estudio de las características físico - mecánicas de ladrillos
TRANSCRIPT
ESTUDIO DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICO - MECÁNICAS DE LADRILLOS ELABORADOS CON PLÁSTICO RECICLADO
EN EL MUNICIPIO DE ACACÍAS (META)
SCHIRLEY ANDREA MOLINA RESTREPO ADRIANA MARCELA VIZCAINO CAGÜEÑO FREDDY DAVID RAMÍREZ SANTAMARÍA
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D. C. 2007
ESTUDIO DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICO - MECÁNICAS DE LADRILLOS ELABORADOS CON PLÁSTICO RECICLADO
EN EL MUNICIPIO DE ACACÍAS (META)
SCHIRLEY ANDREA MOLINA RESTREPO ADRIANA MARCELA VIZCAINO CAGÜEÑO FREDDY DAVID RAMÍREZ SANTAMARÍA
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de Ingeniero Civil
Director temático Ing. Manuel Antonio Tobito Cuberos
Asesora metodológica
Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray
UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
BOGOTÁ D. C. 2007
Nota de aceptación:
_________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________ _________________________________
_________________________________ Firma del presidente del jurado
_________________________________
Firma del jurado _________________________________
Firma del jurado
Bogotá, D.C., 17 de Agosto de 2007
DEDICATORIA
Primero le dedico este proyecto a Dios por darme la vida, por darme mi familia y
los grandes logros que a través de mi existencia he alcanzado.
A mi adorada abuela Aracely por sus enseñanzas y su amor, aunque no esté
conmigo físicamente, siempre la recordaré.
A mis hermanos Douglas, Paola y Nicolás, los tres grandes cómplices de mi vida,
a quienes amo y protegeré siempre, por su entusiasmo y empeño para conseguir
mis objetivos.
Así mismo le hago un reconocimiento a mi padre, Bernardo, crecer a su lado ha
sido un orgullo, él me ha mostrado a través de su conducta el valor del trabajo en
equipo, la recompensa del esfuerzo y seguramente muchas cosas más de las
cuales aún hoy no soy consciente. A mi madre por su apoyo incondicional todos
estos años y por su infinito amor.
De igual manera, a la señora Stella por su dedicación y comprensión y a Flor por
su amistad y colaboración.
Mi querido novio y compañero de tesis, Freddy, con su apoyo y determinación se
convirtió, muchas veces, en el motor de arranque de este trabajo; soportó las
desatenciones que este proceso conlleva, pero siempre con esa mirada que me
animó a seguir, más allá de todo.
Y por último a todos mis demás familiares, amigos y compañeros por ayudarme a
que este momento llegara.
SCHIRLEY ANDREA MOLINA RESTREPO
DEDICATORIA
Este trabajo de grado se lo dedico a mi mamá Lilia Cagüeño Guerrero con todo el
amor, a quien le doy gracias por su comprensión, sabiduría, fortaleza e
incondicional apoyo en cada una de las etapas de mi vida.
A mis hermanos Alexander, Piedad, Liliana, Héctor, Mauricio y Andrés quienes
contribuyeron a este gran logro con su motivación, alegría y compañía durante
este tiempo.
A Alejandro García por su amistad, consejos, permanente aliento en momentos de
dificultad y apoyo económico durante este proceso.
A mi novio Nairo Vianchá por el amor, la paciencia, la compañía, la seguridad y el
apoyo para no desfallecer en el intento durante la realización de esta etapa que la
vida me ofrece vivir.
A mis compañeros, amigos, familiares y a todos aquellos que durante este período
me brindaron su apoyo.
ADRIANA MARCELA VIZCAINO CAGÜEÑO
DEDICATORIA
Ni una sola idea de este trabajo hubiera visto la luz sin la presencia permanente
de aquellas personas que más quiero:
Mi madre, Stella, siempre preocupada por mi felicidad, alentadora y reconfortante
en los momentos bajos y a la que es imposible pagar su cariño como se merece.
También dedico este trabajo a Esmeralda y Flor, mis hermanas, y a Natalia,
Esteban y Estefanía, mis sobrinos, que me trasmiten una seguridad infinita
simplemente con su existencia.
Sin el apoyo en todo sentido de mi madre y hermanas, el placer diario de vivir
sería simple monotonía. Es difícil imaginar cómo sería el andar cotidiano sin contar
con su comprensión, su apoyo inmenso y su amor. Gracias a ellos por dedicar
gran parte de sus vidas a compartir conmigo y por darme aliento para la ardua
tarea de caminar hacia la perspectiva de un nuevo día.
Por último, le quiero dedicar este trabajo muy especialmente a Andrea, mi novia y
compañera de tesis, quien siempre ha tenido la paciencia suficiente para
apoyarme profundamente, para darme su comprensión, su cariño y su amor. Y
naturalmente, a los sabios consejos del Ingeniero Bernardo Molina, por su apoyo
permanente y por colaborarnos con los inconvenientes que a lo largo de este
trabajo surgieron.
También quiero dedicar y dar las gracias a todos aquellos que me ofrecieron su
mano en tiempos difíciles, a todos aquellos que han puesto de su parte para que
el trajín diario sea más llevadero y muy en especial a Dios y a la vida.
FREDDY DAVID RAMÍREZ SANTAMARÍA
AGRADECIMIENTOS
A Dios, nuestro principal guía, porque su palabra siempre ha dado luz a nuestros
pasos.
A nuestro director temático, el Ingeniero MANUEL ANTONIO TOBITO CUBEROS,
quien con sus sabios consejos encaminó nuestras ideas e inquietudes hacia la
consolidación del proyecto tomando los aspectos relevantes para incorporarle
mejoras significativas.
A nuestra asesora metodológica, la magíster ROSA AMPARO RUIZ SARAY, por
su ayuda invaluable en la organización y revisión permanente de nuestro trabajo.
Al personal administrativo de la Alcaldía de Acacías (Meta) por el apoyo e interés
demostrado al abrirnos las puertas de su planta recicladora permitiéndonos darle
forma al enfoque trazado para este proyecto.
A JOSÉ LUIS ROZO ZAMBRANO por su valiosa colaboración en la ejecución de
los ensayos de laboratorio. Y así mismo, a todos nuestros profesores quienes a lo
largo de estos años nos guiaron y acompañaron en las diferentes etapas de
nuestra carrera, sus valiosos aportes fueron el principal complemento para el
desarrollo teórico y práctico de esta investigación.
CONTENIDO
Pag.
INTRODUCCIÓN
21
1. PROBLEMA
23
1.1 LÍNEA
23
1.2 TÍTULO
23
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
23
1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
26
1.5 JUSTIFICACIÓN
26
1.6 OBJETIVOS
26
1.6.1 Objetivo General
26
1.6.2 Objetivos Específicos
27
2. MARCO REFERENCIAL
28
2.1 MARCO TEÓRICO
28
2.1.1 Vivienda de interés social
29
2.1.2 El ladrillo de arcilla
31
2.1.2.1 La arcilla
32
2.1.2.2 Clases de unidades
35
2.1.3 El plástico
38
2.1.3.1 Historia 38
2.1.3.2 Evolución
39
2.1.3.3 Características Generales de los Plásticos
41
2.1.3.4 Técnicas de Moldeo de los Plásticos
43
2.1.4 El reciclaje
46
2.1.4.1 Reciclaje y Reuso del Plástico
48
2.2 MARCO CONCEPTUAL
59
2.3 MARCO NORMATIVO
65
2.4 MARCO CONTEXTUAL
66
2.4.1 Histórica
66
2.4.2 Ubicación Geográfica
68
2.4.3 Ecología
69
2.4.4 Economía
69
3. METODOLOGÍA
71
3.1 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
71
3.2 FASES DE LA INVESTIGACIÓN
71
3.2.1 Selección de los materiales
71
3.2.2 Descripción general de la planta recicladora de plástico
71
3.2.3 Elaboración del ladrillo de plástico reciclado (modelo estándar)
72
3.2.4 Ensayos de laboratorio para los ladrillos de plástico reciclado (modelo estándar)
72
3.2.5 Diseño tentativo del ladrillo de plástico reciclado (modelo optimizado)
72
3.2.6 Análisis de resultados
73
3.3 OBJETO DE ESTUDIO 73
3.4 INSTRUMENTOS
74
3.5 VARIABLES
75
3.6 HIPÓTESIS
75
4. TRABAJO INGENIERIL
76
4.1 SELECCIÓN DE LOS MATERIALES
76
4.1.1 Elección de los materiales a utilizar
76
4.1.2 Fuentes de materiales
77
4.1.3 Clasificación y Selección de los materiales
77
4.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA PLANTA RECICLADORA DE PLÁSTICO
79
4.2.1 Organización de la planta física
79
4.2.2 Proceso de reciclaje
80
4.2.3 Finalidad de la empresa
81
4.2.4 Maquinaria y equipos
82
4.2.5 Composición de la materia prima de los productos de la empresa y del ladrillo
84
4.3 ELABORACIÓN DEL LADRILLO DE PLÁSTICO RECICLADO (MODELO ESTÁNDAR)
84
4.3.1 Diseño del ladrillo de plástico reciclado basado en un ladrillo macizo tolete común
84
4.3.2 Proceso de fabricación y producción
86
4.4 ENSAYOS DE LABORATORIO PARA LOS LADRILLOS DE PLÁSTICO RECICLADO (MODELO ESTÁNDAR)
87
4.4.1 Uniformidad dimensional y determinación de la masa
87
4.4.2 Peso unitario y absorción de agua 96
4.4.3 Módulo de rotura
100
4.4.4 Análisis esfuerzo - deformación
103
4.4.5 Resistencia a la compresión
106
4.4.6 Efecto de congelamiento y descongelamiento
117
4.4.7 Análisis térmico
120
4.5 DISEÑO TENTATIVO DEL LADRILLO DE PLÁSTICO RECICLADO (MODELO OPTIMIZADO)
122
4.6 ANÁLISIS DE RESULTADOS
126
4.6.1 Características del elemento constructivo
126
4.6.2 Análisis y comparación de los ensayos físico-mecánicos del ladrillo de plástico reciclado modelo estándar
129
4.6.3 Descripción de mejoras físicas y constructivas del modelo optimizado del ladrillo de plástico reciclado frente al modelo estándar
135
5. COSTOS TOTALES DE LA INVESTIGACIÓN
136
5.1 RECURSOS MATERIALES
136
5.2 RECURSOS INSTITUCIONALES
136
5.3 RECURSOS TECNOLÓGICOS
137
5.4 RECURSOS HUMANOS
137
5.5 OTROS RECURSOS
138
5.6 RECURSOS FINANCIEROS
139
6. CONCLUSIONES
140
7. RECOMENDACIONES
143
BIBLIOGRAFÍA
145
ANEXOS 148
LISTA DE TABLAS
Pag.
Tabla 1. Trabajos de grado realizados
25
Tabla 2. Códigos recomendados por el Plastic Bottle Institute
56
Tabla 3. Normas Técnicas Colombianas
65
Tabla 4. Variables objeto de estudio
75
Tabla 5. Masa ladrillos de plástico reciclado
89
Tabla 6. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 1
91
Tabla 7. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 2
91
Tabla 8. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 3
91
Tabla 9. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 4
91
Tabla 10. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 5
92
Tabla 11. Dimensiones promedio de un Ladrillo de plástico reciclado
92
Tabla 12. Cálculo del peso unitario de los Ladrillos de plástico reciclado
96
Tabla 13. Cálculo de la absorción de agua de los Ladrillos de plástico reciclado
100
Tabla 14. Equivalencias de unidades de Fuerza
102
Tabla 15. Cálculo del módulo de rotura de los ladrillos de plástico reciclado
103
Tabla 16. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 1
104
Tabla 17. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 2
104
Tabla 18. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 3 105
Tabla 19. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 4
105
Tabla 20. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 5
105
Tabla 21. Carga-Deformación Promedio de los Ladrillos de plástico reciclado
106
Tabla 22. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 1
108
Tabla 23. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 2
108
Tabla 24. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 3
108
Tabla 25. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 4
109
Tabla 26. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 5
109
Tabla 27. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 6
109
Tabla 28. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 7
109
Tabla 29. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 8
110
Tabla 30. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 9
110
Tabla 31. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 10
110
Tabla 32. Equivalencias de unidades de Fuerza
113
Tabla 33. Carga máxima (de rotura) de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado en posición horizontal
113
Tabla 34. Carga máxima (de rotura) de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado en posición vertical
114
Tabla 35. Cálculo de las áreas de las superficies de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado sometidos al ensayo de compresión en posición horizontal
116
Tabla 36. Cálculo de las áreas de las superficies de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado sometidos al ensayo de compresión en posición vertical
116
Tabla 37. Cálculo de la resistencia a la compresión de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado en posición horizontal
116
Tabla 38. Cálculo de la resistencia a la compresión de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado en posición vertical
117
Tabla 39. Masa especímenes antes del ensayo de congelamiento - descongelamiento 118
Tabla 40. Masa especímenes después del ensayo de congelamiento - descongelamiento 120
Tabla 41. Tiempo de ignición del ladrillo de plástico reciclado 122
Tabla 42. Propiedades físicas de absorción de agua de las unidades de arcilla de mampostería estructural y no estructural 130
Tabla 43. Parámetros de resistencia a la comprensión de las unidades de mampostería estructural y no estructural
133
Tabla 44. Presupuesto de recursos materiales
136
Tabla 45. Presupuesto de recursos tecnológicos
137
Tabla 46. Presupuesto de recursos humanos
138
Tabla 47. Presupuesto de viáticos
138
Tabla 48. Presupuesto de transporte
139
Tabla 49. Presupuesto de recursos financieros
139
LISTA DE FIGURAS
Pag.
Figura 1. Mapa de ubicación del Departamento del Meta en Colombia
67
Figura 2. Mapa de ubicación del Municipio de Acacias en el Departamento de Meta
68
Figura 3. Clasificación de la materia prima
81
Figura 4. Máquina trituradora y material triturado
82
Figura 5. Centrifugadora para plástico reciclado
83
Figura 6. Diseño del ladrillo estándar
85
Figura 7. Modelo ladrillo estándar 85
Figura 8. Extrusora y moldes utilizados para la obtención del ladrillo estándar
86
Figura 9. Ladrillo estándar
87
Figura 10. Pesaje ladrillos de plástico reciclado
88
Figura 11. Medición de longitud ladrillo de plástico reciclado
90
Figura 12. Medición del ancho ladrillo de plástico reciclado
90
Figura 13. Medición del alto ladrillo de plástico reciclado
90
Figura 14. Medición del alabeo de los ladrillos de plástico reciclado
93
Figura 15. Colocación de la escuadra para medición de la ortogonalidad
94
Figura 16. Medición de la ortogonalidad
95
Figura 17. Determinación del peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado 98
Figura 18. Peso del espécimen seco
98
Figura 19. Especímenes sumergidos en agua
99
Figura 20. Peso del espécimen sumergido en agua
99
Figura 21. Prensa Universal Versa Tester
101
Figura 22. Medición de longitud espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado
107
Figura 23. Medición del ancho espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado
107
Figura 24. Medición del alto espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado
107
Figura 25. Posición para ensayo de compresión de los especímenes cortados
111
Figura 26. Prensa Digital para Falla de Cilindros de Concreto
111
Figura 27. Carga constante de 5,30 KN/s Prensa Digital para Falla de Cilindros de Concreto
112
Figura 28. Ladrillos de plástico reciclado sometidos a compresión en posición horizontal
114
Figura 29. Ladrillos de plástico reciclado sometidos a compresión en posición vertical
115
Figura 30. Especímenes sumergidos en la bandeja con agua
118
Figura 31. Temperatura congelador
119
Figura 32. Secado de los especímenes
120
Figura 33. Especímenes sometidos a llama directa
121
Figura 34. Diseño del ladrillo prototipo 123
Figura 35. Modelo y corte del ladrillo prototipo
124
Figura 36. Molde en madera
124
Figura 37. Molde en hierro
125
Figura 38. Ladrillo optimizado
125
Figura 39. Comportamiento de la absorción de agua de los ladrillos de plástico reciclado
129
Figura 40. Comportamiento del módulo de rotura de los ladrillos de plástico reciclado tipo estándar
131
Figura 41. Diagrama esfuerzo – deformación
132
Figura 42. Resistencia a la Compresión de ladrillos de plástico reciclado en posición horizontal
133
Figura 43. Resistencia a la Compresion de ladrillos de plástico en posición vertical
134
LISTA DE ANEXOS
Pag.
Anexo 1 Formato para el ensayo de uniformidad dimensional y determinación de la masa
149
Anexo 2 Formato para el ensayo de peso unitario y absorción de agua
150
Anexo 3 Formato para el ensayo de módulo de rotura
151
Anexo 4 Formato para el ensayo de análisis de esfuerzo - deformación
152
Anexo 5 Formato para el ensayo de resistencia a la compresión
153
Anexo 6 Formato para el ensayo de efecto de congelamiento y descongelamiento
154
Anexo 7 Formato para el ensayo de análisis térmico
155
INTRODUCCIÓN
Una de las grandes finalidades que como profesionales en construcción debemos
alcanzar, es generar un equilibrio entre las necesidades de vivienda de la
población globalmente creciente y la protección del medio ambiente natural.
En este sentido los materiales plásticos, en oposición a la idea de considerarlos
como contaminantes por no ser biodegradables, pueden constituirse como una
viable posibilidad no sólo para alcanzar dicho equilibrio, sino además para
minimizar el impacto económico dadas su versatilidad y funcionalidad al presentar
propiedades como: durabilidad y resistencia a la corrosión, efectividad como
aislante de frío, calor y ruido, bajo costo frente a otros materiales constructivos,
fácil limpieza y mantenimiento, sencilla manipulación y rápida instalación, livianos
y con una gran vida útil por ser altamente reutilizables y reciclables.
En consecuencia, el enfoque específico del presente proyecto de grado es el de
analizar las características físico-mecánicas de un ladrillo de plástico reciclado
como una propuesta para reemplazar el ladrillo tradicional de arcilla,
convirtiéndose en una opción que se aplique en la construcción de viviendas de
interés social.
22
En el proceso hacia este enfoque, se partió de la normatividad referente a los
ladrillos empleados como unidades de mampostería en la construcción de
viviendas y de acuerdo con ella se vio la necesidad de identificar mediante una
serie de ensayos técnicos y caracterizaciones al espécimen las posibilidades
constructivas que se pueden realizar con la utilización de material plástico
reciclado, y así diseñar un ladrillo que estuviera en concordancia con nuestro
quehacer como ingenieros que disminuya el impacto generado por la creciente
demanda de plásticos no reutilizables y disminuyendo costos de producción para
beneficio de estratos de bajo nivel económico.
1. PROBLEMA
1.1 LÍNEA
El proyecto de investigación desarrollado corresponde a la línea de Eventos
Naturales y Materiales para Obras Civiles, asociada al grupo Centro de
Investigación en Riesgos de Obras Civiles (CIROC), establecida por la facultad de
ingeniería civil.
1.2 TÍTULO
Estudio de las características físico - mecánicas de ladrillos elaborados con
plástico reciclado en el Municipio de Acacías (Meta).
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
Uno de los mayores inconvenientes que se presenta en la sociedad colombiana
es la cruda realidad económica por la que deben atravesar aquellas familias que
se hallan en extrema pobreza dada su condición de desplazados o del creciente
número de desempleados, lo cual limita el que puedan acceder a una vivienda con
condiciones mínimas de habitabilidad denominadas comúnmente VIS (viviendas
de interés social).
Los materiales utilizados para la VIS pueden ser de igual o menor calidad que los
de cualquier otro tipo de vivienda, sus costos pueden variar dependiendo de la
zona y lugar donde se efectúe una obra específica y día tras día éstos, así como la
mano de obra, tienden a subir de precio y a variar de distribuidor.
De otro lado, los niveles alarmantes de contaminación ambiental por la indiferencia
e ignorancia de la mayoría de la gente pueden generar graves consecuencias en
un futuro no muy lejano; las organizaciones que pretenden proteger y mantener
los recursos naturales siguiendo el clima de conciencia al cual se han adherido ya
bastantes países, buscan en el reciclaje y la reutilización de las basuras una
alternativa para solucionar las dificultades ecológicas que se tienen en este
aspecto.
Además, uno de los trabajos informales en los que se emplean la mayoría de las
personas de bajos recursos, es justamente la búsqueda y venta de elementos que
se desechan constantemente pero que pueden tener una nueva vida útil incluso
en el campo de la construcción y que en general no son biodegradables como:
mangueras, bolsas y envases plásticos, entre otros.
En la actualidad Colombia no ha implementado la técnica de utilización de ladrillos
de plástico reciclado para la construcción de viviendas, la cual podría aliviar en
parte la presión social y ambiental de las mencionadas problemáticas favoreciendo
a la población más necesitada.
24
Tabla 1. Trabajos de grado realizados
TÍTULO AUTOR (ES) AÑO INSTITUCIÓN COMENTARIO
Diseño e implementación de los sistemas automáticos de transporte y secado en el
proceso del reciclaje
Martínez Diego Andrés, Blanco Diego Vladimir
2004 Universidad de La Salle
El objetivo es diseñar y construir los sistemas
automáticos de transporte secado en diferentes puntos a lo largo del proceso para una planta de reciclaje
de plástico PET (Tereftalato de Polietileno), PP
(Polipropileno) de la empresa APROPLAST
S.A.
Control y Supervisión para maquinas de extrusión soplado
en envases plásticos
Ávila Milton Orlando, Pinto
Cesar Ivan
2004 Universidad de La Salle
El objetivo es diseñar e implementar un sistema de supervisión y control
automático para el manejo de variables que
afecten el proceso en las maquinas de
extrusión soplado aplicable a la empresa
IMPRESIÓN Y PLÁSTICO LTDA
Planta de producción y reciclaje de plástico
Gómez Herrera Andrea 2005 Universidad de La Salle
Este proyecto involucra la disposición de
residuos sólidos, el desarrollo urbano para
la recolección y el planteamiento de
depósitos comunitarios, donde cada barrio
sector de la ciudad o sector de la ciudad realice su reciclaje,
facilitando la recolección y la educación de la
comunidad por medio de campañas ecológicas
que promueven el nuevo sistema de reciclaje
Reciclaje de envase de Pead y Peat de artículos
Sandra Patricia Escobar Guzmán
2001 Universidad Nacional de Colombia
El objetivo principal de este trabajo es describir, comprender y sugerir el proseo de artículos con envase de pead y peat
Metodología para el diseño de
objetos plásticos de uso doméstico
Luis Fernando Patiño Santa
2005
Universidad Pontificia Bolivariana
El objetivo principal es la utilización de los
plásticos reciclados en la elaboracion de
utensilios del hogar
Diseño de moldes para inyección de plásticos
William Andrés Cabezas Mahecha
2002 Universidad Nacional de Colombia
El moldeo por inyección se ha convertido en uno
de los procesos más importantes para la transformación de
materiales plásticos en una gran variedad de
productos
25
1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Cómo disminuir costos en la construcción de viviendas de interés social y a la
vez contribuir con el reciclaje del plástico para reducir la contaminación del medio
ambiente?
1.5 JUSTIFICACIÓN
El plástico, por su versatilidad, es el componente principal de muchos de los
objetos que se desechan a diario en la basura, además, por su fácil manipulación
y modelación a altas temperaturas con un proceso adecuado de reciclaje, se debe
convertir en una opción favorable en la construcción de casas con ladrillos de
dicho material buscando proporcionar viviendas de rápida construcción a bajo
costo.
Para desarrollar una propuesta de tales dimensiones se contará con la decidida
participación de la administración de Acacias (Meta) en lo que concierne al manejo
y destino final de sus basuras, reduciendo el volumen de las mismas y poniendo a
disposición la planta recicladora en la que ya se ha trabajado con dicho material y
que cumple con todas las disposiciones y normatividad vigentes, permitiendo así
el verificar la resistencia del plástico y darle la forma que se pretende.
1.6 OBJETIVOS
1.6.1 Objetivo General
Elaborar ladrillos de plástico reciclado con características de resistencia óptimas y
26
27
bajo costo para el municipio de Acacías (Meta).
1.6.2 Objetivos Específicos
• Determinar el proceso de reciclaje del plástico para la fabricación de ladrillos.
• Identificar las características físico-mecánicas del ladrillo de plástico reciclado.
• Establecer la importancia de la reutilización del plástico en la elaboración de
ladrillos para contribuir a la reducción de las cargas sobre el medio ambiente.
2. MARCO REFERENCIAL
2.1 MARCO TEÓRICO
Se puede identificar la vivienda y en especial la vivienda de interés social como
una herramienta que busca disminuir la pobreza y la miseria para poder mejorar la
calidad de vida de millones de colombianos que viven en condiciones
infrahumanas. “En 1972 se introduce el sistema UPAC en los modelos de crédito
el cual consiste en un sistema de financiamiento a largo plazo para la construcción
de vivienda. En 1990 funciones como otorgar créditos y construir vivienda que
hasta este momento eran llevadas a cabo por entidades públicas pasan a sectores
privados con miras a una ejecución más eficiente.”1
En la Constitución Política de Colombia de 1991, dentro del Capítulo de los
Derechos Sociales, Económicos y Culturales, establece, en el Artículo 51: “Todos
los Colombianos tienen derecho a una vivienda digna. El Estado fijará las
condiciones necesarias para hacer efectivo este derecho y promoverá planes de
vivienda de interés social, sistemas adecuados de financiación a largo plazo”2,
además en el articulo 40 de la ley 3 de 1991 se determina que “El Gobierno
Nacional reglamentará las normas mínimas de calidad de la vivienda de interés
1 TEDESCHI Sebastián. Vivienda de Interés Social. s.f. [En línea] <http://www.fedevivienda.org.co/aa/img_upload/646f63756d656e746f732e2e2e2e2e2e/PROGRAMA_DE_VIVIENDA_DE_INTER_S_SOCIAL_URBANA.pdf > [citado en 2006- 05- 11]. 2 ABELLO ROCA, Carlos Daniel Constitución política de Colombia. Articulo51.1991.
social, especialmente en cuanto a espacio, servicios públicos y estabilidad de la
vivienda”3.
En los últimos años se ha reactivado la construcción de vivienda, esta reactivación
se está haciendo a través de programas masivos de construcción de vivienda de
Interés social. “El soporte de este tipo de proyectos entre otras cosas ha sido la
creación del subsidio familiar de vivienda, el cual es un aporte estatal en dinero o
en especie, que se otorga por una sola vez al beneficiario, sin cargo de restitución
por parte de este, que constituye un complemento de su ahorro, para facilitarle la
adquisición, construcción o mejoramiento de una solución de vivienda de interés
social”.4
Por último se debe tener en cuenta que tanto las entidades privadas como
públicas que ofrecen Vivienda de Interés social deben tener una clara concepción
de las normas, especificaciones y Calidad esperada en las viviendas.
2.1.1 Vivienda de interés social, la experiencia de Colombia en la construcción
de vivienda de interés social se inicia en el año de 1939 con la creación del
Instituto de Crédito Territorial (ICT), entidad que hasta 1991 fue la encargada de
construir y otorgar crédito a la clase menos favorecida para la compra de
viviendas. “Mediante este sistema el Gobierno subsidiaba las tasas de interés de
3 Ibid. 4 CARDENAS, Raúl Ernesto. Pobreza y vivienda de interés social en Colombia. Los programas de vivienda urbana en la red de solidaridad. Colombia: Cider, 1997.p. 10.
29
los créditos y el precio de las viviendas las cuales construía directamente o por
contrato con urbanizadores privados”5. El ICT se financiaba fundamentalmente
con recursos del presupuesto nacional, con inversiones forzosas del sistema
financiero, con la recuperación de su cartera y en ocasiones recibió créditos
externos en condiciones blandas.
El Sistema Nacional de vivienda de Interés Social viene siendo administrado por
la dirección del Ministerio de Desarrollo Económico y sus intermediarios son las
entidades que otorgan subsidio, las instituciones financieras que ofrecen crédito
para viviendas de interés social y las organizaciones populares de vivienda.
“El INURBE y las Cajas de Compensación Familiar, otorgan los subsidios con
fondos provenientes, en el primer caso del presupuesto nacional y en el segundo
de aportes de la nómina de los trabajadores del sector privado”.6
El INURBE además reglamento los procedimientos de elegibilidad de los
beneficiarios, seleccionando los oferentes de proyectos y realizando las
asignaciones de los subsidios que estaban a su cargo. Además prestó asistencia
técnica a las administraciones locales y a las organizaciones populares de
vivienda hasta su funcionamiento; en el año 2003 se ordeno la liquidación del
INURBE y la creación del fondo Nacional de vivienda – Fonvivienda. En el año
5 Ibid., p.16. 6 Ibid., p.18.
30
2005 el fondo asigno 4736 subsidios familiares de vivienda urbanas y en el año
2006 asigno 1274.
2.1.2 El ladrillo de arcilla, “constituyó el principal material de la construcción en
las antiguas Mesopotamia y Palestina, donde apenas se disponía de madera y
piedras. Los habitantes de Jericó en Palestina fabricaban ladrillos desde hace
unos 9000 años. Los constructores sumerios y babilonios levantaron zigurats,
palacios y ciudades amuralladas, con ladrillos secados al sol, que recubrían con
otros ladrillos cocidos en hornos, más resistentes y a menudo con esmaltes
brillantes formando frisos decorativos. En sus últimos años los persas construían
con ladrillos, al igual que los chinos, que levantaron la gran muralla. Los romanos
construyeron baños, anfiteatros y acueductos con ladrillos, a menudo recubiertos
de mármol.
En el curso de la edad media, en el imperio bizantino, al norte de Italia, en los
Países Bajos y en Alemania, así como en cualquier otro lugar donde escaseara la
piedra, los constructores valoraban el ladrillo por sus cualidades decorativas y
funcionales. Realizaron construcciones con ladrillos templados, rojos y sin brillo,
creando una amplia variedad de formas, como cuadros, figuras de punto de
espina, de tejido de esterilla o lazos flamencos. Esta tradición continuó en el
renacimiento y en la arquitectura georgiana británica, y fue llevada a América del
norte por los colonos. El ladrillo ya era conocido por los indígenas americanos de
las civilizaciones prehispánicas. En regiones secas construían casas de “ladrillos
31
de adobe secado al sol. Las grandes pirámides de los olmecas, mayas y otros
pueblos fueron construidas con ladrillos revestidos de piedra. Pero fue en España
donde por influencia musulmana, el uso del ladrillo alcanzó más difusión,
sobretodo en Castilla, Aragón y Andalucía. El ladrillo industrial, fabricado en
enormes cantidades, sigue siendo un material de construcción muy versátil.
Existen tres clases: ladrillo de fachada o exteriores, cuando es importante el
aspecto; el ladrillo común, hecho de arcilla de calidad inferior destinado a la
construcción; y el ladrillo refractario, que resiste temperaturas muy altas y se
emplea para fabricar hornos. Los ladrillos se hacen con argamasa, una pasta
compuesta de cemento, masilla de cal y arena”.7
“Hasta principios del siglo XIX prácticamente todos los ladrillos se moldeaban a
mano y a la manera tradicional, pero del mismo modo que otros sectores fueron
mecanizados, los ingenieros y fabricantes se centraron en la búsqueda de
sistemas mecánicos para la fabricación de ladrillos con la esperanza de reducir
costo e incrementar la producción”8.
2.1.2.1 La arcilla, es un mineral procedente de la descomposición de rocas ígneas
contiene Feldespato, como el granito, se presenta en terrenos llamados
7 CAMPBELL, W.P. James. Ladrillo historia universal. Londres: Art. Blume.1 ed., 2004.p.206. 8 Ibid., p.22.
32
estratificados generalmente en capas muy regulares. “La arcilla es una sustancia
mineral plástica compuesta principalmente de silicatos de aluminio hidratados”.9
Pueden ser de dos clases, según su procedencia:
Primarias o residuales: Formadas en el lugar donde se origino, o sea, donde se
desintegró la roca. Contienen partículas sin ninguna clasificación, desde
caolinizadas hasta fragmentos de roca y minerales duros e inalterados. Por su
heterogeneidad no son de mucha aplicación en la industria cerámica.
Secundarias o sedimentarias: Han sido transportadas después de su formación
por fuerzas químicas o físicas y depositadas en pantanos, lagos, o el océano,
etc. Están clasificadas por tamaño debido al transporte. Tienen mejores
condiciones para la industria cerámica.
Propiedades Físicas de las arcillas:
• Elasticidad: Producida por la mezcla de la arcilla con una adecuada
cantidad de agua.
• Endurecimiento: Lo sufren a ser sometidas a la acción de calor.
• Color: este se debe a la presencia de óxidos metálicos.
• Absorción: Absorben materiales tales como aceites, colorantes, gases.
9 Nueva enciclopedia del encargado de obras. Materiales de construcción. Barcelona: Ceac, 2001.p.101.
33
Propiedades químicas de las arcillas:
“La arcilla pura es bastante resistente a la acción química de los reactivos; sin
embargo, es atacada por algunos reactivos, sobre todo si se le aplican en
condiciones apropiadas de presión, temperatura y concentración”.10
• El ácido clorhídrico y el sulfúrico concentrados la descomponen a una
temperatura de 250 a 300° C y actúan más lentamente sobre arcilla
calcinada.
• Algunos álcalis como sosa y potasa atacan el silicato alumínico si hay
calentamiento prolongado y la transforman en silicatos dobles de sodio o
potasio y aluminio.
• El anhídrido bórico la trasforma en una masa vítrea (vitrificado) más
atacable pro los reactivos químicos.
• Con mayor facilidad actúa el ácido fluorhídrico y los fluoruros ácidos
formando fluoruro de Al y de Si.
“Para la industria cerámica, las propiedades más importantes son las relacionadas
con las reacciones efectuadas entre los diferentes silicatos de la arcilla para
formar compuestos de ciertas características como resistencia, dureza, aumento
de densidad, disminución de absorción, según la reacción que haya tenido
lugar”.11
10 Ibid., p.102. 11 Ibid., p.103.
34
Acción del calor sobre las arcillas:
• La eliminación del agua higroscópica se da a una temperatura de
aproximadamente 100° C, aún no pierde su agua de composición y
conserva la propiedad de dar masas plásticas.
• Con una temperatura entre 300 y 400° C el agua llamada de combinación
es liberada, perdiendo la propiedad de dar masas plásticas aunque se le
reduzca a polvo y se le añada suficiente agua.
• Entre 600 y 700° C el agua en la arcilla es totalmente eliminada.
• Por la acción del calor entre 700 y 800° C adquiere propiedades tales como
dureza, contracción y sonoridad, la sílice y la alúmina comienzan a formar
un silicato anhidro (Mullita: Al2O3 SiO2).
• Esta combinación se completa al parecer entre 1100 y 1200° C.
• Hacia los 1500° C aparecen los primeros síntomas de vitrificación.
Coloración:
Esta se debe a la presencia de óxidos metálicos, principalmente el de hierro (por
su actividad y abundancia). Dependiendo de si la llama es oxidante o reductora se
colorea de rojo, amarillo, verde o gris.
2.1.2.2 “Clases de unidades, el uso o función principal de cualquier tipo de
unidad de mampostería determina la clase a que corresponde y los requisitos
físicos que debe cumplir. Para efectos de esta norma, se consideran las unidades
35
estructurales (portantes) y las unidades no estructurales (divisorios o de cierre); y
las unidades de mampostería de uso exterior, o de fachadas, y las unidades de
uso interior”.12
“Geometría, Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes
dimensiones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su
dimensión mayor. Por lo general, la soga es del doble de longitud que el tizón, o
más exactamente, dos tizones más una junta, lo que permite combinarlos
libremente. El grueso, por el contrario, puede no estar modulado.” 13
Existen diferentes formatos de ladrillos, por lo general de un tamaño que permita
manejarlo con una mano. En particular, destaca el formato métrico, en el que las
dimensiones son 24 x 11,5 x 5,25 cm.
Existen varios tipos de ladrillos, como son:
• Ladrillo portante trefilado
29x9x14.5
12 HORNBOSTEL, Caleb. Materiales para construcción. Tipos usos y aplicaciones. 1ed. México: Limusa, 1999.p.426. 13 Ibid., p.428.
36
• Ladrillo portante
29x9x14.5 • Prensado macizo
24,5 x 5,5 x 12 cm. • Tolete
24,5x6x11.5 • Ladrillo tolete perforado súper
24,5x7.5x12 • Ladrillo tolete gran formato
39x5x19
37
2.1.3 El plástico, es una sustancia sintética de estructura macro molecular por su
gran cantidad de moléculas de hidrocarburos, alcoholes y otros compuestos
orgánicos; el plástico es una sustancia orgánica por su gran cantidad de carbono
en sus moléculas. Puede ser constituido por la acción del calor y la presión ya sea
natural o artificialmente, esta última es la forma más apropiada para la fabricación
de los productos de plástico.
2.1.3.1 historia, “se origina como resultado de un concurso realizado en 1860,
cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander
ofreció una recompensa de 10.000 dólares a quien consiguiera un sustituto
aceptable del marfil natural, destinado a la fabricación de bolas de billar. “Una de
las personas que compitieron fue el inventor norteamericano Wesley Hyatt, quien
desarrolló un método de procesamiento a presión de la piroxilina, un nitrato de
celulosa de baja nitración tratado previamente con alcanfor y una cantidad mínima
de disolvente de alcohol”.14
“El celuloide se fabricaba disolviendo celulosa, un hidrato de carbono obtenido de
las plantas, en una solución de alcanfor y etanol. Con él se empezaron a fabricar
distintos objetos como mangos de cuchillo, armazones de lentes y película
cinematográfica. Sin éste, no hubiera podido iniciarse la industria cinematográfica
14 HORNBOSTEL, Caleb. Materiales para construcción. Tipos usos y aplicaciones. 1ed. México: Limusa, 1999.p.770.
38
a fines del siglo XIX. Puede ser ablandado repetidamente y moldeado de nuevo
mediante calor, por lo que recibe el calificativo de termoplástico”.15
“En 1909 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland
(1863-1944) sintetizó un polímero de interés comercial, a partir de moléculas de
fenol y formaldehído. Este producto podía moldearse a medida que se formaba y
resultaba duro al solidificar. No conducía la electricidad, era resistente al agua y
los disolventes, pero fácilmente mecanizable. Se lo bautizó con el nombre de
baquelita (o bakelita), el primer plástico totalmente sintético de la historia”16.
Entre los productos desarrollados durante este periodo están los polímeros
naturales alterados, como el rayón, fabricado a partir de productos de celulosa.
“En 1833 Berzelius introdujo la palabra polímero, que el usaba para indicar la
presencia de los mismos átomos en las mismas proporciones en compuestos que
tenían distintos peso moleculares”.17
2.1.3.2 Evolución, los resultados alcanzados por los primeros plásticos
incentivaron a los químicos y a la industria a buscar otras moléculas sencillas que
pudieran enlazarse para crear polímeros. “En la década del 30, químicos ingleses
descubrieron que el gas etileno polimerizaba bajo la acción del calor y la presión,
15 Ibid., p.770. 16 Ibid., p.770. 17 Ibid., p.770.
39
formando un termoplástico al que llamaron polietileno (PE)”18. “Hacia los años 50
aparece el polipropileno (PP)”19.
Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógeno por uno de cloruro se produjo el
cloruro de polivinilo (PVC), un plástico duro y resistente al fuego, especialmente
adecuado para cañerías de todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un
material más blando, sustitutivo del caucho, comúnmente usado para ropa
impermeable, manteles, cortinas y juguetes. “Un plástico parecido al PVC es el
politetrafluoretileno (PTFE), conocido popularmente como teflón y usado para
rodillos y sartenes antiadherentes”20.
“Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemania fue el poliestireno
(PS), un material muy transparente comúnmente utilizado para vasos, potes y
hueveras. El poliestireno expandido (EPS), una espuma blanca y rígida, es usado
básicamente para embalaje y aislante térmico”.21
También en los años 30 se crea la primera fibra artificial, el nylon. Su descubridor
fue el químico Walace Carothers, que trabajaba para la empresa Dupont.
Descubrió que dos sustancias químicas como el hexametilendiamina y ácido
adípico, formaban polímeros que bombeados a través de agujeros y estirados
formaban hilos que podían tejerse. Su primer uso fue la fabricación de paracaídas 18 RUBIN, Irvin. Materiales plásticos, propiedades y aplicaciones. Mexico: limusa, 2002.p.53. 19 Ibid., p.96. 20 Ibid., p85. 21 Ibid., p.132.
40
para las fuerzas armadas estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial,
extendiéndose rápidamente a la industria textil en la fabricación de medias y otros
tejidos combinados con algodón o lana. Al nylon le siguieron otras fibras sintéticas
como por ejemplo el orlón y el acrilán.
En la presente década, principalmente en lo que tiene que ver con el envasado en
botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente el uso del tereftalato de
polietileno (PET), material que viene desplazando al vidrio y al PVC en el mercado
de envases.
El nylon se convirtió en una de las fuentes principales de fibras textiles, los
poliésteres se utilizaron en la fabricación de blindajes y otros materiales bélicos, y
se produjeron en grandes cantidades varios tipos de caucho sintético.
2.1.3.3 Características Generales de los Plásticos, “los plásticos se
caracterizan por una relación resistencia densidad alta, unas propiedades
excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los
ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de las que están compuestos
pueden ser lineales, ramificadas o entrecruzadas, dependiendo del tipo de
plástico. Las moléculas lineales y ramificadas son termoplásticas (se ablandan con
41
el calor), mientras que las entrecruzadas son termoendurecibles (se endurecen
con el calor)” 22.
Polímeros
“La materia está formada por moléculas que pueden ser de tamaño normal o
moléculas gigantes llamadas polímeros. Se producen por la unión de cientos de
miles de moléculas pequeñas denominadas monómeros que forman enormes
cadenas de las formas más diferentes. Algunas parecen fideos, otras tienen
ramificaciones, otras, globos, etc. Algunas se asemejan a las escaleras de mano y
otras son como redes tridimensionales”23.
Si el número de unidades es muy grande, se usa también la expresión gran
polímero. Un polímero no tiene la necesidad de constar de moléculas individuales
todas del mismo peso molecular, y no es necesario que tengan todas las mismas
composiciones químicas y la misma estructura molecular. Hay polímeros naturales
como ciertas proteínas globulares y policarbohidratos, cuyas moléculas
individuales tienen todas el mismo peso molecular y la misma estructura
molecular; pero la gran mayoría de los polímeros sintéticos y naturales
importantes son mezclas de componentes poliméricos homólogos. “La pequeña
variabilidad en la composición química y en la estructura molecular es el resultado
de la presencia de grupos finales, ramas ocasionales, variaciones en la orientación
22 http//www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml. 23 http//www.monografias.com/trabajos5/plasti/plastic.shtml#tipos.
42
de unidades monómeras y la irregularidad en el orden en el que se suceden los
diferentes tipos de esas unidades en los copolímeros. Estas variedades en general
no suelen afectar a las propiedades del producto final, sin embargo, se ha
descubierto que en ciertos casos hubo variaciones en copolímeros y ciertos
polímeros cristalinos”24.
“La mayor parte de los polímeros que usamos en nuestra vida diaria son
materiales sintéticos con propiedades y aplicaciones variadas. Lo que distingue a
los polímeros de los materiales constituidos por moléculas de tamaño normal son
sus propiedades mecánicas. En general, los polímeros tienen una muy buena
resistencia mecánica debido a que las grandes cadenas poliméricas se atraen.
“Las fuerzas de atracción intermoleculares dependen de la composición química
del polímero y pueden ser de varias clases”25.
2.1.3.4 Técnicas de Moldeo de los Plásticos, consiste en dar las formas y
medidas deseadas a un plástico por medio de un molde. “El molde es una pieza
hueca en la que se vierte el plástico fundido para que adquiera su forma. Para ello
los plásticos se introducen a presión en los moldes”26. En función del tipo de
presión, tenemos estos dos tipos:
24 24 RUBIN, Irvin. Materiales plásticos, propiedades y aplicaciones. Mexico: limusa, 2002.p.53. 25 Ibid., p.771 26 RICHARDSON. Industria del plástico. Madrid: Paraninfo, 2000.p.8.
43
Moldeo a Alta Presión
Para el moldeo a presión se utilizan máquinas hidráulicas que ejercen la presión
suficiente para el moldeado de las piezas. existen tres tipos: compresión,
inyección y extrusión
• Compresión: en este proceso, el plástico en polvo es calentado y comprimido
entre las dos partes de un molde mediante la acción de una prensa hidráulica,
ya que la presión requerida en este proceso es muy grande.
Este proceso se usa para obtener pequeñas piezas de baquelita, como los
mangos aislantes del calor de los recipientes y utensilios de cocina.
• Inyección: consiste en introducir el plástico granulado dentro de un cilindro,
donde se calienta. En el interior del cilindro hay un tornillo sinfín que actúa de
igual manera que el émbolo de una jeringuilla. Cuando el plástico se
reblandece lo suficiente, el tornillo sinfín lo inyecta a alta presión en el interior
de un molde de acero para darle forma. El molde y el plástico inyectado se
enfrían mediante unos canales interiores por los que circula agua. Por su
economía y rapidez, el moldeo por inyección resulta muy indicado para la
producción de grandes series de piezas. Por este procedimiento se fabrican
palanganas, cubos, carcasas, componentes del automóvil, etc.
44
• Extrusión: consiste en moldear productos de manera continua, ya que el
material es empujado por un tornillo sinfín a través de un cilindro que acaba en
una boquilla, lo que produce una tira de longitud indefinida. Cambiando la
forma de la boquilla se pueden obtener barras de distintos perfiles. También
se emplea este procedimiento para la fabricación de tuberías, inyectando aire
a presión a través de un orificio en la punta del cabezal. Regulando la presión
del aire se pueden conseguir tubos de distintos espesores.
Moldeo a Baja Presión
Se emplea para dar forma a láminas de plástico mediante la aplicación de calor y
presión hasta adaptarlas a un molde. Se utilizan dos procedimientos: El primero
consiste en efectuar el vacío absorbiendo el aire que hay entre la lámina y el
molde, de manera que ésta se adapte a la forma del molde. “Este tipo de
moldeado se emplea para la obtención de envases de productos alimenticios en
moldes que reproducen la forma de los objetos que han de contener”.27
El segundo procedimiento consiste en aplicar aire a presión contra la lámina de
plástico hasta adaptarla al molde. “Este procedimiento se denomina moldeo por
soplado, como el caso de la extrusión, aunque se trata de dos técnicas totalmente
diferentes. Se emplea para la fabricación de cúpulas, piezas huecas, etc.”28
27 Ibid., p.135. 28 Ibid., p.136-138.
45
• Colada: La colada consiste en el vertido del material plástico en estado líquido
dentro de un molde, donde fragua y se solidifica. La colada es útil para fabricar
pocas piezas o cuando emplean moldes de materiales baratos de poca
duración, como escayola o madera. Debido a su lentitud, este procedimiento
no resulta útil para la fabricación de grandes series de piezas.
• Espumado: Consiste en introducir aire u otro gas en el interior de la masa de
plástico de manera que se formen burbujas permanentes. Por este
procedimiento se obtiene la espuma de poliestireno, la espuma de poliuretano
(PUR), etc. Con estos materiales se fabrican colchones, aislantes termo-
acústicos, esponjas, embalajes, cascos de ciclismo y patinaje, plafones ligeros
y otros.
• Calandrado: Consiste en hacer pasar el material plástico a través de unos
rodillos que producen, mediante presión, láminas de plástico flexibles de
diferente espesor. Estas láminas se utilizan para fabricar hules, impermeables
o planchas de plástico de poco grosor.
2.1.4 El reciclaje, es un proceso en el que los productos no de deseados son
nuevamente utilizados, reduciendo la utilización de nuevas materias primas.
Reincorporar materiales ya usado en la fabricación de nuevos materiales ayuda a
conservar los recursos naturales ahorrando energía tiempo y agua que serian
empleados en su fabricación.
46
“El reciclaje se produce por tres razones básicas: razones altruistas, imperativas
económicas y consideraciones legales. En la primera de ellas es evidente que la
protección del medio ambiente y la conservación de los recursos responde a los
intereses generales de todo el mundo. En la segunda, el costo evitado para una
evacuación de residuos ambientalmente aceptable se ha incrementado tanto que,
cuando se combina con otros costos asociados al reciclaje, adquiere sentido,
desde el punto de vista económico, el reciclaje de muchos de los materiales.
Finalmente, en respuesta a las exigencias del público y a la creciente falta de
métodos alternativos para la evacuación, el gobierno está obligado a reciclar y
posibilitando una amplia diversidad de penalizaciones económicas y civiles,
además de establecer incentivos para estimular el reciclaje”.29
El apoyo estatal y distrital al reciclaje sigue siendo explosivo, y, generalmente,
responde a un amplio apoyo y demanda por parte del público. Se trata de una
demanda que en muchas instancias ha superado la capacidad de los sectores
públicos y privados de la economía para cumplir con los requisitos o intentos de
legislación. En el impulso por obligar el reciclaje, a menudo, se ha ignorado o
malentendido el mercado para estos materiales. La entrada del sector público en
una actividad bien establecida dentro del sector privado ha creado severos
estreses y dificultades para los materiales reciclados dentro del mercado de
29 CAR, Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca. Guía ambiental: Pequeñas Empresas de Transformación de Residuos Plásticos y Textiles. Bogotá: Artepel.p.10.
47
materias primas. El mercado de materias primas es el lugar donde el comercio y la
industria consiguen la materia prima.
”Los gobiernos, a todos los niveles, parecen estar dirigiéndose cada vez mas
hacia una legislación que asegure mercados, creando una demanda para los
productos reciclados mediante prácticas de adquisición preferencial. Además, el
concepto de incentivo fiscal, para fomentar el reciclaje y el uso de productos que
contienen materiales reciclados, sigue ganado popularidad”.30
2.1.4.1 Reciclaje y Reuso del Plástico, “A lo largo de muchos años, se ha dado
en Colombia un crecimiento del consumo de los plásticos y la generación de la
basura per-cápita/día oscila entre 0.5 y 0.8 Kg, de los cuales 0.056 Kg
corresponden a desechos plásticos, representando el 20% del volumen y de un 5
a un 7% del peso total de desechos generados a nivel urbano. Esto sin tener en
cuenta los desechos originados por empresas petroquímicas, que en su proceso
de producción de materias primas plásticas generan retales que no cumplen
ninguna función y no tienen las especificaciones requeridas para salir al mercado
como producto terminado, generando problemas para su almacenaje y/o posterior
eliminación. Este crecimiento en el volumen de generación de basuras en el país
ha llegado a niveles alarmantes, lo cual convierte su manejo a través de
estrategias como el reciclaje, en una actividad prioritaria, debido entre otras
30 Ministerio del Medio Ambiente. Congreso Nacional de Reciclaje (4º.:1996 marzo 13,14,15 Santa fe de Bogotá) Memorias. Bogotá: Imprenta Nacional de Colombia, 1997.p.9.
48
razones a: Cuando el plástico cumple su “ciclo de vida inicial” presenta problemas
de almacenamiento ya que su relación peso/volumen es baja y la disponibilidad de
rellenos sanitarios es cada vez menor”.31
Aunque los plásticos, se les pueden aplicar los métodos de tratamiento utilizados
para el resto de los residuos sólidos (incineración, enterramiento en vertederos
controlados), estos métodos no están exentos de inconvenientes cuando se
aplican a los residuos plásticos.
”Los residuos orgánicos tardan entre 10 y 15 años para degradarse de un 25 a un
50%, y el problema de manejo generado por residuos no biodegradables, como
ciertos plásticos, es considerablemente superior.”32
Todo esto, unido a consideraciones de carácter económico hace que el reciclaje
de plásticos sea una alternativa que cobra cada vez mas fuerza. En nuestro país
el crecimiento en el uso de estos materiales no ha sido acorde con la tecnología
desarrollada para el aprovechamiento y desarrollo de estos, por lo cual ha surgido
la necesidad de crear diferentes opciones para el proceso de reciclaje con el fin de
disminuir los niveles de impacto en el entorno y ofrecer nuevas alternativas de
empresa.
31 Ibid., p.9. 32 Ibid., p.10.
49
En Colombia se ha practicado el reciclaje del plástico, hace ya algunos años,
como una de las alternativas de la empresa, pero algunas de estas no han
alcanzado a mantenerse o a crecer a lo largo del tiempo, debido a que una gran
parte comenzó sus actividades de forma empírica, ocasionando que no se de un
desarrollo sostenible, debido a la falta de inversión en investigación y desarrollo en
procesos. Aproximadamente el 95% de los plásticos son reciclables.
“En la actividad se cuenta en la ciudad de Medellín con institutos como el SENA y
el instituto del plástico en la universidad EAFIT, en los cuales se da asesoría
técnica a estudiantes y a empresas relacionadas con este campo; De esta manera
se asegura de alguna forma que se genere un desarrollo sostenible para este tipo
de industria, sin embargo muchas empresas no se acercan a esta institución por
falta de conocimiento o de recurso para ello. “En el reciclaje del plástico se dan
como puntos críticos: el conocimiento y/o la metodología como se realizan ciertas
actividades, como por ejemplo la selección, el lavado, sistemas de molino,
aglutinado y distribución de plantas entre otros”.33
El plástico reciclado es de gran importancia, ya que algunas empresas lo usan
como materia prima, este basa su importancia en la diferencia de precios que
mantiene con el plástico original, en algunas ocasiones se mezclan los dos para
obtener mejor calidad y mejor precio.
33 Ibid., p.11.
50
La reutilización y ciclos de reciclado son cada vez más y desde hace algunos
años, motivo de discusión. “El objetivo de reutilización es, por un lado, impedir que
los residuos producidos se desperdicien y, por otro lado, intentar emplearlos de
nuevo como materia prima en la producción, después de una etapa de
preparación”.34
Estas reflexiones se recogen en un modelo idealizado de imitación de la
naturaleza, en el que todas las sustancias vuelven a incorporarse a los ciclos
biológicos. “Gracias al reciclado pueden reducirse las cantidades de residuos así
como las de materia prima y energía necesarias para la obtención de material
nuevo. En este sentido, el reciclado es una manera de reducir las cargas sobre el
medio ambiente”35. El provecho que obtengan las personas y el entorno en que se
mueven es, a pesar de todo, fuertemente dependiente de lo perfecta que sea la
ejecución de estos ciclos, de los costosos que resulten y de la posible reutilización
de los productos recuperados.
La reciclabilidad de los plásticos depende del tipo de plástico. Los termoplásticos
pueden recuperarse mediante fusión. “Los residuos deben ser, en la medida de lo
posible, de una sola clase de plástico, para que los nuevos productos tengan
buenas propiedades”.36
34 Ibid., p.12. 35 LUND, Herbert F. Manual McGraw-Hill. Madrid: McGraw-Hill,v1 1996.p20. 36 Ibid., p.22.
51
Cuando se intenta volver a fundir una mezcla de plásticos, algunos son
descompuestos por la temperatura empleada, mientras que otros ni tan solo se
reblandecen.
”El PVC tiene un intervalo de temperaturas de fusión de 120-190oC y el PA, de
235-275oC. El PVC, llega incluso a 270-320oC. De todo ello se deduce que puede
ser muy difícil encontrar una única temperatura de fusión para varios materiales a
la vez, puesto que a una temperatura de 250oC, por ejemplo, cuando el PVC lleva
ya tiempo descompuesto, el PC aún no ha empezado a fundir, y en cambio la PA
tiene su temperatura de fusión óptima”37.
Por consiguiente, no es posible obtener una mezcla homogénea de plásticos a
partir de una mezcla ternaria de materiales. Los productos que intenten fabricarse
con ella no podrán cumplir con ninguna exigencia de calidad.
Las impurezas que suelen contener los residuos deben evitarse o eliminarse, ya
que son cuerpos extraños que pueden reducir la calidad del producto final si son
fundidas junto con el plástico. “Por ejemplo, el porcentaje en peso de impurezas
presentes en un vasito de yogur es frecuentemente superior al del propio peso del
recipiente, que es de 6g debido a la calidad de restos de yogur que suelen
quedar”38. Por ello, cuando se recolectan residuos plásticos de este tipo, se
37 Ibid., p.30. 38 Ibid., p.35.
52
recogen más impurezas que plástico propiamente dicho, y que habrán de ser
luego necesariamente separadas de éste.
Los mejores resultados del reciclado de termoplásticos se obtienen cuando los
residuos a reutilizar son de una única clase, es decir, contienen el mismo tipo de
plástico, los mismos aditivos y las mismas cargas. Además, el residuo debe estar
más o menos limpio si se quieren obtener productos reciclados de gran valor.
El reciclaje de plásticos es una práctica muy útil para reducir los desperdicios
sólidos. “Debido a que, al menos en los estados Unidos, los plásticos representan
cerca del 8% de estos desperdicios y se prevé que para el año 2000 este
porcentaje será del 10%, el reciclaje ha recibido mucha atención y se han
desarrollado muchas técnicas para mejorarlo. Algunas de estas técnicas
empezaron a desarrollarse en los años 70´s, cuando algunos países empezaron a
incinerar sus residuos plásticos. Desde entonces, ha habido muchos avances en
la manera de reciclar plásticos, dando como resultado, cuatro tipo de reciclajes de
plásticos: primario, secundario, terciario y cuaternario.”39
Reciclaje primario
Consiste en la conservación del desecho plástico en artículos con propiedades
físicas y químicas idénticas a la del material original. El reciclaje primario se hace
en termoplásticos como PET (Polietileno tereftalato), PEAD (Polietileno de alta 39 Ibid., p.38
53
densidad), PEBD (Polietileno de baja densidad), PP (Poliestireno) y PVC (Cloruro
de vinilo). Las propiedades de los termoplásticos son la base de este reciclaje
primario debido a la habilidad de estos de refundirse a bajas temperaturas sin
ningún cambio en su estructura ya que “tienen moléculas que se encuentran en un
alineamiento casi paralelo” aclara Deanna J.Hart .
”Proceso de reciclaje primario, es fundamentalmente el mismo para los distintos
plásticos. Consiste en la separación, limpieza, peletizado, moldeado, moldeado
por inyección, moldeado por compresión y termoformación”40.
Reciclaje secundario
“El reciclaje secundario convierte al plástico en artículos con propiedades que son
inferiores a las del polímero original. Ejemplos de plásticos recuperados por esta
forma son los termoestables o plásticos contaminados. El proceso de mezclado de
plásticos es representativo del reciclaje secundario. Este elimina la necesidad de
separar y limpiar los plásticos. La mezcla de plásticos, incluyendo tapas de
aluminio, etiquetas de papel, polvo, etc., se mueles y funden juntas dentro de un
extrusor. Los plásticos pasan por un tubo con una gran abertura hacia un baño de
agua, y luego son cortadas a varias longitudes dependiendo de las
especificaciones del cliente. Los plásticos termoestables son partes que no se
40 Ibid., p.39
54
funden y tiene que acumularse en el centro de la mezcla y los plásticos más
viscosos tienden a salir, dándole al producto final una apariencia uniforme.”41
Reciclaje terciario
“Este degrada al polímero en compuestos químicos básicos y combustibles. Es
fundamentalmente diferente a los dos tipos de reciclaje mencionados
anteriormente porque involucra un cambio químico además del físico. Aquí las
largas cadenas del polímero se rompen en pequeños hidrocarburos (monómeros)
o monóxido de carbono e hidrógeno. Actualmente el reciclaje terciario cuenta con
dos métodos principales: la pirólisis y la gasificación. Pero se están desarrollando
otros métodos como son metanólisis y glucólisis”42.
Reciclaje cuaternario
Consiste en el calentamiento del plástico con el objeto de usar la energía térmica
liberada de este proceso para llevar a cabo otros procesos, es decir, el plástico es
usado como un combustible con objeto de reciclar energía. La incineración puede
incluirse en esta clasificación siempre que la recuperación de carbón sea
acompañada de un generador de vapor, como Arthur J. Warner dice en su libro
Solid management of plastics, “por el uso directo de gases de horno de alta
temperatura en un proceso que requiere una fuente de calor externa “. Estos
41 Ibid., p.39. 42 Ibid., p.40.
55
gases de humo son para recalentar, secar o templar hornos. Existen otras
ventajas de la incineración tales como:
a. Mucho menos espacio ocupado que en los rellenos sanitarios.
b. La recuperación de metales.
c. El manejo de diferentes cantidades de desecho.
Sin embargo, algunas de sus desventajas es la generación de contaminantes
gaseosos, aunque esta sea mínima.
“Si bien existen más de cien tipos de plásticos, los más comunes son sólo seis, y
se los identifica con un número dentro de un triángulo a los efectos de facilitar su
clasificación para el reciclado, ya que las características diferentes de los plásticos
exigen generalmente un reciclaje por separado.”43
Tabla 2. Códigos recomendados por el Plastic Bottle Institute44
TIPO / NOMBRE CARACTERISTICAS USOS / APLICACIONES
PET
Polietileno Tereftalato
Se produce a partir del Ácido Tereftálico y Etilenglicol, por poli condensación;
existiendo dos tipos: grado textil y grado botella. Para el grado botella se lo debe
post condensar, existiendo diversos colores para estos usos.
Envases para gaseosas, aceites, agua mineral, cosmética, frascos varios (mayonesa, salsas, etc.). Películas
transparentes, fibras textiles, laminados de barrera (productos alimenticios),
envases al vacío, bolsas para horno, bandejas para microondas, cintas de
video y audio, geotextiles (pavimentación /caminos); películas radiográficas.
43 RICHARDSON. Industria del plástico. Madrid: Paraninfo, 2000.p.23. 44 Ibid., p.23.
56
PEAD
Polietileno de Alta Densidad
El polietileno de alta densidad es un termoplástico fabricado a partir del
etileno (elaborado a partir del etano, uno de los componentes del gas natural). Es muy versátil y se lo puede transformar
de diversas formas: Inyección, Soplado, Extrusión, o Rotomoldeo.
Envases para: detergentes, lavandina, aceites automotor, shampoo, lácteos, bolsas para supermercados, bazar y
menaje, cajones para pescados, gaseosas y cervezas, baldes para pintura,
helados, aceites, tambores, caños para gas, telefonía, agua potable, minería,
drenaje y uso sanitario, macetas, bolsas tejidas.
PVC
Cloruro de Polivinilo
Se produce a partir de dos materias primas naturales: gas 43% y sal común
(*) 57%. Para su procesado es necesario fabricar compuestos con aditivos especiales, que permiten obtener productos de variadas
propiedades para un gran número de aplicaciones. Se obtienen productos
rígidos o totalmente flexibles (Inyección - Extrusión - Soplado).
(*) Cloruro de Sodio (2 NaCl)
Envases para agua mineral, aceites, jugos, mayonesa. Perfiles para marcos de ventanas, puertas, caños para desagües
domiciliarios y de redes, mangueras, blister para medicamentos, pilas,
juguetes, envolturas para golosinas, películas flexibles para envasado (carnes,
fiambres, verduras), film cobertura, cables, cuerina, papel vinílico
(decoración), catéteres, bolsas para sangre.
PEBD
Polietileno de Baja Densidad
Se produce a partir del gas natural. Al igual que el PEAD es de gran
versatilidad y se procesa de diversas formas: Inyección, Soplado, Extrusión y
Rotomoldeo. Su transparencia, flexibilidad, tenacidad y economía hacen que esté presente en
una diversidad de envases, sólo o en conjunto con otros materiales y en
variadas aplicaciones.
Bolsas de todo tipo: supermercados, boutiques, panificación, congelados,
industriales, etc. Películas para: Agro (recubrimiento de Acequias),
envasamiento automático de alimentos y productos industriales (leche, agua,
plásticos, etc.). Streech film, base para pañales descartables. Bolsas para suero,
contenedores herméticos domésticos. Tubos y pomos (cosméticos,
medicamentos y alimentos), tuberías para riego.
PP
Polipropileno
El PP es un termoplástico que se obtiene por polimerización del propileno. Los copolímeros se forman agregando
etileno durante el proceso. El PP es un plástico rígido de alta cristalinidad y elevado punto de fusión, excelente resistencia química y de más baja
densidad. Al adicionarle distintas cargas (talco, caucho, fibra de vidrio, etc.), se
potencian sus propiedades hasta transformarlo en un polímero de
ingeniería. (El PP es transformado en la industria por los procesos de inyección,
soplado y extrusión/termoformado)
Película/Film (para alimentos, snacks, cigarrillos, chicles, golosinas,
indumentaria). Bolsas tejidas (para papas, cereales). Envases industriales (Big Bag). Hilos cabos, cordelería. Caños para agua caliente. Jeringas descartables. Tapas en
general, envases. Bazar y menaje. Cajones para bebidas. Baldes para
pintura, helados. Potes para margarina. Fibras para tapicería, cubrecamas, etc. Telas no tejidas (pañales descartables).
Alfombras. Cajas de batería, paragolpes y autopartes.
PS
Poliestireno
PS Cristal: Es un polímero de estireno monómero (derivado del petróleo),
cristalino y de alto brillo. PS Alto Impacto: Es un polímero de
estireno monómero con oclusiones de Polibutadieno que le confiere alta
resistencia al impacto. Ambos PS son fácilmente moldeables a
través de procesos de: Inyección, Extrusión/Termoformado, Soplado.
Potes para lácteos (yoghurt, postres, etc.), helados, dulces, etc. Envases
varios, vasos, bandejas de supermercados y rotiserías. Heladeras: contrapuertas, anaqueles. Cosmética:
envases, máquinas de afeitar descartables. Bazar: platos, cubiertos,
bandejas, etc. Juguetes, cassetes, blisters, etc. Aislantes: planchas de PS
espumado.
57
La clasificación previa y la recolección diferenciada es el primer paso en el camino
hacia la recuperación de plásticos. A los efectos de reducir significativamente los
costos, la clasificación debe realizarse en origen, es decir en los lugares en los
que se genera el desecho, como ser los hogares, centros educativos, centros de
salud, oficinas, etcétera. Existen distintos criterios para clasificar los plásticos. Si
consideramos su capacidad para volver a ser fundidos mediante el uso de calor,
entonces los plásticos pueden clasificarse en termofijos y termoplásticos. Los
termoplásticos son los de uso más común en la vida diaria. “Son muchas las
experiencias de recuperación de plásticos que hace años se desarrollan los
diferentes países del mundo, por ejemplo: bolsas, mangueras, baldes, cerdas para
cepillos y escobas, hilo para la industria textil, láminas, útiles escolares, muebles,
piezas de máquinas y vehículos, relleno asfáltico”45.
“También los plásticos pueden ser utilizados como fuente de energía, aunque la
quema de los mismos no es aconsejable ya que algunos de ellos por ejemplo el
PVC despide cloro, pudiendo generar la formación de corrosivos como el ácido
clorhídrico, así como sustancias tóxicas y cancerígenas como las dioxinas y
furanos”46.
Actualmente las empresas embotelladoras vienen sustituyendo los envases de
plásticos retornables por los no retornables o descartables, generando de esta
45 QUARMBY, Arthur. Materiales plásticos y arquitectura experimental. Barcelona: Gustavo Gili, 1976.p.22. 46 Ibid., p.26.
58
forma un impacto ambiental negativo permanente en las ciudades. “La adopción
del envase descartable le permite a las empresas transferir costos a la comunidad
y el ambiente. Al dejar de ser retornables las botellas no vuelven al circuito de
venta y a la empresa embotelladora para su lavado y rellenado. De esta manera
las embotelladoras evitan la recepción de envases vacíos, el almacenamiento y
lavado de los mismos”47.
2.2 MARCO CONCEPTUAL
• Ladrillo, es un bloque hecho de arcilla o adobe, con o sin cocción. También
se hacen de hormigón u otro tipo de mortero. “Los ladrillos de arcilla son
hechos en moldes o, más comúnmente en producción comercial, extendiendo
la arcilla en una capa gruesa y luego cortándola con alambres al tamaño
adecuado. Los ladrillos son utilizados en edificaciones o pavimentación. Se
utiliza principalmente para construir muros o tabiques. Aunque se pueden
colocar a hueso, lo habitual es que se reciban con mortero. La disposición de
los ladrillos en el muro se conoce como aparejo, existiendo gran variedad de
ellos”48.
• Plástico, “En su significación más general, se aplica a las sustancias de
distintas estructuras y naturalezas que carecen de un punto fijo de ebullición y 47 Ibid., p.27. 48 HORNBOSTEL, Caleb. Materiales para construcción. Tipos usos y aplicaciones. 1ed. México: Limusa, 1999.p.421.
59
poseen durante un intervalo de temperaturas propiedades de elasticidad y
flexibilidad que permiten moldearlas y adaptarlas a diferentes formas y
aplicaciones. Sin embargo, en sentido restringido, denota ciertos tipos de
materiales sintéticos obtenidos mediante fenómenos de polimerización o
multiplicación artificial de los átomos de carbono en las largas cadenas
moleculares de compuestos orgánicos derivados del petróleo y otras
sustancias naturales.
El vocablo plástico deriva del griego plastikos, que se traduce como
moldeable. Los polímeros, las moléculas básicas de los plásticos, se hallan
presentes en estado natural en algunas sustancias vegetales y animales como
el caucho, la madera y el cuero, si bien en el ámbito de la moderna tecnología
de los materiales tales compuestos no suelen encuadrarse en el grupo de los
plásticos, que se reduce preferentemente a preparados sintéticos”49.
• Polímero, “(del griego poly, muchos; meros, parte, segmento) es una
sustancia cuyas moléculas son, por lo menos aproximadamente, múltiplos de
unidades de peso molecular bajo. La unidad de bajo peso molecular es el
monómero. Si el polímero es rigurosamente uniforme en peso molecular y
estructura molecular, su grado de polimerización es indicado por un numeral
griego, según el número de unidades de monómero que contiene; así,
49 QUARMBY, Arthur. Materiales plásticos y arquitectura experimental. Barcelona: Gustavo Gili, 1976.p.
60
hablamos de dímeros, trímeros, tetrámero, pentámero y sucesivos. El término
polímero designa una combinación de un número no especificado de
unidades. De este modo, el trióximetileno, es el trímero del formaldehido.”50
• Reciclaje, proceso simple o complejo que sufre un material o producto para
ser reincorporado a un ciclo de producción o de consumo, ya sea éste el
mismo en que fue generado u otro diferente. La palabra "reciclado" es un
adjetivo, el estado final de un material que ha sufrido el proceso de reciclaje.
“En términos de absoluta propiedad se podría considerar el reciclaje puro sólo
cuando el producto material se reincorpora a su ciclo natural y primitivo:
materia orgánica que se incorpora al ciclo natural de la materia mediante el
compostaje. Sin embargo y dado lo restrictivo de esta acepción pura,
extendemos la definición del reciclaje a procesos más amplios. Según la
complejidad del proceso que sufre el material o producto durante su reciclaje,
se establecen dos tipos: directo, primario o simple; e indirecto, secundario o
complejo”51.
• Ensayo De Compresión, es un ensayo en el que se somete a una probeta a
cargas compresivas. Se usa para estudiar el comportamiento de los materiales
bajo ese estado de cargas.
50 HORNBOSTEL, Caleb, Op. cit., p. 771 51 LUND, Herbert F. Manual McGraw-Hill. Madrid: McGraw-Hill,v1 1996.p20
61
“El ensayo de compresión es poco frecuente en los metales y consiste en
aplicar a la probeta, en la dirección de su eje longitudinal, una carga estática
que tiende a provocar un acortamiento de la misma y cuyo valor se irá
incrementando hasta la rotura o suspensión del ensayo”. 52
• Determinación de la masa, “La masa se determinará sobre una muestra de
ladrillos, con una precisión de 1 g, desecando previamente las piezas a una
temperatura entre 100 ºC y 110 ºC hasta un valor constante”.53
• Ensayo De Rotura, “el esfuerzo de flexión puro o simple se obtiene cuando se
aplican sobre un cuerpo pares de fuerza perpendiculares a su eje longitudinal,
de modo que provoquen el giro de las secciones transversales con respecto a
los inmediatos”.54
• Modulo De Elasticidad, “el módulo de elasticidad (longitudinal) o módulo de
Young es parámetro que caracteriza el comportamiento de un material elástico
lineal e isótropo. Esta propiedad se define como la razón entre el incremento
de esfuerzo aplicado a un material y el cambio correspondiente a la
deformación unitaria que experimenta, en la dirección de aplicación del
esfuerzo”.55
52 BEER, Ferdinand. Mecánica de Materiales. 2ed. Colombia: Mc Graw Gill.p.112 53 INCOTEC, Normas Técnicas Colombianas 4017.Colombia:2005 p. 3 54 Ibid., p.182 55 Ibid., p.171
62
• Absorción de agua, “Los especímenes para el ensayo de absorción deben
estar compuestos por cinco (5) unidades o tres (3) partes o fragmentos
representativos de cada una de ellas. Si se usan partes o fragmentos, se
toman dos (2) de las paredes y una (1) del núcleo. El peso de cada fragmento
no debe ser inferior a 250 g. Los bordes de los especímenes deben estar
libres de partículas sueltas; si se han tomado de especímenes que se han
sometido a ensayos de resistencia a la compresión, éstos deben estar libres de
grietas debidas a fallas durante la compresión. Se sumergen los especímenes
secos y fríos, sin inmersión parcial preliminar, en agua limpia (blanda, destilada
o de lluvia) entre 15,5 °C y 30 °C durante 24 h. Se retira el espécimen, se seca el
exceso de agua con un paño húmedo y se pesa. El pesaje de cada espécimen se
debe hacer antes de que pasen 300 s de retirado del agua”.56
• Efecto de congelamiento y descongelamiento, “Los especimenes de
ensayo deben consistir en 5 unidades enteras o en partes de la unidad con no
menos de 100mm de longitud en caso de unidades perforadas o de media pieza
en caso de unidades macizas o adoquines dependiendo de la capacidad del
tanque de congelamiento. Se examina cuidadosamente cada espécimen para
verificar que no tenga grietas. Una grieta se define como una fisura o
separación visible a una distancia normal de 30 cm, con una iluminancia no
inferior a 538,2 Lm/m2. Se señala con un marcador cada grieta en toda su
longitud. Se sumergen en agua los especímenes de ensayo del tanque de 56 Ibid., p.9.
63
descongelamiento durante 4h ± 0,5h Se retiran los especímenes del tanque de
descongelamiento y se depositan en bandejas congelantes, colocando hacia
abajo una de las caras con menor área. Un espacio mínimo de 12,7 mm debe
separar los especímenes en la bandeja. Se vierte suficiente agua en las
bandejas, de manera que cada espécimen permanezca a 12 mm de
profundidad del agua; luego se colocan las bandejas en la cámara de
enfriamiento durante 20 h ±1 h. Se puede usar como alternativa para la
determinación de las fisuras, la aplicación superficial de petróleo o sus
derivados. Se retiran las bandejas de la cámara de congelamiento luego de 20
h ± 1 h y se sumergen con su contenido, en el agua del tanque de
descongelamiento durante 4 h ± 0,5 h. Los especímenes de ensayo se
congelan mediante el procedimiento establecido en el numeral 9.3.4 de esta
norma, hasta completar 50 ciclos de congelamiento-descongelamiento
consecutivos. Cuando se interrumpe la continuidad de los ciclos por días no
laborales, se retiran los especímenes y se almacenan en el cuarto de secado
durante 40 h ± 0,5 h, después de 4 h ± 0,5 h de descongelamiento. Las
unidades no se deben apilar ni amontonar; debe haber un espacio mínimo de
25 mm entre un espécimen y otro. Después de este período de secado al
aire, se inspeccionan los especímenes y se sumergen en el agua
del tanque de descongelamiento durante 4 h ± 0,5 h, y se someten de
nuevo a una semana normal de ciclos de congelamiento y descongelamiento.
Se continúa con el procedimiento hasta que se haya realizado un total de 50
ciclos de congelamiento y descongelamiento. El ensayo se interrumpe si el
64
espécimen sufre rotura o parece que ha perdido más del 3% de su peso
original, según se juzgue por inspección visual”.57
• Análisis térmico, “Se llena completamente la cápsula portamuestra, se
introduce en el horno del aparato térmico diferencial y se comienza con el
calentamiento gradual a 10 °C/min y se avanza hasta la temperatura del
ensayo, registrando todos los cambios y reacciones ocurridos en la muestra
durante el calentamiento.”58
2.3 MARCO NORMATIVO
Tabla 3. Normas Técnicas Colombianas
NORMA AÑO DESCRIPCIÓN
NTC 4017 2005 Método de muestreo y ensayos de unidades de mampostería.
NTC 4205 2000
Unidades de mampostería de arcillas cocidas. Ladrillos y bloques cerámicos.
NSR-98 1997
Son una herramienta útil para diseñar con seguridad los casos más comunes las normas siempre serán requisitos mínimos y sus procedimientos serán métodos aproximados, en lo posible lo más sencillo que permita que en la mayoría de los casos se obtenga diseños confiables y seguros, protegiendo al ciudadano de errores inaceptables o extravagancias.
NTC 1000 1993 Sistema Internacional de Unidades ( ISO 1000).
NTC 296 1969 Dimensiones modulares de ladrillos cerámicos.
57 Ibid., p.180. 58 Ibid., p.181.
65
2.4 MARCO CONTEXTUAL
El presente proyecto de grado se desarrollará en el municipio de acacias en el
departamento del Meta ubicada en la zona sur occidental de Colombia.
2.4.1 Historia
Fecha de fundación: 07 de agosto de 1920
Nombre del/los fundador (es): Pablo Emilio Riveros, Juan Rozo Moreno
(Cofundador)
Reseña histórica, “el botánico curandero Pablo Emilio Riveros Reina, fue
contratado por el municipio de San Martín para desarrollar la ampliación del
camino nacional; el territorio designado para la carretera contaba con los
recursos necesarios para conformar un pueblo con progreso y futuro. Así
fue como el 7 de Agosto de 1920 Acacias se oficializó siendo su fundador
Pablo Emilio Riveros Reina.
El nombre del vocablo "Acacias" proviene de un grupo de jóvenes que lo
denominaron con este nombre el cual fue adoptado por sus pobladores
posteriormente. Acacias ha venido creciendo vertiginosamente; hacen parte
de la nueva Acacia las modernas construcciones entre las cuales
66
encontramos el Coliseo, la Planta de Reciclaje, hospitales, Manga de
Coleo. Además usted encontrará los brazos abiertos de los acacireños”.59
Figura 1. Mapa de ubicación del Departamento del Meta en Colombia60
59 ALCALDÍA MUNICIPAL DE ACACIAS. Plan de Desarrollo Municipal. Acacias: 2004. p. 9. 60 http://www.mapas.com.co/visor2005/colombia/visor.jsp > [Citado en 2006-05-20].
67
Figura 2. Mapa de ubicación del Municipio de Acacias en el Departamento de Meta61
LUGAR DEL ESTUDIO
2.4.2 Ubicación Geográfica, el Departamento del Meta es uno de los 33 en que
se halla dividida la República de Colombia. Su capital es la ciudad de Villavicencio,
tiene 29 municipios.
Su vegetación es muy diversa y los cultivos son propios del clima cálido. Las
precipitaciones varían desde los 3.326 m á 1.129 m. en la sabana y de 6.160 m a
2.943 en la región del piedemonte. La temperatura media es de 26ºC, las
estaciones son muy marcadas: invierno y verano. El invierno se caracteriza por su
61. Ibid.
68
alta pluviosidad y tiene una duración de ocho meses y la estación seca, o verano,
dura cuatro meses (diciembre a marzo).
Límites del municipio:
Norte: Dpt. Cundinamarca
Sur: Mps. de Castilla la Nueva y Guamal
Oriente: Mpio. San Carlos de Guaroa
Occidente: Mpio. de Guamal
Extensión total: 1.169 Km2 Km2
Altitud de la cabecera municipal (metros sobre el nivel del mar):
498 s.n.m
Temperatura media: 24 Cº C
2.4.3 Ecología, Las tierras de esta municipalidad están bañadas por las aguas de
los ríos Acacias, Acaciítas, Guayuriba, Sardinata y Orotoy, así como por los caños
Playón, Cola de pato, la Chiripa, Chichimene, La Danta, La Argentina, La Blanca y
La Unión.
2.4.4 Economía, A nivel global del municipio, el principal sector económico es el
agropecuario. La industria tanto ligera como mediana es pequeña predominando
69
70
los procesos artesanales. La minería y la explotación petrolera han adquirido
últimamente gran importancia. El sector terciario se evidencia en un comercio
fuerte en la zona urbana con énfasis en la venta de productos terminados más que
de servicios.
3. METODOLOGÍA
3.1 DISEÑO DE INVESTIGACIÓN
Se realizó un proyecto de investigación de tipo experimental. Según Tamayo
(1995: 56) “se presenta mediante la manipulación de una variable experimental no
comprobada, en condiciones rigurosamente controladas, con el fin de describir de
qué modo o porqué causa se produce una situación o acontecimiento particular. El
experimento es una situación provocada por el investigador para introducir
determinadas variables de estudio manipuladas por él, para controlar el aumento o
disminución de esas variables y su efecto en las conductas observadas. En el
experimento, el investigador maneja de manera deliberada la variable
experimental y luego observa lo que ocurre en condiciones controladas”.
3.2 FASES DE LA INVESTIGACIÓN
3.2.1 Selección de los materiales
• Elegir los materiales a utilizar.
• Ubicar fuentes de materiales.
• Clasificar y Seleccionar los materiales.
3.2.2 Descripción general de la planta recicladora de plástico
• Organización de la planta física.
• Proceso de reciclaje.
• Finalidad de la empresa.
• Maquinaria y equipos.
• Composición de la materia prima de los productos de la empresa y del ladrillo.
3.2.3 Elaboración del ladrillo de plástico reciclado (modelo estándar)
• Diseño del ladrillo de plástico reciclado basado en un ladrillo macizo tolete
común.
• Proceso de fabricación y producción.
3.2.4 Ensayos de laboratorio para los ladrillos de plástico reciclado (modelo
estándar)
• Determinar los parámetros establecidos en las normas.
• Realización y obtención de resultados de las pruebas y ensayos físico-
mecánicos de uniformidad dimensional y determinación de la masa, peso unitario
y absorción de agua, módulo de rotura, análisis esfuerzo – deformación,
resistencia a la compresión, efecto de congelamiento y descongelamiento y
análisis térmico.
3.2.5 Diseño tentativo del ladrillo de plástico reciclado (modelo optimizado)
• Diseño prototipo del ladrillo de plástico reciclado.
• Diseño y fabricación del molde en madera y en hierro colado.
72
3.2.6 Análisis de resultados
• Análisis de la respuesta de los ladrillos de plástico reciclado (modelo estándar) a
los ensayos físico-mecánicos.
• Comparación de los resultados obtenidos en los ensayos con los parámetros
establecidos en las normas.
• Elaborar con los datos obtenidos de los ensayos de laboratorio los cálculos,
gráficas y demás componentes que permitan plantear conclusiones adecuadas.
• Descripción de mejoras físicas y constructivas del modelo optimizado del ladrillo
de plástico reciclado frente al el modelo estándar.
• Conclusiones y recomendaciones del proyecto de investigación.
3.3 OBJETO DE ESTUDIO
El objeto de estudio de la presente investigación fue el diseño y elaboración de un
ladrillo de plástico reciclado con fines aplicables a la reducción de la
contaminación del medio ambiente y la construcción de viviendas de interés social
en cuanto a sus ventajas técnicas y económicas. Para establecer sus
características mecánicas, elementos básicos para dar alcance a nuestro objeto
de estudio, se hizo el análisis de una serie de pruebas y ensayos de laboratorio
con los ladrillos de un primer diseño elaborados con materiales tomados de la
planta de reciclaje de plástico del municipio de Acacias en el departamento del
Meta y el apoyo técnico de la misma en dicho proceso de elaboración.
73
3.4 INSTRUMENTOS
Para realizar los ensayos del presente proyecto de investigación se diseñaron
formatos como instrumentos de registro, la mayoría de ellos basados en los
parámetros establecidos por el ICONTEC en las Normas Técnicas Colombianas
NTC-4017 y NTC-4205, estos son presentados a continuación:
• Formato para el ensayo de uniformidad dimensional y Determinación de la masa.
(Anexo 1)
• Formato para el ensayo de peso unitario y absorción de agua. (Anexo 2)
• Formato para el ensayo de módulo de rotura. (Anexo 3)
• Formato para el ensayo de análisis esfuerzo – deformación. (Anexo 4)
• Formato para el ensayo de resistencia a la compresión. (Anexo 5)
• Formato para el ensayo de efecto de congelamiento y descongelamiento.
(Anexo 6)
• Formato para el ensayo de análisis térmico. (Anexo 7)
74
75
3.5 VARIABLES
Tabla 4. Variables objeto de estudio
FACTORES DE ANÁLISIS VARIABLES INDICADORES
Caracterización físico –
mecánica
Ladrillo macizo
elaborado con plástico
reciclado
• Uniformidad dimensional y Determinación de
la masa.
• Peso unitario y absorción de agua.
• Módulo de rotura.
• Análisis esfuerzo – deformación.
• Resistencia a la compresión.
• Efecto de congelamiento y descongelamiento.
• Análisis térmico.
3.6 HIPÓTESIS
Las características físico-mecánicas de los ladrillos elaborados con plástico
reciclado indican la viabilidad de sus posibilidades constructivas respecto a las
viviendas de interés social, por reducir el tiempo de ejecución de la obra, ser
económicos y constituirse en una nueva opción para sanear y conservar el medio
ambiente.
4. TRABAJO INGENIERIL
4.1 SELECCIÓN DE LOS MATERIALES
4.1.1 Elección de los materiales a utilizar, Cada régimen social, económico y
cada opción tecnológica es una expresión de toda la sociedad. El material plástico
es una manifestación de la red cultural en que vivimos, al igual que lo son los
medios cada vez más rápidos de comunicación y de transporte. El plástico parece
tener la capacidad ilimitada del hombre para modelar la realidad al ser un material
que puede presentarse de múltiples formas y usarse para variados propósitos. En
general las personas tienen poco conocimiento sobre lo que es un plástico, cómo
se obtiene, cuáles son los tipos de plástico y sus aplicaciones, y cuáles son los
procesos de transformación del mismo. De tal forma surge como necesidad en
este proyecto mostrar una parte importante del plástico que va desde la manera
de obtención, hasta los procesos que se utilizan para reciclarlos.
Los plásticos son materiales aptos para ser reutilizados por su versatilidad, su
durabilidad, su resistencia a diferentes agentes externos y químicos, su efectividad
como aislante de frío, calor y ruido, su bajo costo frente a otros materiales
constructivos, de fácil limpieza y mantenimiento, sencilla manipulación y rápida
instalación, por ser livianos y con una gran vida útil.
4.1.2 Fuentes de materiales, existen empresas dedicadas al servicio integral del
reciclado y comercialización de plásticos, una de ellas es la planta recicladora de
Acacías que hace parte de la E.S.P.A., Empresa de Servicios Públicos de
Acacías.
Esta empresa fue constituida hace cuatro años, es una planta orientada a la
fabricación de artículos plásticos para la parte agrónoma como lo son: postes,
varetas, tablillas, cercos, bebederos, comedores portadas, etc. con la finalidad de
suplir las necesidades de sus clientes con productos de calidad.
La planta además, fomenta el conocimiento y la importancia sobre el medio
ambiente para quienes trabajan en el sector; lo cual incluye a empleados, clientes,
reguladores, suministradores y comunidad en general, forjando así mejores
niveles de calidad de vida.
4.1.3 Clasificación y Selección de los materiales, la planta presenta una
variedad de productos reciclados y/o materias primas plásticas las cuales ha
comercializado a partir de productos como son:
• Polietileno de Baja Densidad (PEBD): Bolsas de todo tipo para supermercados,
boutiques, panificación, congelados, industriales, etc. Películas para: Agro
(recubrimiento de Acequias), envasado automático de alimentos y productos
industriales (leche, agua, plásticos, etc.). Base para pañales descartables,
77
bolsas para suero, contenedores herméticos domésticos, tubos, cosméticos,
medicamentos y alimentos, tuberías para riego.
• Polipropileno (PP): Película/Film para alimentos, snacks, cigarrillos, chicles,
golosinas, indumentaria. Bolsas tejidas para papas, cereales. Hilos, cabos,
cordelería, caños para agua caliente, jeringas descartables, tapas en general,
envases, cajones para bebidas, baldes para pintura, helados, potes para
margarina, fibras para tapicería, cubrecamas, telas no tejidas (pañales
descartables), alfombras, cajas de batería, paragolpes y autopartes.
• Polietileno Tereftalato (PET): Envases para gaseosas, aceites, agua mineral,
cosmética, frascos varios (mayonesa, salsas, etc.), películas transparentes,
fibras textiles, laminados de barrera (productos alimenticios), envases al vacío,
bolsas para horno, bandejas para microondas, cintas de video y audio,
geotextiles (pavimentación/caminos), películas radiográficas.
• Polietileno de Alta Densidad (PEAD): Envases para detergentes, lavandina,
aceites automotor, shampoo, lácteos, bolsas para supermercados y menaje,
cajones para pescados, gaseosas y cervezas, baldes para pintura, helados,
aceites, tambores, caños para gas, telefonía, agua potable, drenaje y uso
sanitario, macetas, bolsas tejidas.
78
• Cloruro de Polivinilo (PVC): Envases para agua mineral, aceites, jugos,
mayonesa, perfiles para marcos de ventanas, puertas, caños para desagües
domiciliarios y de redes, mangueras, blister para medicamentos, pilas, juguetes,
envolturas para golosinas, películas flexibles para envasado (carnes, verduras),
film cobertura, cables, cuerina, papel vinílico (decoración), catéteres, bolsas
para sangre.
• Poliestireno (PS): Potes para lácteos (yogurt, postres, etc.), helados, dulces,
envases varios, vasos, bandejas de supermercados y rotiserías, heladeras,
contrapuertas, anaqueles, cosmética, envases, máquinas de afeitar
desechables, platos, cubiertos, bandejas, juguetes, casetes.
4.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA PLANTA RECICLADORA DE PLÁSTICO
4.2.1 Organización de la planta física, la planta de reciclaje de Acacías cuenta
con un área de 720 m2, la cual está organizada en dos sectores, el sector de
clasificación y el sector de producción de los plásticos:
En el sector de clasificación se ocupan 3 operarios de separar los plásticos en
bolsas especiales de tejido de fibra.
El sector de producción cuenta con: 3 operarios que manejan la máquinas de
lavado, la compactadora, la trituradora y la extrusora; un técnico que se encarga
de la calidad del producto y por último, el jefe de producción, quién está encargado
del personal.
79
4.2.2 Proceso de reciclaje, la recolección de las basuras por parte de la empresa
de servicios públicos de acacias E.S.P.A se realiza por medio de un cronograma
donde se tiene sectorizado al municipio para la recolección por días específicos.
Los habitantes no realizan ningún tipo de clasificación en la fuente de los residuos
sólidos, lo cual hace que todos sus desechos sean depositados en el carro
recolector los que finalmente son depositados en el centro de acopio.
En la planta de reciclaje de Acacias una vez son depositados los residuos solidos,
se realiza unos pasos específicos para la selección del material:
• Separación de los diferentes materiales reciclables (Cartón, vidrio, metales
y plástico), quedando la materia orgánica para la fabricación de humus y
algunos estériles los cuales son depositados en el relleno sanitario.
• Los plásticos son separados o clasificados según su composición
(Polietileno de baja densidad, Polipropileno, Polietileno tereftalato,
Polietileno de alta densidad, Cloruro de polivinilo y Poliestireno) los cuales
son almacenados en tolvas o recipientes para ser vendidos o utilizados
como materia prima en la elaboración de los diferentes productos que la
planta produce.
• Se procede a su lavado en los casos necesarios para su posterior
trituración y compactación. Finalmente el plástico reciclado es llevado a la
extrusora o inyectora para obtener el producto requerido.
80
4.2.3 Finalidad de la empresa, su misión es lograr el desarrollo sustentable de
tecnologías y comercialización en la gestión de los residuos sólidos aprovechando
los materiales reciclables post consumo y post industriales; teniendo como
consecuencia la reducción de los espacios utilizados en los rellenos sanitarios,
manteniendo más limpio el municipio, abriendo nuevas perspectivas y
oportunidades de negocio, generando fuentes de empleo, estimulando el
crecimiento de la industria de manera global, y especialmente el aseguramiento
ambiental y ecológico.
Figura 3. Clasificación de la materia prima
Su visión es ser una empresa formal, innovadora, vanguardista y próspera.
Reincorporando a la vida útil los desechos plásticos de post-consumo y post-
81
industrial, mediante procesos avanzados de transformación, generando una
actividad económica a través del saneamiento del ecosistema de nuestra
comunidad, con calidad, seriedad y con el compromiso a contribuir a la
conservación del medio ambiente.
4.2.4 Maquinaria y equipos, la planta cuenta con maquinaria de alta tecnología
como son:
• TRITURADORA: Permite romper el material y con ello facilitar el retiro de
sustancias que acompañan a los desechos de las bolsas. También debe
mencionarse aquí, un proceso alternativo que se aplica cuando se conoce la
procedencia del plástico: consiste en moler el plástico sin enviarlo luego a un
proceso de lavado dado que en la misma máquina con potentes extractores se
absorbe el polvillo que queda flotando y se elimina.
Figura 4. Máquina trituradora y material triturado
82
• LAVADORA DE PLÁSTICOS: El material ya despedazado en pequeñas
partículas de hasta 1 cm., se introduce en la lavadora con agua y detergente.
El mejor sistema para la recogida de plásticos y posterior reciclado se basa en
agrupar aquellos que sean fáciles de identificar, teniéndolos en su estado puro.
Luego, el material es sometido a varias etapas de enjuague, para retirar restos
de grasas, partículas y todos los productos que se agregaron en el proceso de
limpieza.
• CENTRIFUGADO: Consiste en hacer girar el material para extraer el grueso
del agua que le queda entre las distintas partes molidas, Con esto se extrae
hasta el 95% del agua, pero como el 5% residual es una excesiva cantidad de
agua para poder llegar a la extrución o a la inyectora, se le da al material un
tiempo adicional de secado a temperatura ambiente.
Figura 5. Centrifugadora para plástico reciclado
83
• INYECTORA: Funde, mezcla e inyecta los plásticos. Para lograr esto se utilizan
husillos de diferentes características según el plástico que se desea fundir.
4.2.5 Composición de la materia prima de los productos de la empresa y del
ladrillo, de acuerdo con la clasificación de los plásticos reciclados, que se había
explicado con anterioridad, la planta recomienda y utiliza una combinación de
70% de PET Y 30% de polietileno de alta densidad; ya que por su resistencia, por
ser térmicos y por su economía son la mejor combinación para la mayoría de los
productos que comercializan, también por estudios realizados en otros países
donde se utilizo esta misma mezcla para la obtención del ladrillo de plástico
reciclado; por lo tanto se empleó ésta combinación para fabricar el ladrillo y dar
consecución al presente proyecto.
4.3 ELABORACIÓN DEL LADRILLO DE PLÁSTICO RECICLADO (MODELO
ESTÁNDAR)
4.3.1 Diseño del ladrillo de plástico reciclado basado en un ladrillo macizo
tolete común, Para el diseño del ladrillo de plástico reciclado modelo estándar
nos basamos en la forma de un ladrillo tolete común con las siguientes
dimensiones: largo 22,1 cm, ancho 11,05 cm y alto 5,1 cm.
84
Figura 6. Diseño del ladrillo estándar
Figura 7. Modelo ladrillo estándar
85
4.3.2 Proceso de fabricación y producción, El procedimiento para la obtención
del ladrillo de plástico reciclado modelo estándar se obtuvo a partir de la maquina
extrusora, en su tolva fueron vertidos los porcentajes de material anteriormente
mencionados (70% de PET Y 30% de polietileno de alta densidad), la máquina
moldeó el material a altas temperatura de manera continua y lo empujó un tornillo
sinfín que termina en una boquilla la cual inyectó a un molde de hierro fundido de
2m de largo por 11,05cm de ancho y 5,1cm de alto. De ésta barra se cortaron con
una sierra eléctrica ladrillos con las siguientes dimensiones en promedio: largo
22,1cm, ancho 11,05cm y alto 5,1cm. Debido a el corte de la maquina el ladrillo en
sus caras laterales presentó poros y sus cortes no se realizaban de forma
perfecta.
Figura 8. Extrusora y moldes utilizados para la obtención del ladrillo estándar
86
Figura 9. Ladrillo estándar
4.4 ENSAYOS DE LABORATORIO PARA LOS LADRILLOS DE PLÁSTICO
RECICLADO (MODELO ESTÁNDAR)
4.4.1 Uniformidad dimensional y determinación de la masa, para determinar la
uniformidad dimensional y la masa de los ladrillos de plástico reciclado se
consideraron los ensayos de Medición del tamaño, Medición del alabeo y Medición
de la ortogonalidad contemplados en la NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4017
establecida por el ICONTEC, estos se exponen a continuación:
87
Determinación de la masa:
Los especímenes resultaron completamente secos al finalizar su elaboración, ya
que se escurrieron durante el proceso de fabricación mediante el centrifugado de
los materiales donde perdieron el 95% del agua y posteriormente en la fundición
perdieron el 5% de agua restante.
Las muestras se almacenaron separadas entre sí en un cuarto ventilado a
temperatura ambiente hasta que se ensayaron.
Se pesaron cinco (5) unidades completas y el resultado se registró separadamente
para cada unidad junto con el promedio, estos datos se expresaron en gramos.
Figura 10. Pesaje ladrillos de plástico reciclado
88
Tabla 5. Masa ladrillos de plástico reciclado
EJEMPLAR MASA (gr)1 1083 2 1080 3 1081 4 1079 5 1083
PROMEDIO 1081,2
El promedio de las masas de los ejemplares se consideró como la masa del
ladrillo de plástico reciclado.
Medición del tamaño:
Se utilizaron cinco (5) unidades completas y secas de tamaño real. Para la
medición de las unidades individuales, se uso un flexómetro graduado en
divisiones de 1,0 mm, y un calibrador pie de rey.
La longitud se midió tanto a lo largo de ambas superficies de colocación como en las
caras, desde los bordes de las unidades. Estas cuatro mediciones se registraron
con aproximación a 1,0 mm, y se registró el promedio con aproximación a 0,5 mm,
como longitud. De manera análoga, se midieron el ancho y la altura y se registró el
promedio de las cuatro mediciones respectivas, con aproximación de 0,5 mm.
89
Figura 11. Medición de longitud ladrillo de plástico reciclado
Figura 12. Medición del ancho ladrillo de plástico reciclado
Figura 13. Medición del alto ladrillo de plástico reciclado
90
Los valores hallados para cada ladrillo de plástico reciclado se relacionan en las
siguientes tablas:
Tabla 6. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 1 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 22,1 11,0 5,1 2 22,0 11,0 5,1 3 22,0 11,0 5,1 4 22,1 11,1 5,1
PROMEDIO 22,05 11,05 5,1
Tabla 7. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 2
CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)1 22,2 11,0 5,2 2 22,2 11,1 5,1 3 22,1 11,0 5,1 4 22,1 11,1 5,1
PROMEDIO 22,15 11,05 5,15
Tabla 8. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 3
CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)1 22,1 11,0 5,0 2 22,0 11,0 5,1 3 22,1 11,0 5,2 4 22,0 11,0 5,1
PROMEDIO 22,05 11,0 5,1 Tabla 9. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 4
CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)1 22,1 11,1 5,2 2 22,1 11,0 5,1 3 22,1 11,0 5,0 4 22,1 11,1 5,1
PROMEDIO 22,1 11,05 5,1
91
Tabla 10. Dimensiones Ladrillo de plástico reciclado No. 5 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 22,0 11,0 5,1 2 22,0 11,0 5,1 3 22,1 11,0 5,0 4 22,0 11,0 5,1
PROMEDIO 22,05 11,0 5,1
Las dimensiones del ladrillo de plástico reciclado se hallaron promediando los
valores de las cinco (5) unidades anteriores.
Tabla 11. Dimensiones promedio de un Ladrillo de plástico reciclado
LADRILLO LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)1 22,05 11,05 5,1 2 22,15 11,05 5,15 3 22,05 11,0 5,1 4 22,1 11,05 5,1 5 22,05 11,0 5,1
PROMEDIO 22,10 11,05 5,10
Medición del alabeo:
Se utilizaron las cinco (5) unidades seleccionadas para la determinación del tamaño. El
equipo requerido fue una escuadra graduada desde un extremo en divisiones de 1,0
mm y una superficie plana de vidrio con una desviación máxima de su planitud de
0,025 mm.
Cada unidad se colocó sobre del vidrio, con la escuadra se midió la distancia desde la
superficie del vidrio hasta la superficie de la unidad en contacto con el vidrio, luego se
repitió el mismo procedimiento para cada una de las caras del ladrillo con el fin de
determinar si las superficies presentaban alabeos ya sea cóncavos o convexos, pero
92
después de examinar todas las unidades no se encontró ningún alabeo de
consideración.
Figura 14. Medición del alabeo de los ladrillos de plástico reciclado
Medición de la ortogonalidad:
Se utilizaron las cinco (5) unidades seleccionadas para la determinación del tamaño y
el alabeo. Para realizar este ensayo se empleó un calibrador pie de rey y una
escuadra de carpintería de acero.
93
Se colocó un brazo de la escuadra, adyacente a la longitud de la unidad extendida.
Se alineó el brazo de la escuadra paralelo a la longitud de la unidad, juntando las
esquinas de la cara de la unidad, con el brazo de la escuadra. La escuadra se
colocó a una distancia de 6,0 mm de la cara que va a ser expuesta en el muro.
Figura 15. Colocación de la escuadra para medición de la ortogonalidad
La desviación del ángulo de 90° se midió en cada esquina de la cara exterior de la
unidad y dado que después de examinar todas las unidades ninguna de las
mediciones obtenidas fue mayor a 0,8 mm estos resultados no se registraron por no
ser significativos.
94
Figura 16. Medición de la ortogonalidad
95
4.4.2 Peso unitario y absorción de agua, se halló el peso unitario y el porcentaje
de absorción de agua de los ladrillos de plástico reciclado a partir de los ensayos
establecidos por el ICONTEC en la NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4017.
Peso unitario:
Para realizar este ensayo se emplearon los resultados obtenidos en las pruebas de
uniformidad dimensional y determinación de la masa donde se analizaron cinco (5)
unidades completas y secas de tamaño real.
Para calcular el peso unitario de cada espécimen se utilizó la siguiente fórmula:
Peso Unitario,VWsPu =
en donde
Pu = Peso unitario del espécimen, en gr./cm3. Ws = Masa seca del espécimen expresado en gr. V = Volumen del espécimen, en cm3. Tabla 12. Cálculo del peso unitario de los Ladrillos de plástico reciclado
Dimensiones (cm) ESPÉCIMEN Masa (gr.)
Long. Ancho Alto
Volumen (cm3)
Peso Unitario (gr/cm3)
1 1083 22,05 11,05 5,1 1242,63 0,87 2 1080 22,15 11,05 5,15 1260,50 0,86 3 1081 22,05 11,0 5,1 1237,01 0,87 4 1079 22,1 11,05 5,1 1245,45 0,87 5 1083 22,05 11,0 5,1 1237,01 0,88
PROMEDIO 1081,2 22,10 11,05 5,10 1245,45 0,87
96
Peso Unitario, 3/87,045,12452,1081 cmgr
VWsPu ===
El peso unitario promedio de los ejemplares se consideró como el peso unitario del
ladrillo de plástico reciclado.
Absorción de agua:
Para el ensayo de absorción de agua se utilizaron cinco (5) especímenes de altura y
ancho completos de la unidad tal como se usa en el muro o en el enladrillado, pero
con una longitud igual a la mitad de la longitud de la pieza entera ± 25 mm. La
absorción del espécimen cortado, se consideró como la absorción de la unidad
completa.
Se verificó que los bordes de los especímenes estuvieran libres de partículas
sueltas y se pesó cada ejemplar, el resultado se registró separadamente para cada
espécimen junto con el promedio, estos datos se expresaron en gramos.
97
Figura 17. Determinación del peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado
Figura 18. Peso del espécimen seco
Luego se sumergieron los especímenes en agua limpia a una temperatura de
19°C durante 24 horas. Se retiraron del agua, se secaron con un paño y se
pesaron. El pesaje de cada ejemplar se realizó antes de que pasaran 300
segundos de retirados del agua.
98
Figura 19. Especímenes sumergidos en agua
Figura 20. Peso del espécimen sumergido en agua
La absorción de agua de cada espécimen se calculó de la siguiente forma:
en donde
Ws = Masa seca del espécimen antes de inmersión, en gr.
Wss = Masa sumergida en agua del espécimen saturado luego de inmersión en agua, en gr.
99
Tabla 13. Cálculo de la absorción de agua de los Ladrillos de plástico reciclado
ESPÉCIMENMasa seca (gr.)
Masa sumergida
(gr.) %
absorción
1 540 541 0,19 2 548 550 0,36 3 542 543 0,18 4 545 547 0,37 5 543 545 0,37
PROMEDIO 543,6 545,2 0,29
%29,06,543
)6,5432,545(100)(100% =
−∗=
−∗=
WsWsWss
absorción
El % de absorción promedio de los ejemplares se consideró como el % de
absorción del ladrillo de plástico reciclado.
4.4.3 Módulo de rotura, para determinar el módulo de rotura de los ladrillos de
plástico reciclado nos basamos en la NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4017
establecida por el ICONTEC, en la que se describe el ensayo de flexión para
ladrillos macizos.
Los especímenes de ensayo fueron cinco (5) unidades completas y secas. Se colocó el
espécimen en la misma posición que ocuparían en su aplicación. La máquina
utilizada para los ensayos de compresión fue una Prensa Universal Versa Tester,
ésta cumple con lo establecido en la norma NTC-4017.
100
Figura 21. Prensa Universal Versa Tester
Los soportes son barras sólidas de acero de diámetro 25,4 mm +/- 1,0 mm cuyo
centro estaba colocado a 12,5 mm +/- 2,0 mm de cada borde del espécimen, el
cual se cargó en el centro de la luz de apoyo. La carga se aplicó a la cara superior
del espécimen mediante un apoyo de acero cuya longitud era igual al ancho del
espécimen.
Los soportes del espécimen se colocaron de forma que estaban libres para rotar
en dirección longitudinal y transversal a éste y ajustados de manera que no
ejercían fuerza en estas direcciones. La velocidad de la cabeza móvil, durante la
aplicación de la carga, era 1,0 mm/min.
Para calcular el módulo de rotura de cada espécimen utilizó la siguiente fórmula:
101
En donde
MR = módulo de rotura de la muestra en el plano de falla, en Pa.
W = carga máxima indicada por la máquina de prueba, en N.
L = distancia entre los soportes (medida centro a centro), en mm.
b = ancho neto (distancia de cara a cara) de la muestra en el plano de
falla, en mm.
d = profundidad, (distancia desde la cara superior hasta el plano de apoyo) de la
muestra en el plano de falla, en mm.
x = distancia promedio del plano de falla al centro de la pieza, medida en la
dirección de la línea central de la superficie sometida a tensión, en mm.
La máquina utilizada para los ensayos de flexión proporciona los resultados en
Libras fuerza (Lbf), por lo tanto, utilizamos las equivalencias de las unidades que
están relacionadas en la siguiente tabla:
Tabla 14. Equivalencias de unidades de Fuerza
EQUIVALENCIAS
UNIDADES KN N kgf lbf
1KIiloNewton 1 1000 101,972 224,809 1Newton 0,001 1 0,10197 0,22481 1 Kg fuerza 0,00981 9,80665 1 2,20462 1 Lb fuerza 0,00445 4,44822 0,45359 1
Los cinco (5) especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado sometidos al
ensayo de flexión arrojaron los siguientes resultados:
102
Tabla 15. Cálculo del módulo de rotura de los ladrillos de plástico reciclado
ESPÉCIMEN
DATOS 1 2 3 4 5 PROMEDIO
CARGA (Lbf) 4505 4275 3730 4180 3850 4108 CARGA (N) 1.012,76 961,06 838,54 939,70 865,51 923,52
DISTANCIA (L) m 0,1955 0,1965 0,1955 0,196 0,1955 0,1958 ANCHO (b) m 0,1105 0,1105 0,11 0,1105 0,11 0,1103
PROFUNDIAD (d) m 0,051 0,0515 0,051 0,051 0,051 0,0511 DISTANCIA (x) m 0,01394 0,01118 0,0107 0,0116 0,01 0,01148
MÓDULO DE ROTURA (Pa)
885974,057 856571,391 765386,463 847464,654 796356,323 831312,88
PaRoturadeMódulo
bdxLWMR
88,831312
0511,0*1103,0/)01148,02
1958,0(52,923*3/)2
(3 22
=
−=−=
El promedio de las determinaciones del módulo de rotura de los especímenes
ensayados, se consideró como el módulo de rotura del ladrillo de plástico reciclado.
4.4.4 Análisis esfuerzo - deformación, para realizar el análisis esfuerzo -
deformación de los ladrillos de plástico reciclado nos basamos en la NORMA
TÉCNICA COLOMBIANA 4017 establecida por el ICONTEC, en la que se describe
el ensayo de flexión para ladrillos macizos.
Los especímenes de ensayo fueron cinco (5) unidades completas y secas, las mismas
utilizadas en el ensayo de flexión donde se determinó el módulo de rotura. Se colocó el
espécimen en la misma posición que ocuparían en su aplicación. La máquina
utilizada para el análisis - deformación fue la misma que se utilizó para determinar
el módulo de rotura.
103
Los valores hallados para cada ladrillo de plástico reciclado se relacionan en las
siguientes tablas:
Tabla 16. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 1 CARGA (Lbf) DEFORMACIÓN
0 0 0 20
420 40 830 60
1500 80 2160 100 2690 120 3260 140 4505 155
RUPTURA= 4505 Lbf
Tabla 17. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 2 CARGA (Lbf) DEFORMACIÓN
0 0 0 20
500 40 790 60
1450 80 2180 100 2540 120 3020 140 4275 160
RUPTURA= 4275 Lbf
104
Tabla 18. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 3
RUPTURA= 3730 Lbf
CARGA (Lbf) DEFORMACIÓN0 0 0 20
400 40 920 60
1400 80 2200 100 2450 120 3070 140 3730 150
Tabla 19. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 4
RUPTURA= 4180 Lbf
CARGA (Lbf) DEFORMACIÓN0 0 0 20
520 40 850 60
1550 80 2200 100 2700 120 3320 140 4180 155
Tabla 20. Carga-Deformación Ladrillo de plástico reciclado No. 5 CARGA (Lbf) DEFORMACIÓN
0 0 0 20
380 40 800 60
1350 80 2120 100 2540 120 3060 140 3850 150
RUPTURA= 3850 Lbf
105
El análisis de esfuerzo - deformación del ladrillo de plástico reciclado se realizó al
promedio de los valores de las cinco (5) unidades anteriores.
Tabla 21. Carga-Deformación Promedio de los Ladrillos de plástico reciclado
CARGA (Lbf) DEFORMACIÓN0 0 0 20
444 40 838 60
1450 80 2172 100 2584 120 3146 140 4108 154
RUPTURA PROMEDIO= 4108 Lbf
4.4.5 Resistencia a la compresión, para determinar la resistencia a la
compresión de los ladrillos de plástico reciclado nos basamos en la NORMA
TÉCNICA COLOMBIANA 4017 establecida por el ICONTEC, en la que se describe
este ensayo para ladrillos macizos.
Los especímenes de ensayo fueron unidades secas de altura y ancho completos de la
unidad tal como se usa en el muro o en el enladrillado, pero con una longitud igual a
la mitad de la longitud de la pieza entera ± 25 mm; se pesaron y se sometieron a
carga en la misma posición que ocuparían en su aplicación. La resistencia a
compresión del espécimen cortado, se consideró como la resistencia a la
compresión de la unidad completa.
106
Figura 22. Medición de longitud espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado
Figura 23. Medición del ancho espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado
Figura 24. Medición del alto espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado
107
Se utilizaron diez (10) especímenes cortados mediante una sierra eléctrica que no
les produjo fisuras ni desportillados y permitió obtener caras opuestas
aproximadamente planas y paralelas. Las dimensiones y peso de estos ladrillos se
determinaron de igual forma que en los ensayos de medición del tamaño y
determinación de la masa. Los resultados fueron los siguientes:
Tabla 22. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 1 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 11,1 11,0 5,1 2 11,0 11,1 5,1 3 11,0 11,0 5,2 4 11,1 11,1 5,2
PROMEDIO 11,05 11,05 5,15 PESO = 548 gr
Tabla 23. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 2 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 10,9 11,0 5,1 2 11,0 11,0 5,1 3 11,0 11,1 5,1 4 11,0 11,1 5,2
PROMEDIO 11,0 11,05 5,15 PESO = 538 gr
Tabla 24. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 3 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 10,9 11,0 5,1 2 11,0 11,1 5,2 3 10,9 11,1 5,2 4 11,0 11,1 5,2
PROMEDIO 10,95 11,1 5,2 PESO = 542 gr
108
Tabla 25. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 4 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 11,0 11,0 5,2 2 11,0 11,1 5,2 3 10,9 11,0 5,1 4 11,0 11,1 5,2
PROMEDIO 11,0 11,05 5,2 PESO = 540 gr
Tabla 26. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 5
CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)1 11,1 11,0 5,1 2 11,0 11,1 5,2 3 11,1 11,1 5,2 4 11,0 11,0 5,1
PROMEDIO 11,05 11,05 5,15 PESO = 541 gr
Tabla 27. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 6 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 11,1 11,0 5,1 2 11,1 11,0 5,1 3 11,1 11,0 5,0 4 11,0 11,0 5,1
PROMEDIO 11,1 11,0 5,1 PESO = 546 gr
Tabla 28. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 7 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 11,0 11,0 5,1 2 11,0 11,1 5,2 3 11,1 11,1 5,1 4 11,0 11,0 5,0
PROMEDIO 11,05 11,05 5,1 PESO = 539 gr
109
Tabla 29. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 8 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 11,0 11,0 5,1 2 11,0 11,1 5,2 3 11,1 11,0 5,1 4 11,0 11,0 5,1
PROMEDIO 11,05 11,05 5,15 PESO = 542 gr
Tabla 30. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 9 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 11,0 11,0 5,1 2 11,1 11,0 5,0 3 11,1 11,1 5,1 4 11,1 11,0 5,1
PROMEDIO 11,1 11,05 5,1 PESO = 543 gr
Tabla 31. Dimensiones y peso espécimen cortado Ladrillo de plástico reciclado No. 10 CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 11,1 11,0 5,0 2 10,9 11,1 5,1 3 11,1 10,9 5,0 4 11,0 11,0 5,1
PROMEDIO 11,05 11,0 5,05 PESO = 540 gr
Se ensayaron los especímenes en una posición tal que la carga fue aplicada
en la dirección en que van a estar puestos en servicio, así entonces se ensayaron
cinco (5) especímenes en forma horizontal y cinco (5) en forma vertical.
110
Figura 25. Posición para ensayo de compresión de los especímenes cortados
Los especímenes se centraron bajo el soporte esférico superior con una tolerancia
de 1,6 mm, la relación entre las dimensiones de las platinas de carga y las
unidades de ensayo, cumplieron con los requisitos establecidos por el ICONTEC
en el Anexo A de la NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4017.
La máquina utilizada para los ensayos de compresión fue una Prensa Digital para
Falla de Cilindros de Concreto con capacidad de 2000 KN (450.000 lbf), ésta
cumple con lo establecido en la norma NTC-ISO 7500-1 para clase 1.
Figura 26. Prensa Digital para Falla de Cilindros de Concreto
111
La máquina de ensayo tiene una precisión de ± 1,0 % sobre el rango provisto de
carga, el soporte superior está provisto de una rótula esférica con un bloque de
metal endurecido, firmemente fijado al centro de la cabeza superior de la
máquina. El centro de la esfera descansa en el centro de la superficie del
bloque metálico en contacto con el espécimen. Este bloque es sostenido lo más
cercano posible en el asiento esférico, pero está libre para bascular en un ángulo
de aproximadamente 3° en cualquier dirección para permitir especímenes cuyas
superficies no sean exactamente paralelas. La máquina de ensayo está equipada
con una rótula cuyo diámetro es alrededor de 125 mm (tal como se establece en
el Anexo A de la NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4017). Las superficies de los
bloques de carga que están en contacto con el espécimen, tienen una dureza
mayor o igual a 55 HRC. Los espesores de las platinas de ensayo cumplen con lo
establecido en el Anexo A de la NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4017.
Durante el desarrollo de los ensayos de resistencia a la compresión se aplicó a los
especímenes una carga constante de 5,30 KN/s.
Figura 27. Carga constante de 5,30 KN/s Prensa Digital para Falla de Cilindros de Concreto
112
La máquina utilizada para los ensayos de compresión proporciona los resultados
en KiloNewtons (KN), por lo tanto, utilizamos las equivalencias de las unidades
que están relacionadas en la siguiente tabla:
Tabla 32. Equivalencias de unidades de Fuerza
EQUIVALENCIAS
UNIDADES KN N kgf lbf
1KIiloNewton 1 1000 101,972 224,8091Newton 0,001 1 0,10197 0,224811 Kg fuerza 0,00981 9,80665 1 2,204621 Lb fuerza 0,00445 4,44822 0,45359 1
Los cinco (5) primeros especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado
sometidos al ensayo de compresión en posición horizontal arrojaron los siguientes
resultados:
Tabla 33. Carga máxima (de rotura) de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado en posición horizontal
ESPÉCIMEN
UNIDADES 1 2 3 4 5 PROMEDIO
KN 252,8 255,2 251,3 256,7 253,4 253,9 N 252800 255200 251300 256700 253400 253880
Kgf 25778,5 26023,3 25625,6 26176,2 25839,7 25888,7 Lbf 56831,7 57371,3 56494,5 57708,5 56966,6 57074,5
113
Figura 28. Ladrillos de plástico reciclado sometidos a compresión en posición horizontal
Los siguientes cinco (5) especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado
sometidos al ensayo de compresión en posición vertical arrojaron los siguientes
resultados:
Tabla 34. Carga máxima (de rotura) de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado en posición vertical
ESPÉCIMEN
UNIDADES 6 7 8 9 10 PROMEDIO
KN 132,9 131,5 133,8 131,1 132,4 132,3 N 132900 131500 133800 131100 132400 132340
Kgf 13552,1 13409,3 13643,9 13368,5 13501,1 13495,0 Lbf 29877,1 29562,4 30079,4 29472,5 29764,7 29751,2
114
Figura 29. Ladrillos de plástico reciclado sometidos a compresión en posición vertical
Para calcular la resistencia a la compresión de cada espécimen se utilizó la
siguiente fórmula:
en donde
C = resistencia del espécimen a la compresión, en kgf/cm2.
W = carga máxima (de rotura), en kgf, ó la indicada por la máquina de ensayo.
A = promedio de las áreas de las superficies superior e inferior del espécimen, en
cm2.
115
Tabla 35. Cálculo de las áreas de las superficies de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado sometidos al ensayo de compresión en posición horizontal
ESPÉCIMEN 1 2 3 4 5
Long. Ancho Long. Ancho Long. Ancho Long. Ancho Long. AnchoDimensiones (cm) 11,05 11,05 11,0 11,05 10,95 11,1 11,0 11,05 11,05 11,05
Área (cm2) 122,10 121,55 121,55 121,55 122,10 Área (plg2) 18,93 18,84 18,84 18,84 18,93
Tabla 36. Cálculo de las áreas de las superficies de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado sometidos al ensayo de compresión en posición vertical
ESPÉCIMEN 6 7 8 9 10
Long. Alto Long. Alto Long. Alto Long. Alto Long. Alto Dimensiones (cm) 11,1 5,1 11,05 5,1 11,05 5,15 11,1 5,1 11,05 5,05
Área (cm2) 56,61 56,36 56,91 56,61 55,80 Área (plg2) 8,77 8,74 8,82 8,77 8,65
Tabla 37. Cálculo de la resistencia a la compresión de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado en posición horizontal
ESPÉCIMEN 1 2 3 4 5 PROMEDIO
W (kgf) 25778,5 26023,3 25625,6 26176,2 25839,7 25888,7
A (cm2) 122,10 121,55 121,55 121,55 122,10 121,8 C(kgf/cm2) = W/A 211,13 214,10 210,82 215,35 211,63 212,6
Resistencia a la Compresión, 2/6,2128,121
7,25888 cmkgfA
WC ===
MPaC 8,20=
)lg/(9,3023 2plbPSIC =
116
Tabla 38. Cálculo de la resistencia a la compresión de los especímenes cortados de Ladrillos de plástico reciclado en posición vertical
ESPÉCIMEN 6 7 8 9 10 PROMEDIO
W (kgf) 13552,1 13409,3 13643,9 13368,5 13501,1 13495,0
A (cm2) 56,61 56,36 56,91 56,61 55,80 56,5 C(kgf/cm2) = W/A 239,39 237,92 239,75 236,15 241,96 239,0
Resistencia a la Compresión, 2/0,2395,56
0,13495 cmkgfAWC ===
MPaC 4,23=
)lg/(4,3399 2plbPSIC =
4.4.6 Efecto de congelamiento y descongelamiento, para determinar el efecto
de congelamiento y descongelamiento en los ladrillos de plástico reciclado nos
basamos en la NORMA TÉCNICA COLOMBIANA 4017 establecida por el
ICONTEC, en la que se describe este ensayo para ladrillos macizos.
Se utilizaron cinco (5) especímenes de altura y ancho completos de la unidad tal
como se usa en el muro o en el enladrillado, pero con una longitud igual a la mitad
de la longitud de la pieza entera ± 25 mm. Se pesaron y se registró la masa de cada
uno de ellos, estos datos se expresaron en gramos.
117
Tabla 39. Masa especímenes antes del ensayo de congelamiento-descongelamiento
ESPÉCIMEN MASA (gr.)
1 544 2 545 3 543 4 540 5 544
PROMEDIO 543,2
Se examinó cada espécimen para verificar que no tuvieran grietas y
posteriormente se sumergieron en una bandeja con agua durante 5 horas de tal
forma que quedara hacia abajo una de las caras con menor área y con un
espacio mínimo entre ellos no menor a 12,7 mm. Los especímenes
permanecieron a 12 mm de profundidad del agua.
Figura 30. Especímenes sumergidos en la bandeja con agua
118
Luego se depositó la bandeja con los especímenes en el congelador durante 20
horas, este se encontraba a una temperatura de -9 °C.
Figura 31. Temperatura congelador
Pasadas las 20 horas, se retiró la bandeja del congelador y se sumergió en un
tanque con agua durante 5 horas.
El proceso se repitió hasta realizar 50 ciclos consecutivos de congelamiento-
descongelamiento, luego se secaron durante 24 horas en un cuarto ventilado y se
pesaron.
119
Tabla 40. Masa especímenes después del ensayo de congelamiento-descongelamiento
ESPÉCIMEN MASA (gr.)
1 544 2 545 3 543 4 540 5 544
PROMEDIO 543,2
Figura 32. Secado de los especímenes
Después de examinar cada espécimen se determinó que no presentaron cambio
en el peso ni se evidenciaron grietas desarrolladas durante el ensayo de
congelamiento-descongelamiento.
4.4.7 Análisis térmico, El ensayo de análisis térmico se realizó de la siguiente
forma:
120
Se utilizaron cinco (5) especímenes de altura y ancho completos de la unidad tal
como se usa en el muro o en el enladrillado, pero con una longitud igual a la mitad
de la longitud de la pieza entera ± 25 mm.
Se sometió cada espécimen a llama directa y se midió el tiempo en segundos que
tardó cada uno en hacer ignición. El promedio del tiempo de ignición de los
ejemplares se consideró como el tiempo de ignición del ladrillo de plástico
reciclado.
Figura 33. Especímenes sometidos a llama directa
121
Tabla 41. Tiempo de ignición del ladrillo de plástico reciclado
ESPÉCIMENTIEMPO
IGNICIÓN (Segundos)
1 175 2 184 3 170 4 193 5 178
PROMEDIO 180
Tiempo de ignición del ladrillo de plástico reciclado: 180 segundos.
4.5 DISEÑO TENTATIVO DEL LADRILLO DE PLÁSTICO RECICLADO
(MODELO OPTIMIZADO)
Para el diseño del ladrillo prototipo se tuvo en cuenta las medidas de un ladrillo
tolete común, quedando con las siguientes dimensiones: largo 25cm, ancho
12,5cm y alto 5cm; además se le diseñaron dos acoples de forma cónica truncada
de 6cm de diámetro en la base 5cm de diámetro en la parte superior y 2,5cm de
altura para que facilite su ensamble, con una separación entre ellos de 12,5cm de
centro a centro y una distancia desde el centro del acople a sus caras laterales de
6,25 cm, en la parte inferior viene perforado con las mismas dimensiones de los
acoples de la parte superior para su óptimo encaje y para una mayor firmeza se
dejaron perforaciones de 1,27cm en las cuales se insertan varillas roscadas. A
continuación se detallan los planos del ladrillo prototipo, el molde en madera y en
hierro y el producto final en plástico reciclado:
122
Figura 34. Diseño del ladrillo prototipo
123
Figura 35. Modelo y corte del ladrillo prototipo
Corte
Figura 36. Molde en madera
124
Figura 37. Molde en hierro
Figura 38. Ladrillo optimizado
125
4.6 ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.6.1 Características del elemento constructivo
Composición: 70% de Polietileno Tereftalato PET (Envases para gaseosas,
aceites, agua mineral, cosmética, frascos varios, películas transparentes,
fibras textiles, laminados de barrera, envases al vacío, bolsas para horno,
bandejas para microondas, cintas de video y audio, geotextiles, películas
radiográficas; y 30% de Polietileno de de alta densidad PEAD (Envases para
detergentes, lavandina, aceites automotor, shampoo, lácteos, bolsas para
supermercados y menaje, cajones para pescados, gaseosas y cervezas,
baldes para pintura, helados, aceites, tambores, caños para gas, telefonía,
agua potable, drenaje y uso sanitario, macetas, bolsas tejidas). Lo que hace
que la consecución de las materias primas para su fabricación sea de fácil
obtención.
Dimensiones: El ladrillo de plástico reciclado modelo estándar contempla las
siguientes dimensiones promedio: largo 22,10cm, ancho 11,05cm y alto
5,1cm. Este ladrillo es similar al ladrillo macizo tolete común con respecto a
sus dimensiones.
Peso: Los ladrillos utilizados en el ensayo tuvieron un peso promedio de
1081,2gr equivalentes a 1kg aproximadamente, lo cual lo hace liviano
comparado con los ladrillos tradicionales por el bajo peso específico de la
materia prima.
126
Alabeo: Al examinar todas las unidades no se encontró ningún alabeo de
consideración, esto nos indica que el ladrillo de plástico reciclado tipo estándar es
uniforme en todas sus caras, lo que facilita su instalación y acoplamiento en la
construcción de las viviendas.
Ortogonalidad: Al medirse la ortogonalidad en todas las unidades se obtuvo
una desviación no mayor a 0,8mm en promedio lo cual no la hace significativa,
esto se presento debido a que el ladrillo estándar fue cortado con una sierra
eléctrica en sus caras laterales. Esto se reduciría cuando se utilice el molde de
ladrillo prototipo.
Conductividad Térmica: Los elementos constructivos obtenidos proveen un
excelente aislamiento térmico, superior al de otros ladrillos tradicionales,
obteniendo temperaturas agradables en el interior de las viviendas
independientemente de que las temperaturas externas sean bajas o altas.
Comportamiento a la intemperie: Es excelente, según el comportamiento que
se presenta en los diversos productos que son fabricados por la planta de
reciclaje que en su mayoría son postes, establos y comederos los cuales son
expuestos a la intemperie durante años, no presentan alteraciones
dimensionales ni daños aparentes. Lo que lo hace resistentes a la acción de
los rayos ultravioleta y a los ciclos de humedad, aclarando que los ladrillos se
obtuvieron de la misma composición de estos productos.
127
Resistencia al fuego: Por su alta composición de PET tienen buena resistencia
al fuego, por ser un material combustible de muy baja propagación de llama.
Costo: El ladrillo de plástico reciclado es económico por:
• La materia prima para su fabricación es plástico reciclado.
• La técnica de fabricación es muy simple y puede ser realizada por personal
no calificado.
• No es necesaria una infraestructura de gran envergadura para producir el
material.
• Se ahorra material de unión entre elementos utilizando el modelo de ladrillo
optimizado ya que se ensamblaría sin ningún tipo de pegamentos.
• Se disminuye el tiempo de construcción y la mano de obra debido a su fácil
y rápido ensamble.
• Hay un “ahorro a largo plazo” por la reducción de la contaminación del
medio ambiente, mediante el reciclaje de materiales de descarte.
• La materia prima (PET y PEAD) es reciclada mediante un proceso muy
simple y barato pues no necesita estar limpio para ser procesado.
• El procesamiento de estos materiales plásticos no deja residuos sin utilizar
ya que incluso el sobrante molido es reutilizado.
• Se evita el enterramiento y/o quema de estos materiales evitando focos de
contaminación y gastos innecesarios.
• Se le da valor agregado al material, puesto que de “residuo” pasa a ser
“materia prima” en este proceso.
128
4.6.2 Análisis y comparación de los ensayos físico-mecánicos del ladrillo de
plástico reciclado modelo estándar
Peso unitario y absorción de agua, las unidades ensayadas según el
procedimiento descrito en el proyecto donde se hace referencia a la NTC 4017,
deben cumplir con los requisitos de absorción de agua en 24 h de inmersión
(promedio y máximo individual).
En general, no se pueden tener absorciones inferiores al 5 % en promedio para
ladrillos de arcilla, ni superficies vidriadas o esmaltadas en las caras en que se
asientan o en las que se vayan a pañetar.
Figura 39. Comportamiento de la absorción de agua de los ladrillos de plástico reciclado
129
Tabla 42. Propiedades físicas de absorción de agua de las unidades de arcilla de mampostería estructural y no estructural
Absorción de agua máxima en %
Tipo Interior Exterior
Prom 5 U Unidad Prom 5 U Unidad
PH 13 16 13,5 14
PV 13 16 13,5 14
M 13 16 13,5 14
PH = Unidad de mampostería de perforación horizontal (bloque)
PV = Unidad de mampostería de perforación vertical (ladrillo)
M = Unidad de mampostería maciza (ladrillo)
El resultado de los ensayos nos arrojó un promedio de absorción de agua de
0,29% lo que nos indica que el ladrillo reciclado tipo estándar está muy por debajo
con respecto a lo establecido en la Norma Técnica colombiana NTC 4205, ya que
ésta exige un porcentaje de absorción de agua de 5 a 13% para interiores y de 5 a
13,5% para exteriores en mampostería estructural y no estructural.
Módulo de Rotura, el módulo de rotura fue determinado con el procedimiento
establecido en la Norma Técnica Colombiana NTC 4017 para ladrillos macizos
y los resultados obtenidos se presentan en la siguiente gráfica:
130
Figura 40. Comportamiento del módulo de rotura de los ladrillos de plástico reciclado tipo estándar
En la gráfica observamos que el fracturamiento de los ladrillos tipo estándar al ser
expuestos a fuerzas de flexión ocurre a un ángulo de 45o aproximadamente
soportando una presion promedio de 831.312,88Pa, lo que lo hace un ladrillo
altamente resistente a la rotura. La norma NTC 4205 no contempla los rangos
permisibles de rotura para ningún tipo de ladrillo.
Análisis esfuerzo – deformación, al realizar el ensayo de esfuerzo -
deformación, los resultados obtenidos arrojaron la siguiente gráfica:
131
Figura 41. Diagrama esfuerzo - deformación
La gráfica muestra la curva obtenida al aplicarle una carga al ladrillo utilizando la
máquina con la que se realizó el ensayo de módulo de rotura, ésta nos indica que
el ladrillo falla a una carga de 4108 lbf con una deformación de 154 y al observar
el comportamiento de la gráfica determinamos que corresponde a un material
frágil ya que su forma es lineal.
Resistencia a la compresión, las unidades de mampostería de arcilla
cocida deben cumplir con la resistencia mínima a la compresión que se
especifica en la NTC 4205 cuando se ensayan según el procedimiento
descrito en la NTC 4017, por lo tanto el ladrillo de plástico reciclado se
trabajó y se evaluó bajo la misma norma.
132
Tabla 43. Parámetros de resistencia a la comprensión de las unidades de mampostería estructural y no estructural
ESTRUCTURAL NO ESTRUCTURAL Tipo
Resistencia mínima a la
compresión Pa(kgf/cm²)
Resistencia mínima a la
compresión Pa (kgf/cm²)
Prom 5 U Unidad Prom 5 U Unidad
PH 5,0 (50) 3,5 (35) 3,0 (30) 2,0 (20)
PV 18,0 (180) 15,0 (150) 14,0 (140) 10,0 (100)
M 20,0 (200) 15,0 (150) 14,0 (140) 10,0 (100)
PH = Unidad de mampostería de perforación horizontal (bloque)
PV = Unidad de mampostería de perforación vertical (ladrillo)
M = Unidad de mampostería maciza (ladrillo)
A continuación se presentan los resultados obtenidos en el ensayo de Resistencia
a la Compresión en posición horizontal y vertical y su respectivo promedio.
Figura 42. Resistencia a la Compresión de ladrillos de plástico reciclado en posición horizontal
133
Figura 43. Resistencia a la Compresion de ladrillos de plástico reciclado en posición vertical
El ladrillo de plástico reciclado tipo estándar tiene un alto grado de resistencia a la
compresión ya que comparado con la norma NTC 4205 que exige para ladrillo
macizo una resistencia a la compresión mínima de 200Kgf/cm2 para mampostería
estructural y para no estructural 140Kgf/cm2, mientras que el ladrillo de plástico
reciclado tipo estándar presentó una resistencia a la compresión horizontalmente
de 212,6 Kgf/cm2 y verticalmente de 239 Kgf/cm2.
Congelamiento y descongelamiento, después de examinar cada espécimen
se determinó que no presentaron cambio en el peso ni se evidenciaron grietas
desarrolladas durante el ensayo.
134
135
Análisis térmico, durante los ensayos realizados al ladrillo de plástico
reciclado colocándolo a fuego directo se determinó que el tiempo promedio de
ignición es de 180 segundos.
4.6.3 Descripción de mejoras físicas y constructivas del modelo optimizado
del ladrillo de plástico reciclado frente al modelo estándar
Homogeneidad en cuanto a tamaño, área y peso debido a que se utiliza un
molde universal para la fabricación y ya no se corta el ladrillo como se realizó
para el diseño experimental.
Se evita la utilización de pegamento para la instalación de los ladrillos en la
construcción de las viviendas ya que el ladrillo prototipo viene diseñado con un
sistema de ensamble de presión y encaje por acoples en los cuales se inserta
una varilla roscada para crear un muro estructural.
El sistema de ensamble por acoples de los ladrillos de plástico reciclado
optimizados permite al propietario de la vivienda armarla y desarmarla cuantas
veces quiera conservando siempre las mismas características.
Se disminuye el costo de la mano de obra porque no se necesita de operarios
calificados para su construcción, de tal forma que cada propietario puede
armar su propia casa, además la instalación se realiza de forma rápida y
sencilla.
5. COSTOS TOTALES DE LA INVESTIGACIÓN
5.1 RECURSOS MATERIALES
Los recursos materiales usados durante el desarrollo de la presente investigación
fueron:
Tabla 44. Presupuesto de recursos materiales
CONCEPTO
UNIDAD
CANTIDAD
VALORUNITARIO
($) VALOR TOTAL
($)
A-Z Un 4 5.000 20.000
C.D R.W Un 12 2.500 30.000
Cartuchos tinta Un 2 75.000 150.000
Fotocopias Un 2000 50 100.000
Internet Hr 20 2.000 40.000
Resma de Papel Un 2 18.000 36.000
Portaminas Un 3 1.200 3.600
Minas Un 3 1.000 3.000
Pilas AA Glb 4 3.800 15.200
Batas Laboratorio Un 3 20.100 60.300
Esferos Un 6 500 3.000
TOTAL RECURSOS MATERIALES $ 461.100
5.2 RECURSOS INSTITUCIONALES
Los recursos institucionales de la presente investigación fueron:
- Alcaldía municipal de Acacias
- Universidad de La Salle
5.3 RECURSOS TECNOLÓGICOS
Los recursos tecnológicos usados durante el desarrollo de la presente
investigación fueron:
Tabla 45. Presupuesto de recursos tecnológicos
CONCEPTO UNIDAD CANTIDAD VALOR UNITARIO ($)
VALOR TOTAL($)
Cámara digital fotográfica Hr 25 2000 50.000Computador Hr 400 1000 400.000Impresora Un 1 250.000 250.000Fax Glb 50 1000 50.000Scanner Un 1 50.000 50.000Ensayo de Uniformidad dimensional y determinación de la masa Glb 5 26.500 132.500
Ensayo de peso unitario y absorción de agua Glb 5 22.500 112.500
Ensayo de análisis esfuerzo-deformación Glb 5 26.500 132.500Ensayo de módulo de rotura Glb 5 * *Ensayo de resistencia a la compresión Glb 10 * *Ensayo de efecto de congelamiento y descongelamiento Glb 5 20.000 100.000
Ensayo de análisis térmico Glb 5 20.000 100.000Construcción de molde prototipo para el ladrillo plástico Un 1 600.000 600.000
TOTAL RECURSOS TECNOLÓGICOS $ 1.977.500
* Gastos asumidos por la universidad de la Salle.
5.4 RECURSOS HUMANOS
Los recursos humanos que formaron parte del desarrollo de la presente
investigación fueron:
137
Tabla 46. Presupuesto de recursos humanos
CARGO ENCARGADOS No. Semanas Valor Total ($)
Investigadores principales Estudiantes de proyecto de grado 32 --------
Colaborador Laboratorista 16 68.200
Director temático 20 115.100Coinvestigadores Asesor
metodológico
8 148.148
TOTAL RECURSOS HUMANOS $ 331.448
5.5 OTROS RECURSOS
Otros tipos de recursos que se usaron durante el desarrollo de la presente
investigación:
Tabla 47. Presupuesto de viáticos
NOMBRES DEL INVESTIGADOR
LUGAR DE ESTADIA No. DE DIAS VALOR DIA
($) VALOR TOTAL
($)
SCHIRLEY ANDREA MOLINA Acacias 10 20.000 200.000
ADRIANA MARCELA VIZCAINO Acacias 10 20.000 200.000
FREDDY DAVID RAMIREZ Acacias 10 20.000 200.000
TOTAL PRESUPUESTO DE VIÁTICOS $ 600.000
Valor asumido por la Universidad de La Salle, según contrato laboral. Valor asumido por la Universidad de La Salle, según resolución rectorial No. 345 de noviembre 15 del 2005. Valor asumido por la Universidad de La Salle, según contrato laboral.
138
139
Tabla 48. Presupuesto de transporte
TRAYECTO
VALOR PASAJE
($) No. DE
PASAJES VALOR TOTAL
($)
Bogotá-Acacias 20.000 10 200.000
Acacias-Bogotá 20.000 10 200.000
Acacias-Planta 2.000 20 40.000
Planta-Acacias 2.000 20 40.000
TOTAL PRESUPUESTO DE TRANSPORTES $ 480.000
5.6 RECURSOS FINANCIEROS
El total de recursos financieros que se invirtieron durante el desarrollo de la
presente investigación fueron:
Tabla 49. Presupuesto de recursos financieros
FUENTES DE FINANCIACIÓN
RUBROS ENTIDAD
PATROCINADORA ALCALDÍA
MUNICIPAL DE ACACIAS
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
ESTUDIANTES TOTAL
Recursos humanos 331.448 331.448
Recursos materiales 461.100 461.100
Recursos tecnológicos 1’977.500 1’977.500
Presupuesto de viáticos 200.000 400.000 600.000
Presupuesto de transporte 200.000 280.000 480.000
Subtotal 861.100 331.448 2’657.500 3’850.048Imprevistos (5%) 43.055 16.572 132.875 192.502
TOTAL 904.155 348.020 2’790.375 4’042.550TOTAL RECURSOS FINANCIEROS $ 4’042.550
6. CONCLUSIONES
Nuestro país produce una gran cantidad de residuos sólidos de origen
orgánico e inorgánico. Del total de los residuos inorgánicos, los plásticos
registran un alto porcentaje, por ello se deben aprovechar los recursos que
tenemos a nuestro alcance para la fabricación de ladrillos de plástico reciclado
y así dar solución a la construcción de viviendas de interés social de una
manera económica y ecológica.
El ladrillo de plástico reciclado utilizado en el proyecto tiene una combinación
de 70% de PET y 30% de PEAD lo que lo hace un ladrillo liviano por el peso
específico de la materia prima y a su vez por su alto contenido de PET un
material combustible de muy baja propagación de llama y buen aislante
térmico.
Al ser sometido al ensayo de alabeo el ladrillo de plástico reciclado presento
caras uniformes lo que lo haría de fácil instalación y acoplamiento; y en su
ortogonalidad presentó una desviación de 0.8mm la cual se mejoraría por la
utilización del molde optimizado expuesto en el proyecto.
Es duradero y al exponerse a la intemperie no presenta alteraciones
dimensionales ni daños aparentes al ser sometido a los rayos ultravioleta y a
la humedad del medio ambiente. Además el plástico es un compuesto que
dura muchos años en degradarse.
De los ensayos físico - mecánicos realizados al ladrillo de plástico reciclado
tipo estándar se concluye lo siguiente teniendo en cuenta como referencia las
Normas Técnicas Colombianas: tiene muy bajo porcentaje de absorción de
agua en promedio de 0,29%, al ser sometidos a fuerzas de flexión el ladrillo
se rompe a un ángulo de 45o aproximadamente soportando una presion
promedio de 831.312,88Pa, lo que lo hace un ladrillo altamente resistente a la
rotura, el ladrillo de plástico reciclado tiene un alto grado de resistencia a la
compresión horizontal de 212,6 Kgf/cm2 y verticalmente 239 Kgf/cm2 y se
clasifica como un material frágil según su análisis de esfuerzo – deformación.
Se debe considerar defecto principal, el no cumplimiento de la resistencia y
como defecto secundario el no cumplimiento de la absorción. El no
cumplimiento de la resistencia motiva además al rechazo de los especímenes,
mientras que el incumplimiento de la absorción queda condicionado a los
demás requisitos de calidad que establece la norma.
El costo del ladrillo plástico reciclado es económico por: la materia prima y su
técnica para su fabricación, porque se requiere de mano de obra no calificada,
baja infraestructura, rendimiento en su proceso constructivo debido a su
141
142
ensamble al utilizar el ladrillo de plástico reciclado optimizado y su materia
prima no necesita ser lavada para su fabricación.
Para efecto de este proyecto resulta más económico el ladrillo de plástico que
un ladrillo de arcilla ya que la totalidad de los costos de materia prima y
fabricación son asumidos por el municipio de Acacias Meta.
7. RECOMENDACIONES
Una vez ensamblada la edificación se recomienda recubrir con malla de
gallinero los muros para crear adhesión en los acabados posteriores (cemento,
yeso y pintura), además con ello evitaría la combustión del ladrillo en caso de
incendio.
A partir de los diseños arquitectónicos de viviendas de interés social producir
los ladrillos de tal forma que se integren las instalaciones hidráulicas (Potable y
Sanitaria) y eléctricas desde su fabricación para hacer mucho más rápida la
construcción por medio de paneles.
Colocar a la mezcla de PET y PEAD colores que puedan ser utilizados para
dar a los ladrillos acabados en diversas gamas para un impacto visual llamativo
al consumidor final y así no utilizar acabados en las viviendas como pinturas.
Se recomienda realizar los ensayos efectuados en el ladrillo de plástico
reciclado modelo estándar para los ladrillos de plástico reciclado del modelo
optimizado y ejecutar la construcción de las viviendas.
144
Se sugiere hacer ensayos en los cuales se le agregue a la mezcla polietileno
de baja densidad PEBD para darle mayor elasticidad y aumentar el módulo de
rotura.
Realizar un estudio de las características químicas del ladrillo de plástico
reciclado.
7. BIBLIOGRAFÍA
ABELLO ROCA, Carlos Daniel Constitución política de Colombia. Articulo51.1991
BEER, Ferdinand. Mecánica de Materiales. 2ed. Colombia: Mc Graw Gill
CAMPBELL, W.P. James. Ladrillo historia universal. Londres: Art. Blume.1 ed.,
2004
CARDENAS, Raúl Ernesto. Pobreza y vivienda de interés social en Colombia. Los
programas de vivienda urbana en la red de solidaridad. Colombia: Cider, 1997
CAR, Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca. Guía ambiental:
Pequeñas Empresas de Transformación de Residuos Plásticos y Textiles. Bogotá:
Artepel
Herbert F. Manual McGraw-Hill. Madrid: McGraw-Hill,v1 1996
HORNBOSTEL, Caleb. Materiales para construcción. Tipos usos y aplicaciones.
HORNBOSTEL, Caleb. Materiales para construcción. Tipos usos y aplicaciones.
1ed. México: Limusa, 1999
http//www.monografias.com/trabajos5/plasti/plastic.shtml#tipos
http//www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml
<http://www.fedevivienda.org.co/aa/img_upload/646f63756d656e746f732e2e2e2e
2e2e/PROGRAMA_DE_VIVIENDA_DE_INTER_S_SOCIAL_URBANA.pdf >
[citado en 2006- 05- 11].
ICONTEC Normas Técnicas Colombianas 4017.Colombia:2005
ICONTEC Normas Técnicas Colombianas 4205.Colombia:2000
LUND, Herbert F. Manual McGraw-Hill. Madrid: McGraw-Hill,v1 1996
1ed. México: Limusa, 1999
Nueva enciclopedia del encargado de obras. Materiales de construcción.
Barcelona: Ceac, 2001
Ministerio del Medio Ambiente. Congreso Nacional de Reciclaje (4º.:1996 marzo
13,14,15 Santa fe de Bogotá) Memorias. Bogotá: Imprenta Nacional de Colombia,
1997
QUARMBY, Arthur. Materiales plásticos y arquitectura experimental. Barcelona:
Gustavo Gili, 1976
146
147
RICHARDSON. Industria del plástico. Madrid: Paraninfo, 2000
RUBIN, Irvin. Materiales plásticos, propiedades y aplicaciones. Mexico: limusa,
2002
ALCALDÍA MUNICIPAL DE ACACIAS. Plan de Desarrollo Municipal. Acacias:
2004. p. 9
http://www.mapas.com.co/visor2005/colombia/visor.jsp > [Citado en 2006-05-20].
ANEXOS
Anexo 1
FORMATO PARA EL ENSAYO DE UNIFORMIDAD DIMENSIONAL Y DETERMINACIÓN DE LA MASA
Fecha: ___________________
Proyecto: _____________________________________________________
______________________________________________________________
Descripción de la muestra: ______________________________________
______________________________________________________________
Equipo utilizado: _______________________________________________
______________________________________________________________
Observaciones: ________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________ ____________________
Ejecutó Revisó
ESPECIMEN NO______ MASA (gr)_________
CARA LONGITUD (cm)
ANCHO (cm)
ALTO (cm)
1 2 3 4
149
Anexo 2
FORMATO PARA EL ENSAYO DE PESO UNITARIO Y ABSORCIÓN DE AGUA
Fecha: ___________________
Proyecto: _____________________________________________________ ______________________________________________________________ Descripción de la muestra: ______________________________________ ______________________________________________________________ Equipo utilizado: _______________________________________________ _________________________________________________________
Dimensiones (cm) Espécimen Masa (gr) Long. Ancho Alto
Volumen (cm)
Masa seca (gr)
Masa sumergida
(gr)
Observaciones: ________________________________________________
_____________________________________________________________ ____________________ ____________________
Ejecutó Revisó
150
Anexo 3
FORMATO PARA EL ENSAYO DE MÓDULO DE ROTURA
Fecha: ___________________
Proyecto: _____________________________________________________
______________________________________________________________
Descripción de la muestra: ______________________________________
______________________________________________________________
Equipo utilizado: _______________________________________________
______________________________________________________________
Observaciones: ________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________ ____________________
Ejecutó Revisó
ESPÉCIMEN 1 2 3 4 5 CARGA Lbf DISTANCIA L (m) ANCHO b (m) PROFUNDIDAD d (m) DISTANCIA x (m) MÓDULO ROTURA
151
Anexo 4
FORMATO PARA EL ENSAYO DE ANÁLISIS DE ESFUERZO - DEFORMACIÓN
Fecha: ___________________
Proyecto: _____________________________________________________
______________________________________________________________
Descripción de la muestra: ______________________________________
______________________________________________________________
Equipo utilizado: _______________________________________________
______________________________________________________________
Observaciones: ________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________ ____________________
Ejecutó Revisó
ESPECIMEN NO______ MASA (gr)_________
CARGA DEFORMACION
152
Anexo 5
FORMATO PARA EL ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
Fecha: ___________________
Proyecto: _____________________________________________________
______________________________________________________________
Descripción de la muestra: ______________________________________
______________________________________________________________
Equipo utilizado: _______________________________________________
______________________________________________________________ Observaciones: ________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________ ____________________
Ejecutó Revisó
ESPÉCIMEN NO______ PESO (gr)_________
CARA LONGITUD (cm) ANCHO (cm) ALTO (cm)
1 2 3 4
PROMEDIO Long. Alto/Ancho Dimensiones
(cm)
Área (cm2) Área (plg2)
W (kgf) A (cm2)
C(kgf/cm2) = W/A
153
Anexo 6
FORMATO PARA EL ENSAYO DE EFECTO DE CONGELAMIENTO Y DESCONGELAMIENTO
Fecha: ___________________
Proyecto: _____________________________________________________
______________________________________________________________
Descripción de la muestra: ______________________________________
______________________________________________________________
Equipo utilizado: _______________________________________________
______________________________________________________________ Observaciones: ________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________ ____________________
Ejecutó Revisó
ESPÉCIMEN Masa antes de ensayo (gr)
Masa después de ensayo (gr)
Longitud de las Grietas
1 2 3 4 5
154
155
Anexo 7
FORMATO PARA EL ENSAYO DE ANÁLISIS TÉRMICO
Fecha: ___________________
Proyecto: _____________________________________________________
______________________________________________________________
Descripción de la muestra: ______________________________________
______________________________________________________________
Equipo utilizado: _______________________________________________
______________________________________________________________ Observaciones: ________________________________________________
______________________________________________________________
______________________________________________________________
____________________ ____________________
Ejecutó Revisó
ESPÉCIMENTIEMPO
IGNICIÓN (Segundos)
1 2 3 4 5
PROMEDIO
Ni la Universidad, ni el director temático, ni la asesora metodológica, ni el jurado calificador son responsables de las ideas expuestas por el autor.