza una segunda selección donde se tiene en cuenta 
su comportamiento respecto a los resultados obtenidos, sea este pseudoplástico 
(disminución de la viscosidad) o en contraposición, dilatante (aumento de la 
viscosidad) para el posterior estudio de su efecto en pisos de seguridad para zonas 
de recreación donde se desea un comportamiento pseudoplástico. 
Una vez seleccionado el almidón a trabajar, se crearon las 25 muestras cada una 
con un peso aproximado de 23 g (Figura 34), las cuales fueron sometidas a tres 
distintas velocidades (20 RPM, 50 RPM, 100 RPM). Las muestras se nombraron de 
acuerdo con la dosificación que contienen de cada compuesto teniendo en cuenta 
la siguiente clasificación: A= Almidón, W= Agua y C= Ceniza. 
Tabla 11. Porcentaje dosificación muestras. 
No. 
Muestra 
Código Muestra 
Dosificación (%) Peso (g) 
A W C A W C 
1 A30 W70 C0 30,0 70,0 0,0 6,9 16,1 0,0 
2 A30 W68,5 C1,5 30,0 68,5 1,5 6,9 15,8 0,3 
3 A30 W67 C3 30,0 67,0 3,0 6,9 15,4 0,7 
4 A30 W64 C6 30,0 64,0 6,0 6,9 14,7 1,4 
5 A30 W61 C9 30,0 61,0 9,0 6,9 14,0 2,1 
6 A40 W60 C0 40,0 60,0 0,0 9,2 13,8 0,0 
7 A40 W58 C2 40,0 58,0 2,0 9,2 13,3 0,5 
8 A40 W56 C4 40,0 56,0 4,0 9,2 12,9 0,9 
9 A40 W52 C8 40,0 52,0 8,0 9,2 12,0 1,8 
10 A40 W48 C12 40,0 48,0 12,0 9,2 11,0 2,8 
11 A50 W50 C0 50,0 50,0 0,0 11,5 11,5 0,0 
12 A50 W47,5 C2,5 50,0 47,5 2,5 11,5 10,9 0,6 
48 
 
No. 
Muestra 
Código Muestra 
Dosificación (%) Peso (g) 
A W C A W C 
13 A50 W45 C5 50,0 45,0 5,0 11,5 10,4 1,2 
14 A50 W40 C10 50,0 40,0 10,0 11,5 9,2 2,3 
15 A50 W35 C15 50,0 35,0 15,0 11,5 8,1 3,5 
16 A60 W40 C0 60,0 40,0 0,0 13,8 9,2 0,0 
17 A60 W37 C3 60,0 37,0 3,0 13,8 8,5 0,7 
18 A60 W34 C6 60,0 34,0 6,0 13,8 7,8 1,4 
19 A60 W28 C12 60,0 28,0 12,0 13,8 6,4 2,8 
20 A60 W22 C18 60,0 22,0 18,0 13,8 5,1 4,1 
21 A70 W30 C0 70,0 30,0 0,0 16,1 6,9 0,0 
22 A70 W26,5 C3,5 70,0 26,5 3,5 16,1 6,1 0,8 
23 A70 W23 C7 70,0 23,0 7,0 16,1 5,3 1,6 
24 A70 W16 C14 70,0 16,0 14,0 16,1 3,7 3,2 
25 A70 W9 C21 70,0 9,0 21,0 16,1 2,1 4,8 
Fuente: Propia. 
Las pruebas de viscosidad se realizaron mediante un viscosímetro de Brookfield 
modelo RVDV-II+, perteneciente al laboratorio de pavimentos de la universidad de 
La Salle, con un rango de RPM de 0 a 100. 
 
Figura 34. Muestras para ensayar. 
Fuente: Propia. 
 
Los valores de viscosidad obtenidos se especifican en la tabla 12, de igual manera, 
se establece aquellas muestran que son descartadas en un primer filtro como 
consecuencia de la ausencia del comportamientoesperado, lo anterior se presenta 
mayormente en dos casos extremos, inicialmente, en aquellas muestras donde el 
contenido de agua es bastante alto en comparación al contenido de partículas 
sólidas, conllevando a que tomé un comportamiento netamente liquido o muy similar 
a este. En oposición, se encuentran las muestras donde el contenido de almidón-
49 
 
ceniza es mucho mayor al de agua, por tanto, el líquido no alcanza a cubrir todas 
las partículas sólidas, conduciendo a la formación de grumos (Figura 35). 
Posteriormente, en un segundo filtro, se toman en consideración las muestras que, 
aunque visualmente presentan el comportamiento esperado, como consecuencia a 
su alta viscosidad, no fue posible ensayarlas en el equipo empleado para tal fin 
debido a la capacidad de este, por tanto, también fueron descartadas. Dichas 
muestras se presentan en la tabla como “descartadas por equipo”. 
Tabla 12. Resultados ensayos de viscosidad. 
No. 
Muestra 
Código Muestra 
Viscosidades (cP) 
100 RPM 50 RPM 20 RPM 
1 A30 W70 C0 10 10 12,5 
2 A30 W68,5 C1,5 
Descartados 
3 A30 W67 C3 
4 A30 W64 C6 25 40 75 
5 A30 W61 C9 72,5 102,5 175 
6 A40 W60 C0 15 15 12,5 
7 A40 W58 C2 20 27,5 42,5 
8 A40 W56 C4 35 50 87,5 
9 A40 W52 C8 170 200 262,5 
10 A40 W48 C12 730 820 1000 
11 A50 W50 C0 65 60 62,5 
12 A50 W47,5 C2,5 190 175 170 
13 A50 W45 C5 1080 1400 1212 
14 A50 W40 C10 
Descartados 
15 A50 W35 C15 
16 A60 W40 C0 Descartado por equipo 
17 A60 W37 C3 
Descartados 
18 A60 W34 C6 
19 A60 W28 C12 
20 A60 W22 C18 
21 A70 W30 C0 
22 A70 W26,5 C3,5 
23 A70 W23 C7 
24 A70 W16 C14 
25 A70 W9 C21 
Fuente: Propia. 
50 
 
 
Figura 35. Muestras descartadas. 
Fuente: Propia. 
 
Teniendo en cuenta la información anterior, se determinó que, de las 25 muestras 
iniciales, solo once presentan comportamiento similar a un fluido no Newtoniano, en 
mayor o menor proporción, y un nivel de viscosidad optimo respecto a los valores 
aceptados por el viscosímetro empleado. De igual manera, se puede establecer que 
la mayoría de las muestras aceptadas se encuentran donde los valores de 
dosificación entre la parte sólida y la parte liquida tienden a equilibrarse (50-50%). 
En la tabla 13 se especifican las características y la viscosidad de las muestras 
aceptadas, los valores de viscosidad se encuentran registrados en cP. 
Tabla 13. Muestras aceptadas. 
Viscosidades Muestras Extraídas 
Viscosidad 
observada 
Comportamiento No. 
Muestra 
Código Muestra 
RPM 
100 50 20 
1 A30 W70 C0 10 10 12,5 Muy baja No presenta 
4 A30 W64 C6 25 40 75 Muy baja Débil 
5 A30 W61 C9 72,5 102,5 175 Baja No presenta 
6 A40 W60 C0 15 15 12,5 Muy baja Débil 
7 A40 W58 C2 20 27,5 42,5 Baja No presenta 
8 A40 W56 C4 35 50 87,5 Baja Débil 
9 A40 W52 C8 170 200 262,5 Media Débil 
10 A40 W48 C12 730 820 1000 Alta Débil 
11 A50 W50 C0 65 60 62,5 Media Optimo 
12 A50 W47,5 C2,5 190 175 170 Media Optimo 
13 A50 W45 C5 1080 1400 1212 Alta Optimo 
Fuente: Propia. 
Una vez obtenido el resumen de valores de viscosidad y comportamiento de las 
muestras aceptadas, se procedió a graficar estos resultados respecto a las 
51 
 
velocidades empleadas, a fin de obtener un mejor esquema de comportamiento 
individual de los especímenes para poder realizar un mejor estudio y análisis de 
estos. 
 
 
 
 
 
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A30 W70 C0
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A30 W64 C6
b
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A30 W61 C9
c
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A40 W60 C0
d
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A40 W58 C2
e
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A40 W56 C4
f
a 
52 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 36. Comportamiento viscoso de las muestras aceptadas. 
(a): A30 W70 C0; (b): A30 W64 C6; (c): A30 W61 C9; (d): A40 W60 C0; (e): A40 W58 C2; (f ): A40 
W56C4; (g): A40W52C8; (h): A40W48C12; (i): A50 W50 C0; (j): A50 W47.5 C2.5; (k): A50 W45 C5. 
Fuente: Propia. 
 
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A40 W52 C8
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A40 W48 C12
h
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A50 W50 C0
i
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A50 W47,5 C2,5
j
1
10
100
1000
0 50 100 150
V
is
co
ci
d
ad
 (
cP
)
RPM
A50 W45 C5
k
g 
53 
 
A partir de las gráficas se pudo observar una tendencia a un comportamiento 
pseudoplástico en ocho de las once muestras, representando por medio de una 
relación inversamente proporcional entre el aumento de la velocidad y el aumento 
de la viscosidad y, un comportamiento dilatante en las tres restantes, representando 
por medio de una relación directamente proporcional entre el aumento de la 
velocidad y el aumento de la viscosidad. 
Igualmente, fue posible observar que el valor máximo de viscosidad alcanzado en 
los ensayos (1400 cP) se presenta en una de las muestras con presencia de ceniza 
(A50 W45 C5), a raíz de esto se identifican valores de viscosidad mayores en las 
muestras donde las concentraciones de ceniza son más altas, pudiendo determinar 
que la ceniza aporta mayor estabilidad a las mezclas, sin embargo, esta estabilidad 
se puede traducir a rigidez y a perdida del comportamiento deseado si no se maneja 
de manera correcta, sobre todo al tener en cuenta que los porcentajes de ceniza se 
reemplazan respecto a los porcentajes de agua mientras los de almidón se 
mantienen fijos, por tanto, proporciones muy altas de ceniza pueden causar un 
sobre exceso de la parte solida de las mezclas. De lo anterior se precisa el efecto 
positivo de la ceniza en las mezclas siempre y cuando se controle los porcentajes a 
manejar, evitando valores excesivamente altos, a fin de prevenir conductas no 
deseadas en los ensayos. 
Finalmente, tomando a consideración los resultados expuestos con anterioridad, se 
descartaron las muestras 1, 5, 7, 8, 9 y 12 debido a la falta de una tendencia clara 
respecto a su comportamiento como fluido no Newtoniano y/o, adicionalmente, a los 
bajos niveles de viscosidad alcanzados. En oposición, se seleccionan las muestras 
10 y 13 por ser las que alcanzan mayores valores de viscosidad; la muestra 6 y 11 
presentan comportamiento dilatante, por tanto, se seleccionan con el objetivo de 
estudiar y establecer como afecta este comportamiento en los resultados de los 
ensayos a realizar y, para finalizar, se selecciona la muestra 4 con el objetivo de 
obtener una mayor variedad en las mezclas a estudiar, debido al alto porcentaje de 
líquido presente en esta. 
Tabla 14. Dosificaciones seleccionadas 
Muestra Nombre Comportamiento 
12 A50 W47,5 C2,5 Dilatante 
10 A 40 W48 C12 Pseudoplástico 
4 A30 W64 C6 Pseudoplástico 
13 A50 W45 C5 No especifico 
6 A40 W60 C0 Dilatante 
Fuente: Propia. 
54 
 
 
6. PISOS ZONAS DE RECREACIÓN 
6.1. CREACIÓN PROTOTIPOS 
Inicialmente, se establecen la cantidad de prototipos a realizar, la cual corresponde 
a las cinco dosificaciones establecidas en la tabla 15 más un prototipo de control, el 
cual va a estar compuesto en un 100% por caucho. 
Tabla 15. Prototipos. 
Prototipo Nombre 
0 Control (100% Caucho) 
1 A50 W47,5 C2,5 
2 A 40 W48 C12 
3 A30 W64 C6 
4 A50 W45 C5 
5 A40 W60 C0 
Fuente: Propia. 
Cada prototipo se diseñó tomando consideración una dimensión de largo por ancho 
de 30x30 cm, un recubrimiento inferior y lateral de 3 cm con granulo de caucho y, 
un recubrimiento superior de 1.5 cm también con granulo de caucho, para poder 
realizar estas baldosas, se diseñó un molde en madera con las medidas 
mencionadas anteriormente (Figura 37), de tal forma que sirviera de soporte para 
dar forma a cada prototipo. 
 
Figura 37. Molde prototipos. 
Fuente: Propia. 
 
55