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14-6-2016 S.O.S ECO Casa TEAM 04: Víctor Cruz Alejandra Escajeda Shayuri Lizano Alfonso Palacios Luis Valeiro Global and Regional Sustainability Engineering

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14-6-2016

S.O.S ECO Casa

TEAM 04:

Víctor Cruz

Alejandra Escajeda

Shayuri Lizano

Alfonso Palacios

Luis Valeiro

Global and

Regional

Sustainability

Engineering

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1. RESUMEN

S.O.S ECOCASA es una alternativa de solución sustentable frente a desastres naturales como

terremotos y tsunamis.

Se planteó el reto de presentar una idea innovadora y sustentable, además de efectiva y viable

con la que se podría resolver el problema de cómo actuar ante un desastre natural.

Se tuvo que identificar en qué tiempo se iba a actuar: antes, durante o después del desastre.

Después de varias ideas que surgieron se decidió que el prototipo que se acercaba con lograr

los objetivos planteados por el curso sería esta idea de S.O.S ECOCASA, una casa de fácil

armado y refugio para las familias damnificadas después de un desastre natural.

S.O.S ECOCASA es la casa elaborada con materiales reciclados y eco-friendly, de fácil

armado y que permitirá tener una vivienda temporal para las víctimas de terremotos o

tsunamis. Además, es portátil, lo que facilita el transporte desde el lugar de almacenamiento

de estas después del desastre. El beneficiario podrá resguardarse bajo esta casa portátil y de

fácil armado que lo mantendrá a salvo y dentro de un lugar para descansar entre los desastres

del medio externo.

Durante este informe se desarrollará la idea de este prototipo, proponiendo los materiales y

evaluando la sostenibilidad de este proyecto de casa temporales de ayuda que contribuirá a

mantener un mundo mejor.

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2. INTRODUCCIÓN

“La tierra ama nuestras pisadas, y teme nuestras manos”. Estas son palabras del escritor

ambientalista español Joaquín Araujo. Hoy en día se ven mares contaminados, bosques

destruidos, especies en peligro de extinción. Éstas son sólo algunas de las consecuencias de

las inadecuadas gestiones de las actividades humanas. Nuestro deber como siguiente

generación es remediar, mitigar, reducir la contaminación de nuestro planeta a fin de

preservarlo. Justamente esto enmarca la definición de Sostenibilidad, concepto explicado en

las clases de este curso: Satisfacer las necesidades del presente sin comprometer la capacidad

de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades, asegurando los tres

pilares de la sostenibilidad, siendo estos el aspecto social, ambiental y económico.

Nuestro objetivo en Ingeniería Sostenible es desarrollar ideas nuevas y aplicables a la vida

diaria, industria, comercio y diversas actividades humanas de cumplir con el dilema de las

4R’s (reduce, reutiliza, recicla, revalora). Para esto hemos diseñado y elaborado un prototipo

que cumpla con estos requerimientos, no sólo desde el punto de vista de reciclar sino más

bien de la sostenibilidad de este proyecto.

La lenta gestión de rescate y ayuda a damnificados por desastres naturales se debe al difícil

acceso a la zona afectada e inexistencia de materiales fáciles de transportar y de rápida

obtención, entre otros motivos. Si a esto le sumamos el uso de materiales no biodegradables

lo cual genera un problema adicional, no lo hace sostenible. Es por eso que hemos diseñado

una vivienda con materiales eco friendly, de fácil armado y portables. Se pretende que sea

muy útil para víctimas de estos desastres naturales y se ofrecerían al gobierno para que se

implementen y tengan un almacenamiento donde los damnificados puedan, después del

desastre, refugiarse con estas viviendas portables.

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3. DISEÑO CONCEPTUAL

En el momento en el que recibimos el proyecto que le correspondía a nuestro equipo nos pusimos a

pensar. Esto fue porque la descripción del proyecto sólo nos decía que teníamos que diseñar algo

para las víctimas de los tsunamis y terremotos, pero no sabíamos cual enfoque queríamos darle al

proyecto. Teníamos tres opciones: la primera era diseñar un prototipo que funciona como aparato de

prevención, la segunda, uno que auxiliara en el momento del desastre, y por último, un prototipo o

producto que ayudara a los damnificados una vez ocurrido el desastre. Después de juntarnos en

equipo llegamos a tres propuestas del prototipo para cubrir cada uno de los tres enfoques

mencionados anteriormente. Estas propuestas fueron: una aplicación para obtener información de

consejos de seguridad y refugio, un robot-rescate que buscara víctimas, y una casa de emergencia

armable. Después de la primera retroalimentación que recibimos en la Universidad de Texas en El

Paso (UTEP) decidimos hacer la casa de emergencia armable. Como explicamos en la introducción,

uno de los principales problemas en un desastre natural de esta magnitud es la falta de refugio para

muchas personas que han perdido su hogar o han sido evacuados. Se han dado varios casos en los

cuales los damnificados llegan a zonas seguras del gobierno pero se produce un problema al no

poderse dar abasto a la cantidad de personas que llegan. Es por este motivo que decidimos diseñar

una casa de emergencia de armado fácil y resistente ya que una casa de campaña puede ser muy

compleja de armar y no brinda un nivel de resistencia y protección alto. El primer diseño que

desarrollamos fue basado en una caja de donas de una compañía reconocida en Estados Unidos.

Como nosotros queríamos hacer una casa de armado fácil y flexible, pensamos que la forma más

fácil de hacer esto sería en hacer la casa con el mismo principio que la caja, todas las paredes y el

techo unidos entre sí y con capacidad de doblarse. Nos dimos cuenta que este diseño era meramente

utópico por que no íbamos a poder encontrar un material que proporcionará un alto grado de

flexibilidad y protección por un bajo costo ya que solo contábamos con un presupuesto de 300 soles.

En los siguientes días llegamos a lo que nosotros pensábamos podría ser nuestra solución.

Cambiamos un poco el concepto que teníamos de una caja en la cual todas las paredes estuvieran

juntas, y lo sustituimos con un concepto en la cual las paredes y el techo funcionarían como piezas

de rompecabezas. El diseño de tal vivienda se encuentra en la Figura 1.

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Ilustración 1: Diseño de Casa de madera

Para lograr esto las paredes serían marcos de metal cubiertos por madera para darle la dureza y el

aislamiento necesario para una casa. Las paredes y el techo serían unidos por bisagras y movidos por

un sistema de rieles. El problema con este diseño fue que en primer lugar no estábamos utilizando

materiales meramente sustentables. La madera para ser resistente tendría que ser fresca por lo cual no

podría ser reciclada, asimismo, el acero igual no podría estar oxidado o viejo, y el producir esas

piezas de acero daña en gran medida el medio ambiente. Por último, vimos que estos marcos podrían

llegar a pesar mucho lo cual no sería viable para que una persona de la tercera edad armará esta

vivienda.

El diseño final consiste en un modelo más simple y permite el uso de materiales sustentables, por lo

cual la casa será fabricada de cartón. Las columnas tendrán un funcionamiento que permite que se

contraigan cuando se guarde la casa, y que se estiren a su máxima altura cuando ésta se utilice. La

Figura 2 demuestra cómo la casa se ve al momento de guardarse y al momento de utilizarse.

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Ilustración 2: S.O.S ECO Casa

Los materiales necesarios para crear la casa son: cartón, silicón, ganchos metálicos, cinta adhesiva,

tubos de distintos tamaños de PVC, y botellas de agua. En la Figura 2 se pueden encontrar las

medidas y cortes necesarios para la casa.

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Ilustración 3: Medidas del Producto Final

Las paredes y el techo de la estructura serán de capas de cartón pegadas con silicón para reforzar las

paredes, piso, y techo. Las columnas serán fabricadas en diferentes tamaños de tubo de PVC que

permite que éstas se contraigan al momento de guardar la S.O.S. ECO Casa. Para permitir que la luz

natural entre a la casa, el techo contará con botellas de plástico como se muestra en la Figura 4.

Ilustración 4: Luz Natural para la Vivienda

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PROTOTIPO

El prototipo fue creado con el propósito de demostrar las capacidades del diseño de la casa.

1. El primer paso fue separar las tres diferentes medidas de tubos de PVC para cortarlas

al tamaño requerido.

2. El tubo más grueso fue cortado en cuatro secciones de 12cm cada uno, el de grosor

mediano en cuatro secciones de 10cm, y el más delgado en cuatro secciones de 8cm.

3. El siguiente paso fue tomar las medidas del cartón para obtener 6 piezas de cada

sección de la pared. Las paredes medirán 36cm de largo y 30cm de alto, tomando en

cuenta las pestañas de 5cm que se le agregan o se le quitan a cada pared.

4. El siguiente paso fue cortar las 6 piezas utilizando un exacto, verificando que las

piezas encajen una con otra como un rompecabezas.

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5. Después, utilizando cinta negra se cubren las partes inferiores de los tubos de grosor

pequeño y mediano. Para así después insertar los tubos medianos y pequeños en los

grandes. Con esto se logra el mecanismo de paraguas que se buscaba.

6. Se cortan dos cuadros grandes de cartón de 50cm x 50cm que servirán como la base y

el techo de la casa.

7. Se corta un pequeño cuadro de 36cm x 36cm y se adhiere al techo para servir de

soporte.

8. Los tubos de PVC se adhieren al techo y a la base para así quedar unidas.

9. Se pinta y decora para detalles cosméticos.

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4. INNOVACIÓN SUSTENTABLE

4.1. Importancia del reciclaje

Evitar almacenamiento de materiales contaminantes:

Al reciclar un envase o producto, estamos evitando que estos se almacenen en grandes

vertederos, algunos de estos con una gestión inadecuada. Además, reciclando vamos a

conseguir que no se creen nuevos vertederos, y se logre una gestión eficiente de los ya

existentes, beneficiando al medio ambiente de las zonas aledañas a estos.

Menor impacto ambiental:

El uso de tecnologías de reciclaje contribuye a la reducción de la extracción de nuevas

materias primas, conservando nuestro entorno y consiguiendo un ahorro

importantísimo de consumo energético y emisión de gases de efecto invernadero.

Además, se estima que las emisiones de producir un producto reciclado a partir de

materiales reciclados, es un 20% menor que si provinieran de materiales nuevos. A

esto se le puede adicionar un ahorro de costos por las actividades extractivas y

transporte.

4.2. Materiales

Cartón

El cartón es uno de los residuos domésticos más comunes. Este posee grandes

ventajas competitivas por donde se le mire, a continuación se detallará porque lo

hemos usado:

- El cartón ondulado está elaborado con una materia prima renovable

- En su composición interviene un alto porcentaje de fibra reciclada

- Es 100% reciclable y biodegradable

- Optimiza el uso de recursos naturales en el diseño y fabricación

- Minimiza la generación de residuos

- No es contaminante(no produce residuos peligrosos ni productos tóxicos)

- Es fácil de eliminar y los sistemas de recogida se encuentran en el entorno

cercano.

- Aporta un eficaz sistema de recuperación y reciclaje.

- Se puede moldear y manejar para los intereses deseados.

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Este material será el usado en las paredes la vivienda debido a su fácil transporte y

si se unen varias capas de este material se logra elaborar estructuras muy

resistentes y estéticamente aceptables.

Plástico, tubos de PVC y cinta aislante

La materia prima para la fabricación de plástico es de un recurso natural no renovable

llamado petróleo y cada año se fabrica 200 millones de toneladas de plástico, menos

del 4% se recicla y su degradación puede durar más de 500 años si son enterrados en

los rellenos sanitarios.

Las ventajas del uso de materiales plásticos:

- Por cada kilogramo de plástico reciclado, dejemos de emitir a la atmósfera 1,5

kg. de CO2 (dióxido de carbono).

- Ahorrar los recursos naturales como el agua, la energía, el combustible para

procesar los envases.

- Reducir la cantidad de sustancias químicas toxicas en el proceso de fabricación

de los plásticos.

- Reducir la cantidad de plástico que tiene como destino final el uso del suelo

donde se ubican los rellenos sanitarios.

- El plástico es muy maleable y puede adoptar diversas formas y es de usos

diversos

- Es de fácil transporte, pues su peso no es considerable

Ganchos metálicos

En el proceso de su reciclaje no cambian sus características ya que se obtiene un

producto con las mismas propiedades. Además, el aluminio puede reciclarse

indefinidamente y sin disminuir la calidad del mismo. El 100% del material puede ser

reciclado.

Hemos decidido usar ganchos metálicos por:

- Por 1 kg. de metal reciclado evitamos emitir a la atmósfera

aproximadamente 9 kg. De CO2.

- Al producir metales a partir de chatarra existe un ahorro del 95% de la

energía si se compara con la producción a partir del mineral.

- Los ganchos pueden ser reutilizados para diferentes motivos. Así reducimos

la contaminación producto de la producción de nuevos productos.

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- La reutilización de productos metálicos hace posible una reducción de

costos directos e indirectos en su fabricación, dinero que puede usarse en

otras actividades.

4.3. Análisis de Ciclo de Vida

Se presentará a continuación el análisis de ciclo de vida elaborado para los materiales

a utilizar.

CARTÓN PLÁSTICO PVC

MATERIA

PRIMA

Árboles que han

sido talados

Petróleo, etileno

y propileno

Petróleo, cloruro de

vinilo

FABRICACIÓN

Se convierte en

pulpa celulosa a

través de procesos

químicos

Polimerización,

adición de

químicos y

moldeado

Se craquea el

petróleo y se

mezcla con cloro

mediante un

proceso de

polimerización

DISTRIBUCIÓN

/ USO

Empaques de

alimentos y

fabricación de cajas

Botellas, bolsas Tuberías

FIN DE VIDA Son productos

reciclables. No es degradable.

Se reutiliza y se

recicla.

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4.4. Costo del Producto

Como se ha mencionado ya anteriormente, los materiales a utilizar son cartón, tubos de

PVC y ganchos metálicos principalmente.

Material Medida / Cantidad Precio (S/.)

Cartón 2x2.4 y 3.3x3.3 Reciclado

Tubos de PVC-

Tamaño Pequeño 1 8

Tubos de PVC-

Tamaño Mediano 1 8

Tubos de PVC-

Tamaño Grande 1 8

Ganchos metálicos 1 5

Otros Varios 11

Total 40

4.5. Aspectos Sociales y Culturales

La costa de Perú es una zona sísmica y, por tanto, es propenso a que ocurran sismos y

tsunamis. Sin embargo, no hay una educación de la población a cómo enfrentarse a un

desastre natural como un sunami o un terremoto, como existe en Japón que también es un

territorio altamente sísmico, pero con una educación que los pobladores ya han adoptado

para la prevención, durante y después de un terremoto. Esto hace la diferencia, y se ve

reflejado en las cifras de damnificados después de ocurrido el desastre.

Y es así, cambiar a las personas es algo muy difícil, concientizarlos a que tengan una

educación de prevención también. Sin embargo, no se deja de hacer esfuerzos hasta

lograrlo, como los simulacros nacionales y programados y charlas de Defensa Civil.

Después del desastre, hay muchos damnificados y las personas entre escombros, casas

destruidas. Normalmente, entre las casas que no resisten hay un gran número de familias

pobres con lo que se le hace difícil empezar de cero a construir una casa y no tienen

dónde ir. Nuestro proyecto, es una salida temporal para estas familias. Podrán obtener un

techo bajo el que podrán refugiarse, temporalmente, hasta que puedan conseguir algo

mejor.

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5. CONCLUSIONES

Para evaluar la sostenibilidad de un proyecto se necesitan evaluar por lo menos los

aspectos que constituyen los tres pilares de esta: Social, Económico y

Medioambiental.

Algunos de los métodos para analizar la sostenibilidad son el ciclo de vida, la huella

de carbono, evaluar los 12 principios de la Sostenibilidad.

Concluimos que nuestro proyecto es sostenible porque se enmarca en los tres

pilares: Es económico, no hay muchas emisiones de CO2 al ambiente y además no

afecta negativamente a la sociedad, más bien es una ayuda cuando estén en

necesidad después de un desastre.

Es posible la construcción una vivienda elaborada con materiales reciclados a un

costo relativamente muy bajo, pues estos materiales se consiguen como desecho de

otras actividades económicas.

Es muy importante el desarrollo de este tipo de cursos a fin de crear conciencia

ecológica a los futuros profesionales, para que apliquen estas herramientas

ecológicas a su trabajo. Lo que generará a largo plazo un beneficio para el planeta.

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6. REFERENCIAS

1. Curso Global and Regional Sustainability Engineering

2. Macleod, C.; “Japanese towns reconsider sea walls after deadly tsunami”;

http://usatoday30.usatoday.com/news/world/2011-08-11-japanese-town-

undeterred-by-record-wave_n.htm; 31 de mayo de 2016

3. Los Angeles Times; “Japan earthquake and tsunami: Before and after the cleanup”;

http://www.latimes.com/world/la-fg-japan-tsunami-before-after-slider

htmlstory.html;31 de mayo de 2016

4. Serban, A.; “7 Emergency Apps Every iPhone and Android User Should Have”;

http://techpp.com/2013/04/05/emergency-apps/; 31 de mayo de 2016

5. Hernandez, E.; “Robots buscan supervivientes en Japón”;

https://www.fayerwayer.com/2011/03/robots-buscan-supervivientes-en-japon/; 31 de

mayo de 2016

6. Yañez, D.; “Un argentino sorprendió a la ONU con un refugio móvil para desastres

naturales”; http://www.lanacion.com.ar/1591211-un-argentino-sorprendio-a-la-onu-

con-un-refugio-movil-para-desastres-naturales; 31 de mayo de 2016