construccion de madera apartir de fibras vegetales

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE INGENIERA

QUMICA

TRABAJO CON EL CARCTER DE

TESIS DE GRADO

PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO QUMICO

TEMA: ELABORACIN DE MDULOS

ESTRUCTURALES A BASE DE FIBRA DE ESTOPA DE COCO PARA VIVIENDAS DE

BAJO COSTO

PRESENTAN. NADIA HABANA VILLEGAS GIRN ROBERTH PAL VLEZ CERVANTES DIRECTOR DE TESISI: ING. ECUADOR GOMEZ

ECUADOR, GUAYAQUIL 13 de Julio del 2007

MODULOS ESTRUCTURALES A BASE DE FIBRA DE ESTOPA DE COCO PARA VIVIENDAS DE BAJO COSTO

2

AGRADECIMIENTO GENERAL Al terminar este proyecto de tesis queremos expresar nuestro agradecimiento a aquellas personas que colaboraron directa o indirectamente para la culminacin de esta Tesis como son: Ing. Jos Valdez, por impulsar con ideas visionarias a este proyecto y dems profesores que impartieron en nosotros el conocimiento en el transcurso de nuestra carrera, de igual manera a la Seora Norma, bibliotecaria de la Facultad de Ingeniera Qumica, al Seor Enrique Operador de los equipos del Laboratorio de Resistencia de Materiales Arnaldo Ruffilly Habana Villegas G. Paul Velez C.


3

AGRADECIMIENTO.

En el transcurso de mi carrera profesional, hubieron personas que estuvieron a mi lado incondicionalmente dndome la posta de aliento, nimo, perseverancia, valor y esfuerzo que todo competidor requiere para llegar a su meta. Es por este motivo que agradezco infinitamente a mis padres Rosa Girn, Oliva Vallejo y Marcos Villegas quienes con amor y visin invirtieron en m y apostaron a mi capacidad y esfuerzo propio, ganando a mi lado el ttulo anhelado. A mis hermanas Sashenka y Tania que con su voz de aliento y cario me daban el empuje en los momentos de desanimo, a mis sobrinos. Alejandra, Kevin, Jean Pierre, Andrs, Evita quienes con paciencia toleraban mi ausencia y esperaban mi regreso. De igual forma agradezco con todo mi corazn a mi novio Paul Velez, quien ha sido mi apoyo incondicional, ni amigo con el he compartido alegras y tristezas, triunfos y cadas, ya que juntos caminamos este largo sendero para alcanzar la meta anhelada nuestra Ingeniera. Pero sobre todas estas personas le dedico este titulo a mi Dios, el que abri todas las puertas de principio a fin para que yo alcance mis sueos, la gloria y la honra es para tu Seor gracias. Y a ti mi ngel te amo. ATT.

N. HABANA VILLEGAS G. INGENIERA QUMICA


4

AGRADECIMIENTO Al culminar mi carrera le doy gracias primeramente a JESS DE NAZARED, puesto que l Maestro me ayudo en los momentos mas difciles de mi vida, y fue mi fuente de inspiracin para esforzarme y lograr esta meta. Tambin quiero darle gracias a mi mam, Diva Cervantes, quien fue mi apoyo econmico y espiritual, este titulo te lo dedico a ti querida madre. A mi querida hermana que me acompao con sus palabra de aliento a quien dejo como ejemplo el esfuerzo y el costo de alcanzar un titulo. A mi Novia Habana Villegas por ser incondicional en todo momento, sobre todo en los momentos difciles y por ser una verdadera amiga y compaera No hay sueo que no se pueda alcanzar sin esfuerzo ATT.

R. PAUL VELEZ CERVANTES.

INGENIERO QUIMICO


5

PUNTOS DEL SUMARIO.

Pg.

introduccin. 15 objetivo del proyecto 16

- generales 16 - especifico 16

Metodologa. 16

1. Marco terico. 17

1.1 MODULOS ESTRUCTURALES. 18

1.2. USOS POTENCIALES DEL MATERIAL 19

1.2.1. Construccin de viviendas PRE fabricadas. 19 1.2.1.1. Las ventajas de este tipo de propiedades. 20

1.2.2. Manufactura de diferentes clases de muebles. 22 1.2.3. Elementos de oficina. 22 1.2.4. Contenedores para reciclaje. 23 1.2.5. Mobiliarios de hogar 23 1.2.6. Mobiliarios de oficina 23 1.2.7. Adecuaciones para us0 agropecuario. 23 1.2.8. Vehculos de transporte. 24

1.3 Demanda habitacional 24

1.4. Generalidades del cocotero. 25 1.4.1 variedades de cocotero. 26 1.4.1.1. Gigantes. 26 1.4.1.2 ENANOS. 27 1.4.1.3. HBRIDOS. 27 1.4.2. Variedad de cocotero en ecuador 28

1.4.2.1. Diferencias sobresalientes entre esta 28 dos variedades.

1.4.3. Composicin porcentual de la estructura 29 del coco

CAPITULO 1 17

MARCO REFERENCIAL 14


6

1.4.4 caractersticas principales del cocotero. 29

1.4. 5. Cultivo del cocotero. 31 1.4.5.1 .Luz: 31 1.4.5.2. Temperaturas: 31 1.4.5.3. Humedad: 31 1.4.5.4. Suelo: 31 1.4.5.5. Riego: 31 1.4.5.6. Abono: 31 1.4 .5.7. Plagas: 31 1.4. 5.8. Multiplicacin: 32

1.4.6. Informacin nutricional del coco: 33

1.4.7. USO INTEGRAL DEL COCOTERO 33 1.4.7.1. Madera de tronco 34 1.4.7.2. Yema o corazn apical del tallo 34 1.4.7.3. Races 34 1.4.7.4. Hojas secas 34 1.4.7.5. Pecolos hojas 34 1.4.7.6. Hojas blancas jvenes 35 1.4.7.7. Vstagos florales sin abrir 35 1.4.7.8. Fruto: 35 1.4.7.8.1Copra: 35 1.4.7.8.2 casco 35 1.4.7.8.3. Cscara fibrosa 36 1.5 clasificacin de las fibras 36 1.5.1. Importancia del uso de la fibra vegetal 37

1.6. Fibra de estopa de coco 38 1.6.1. Composicin qumica de la fibra de coco. 39 1.6.1.1 elementos minerales en las cenizas en la fibra 39 1.6.2. Clasificacin de la fibra de coco 40 1.6.2.1. La fibra blanca: 40 1.6.2.1.1. Productos 40 1.6.2.2. Fibra parda 41 1.6.2.2.1 productos: 41 1.6.2.2.2. Polvo de fibra de coco (SUSTRATO) 43 1.7. Caractersticas generales de la fibra de coco 45 1.8. Disponibilidad de la materia prima. 46 1.8.1 produccin de cocotero en el ecuador 46 1.8.2 produccin de cocotero en la provincia 47 de esmerada 1.8.2.1. Descripcin tcnica de la 47 Produccin del cocotero en la provincia de esmeraldas


7

1.8.2.2. Ventajas y desventajas del 48 Sector, donde se llevara a cabo el proyecto.

1.8.3 capacidad de uso de los suelos 49 1.9. Otros materiales. 50 1.9.1cemento. 50 1.9.1.1. Origen 50 1.9.1.2. Propiedades qumicas 50 1.9.1.3. Tipos de cemento segn sus 51 Caractersticas especficas. 1.9.1.3.1 cemento tipo 1. 51 1.9.1.3.2 cemento tipo 2. 51 1.9.1.3.3 cemento tipo 3. 52 1.9.1.3.4 cemento tipo 4. 52 1.9.1.3.5 cemento tipo 5. 52 1.9.1.4. Campos De Aplicacin 52 1.9.1.5. Composicin del cemento Prtland. 53 1.9.1.5.1 Reacciones de formacin del cemento 53 1.9.1.5.2. Reacciones de hidratacin en la mezcla de 54 cemento 1.9.1.6. Composicin del concreto. 56 1.9.1.6.1 La pasta: 57 1.9.1.6.1 .1 Elementos fundamentales: 57 1.9.1.6.1.1.1 El gel: 57 1.9.1.6.1 .1 .1. 2 Los poros: 57 1.9.1.6.2. El agregado: 58 1.9.2 arena. 58 1.9.3. Polietileno de alta densidad (reciclado). 59 1.9.3.1. Clases de los plsticos. 60 1.9.3.1.1termoplsticos. 61 1.9.3.1.2 termoestables. 61 1.9.3. 2. Clases de polietileno 61 1.9.3.2.1 el polietileno de baja densidad. 61 1.9.3.2 .2 polietileno de alta densidad 62 1.9.3.2.3 polietileno lineal de baja densidad. 62 . 1.9.4 seleccin de la resina. 62 1.9.4.1 la resina polister. 62 1.9.4.1.1 endurecimiento de la resina polister. 63 1.9.4.1.2 fases del endurecimiento de la 63 Resina polister. 1.9.4.1.3 reaccin en el endurecimiento de la resina 65


8

1.9.4.1.4 aplicaciones de esta resina. 66 1.9.4.1.5 caractersticas de la resina polister. 66 1.9.4.1.6 sistema cataltico para la resina polister. 66 1.9.4.2. Recomendacin en el endurecimiento 66 de la resina. 1.9.4.3. Condiciones de trabajo. 67 1.9.4.4. Precauciones de uso. 67 1.9.4.4.1. Resina polister. 67 1.9.4.4.2. MEC peroxido. 1.9.4.4.3. Octoato de cobalto. 68 1.10. Problemtica de los residuos slidos 68 de la provincia de esmeraldas

2. caractersticas fsico qumicas de la fibra de coco. 72 2.1 caractersticas fsicas. 73

2.2. Caractersticas qumicas. 74 3. Materiales y mtodos. 75 3.1. Mtodo. 76

3.2. Descripcin de las operaciones 76 Unitarias que interviene en el proceso

3.2.1. Trituracin. 77 3.2.2 tamizado. 77 3.2.3. Mezclado. 77 3.2.4. Prensado. 77

3.3. Preparacin de la materia prima principal 78 (Estopa de coco)

3.3.1 diagrama de flujo 78 3. 3. 2. descripcin de la etapa de desfibrado 79 3.3.2.1. Control de humedad 79 3.3.2.2. Desfibrado. 80 3.3.2.2.1. Seleccin del equipo para el 80 Proceso de descifrado

CAPITULO 3 75

CAPITULO 2 72


9

3.3.2.2.1. 1. Desfibrado qumico. 81 3.3.2.2.1. 2. Desfibrado manual. 81 3.3.2.2.1. 3. Desfibrado mecnico. 81

3.3.2.3. Triturado. 82 3.3.2.3.1proceso experimental del triturado. 83 3.3.2.4. Tamizado. 84

3.3.2.5. Pesado. 84 3.3.2.6 almacenado. 85

3.4. Preparacin del plstico (me - f P) 85

3.4.1 Diagrama de flujo 85 3.4.2. Descripcin del proceso 86 3.4.2.1. Recepcin 86 3.4.2.2. Separacin y clasificacin del plstico. 86 3.4.2.3. Lavado y secado. 87 3.4.2.4. Triturado. 88 3.4.2.5. Tamizado 89 3.4.2.6. Pesado. 89

4. modulo estructural a base de fibra de coco y plstico. 90

4.1. Condiciones de diseo. 91

4.1.1. Factores experimentales variables 91 4.1.2. Condiciones de trabajo. 92 4.2. Preparacin de las mezclas. 92 4.2.1. Proporciones. 92 4.3. Desarrollo matemtico. 93

4.3.1. Obtencin de volumen. 93 4.3.2. Obtencin de la masa 94

4.4. Combinacin de las variables 94 4.4.1tablero n 1 94 Fibra polietileno alta densidad

4.4.2 tablero n 2 94 Fibra polietileno alta densidad

4.4.3 tablero n 3 95 Fibra polietileno alta densidad

CAPITULO 4 90


10

4.4.4. Tablero n 4 95 Fibra polietileno alta densidad

4.5. Ingeniera y desarrollo del proceso. 96

4.5.1. Diagrama de flujo proceso de elaboracin 96 de mdulos fibra de coco y polietileno de alta densidad.

4.5.2. Descripcin del proceso 97 4.5.2.1. Mezclado. 97

4.5.2.2. Preparacin de los moldes. 97 4.5.2.3. Incorporacin a los moldes 97

4.5.2.4. Compactacin. 98 4.5.2.5. Enfriado y desmoldado. 99

4.5.2.6. Cortado y pulido. 99

5. modulo estructural a base de fibra de coco y cemento. 100

5.1. Condiciones de diseo. 101 5.1.1 factor experimental de variables. 101 5.1.2. Condiciones de trabajo. 101

5.2 variables de estudio. 102 5.3 combinacin de las variables. 102 5.3.1 tablero n 1 fibra cemento 102 5.3.2 tablero n 2 fibra cemento 103 5.3.3. Tablero n 3 fibra cemento 103 5.3.4. Tablero n 4 fibra cemento 103 5.3.5. Tablero n 5 fibra cemento 104 5.3.6. Tablero n 6 fibra cemento 104

5.4. Preparacin de las mezclas. 105 5.4.1 formulas usadas. 105 5.4.2. Desarrollo matemtico 106 5.4.2. 1. Obtencin de volumen. 106 5.4.2. 2. Obtencin de la masa 106

5.5.2. Descripcin del proceso 107

5.5.2.1. Preparacin de los moldes 107 5.5.2.2. Pesada. 108 5.5.2.3. Mezclado. 108 5.5.2.4. Incorporacin en los moldes 110 5.5.2.5. Prensado 111 5.5.2.6. Desmoldado. 111 5.5.2.7. Curado y fraguado del tablero 112

CAPITULO 5 100


11

6. evaluacin de las propiedades fsicos y 113 Mecnicas del modulo estructural fibro cemento.

6.1. Normas aplicadas 114

6.1.1. Resistencia a la flexin 114 (Norma nte INEN 2080:969)

6.1.1.1. Objetivo. 114 6.1.1.2. Disposiciones generales. 114 6.1.1.3. Mtodo de ensayo. 114

6.1.1.4. Procedimientos 115 6.1.1.5. Expresin de resultados. 116 6.1.1 .5.1. Resistencia a la flexin. 116 6.1.1 .4. 2. cuota de rigidez (r) 116

6.1.2 hinchamiento del espesor de 2 a 24 hr. 118 a inmersin. (Norma nte INEN 2081:96)

6.1.2 .1 DEFINICIN. 118 6.1.2.2. DIMENSIONES DE LAS PROBETAS. 118 6.1. 2.3. PROCEDIMIENTO. 118

6.1.3. Prueba de densidad. 119 (Norma nte INEN 2082:96.)

6.1.3.1. Objetivo. 119 6.1.3.2. Alcance 120

6.1.3.3. Mtodo. 120

6.1.3.3.1. Preparacin de las probetas. 120 6.1.3.3. 2. Aparato. 120

6.1.3.4. Procedimiento. 120

6.1.4. Determinacin de la susceptibilidad de 121 Ignicin de materiales de construccin. (Norma nte INEN 0751:87)

6.1.4.1. Objetivo. 121 6.1.4.2. Alcance. 121

6.1.4.3. Mtodo. 121 6.1.4.4. Instrumental. 122

6.1.4.4.1. Soporte. 122 6.1.4.4.2. Quemador de gas. 122 6.1.4.4.3. Cronometro. 122 6.1.4.4.4. Probetas. 122

6.1.4.5 procedimientos. 122

CAPITULO 6 113


12

6.1.5. Determinacin de la resistencia a la 123 Compresin. (Norma nte INEN 0488)

6.1.5.1. Objetivo. 123 6.1.5.2. Alcance. 123 6.1.5.3. Mtodo de ensayo. 123

6.1.5.4. Procedimiento 124

7. resultados. 126

7.1 mdulos estructurales a base de fibra y plstico. 127 7.2 mdulos estructurales a base de fibra y cemento 127

8. costos de produccin para elaboracin de 132 Mdulos estructurales.

8.1. introduccin. 133 8.2. Costos directos. 133

8.2.1. Costos de los equipos. 133 8.2.1.1. Herramientas principales: 133 8.2.1.2. Herramientas menores. 134 8.2. 2. Modulo fibro-cemento 134 8.2.2.1. Tarifa de costos herramientas principales. 134 8.2.2.2. Tarifa de costos herramientas menores. 135

8.2.3. Modulo fibro plstico 135 8.2.3.1. Tarifa de costos herramientas menores. 135

8. 3. Costo de mano de obra. 136

8.3.1. Modulo fibro cemento 136 8.3.1.1tarifa de costo segn el rango de los obreros. 136

8.3.2. Modulo fibro plstico 137 8.3.2.1. Tarifa de costo segn el rango de los obreros. 137

8.4. Costos de materias primas. 137 8.4.1. Unidades de las materias primas utilizadas 137 en el proceso. 8.4.2. Modulo fibro cemento 138 8.4.2.1. Tarifa de costos de las materas primas. 138

CAPITULO 8 132

CAPITULO 7 124


13

8.4.3. Mdulo fibro - plstico. 138 8.4.3.1. Tarifa de costos de las materas primas. 138

8.5. Costos indirectos. 139

8.5.1 costos de servicios generales. 139 8.5.1.1. Tarifa de costos de los servicios generales. 139

8.5.2. Mdulo fibro cemento 139

8.5.2.1. Tarifa de costos de los servicios generales. 140

8.5.3. Modulo fibro - plstico. 140

8.6. Costos de transporte. 140

8.6.1. Modulo fibro-cemento: 140 8.6.1.1. Anlisis de precios unitarios 141 Modulo fibro-cemento

8.6.1.1.1. Equipos. 142 8.6.1.1.2. Mano de obra. 142 8.6.1.1.3. Materiales. 143 8.6.1.1.4. Costos de servicios generales. 143 8.6.1.1. 5. Costos de transporte modulo 144 Fibro -cemento:

8.6.2. Resultados finales mdulos 144 Fibro cemento por 1m2 8.6.3. Mdulo fibro-plstico. 145

8.6.3.1. Anlisis de precios unitarios modulo 145 Fibro-plstico. 8.6.3.1. 1 equipos. 145 8.6.3.1. 2 mano de obra. 146 8.6.3.1. 3 materiales. 146

8.6.4. Resultados finales mdulos 147 Fibro plstico por 1m2

9. conclusin y recomendacin 149 10. bibliografa. 159 11. apndice 165

seccin a 177 seccin b 190 seccin c 206 seccin d 214 seccin e 215 seccin f 229 glosario

CAPITULO 9 148


14

Marco referencial


15

Introduccin. Esta investigacin, esta basada a los nuevos requerimientos y perspectivas de la ingeniera qumica en la actualidad, sabiendo que nuestra carrera se rige sobre los principios de procesos sustentables acondicionados con caractersticas ecolgicas, conociendo que los residuos slidos constituyen una fuente de contaminacin a nivel nacional y mundial. La estopa del coco se la considera en la zona norte de la provincia de Esmeraldas, como un residuo slido excesivo que causa un gran impacto ambiental; dicho problema obedecera a la gran demanda del coco y sus productos derivados, producidos en este sector. Por lo tanto el perfil de la Ingeniera Qumica nos orienta a la bsqueda de nuevos materiales que generen un mnimo de contaminante y residuos en los procesos de fabricacin, utilizando materiales de desechos como la estopa del coco, que aparentemente no tiene ninguna utilidad o alternativa de uso, transformndola en un producto til para la industria y la misma sociedad. Es por ello que sta investigacin aborda el tema de aprovechamiento de recursos renovables de desechos; aplicando los principios de operaciones unitarias para la elaboracin de mdulos estructurales a base de fibra de la estopa del coco. Desde este punto de vista, era meritorio analizar la utilidad de dicho residuo; de modo que se logro determinar la metodologa adecuada, para obtener un aglomerado de la fibra del coco. Ya que en todo el pas y en particular en las comunidades de la zona norte de la provincia de Esmeraldas el dficit habitacional es muy alto. Por lo que, con sta investigacin se tratar de aportar a la solucin de este problema ofrecindoles a los habitantes de esta zona una alternativa para mejorar sus condiciones de vida, en base al aprovechamiento integral de la fibra del coco aplicado como producto alternativo para la construccin.


16

OBJETIVOS DEL PROYECTO OBJETIVO GENERAL.

Utilizar como materia prima la fibra del coco para la fabricacin de mdulos estructurales a fin de utilizarlos en viviendas de bajo costo, de esta forma contribuir al desarrollo de nuevas tcnicas basadas en la produccin de materiales de construccin a partir de materiales de desecho. OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Elaboracin de mdulos estructurales a partir de fibra

estopa de coco. Lograr obtener un aglomerado con bajo costo de

fabricacin.

Obtener una base de datos, acerca de las propiedades fsicas y mecnicas del prototipo, que cumplan con las especificaciones para fines de su utilizacin.

METODOLOGA. La metodologa a seguir en este proyecto es la siguiente.

1. Estudio de la materia prima (fibra de estopa de coco). 2. Estudio de materiales secundarios. (plstico y

cemento) 3. Desarrollo del proceso de elaboracin de mdulos

estructurales (diagrama de flujo). 4. Control de calidad. (anlisis de laboratorio). 5. Costos de produccin. 6. Redaccin de informe. 7. Anlisis Comparativo.


17

CAPITULO 1

MARCO

TEORICO


18

1.1 MODULOS ESTRUCTURALES.

Este producto que hace unos 20 aos era desconocido en el mercado comn, nace con la finalidad de aprovechar al mximo la madera provenientes de los rboles, es as que materiales que anteriormente eran considerados rechazos en las fabricas madereras, como son el aserrn y la viruta, se los utiliza como materia prima para la elaboracin de los mdulos estructurales, de este modo no existe desperdicio alguno en el tratamiento de la madera en los diferentes usos industriales. Es importante conocer que el uso y explotacin de la madera se da desde tiempos inmemorables, los usos de este recurso van desde abrigarnos de la intemperie y el fro hasta la generacin del fuego, sin embargo el hombre en su constante evolucin se dio cuenta que la madera podra ser utilizada para mltiples fines, como son la fabricacin de casas, la construccin de utensilios para diferentes usos, la fabricacin muebles y anaqueles, para la fabricacin del papel y cartones; y otros usos, el hombre con afn de mejorar la explotacin de la madera utilizo como herramienta la ingeniera; sin darse cuenta del dao ecolgico que se produce en la naturaleza, por este motivo el dao al que esta siendo sometido nuestro planeta al ser explotados los recursos en forma descomedida traer consecuencia nefastas para el equilibrio del planeta, como ejemplo el efecto invernadero que da como resultado el Fenmeno el Nio entre otros. Por este motivo carreras como la ingeniera qumica busca obtener productos sustitutos de la madera que posean caractersticas similares o superiores, utilizando materiales que sean ecolgicos, econmicos y abundantes; es all que como alternativa principal nace la idea del reciclaje para la optimizacin de los recursos, sin embargo el reciclaje no soluciona el problema de explotacin de los recursos naturales, por esta razn es importante el estudio de nuevos sustitutos de la madera, de este modo los qumicos buscaron en materiales como son las fibras vegetales, cuyas caractersticas fsicas y qumicas son apropiadas para la elaboracin de mdulos estructurales. Puesto que esta investigacin tiene la finalidad de elaborar mdulos estructurales, es necesario definir que es un modulo estructural o tambin llamado tableros de aglomerados, por definicin el aglomerado es un material


19

compacto, compuesto por partculas ligadas mediante una sustancia aglomerante.- Aunque existen numerosos tipos, dependiendo de las sustancias que intervengan, entre los ms generalizados destacan los de virutas de madera o corcho, sustitutos de la madera como la fibra vegetal, ciertos plsticos y los aglomerados ptreos.

LA FIBRA HECHA INGENIERIA

Fig.1 Mdulos Estructurales Fibra De Coco

Fuente. Revista Obras Materiales Reciclados antes Desperdicios Enero

2003 Pg. 68 -71

1.2. USOS POTENCIALES DEL MATERIAL

Al observar las cualidades de los mdulos estructurales a base de fibra de coco que se han desarrollado en esta investigacin con mucha confiabilidad a continuacin les detallamos algunos de los usos potenciales que le podemos dar a este material.

1.2.1. CONSTRUCCION DE VIVIENDAS PRE FABRICADAS.

El alto precio de los materiales tradicionales de construccin para viviendas provoca un aumento en la demanda de casas prefabricadas.

Las casas prefabricadas tienen las mismas garantas que una construccin tradicional de ladrillo, con algunas ventajas como el tiempo de ejecucin de la obra y el coste de las mismas. Estas viviendas no tienen nada que envidiar a las casas de construccin tradicional, siendo incluso ms confortables, debido a los materiales aislamiento trmico


20

- acstico, ahorrando en energa por tanto en los gastos en la factura de calefaccin o aire acondicionado. Al mismo tiempo realizamos una funcin de conservacin del planeta por el ahorro energtico sobre la combustin de materiales fsiles, reduciendo as la contaminacin atmosfrica. Tambin se reduce el consumo de agua por que la mayora de los materiales que se utilizan prcticamente no requieren de agua para la fabricacin y posterior construccin, (construccin bioclimtica y ecolgica).

Estos materiales con los que se trabaja son muy dctiles y permiten que en un futuro se hagan reformas, ampliaciones con mayor rapidez, menores problemas y ms econmicos.

Gracias a las propiedades ignifugas de la fibra de coco el modulo estructural prcticamente se puede considerar poco inflamable, se han analizado muchos experimentos que han demostrado que la densidad y la toxicidad de los gases del humo no influyen en los tableros aglomerados.

1.2.1.1. LAS VENTAJAS DE ESTE TIPO DE PROPIEDADES

Principales ventajas de la utilizacin de mdulos estructurales en casa prefabricadas son:

Precios ms asequibles Menor tiempo de construccin Mejor aislamiento trmico acstico Menor consumo energtico (construccin bioclimtica

y ecolgica) Estructura sismorresistente (proteccin para las

personas que habitan en ellas) Grandes posibilidades de diseo y dimensiones de

30m2 a 500m2 o ms m2. Presupuesto cerrado. Posibilidad de colocarlas en terreno rstico.

Pero adems del ahorro en tiempote construccin tambin hay cualidades que se refieren a la utilidad de los materiales. En s son casas cuyos materiales principales se componen de una estructura de acero galvanizado o madera con recubrimiento interior con aislantes trmicos-acsticos


21

como la lana mineral de roca y la propia fibra de coco prensada cin un espesor determinado. Exteriormente se revisten con mortero tipo mococapa de color o para pintar, se pueden revestir de otros materiales como la piedra, la cermica, requieren de una cimentacin con base de hormign. Pero para evitar estos materiales nosotros hemos realizado un tablero aglomerado fibro- cemento que en este caso es de gran utilidad para abaratar los costos de la vivienda.

La Estructura sismorresistente, realiza una funcin de proteccin para las personas que habitan en ellas y al mismo tiempo nos da confianza y seguridad en caso de tener a efecto movimientos ssmicos de gran magnitud, como ocurre habitualmente en pases como Japn, Estados Unidos, donde este sistema de construccin reduce al mximo el nmero de victimas en casos de catstrofes.

Caso contrario ocurre en los pases donde el sistema de construccin pesada a base de hormign, bloques o ladrillos en caso de catstrofes cobran muchas vctimas.

Fig.2 Estructuras y diseos de casa Pre fabricadas a bases de mdulos

estructurales


22

1.2.2. MANUFACTURA DE DIFERENTES CLASES DE

MUEBLES La facilidad de manipulacin, insensible a las roturas, atractivos decorativos, resistente a la humedad y bajos costos entre otras de las muchas cualidad que presenta este material, se imponen a la hora de adquirir toda clase de muebles y accesorios para la vivienda y espacios en general generado una gran demanda por este tipo de materiales.

Fig.3 Aplicacin de Mdulos Estructurales en Manufacturas de Muebles

Dadas sus caractersticas y propiedades los mdulos estructurales tienen infinitos usos y aplicaciones. La siguiente secuencia fotogrfica muestra algunos de ellos.

1.2.3. ELEMENTOS DE OFICINA.

Fig.4

Aplicacin de mdulos estructurales en elementos de oficina


23

1.2.4. CONTENEDORES PARA RECICLAJE.

Fig.5 Aplicacin de mdulos estructurales en contenedores de oficina

1.2.5. MOBILIARIOS DE HOGAR

Fig.6 Aplicacin de mdulos estructurales en mobiliario de hogar

1.2.6. MOBILIARIOS DE OFICINA

Fig.7 Aplicacin de mdulos estructurales en mobiliario de oficina

1.2.7. ADECUACIONES PARA US0 AGROPECUARIO. Cualquiera de las dos presentaciones de los mdulos estructurales que se han elaborado en este proyecto se los puede utilizar para la fabricacin de:


24

Granjas. Cobertizos para ganado. Invernaderos. Estructuras para cercas. Silos Establos

1.2.8. Vehculos de transporte.

Frutas Vehculos de traccin animal. Partes de remolque.

1.3. DEMANDA HABITACIONAL Cuando se habla de crecimiento demogrfico relacionamos directamente una de las demandas sociales ms importantes es la vivienda, la cual representa un estancamiento al crecimiento y bienestar social en nuestro pas y particularmente en la provincia de Esmeraldas por muchos aos. Es por este motivo que en la investigacin de este proyecto, nos enfocaremos en esta provincia debido a que en ella, la demanda habitacional genera un verdadero problema social. La provincia de Esmeraldas, de acuerdo al censo del 2001 cuenta con 100.620 viviendas, de las cuales el 40% se encuentra en el rea urbana y el 60% en el rea rural, en donde habitan todas las poblaciones afro e indgenas (Awas, Chachis, Eperas); estas poblaciones presentan severas carencias de servicios bsicos e infraestructura. Del total de viviendas, cerca del 90% estn ocupadas, el 8% estn desocupadas y el 2% se hallan en construccin, as mismo, el 60% de las viviendas son propias, el 18% arrendadas y el restante 12% presentan otra modalidad de uso. El nivel de hacinamiento durante el ao 1990 fue de 26.6%, mientras que en el ao 2001 fue de 20.78%, denotndose una tendencia a la baja bastante significativa, sin embargo este porcentaje es mas alto en las reas rurales en comparacin con las reas urbanas. La provincia


25

de Esmeraldas presenta un promedio de 4.5 habitantes por vivienda. La provincia de Esmeraldas se encuentra conformada por los siguientes cantones: *

Cantn Esmeraldas Cantn San Lorenzo. Cantn Ro Verde. Cantn Eloy Alfaro. Cantn Atacames. Cantn Quininde. Cantn Muisne.

Fig.8 Vivienda zona norte de la provincia de Esmeraldas.

Fuente: enciclopedia Encarta 2004.

1.4. GENERALIDADES DEL COCOTERO. Es importante sealar que como la fibra de estopa de coco proviene del fruto de una planta, que pertenece a la familia de las palmceas, es primordial que en nuestra investigacin hablemos de la planta de cocotero y el coco como fruto.- Cocos nucifera L., conocida comunmente como coco, palma de coco y coconut palm, es tal vez uno de los rboles de los Trpicos mejor reconocidos y uno de los ms importantes econmicamente. * Nota: Ver la tabla N 1 y 2 del apndice donde se encuentra tabulada los datos de la demanda habitacional de la Provincia de Esmeraldas.


26

El coco crece a lo largo de las costas arenosas a travs de los Trpicos y en la mayora de las regiones subtropicales del Ecuador y del mundo. El coco es una palma alta y erecta, usualmente de 10 a 20 m de altura, posee un tronco delgado, ya sea curvo o recto, a menudo ensanchado e inclinado en la base, con una corteza parda o gris ligeramente rajada. (fig.9).Palma con tallo recto (fig.10) Palma con tallo curvo

El coco se ha cultivado y ha sido usado en la India y en el Asia continental del sudeste por lo menos por 3,000 aos, Antes de la colonizacin europea del Nuevo Mundo, Propio de las islas de clima tropical y subtropical del ocano Pacfico, su cultivo se ha extendido por Centroamrica, Sudamrica el Caribe y frica tropical. Los tipos de cocoteros se clasifican en gigantes, enanos e hbridos y dentro de cada grupo, existe un gran nmero de variedades. 1.4.1 VARIEDADES DE COCOTERO

1.4.4.1. Gigantes:

El cocotero gigante es la variedad que mas provecho se tiene para la produccin de aceite y los frutos para consumo fresco, adems entre sus ventajas destaca el tamao del fruto su contenido elevado de agua y el alto contenido de copra y estopa (fibra de coco), debido a las bondades de esta variedad son mayormente cultivadas para su aprovechamiento.


27

Fig.11 Variedad de cocotero gigante

1.4.1.2 ENANOS: Las variedades ms cultivadas son: Amarillo de malasia, verde de brasil de ro grande del norte, naranja enana de la india. Debido al buen sabor del agua y el pequeo tamao de estos cocos, se emplean fundamentalmente para la produccin de bebidas envasadas. La copra es de mala calidad.

Fig.12

Variedad de cocotero enana

1.4.1.3. HBRIDOS:

El cocotero hbrido es una variedad que se da por el cruce entre las anteriores variedades, producen frutos de tamao mediano o grande, buen sabor y buen rendimiento de copra, el hbrido ms cultivado es el MAPAN VIC 14; un cruce entre Enano de Malasia y Alto de Panam.


28

1.4. 2. VARIEDAD DE COCOTERO EN ECUADOR En el Ecuador disponemos de dos grupos de variedades: Gigantes (criolla) y Enanas (Manila). Los gigantes son menos preferidos que las bajas. Siendo la primera de mayor importancia para nuestro fin debido a la mayor produccin de estopa que esta variedad genera. A continuacin del presentamos un cuadro comparativo de las diferencias productivas de esta variedades.

1.4.2.1. DIFERENCIAS SOBRESALIENTES ENTRE ESTAS DOS VARIEDADES.

PERIODO

DE VIDA AOS

PRODUCCION AOS

NUMEROS DE FRUTOS POR 6

RACIMOS

PRODUCCION ANUAL DE COCO POR PALMERA

TIPO DE SOSECHA

VARIEDAD GIGANTE 70-100 5 - 7 4 - 30 80 - 100

POR AGITACION

VARIEDAD ENANA 50 3 6 - 40 150 - 200 DESDE EL SUELO

El coco se planta extensamente por su fruto y como una planta ornamental y se usa a travs de su rea de distribucin como una fuente de alimento y bebida, aceite, fibra, combustible, madera y otra gran diversidad de productos.


29

1.4.3. COMPOSICION PORCENTUAL DE LA ESTRUCTURA DEL COCO

Fig. 13: CORTE LONGITUDINAL DEL COCO Y SUS PARTES

FUENTE: ERHARDT FERREIRO ETA 2003

1. 4. 4 CARACTERSTICAS PRINCIPALES DEL COCOTERO

El Cocotero es una planta muy longeva, puede alcanzar los 100 aos de vida.

COMPONENTES PORCENTAJE (%) EN PESO

EPICARPIO 10 MESOCARPIO 22 * ENDOCARPIO 30

COPRA 17 AGUA 23 TOTAL 100


30

Tiene un tronco nico, alto hasta 20-30 metros, con corteza lisa y gris marcada por las cicatrices anulares de las hojas viejas.

Hojas peinadas y largas arqueadas de hasta 6 metros

de longitud.

Floracin durante todo el ao. Se producen sucesivas oleadas de florecillas seguidas de frutos comestibles ovoides de envoltura fibrosa.

Follaje persistente; hojas de 4-6 m de longitud,

pinnadas, foliolos linear-lanceolados.

Fruto monoseminado, drupceo, mesocarpio fibroso, endocarpio ptreo con 3 poros cerca de la base, endospermo slido y lquido.

El fruto, grueso como una cabeza de hombre y con 1-2

kg de masa, es una drupa con epicarpio delgado, liso y de color marrn grisceo, mesocarpio fibroso, de unos 4-8cm y endocarpio leoso; siendo ligero puede ser transportado por el mar a grandes distancias, sin que su germinacin sea perjudicada.

En definitiva, el coco se utiliza entero, como fruto

o en sus partes, la fibra del mesocarpio, la leche, la pulpa y la cscara.

En el interior contiene una nica semilla rica en

sustancias de reserva llamada endosperma, localizadas en el interior, entre el endocarpio y la camada de carne, que es en parte lquido (leche de coco) y en parte slido (pulpa).

El cocotero es una sola especie con mltiples

variedades, diferenciadas bsicamente por el color del fruto (amarillo o verde).

Tamao y peso: es una drupa cubierta de fibras de

20-30 cm y puede llegar a pesar hasta 2,5 kg.

Color: la cscara externa es amarilla o anaranjada y la pulpa es la parte comestible y de color blanco.

Sabor: intenso y muy agradable.


31

1.4. 5. CULTIVO DEL COCOTERO

Es difcil proporcionarle al cocotero condiciones favorables de crecimiento en interiores, es decir, una habitacin clida y un ambiente hmedo. Suelen tener una vida breve.

1.4.5.1 .Luz:

Requiere abundante luz. Ubicar en el lugar ms iluminado de la casa o a pleno sol.

1.4.5.2. Temperaturas:

No tolera el fro, ni siquiera heladas dbiles. A 0C hay daos.- Palmera tpicamente tropical.- Mnimo 10 C, una media anual de unos 27 y una pluviomtrica de 1200 mm. al ao.

1.4.5.3. Humedad:

Humedad alta, rociar el follaje, pero no mojar el coco, se pudre.-La calefaccin les pondr las hojas amarillas.

Slo unas pulverizaciones muy regulares con agua tibia permitirn a la planta superar el invierno y evitar la aparicin de araa roja.

1.4.5.4. Suelo:

El Cocotero crece bien sobre terrenos arenosos y salinos.- Tolera bien el viento y la sal.

1.4.5.5. Riego:

1 2 veces por semana en verano y 1 sola vez a la semana en invierno.

1.4.5.6. Abono:

Abonado en verano 1 vez al mes.

1.4 .5.7. Plagas:

Araa roja y cochinilla algodonosa son sus principales plagas y el AMARILLO LETAL.


32

1.4. 5.8. Multiplicacin:

Fig.14 Plntula, multiplicidad del cocotero.

El cocotero se propaga slo por semilla, aunque existe una gran necesidad de desarrollar mtodos de propagacin clonal para superiores calidades de coco.

Se cuenta con algunos cultivos propagados por semilla que mantienen sus caractersticas con bastante seguridad, es importante seleccionar la semilla de rboles que producen cosechas abundantes de cocos de alta calidad. Los cocos con su envoltura se colocan en el semillero a una distancia de 30 cm., acomodndolas de lado, con el extremo que tiene los "ojos" ligeramente levantado.

El brote sale a travs del ojo que tiene la parte ms larga de la envoltura triangular.

Tan pronto como ocurre la brotacin (alrededor de un mes despus de sembrarse), el brote echa races a travs de la corteza hacia el suelo. En un lapso de 6 a 18 meses las plntulas alcanzan el tamao suficiente para trasplantarse a su sitio permanente, la cosecha del coco vara segn el tipo de produccin, sobre todo de enero a julio. Si se comercializa como fruta fresca o se destina a la industria con fines de envasar agua, la cosecha se efecta cuando el coco tiene entre 5 y 7 meses. En esta poca el contenido de azcar y agua es muy elevado y el sabor es ms intenso. Si se destina a la produccin de coco rayado, deshidratado o copra para la extraccin de aceite, la cosecha se realiza cuando los cocos caen al suelo o cuando uno de los cocos de un racimo est seco estos cocos permanecen en la planta durante 12 meses.


33

1.4.6. INFORMACION NUTRICIONAL DEL COCO:

Composicin por 100 gramos de porcin comestible. 1.4.7. USO INTEGRAL DEL COCOTERO

Fig. 15: Fruto y palma del cocotero


34

Debido a su extensa versatilidad Podemos utilizar cada parte del cocotero en la mayora de las industrias para diferentes fines aqu mencionamos algunos ejemplos.

1.4.7.1. Madera de tronco

Construcciones Rollizos Postes de energa elctrica y telgrafos Postes para cercas Tableros de partculas Pasta y papel Carbn vegetal Lea Cultivo de cepas comestibles Abono

1.4.7.2. Yema o corazn apical del tallo

En ensalada o cocinada (3% almidn, 5-6% azcares, principalmente sacarosa), palmito o ensalada de millonario.

1.4.7.3. Races

Se la usa para controlar la diarrea.

1.4.7.4. Hojas secas

Techumbre Sombreros Esteras Cortinas Abono Casas Puentes Establos para ganado Acueductos

1.4.7.5. Pecolos hojas

Postes de cercas Bastones Escobas Agujas Alfileres Anzuelos Abono


35

1.4.7.6. Hojas blancas jvenes

Cestas para preparar arroz con carne, plato especial llamado ketupat

1.4.7.7. Vstagos florales o inflorescencias sin abrir

Lquido (toddy o tuba) Vino de palma Destilacin arrack Azcar de palma Vinagre

1.4.7.8. Fruto: Agua de coco (23% del peso del fruto) Constituye una bebida fra y refrescante (contiene

vitamina C, 5 % carbohidratos, principalmente azcares).

Alimentacin humana y animal Pulpa de coco (17% del peso del fruto) : copra Consumo directo Preparacin de variados platos Leche de coco, sustituye la de vaca Crema de coco Coco desecado: confitera, galletas y culinaria Harina de coco.

1.4.7.8.1Copra:

Aceite (jabones, glicerina, margarina, aceites culinarios, galletas, lubricantes, combustible, alumbrado, cosmticos, ungentos, cremas de afeitar, champes, dentfricos) Torta de copra: (mezclas de concentrados)

1.4.7.8.2 Casco duro o cscara

Combustible Vasijas Recipientes Artesanas Cucharas Botones


36

Abono Destilacin destructiva Gases, 17 20 % cido piroleoso, 35 37 % Alquitrn sedimentado, 6 9 % Carbn vegetal residual, 35 37%

1.4.7.8.3. Cscara fibrosa Fibra o bonote Cordeles Esteras Rellenos Redes Sacos o empaques Aislante Abono Floricultura Tableros de cscara y fibra * Su coccin es diurtica

1.5 CLASIFICACIN DE LAS FIBRAS

Las fibras naturales pueden ser de origen animal o vegetal. Las de origen animal tienen su inicio desde la poca babilnica, sin embargo su verdadera utilizacin se present a principios de la edad de hierro, cuando se inventaron las tijeras para el corte de lana. Es as que existen criaderos de animales exclusivamente para el aprovechamiento de la fibra de origen animal.

El tipo de raza de los animales debe tener caractersticas apropiadas para el aprovechamiento de la fibra, dichos animales se caracterizan por tener abundante pelaje; entre las especies ms conocidas tenemos: la Llama, la Alpaca, la Cabra de Cachemira, la Vicua, el Conejo de Angora, entre otros.

Las fibras de origen vegetal son principalmente de celulosa, que, a diferencia de las protenas de las fibras de origen animal son resistentes al alclisis y a la mayora de los cidos orgnicos, pero los cidos minerales fuertes las destruyen, desde el punto de su estructura las fibras vegetales se clasifican en cuatro tipos principales. En primer lugar las fibras de semillas, que forman el pelo suave que envuelve las semillas de algunas plantas.


37

El segundo tipo es el de las fibras de liber, las fibras fuertes que crecen entre la corteza y el tallo de muchas plantas dicotiledneas. Las fibras vasculares son las fibras fuertes que se encuentran en las hojas y en los tallos de las monocotiledneas, y el cuarto tipo es el constituido por los tallos completos de algunas gramneas.

Las fibras de origen vegetal tienen muchas aplicaciones en la industria, en donde nuestra investigacin se ha centrado en la fabricacin de mdulos estructurales (aglomerados) a partir de la fibra de coco, para la construccin. Existen otros tipos de fibra vegetal con caractersticas apropiadas para la fabricacin de tableros y del papel. Entre estos tenemos el aprovechamiento de la fibra del Yute, Camo, y algunas variedades de gramneas; entre otras.

Las especies del reino vegetal que aportan el mayor volumen de fibras se clasifican as:

Algodn.- Elaboracin de hilos y telas. De la semilla se extrae aceite para alimentos.

Camo.- Se utiliza en la manufactura de cordeles, la

estopa se usa para empaques.

Apocia.- Utilizada para la produccin de cordeles gruesos y materiales para costal.

Lino.- Sus fibras son materia prima para la

textileria, de la semilla se obtiene aceite para pintura sobre leo.

Yute.- Por sus propiedades de flexibilidad y brillo,

se utilizan en el tejido de alfombras, telas para muebles y cortinas.

Fique.- Se usa para elaborar cordeles, redes, sacos,

alfombras y adornos.

1.5.1. IMPORTANCIA DEL USO DE LA FIBRA VEGETAL

La tecnologa moderna y los procesos de produccin limpia han impuesto la necesidad de utilizar fibras naturales en la sustitucin de fibras de vidrio y rellenos minerales en numerosas piezas diseadas para el interior de los automotores, en la industria de textiles y hasta la industria de la construccin; pero lo ms importante es su capacidad de proporcionar propiedades mecnicas superiores como la rigidez y la barrera a los ruidos, a costos y


38

densidades que compiten con los de las fibras de vidrio y los rellenos minerales.

Seria de gran importancia que los centros de investigacin tecnolgica emprendieran investigaciones sobre las diferentes alternativas de aplicacin; ya que el Ecuador por sus condiciones ambientales ofrece la posibilidad para su cultivo en diferentes zonas climticas.

Algunas empresas utilizan este material, mejorando algunas de sus propiedades. Una de estas es Toshiba la cual introduce separadores o filtros en moliendas y en calderas, ya que estos combinan la dureza con su durabilidad y resistencia trmica.

La NASA despus de muchos experimentos descubri la aplicabilidad de este material en las capas tanto externas como internas de las turbinas, debido a que el cermico-metal no presentaba mayor dilatacin trmica, lo que mantena la unin de la estructura, adems de permitir una mejor reaccin interna en la propulsin a chorro que se generaba dentro de la turbina.

1.6. FIBRA DE ESTOPA DE COCO

fig. 16. Pacas de fibra de estopa de coco 55 kg. C/u

Fuente: Empacadora de fibra Armenia colima, Mxico+ La estopa del coco es el mesocarpio fibroso que esta entre el epicarpio duro cubierta exterior, el endocarpio


39

o envoltura dura, constituye aproximadamente el 22 % del peso total del fruto maduro.

El valor principal de la cscara radica en su contenido de fibra.- En el rea rural las cscaras se usan como combustible domsticos, para producir cenizas usadas como fertilizante, como cobertura para conservar la humedad del suelo y para evitar el crecimiento de la hierba.

1.6.1. COMPOSICIN QUIMICA DE LA FIBRA DE

COCO.

La composicin qumica promedio de la estopa de coco es el resultado del estudio elaborado en el Valle de Tecotas por el departamento de madera celulosa y papel de la universidad de Guadalajara Mxico y se obtuvieron los siguientes resultados.

COMPONENTES PORCENTAJES (%)

LIGNITA 42,5 CELULOSA 32,3 PENTOSA 14,7

GRASAS SAPONIFICABLES 5,1 GRASA INSAPONIFICABLES 0,7

CENIZAS 3,5 PROTEINAS 1,2

TOTAL 100

1.6.1.1 ELEMENTOS MINERALES EN LAS CENIZAS DE LA FIBRA

(Referidos al porcentaje total)

COMPONENTES COMPOSICIN (%)

MnO 0,95 K2O 0,059 Na2O 0,003 Si2O 0,701 TOTAL 3,5


40

1.6.2. CLASIFICACION DE LA FIBRA DE COCO La fibra de coco cae en dos categoras distintivas: la fibra blanca y la fibra parda. 1.6.2.1. La fibra blanca: La fibra blanca (tambin llamada fibra de estambre o fibra de estera) es la fibra de color dorada amarilla obtenida (principalmente en la India) remojando las cscaras frescas y verdes en agua salina de 6 a 12 meses. Idealmente, las cscaras pueden obtenerse de frutos de 1 mes antes de su madurez total, como se hace en la India. Despus que el remojado se ha completado, las cscaras se golpean con mazos de madera para soltar la fibra y entonces son lavados y secados. En la India, esto es hecho por mujeres. El rendimiento de fibra blanca por cada 1000 cscaras es de 95 kg, mientras que en Sri Lanka es de cerca de 150 kg debido a que las cscaras son ms grandes. La fibra blanca es principalmente hilada en estambres de 2 capas a mano o usando ruedas de madera para hilar. Esta industria requiere labor intensa y es bsicamente una industria de pequea escala. 1.6.2.1.1. PRODUCTOS El estambre de fibra blanca se usa para hacer productos como esteras, esterillas, alfombras y sogas. Las esteras se hacen en 12 tipos diferentes, como cestas de pescador, esterillas con vstago, esterillas con vstago insertado, esterillas alemanas, etc. El estambre es tejido en atractivos colores para obtener varios diseos de las esteras, esterillas y alfombras. Estos productos son hechos principalmente en la India y algunos productos son hechos en Sri Lanka. Un nuevo desarrollo para la fibra es su uso como geotextil. Redes de estambre de fibra blanca de 50 x 50 mm. y 2 metros de ancho se usan en geo fbricas en los Estados Unidos y Alemania. Estas estn gradualmente sustituyendo al yute y telas de polipropileno que se usan para controlar la erosin del suelo en las riveras de los ros, en las


41

caadas al lado de las carreteras, en la proteccin de plantas, y en la ornamentacin de jardines, etc.

Fig.17 Fig.18 Alfombra de fibra de coco Colchn de fibra geotextil

1.6.2.2. FIBRA PARDA La fibra parda se extrae mecnicamente (principalmente en Sri Lanka y la India) de las cscaras pardas mediante molienda seca o hmeda. En Sri Lanka, la molienda hmeda involucra sumergir las cscaras pardas (de los cocos desecados) por espacio de un mes en agua fresca y peinndola con una pareja de tambores rotatorios con garfios (llamados tambores de Sri Lanka), para obtener fibras para colchones, cerdas y polvo de fibra. El rendimiento por cada 1000 cscaras es 50 kg de cerda y 100 Kg. de fibra de colchn. 1.6.2.2.1 PRODUCTOS: La fibra larga y tiesa para cerdas se usa principalmente para hacer cepillos, la fibra de colchn consiste de una mezcla de fibras medianas y cortas que son ms suaves que la fibra de cerda y usadas principalmente para relleno de colchones y tapicera, para hacer cojinetes de felpa utilizados en los resortes internos de los colchones y recientemente en filtros de drenaje con tubos perforados. La fibra de cerda se exporta en madejas (pequeos bultos) despus de aadir valor a travs de un procesamiento blanqueado, tintes, cortes Las fibras de


42

colchn y de cerda se entremezclan en varias proporciones, y son hiladas y trenzadas en una soga gruesa de una capa llamada fibra trenzada (tambin llamada fibra torcida en Sri Lanka), la cual es exportada.

Fig.19 Hilado del cordn de fibra de coco en tambores de Sri Lanka

Fig.20 Soga de fibra de coco teidos y al natural para exportacin

La lmina de fibra de hule es un geotextil, y fue recientemente desarrollada como material de empaque para proteger equipo electrnico, fotogrfico y cientfico durante la transportacin. La fibra de cerda es tambin tejida mecnicamente en estambre de 2 capas y exportadas a Europa y a Estados Unidos para amarrar en campos de salto. La molienda seca de las cscaras involucra explotar las mismas mediante impacto (en un descorticador) con muy poca inversin para obtener una fibra parda (mixta) y sin separacin. El rendimiento de fibra por 1000 cscaras usando este mtodo es 110 kg en Sri Lanka y 90 kg en la


43

India. La fibra molida seca es ms tiesa que la fibra de colchn debido a la presencia de cerdas quebradas. Esta fibra mixta se usa principalmente para hilar y trenzar para obtener fibra trenzada (usadas para fibras de hule). A veces se usa para estambre para hilar, para filtros de drenaje, para cojinetes de felpa o simplemente relleno de colchones y tapicera. Tambin puede ser usada para reforzar cemento en la manufactura de artculos como lozas para techos. La tecnologa de molienda seca est en uso en Tailandia, Filipinas y Malasia 1.6.2.2.2. Polvo de fibra de coco (SUSTRATO) El polvo de fibra se genera cuando se extrae la fibra de la estopa de coco, da como resultado grandes cantidades, ocupando vastas reas de tierras de palma de coco en Sri Lanka. Las cantidades anuales de polvo de fibra producidas son de cerca de 150,000 t. algunas de las caractersticas o propiedades del sustrato que se produce en este proceso, es que ste perdura varios aos, y simplemente es recomendable colocar un poco ms de sustrato nuevo cada tres aos para renovarlo. El sustrato tiene como principales ventajas el ahorro de agua y abonos, y la tranquilidad del agricultor ante la falta de energa elctrica en la explotacin, ya que preserva por mucho la humedad, y permite grandes periodos sin regar. Tradicionalmente, se han usado pequeas cantidades en agricultura como acondicionador de suelos para mejorar la capacidad de retencin de agua en suelos arenosos, as como tambin se ha reportado que el sustrato es una alternativa a las resinas sintticas para el intercambio de iones para la remocin de iones de metales pesados en el tratamiento de agua. Se ha observado que la incorporacin de lignina de estopa a la mezcla de tierra usada en viveros induce un desarrollo radical ms acelerado en comparacin al uso de otras formas de materia orgnica.

El polvo de coco es el que se encarga de la retencin del agua en todo el volumen del sustrato, mientras que la


44

fibra proporciona el nivel necesario de aireacin, evitando cualquier posibilidad de encharcamiento. Este polvo es capaz de retener hasta ocho veces su peso en agua, lo que posibilita un mayor espaciamiento entre los riegos, y ese ahorro de agua se traduce en un menor gasto en abono y un menor uso de la mquina de riego.

El resultado final del polvo de fibra de coco con unas cualidades excelentes para su uso en la agricultura, y ms en este novedoso sistema. Su mercado principal son Estados Unidos, Holanda, Japn, Corea y China y con los cuales Mxico sostiene tratados comerciales. Adems, el polvo puede venderse como fertilizante orgnico, ampliamente demandado por viveristas, en el campo mexicano y en otros pases.

Las exportaciones de 1995 alcanzaron 26,700 t con ingresos de US$ 6.6 millones en moneda extranjera.

Fig. 21. Lignina obtenida del desfibrado de estopa de coco


45

1.7. CARACTERSTICAS GENERALES DE LA

FIBRA DE COCO

Fig.22. Estopa de cocotero

La fibra de coco pertenece a la familia de las

fibras duras, tales como el "sisal", el "hanequen" y "abac".

Es una fibra multicelular que tiene como principales

componentes la celulosa y el leo, lo que confiere elevados ndices de rigidez y dureza.

La baja conductividad al calor, la resistencia al

impacto, a las bacterias y al agua, son algunas de sus caractersticas.

La resistencia, durabilidad y resiliencia, convierten

a la fibra de coco en un material verstil y perfectamente indicado para los mercados del aislamiento (trmico y acstico).

Alta porosidad. Hasta el 95% que le confiere una

excelente distribucin del aire y agua. El paso del aire sigue siendo superior al 20% an saturado de agua favoreciendo la salud de las races.

Material Orgnico 100%. Adems es gracias a su

contenido en lignina (>45%) muy estable asegurando unas buenas caractersticas fsicas durante un largo periodo (tiene una alta rentabilidad frente a otros sustratos orgnicos).

DISPONIBILIDAD DE LA MATERIA PRIMA.*


46

1.8.1 PRODUCCIN DE COCOTERO EN EL ECUADOR

Fig.23. UBICACIN GEOGRFICA PRODUCCIN DE COCOTERO EN EL ECUADOR

DATOS TABULADOS PRODUCCION DE COCOTERO EN EL ECUADOR

PROVINCIAS PRODUCCION DE COCO TM.

MANABI 11,011 ESMERALDAS 6,500

GUAYAS 1,568 SUCUMBIOS 770

NAPO 260 ORELLANA 95 GALAPAGOS 6

FUENTE: SERVICIO DE INFORMACIN AGROPECUARIA DEL MINISTERIO DE AGRICULTURA Y GANADERA DEL ECUADOR, *ver tabla 5 del apndice


47

1.8.2. PRODUCCIN DE COCOTERO EN LA PROVINCIA DE ESMERADAS

Fig.24. Produccin de cocotero por cantones en la Provincia de

Esmeraldas

1.8.2.1. DESCRIPCIN TCNICA DE LA PRODUCCIN DEL COCOTERO EN LA PROVINCIA DE ESMERALDAS* El proyecto va ubicado en primer anlisis para la Provincia de Esmeraldas, en la Zona norte del Ecuador, por las siguientes razones: condiciones naturales, fsicas y geogrficas; recursos humanos; mayor porcentaje de produccin actual del cocotero, proximidad de la materia prima; proximidad del principal mercado (zona norte de esmeraldas). Sin embargo se recomienda estudiar la alternativa de localizacin de este proyecto en todas las provincias ubicadas en el litoral ecuatoriano.

Nota: observar la tabla 3 y 4 del apndice, donde se detalla el numero de UPAS y superficie en hectreas por monocultivos de coco segn el cantn y numero de UPAS y superficie en hectreas por principales cultivos de coco asociado


48

El sistema hidrogrfico es importante ya que varios de sus ros se han convertido en vas de acceso natural para el transporte de productos a distintos lugares, tanto al interior como al exterior de la provincia.

Entre los principales estn: Cayapas, Santiago, Esmeraldas y Blanco. - Existen dos climas definidos "tropical monzn", con una temperatura promedio de 21C. y "tropical hmedo", en las cuencas centrales y costa externa septentrional, cuya temperatura promedio es de 25C.

1.8.2.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL SECTOR, DONDE SE LLEVARA A CABO EL PROYECTO.

Este proyecto esta dirigido a tratar de solucionar el problema planteado, que se refiere a utilizar la fibra de la estopa del coco para utilizarlo en la elaboracin de los mdulos estructurales para viviendas de bajo costo; debido a que en la zona norte de la Provincia de Esmeraldas la estopa es considerado como residuo slido en exceso el cual genera molestias. Por este motivo se analizo las ventajas y desventajas por la cual debera llevarse acabo el aprovechamiento de la fibra del coco en esta regin del pas. VENTAJAS:

Disponibilidad de la estopa de coco. Recurso de mano de obra disponible. reas disponibles para construir fbricas que elaboren

los mdulos estructurales. Demanda de viviendas de bajo costos. Al producir este tipo de mdulos estructurales y

demostrar que son de buena calidad, se ayudara a evitar la tala indiscriminada del bosque tropical.

En caso de producir los mdulos estructurales para exportar hacia otros pases, la provincia de Esmeraldas cuenta con un puerto martimo calificado.

DESVENTAJAS:

Los costos de los materiales secundarios utilizados para la elaboracin de los mdulos estructurales serian mayores debido a los costos de transporte.

La falta de mano de obra calificada en el sector.


49

El objetivo de este proyecto no es el estudio sobre la ubicacin de una posible fbrica, ya que esta investigacin podra llevarse a cabo por una comisin tcnica que recomiende el lugar de este tipo de industria; sin embargo hemos planteado las ventajas y desventajas por la cual podra llevarse a cabo este proyecto, en la zona norte de Esmeraldas.

1.8.3 CAPACIDAD DE USO DE LOS SUELOS

En la cuenca del ro Esmeraldas existen 160 mil hectreas aptas para cultivos anuales y se estn utilizando slo 45 mil; La cuenca del ro Santiago tiene vocacin para la explotacin de los recursos forestales y pesqueros.

Segn el censo agropecuario, la superficie cultivada en la cuenca del Esmeraldas es de 49 mil hectreas, con un 32.5% de banano, 15.1% de coco, 14.7% de cacao, y 12% de pltano, adems de otros productos, como maz duro, arroz, higuerilla, caf y palma africana.

En la cuenca del ro Santiago hay una superficie cultivada de 12 700 hectreas con pltano en un 47%; coco 21.1% y banano 12%, adems de otros productos, como caa de azcar y maz duro. Por lo tanto existen posibilidades de ampliar la actividad agrcola e implementarla con una actividad ganadera de doble propsito, leche y carne, ms intensiva que la actual, complementada con una actividad forestal.

SUPERFICIE DEL COCOTERO SEGN LA PRODUCCIN Y VENTAS DE

ACUERDO A LA PRCTICA DE CULTIVO PERMANENTE.*

CULTIVOS PERMANENTES

SUPERFICIES PLANTADAS (HECTREAS)

SUPERFICIES EN EDAD

PRODUCTORA (HECTREAS)

SUPERFICIES COSECHADAS (HECTREAS)

PRODUCCIN

TONELADAS

VENTAS

TONELADAS

Solos

1.906

1.791

1.553

4.938

4.645

Asociados

3.110

2.883

2.603

634

495


50

1.9. OTROS MATERIALES.

1.9.1CEMENTO.

1.9.1.1. ORIGEN

El cemento "Portland" tiene sus orgenes en la cal u xido de calcio, a partir del cual y luego de cientos de aos de estudios empricos y cientficos, se llega a lo que hoy se conoce como cemento. A travs de la historia de los pueblos egipcios, griegos y romanos, se utiliz la cal como ligante en sus construcciones.

El cemento es una materia pulverulenta con propiedades cohesivas y adhesivas, las mismas que proporcionan la capacidad de aglomerar materiales slidos para compactarlos y formar un todo.- El cemento es un material que se usa desde la antigedad y se obtiene a partir de la mezcla de materiales arcillosos y otros que contengan oxido de hierro, aluminio generalmente es de color grisceo extrado de rocas caliza que al pulverizarse y mezclarse con agua tienen la propiedad de endurecerse.

1.9.1.2. PROPIEDADES QUMICAS

La propiedad de liga de las pastas de cemento Prtland se debe a la reaccin qumica entre el cemento y el agua llamada hidratacin. El cemento Portland no es un compuesto qumico simple, sino que es una mezcla de muchos compuestos. Cuatro de ellos conforman el 90% o ms de el peso del cemento Prtland y son: el silicato triclcico, el silicato diclcico, el aluminato tricalcico y el aluminio ferrito tetraclcico. Adems de estos componentes principales, algunos otros desempean papeles importantes en el proceso de hidratacin. Existen varios tipos de cementos dependiendo de su uso especifico, de acuerdo a su color se los encuentra de color blanco y gris. * Nota: La produccin del cocotero en la provincia de Esmeraldas proviene de la siembra y cosecha de alrededor de 460 fincas, y de las cuales se ven beneficiados aproximadamente 8000 familias.


51

El ms comn de los cementos es el denominado Prtland el mismo que debe su nombre a la semejanza con la piedra de Prtland obtenida de una cantera en Inglaterra. Segn la norma oficial ecuatoriana dice que el cemento Prtland es un aglomerante hidrulico que resulta de pulverizacin de clinker fro a un grado de finura adecuado al cual se le aade sulfato de calcio natural o agua y sulfato de calcio natural. A continuacin les presentamos una clasificacin general de diferentes tipos de cemento segn sus caractersticas especficas

1.9.1.3 TIPOS DE CEMENTO SEGN SUS

CARACTERSTICAS ESPECFICAS.

TIPO DE CEMENTO CARACTERSTICAS

1 Todo propsito

2 Resistentes a sulfatos

3 Resistencia rpida

4 Bajo calor de hidratacin

5 Resistencia a la accin de sulfatos pesados DESCRIPCIN. 1.9.1.3.1 CEMENTO TIPO 1. Es el mayormente requerido y es usado como mezcla de concreto para todos los propsitos en la construccin, sobr todo cuando todos los elementos estructurales no estn expuestos a la accin de sulfatos 1.9.1.3.2 CEMENTO TIPO 2. Este tipo de cemento es resistente a la accin de los sulfatos, por lo tanto tiene usos especficos, que es el de contrarrestar la accin de los sulfatos.


52

1.9.1.3.3 CEMENTO TIPO 3. Su caracterstica principal es el de alcanzar resistencia en corto tiempo, por lo tanto optimiza el periodo de una construccin. 1.9.1.3.4 CEMENTO TIPO 4. Tiene una caracterstica principal que es el de resistencia a bajas temperatura, de modo tal que evita daos el fraguado. 1.9.1.3.5 CEMENTO TIPO 5. Tiene resistencia a la accin de los sulfatos

1.9.1.4. Campos De Aplicacin

Se emplea en todo tipo de obra que no requiera de un cemento especial, a saber:

Estructuras de Hormign Armado. Premoldeados Pavimentos, pistas de aeropuertos y puentes Canales y alcantarillas Trabajos de albailera (carpetas, morteros)

Por su elevada resistencia y rpida evolucin, se recomiendan especialmente para:

Hormigones de alta resistencia Habilitacin al trnsito Pavimentos de hormign donde

se requiere una alta resistencia Estructuras elaboradas con encofrados deslizantes. Hormigonados en perodos de baja temperatura

Los hormigones elaborados con Cemento Prtland Normal poseen los mximos valores de resistencia, permitiendo:

Incrementar la seguridad, si se mantiene la dosificacin

Posibilitar, adems, una durabilidad mayor Economizar el costo, si se reduce el contenido de

cemento

Los hormigones elaborados con Cemento Prtland Normal desarrollan una rpida evolucin de resistencia posibilitando:


53

Acortar los tiempos de obra Habilitar ms rpidamente la obra Reducir costos El Cemento Prtland Normal es moderadamente resistente

a los sulfatos.

1.9.1.5. Composicin del cemento Prtland. El cemento Portland tpico consiste en una mezcla de: 64% xido de calcio 21% xido de silicio 5,5% xido de aluminio 4,5% xido de hierro 2,4% xido de magnesio 1,6% sulfatos 1% otros materiales, entre los cuales principalmente agua. Al mezclarse estos compuestos entre si, y al someterlos a elevadas temperaturas, forman los productos que conforman el cemento 1.9.1.5.1 Reacciones de formacin del cemento 10001100C 3CaO + Al2O3 3CaOAl2O3 Aluminio triclcico 2CaO + SiO2

construccion de madera apartir de fibras vegetales

Documents