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<article-title xml:lang="es"><![CDATA[Comportamiento físico-mecánico de un biomaterial sometido a bajas cargas]]></article-title>
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<abstract abstract-type="short" xml:lang="en"><p><![CDATA[The simulation of feeding systems, handling and classifications of shafts of canes of sugar require of a behavior model that predicts which it is the maximum effort that you can apply on a shaft without it breaks the internal structure of the vegetable, achieving this way a bigger productive capacity. For this simulation process it becomes necessary to obtain a mathematical model that describes the phenomenon. The geometric pattern is obtained starting from the morphological analysis of the cane of sugar and the application of the structural theory, being reached the conclusion that a polygonal structural model of 12 bars if they are imposed to the properties of the material the multi-elasticity several load situations they can be studied. The determination of the load that causes the maximum effort without it breaks the internal structure of the shaft loaded traversely it was obtained through laboratory rehearsals where load, displacement was controlled and it plows of the cellular walls. The confirmation of the pattern was carried out comparing data obtained in a simulation with those of a laboratory rehearsal being obtained the mechanical behavior of the bars of the geometric pattern able to reproduce the physical behavior of the varieties analyzed with a level of trust of 95%.]]></p></abstract>
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</front><body><![CDATA[ <div align="right"><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">    <b>Art&iacute;culo Original</b> </font> </div>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b><font size="4">Comportamiento    f&iacute;sico-mec&aacute;nico de un biomaterial sometido a bajas cargas</font></b></font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b><font size="3">Physical-mechanical    behavior of a subjected biomaterial to low loads</font></b> </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b>Arsenio Miguel    Iznaga-Ben&iacute;tez<sup>I</sup>, Oscar Antonio-Braunbeck<sup>II</sup>.</b>    <br>   I. Departamento Gr&aacute;fica de Ingenier&iacute;a, Facultad de Ingenier&iacute;a    Mec&aacute;nica, Instituto Superior Polit&eacute;cnico Jos&eacute; A. Echeverr&iacute;a,    <br>   Calle 114 #11901 e/119 y 127. Marianao. La Habana. CP 19390. Cuba.    <br>   Email: <a href="mailto:iznaga@mecanica.cujae.edu.cu" target="_blank">iznaga@mecanica.cujae.edu.cu</a>    <br>   II. Departamento M&aacute;quinas Agr&iacute;colas. FEAGRI, UNICAMP, Sao Paulo,    Brasil</font>     <P>     <P>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P> <hr> <font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b>Resumen</b> </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">La simulaci&oacute;n    de sistemas de alimentaci&oacute;n, manejo y ordenamientos de tallos de ca&ntilde;as    de az&uacute;car requiere de un modelo de comportamiento que prediga cual es    el esfuerzo m&aacute;ximo que se puede aplicar sobre un tallo sin que se rompa    la estructura interna del vegetal, logrando as&iacute; una mayor capacidad productiva.    Para este proceso de simulaci&oacute;n se hace necesario obtener un modelo matem&aacute;tico    que describa el fen&oacute;meno.    <br>   </font><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Se obtiene    un modelo geom&eacute;trico a partir del an&aacute;lisis morfol&oacute;gico    de la ca&ntilde;a de az&uacute;car y la aplicaci&oacute;n de la teor&iacute;a    estructural, lleg&aacute;ndose a la conclusi&oacute;n de que es posible estudiar    varias situaciones de carga si a un modelo estructural poligonal de 12 barras    se le impone la multielasticidad a las propiedades del material.    <br>   </font><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">La determinaci&oacute;n    de la carga que provoca el esfuerzo m&aacute;ximo sin que se rompa la estructura    interna del tallo cargado transversalmente fue obtenida a trav&eacute;s de ensayos    de laboratorio donde se control&oacute; la carga, el desplazamiento y la rotura    de las paredes celulares.    <br>   </font><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">La comprobaci&oacute;n    del modelo se realiz&oacute; comparando datos obtenidos en una simulaci&oacute;n    con los de un ensayo de laboratorio, obteni&eacute;ndose el comportamiento mec&aacute;nico    de la barras del modelo geom&eacute;trico capaz de reproducir el comportamiento    f&iacute;sico de las variedades analizadas con un nivel de confianza del 95    %. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b>Palabras claves:</b>    biomaterial, ca&ntilde;a de az&uacute;car, simulaci&oacute;n, modelo, multi-elasticidad,    MEF.</font> <hr> <font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b>Abstract</b> </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">The simulation    of feeding systems, handling and classifications of shafts of canes of sugar    require of a behavior model that predicts which it is the maximum effort that    you can apply on a shaft without it breaks the internal structure of the vegetable,    achieving this way a bigger productive capacity. For this simulation process    it becomes necessary to obtain a mathematical model that describes the phenomenon.    <br>   The geometric pattern is obtained starting from the morphological analysis of    the cane of sugar and the application of the structural theory, being reached    the conclusion that a polygonal structural model of 12 bars if they are imposed    to the properties of the material the multi-elasticity several load situations    they can be studied.    <br>   The determination of the load that causes the maximum effort without it breaks    the internal structure of the shaft loaded traversely it was obtained through    laboratory rehearsals where load, displacement was controlled and it plows of    the cellular walls.    <br>   </font><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">The confirmation    of the pattern was carried out comparing data obtained in a simulation with    those of a laboratory rehearsal being obtained the mechanical behavior of the    bars of the geometric pattern able to reproduce the physical behavior of the    varieties analyzed with a level of trust of 95%. </font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b>Key words:</b>    biomaterial, sugar cane, simulation, model, multi-elasticity, FEA.</font> <hr>     <p>&nbsp;</p>     <p>&nbsp;</p>     <p><font size="3"><b><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">INTRODUCCI&Oacute;N </font></b></font> </p>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El dise&ntilde;o    de equipos dedicados al manejo y ordenamiento de productos constituidos por    materiales biol&oacute;gicos, enfrenta en algunas de sus etapas la tarea de    proponer sistemas de alimentaci&oacute;n de los productos sin que se sufran    da&ntilde;os f&iacute;sicos mec&aacute;nicos en las partes que lo constituyen,    ejemplo de ello es el dise&ntilde;o de embalajes para transportarlos. [5] </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Durante la etapa    de dise&ntilde;&oacute; se utilizan diferentes t&eacute;cnicas que abarcan desde    los conceptos de mantenimiento y cuidado ambiental hasta la simulaci&oacute;n    de los sistemas. [8]. La simulaci&oacute;n de sistemas de alimentaci&oacute;n,    manejo y ordenamientos de tallos de ca&ntilde;as de az&uacute;car requiere de    un modelo de comportamiento que prediga cual es el esfuerzo m&aacute;ximo que    se puede aplicar sobre un tallo sin que se rompa la estructura interna del vegetal,    logrando as&iacute; una mayor capacidad productiva. Los dise&ntilde;adores establecen    la simulaci&oacute;n en relaci&oacute;n a movimientos e interacciones que se    producen, tal es el caso de Amalia S. Romano que determina rendimientos despu&eacute;s    del da&ntilde;o que sufren semillas al ser enviadas al surco.[4] </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Los dispositivos,    mec&aacute;nicos, hidr&aacute;ulicos, o neum&aacute;ticos interact&uacute;an    con los materiales biol&oacute;gicos en su movimiento, surgiendo un sistema    de carga entre los elementos del dispositivo y los materiales biol&oacute;gicos    y entre ellos, por lo tanto se hace necesario obtener un modelo matem&aacute;tico    del comportamiento f&iacute;sico - mec&aacute;nico que describa el fen&oacute;meno.    En el proceso de dise&ntilde;o de los mecanismos y dispositivos se podr&aacute;    predecir cu&aacute;l es la deformaci&oacute;n que se genera en los materiales    biol&oacute;gicos a partir del control de las cargas que generan. Existen estudios    que establecen esta relaci&oacute;n en los materiales con comportamiento r&iacute;gidos.[3,    10, 9]. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El comportamiento    de los materiales biol&oacute;gicos depende de la actividad que realizan sus    c&eacute;lulas en funci&oacute;n del tiempo. [7, 6] Por tanto, para cada tipo    de dispositivo o mecanismo se podr&aacute; establecer un sistema de cargas interactuante    que responda a los requerimientos deseados expresado a trav&eacute;s de un modelo    geom&eacute;trico. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El desarrollo alcanzado    en las tecnolog&iacute;a inform&aacute;ticas permiten que la simulaci&oacute;n    de los proceso se pueda llevar acabo utilizando modelos geom&eacute;tricos y    matem&aacute;ticos. En este art&iacute;culo se explicar&aacute; como utilizando    los procesos de optimizaci&oacute;n permiten encontrar un modelo matem&aacute;tico    que describa su comportamiento f&iacute;sico mec&aacute;nico de un tallo de    ca&ntilde;a de az&uacute;car. </font>     <P>      ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b><font size="3">ESTABLECIMIENTO    DEL MODELO GEOM&Eacute;TRICO</font></b> </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El dise&ntilde;o    de un sistema de ordenamiento de estacas, de ca&ntilde;a de az&uacute;car, dedicadas    a la siembra genera una situaci&oacute;n de carga radial sobre los tallos que    provocan deformaciones en las yemas de geminaci&oacute;n disminuyendo la capacidad    productiva de los campos. Los pasos dados para establecer el modelo son: </font> <ul>       <li><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">An&aacute;lisis      de la cinem&aacute;tica de los mecanismos. </font></li>       <li><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Estudio de los      patrones morfol&oacute;gicos. </font></li>       <li><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Determinar las      restricciones del modelo </font></li>     </ul>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El movimiento de    las estacas ordenadas en la proximidad de la boca de descarga de una tolva genera    cargas de interacci&oacute;n que pueden provocar da&ntilde;os mec&aacute;nicos    y dificultar la continuidad del flujo hasta un mecanismo dosificador, dependiendo    de la magnitud de las cargas de interacci&oacute;n entre las estacas; [17].    El abordaje convencional del deslizamiento de materiales a granel no contempla    el c&aacute;lculo de las fuerzas puntuales entre los elementos de material granulado    [13, 14]. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Las estacas almacenadas    dentro de la tolva transfieren sus cargas de peso propio a las estacas vecinas    a trav&eacute;s de los puntos de apoyo en el contorno. Esto genera un comportamiento    mec&aacute;nico que puede ser modelado por la teor&iacute;a matricial cl&aacute;sica    de estructuras reticulares en condiciones est&aacute;ticas, sin deslizamiento    relativo entre las estacas [15]. En el caso de la ca&ntilde;a de az&uacute;car,    el material presenta un comportamiento visco-el&aacute;stico y anis&oacute;tropo    no suficientemente conocido para poder efectuar un modelo convencional por la    teor&iacute;a de contacto. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El modelo por el    an&aacute;lisis estructural es v&aacute;lido hasta el l&iacute;mite de deslizamiento,    o sea, para condiciones en que las cargas de cizallamiento en los puntos de    contacto no sobre pasen el valor de las fuerzas de fricci&oacute;n est&aacute;tica.    Por consiguiente, el an&aacute;lisis del acomodo en la boca de descarga ser&aacute;    est&aacute;tico, no obstante existir, en el conjunto ordenador propuesto movimiento    en los laterales. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El proceso de generaci&oacute;n    del modelo es compuesto por tres etapas: creaci&oacute;n, comprobaci&oacute;n    y an&aacute;lisis [1]. La creaci&oacute;n del modelo estructural se fundamenta    en la forma geom&eacute;trica de la secci&oacute;n transversal de la ca&ntilde;a    de az&uacute;car y en los puntos de contacto que puedan existir en los arreglos    formados por las estacas en la boca de descarga. Por tanto, se propone una estructura    poli&eacute;drica cil&iacute;ndrica. Estudios de comportamiento de conductos    sometidos a presi&oacute;n externa han determinado la viabilidad de este tipo    de estructura para conocer las tensiones internas que surgen. [2] </font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">La estructura,    constituida por barras sometidas a tensi&oacute;n - deformaci&oacute;n necesitan    de propiedades mec&aacute;nicas. Estas propiedades deben ser tales que, para    cualquier sistema de cargas dentro del arreglo, el comportamiento del modelo    sea semejante al comportamiento de la ca&ntilde;a de az&uacute;car. Por tanto,    el comportamiento mec&aacute;nico transversal de la ca&ntilde;a de az&uacute;car    ser&aacute; obtenido ensayando una estaca diametralmente. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Los datos obtenidos    de estos ensayos permiten construir curvas de fuerza contra desplazamiento del    nodo donde se aplica la fuerza. Como el material de la ca&ntilde;a de az&uacute;car    es visco-el&aacute;stico, ser&aacute; dif&iacute;cil obtener las propiedades    directamente de su comportamiento mec&aacute;nico. La comprobaci&oacute;n del    modelo matem&aacute;tico que describe el comportamiento mec&aacute;nico se hace    reproduciendo en un programa computacional, un ensayo y comparando sus resultados    con los obtenidos experimentalmente. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Luego, la metodolog&iacute;a    para obtener el modelo estructural de la secci&oacute;n transversal de la estaca    de ca&ntilde;a de az&uacute;car es la siguiente: </font> <ul>       <li><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Seleccionar      los tallos de ca&ntilde;a con maduraci&oacute;n suficiente para ser sembradas      </font></li>       <li><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Realizaci&oacute;n      de los ensayos y construcci&oacute;n de las curvas fuerzas - desplazamiento</font></li>       <li><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Obtenci&oacute;n      de las propiedades mec&aacute;nicas de la estructura utilizando los datos      del primer y segundo ensayo </font></li>       <li><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Comprobaci&oacute;n      del modelo utilizando los datos el tercer ensayo a trav&eacute;s de la simulaci&oacute;n      </font></li>       <li><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">An&aacute;lisis      y discusi&oacute;n de los resultados del proceso de simulaci&oacute;n </font></li>     </ul>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El modelo geom&eacute;trico    de la secci&oacute;n transversal de la ca&ntilde;a de az&uacute;car se obtiene    a trav&eacute;s del m&eacute;todo cient&iacute;fico emp&iacute;rico de la observaci&oacute;n.    El ca&ntilde;uto observado en direcci&oacute;n axial presenta una definici&oacute;n    de dos partes, una estructura m&aacute;s compacta y cerrada hacia el exterior    formando la corteza y otra m&aacute;s suave en el centro, seg&uacute;n se puede    ver en la <a href="#f1">figura 1</a>.</font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><a name="f1"></a>     <P align="center"><img src="/img/revistas/im/v14n1/f0107111.gif" width="534" height="217" alt="Figura 1. Morfolog&iacute;a del nudo y ca&ntilde;uto de la ca&ntilde;a de az&uacute;car">     
<P>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">La estructura del    tallo de la ca&ntilde;a de az&uacute;car esta compuesta por nudos y ca&ntilde;utos.    La zona correspondiente al nudo presenta mayor rigidez que la zona de los ca&ntilde;utos.    Por consiguiente, ante una carga de igual valor aplicada en ambas zonas, los    ca&ntilde;utos se deformar&aacute;n m&aacute;s que el nudo. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Para establecer    el modelo geom&eacute;trico es necesario plantear la siguiente condici&oacute;n:    la secci&oacute;n transversal es circular de radio uniforme. A partir de aqu&iacute;,    se pueden considerar dos formas: una que el modelo sea macizo o que sea un anillo.    Si se considera el modelo macizo se esta eliminando las diferencias que presenta    la estructura de la secci&oacute;n transversal. Si se considera un anillo se    debe tener en cuenta la aplicaci&oacute;n del teorema de Castigliano. Se conoce    que este teorema cumple con la Ley de Hooke lo cual, no es compatible con el    comportamiento de los materiales biol&oacute;gicos como es el caso de la ca&ntilde;a    de az&uacute;car. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El modelo de la    secci&oacute;n transversal debe servir para el an&aacute;lisis de los arreglos    rombo&eacute;dricos bidimensionales para posici&oacute;n en 30 y 60 grados respectivamente,    como se explic&oacute; en el capitulo anterior. En funci&oacute;n del n&uacute;mero    de contactos al que puede estar sometido el modelo de la secci&oacute;n transversal    de la ca&ntilde;a de az&uacute;car dentro del arreglo, tratando de que exista    un nodo de uni&oacute;n de las barras en estos puntos de contacto. Esto determina    que el modelo estructural posea 12 nodos para el an&aacute;lisis de las cargas,    reacciones y desplazamientos de la estructura. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Por tal motivo,    el modelo puede ser simulado por un anillo formado por barras dispuestas en    la periferia de un cilindro donde cada barra cumpla con una ley de comportamiento,    o sea, la estructura de barra tendr&aacute; un comportamiento conocido como    resultado de los ensayos, pero las barras pueden presentar un comportamiento    no conocido que se corresponda con un material de simulaci&oacute;n. Lo anterior    constituye una hip&oacute;tesis, o sea, se plantea que las barras presentaran    un comportamiento mec&aacute;nico que puede ser obtenido conociendo el comportamiento    de la estructura mediante ensayos. Esta hip&oacute;tesis ser&aacute; comprobada  al analizar los resultados de la experimentaci&oacute;n.</font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"> Lo anterior permite</font><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">    proponer un modelo de anillo de 12 barras iguales dispuestas en la periferia,    seg&uacute;n se muestra en la <a href="#f2">figura 2</a>.</font>     <P><a name="f2"></a>     <P align="center"><img src="/img/revistas/im/v14n1/f0207111.gif" width="327" height="197" alt="Figura 2. Modelo geom&eacute;trico de la secci&oacute;n transversal">     
]]></body>
<body><![CDATA[<P>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Donde: </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">r: distancia del    centro del anillo al punto de uni&oacute;n de cada barra. Radio del canuto    <br>   </font><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">L: longitud    de la barra    <br>   </font><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">h: ancho    de la barra    <br>   </font><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">b: espesor    de la barra </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El modelo geom&eacute;trico    propuesto constituye un modelo te&oacute;rico ya que se simboliza la estructura    de la ca&ntilde;a como barras dispuestas perif&eacute;ricamente. Para que este    modelo geom&eacute;trico pueda tener un comportamiento mec&aacute;nico igual    al de la ca&ntilde;a es necesario determinar las propiedades mec&aacute;nicas    de las barras que lo componen. Las caracter&iacute;sticas dimensionales de las    barras como son: su longitud, estar&aacute; determinada por el valor del radio    del ca&ntilde;uto; su ancho y espesor, ser&aacute;n discutidos posteriormente.    </font>     <P>      <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b><font size="3">ENSAYOS</font></b>    </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Los tallos de ca&ntilde;a    de az&uacute;car utilizados como muestras para la realizaci&oacute;n de los    ensayos fueron seleccionados de 2 variedades brasileras (SP 79 2233 y SP 80    3530) y 5 variedades cubanas (My 5514, C 1051-73, B 63 118, C 294-70 y C 111-79)    que son actualmente utilizadas en los respectivos pa&iacute;ses y estudiadas    con diferentes prop&oacute;sitos [11]. La caracter&iacute;stica que determin&oacute;    la selecci&oacute;n de estas variedades fue el tama&ntilde;o de las yemas y    la relaci&oacute;n en altura que existe entre estas y el anillo de crecimiento    con el objetivo de garantizar la protecci&oacute;n de la yema. </font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Durante el proceso    de preparaci&oacute;n de las muestras se pudo determinar el valor de densidad    de las variedades seleccionadas como: 1059 &plusmn; 2 Kg/m<sup>3</sup> con un    intervalo de confianza del 98%. Con este valor, se determin&oacute; una densidad    equivalente para compensar el n&uacute;cleo hueco del modelo geom&eacute;trico    ofreci&eacute;ndole el peso real de la ca&ntilde;a de az&uacute;car. </font>     <P>      <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b>Determinaci&oacute;n    del rango de valores</b> </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Antes de comenzar    la realizaci&oacute;n de los ensayos es necesario establecer cual ser&aacute;    el valor a controlar en los mismos, si la carga m&aacute;xima a aplicar o el    desplazamiento que provoca sobre la muestra la carga aplicada. En la realizaci&oacute;n    de ensayos, con carga diametral actuando en la secci&oacute;n transversal de    cuerpos cil&iacute;ndricos, se va aplicando carga hasta un valor m&aacute;ximo    midiendo el desplazamiento que impone la carga sobre el material [12]. Por consiguiente,    el pr&oacute;ximo paso es encontrar un criterio para determinar la carga m&aacute;xima.    </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">La acci&oacute;n    de fuerzas externas provoca que exista un aumento de la presi&oacute;n interna    de las c&eacute;lulas hasta llegar a romper sus paredes celulares. El rompimiento    de la pared provoca el derramamiento del l&iacute;quido celular y la separaci&oacute;n    de paredes de c&eacute;lulas adyacentes. Todo esto hace que surjan grietas,    lo que lleva a afirmar que las fuerzas externas provocan da&ntilde;os internos    que no se reflejan en la corteza. Las grietas pueden surgir adem&aacute;s, por    la deshidrataci&oacute;n de las c&eacute;lulas expuestas al medio ambiente,    por esta raz&oacute;n ser&aacute;n observadas durante un per&iacute;odo de tiempo.    </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Al analizar los    ensayos preliminares realizados se pudo apreciar que cuando se aplica una carga    igual en los tres tipos ensayos, en el que mayor deformaci&oacute;n se obtiene    es en el diametral, lo cual determina la condici&oacute;n m&aacute;s desfavorable,    por eso, este ensayo se toma para aplicar el criterio de la carga m&aacute;xima.    </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">De lo anterior    se obtuvo que las muestras que hab&iacute;an sufrido cargas superiores a 30    N pasadas las 24 horas de realizado el ensayo aparec&iacute;an grietas muy grandes    en comparaci&oacute;n con muestra testigo que no hab&iacute;a sido ensayada.    A estos valores de carga le correspond&iacute;a como promedio una deformaci&oacute;n    de 0.3 mm en el sentido diametral. La carga m&aacute;xima se aplicar&aacute;    por etapas para estudiar el comportamiento de las muestras durante el proceso,    para los ensayos se dividieron de la siguiente forma: 2, 3.6, 8, 20 y 30 N.    </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Las cargas se aplicaran    colocando los pesos y realizando lecturas del desplazamiento que estas provocan    en un indicador de car&aacute;tula. Cuando se retiran los pesos en forma inversa    tambi&eacute;n se realizar&aacute;n las lecturas, esto permite analizar si existe    el fen&oacute;meno de la hist&eacute;resis para estas cargas. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">En el <a href="#g1">gr&aacute;fico    1</a>, se muestran s&oacute;lo los valores de desplazamiento contra el incremento    de la carga. Se pueden apreciar diferencias entre las curvas cuando es cargada    y descarga la muestra, no obstante seg&uacute;n un an&aacute;lisis estad&iacute;stico    de comparaci&oacute;n de las medias, se demuestra que no existe una diferencia    estad&iacute;stica con un nivel de confianza del 95 %. Para apreciar este an&aacute;lisis    se han colocado los resultados de prueba de hip&oacute;tesis de comparaci&oacute;n    para las medias m&aacute;s diferentes.</font>     <P><a name="g1"></a>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P align="center"><img src="/img/revistas/im/v14n1/g0107111.gif" width="496" height="204" alt="Gr&aacute;fico 1. Comportamiento mec&aacute;nico del ca&ntilde;uto cargado radialmente en el nudo 4 para los ensayos diametral y triangular-30&deg;">     
<P>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">De la observaci&oacute;n    del comportamiento mec&aacute;nico de las muestras se puede comentar que para    peque&ntilde;os valores de carga no existe diferencia entre los desplazamientos    del nodo 4 para los dos tipos de ensayos. Esto puede ser producto de que en    la superficie de la muestra existen irregularidades o diferencias en la cantidad    de cera acumulada. Adem&aacute;s para cargas superiores a 0.4 N/mm el ensayo    diametral presenta mayores deformaciones que el triangular -30&#176;, o sea,    el mayor n&uacute;mero de puntos de apoyos de la estructura provoc&oacute;,    como se esperaba, un aumento de la rigidez. </font>     <P>      <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b>Comportamiento    del biomaterial</b> </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El comportamiento    de materiales viscoel&aacute;sticos var&iacute;an en una gama grande, estos    materiales representan la unidad del comportamiento el&aacute;stico, expresado    por la ley de Hooke, y los fluidos viscosos, que se expresan por la ley de <i>Newton</i>    [15]. Los modelos simples de materiales viscoel&aacute;sticos fueron descritos    por <i>Maxwell y Kelvin</i>. Los mismos, combinan el comportamiento lineal de    los resortes con amortiguadores. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Los ensayos Diametral    y Triangular -300 demuestran que se debe buscar una soluci&oacute;n para reproducir    dos comportamientos, si se intenta modelar utilizando, la teor&iacute;a de los    materiales viscoel&aacute;sticos, se tendr&iacute;a que encontrar un modelo    para cada tipo de ensayo lo cual entrar&iacute;a en contradicci&oacute;n con    el objetivo que se persigue de determinar un comportamiento capaz de simular    diferentes sistemas de carga como el tercer ensayo (Triangular -60<sup>0</sup>).    Por consiguiente, el modelo de comportamiento mec&aacute;nico manifestado a    trav&eacute;s del modulo de elasticidad deber&aacute; tener par&aacute;metros    que le confieran flexibilidad suficiente para reproducir el comportamiento de    las curvas experimentales obtenidas. Se puede pensar que este ser&aacute; multiel&aacute;stico,    o sea, cada barra se encontrar&aacute; en un estado tensional definido. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Los materiales    con comportamiento no lineal, pueden ser expresados por la variaci&oacute;n    de cuales quiera de sus propiedades mec&aacute;nicas. El coeficiente de Poisson    que caracteriza la capacidad del material de adquirir </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">deformaciones transversales    oscila para todos los materiales entre 0 y 0,5 ya que para valores mayores el    material es pr&aacute;cticamente incompresible. Para la mayor&iacute;a de los    materiales var&iacute;a entre 0,25 y 0,35. Por este motivo, se escoge como valor    para el coeficiente de <i>Poisson</i> 0,3. Por consiguiente, s&oacute;lo se    realizar&aacute; la variaci&oacute;n del modulo de elasticidad aplicada a la    teor&iacute;a estructural de barras. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Cuando se aplica    esta teor&iacute;a estructural al modelo geom&eacute;trico, se obtiene un sistema    de 36 ecuaciones con 36 inc&oacute;gnitas pero se desconoce la dependencia entre    las mismas, la cual no es f&aacute;cil de determinar [16]. En las 36 inc&oacute;gnitas    se encuentran: los desplazamientos (vertical y horizontal) y rotaciones en los    extremos de barra, adem&aacute;s el estado tensional que posee cada barra. </font>     ]]></body>
<body><![CDATA[<P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">La determinaci&oacute;n    de las inc&oacute;gnitas es un proceso matem&aacute;tico complejo. El estado    tensional debe corresponder con la propiedad multiel&aacute;stica que posee    el material de la barra. Por esta raz&oacute;n, se empleo el software profesional    ANSYS versi&oacute;n 5.4, que permite a trav&eacute;s de recursos de optimizaci&oacute;n    determinar los valores de par&aacute;metros desconocidos. Despu&eacute;s de    comparar los valores promedios de los ensayos para cada variedad con la respuesta    del software se obtuvo el comportamiento que muestra la <a href="#f3">figura    3</a>.</font>     <P><a name="f3"></a>      <P align="center"><img src="/img/revistas/im/v14n1/f0307111.gif" width="451" height="347" alt="Figura 3. Comportamiento mec&aacute;nico de las barras del modelo geom&eacute;trico de 12 barras dispuestas perif&eacute;ricamente">      
<P>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">La propiedad del    material obtenido se caracteriza porque para peque&ntilde;os valores de esfuerzos    (entre 0 y 0.375 N/mm<sup>2</sup>) se producen grandes deformaciones comparadas    con las que se obtienen cuando se va incrementando su valor. Para valores por    encima de 0.625 [N/mm<sup>2</sup>] comienza a deformarse el material muy poco    a&uacute;n con un gran aumento de la carga. </font>      <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">A partir de esta    observaci&oacute;n, se puede plantear una hip&oacute;tesis para comparar el    comportamiento multiel&aacute;stico encontrado con la situaci&oacute;n que ocurre    a nivel celular. Cuando se aplica una carga peque&ntilde;a a la secci&oacute;n    transversal de la ca&ntilde;a, las c&eacute;lulas se reacomodan seg&uacute;n    les permita la elasticidad de las paredes celulares (per&iacute;odo de desplazamientos    grandes). Para mayores valores de carga existe un aumento de la presi&oacute;n    interna de las c&eacute;lulas que provoca el acercamiento al l&iacute;mite el&aacute;stico    de las paredes celulares (per&iacute;odos de desplazamientos peque&ntilde;os).    Estas etapas son las observadas y se puede predecir que para un aumento continuo    de carga las presiones internas son tan grandes que se rompen las paredes celulares    derramando su l&iacute;quido y provocando deformaciones permanentes en el material    biol&oacute;gico. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Por todo lo anterior,    las cargas aplicadas en los ensayos nunca provocaron que se sobrepasara el valor    del desplazamiento promedio de 0.3 mm que era la deformaci&oacute;n m&aacute;xima    donde no aparec&iacute;an grietas. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Hasta el momento    se puede afirmar que existe un comportamiento multiel&aacute;stico que es capaz    de reproducir el comportamiento viscoel&aacute;stico de la secci&oacute;n transversal    de la ca&ntilde;a de az&uacute;car cuando se le aplican cargas distribuidas    que no sobrepasan los 1.5 N/mm de longitud de la muestra. </font>     <P>      <P>      ]]></body>
<body><![CDATA[<P><b><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="3">COMPROBACI&Oacute;N    DEL MODELO DE COMPORTAMIENTO</font></b><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">    </font>      <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Se ha encontrado    un modelo que puede simular el comportamiento de la estructura para dos condiciones    de apoyo. Es oportuno recordar, que el modelo debe ser capaz de reproducir cualquier    otra situaci&oacute;n de carga, impuesta sobre la secci&oacute;n transversal    de la ca&ntilde;a de az&uacute;car. En tal sentido, el proceso de comprobaci&oacute;n    del modelo obtenido se fundamenta en la comparaci&oacute;n de los resultados    de los desplazamientos del nodo 4 obtenidos en la simulaci&oacute;n del modelo    estructural del ensayo triangular-60&#176; con los desplazamientos medidos en    el ensayo experimental. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El comportamiento    de los ensayos Triangular-60&#176;, coincide con las conclusiones arribadas    en los ensayos Diametral y Triangular-30&#176;. No obstante, para establecer    una buena comparaci&oacute;n entre el modelo y el ensayo, se reprodujo cada    uno obteni&eacute;ndose para cada muestra dos resultados, uno establecido por    la pr&aacute;ctica y otro por la simulaci&oacute;n; realiz&aacute;ndose una    comparaci&oacute;n estad&iacute;stica entre ambos con el objetivo de establecer    una diferencia. El estudio estad&iacute;stico, permite concluir que no existe    diferencia significativa, con un nivel de confianza del 95 %, entre los resultados  del ensayo y el resultado de la simulaci&oacute;n.</font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"> A modo de ejemplo se expone el <a href="#g2">gr&aacute;fico 2</a>, que refleja    el comportamiento promedio de la estructura para las variedades expuestas.</font>     <P><a name="g2"></a>     <P align="center"><img src="/img/revistas/im/v14n1/g0207111.gif" width="491" height="226" alt="Gr&aacute;fico 2. Comparaci&oacute;n del modelo con los resultados del ensayo triangular-60&deg;">      
<P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"> </font><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Lo    anterior comprueba la hip&oacute;tesis que se hab&iacute;a planteado para la    soluci&oacute;n del modelo, o sea, el comportamiento multiel&aacute;stico de    las barras permite en intervalos conocidos la aplicaci&oacute;n de la Ley de    <i>Hooke</i>, a pesar de que la estructura no cumpla con la misma. </font>      <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">El modelo de la    secci&oacute;n transversal del tallo puede ser modelado a partir de 12 barras    dispuestas sim&eacute;tricamente en la periferia de una circunferencia proporcion&aacute;ndole    al material de la barra la propiedad multiel&aacute;stica determinada en la    realizaci&oacute;n de estos ensayos. Esta propiedad permite obtener comportamientos    estructurales diferentes en funci&oacute;n de la cantidad de apoyo y la posici&oacute;n    que tengan los mismos. El <a href="#g3">gr&aacute;fico 3</a> muestra los resultados    del modelo de simulaci&oacute;n para una muestra que posea de di&aacute;metro    30 mm y de longitud 50 cuando se le aplica carga de 5 a 75 N. </font>     <P><a name="g3"></a>      <P align="center"><img src="/img/revistas/im/v14n1/g0307111.gif" width="455" height="234" alt="Gr&aacute;fico 3. Comportamiento que se obtiene al simular una muestra ideal ">     
]]></body>
<body><![CDATA[<P>      <P><font size="3"><b><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif">CONCLUSIONES    </font></b></font>      <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">1. El modelo multiel&aacute;stico    obtenido permite el estudio de varias situaciones de carga aspecto que no considera    la teor&iacute;a de la viscoelasticidad. </font>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">2. El comportamiento    mec&aacute;nico de la secci&oacute;n transversal de los tallos de ca&ntilde;a    de az&uacute;car para las variedades cubanas y brasileras analizadas, cargadas    radialmente, puede ser simulado a trav&eacute;s de un modelo estructural poligonal    de doce barras si le son impuestas a las propiedades del material la multielasticidad.    Esto permite el estudio de varias situaciones de carga aspecto que no considera  la teor&iacute;a de la viscoelasticidad.</font>     <P>     <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b>Agradecimientos</b>    </font>      <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">Los autores desean    agradecer a la Funda&ccedil;&atilde;o de Amparo Pesquisa do Estado de S&atilde;o    Paulo, el apoyo ofrecido para la viabilidad de los resultados de la investigaci&oacute;n    </font>     <P>      <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2"><b><font size="3">REFERENCIAS    </font></b></font>      <!-- ref --><P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">1. MORTENSON, M.    E. <i>Geometric Modeling</i>. USA: John Wiley &amp; Sons, Inc., 1985. 763 p.    ISBN 0-471-88279-8. </font>    <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">2. GONZ&Aacute;LEZ    FERN&Aacute;NDEZ, V. &quot;Estudio de la influencia de par&aacute;metros geom&eacute;tricos    en la resistencia de superficies de revoluci&oacute;n sometidas a presi&oacute;n    externa.&quot;. <i>Ingenier&iacute;a Mec&aacute;nica</i>. 2001, vol. 4, n&#186;.    3, p. 11 -17.     <br>   Disponible en: <a href="http://www.cujae.edu.cu/ediciones/Revistas/Mecanica/Vol-4/3-2001/_05_RIM010302Estudio-Vladimir%20_pag11-17_.pdf" target="_blank">http://www.cujae.edu.cu/ediciones/Revistas/Mecanica/Vol-4/3-2001/_05_RIM010302Estudio-Vladimir%20_pag11-17_.pdf</a>    .     <br>   ISSN 1815 - 5944. </font>      <!-- ref --><P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">3. WIENDAHL, H.    P. y LORENZ, B. &quot;Aerodynamic Part Feeding: Development of Aerodynamic Orienting    Devices&quot;. <i>The International Journal of Advanced Manufacturing Technology</i>.    1999, vol. 15, p. 417-424. Disponible en: <a href="http://springerlink.com/content/1fc0chy56v76kvm4/" target="_blank">http://springerlink.com/content/1fc0chy56v76kvm4/</a>.    </font>    <!-- ref --><P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">4. ROMANO, A. S.;    TEVES, I., <i>et al.</i> &quot;Incidencia del da&ntilde;o mec&aacute;nico en    semillas de Poroto (Phaseolus Vulgaris L.) sobre el desarrollo y el rendimiento    de plantas normales y anormales&quot;. <i>Idesia (Arica)</i>. 2010, vol. 28,    n&#186;. 2, p. 67-74. Disponible en: <a href="http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0718%20-34292010000200008&nrm=iso" target="_blank">http://www.scielo.cl/scielo.php?script=sci_arttext&amp;pid=S0718    -34292010000200008&amp;nrm=iso</a>. ISSN 0718-3429. </font>    <!-- ref --><P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">5. CAPURRO, J.    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KRIVTSOV, V.;    BELLINGER, E., <i>et al</i>. &quot;Incorporation of the intracellular elemental    correlation pattern into simulation models of phytoplankton uptake and population    dynamics&quot;.<i> Journal of Applied Phycology</i>. 2000, vol. 12, p. 453-459.    Disponible en: <a href="http://springerlink.com/content/kjm687255718h552/" target="_blank">http://springerlink.com/content/kjm687255718h552/</a>.    </font>    <P><font face="Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif" size="2">8. CERDEIRA, A.    L.; DORNELAS-DESOUZA, M., <i>et al</i>. &quot;Effects of Sugar Cane Mechanical    Harvesting Followed by No-Tillage Crop Systems on Leaching of Triazine Herbicides    in Brazil&quot;. <i>Bulletin Environmental Contamination and Toxicology</i>.    2005, vol. 75, p. 805-812.     <br>   Disponible en: <a href="http://springerlink.com/content/76450085k0205422/" target="_blank">http://springerlink.com/content/76450085k0205422/</a>.    </font>      ]]></body>
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