Recibido: 2/12/2025
Aceptado: 27/03/2026
https://revistas.unj.edu.pe/index.php/pakamuros
4
Volumen 14, Número 1, Enero - Marzo, 2026, Páginas 4 al 18
DOI: https://doi.org/10.37787/0qfkfv66
ARTÍCULO ORIGINAL
Propuesta de un nuevo material a base de fibra de coco para la utilización en la industria
de la construcción
Proposal for a new coconut fibre-based material for use in the construction industry
Kristell Bonilla
1
, Carlos Chávez
2
, Stephanny Chávez
3
, Génesis Martínez
4
y Guillermo Arriola
4 *
RESUMEN
La industria de la construcción busca reducir su impacto ambiental mediante el uso de materiales
sostenibles que permitan aprovechar residuos agroindustriales. En este contexto, la fibra de coco surge
como una alternativa ecoeficiente por su disponibilidad, bajo costo y propiedades físicas y mecánicas
favorables. El presente estudio tuvo como objetivo evaluar las propiedades físico-mecánicas y térmicas
de paneles elaborados con fibra de coco tratados químicamente, a fin de determinar su viabilidad como
material de construcción sostenible. Las fibras fueron sometidas a un proceso de secado y tratamiento
con NaOH al 5.00% antes de su incorporación en la matriz. Se elaboraron especímenes para ensayos de
densidad aparente, peso unitario, absorción de agua, humedad, resistencia mecánica y conductividad
térmica. Los resultados mostraron una densidad aparente de 0.733 g/cm³, con un peso unitario de 0.025
g/cm³, confirmando la ligereza del material. La absorción de agua alcanzó el 20.00%, mientras que la
humedad fue de 8.13%. En términos mecánicos, la fibra presentó una resistencia a la tensión de 574.00
kg/cm² y los paneles reforzados registraron valores de flexión entre 10.71 kg/cm
2
y 17.05 kg/cm², con
un promedio de 14.46 kg/cm². Además, el biocompósito SO
4
mostró una conductividad térmica de 0.091
W/m·K, valor característico de materiales aislantes.
Palabras clave: Fibra de coco, biocompósitos, propiedades mecánicas, construcción sostenible.
ABSTRACT
The construction industry seeks to reduce its environmental impact through the use of sustainable
materials that allow the use of agro-industrial waste. In this context, coconut fiber emerges as an eco-
efficient alternative due to its availability, low cost, and favorable physical and mechanical properties.
The objective of this study was to evaluate the physical-mechanical and thermal properties of panels
made with chemically treated coconut fiber, in order to determine their viability as a sustainable
construction material. The fibers were subjected to a drying process and treatment with 5.00% NaOH
before being incorporated into the matrix. Specimens were developed for tests of bulk density, unit
weight, water absorption, moisture, mechanical strength and thermal conductivity. The results showed a
bulk density of 0.733 g/cm³, with a unit weight of 0.025 g/cm³, confirming the lightness of the material.
Water absorption reached 20.00%, while humidity was 8.13%. In mechanical terms, the fiber presented
a tensile strength of 574.00 kg/cm² and the reinforced panels registered bending values between 10.71
kg/cm
2
and 17.05 kg/cm², with an average of 14.46 kg/cm². In addition, the SO
4
biocomposite showed a
thermal conductivity of 0.091 W/m·K, a characteristic value of insulating materials.
Keywords:
Coconut fiber, biocomposites, mechanical properties, sustainable construction.
*
Autor para correspondencia
1
Universidad Señor de Sipán, Perú. Email:
bbanceskristele@uss.edu.pe, chcotrinaca@uss.edu.pe,
calvaress@uss.edu.pe, gmartinezgenesi@uss.edu.pe, garriola@uss.edu.pe
Bonilla et al.
5
INTRODUCCIÓN
En la actualidad, la industria de la construcción enfrenta el reto de disminuir su impacto
ambiental mediante la incorporación de materiales sostenibles que permiten reducir el uso de
recursos no renovables y aprovechar residuos agroindustriales (Berardi & Iannace, 2015;
Bianchi et al., 2023). Frente a esta problemática, se hace imprescindible el desarrollo de
materiales ecoamigables que reduzcan la dependencia de recursos convencionales y al mismo
tiempo se puedan aprovechar residuos agroindustriales que hoy en día generan un impacto
negativo en el medio ambiente por su inadecuada acumulación (Colinart et al., 2021; Mehrzad
et al., 2022; Mohammadi et al., 2024).
En regiones tropicales, la producción de coco genera grandes cantidades de residuos orgánicos
que en su mayoría no son valorizados y generan un impacto agresivo y negativo a largo plazo
(Castro et al., 2020). Esto representa una oportunidad para transformar insumos de origen
natural en un valor agregado dentro de la industria de la construcción (Roque et al., 2020), por
lo que la incorporación de fibras de coco en matrices cementicias o en biocompuestos, no sólo
contribuye a una gestión más eficiente de los desechos, sino que también, promueve una
economía circular que favorece tanto a los productores agrícolas como a los constructores
(Zhang et al., 2023).
La relevancia científica de esta propuesta radica en demostrar la viabilidad técnica del uso de
fibras de origen natural como refuerzo, analizando sus propiedades físicas, mecánicas y de
durabilidad bajo diferentes condiciones ambientales (Abhijeet et al., 2021; Sorte et al., 2024).
Además, se busca generar evidencia experimental que permite escalar este tipo de soluciones
hacia aplicaciones prácticas, fomentando la innovación en el diseño de materiales de
construcción ecoeficientes (Qi et al., 2023; Pacheco-Torgal, 2020).
La fibra de coco, obtenida del mesocarpio del fruto del cocotero (Cocos nucifera), constituye
un subproducto agrícola abundante en las regiones tropicales (Ravilal et al., 2025). La fibra se
caracteriza por su baja densidad, alta resistencia a la tracción y durabilidad natural, lo que la
convierte en un recurso atractivo para la elaboración de materiales de construcción no
estructurales (Figueiredo et al., 2025; Lertwattanaruk et al., 2022). Su utilización no sólo
contribuye a la reducción de residuos orgánicos, sino que también ofrece una alternativa de bajo
costo frente a materiales convencionales como el drywall o la madera aglomerada (Alcivar et
al., 2024; Kumar & Raja, 2021).
Propuesta de un nuevo material a base de fibra de coco
6
En este contexto, el desarrollo de materiales alternativos se ha convertido en una prioridad para
responder a las exigencias de la economía circular y a los Objetivos de Desarrollo Sostenible
relacionados con producción responsable e innovación en infraestructura (Arcila et al., 2026).
Diversos estudios han demostrado que la incorporación de fibras naturales en materiales
compuestos mejora las propiedades como la tenacidad, el comportamiento frente a agentes
químicos y la capacidad de absorber tensiones, tal como lo muestran Guruswamy et al. (2024)
y Ly et al. (2022) en sus respectivas investigaciones, ya que evaluaron el uso de fibra de coco
como refuerzo sostenible para mejorar la resistencia a la compresión del concreto. Mientras que
Akarsh et al. (2025) identificaron que la mezcla óptima con 0.30% de fibra de coco y 10.00%
de ceniza de bagazo de caña aumentaron en un 12.00% en las propiedades mecánicas.
Asimismo, Rodríguez-Robalino et al. (2025), evaluaron los compuestos de fibra de coco, donde
demostraron que la incorporación del 17.50% de esta fibra, aumentó significativamente en
20.50% la resistencia a la tracción.
Por otro lado, Figueiredo et al. (2025), analizaron fibras de coco y alginato de sodio con ensayos
de tensión y compresión, determinando un aumento de un 10.00% en compresión y su
deformación de hasta 1.13 N/mm
2
. También Mishra & Kumar (2025), encontraron que la fibra
de coco empleada en el concreto, desarrolla una mejor resistencia a la flexión, lo cual ofrece una
gran solución sostenible en la construcción. Además, Rodríguez-Robalino et al. (2025),
analizaron el efecto de la fibra de coco como material térmico, incorporando en volumen hasta
el 17.50%, y estudiaron sus propiedades mecánicas y térmicas, así como comportamiento bajo
la acción del agua, donde indicaron que la adición de fibra de coco redujo la densidad en un
10.00%, mejorando además la resistencia a la flexión en un 20.50%, la resistencia a la
compresión en un 28.40%, pero se disminuyó la conducción térmica en un 56.30%, lo que
incrementó la eficiencia energética en 7.80%. Estos hallazgos confirman la viabilidad técnica
de la fibra de coco como material complementario en el sector construcción.
Del mismo modo Burhanudin & Setiawan, (2025), utilizaron fibra de coco y ceniza volante en
el concreto, donde integraron rangos de 0.25%, 0.50% y 1.00% en proporciones combinadas.
El análisis de dicha investigación reveló que la adición de ambos insumos mejoró en un 32.52%
la resistencia a la tracción, para la proporción optima del 0.50%. Además, Satheesh et al., (2024),
utilizaron fibra de coco y ceniza de fibra de coco para mejorar la eficiencia y las propiedades de
resistencia del concreto, para tal fin, utilizaron desde el 5.00% y el 20.00% en peso del cemento.
Bonilla et al.
7
Así mismo, lograron examinar diversas propiedades, como la trabajabilidad, las principales
propiedades mecánicas y la durabilidad. Finalmente determinaron que la adición de fibra de
coco aumenta la resistencia a la compresión, flexión y tracción en un 10.36%, 8.75% y 7.70% a
los 28 días, respectivamente, en comparación con el concreto estándar.
En ese contexto, en el Perú, De La Cruz & Guerrero (2019), analizaron la incorporación de fibra
de coco en adoquines con una resistencia de 175 kg/cm
2
, lo cual con la incorporación del 0.15%
de este insumo, se notó un aumento de la resistencia a la compresión en 16.50%. Además,
Cedeño et al. (2024) evaluaron la incorporación de fibra de coco con una resistencia del 210
kg/cm
2
en el concreto convencional, demostrando que la incorporación del 1.00% alcanza un
aumento 17.50% en resistencia a la flexión.
En ese sentido, la presente investigación propone el desarrollo y evaluación de paneles
elaborados con fibra de coco tratada químicamente, con el objetivo de determinar sus
propiedades físicas y mecánicas, su resistencia a condiciones ambientales adversas y su
viabilidad económica como material alternativo. De esta manera, se busca aportar con evidencia
científica que respalda el uso de la fibra de coco como un insumo ecoeficiente en la
construcción, contribuyendo a la innovación tecnológica y a la sostenibilidad en la ingeniería
civil y ambiental.
MATERIALES Y MÉTODOS
Materiales
Las fibras de coco se extrajeron principalmente de la Región San Martín, ubicado en la selva
central del Perú. Posteriormente, estas fibras se dejaron secar a temperatura ambiente durante
un periodo de 30 días. Una vez culminado este proceso inicial, y antes de su utilización, se
sometieron a un secado adicional en una cámara climática durante 24 horas a una temperatura
de 50°C. Estas condiciones controladas de secado resultaron en una reducción de masa del
26.70% y aseguraron que las fibras tuvieran características uniformes en términos de humedad,
minimizando las variaciones que podrían afectar los resultados de las pruebas de caracterización
posteriores.
Con el fin de mejorar la adherencia entre la fibra y la matriz cementicia, la fibra de coco fue
tratada químicamente con una solución de hidróxido de sodio (NaOH) al 5.00% en
concentración, tal y como recomienda Arcila et al. (2025) para el tratamiento de fibras de origen
natural. Finalmente, las fibras de la solución alcalina, se dejaron secar nuevamente en
Propuesta de un nuevo material a base de fibra de coco
8
condiciones controladas antes de ser incorporadas en la matriz, tal como se muestra en la Figura
1.
Figura 1
Tratamiento de las fibras de coco
Métodos
La metodología empleada en este estudio se ilustra en la Figura 2, el cual incluyó: i) formulación
de los paneles; ii) propiedades físicas; iii) propiedades mecánicas, esto con el objetivo de
conocer las propiedades mecánicas en condiciones ambientales adversas, a la vez que se
desarrollen materiales biocompuestos innovadores y sostenibles con un rendimiento térmico y
acústico mejorado.
Bonilla et al.
9
Figura 2
Diagrama de flujo de la metodología empleada
Fase
METODOLOGÍA
Formulación de los paneles
Propiedades físicas
(fibra de coco)
Propiedades mecánicas
(paneles)
Fibra de
coco
Alginato de
sodio +
aditivo
Composiciones
desarrolladas
Humedad
Absorción
Tensión
Densidad
Compresión
Flexión
PH
Protocolo de producción de muestras
Con el propósito de evaluar los efectos de la dosificación de la mezcla y la factibilidad de
incorporar fibras de coco tratadas con un aglutinante de origen biológico, se elaboraron y
caracterizaron un total de 12 especímenes destinados a la ejecución de diversos ensayos
experimentales, tal y como se muestra el procedimiento experimental desarrollado en el
laboratorio en la Figura 3. Cabe indicar que se evaluó una mezcla compuesta por 0.20 gramos
de fibra de coco previamente triturada, 50 mililitros de adhesivo (cola) y 250 mililitros de agua,
obteniéndose una solución con un volumen total de 300 mililitros de adhesivo diluido. La
mezcla se colocó en moldes de 50.00 mm x 50.00 mm x 50.00 mm y 40.00 mm x 40.00 mm x
160.00 mm y se prenso manualmente. Después de llenar completamente los moldes, las
muestras se curaron en una cámara climática durante 72 horas a una temperatura de 50.00°C.
Figura 3
Producción de las muestras en laboratorio
Propuesta de un nuevo material a base de fibra de coco
10
También, se evaluó la resistencia mecánica de las muestras y se utilizó como criterio de
rendimiento para garantizar la caracterización y el desarrollo de paneles aislantes. Además, se
investigó la geometría de la superficie para mejorar el coeficiente de absorción acústica. Se
investigó también, la geometría superficial de las muestras para examinar cómo las geometrías
superficiales afectan la interacción de las ondas sonoras con el material, con el fin de mejorar la
coeficiencia de absorción acústica.
En el caso de la geometría de la superficie se manipuló durante el proceso de moldeo con las
muestras en estado fresco. Por lo tanto, se fabricaron cuatro encofrados diferentes. Las
diferentes geometrías de encofrado consistieron en cubos y vigas. Esta geometría se ejecutó en
dos fases e incluyó orificios cilíndricos en la primera. Posteriormente, se rotó la probeta y se
añadieron orificios adicionales de menor diámetro. Todos estos procedimientos se desarrollaron
en relación a la propuesta de la investigación de Figueiredo et al. (2025), el cual es aplicable y
válido para biocompuestos a base de fibras de coco.
Pruebas mecánicas
La resistencia a la compresión y a la flexión de las diferentes probetas de biocompuesto se
evaluaron de acuerdo a la norma EN 1014-11 (BS EN 1015-11. 1999). Además, se utilizó una
máquina de ensayos universal Forney LA – 3626 – 220 de 44.50 KN con una célula de carga de
5 KN para realizar ambos ensayos. La resistencia a la flexión y a la compresión se determinó
mediante el ensayo de tres probetas de 40.00 mm x 40.00 mm x 160.00 mm curadas durante 72
horas en una cámara climática a 50°C.
Pruebas de conductividad térmica
La conductividad térmica del biocompósito SO
4
fue determinada mediante el método de fuente
de calor plana transitoria (TPS), empleando para ello un equipo HotDisk TPS 2500 S,
acompañado de un portamuestras y un sensor de Kapton. Este método ha sido seguido por Liuzzi
et al. (2020) y Figueiredo et al. (2025), los cuales manifiestan que, es el adecuado para el ensayo
de materiales homogéneos e isótropos, así como de materiales anisotrópicos con estructura
aniaxial, siempre que los valores de conductividad térmica se encuentren en un rango de 0.01 a
500.00 W.m. Para este ensayo en particular, se presentaron dos muestras cada una con un
diámetro de 15.00 mm y un espesor de 9.00 mm.
Bonilla et al.
11
RESULTADOS
Propiedades físicas de elementos de fibra de coco
Los ensayos físicos de la fibra de coco mostraron una densidad aparente de 0.733 g/cm
3
,
confirmando su liderazgo y aporte a la reducción de peso en biocompósitos. El peso unitario fue
de 0.025 g/cm
3
y el peso unitario compactado fue de 0.05 g/cm
3
, lo que evidencia su capacidad
de acomodación y disminución de vacíos. La absorción de agua alcanzó un 20.00%, indicando
alta porosidad e hidrofilicidad, lo que puede afectar la durabilidad, aunque favorece la
adherencia mecánica con la matriz. El contenido de humedad fue de 8.13%. Así mismo, la
Figura 4, muestra la resistencia a la tensión, la cual fue de 574.00 kg/cm
2
, confirmando el uso
de la fibra de coco como refuerzo importante y sostenible en materiales compuestos, siempre
que se apliquen tratamientos adecuados para mejorar su adherencia y reducir la absorción.
Figura 4
Resistencia a la tensión de la fibra de coco
Propiedades mecánicas
La Figura 5 muestra la tensión y flexión en función del desplazamiento de las muestras. Para un
valor de tensión corresponde a una marca de deformación del 10.00%, que representa la
deformación de la muestra con respecto a la altura total (Figura 5a). Asimismo, el ensayo de
resistencia a la flexión realizado a los paneles reforzados con fibra de coco (Figura 5b), arrojaron
valores para la muestra M1 de 17.05 kg/cm
2
, para la muestra M2 de 15.61 kg/cm
2
y para la
muestra M3 de 10.71 kg/cm
2
. Estos resultados evidenciaron cierta viabilidad en el desempeño
mecánico del material, con un promedio de resistencia de 14.46 kg/cm
2
, lo que permite apreciar
la capacidad del biocompósito para resistir esfuerzos de flexión en condiciones de carga.
Propuesta de un nuevo material a base de fibra de coco
12
Así mismo se realizó un análisis estadístico ANOVA con la finalidad de establecer la existencia
de diferencias significativas entre los valores de las muestras de la resistencia a la flexión (Figura
5b), mediante la prueba de medias de Tukey, determinándose que si existen diferencias
significativas entre dichas muestras (p=4.76E-17; F=3145.62 > Fcrítico=3.89), mostrando que
el valor promedio de la muestra M1 (17.05 kg/cm
2
) fue el de mejor desempeño, respecto a los
demás tratamientos.
Figura 5
Características mecánicas de paneles: (a) esfuerzo de tensión; (b) esfuerzo de
flexión
b)
Bonilla et al.
13
Conductividad térmica
El biocomposito SO
4
presentó una conductividad térmica media valor de 0.091 ± 0.002 W/m·K.
Sin embargo, un análisis literario, donde se utilizaron fibras de coco y otros aglutinantes de base
biológico, indican valores de 0.08 W/m·K (Muthuraj et al., 2019). Esto sugiere, que los
resultados obtenidos en este estudio podrían mejorar aún más el diseño de mezcla de
formulación y refinar el proceso de producción de las muestras para un posterior uso como
elemento de construcción.
DISCUSIÓN
Los resultados obtenidos en esta investigación evidencian que la fibra de coco presenta
propiedades físico-mecánicas y térmicas que la posicionan como un material alternativo viable
en la industria de la construcción. En términos físicos, la baja densidad (0.733 g/cm
3
) conforma
su potencial para la elaboración de elementos ligeros, en concordancia con lo reportado por
Figueiredo et al. (2025), quienes señalan que la incorporación de fibras vegetales reduce
significativamente el peso biocpmpuestos sin comprometer su integridad estructural.
En cuanto a la absorción de agua (20.00%) y el contenido de humedad (8.13%), los valores
reflejan la naturaleza higroscópica de la fibra, similar a lo documentado por Cedeño et al. (2024).
Aunque esta condición puede limitar la durabilidad del material en ambientes húmedos, también
contribuye a una mejor adherencia mecánica con la matriz cementicia. De este modo, resulta
indispensable la implementación de tratamiento químicos superficiales que reduzcan su
hidrofilicidad, aspecto corroborado por Alcívar et al. (2024), quienes observaron mejoras
notables en la durabilidad tras aplicar tratamientos alcalinos.
Desde la perspectiva mecánica, la resistencia a la tensión de la fibra (574.00 kg/cm
2
) y la
resistencia a flexión de los paneles (valor promedio de 14.46 kg/cm
2
) evidencian un desempeño
favorable, aunque menor en comparación con materiales tradicionales como la madera
aglomerada. Sin embargo, estos valores resultan competitivos frente a otros biocompósitos
estudiados por Guruswamy et al. (2024), quienes destacaron incrementos de entre 10.00% y
15.00% en la resistencia de compuestos reforzados con fibras naturales.
Respecto a las propiedades térmicas, la conductividad del biocompósito (0.091 W/m.K) se
encuentra dentro del rango de los materiales aislantes, lo que coincide con lo descrito por
Muthuraj et al. (2019) y Figueiredo et al. (2025). Este hallazgo resalta el potencial de la fibra de
coco, no sólo como refuerzo estructural, sino también como un componente sostenible en el
Propuesta de un nuevo material a base de fibra de coco
14
desarrollo de paneles de aislamiento térmico y acústico, favoreciendo la condición energética
de las edificaciones.
CONCLUSIONES
La fibra de coco presentó una densidad aparente baja, lo que confirma su ligereza y potencial
para la reducción de peso en biocompósitos, favoreciendo su aplicación en la industria de la
construcción.
Los valores del peso unitario y peso unitario compactado evidencian la capacidad de la fibra
para disminuir vacíos en la matriz, lo cual contribuye a una mejor integración en materiales
compuestos.
La fibra mostró una alta absorción de agua y contenido de humedad, lo que resalta la necesidad
de aplicar tratamientos superficiales que controlen su hidrofilicidad para mejorar la durabilidad
y la adherencia con matriz cementicia.
En términos de las respuestas mecánicas, la tensión de rotura demostró que la fibra de coco,
posee resistencia significativa, reforzando su viabilidad como un material complementario
adecuado y sostenible. En tanto, los ensayos de flexión en los paneles reforzados con fibra de
coco alcanzaron un valor promedio de 14.46 kg/cm
2
, lo cual evidencia un desempeño mecánico
aceptable frente a cargas de flexión.
Finalmente, la conductividad térmica del biocompósito, lo ubica dentro del rango de materiales
aislantes, lo que incrementa su potencial como material ecoeficiente para aplicaciones en
construcción, abriendo una oportunidad para líneas de investigación en la ingeniería civil,
ambiental y ramas afines sobre el uso potencial de este tipo de biocompuestos en el sector
construcción.
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