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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS ENTRE
EL ADOQUÍN CONVENCIONAL Y EL ADOQUIN DE CAUCHO
TRABAJO DE GRADUACIÓN, PREVIO LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
AUTOR: CUZCO NARANJO ANA MARÍA
TUTOR: ING. JUAN CARLOS MOYA HEREDIA MSc.
QUITO – ECUADOR
2015
-ii-
DEDICATORIA
Esta tesis es el fruto de horas, días y meses constantes de trabajo; se la dedico en
primer lugar a Dios por darme la sabiduría y fortaleza suficiente, para afrontar todos
los obstáculos que se me presentaron para lograr terminar mi carrera.
A mis padres Raúl Cuzco y María Naranjo quienes han sido el cimiento para la
construcción de mi vida, inculcaron en mí las bases de la responsabilidad y el deseo
de superación, en ellos tengo el espejo en el cual me quiero reflejar pues sus virtudes
infinitas y su gran capacidad para luchar me han hecho admirarlos cada día más.
Para mi hermano Raúl quien cuidó de mí y muchas veces desempeño el papel de
padre; a mis hermanas Carolina y Ximena por estar presentes en cada etapa de mi
vida y brindarme su apoyo incondicional.
De manera especial la dedico a mi amigo incondicional, el compañero de mi vida
Paúl quien me ha enseñado la prudencia, la paciencia y a valorar las cosas pequeñas
de la vida.
Para mis mejores amigos Marco, Franklin y Doris quienes han estado durante toda mi
vida estudiantil en las buenas y en las malas, y para mis compañeros del trabajo
Herminio y Coralía, quienes a pesar de conocerlos tan poco han sido un apoyo en esta
etapa de mi vida.
“El éxito en la vida no se mide por lo que logras, sino por los obstáculos que
superas” (Anónimo)
-iii-
AGRADECIMIENTO
Al finalizar la tesis es inevitable sentir un sin número de emociones, en especial sentir
un gran orgullo del aporte realizado. Este trabajo no hubiese sido posible sin la
colaboración de algunas instituciones para quienes expreso mi gratitud.
A la Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y
Matemática por haberme aceptado ser parte de ella y abierto la puertas de su seno
científico para poder estudiar ahí la carrera, así como a los diferentes docentes de la
carrera de Ingeniería civil en especial a mi tutor Ing. Juan Carlos Moya que con su
paciencia, persistencia, motivación y rigor académico he logrado terminar mi
investigación, a los miembros del tribunal Ing. Paola Villalba e Ing. Luis Morales
quienes gracias a sus enseñanzas este trabajo se terminó con gran éxito.
Al Ing. Garzón gerente de la fábrica Plamec quién me dio toda la información
necesaria para hacer posible esta investigación.
A mis padres por todo su apoyo durante a lo largo de mi vida estudiantil: por la
comprensión, paciencia y ánimos recibidos de mi hermana.
Para mis amigos quienes hicieron de cada día en la universidad momentos
inolvidable.
Mil gracias a todos.
-iv-
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL
Yo, CUZCO NARANJO ANA MARÍA en calidad del autor de la tesis realizada
sobre ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS
ENTRE EL ADOQUÍN CONVENCIONAL Y EL ADOQUÍN DE CAUCHO,
por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer
uso de todos los contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta
obra, con fines estrictamente académicos o de investigación.
Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los
artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad Intelectual Y su
Reglamento.
Quito, Día 12 de Octubre de 2015.
CUZCO NARANJO ANA MARÍA
C.C.060381257-9
-v-
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
CERTIFICACIÓN
En calidad de Tutor del proyecto de investigación: “ANÁLISIS
COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS ENTRE
ADOQUÍN CONVENCIONAL Y ADOQUÍN DE CAUCHO” presentado y
desarrollado por la señorita CUZCO NARANJO ANA MARÍA, previo a la
obtención del Título de Ingeniero Civil, considero que reúne los requisitos
necesarios.
El documento elaborado superó el control antiplagio Urkund.
En la ciudad de Quito, a los 04 días del mes de agosto de 2015.
Ing. Juan Carlos Moya Heredia MSc.
Tutor
-vi-
INFORME DE CULMINACIÓN Y APROBACIÓN DE TESIS
TEMA: ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS
ENTRE EL ADOQUÍN CONVENCIONAL Y EL ADOQUIN DE
CAUCHO
TUTOR: Ing. Juan Carlos Moya Heredia M.Sc.
FECHA: 12 de Octubre de 2015
1. Antecedentes
Mediante los oficios FI-DCIC-2015-335 de fecha 23 de marzo de 2015, la
Ing. María Susana Guzmán Rodríguez, M.Sc. Directora de la Carrera de Ingeniería
Civil, autoriza la denuncia de tesis “ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS
PROPIEDADES MECÁNICAS ENTRE EL ADOQUÍN CONVENCIONAL
Y EL ADOQUIN DE CAUCHO” presentado por la señorita CUZCO
NARANJO ANA MARÍA y como tutor del Trabajo de Graduación al Ing. Juan
Carlos Moya Heredia M.Sc. para que sea quién realice el análisis, dirección,
orientación y a su vez emita el informe respectivo.
2. Desarrollo de la tesis
El proyecto de tesis elaborado por la señorita Cuzco Naranjo Ana María,
tiene como finalidad ser un aporte para los docentes y estudiantes de la Carrera de
Ingeniería Civil, en el estudio de los adoquines.
El desarrollo del Trabajo de Graduación contempla de cinco capítulos
resumidos como se indica a continuación.
-vii-
El primer capítulo, contempla la introducción, objetivos y justificación de la
realización del Trabajo de Graduación, donde se observará la importancia del
estudio de los adoquines, se plantea la metodología y el alcance de la
presente investigación.
El segundo capítulo contiene un marco teórico referente a los adoquines de
caucho y el convencional, extracción de la materia prima, elaboración, tipos,
formas, propiedades ambientales de los dos materiales.
En el capítulo tres se determina las propiedades mecánicas de los adoquines
en estudio como la compresión, flexión y el módulo de elasticidad,
especificaciones técnicas de cada uno, descripción de cada ensayo y
tabulación de resultados.
En el capítulo cuatro se comparan los resultados de los ensayos aplicados,
ventajas y desventajas entre ellos, también se realiza el presupuesto al usar
cada uno de los adoquines en una vía.
El capítulo cinco está conformado por las conclusiones y recomendaciones.
Finalmente con el propósito de facilitar la comprensión del documento se
encuentra la bibliografía y anexos que explican algunas normas involucradas
en el estudio.
3. Conclusiones
El trabajo de graduación ha cumplido con los objetivos planteados.
El presente estudio servirá como marco de referencia para futuros
proyecto de investigación que incluyan al adoquín de caucho como
material de construcción.
En virtud a lo manifestado, las actividades desarrolladas han sido
satisfactorias y los resultados obtenidos en el transcurso del desarrollo de la tesis
son los esperados.
-viii-
Por consiguiente emito mi aprobación a este Trabajo de Graduación y
recomiendo proseguir con el tramite respectivo hasta la graduación de la señorita
Cuzco Naranjo Ana María.
En la ciudad de Quito, a los 12 días del mes de Octubre de2015.
Ing. Juan Carlos Moya Heredia M.Sc.
TUTOR DE TESIS
-ix-
-x-
CONTENIDO
DEDICATORIA ............................................................................................ii
AGRADECIMIENTO ................................................................................ iii
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL ......................... iv
CERTIFICACIÓN ........................................................................................ v
INFORME DE CULMINACIÓN Y APROBACIÓN DE TESIS ............ vi
CAPÍTULO I GENERALIDADES ............................................................. 1
1.1. INTRODUCCIÓN E IMPORTANCIA ................................................... 1
1.2. OBJETIVOS ............................................................................................ 2
1.2.1. Objetivo general ................................................................................. 2
1.2.2. Objetivos específicos .......................................................................... 2
1.3. HIPÓTESIS .............................................................................................. 3
1.4. ALCANCE DEL PROYECTO ............................................................... 3
1.4.1. Justificación .......................................................................................... 3
CAPÍTULO II EL ADOQUÍN UTILIZADO COMO MATERIAL
DE CONSTRUCCIÓN ................................................................................. 6
2.1. ADOQUÍN CONVENCIONAL UTILIZADO EN LA
CONSTRUCCIÓN ................................................................................... 6
2.1.1. Historia ................................................................................................. 6
2.1.2. Definición ........................................................................................... 6
2.1.3. Producción .......................................................................................... 6
2.1.4. Tipos de adoquines ........................................................................... 11
2.1.5. Formas y tamaños ............................................................................. 12
2.1.6. Características ................................................................................... 12
2.1.7. Aplicación ......................................................................................... 13
2.1.8. Colocación:......................................................................................... 13
2.2. ANÁLISIS AMBIENTAL DE LAS LLANTAS USADAS .................. 14
2.2.1. Análisis de la problemática ambiental producida por las llantas
usadas ..................................................................................................... 14
2.2.2. análisis de la situación actual del reciclaje de neumáticos en el
Ecuador .................................................................................................. 16
-xi-
2.2.3. Análisis de desecho de llantas en el Distrito Metropolitano de Quito.18
2.3. PROCESO DE RECICLADO DE LOS NEUMÁTICOS EN ESPAÑA20
2.4. EMPRESAS QUE LIDERAN EL RECICLAJE EN EL ECUADOR ... 23
2.5. MATERIALES ELABORADOS A PARTIR DE LOS
NEUMÁTICOS USADOS..................................................................... 24
2.6. BENEFICIOS SOBRE EL MEDIO AMBIENTE AL RECICLAR
LOS NEUMÁTICOS ............................................................................. 25
2.7. ADOQUÍN ELABORADO CON CAUCHO TRITURADO DEL
RECICLAJE DE LAS LLANTAS......................................................... 26
2.7.1. Definición: ........................................................................................ 26
2.7.2. Formas y tipos: ................................................................................. 26
2.7.3. Producción del adoquín de caucho ................................................... 30
2.7.4. Características del adoquín ............................................................... 33
2.7.5. Aplicaciones ..................................................................................... 33
2.7.6. Colocación ........................................................................................ 34
2.8. PROPIEDADES AMBIENTALES DEL ADOQUÍN
CONVENCIONAL Y DEL ADOQUÍN DE CAUCHO ....................... 34
2.8.1. Propiedades ambientales del adoquín convencional ........................ 34
2.8.2. Propiedades ambientales del adoquín de caucho .............................. 35
2.9. ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES
AMBIENTALES DE LOS ADOQUINES EN ESTUDIO. ................... 36
2.10. NORMAS Y ENSAYOS DE LOS ADOQUINES A SER
ESTUDIADOS ....................................................................................... 36
2.10.1. Norma INEN para el adoquín convencional ..................................... 36
2.10.2. Norma Técnica Colombiana INCOTEC 2017 .................................. 37
2.10.3. Normas para el adoquín de caucho ................................................... 38
2.10.4. Ensayos a realizar a los adoquines ................................................... 39
CAPÍTULO III DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES
MECÁNICAS DE LOS ADOQUINES EN ESTUDIO ............................ 46
3.1 DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE LOS MATERIALES ...................... 46
3.1.1. Adoquín de hormigón.......................................................................... 46
3.1.2. Adoquín de caucho .............................................................................. 47
3.2. DESCRIPCIÓN DE CADA ENSAYO ................................................. 48
-xii-
3.2.1. Ensayo de compresión en adoquines de hormigón ............................ 48
3.2.2. Ensayo de flexión en adoquines de hormigón .................................... 51
3.2.3. Ensayo de compresión en adoquines de caucho.................................. 52
3.2.4. Ensayo de flexión en adoquines de caucho ......................................... 56
3.2.5. Ensayo de flexión perpendicular a las fibras aplicado al adoquín de
caucho .................................................................................................... 58
3.2.6. Ensayo de tracción en el adoquín de caucho ....................................... 62
3.3. TABULACIÓN DE RESULTADOS DEL ADOQUÍN
CONVENCIONAL Y DE CAUCHO .................................................... 67
CAPÍTULO IV ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE RESULTADOS.. 76
4.1. CUADRO DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS EJECUTADOS . 76
4.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS A
COMPRESIÓN ...................................................................................... 76
4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS A FLEXIÓN .. 77
4.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO DE
COMPRESIÓN PERPENDICULAR A LA FIBRA ............................. 78
4.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO DE TRACCIÓN
DEL ADOQUÍN DE CAUCHO ............................................................ 78
4.6. ANÁLISIS DE LA RELACIÓN ENTRE FLEXIÓN Y
COMPRESIÓN ...................................................................................... 79
4.7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ADOQUÍN DE HORMIGÓN . 80
4.7.1. Ventajas ............................................................................................... 80
4.7.2. Desventajas.......................................................................................... 81
4.8. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ADOQUÍN DE CAUCHO ...... 81
4.8.1. Ventajas ............................................................................................... 81
4.8.2. Desventajas.......................................................................................... 82
4.9. ANÁLISIS PRESUPUESTARIO DE LOS DOS TIPOS DE
ADOQUINES ........................................................................................ 82
4.9.1. Presupuesto del adoquín de hormigón y de caucho ........................... 82
CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............. 88
5.1. CONCLUSIONES ................................................................................. 88
5.2. RECOMENDACIONES ........................................................................ 89
5.3. ANEXOS ................................................................................................ 90
-xiii-
5.4. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................. 112
LISTA DE FIGURAS
Ilustración 1: Materia prima. ............................................................................ 7
Ilustración 2: Mezcladora ................................................................................. 7
Ilustración 3: Descarga de la mezcla. ............................................................... 8
Ilustración 4: Obtención del adoquín. ............................................................... 8
Ilustración 5: Mezclado de material. ................................................................ 9
Ilustración 6: Vibro compactación del material.............................................. 10
Ilustración 7: Cuarto de humedad. .................................................................. 11
Ilustración 8: Formas y tamaños ..................................................................... 12
Ilustración 9: Gestión integral de neumáticos usados..................................... 16
Ilustración 10: Proceso del reciclado del neumático ...................................... 21
Ilustración 11: Polvillo fino ............................................................................ 22
Ilustración 12: Granulometría media .............................................................. 22
Ilustración 13: Granulometría gruesa.............................................................. 23
Ilustración 14: Producto realizado con las llantas recicladas. ........................ 25
Ilustración 15: Neumático triturado. Máquina trituradora de neumático ....... 30
Ilustración 16: Gráfico de un ensayo de flexión a un adoquín. ...................... 42
Ilustración 17: Colocación del adoquín en el equipo de flexión. ................... 44
Ilustración 18: Esquema del ensayo. .............................................................. 58
Ilustración 19: Diagrama carga vs deformación. ............................................ 72
Ilustración 20: Diagrama Esfuerzo unitario vs Deformación Específica ....... 73
Ilustración 21: Esfuerzo unitario versus deformación específica. .................. 74
Ilustración 22: Resiliencia .............................................................................. 79
Ilustración 23: Distribución de cargas en el pavimento. ................................. 80
-xiv-
LISTA DE FOTOGRAFÍAS
FOTOGRAFIA 1: Arena para la fabricación del adoquín ..................................... 9
FOTOGRAFIA 2: Almacenamiento del adoquín. ............................................... 11
FOTOGRAFIA 3: Colocación del adoquín ......................................................... 14
FOTOGRAFIA 4: Neumáticos usados arrojado cerca de la quebrada. . ............. 15
FOTOGRAFIA 5: Llantas arrojadas a la vía pública. ........................................ 19
FOTOGRAFIA 6: Formas de adoquines. ............................................................ 27
FOTOGRAFIA 7: Espesores de los adoquines ................................................... 27
FOTOGRAFIA 8: Adoquín para parques infantiles. ........................................... 28
FOTOGRAFIA 9: Adoquín peatonal ................................................................... 29
FOTOGRAFIA 10: Adoquín para parqueaderos ................................................. 29
FOTOGRAFIA 11: Polvillo. ............................................................................... 31
FOTOGRAFIA 12: Formación de la pasta.. ........................................................ 31
FOTOGRAFIA 13: Máquina vulcanizadora. ...................................................... 32
FOTOGRAFIA 14: Adoquines ya terminados .................................................... 33
FOTOGRAFIA 15: Colocación del adoquín ....................................................... 34
FOTOGRAFIA 16: Máquina a utilizar en el ensayo a flexión ............................ 45
FOTOGRAFIA 17: Adoquín Ingles. .................................................................. 46
FOTOGRAFIA 18: Adoquín de caucho. ............................................................. 48
FOTOGRAFIA 19: Adoquines de hormigón ya enumerados ............................. 49
FOTOGRAFIA 20 : Ensayo de los adoquines. .................................................... 50
FOTOGRAFIA 21: Adoquín ya ensayado........................................................... 50
FOTOGRAFIA 22: Máquina universal de 60 ton. .............................................. 51
FOTOGRAFIA 23: Colocación de la tabla triplex .............................................. 52
FOTOGRAFIA 24: Falla del adoquín. ............................................................... 52
FOTOGRAFIA 25: Adoquines de caucho enumerados ...................................... 53
-xv-
FOTOGRAFIA 26 : Máquina a utilizar.. ............................................................. 54
FOTOGRAFIA 27: Deformación del adoquín.. .................................................. 55
FOTOGRAFIA 28: Cabezal de la máquina.. ....................................................... 55
FOTOGRAFIA 29: Máquina universal de 60 ton ............................................... 56
FOTOGRAFIA 30: Aplicación de carga al adoquín ........................................... 57
FOTOGRAFIA 31: Recuperación de adoquines luego del ensayo ..................... 57
FOTOGRAFIA 32: Máquina Universal .............................................................. 59
FOTOGRAFIA 33: Deformímetro ...................................................................... 59
FOTOGRAFIA 34: Placa Metálica ...................................................................... 60
FOTOGRAFIA 35: Probeta de caucho par el ensayo.. ........................................ 60
FOTOGRAFIA 36: Maquina, deformimetro y probetas ya listas para el
ensayo. .................................................................................................................. 61
FOTOGRAFIA 37: Máquina Universal .............................................................. 63
FOTOGRAFIA 38: Deformímetro. ..................................................................... 63
FOTOGRAFIA 39: Compás de porcentajes ........................................................ 64
FOTOGRAFIA 40: Probeta de caucho par el ensayo .......................................... 64
FOTOGRAFIA 41: Máquina ya lista para el ensayo ........................................... 65
-xvi-
LISTA DE TABLAS
Tabla 1: Tipos de adoquines de caucho........................................................... 28
Tabla 2: Requisitos de resistencia a la flexotracción ( Módulo de Rotura) .... 37
Tabla 3: Factores de corrección....................................................................... 40
Tabla 4: Resistencia a la compresión .............................................................. 40
Tabla 5: Especificaciones técnicas del adoquín de hormigón ......................... 47
Tabla 6: Especificaciones técnicas del adoquín de caucho ............................. 48
Tabla 7: Tabla de resultados ............................................................................ 76
LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1: NORMA INEN 1483 ..................................................................... 90
ANEXO 2: NORMA INEN 1484 ....................................................................... 92
ANEXO 3:NORMA INEN 1485 ........................................................................ 95
ANEXO 4: NORMA INEN 1486 ..................................................................... 101
ANEXO 5: NORMA INEN 1487 ..................................................................... 105
ANEXO 6: NORMA INEN 1488 ..................................................................... 108
-xvii-
RESUMEN
“ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES
MECÁNICAS ENTRE EL ADOQUÍN CONVENCIONAL Y EL ADOQUIN
DE CAUCHO”
En el presente trabajo como primer aspecto se considera la importancia que se a dado
al adoquín desde hace 25 siglos y la evolución que este ha ido sufriendo, inicialmente
fue de piedra trabajada hasta obtener una superficie lisa, posteriormente se lo
fabricaba de hormigón; en la actualidad se está elaborando de caucho, su materia
prima en un 90% proviene de la trituración de los neumáticos usados y el 10% son
pigmentos y caucho sintético.
Para analizar si este tipo de adoquín se puede utilizar en la construcción es necesario
determinar las propiedades mecánicas como la resistencia a la compresión, a la
flexión y el módulo de elasticidad del adoquín de caucho y del convencional;
posteriormente con los datos obtenidos se procede a comparar entre ellos para
determinar las ventajas y desventajas, además de establecerá si el adoquín de caucho
posee alguna propiedad adicional al de hormigón.
Finalmente se elabora un presupuesto para la construcción de una vía utilizando cada
uno de los adoquines, para decidir cuál de los dos resulta más económico y de fácil
instalación.
DESCRIPTORES: ADOQUÍN DE HORMIGÓN/ ADOQUÍN DE CAUCHO /
RECICLAJE DE NEUMÁTICOS / ENSAYO DE RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN/ MÓDULO DE ELASTICIDAD / PROPIEDADES
MECÁNICAS DE LOS ADOQUINES.
-xviii-
ABSTRACT
“COMPARATIVE ANALYSIS OF THE MECHANICAL
PROPERTIES BETWEEN STANDARD PAVING BLOCKS AND RUBBER
PAVING BLOCKS”
The present project considers the importance given to the paving blocks for last 25
centuries until nowadays and its evolution from a worked stone with a smooth surface
to manufactured material in concrete and rubber raw material by 90% comes from
shredding used tires and 10% are pigments and synthetic rubber.
To analyze whether this type of paving blocks can be used in construction field is
necessary to determine the mechanical properties such as compressive strength,
flexural strength and modulus of elasticity of rubber paving and standard paving
blocks so then with the data, we proceed to compare them to set the advantages and
disadvantages in addition to establish if the rubber paving blocks have some added
property to concrete paving blocks (standard paving blocks conventionally used).
Finally, we make a budget for the construction of a road, using each of the paving
blocks to decide which of two is more economical and easy to placement.
DESCRIPSTORS: CONCRETE PAVING BLOCKS / RUBBER PAVING
BLOCKS / TIRE RECYCLING / COMPRESSION RESISTANCE TEST OF
MATERIAL / MODULUS OF ELASTICITY / MECHANICAL PROPERTIES
OF PAVING BLOCKS.
-xix-
Quito, 12 octubre de 2015
Yo, Vicente Paúl Vivanco Vargas, con cédula de identidad 172027735-7, certifico
haber realizado la traducción del resumen de trabajo de graduación titulado:
“ANÁLISIS COMPARATIVO DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS
ENTRE EL ADOQUÍN CONVENCIONAL Y EL ADOQUIN DE CAUCHO”,
elaborado por la señorita ANA MARÍA CUZCO NARANJO, previo a la obtención
del título de Ingeniera Civil.
Nota: Adjunto certificado de suficiencia en el Idioma Inglés.
Vicente Paul Vivanco Vargas
CC: 172027735-7
-xx-
-1-
CAPÍTULO I GENERALIDADES
1.1. INTRODUCCIÓN E IMPORTANCIA
El adoquín ha sido el material más utilizado para la construcción de vías
durante décadas, las primeras carreteras que se hizo fue de piedra trabajada de tal
manera que la superficie quede lisa, posteriormente se crearon los adoquines de
hormigón que hasta hoy se lo utiliza por su gran durabilidad. A pesar que en la
actualidad ya existe el pavimento flexible y rígido no ha podido sustituir al
adoquín, entonces es necesario buscar otra materia prima que a más de servir para
la fabricación de adoquines ayude a cuidar el medio ambiente, tal es el caso del
polvillo de las llantas reciclables, puesto que debido al incremento del parque
automotor se ha incrementado estos residuos viéndonos en la necesidad de
reciclarlos y reutilizarlos de ser el caso.
Por ejemplo en la ciudad de Quito el incremento del parque automotor
bordea el 12% anual y no el 10% como ocurría anteriormente; según datos de la
Agencia Metropolitana de Tránsito (AMT) entre el 2013 y 2014 el número de
vehículos pasó de 420192 a 468776, entonces el número de desechos será 937552
considerando que de cada vehículo, se cambian dos neumáticos anualmente. Esta
problemática preocupa no solo a nivel del Ecuador si no a nivel mundial porque es
un producto que no se degrada rápidamente.
Según datos del Programa Nacional para la Gestión Integral de Desechos
Sólidos (Pngids) del Ministerio de Ambiente en 2013 ingresaron al mercado
ecuatoriano 3’772.204 neumáticos, que luego de cumplir su vida útil pueden
convertirse en un problema social y ambiental si no se les da el manejo adecuado.
Actualmente en el Ecuador solo el 30% de los municipios tienen rellenos
sanitarios, de los cuales no muchos tienen un lugar adecuado para el reciclado de
llantas y peor aún no saben cómo hacer para que no se sigan acumulando.
La acumulación de neumáticos a la intemperie representa un importante
inconveniente para la salud, debido a que en su interior se acumula agua
proveniente de la lluvia, lo que se convierte en un ‘foco’ de reproducción de
mosquitos que pueden causar enfermedades. Otra repercusión del inadecuado
manejo de estos elementos es que existen personas que compran las llantas usadas
para el comercio del reencauche, pero hay quienes para evitar la acumulación de
esta basura prefieren quemarlas, desprendiendo grandes cantidades de metano, un
gas de efecto invernadero que es 25 veces más contaminante que el CO2. Es por
eso que debemos buscar alternativas para reducir estos desperdicios.
Volver a reutilizar los neumáticos o los materiales que los conforman sería
una forma de afrontar el problema, ya que tardan al menos 500 años en degradarse.
-2-
El reciclaje en el Ecuador empezó en 1970 pero hasta la fecha aun no existe
ninguna ley de residuos sólidos, la legislación específica que las ordenanzas
municipales serán las que se encarguen de la gestión de los residuos sólidos.
Por ejemplo en la ciudad de Quito se está lanzando una campaña masiva
sobre el reciclado: “Reduce. reúsa y recicla”, esto ayuda a las industrias pues
ahorran un gran número de divisas al disminuir el volumen de materia prima
importada, debido a que al reutilizar se está dando una segunda oportunidad al
material desechado.
Existen empresas que también se suman a esta campaña reciclando los
neumáticos para luego de un proceso previo transformarlos en adoquines de
caucho, los mismos que se deben demostrar que presentan propiedades mecánicas
adicionales que el adoquín convencional que actualmente se está utilizando en la
construcción.
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. Objetivo general
Analizar y comparar las propiedades mecánicas entre el adoquín
convencional y el adoquín elaborado con caucho producto de la trituración de las
llantas recicladas.
1.2.2. Objetivos específicos
1. Analizar el proceso de reciclaje de los neumáticos para obtener la materia prima
que se empleará en el adoquín.
2. Establecer el problema ambiental que existe en el Ecuador debido a la acumulación
de los neumáticos usados.
3. Realizar los ensayos para determinar las propiedades de los materiales objeto de
estudio.
4. Comparar las propiedades mecánicas y ambientales de los dos materiales para
determinar ventajas y desventajas entre ellos.
6. Investigar el costo de cada uno de los adoquines en estudio para elegir el más
conveniente
-3-
1.3. HIPÓTESIS
Los adoquines elaborados con caucho obtenido de la trituración de la llanta
posee grandes ventajas pues a más de disminuir la contaminación ambiental
reciclando las llantas usadas, posee propiedades adicionales al del adoquín
convencional ( hormigón)
1.4. ALCANCE DEL PROYECTO
El presente estudio considerará el manejo del caucho proveniente de las
llantas recicladas para transformarlo en adoquines, en lo que respecta a las
propiedades mecánicas las que se van a considerar para objeto de comparación van
a ser la de resistencia a la compresión, a la flexión y el módulo de elasticidad, para
así poder determinar las ventajas que ofrece el uno frente al otro, además de los
beneficiosos sobre el medio ambiente y finalmente con un análisis del costo elegir
el que más nos convenga.
En esta investigación no se analiza las propiedades de durabilidad porque
para el estudio de dicha propiedad se considera necesario hacer una prueba de
campo donde se utilicen los dos tipos de adoquines e ir analizando el
comportamiento, frente a distintas solicitaciones de carga.
1.4.1. Justificación
La historia de los pavimentos con adoquines se inicia prácticamente con
nuestra civilización. Cuando se construyeron la Vías Romanas se emplearon
bloques de piedra trabajados especialmente para obtener una superficie lisa. La
duración de estas vías, muchas de las cuales todavía se pueden visitar, es el mejor
testimonio de la calidad de ejecución de dichos trabajos y de la factibilidad del
sistema constructivo de pavimentos segmentados.
Posteriormente aparecieron las superficies para el rodamiento de vehículos
constituidas por adoquines de granito, ejecutadas durante muchos años en diversos
países de Europa y luego en América, incluyendo nuestro país. Una variante
moderna de estas superficies son los pavimentos de adoquines intertrabados de
hormigón (HUIZA, 2007)
Con el mejoramiento de las vías, las industrias y la población fue
creciendo, entonces la dificultad por movilizarse de un lugar a otro se presento
debido a incremento del parque automotor, esto a provocado una gran cantidad de
neumáticos que una vez que a cumplido su vida útil son desechadas a la
intemperie sin recibir un tratamiento previo, generando un problema social y
ambiental.
-4-
Es por eso que existen empresas que no son ajenos a esta problemática y
con la ayuda de la tecnología y la innovación ha hecho posible el reciclaje de estos
residuos, produciendo adoquines de caucho cuyo componente principal es el
caucho obtenido luego de la trituración de la llanta reciclada
“El que de una basura saque un producto final motiva mucho a los que
estamos inmersos en la industria. De esta forma evitamos el CO2 y el gas metano
que producen cuando se quema”, (30 MIL llantas usadas tienen una nueva vida: El
Telégrafo, 2014).
Si el adoquín convencional se a utilizado antes y en la actualidad, en las
vías, aceras, ciclo vías, entre otros. ¿Por qué no utilizar adoquines de caucho?
Es necesario demostrar que las propiedades mecánicas del adoquín de
caucho presentan propiedades adicionales y mejores que las del adoquín
convencional, y así a más de cuidar el medio ambiente seria otra opción para
utilizarla en el sector de la construcción.
Para abordar el tema de investigación este trabajo se estructuró en varios
capítulos que se describen a continuación:
Capítulo I:
Al reciclar los neumáticos podemos recurrir al caucho para generar nuevos
productos, tal es el caso del adoquín de caucho que se puede utilizar en la
construcción pero previo a esto es necesario plantear una hipótesis que será
demostrado al final de la investigación.
Capítulo II:
La aparición de los adoquines se efectuó con el desarrollo de las vías
urbanas para agilizar la comunicación entre dos poblaciones.
A más de ser un material apto para todo tipo de caminos, se convirtió en
una fuente de ingresos porque se realiza de una manera artesanal y en una fábrica,
por lo que hay que analizar la fabricación de cada uno de ellos y elegir el que
cumpla con todas las resistencias requeridas. Para verificar si cumple con las
exigencias requeridas para ser utilizadas en una carretera hay que someterlos a
ensayos que van a estar regulados por normas INEN.
Con el desarrollo de las vías el parque automotor se incremento, por
consiguiente el número de neumáticos desechados es proporcional, como es un
material que tarda muchos años en degradarse hay que buscar la manera de
reutilizarle y así evitar que se convierta en un foco de enfermedades, es por eso
que entre uno de esos usos se crea el adoquín de caucho que se espera tenga la
resistencia similar o mayor a la del adoquín convencional, por lo que también se
-5-
someterá a ensayos que igualmente serán regulados por varias normas como es la
ASTM, INEN, entre otras.
Capítulo III:
Al haber elegido el número de adoquines de hormigón como de caucho
procedemos a realizar los ensayos de compresión, flexión en otros, para
determinar las propiedades mecánicas de cada adoquín.
Todos estos ensayos se efectuarán en el laboratorio de resistencia de
materiales de la Universidad Central del Ecuador durante el 12 de junio al 17 de
julio, con el objetivo de demostrar que el adoquín de caucho posee propiedades
adicionales al del adoquín convencional.
Se realizará el cuadro de resultados de cada ensayo y verificará si las
resistencias obtenidas cumplen con las especificadas en las normas utilizadas.
Capítulo IV:
Una vez obtenido el cuadro de resultados de cada adoquín en estudio
procedemos hacer el análisis comparativo entre las resistencias de cada uno de
ellos , para determinar las ventajas y desventajas que nos ofrecen .
Finalmente haciendo un análisis de precios unitarios elegimos que adoquín
nos resulta más económico.
Capítulo V:
Las conclusiones se darán en base al nivel de cumplimiento de los
objetivos planteados al inicio del trabajo de graduación.
No hay que olvidar que existe una hipótesis que se planteo la cual se dirá
si lo asumido inicialmente fue verdadero o falso.
Habrá recomendaciones que se deberán tomar en cuenta para futuras
investigaciones, y así formar parte de la solución frente a la contaminación del
medio ambiente.
-6-
CAPÍTULO II EL ADOQUÍN UTILIZADO COMO MATERIAL DE
CONSTRUCCIÓN
2.1. ADOQUÍN CONVENCIONAL UTILIZADO EN LA CONSTRUCCIÓN
2.1.1. Historia
La historia de los adoquines ha estado estrechamente ligada a la evolución de
las vías urbanas. Su origen se remonta hace 25 siglos. Proviene del árabe (ad-
dukkân, "piedra escuadrada"). Los cartagineses y romanos para obtener un
transporte más cómodo se vieron en la necesidad de conseguir una superficie
de rodamiento más continua y esto no se podía lograr con el empedrado
anterior, que consistía en piedras sin tallar en estado natural.
El adoquinado se utilizó de modo funcional hasta finales del siglo XIX. En
tiempos de Napoleón se construyeron grandes avenidas en las ciudades, entre
otras cosas para posibilitar que las grandes piezas de artillería circularan por
las calles. La aparición del automóvil hizo crecer el ritmo de la pavimentación
y el adoquinado dejó de ser rentable, (WIKIPEDIA, 2014)
2.1.2. Definición
Unidad de concreto premezclado y vibrocomprimido de forma prismática,
cuyo diseño permite la colocación de piezas en forma continua y simétrica
para formar pavimentos o carpetas de rodamiento, como son calles y
avenidas, plazas y andadores, cocheras, etc. El material más utilizado para
su construcción ha sido el agregado grueso, por su gran resistencia y
facilidad para el tratamiento. Sus dimensiones suelen ser de 20 cm. de largo
por 15 cm. de ancho, lo cual facilita la manipulación con una sola mano,
(Adoquín).
2.1.3. Producción
En lo que respecta a la producción del adoquín convencional podemos
encontrar en el mercado adoquín artesanal y el adoquín elaborado en las
fábricas, el primero no siempre cumple con las especificaciones que estipula
la norma en cambio el segundo se puede utilizar con mayor seguridad porque
cumple con la norma INEN1485 en lo que respecta a resistencia a
compresión.
-7-
2.1.3.1.Adoquín elaborado artesanalmente
Obtención de las materias primas como son la arena y el cemento.
Ilustración 1: Materia prima. Fuente: (MORALES, 2012)
Los materiales anteriormente mencionados con una dosificación adecuada se
colocan en una mezcladora para mezclar adecuadamente el material que posee
poca humedad.
Ilustración 2: Mezcladora. Descripción: Mezcladora circular con paletas
que ayuda a mezclar con mayor rapidez la mezcla. Fuente: (MORALES, 2012)
Descarga de la mezcla en una carretilla para llevarla a la siguiente máquina.
-8-
Ilustración 3: Descarga de la mezcla. Descripción: El cemento y la arena
mezclada correctamente se la lleva al área de producción de adoquines Fuente:
(MORALES, 2012)
En el área de producción de los adoquines la mezcla anterior se la coloca en
un molde y este a su vez será colocado en una máquina que se encargará de
efectuar vibración y compactación a la mezcla para obtener el adoquín.
Ilustración 4: Obtención del adoquín. Fuente: (MORALES, 2012)
-9-
Finalmente los adoquines obtenidos son llevados al área de secado donde
permanecerán 24 horas, para luego ser llevados al área de almacenamiento.
2.1.3.2. Adoquín realizado en una fábrica
Materia prima
FOTOGRAFIA 1: Arena para la fabricación del adoquín: Descripción:
Área de la fabrica en donde se coloca a arena. Fuente: Ana María Cuzco
Mezclado de los materiales
Ilustración 5: Mezclado de material. Fuente: (s.a., Producción del
adoquín)
-10-
Vibración y compactación del material, con la maquina Columbia que es la
única que tiene vibro compactación hidráulica de frecuencia variable, además
nos permite tener adoquines de varias formas rápidamente pues solo se hace
un cambio rápido de molde.
Ilustración 6: Vibro compactación del material. Fuente: (s.a., Producción
del adoquín)
Colocación de los adoquines en el cuarto de curado automatizado, de esta
manera se controla la temperatura y humedad; resultando beneficioso, pues a
las 8 hora el producto adquiere el 70% de su resistencia
-11-
Ilustración 7: Cuarto de humedad. (s.a., Producción del adoquín)
Almacenamiento de los adoquines.
FOTOGRAFIA 2: Almacenamiento del adoquín. Descripción: El adoquín se
coloca en distintas secciones dependiendo de la sección que poseen. Fuente; Ana
María Cuzco
2.1.4. Tipos de adoquines
2.1.4.1. Adoquines naturales
Hay dos tipos de adoquines de origen natural:
Piedras recogidas de los campos a menudo son un subproducto de la
agricultura, son ásperos y amorfos, pues no tienen ninguna forma en
particular.
Piedras lavadas son extraídas de un lago, su forma generalmente es redonda
y lisa debido a la circulación continua del agua sobre su superficie.
Estos adoquines son generalmente de piedra arenisca, piedra caliza o gneis,
y pueden ser utilizados en una carretera o en un cuerpo de agua en
movimiento. (HAYAS, 2009)
2.1.4.2. Adoquines fabricados
Entre los adoquines fabricados existen dos tipos:
De piedra de cantera lo que más se utiliza es el granito, debido a sus grietas
naturales y su resistencia al desgaste. Los adoquines de granito
-12-
manufacturados suelen ser uniformes en tamaño y forma y están
disponibles en colores grises, negros y distintos tonos de rojo. Son
generalmente de 4 pulgadas (10 cm), un tamaño determinado por las
pisadas de los caballos.
Los adoquines de ladrillo son otro tipo de adoquines fabricados,
compuestos de arcilla o de pizarra y cocidos en hornos. (HAYAS, 2009)
2.1.5. Formas y tamaños
Los tamaños de los adoquines varían en base al uso que se le quiera dar y la
ubicación en la que se las colocará.
Ilustración 8: Formas y tamaños de los adoquines. . Descripción: La ilustración
muestra los adoquines más utilizados en la construcción con sus respectivas
características. Fuente: (Arkitectura, 2011)
2.1.6. Características
Según Hayas Jennifer (HAYAS, 2009) el adoquín convencional presenta las
siguientes características:
Es un producto de alta resistencia con gran variedad de formas y colores.
Su tolerancia está dada de acuerdo a las dimensiones de cada pieza que no deben
diferir de las nominales en +/- 2 mm en el largo, ni mas de +/- 3 mm en el espesor.
Apariencia estética excelente y atractiva.
Instalación lenta pero no necesita mano de obra especializada.
-13-
La obra puede ejecutarse con herramientas sencillas.
La base debe ser preparada a conciencia, de su buena reparación dependerá el
futuro comportamiento del pavimento en adoquín ante los movimientos de tierra y
grietas.
Cuando necesita reparación, generalmente se debe a defectos en la base, esta debe
ser retirada en un área mayor a la que presenta deficiencias.
Su mantenimiento debe ser constante especialmente vigilando y evitando la
aparición de hierbas o la erosión de la arena entre juntas.
Precio cómodo
2.1.7. Aplicación
Gracias al tamaño y geometría de los adoquines podemos hacer muchas
combinaciones posibles, aportando diseño y estética al lugar que nos rodea.
Áreas peatonales
a) Aceras
b) Plazas públicas
c) Jardines
d) Acceso a viviendas
Áreas sometidas a tráfico y tareas pesadas
a) Áreas industriales
b) Zonas portuarias
c) Almacenes
d) Zonas de carga y descarga
2.1.8. Colocación:
Previo a la colocación del adoquín deberá existir una capa de arena con un
espesor de 4cm la cual no se compacta antes de colocar los adoquines sobre esta.
Las juntas que existan entre estos debe quedar lo más cerradas posible, para
lo cual se utilizará arena fina de la que usa para el revoque.
-14-
Finalmente se compactará nuevamente para darle firmeza al pavimento. Sin
embargo, aunque esta se lo realice lo mejor posible, el tráfico lo seguirá
compactando y acomodando.
FOTOGRAFIA 3: Colocación del adoquín: Descripción: Adoquín ingles Fuente:
Ana María Cuzco
2.2. ANÁLISIS AMBIENTAL DE LAS LLANTAS USADAS
2.2.1. Análisis de la problemática ambiental producida por las llantas usadas
El automóvil es considerado un agente contaminante, desde su producción hasta
la culminación de su período útil; de allí la idea de optimizar su utilización y
reducir al máximo su impacto en el medio ambiente.
Uno de los elementos que componen este conjunto (automóvil), son los
neumáticos, los cuales debido a las reacciones químicas irreversibles que
intervienen en el proceso de vulcanización (fabricación); no se los puede
reciclar cuando han cumplido su período de servicio. Muchos neumáticos son
almacenados en: talleres automotrices, botaderos, vulcanizadoras, vertederos,
etc. En el caso de los botaderos no aporta en el proceso de descomposición de
la basura orgánica por ser éste un compuesto no degradable. (CEDON Sosa &
MOSQUERA Cedillo, 2004)
Estos residuos se han convertido en uno de los problemas en todo el mundo
debido a que este, por su gran tamaño no se puede reciclar fácilmente
convirtiéndose en un desecho inservible.
Existen personas que queman los neumáticos produciéndose la
contaminación del aire debido a que se desprende gases y vapores inorgánicos.
Estos contaminantes pueden causar cáncer, alterar el sistema nervioso central,
generar problemas en lo pulmones, entre otros.
-15-
A más de utilizar el espacio físico por su gran tamaño, pueden convertirse
en entes contaminantes en aguas lluvias debido a que esta se acumula dentro de la
llanta produciendo la propagación de insectos transportadores de enfermedades
como el dengue, lo que nos impulsa a buscar la manera de reutilizar los
neumáticos.
De acuerdo con el Ministerio de Industria y Productividad (MIPRO),
Ecuador importa cerca de 450 mil llantas anuales pero solo 150 mil llantas son
reencauchadas y las demás van al basurero.
Juan Francisco Ballén (Ecuadorinmediato, 2011) Subsecretario de
Industrias precisó que el índice de reencauche en el Ecuador es en solo un 20%, lo
que se considera uno de los más bajos a nivel internacional, esto se da debido a
que las empresas fabricantes de neumáticos presentan poco interés en la
recuperación de sus neumáticos ya que les resulta más barato recurrir a materia
prima virgen que a una ya reciclada
A esto debemos agregarle el peligro de incendio en caso de almacenarlos
en condiciones inadecuadas; el gran volumen y la difícil manipulación que
originan en los vertederos, donde se ha constatado que muchas veces suben a la
superficie luego de enterrados.
FOTOGRAFIA 4: Neumáticos usados arrojado cerca de la quebrada.
Descripción: La ciudadanía al no tener información sobre el tratamiento de los
neumáticos usados o el donde ir a dejarlos luego de su vida útil, por su gran
tamaño deciden dejarlos a las orillas de esta quebrada. Esto ocurre en el sector del
terminal interprovincial Quitumbe. Fuente: Ana María Cuzco.
Neumáticos fuera de uso
-16-
2.2.2. Análisis de la situación actual del reciclaje de neumáticos en el Ecuador
El Ecuador desecha anualmente millones de neumáticos, un porcentaje de ellos
son reutilizados para el reencauchado, pero la gran mayoría es incinerada o
depositada en basureros al aire libre, lo que representa una amenaza contra el
ambiente.
Como respuesta a esta problemática, el Ministerio del Ambiente (MAE) expidió
mediante el Acuerdo Ministerial No. 20, el Plan de Gestión Integral de los
Neumáticos Usados. (s.a, La Gestión Integral de Neumáticos Usados optimiza
recursos para el manejo seguro de desechos, 2013).
Mediante el Acuerdo Ministerial 020, publicado en el Registro Oficial
937 de 19 de abril del 2013
“Establecer los requisitos, procedimientos y especificaciones
ambientales para la elaboración, aplicación y control del Plan de Gestión
Integral de los Neumáticos Usados, a fin de fomentar la reducción,
reutilización, reciclaje y otras formas de valorización, con la finalidad de
proteger el ambiente” (s.a., Gestión de residuos sólidos, s.f)
Ilustración 9: Gestión integral de neumáticos usados. Descripción: Como
se observa en la imagen representa la responsabilidad extendida al productor e
importador que asumen la responsabilidad de prever la disposición final de los
desechos, a través de un plan de gestión integral. Fuente: (s.a., Gestión de residuos
sólidos, s.f)
-17-
2.2.2.1.Instructivo para la gestión integral de neumáticos usados
En este instructivo se tiene:
Decreto Ejecutivo 1327, 31 de octubre del 2012
“Determina la obligación de re-‐encauchar los neumáticos utilizados en
los vehículos livianos” (s.a., Gestión de residuos sólidos, s.f)
Registro Oficial N° 256, 22 de marzo del 2013.
“Instructivo para el uso de servicio de reencauche en los neumáticos
de los vehículos de la administración pública central e institucional (s.a.,
Gestión de residuos sólidos, s.f)
2.2.2.2.Programas ejecutados para frenar la problemática de los neumáticos
usados
Entre los programas que se han ejecutado para frenar la problemática que generan
los neumáticos usados se puede mencionar:
El Proyecto de Desarrollo Productivo de la Industria del Reencauche,
priorizado por SENPLADES, tiene como principal objetivo dinamizar la
cadena del reencauche, a través de concienciación, sensibilización y difusión de
REUSA LLANTA, sustentándose en un marco técnico elaborado y aprobado por los Organismo del Estado competentes. Así también, esta Cartera de Estado
pretende establecer políticas públicas que dinamicen al sector, entre las que
contamos un Decreto Ejecutivo, a través del cual se insta al sector público a
reencauchar; y, una Resolución del Consejo de Comercio Exterior con la que se
pretende establecer un índice de reencauche como contraparte para la
importación de neumáticos nuevos ubicados en las partidas de los tipos
utilizados en autobuses y camiones,
Inicialmente existía escasa demanda de reencauche, una de las razones podría
ser la falta de confianza en el mismo, razón por la que se trabajó en la
elaboración, aprobación y difusión de las Normas INEN 2581 y 2582 sobre
Definiciones y Procesos de Reencauche. Este esfuerzo si bien es importante se
veía limitado por el hecho de que la aplicación de la Norma es de carácter
voluntario, razón por la que el Ministerio de Industrias y Productividad, emitió
un Acuerdo creando el Registro de Empresas Reencauchadoras. Para cumplir
con este registro las empresas reencauchadoras deben tener una certificación de
que sus procesos de reencauche cumplen con lo establecido en la Norma INEN
2582. De igual manera, se creó la Norma Técnica NTE INEN 2616, para
métodos de ensayo de neumáticos reencauchados.
En consideración de que en el Ecuador no existían empresas verificadoras de la
calidad con el alcance de la Norma INEN, se procedió a propiciar reuniones con
los sectores involucrados a fin de lograr la DESIGNACIÓN de empresas
-18-
certificadoras que presentarán su interés al MIPRO. Con el aval del Organismo
de Acreditación del Ecuador el MIPRO procedió a la designación de
INTERTEK. (s.a, Reusa Llantas, s.f)
El proyecto de reciclaje de neumáticos de Continental Tire Andina fue
difundido por la empresa, con el apoyo del Ministerio del Ambiente, en el
marco de la oficialización de la apertura de uno de sus puntos verdes en Quito.
La empresa lleva reciclando llantas en Ecuador desde 2013, según explicó
Phillipp von Hirschheydt, presidente de la compañía, quien señaló que su
política se basa en el reciclaje de más del 80% de todos sus desechos de
producción y la reducción del uso de energías.
Hirschheydt dijo que la empresa está realizando sus actividades de reciclaje
bajo el marco normativo del acuerdo 020 de la cartera de Ambiente. El
directivo explicó que su labor parte de incentivar a sus clientes para que dejen
sus llantas usadas en el local donde compre las nuevas.
Se dispone de un camión con certificación ambiental para recoger los
neumáticos de los locales, que los lleva a las plantas de tratamiento en Quito o
Guayaquil para el reciclaje. (s.a., Se impulsa reciclaje de llantas, 2014)
Galápagos fue el primer territorio del Ecuador considerado como libre de
neumáticos usados gracias a los esfuerzos realizados por el Ministerio del
Ambiente (M A E) y el Ministerio de Salud Pública(M S P) para evitar que este
residuo se convirtiera en un criadero de mosquitos portadores de enfermedades
como son el dengue, la malaria, la chikungunya; entre otras.
Todos los neumáticos que fueron recolectados en Galápagos eran trasladados a
Guayaquil lugar donde eran receptados por empresas que se dedicaban a
convertir ente residuo en nuevos productos como pistas de atletismo, césped
sintético, asfalto, entre otros. (s.a., Galapagos libre de llantas usadas que
contaminaban las islas, 2012)
Debemos tomar conciencia y ser sensibles a las repercusiones que el desecho de
llantas provoca en el medio ambiente, el lanzar las llantas al campo, quebradas,
botaderos sin la observación de las más mínimas normas de seguridad en la
eliminación de desechos sólidos, se convierten en un foco de infección sobre
todo en climas cálidos donde el dengue tiene una grave incidencia. (s.a., Se
impulsa reciclaje de llantas, 2014)
2.2.3. Análisis de desecho de llantas en el Distrito Metropolitano de Quito.
Mediante el capítulo I “Del sistema de gestión integral de residuos sólidos”, del
Distrito Metropolitano de Quito ha regulado la gestión de los residuos sólidos
urbanos, domésticos, comerciales y biológicos potencialmente infecciosos, a pesar de
-19-
existir esta ordenanza solo se han preocupado por los desechos domésticos dejando
de lado los residuos especiales a la que pertenece la llantas debido a que no existe un
análisis para determinar el beneficio de reciclar este tipo de materiales.
Por tal razón no existe ninguna información sobre el porcentaje de generación de este
tipo de residuo, menos aún la forma correcta en la que se debe tratar este residuo una
vez que ya haya cumplido la vida útil
En la ciudad de Quito la mayoría de las vulcanizadoras no cuenta con un plan para el
tratamiento de estos residuos, es por eso que acuden a empresas privadas que se
encarguen de llevar periódicamente los neumáticos usados para reencaucharlos o para
crear nuevos productos como son las baldosas, mochilas, adoquines, etc.
También existe un porcentaje de neumáticos que son llevadas al relleno sanitario
debido a que los usuarios arrojan a los ecotachos o peor aún se encuentran arrojados
en las vía pública ya que la vulcanizadora donde hizo el cambio de llantas decide
devolvérselas para evitar la acumulación en su local.
FOTOGRAFIA 5: Llantas arrojadas a la vía pública. Descripción: En el sector
del terminal Quitumbe algún usuario arrojo el neumático en la acera generando
contaminación pues como se observa la gente coloca dentro de ella basura, y sin
contar que puede ser un foco de contaminación aun mayor en el caso de que
lloviera aquí se estancaría las aguas lluvias. Fuente: Ana María Cuzco.
Desperdicios
-20-
2.3. PROCESO DE RECICLADO DE LOS NEUMÁTICOS EN ESPAÑA
Durante el 2014 en toda España la cifra de neumáticos usados alcanzó las
175.288 toneladas, de las cuales 23.464 toneladas se destinaron a preparación para
su reutilización (ocasión o recauchutado), 60.882 se granularon, 908 toneladas se
destinaron a obra civil, 87.344 se destinaron al coproceso para la fabricación de
cemento y 2.690 toneladas para la generación de energía eléctrica.
El Sistema Integrado de Neumáticos Usados (SIGNUS) busca nuevos
mercados y nuevas aplicaciones para el caucho reciclado, por ello se han destinado
importantes recursos a desarrollar proyectos y a consolidar el mercado Todo ello,
en colaboración con empresas privadas, universidades y centros tecnológicos, para
continuar contribuyendo al avance del mercado de materias primas secundarias
derivadas de los neumáticos fuera de uso.
En el 2014 SIGNUS emitió a las comunidades autónomas y al Ministerio
de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente, el Segundo Plan Empresarial de
Prevención de neumáticos fuera de uso para el periodo 2014-2017.Este plan
recoge un total de 11 medidas de prevención que se articulan en cuatro frentes:
medidas para alargar la vida útil del neumático, mecanismos para facilitar la
reutilización, así como el reciclado y otras formas de valorización de los
neumáticos fuera de uso.
Con el objetivo de dar a conocer al Ministerio y a las comunidades
posibles mejoras en la gestión de los neumáticos usados en España, SIGNUS, en
consenso con sus gestores, ha elaborado un informe donde se recogen las
principales medidas a tener en cuenta en la adaptación del marco normativo actual
a la Ley de 22/2011 de Residuos y Suelos Contaminados.
En la ilustración 10 se observará el proceso de reciclado de los neumáticos:
-21-
Ilustración 10: Proceso del reciclado del neumático. Fuente: (Ecconex, 2012)
-22-
Los neumáticos usados se recogen de forma gratuita por los trabajadores de
SIGNUS de las lubricadoras y se los lleva a unos centros de recogida en donde se
clasifican en neumáticos reutilizables y no reutilizables.
Los reutilizables se venden como carcasas para el reencauche van al
reencauche y los no reutilizables que ya están fuera de uso se los lleva a las plantas
de reciclaje para proceder a separar sus componentes como el acero, textil y
caucho; el caucho se le procede a triturar de esta acción se obtiene un polvillo de
diferente granulometría y de acuerdo a esto se da el uso, entro los que podemos
mencionar:
Por ejemplo el más fino va de 0.0 – 0,8 mm que se utiliza para la
fabricación de mezclas asfálticas, se mezcla con el betún y se coloca
en la carretera.
Ilustración 11: Polvillo fino Fuente: (Ecconex)
El segundo es un poco más grueso va de 0,8 mm a 2,5 mm se lo
utiliza para el relleno de las canchas de futbol en el césped artificial.
Ilustración 12: Granulometría media Fuente: (Ecconex)
Y finalmente una tercera granulometría se puede decir que es muy
importante porque se vende en Europa y España su granulometría es
de 2,5 a 4mm se lo utiliza para la construcción de losetas para
parques infantiles o en lugares donde se necesite un suelo que soporte
los golpes.
Granulometría 0.0-0.8 mm
Granulometría 0.8- 2,5 mm
-23-
Ilustración 13: Granulometría gruesa Fuente: (Ecconex)
2.4. EMPRESAS QUE LIDERAN EL RECICLAJE EN EL ECUADOR
Reipa
A inicios del año 2002, Intercia S.A. adquirió la mayor y más antigua operación
de reciclaje del Ecuador al comprar y registrar las marcas REIPA, RECESA y
ECUARECICLA con el objetivo de dar un mayor impulso y dinamismo a la
existente actividad de recolección de cartón, papel, plásticos, vidrio y metales
mediante la implementación de procesos industriales y de recolección eficientes
para la incorporación de nuevos productos con el fin de abastecer a la industria
nacional y extranjera con materias primas recicladas de calidad a un precio
competitivo.
Recynter S.A reciclajes internacionales
Desde 1970, se dedica al reciclaje de materiales metálicos. Posee centros de
acopio en todo el país. Procesa materiales ferrosos y no ferrosos, listos para
procesar, pagando precios elevados, actualmente solo exporta metales no
ferrosos y los ferrosos los vende localmente.
Proceplas S.A.
Se funda en el año de 1995 produce tuberías de alta calidad y a su vez, impulsar
el desarrollo de empresas recicladoras de materiales como los polietilenos.
Reciplasticos S.A.
Se dedica a la recuperación de productos plásticos que pueden ser reutilizados.
El objetivo actual es llegar a procesar 24.000 toneladas de materiales plásticos
reutilizables.
Granulometría 2,5- 4.0 mm
-24-
Intercia S.A
Exporta a Colombia Chile Argentina, Estados Unidos de Norte América ,
Salvador, Panamá, China, Corea del sur entre otros, es parte del Grupo “SAN
CARLOS”, es uno de los principales grupos económicos del Ecuador con
operaciones en diversos sectores de la economía a través de
Sociedad Agrícola e Industrial San Carlos S.A.
Papelera Nacional S.A.
Soderal S.A. y Codana S.A.
Carbogas S.A.
Agritalisa: Producción de caña de azúcar.
Doconsa S.A.: Bodegaje y almacenamiento de productos diversos.
Recisa S.A.
Creada en octubre del 2004 con el objetivo de exportar plástico como una
empresa 100% de exportación. Inicia las exportaciones en junio del 2005,
exportando a los Estados Unidos En febrero del 2007 Recisa arranco la planta
de Pet molido sin lava r con una instalada de 1.000 toneladas métricas al mes.
(CARDENAS Armas & BAÑO Calle)
2.5. MATERIALES ELABORADOS A PARTIR DE LOS NEUMÁTICOS
USADOS.
Los neumáticos como se sabe es un material que tarda 500 años para
biodegradarse completamente, por tal razón causa una gran contaminación
ambiental.
Ante esta realidad existen empresas que no son ajenas a esta problemática
creando nuevos productos en base a los neumáticos usados como techos, baldosas,
adoquines, maceta, sillas, mochilas, entre otras; sin embargo la producción de
estos bienes se encarece debido al tratamiento que reciben los residuos para
obtener la materia prima.
-25-
Ilustración 14: Producto realizado con las llantas recicladas. Descripción:
La imagen representa una maceta que puede durar mucho mas tiemo que las
macetas ordinarias ya que la llantas para su biodegradación necesita 500 años
según investigaciones, Fuente: (Bricoblog, 2013)
2.6. BENEFICIOS SOBRE EL MEDIO AMBIENTE AL RECICLAR LOS
NEUMÁTICOS
Como ya hemos mencionado anteriormente, los problemas que causan los
neumáticos una vez que son desechados, ahora vamos a ver los beneficios que nos
traerían si los reciclamos.
Muchas veces los hábitos por más que parezcan simples y sencillos si son
ejecutadas por varias personas pueden lograr grandes transformaciones en el estilo
de vida; entonces si todos reciclaran se resolverían problemas que ha generado el
vivir de una forma moderna; como por ejemplo se salvaría grandes cantidades de
recursos no renovables y renovables,
También se reduciría la generación de CO2 al disminuir el consumo de
combustible fósil (carbón, el petróleo, o el gas natural,) y por lo tanto existirá
menos lluvia ácida y se reducirá el efecto invernadero.
Al triturar el neumático y convertirlo en caucho granulado se puede utilizar
como material ligante o como árido para la construcción de carreteras, con esto se
disminuirá la extracción de áridos de las canteras, lo mejor de todo esto es que se
puede utilizar entre 1000 y 7000 neumáticos por kilómetro de carretera de dos
carriles.
Al destinar los neumáticos desechados a industrias papeleras o cementeras
para que las utilicen en sus grandes hornos y así produzcan la energía que
necesitan, ayudaremos a disminuir la cantidad de estos residuos que son arrojados
a las quebradas
-26-
Otra de las formas que se destaca en el reciclado de los neumáticos es la
generación de adoquines de caucho, por ejemplo para crear un adoquín de 25x25
que es una medida estándar se necesitan dos llantas de aro 14 que son los
neumáticos que más se utilizan en el parque automotor, es decir si fomentamos el
uso de este producto ya no existirán neumáticos que contaminen el medio
ambiente.
El ser respetuosos con el medio ambiente no tiene porque restarnos calidad de
vida.
2.7. ADOQUÍN ELABORADO CON CAUCHO TRITURADO DEL
RECICLAJE DE LAS LLANTAS
2.7.1. Definición:
Es un adoquín compuesto por el 90% de polvillo obtenido de la trituración
de la llanta reciclada, y el 10% son cauchos sintéticos y pigmentos.
2.7.2. Formas y tipos:
2.7.2.1.Formas:
El adoquín presenta una forma adoquín tipo 2” hueso de perro”, así lo
llama la Norma Técnica Colombiana INCOTEC, de la que se hablará mas
adelante.
Posee esa forma para que se puedan unir entre ellos con mayor facilidad.
-27-
FOTOGRAFIA 6: Formas de adoquines. Descripción: La forma es de un
hueso de perro
Fuente: Ana María Cuzco
FOTOGRAFIA 7: Espesores de los adoquines: Descripción: Existen de
varios espesores dependiendo el uso que se le quiera dar. Fuente: Ana
María Cuzco
-28-
2.7.2.2.Tipos:
Tabla 1: Tipos de adoquines de caucho
DIMENSIONES (cm) Uso
LARGO ANCHO ESPESOR
19,9 12 1,5 Gimnasios
19,9 12 3,0 Parques
19,9 12 4,5 Vehicular
Fuente: Ana María Cuzco
FOTOGRAFIA 8: Adoquín para parques infantiles. Descripción: Su
textura es mucho mas suave para amortiguar la caída de algún niño. Fuente: Ana
María Cuzco
-29-
FOTOGRAFIA 9: Adoquín peatonal: Descripción: Su textura es lisa podemos encontrar de varios colores y se puede utilizar en parques, gimnasios.
Fuente: Ana María Cuzco
FOTOGRAFIA 10: Adoquín para parqueaderos: Descripción: Su espesor
es de 4,5 se puede utilizar en parqueaderos o en vías de bajo tráfico. Fuente: Ana
María Cuzco
-30-
2.7.3. Producción del adoquín de caucho
Separación de los componentes del neumático es decir el acero, el textil y
el caucho. En donde el acero se convierte en un nuevo acero, el textil sirve
como combustible en hornos de cemento y finalmente se obtiene el caucho
que es el que posee el mayor porcentaje en el neumático con un 65%.
Trituración de los neumáticos: Una vez ya separados sus componentes, el
caucho se pasa por una banda transportadora hacia la trituradora, de donde
obtendremos polvo de caucho.
Ilustración 15: Neumático triturado. Máquina trituradora de neumático
Fuente: (Video de TDF, Trituradoras de Llantas, Reciclaje de Llantas, ECO
Green Equipment , 2013)
Pasamos el polvo del caucho anteriormente triturado por tamices, obteniendo
tres tipos de granulometría. Un material fino cuya granulometría es entre 0.0 y
0.8mm generalmente se utiliza para mezclas asfálticas; otro intermedio cuyo
tamaño oscila entre 0,8 y 2,5 mm se utilizará para el relleno de los campos de
futbol y finalmente se obtiene uno mucho más grueso que va entre 2.5 y 4mm
este es el que se utilizará ´para realizar los adoquines, baldosas entre otros
productos.
Fabricación de cavidades: Se realiza el molde del adoquín que se desea
elaborar en el caso de que no existiera.
En la mezcladora colocamos:
Polvillo.- polvo del neumático triturado
Caucho natural.- se obtiene del látex, lo podemos encontrar en
muchas plantas, como por ejemplo en el árbol Hevea Brasiliensis de
origen amazónico
Caucho sintético.- se obtiene de hidrocarburos insaturados, es decir se
elabora en un laboratorio a través de sustancias químicas.
-31-
Pigmento negro que se usa en vez del negro de humo que es muy
volátil a esta etapa se le denomina coformulación, porque se dispone
que cantidad de cada material debe ir.
FOTOGRAFIA 11: Polvillo. Descripción: Polvo obtenido de la trituración
del neumático. Fuente: Ana María Cuzco
FOTOGRAFIA 12: Formación de la pasta. Descripción: Máquina en
donde se mezclan la materia prima para conformar la pasta. Fuente: Ana María
Cuzco.
Ya habiendo obtenido la dureza necesaria se colocará los pigmentos según
el requerimiento.
-32-
Colocar dicha pasta en los moldes de acuerdo el espesor y el tamaño que se
necesite.
Los moldes se debe llevar a vulcanización quiere decir que se le llevará a
una prensa en donde el operador debe programar el tiempo de
vulcanización a una temperatura de 180°C.
FOTOGRAFIA 13: Máquina vulcanizadora. Descripción: Máquina donde
se colocan las cavidades (moldes) con la pasta anteriormente realizada, para
obtener los adoquines. Fuente: Ana María Cuzco
Luego de transcurrido el tiempo en la vulcanización retirar los moldes y
llevarlos a la zona de enfriamiento
Al estar ya enfriados retirar los adoquines de las cavidades.
-33-
FOTOGRAFIA 14: Adoquines ya terminados: Descripción: adoquines ya
terminados la forma que poseen es para que se puedan unir unos con otros. Fuente:
Ana María Cuzco
En lo que respecta al control de calidad, se efectúa en la etapa de
coformulación.
2.7.4. Características del adoquín
Es una barrera aislante del frio en suelos de hormigón o cemento.
Este tipo de adoquín posee el 90% de caucho reciclado de llantas y 10% son
pigmento y otros productos que no son nocivos para la salud
Son de fácil colocación
Este producto es antideslizante
Posee un alto índice de durabilidad
Es un producto no inflamable
Poseen una alta flexibilidad
Pueden soportar grandes variaciones de temperatura.
Posee una gran variedad de colores y diseños
Es un producto libre de mantenimiento
2.7.5. Aplicaciones
Parques
Ciclo vías
Aceras peatonales
-34-
Gimnasios
Escaleras
Establos
Garaje
Pasillos
2.7.6. Colocación
Gracias a la forma que presenta su colocación es sumamente fácil
únicamente hay que ir uniendo un adoquín con otro, es por eso que no existen
juntas entre estos.
FOTOGRAFIA 15: Colocación del adoquín: Descripción: El adoquín queda firmemente unido entre si y se puede colocar sobre cualquier tipo de piso en
este caso está sobre baldosa. Fuente: Ana María Cuzco
2.8. PROPIEDADES AMBIENTALES DEL ADOQUÍN CONVENCIONAL Y
DEL ADOQUÍN DE CAUCHO
2.8.1. Propiedades ambientales del adoquín convencional
Para la fabricación de adoquines necesitamos arena y cemento pero para
obtener estos materiales se afecta al medio ambiente.
-35-
Por ejemplo para obtener la arena, las canteras producen una alteración
superficial desde su instalación debido a los caminos de acceso que deben crear.
Al entrar la cantera en funcionamiento el ruido ocasionado por la
maquinaria a utilizar causa una contaminación acústica, además existen
contaminación al aire debido al polvo que se produce por las excavaciones.
Sin contar con la vegetación que se ve afectada debido al desbroce que se
produce en el sitio para la extracción de la arena.
Ahora bien para obtener el cemento existen una contaminación ambiental
potencial debido a que el humo que emanan los hornos que producen el cemento
contiene monóxido, óxidos de azufre y nitrógeno, hidrocarburos, el sílice, todos
estos constituyen un riesgo importante para la salud.
Pero no solo el aire resulta contaminado si no también el agua superficial y
freática debido al derrame de los materiales de alimentación del horno entre los
que podemos mencionar sólidos suspendidos, principalmente sulfatos.
Toda esa contaminación en lo que respecta a la obtención de la materia
prima para la realización del adoquín, ahora el principal impacto que se produce al
momento de la elaboración de dicho producto es la contaminación acústica debido
al excesivo ruido que genera el uso de la mezcladora y la máquina que nos permite
vibrar y compactar al adoquín.
2.8.2. Propiedades ambientales del adoquín de caucho
El adoquín de caucho como ya tenemos conocimiento por la teoría
anteriormente vista el 90% de su composición es el caucho triturado de los
neumáticos reciclados y el 10% restante son otros polímeros.
La materia prima para la elaboración de estos se obtiene de neumáticos aro
14 que son los de mayor demanda.
Para obtener el polvo de caucho existe una contaminación acústica debido
al ruido que provoca la maquinaria que servirá para separar los componentes del
neumático, además de la máquina trituradora que convertirá en polvo el caucho de
la llanta.
Por otra parte los materiales a utilizarse son nobles con el medio ambiente
como por ejemplo en vez de utilizar negro de humo que es volátil y contamina el
ambiente, utilizan pigmento negro que cumple a misma función que el humo negro
pero no causa ningún tipo de contaminación.
-36-
2.9. ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE LAS PROPIEDADES
AMBIENTALES DE LOS ADOQUINES EN ESTUDIO.
Como se ha descrito anteriormente la fabricación del adoquín convencional
provoca un gran impacto al medio ambiente desde una contaminación acústica, al
agua superficial y freática, a demás de producir un desbroce en la vegetación y
todo esto ocurre desde la obtención de la materia prima hasta obtener el producto
final.
Lo cual no sucede con el adoquín de caucho debido a que la contaminación
acústica que produce es en menor intensidad y esta dado por la maquinaria
utilizada para la obtención del polvo de caucho.
Pero cabe recalcar que todo ese proceso que involucra para construir un
adoquín de caucho a la final es productivo para el medio ambiente, debido a que se
utiliza un material cuyo tiempo de degradación es sumamente largo, a demás al
transformar los neumáticos a nuevos productos nos evitará grandes problemas
ambientales porque estos a ser abandonados a la intemperie suelen ser un foco
infeccioso y peor aun si para deshacerse de ella deciden quemarla, entonces el
crear nuevos productos en una buena manera de dar soluciones a la gran
problemática de las llantas usadas.
2.10. NORMAS Y ENSAYOS DE LOS ADOQUINES A SER ESTUDIADOS
2.10.1. Norma INEN para el adoquín convencional
Las normas que regulan desde la calidad de la materia prima hasta la
resistencia que debe presentar el adoquín empiezan desde la norma INEN 1483 a
la 1488. A continuación se presentará una pequeña síntesis de que se trata cada
una de estas:
INEN 1483: Terminología y clasificación.- Presenta los términos y
clasificaciones más comunes de los adoquines.
INEN 1484: Muestreo.- Esta norma nos da a conocer los procedimientos
que se debe seguir para tomar las muestras de los adoquines para el control y
aceptación de los mismos.
INEN 1485: Determinación de la resistencia a la compresión.- Presenta el
tipo de ensayo, la maquinaria, las condiciones que debe estar la muestra previo al
ensayo. Esta norma regula a todo tipo de adoquín ya sea vial o peatonal.
-37-
INEN 1486: Determinación de las dimensiones, área total y área de la
superficie de desgaste.- Tiene por objeto establecer los materiales a ser utilizados y
el procedimiento a seguir para tomar las medidas de los adoquines.
INEN 1487: Determinación de la porción soluble en ácido del árido fino.-
Describe los materiales a utilizar, el reactivo y los pasos a seguir para la
determinación de la fracción soluble en ácido del árido fino.
INEN 1488: Requisitos.- Establece los requisitos que debe presentar la
materia prima (cemento, áridos, pigmentos y aditivos), la temperatura a la que se
debe fabricar, su almacenamiento, dimensiones y tolerancias que puede tener el
adoquín ya sea este de uso vehicular o peatonal.
2.10.2. Norma Técnica Colombiana INCOTEC 2017
Esta norma establece los requisitos que deben tener los adoquines de
concreto para ser utilizados en un pavimento, entre los que se puede mencionar:
Dimensiones
Clasificación de acuerdo a la geometría, a los separadores, masa de
concreto, entre otros.
Apariencia
Capa superficial
Desgaste
Resistencia a flexotracción (Módulo de rotura)
Resistencia a la abrasión
Con la finalidad de comparar los resultados del ensayo se utilizara los
valores de la resistencia a flexotracción de la norma mencionada.
Tabla 2: Requisitos de resistencia a la flexotracción ( Módulo de Rotura)
-38-
Fuente: Norma técnica Colombiana INCOTEC
2.10.3. Normas para el adoquín de caucho
La fábrica Plamec consideran para los adoquines de caucho la norma EN
1177 pero también se va a evaluar la norma ASTM 1292 que a pesar de ser similar
a la norma anteriormente mencionada representa unas diferencias que es
importante considerar.
Se considera estas normas debido a que la mayoría de adoquines de caucho
son más utilizados en parques infantiles por la amortiguación al impacto que
ofrece este material.
NORMA EUROPEA EN-1177: 2008: En lo que respecta a los adoquines
de caucho se seguirá la norma relativa a los pavimentos que es la norma europea
EN 1177:2008: Revestimiento de las superficies de las áreas de juego
absorbedores de impactos.
Esta norma se enfoca a un método de ensayo y mas no requisitos de
seguridad, ya que se basa en los principios de seguridad que indica la norma EN
1176-1 para equipamiento de áreas de juego y aporta un método para evaluar la
amortiguación del impacto de las superficies destinadas al uso del equipamiento de
las dichas áreas
El comité que realizó esta norma considera que las lesiones en una área de
juego son múltiples pero la mas grave es la que afecta a la cabeza.
-39-
Es por eso que esta norma ha priorizado los criterios para los materiales de
revestimiento determinando la amortiguación de impacto de las superficies y así
reducir las de lesiones en la cabeza.
ASTM 1292: “Impact attenuation of surfacing materials within the use
zone of playground material”.- Lo que diferencia a esta norma de la EN
1177:2008, es que esta norma si considera criterios de aceptación de los
pavimentos, es decir establece un criterio de comportamiento de atenuación de
impactos para materiales de revestimiento.
Además esta norma a diferencia de la anterior considera factores que
afectan a los pavimentos de seguridad entre los que podemos encontrar el
envejecimiento, la humedad, la exposición a temperaturas elevadas, entre otros,
estos parámetros en un ensayo de laboratorio mucha de las veces no se toma en
cuenta.
En lo que respecta a parámetros de rendimiento de la superficie se deberá
calcular el criterio de lesiones en la cabeza a partir de los dos últimos de una serie
de tres ensayos de impacto.
El aspecto más interesante es que obliga al fabricante a emplear superficies
que presenten las mismas características de las que fueron ensayadas, así como la
antigüedad de los ensayos realizados no deben tener mas de 5 años de antigüedad.
Es importante realizar ensayos a diferentes temperaturas; una intermedia y
dos extremas -6, 23 y 49°C para conocer las afectaciones de estas en la superficie a
ser utilizada, también queda abierta la posibilidad de hacer más ensayos si se
considera que las superficies van a soportar temperaturas extremas.
2.10.4. Ensayos a realizar a los adoquines
Para determinar las propiedades de resistencia se efectuará los ensayos de
compresión y flexión a los dos tipos de adoquines.
Al no existir norma para encontrar las propiedades mecánicas de un
adoquín de caucho se ha considerado utilizar las normas INEN para adoquines de
hormigón debido a que se someten a las mismas solicitaciones de carga.
2.10.4.1. Ensayo de compresión
En el Ecuador la norma INEN 1485 es la que determina el ensayo de
compresión que se le debe hacer a los adoquines. La cual como mencionamos
anteriormente describe los aparatos de ensayo, preparación de la muestra,
procedimiento a seguir y los cálculos a realizar, como desviación estándar,
resistencia promedio.
-40-
Al referirse a la toma de muestras la norma utilizada es la INEN 1484
donde se indica que un lote se debe dividir en diez secciones y que de cada sección
se tomará un adoquín aleatoriamente.
En lo que respecta a la cuantificación de la resistencia a la compresión se
calcula dividiendo la carga máxima para el área de contacto, y a este valor hay que
multiplicarlo por el factor de corrección que se debe tomar de la tabla 2 de la
norma INEN1488.
Tabla 3: Factores de corrección
Espesor del adoquín Tipo de adoquín
mm Liso Biselado
60 1.00 1,06
80 1,04 1,11
100 1,08 1.16
Fuente: INEN 1488
Si hablamos de resistencia mínima a la compresión en la norma INEN
1488 se encuentra el valor a los 28 días, de acuerdo al uso que se le vaya a dar al
adoquín. A continuación presentamos un resumen de los valores descritos en la
norma:
Tabla 4: Resistencia a la compresión
Tipo de uso Resistencia característica compresión
a los 28 días (Mpa)
Peatonal 20
Estacionamiento y calles residenciales 30
Caminos secundarios y calles y
principales 40
Fuente: INEN 1488
Esta resistencia también se puede encontrar en Las Especificaciones
Generales para la Construcción de Caminos y Puentes (MOP- 001-F-2002) aquí
-41-
establece una resistencia a la compresión no menor a 300 kg/cm2
para tráfico
medio o ligero y no menor a 400 kg/cm2 para vías de tráfico alto.
La máquina a utilizarse será una prensa eléctrica que tiene una gran
capacidad debido a la esbeltez y forma que presenta el adoquín, esta cumple
perfectamente con lo que estipula la norma INEN1485 en el numeral 4.1 “La
máquina de ensayo podrá ser cualquier tipo confiable con la capacidad suficiente
para aplicar la carga de rotura”.
Obviamente sin olvidar la placa de 20 mm de espesor que servirá para
lograr una distribución uniforme de la cargas en la muestra a ensayar.
Los lugares de ensayo se lo hará obligatoriamente en un laboratorio para
tener un control satisfactorio de cada procedimiento además por la capacidad de la
máquina sería imposible realizar el ensayo en campo, sin embargo se podría
realizar ensayos en el lugar que se va a colocar el producto como un control en
sitio o por cuestiones de fiscalización.
Hay que recordar que se debe desechar muestras que estén rotas, texturas
lisas, con alta porosidad y aquellas que presenten coloraciones diferentes a los
demás.
Para determinar los valores de resistencia se guiará en los procesos de
cálculo que describe la norma INEN 1485.
2.10.4.2. Ensayo de flexión
Cuando hablamos de resistencia también se debe tomar en cuenta los
efectos del momento flector ya que es el que provoca las fisuras en los adoquines.
Este ensayo se realiza para determinar el máximo esfuerzo teórico de
tensión que alcanza la fibra tensionada del adoquín, este valor se lo conoce como
módulo de rotura. Hay que recordar que el hormigón presenta resistencia a la
compresión pero es necesario conocer la resistencia a la flexión para determinar la
carga a la cual se genera el agrietamiento, este ensayo no lo consideran las normas
INEN debido a que solo se considera al adoquín que trabaja únicamente a carga
puntual.
-42-
Ilustración 16: Gráfico de un ensayo de flexión a un adoquín. Fuente: (SALGUERO, 2013)
En pavimentos rígidos, para carreteras y pistas el ensayo de flexión es muy
importante en vista que la tensión es un factor crítico.
En vista de no haber una norma que regule el ensayo a flexión en función
de algunas deducciones basadas en la norma INCOTEC podemos obtener un
proceso que se adapte a nuestras exigencias y así obtener resultados confiables en
lo que a esfuerzo de tensión se refiere.
Como se conoce el esfuerzo a tensión esta dado por la siguiente expresión:
Ecuación 1
De donde se tiene:
σ= Esfuerzo a flexión
M= Momento flector
c = Distancia al eje neutro desde la fibra extrema
I= Inercia de la sección
El momento flector, c y la inercia para una viga simplemente apoyada
viene expresada por las siguientes ecuaciones:
Ecuación 2
Ecuación 3
Ecuación 4
-43-
De donde:
σ= Esfuerzo a flexión
P= Carga aplicada en el centro de la luz del adoquín
L= Distancia entre apoyos
B=Ancho del adoquín donde se aplica la carga
H= Altura del adoquín
Si reemplazamos las ecuaciones 2,3 y 4 anteriormente expuestas en la
ecuación 1 del esfuerzo a flexión tenemos:
La deducción de la fórmula se realizó estableciendo varias hipótesis, entre
las que se tiene:
Las secciones del adoquín permanecen planas y seguirán siendo
planas antes y después de aplicar la carga.
El material es homogéneo
El módulo elástico es igual en flexión y en compresión
La viga es inicialmente recta y de sección constante
El plano donde actúan las fuerzas contiene a uno de los ejes
principales de la sección recta de la viga y las cargas actúan
perpendicularmente al eje longitudinal de ella.
2.10.4.2.1. Método de ensayo
Para realizar el ensayo hemos considerado al adoquín como una viga
simplemente apoyada, sobre el cual actúa una carga uniforme distribuida en el
ancho y superficie de desgaste del adoquín tal y como se indica en la siguiente
ilustración:
-44-
Ilustración 17: Colocación del adoquín en el equipo de flexión. Fuente:
Ana María Cuzco
Al aplicar la carga en el eje central se producirá un diagrama triangular del
momento flector, es decir que el esfuerzo máximo únicamente se efectuará en una
sección de la viga, que para este caso será el adoquín.
El valor del módulo de rotura dependerá de las dimensiones que posea el
adoquín y de la distribución de la carga a la que sea sometida la muestra.
2.10.4.2.2. Equipo a utilizar
El equipo a utilizar será la máquina universal con un capacidad de 60 ton
esta será suficiente para efectuar la rotura de la muestra.
-45-
FOTOGRAFIA 16: Máquina a utilizar en el ensayo a flexión. Fuente: Ana
María Cuzco
Los apoyos simples que se colocarán en el adoquín son unas pequeñas
placas de triplex, de esta manera contribuimos a la articulación en cada extremo
del adoquín.
De la misma manera utilizaremos otra pequeña placa con iguales
características que las anteriores para colocar en la sección central del adoquín, así
se logrará que la carga se distribuya uniformemente en la muestra.
2.10.4.2.3. Toma de muestras
En lo que respecta a la toma de muestras se tomó como referencia lo que
dispone el MOP- 001-F 2002 “Para el control y aceptación de los adoquines, se
tomará una muestra la que consistirá en 10 unidades cada 2000 adoquines o
fracción de un mismo embarque o parada”. (Especficaciones Generales para la
Construcción de Caminos y Puentes, 2002)
-46-
CAPÍTULO III DETERMINACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS
DE LOS ADOQUINES EN ESTUDIO
A continuación se realizarán los ensayos correspondientes para determinar las
propiedades de los dos tipos de adoquines siguiendo los procesos descritos en las
normas.
Los ensayos se realizarán en el laboratorio de resistencia de materiales de la
Universidad Central del Ecuador durante el periodo del 12 de junio al 17 de julio de
2015.
3.1 DESCRIPCIÓN Y ANÁLISIS DE LOS MATERIALES
3.1.1. Adoquín de hormigón
El adoquín para los ensayos se obtuvo de la fabrica D’ Concreto, está
ubicada en la vía Calacalí km 21, y las oficinas donde podemos hacer los pedidos
se encuentra en la avenida los Shyris 2811 e Isla Floreana esquina.
Esta fábrica posee una máquina alemana de punta con una tecnología de
vibro- compactación, con esto asegura que los adoquines pasen todas las pruebas
de resistencia y calidad que las normas exigen.
El adoquín inglés es el que se utilizará para realizar los ensayos debido a
que es el único que posee la geometría igual a la del adoquín de caucho, y es de
uso peatonal, su textura es fina y algo rugosa en todas sus caras.
FOTOGRAFIA 17: Adoquín Ingles. Fuente: Ana María Cuzco
-47-
Sus especificaciones técnicas son las siguientes:
Tabla 5: Especificaciones técnicas del adoquín de hormigón
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Largo Ancho Espesor Unidad x m2
Peso
Aprox. X
unidad
cm cm cm kg
19,37 10,6 6 35 3,2
Fuente: (D' Concreto)
Este adoquín es más compacto, su textura es lisa y no presenta porosidades como los
elaborados artesanalmente. Además para la fabricación se toman todas las
precauciones del caso, para obtener un producto de calidad. Es por estas razones que
se consideró comprar adoquines de fábrica que los artesanales.
3.1.2. Adoquín de caucho
Para el desarrollo de la tesis el adoquín se adquirió de la fábrica Plamec,
está ubicada en el sector de Chillogallo en las calles Ambrosio Acosta S33-285
Prudencio Vásconez.
Esta fábrica construye toda clase de accesorios de caucho por ejemplo
dentro de la línea ferretera hace bombas sanitarias, en la línea automotriz bases,
soportes, entre otros.
Este material presenta las mismas características del caucho es decir posee
alta flexibilidad y elasticidad pues presenta una deformación cuando actúa una
carga pero apenas dicha carga es retirada el adoquín recupera la forma original.
En lo que respecta a la superficie presenta las mismas características de los
adoquines de hormigón es decir posee una textura fina, no presenta rugosidad en
sus caras, su uso es peatonal o para tráfico liviano.
-48-
FOTOGRAFIA 18: Adoquín de caucho. Fuente: Ana María Cuzco
Las especificaciones técnicas son:uuj
Tabla 6: Especificaciones técnicas del adoquín de caucho
ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Largo Ancho Espesor Unidad x m2
Peso
Aprox. X
unidad
cm cm cm kg
19,9 12 4,5 35 1,70
Fuente: Ana María Cuzco
3.2. DESCRIPCIÓN DE CADA ENSAYO
3.2.1. Ensayo de compresión en adoquines de hormigón
1. Enumerar cada adoquín a ser ensayado y tomar las medidas de cada uno, para
obtener el área de acuerdo al método descrito en la norma INEN 1486
-49-
FOTOGRAFIA 19: Adoquines de hormigón ya enumerados. Fuente: Ana María
Cuzco
2. Dejar en la cámara de humedad a los adoquines de hormigón por lo menos 24
horas según lo descrito en la norma INEN 1485.
3.- En los adoquines para lograr que la carga sea uniforme se utilizará tabla triplex
que será colocada en la cara superior e inferior del adoquín.
4.- El equipo a utilizar será la máquina de compresión de adoquines de 180 ton
5.- Colocar el adoquín en la máquina, de manera que los ejes longitudinales y
transversales del mismo queden alineado con los ejes de las placas de la máquina.
-50-
FOTOGRAFIA 20 : Ensayo de los adoquines. Fuente: Ana María Cuzco.
6.- La carga que se aplicará será continua, hasta obtener la carga de falla.
FOTOGRAFIA 21: Adoquín ya ensayado Fuente: Ana María Cuzco.
-51-
7.- Calcular la resistencia a la compresión dividiendo la carga máxima para el área
de la superficie de contacto y multiplicado por el factor correspondiente tomado de
la Tabla 3 anteriormente expuesta. Esta resistencia se deberá calcular en MPa.
3.2.2. Ensayo de flexión en adoquines de hormigón
1. Enumerar las muestras y tomar las dimensiones de cada adoquín para obtener las
respectivas áreas.
2. Dejar durante 24 horas en la cámara de humedad
3. El equipo que se utilizará para este ensayo es la máquina universal de 60 ton.
FOTOGRAFIA 22: Máquina universal de 60 ton. Fuente: Ana María Cuzco
4.- Colocar el adoquín en la máquina de manera que los ejes longitudinales y
transversales del mismo queden alineados con los ejes de las placas de la máquina.
5.- Para lograr una distribución uniforme de carga en el centro del adoquín y para
contribuir a la articulación en los extremos se utilizaran tiras de tabla triplex. Tal y
como se indica en la fotografía 23.
-52-
FOTOGRAFIA 23: Colocación de la tabla triplex fuente: Ana María
Cuzco
6. Colocar carga continua hasta producir la falla del adoquín.
FOTOGRAFIA 24: Falla del adoquín. Fuente: Ana María Cuzco.
7.- Detallar los resultados correspondientes al ensayo y hacer los cálculos respectivos
para encontrar la resistencia a la flexión.
3.2.3. Ensayo de compresión en adoquines de caucho
1. Enumerar cada adoquín a ser ensayado y tomar las medidas de cada uno, para
obtener el área de acuerdo al método descrito en la norma 1486
-53-
FOTOGRAFIA 25: Adoquines de caucho enumerados. Fuente: Ana María Cuzco
3.- Colocar tabla triplex en la cara superior e inferior del adoquín.
4.- El equipo a utilizar será la máquina de compresión de adoquines de 180 ton
5.- Colocar el adoquín en la máquina de manera que los ejes longitudinales y
transversales del mismo queden alineado con los ejes de las placas de las
máquinas.
-54-
FOTOGRAFIA 26 : Máquina a utilizar. Fuente: Ana maría Cuzco.
6.- La carga que se leerá será la que nos da la máquina al llegar a su capacidad
máxima más no, la que provoca la falla de la probeta como sucedía en el adoquín de
hormigón debido a que al ser de caucho absorbe las cargas y solo se produce un
aplastamiento que desaparece luego que de retira la carga que lo deforma.
-55-
FOTOGRAFIA 27: Deformación del adoquín. Fuente: Ana María Cuzco.
7.- En la figura 7 se observará como el cabezal de la máquina llega a su capacidad
máxima dando por concluido el ensayo.
FOTOGRAFIA 28: Cabezal de la máquina. Fuente: Ana María Cuzco.
Deformación de la probeta de caucho
-56-
3.2.4. Ensayo de flexión en adoquines de caucho
1. Enumerar las muestras y tomar las dimensiones de cada uno para obtener las áreas
de cada uno.
2. El equipo que se utilizará para este ensayo es la máquina universal de 60 ton.
FOTOGRAFIA 29: Máquina universal de 60 ton. Fuente: Ana María Cuzco
4.- Colocar el adoquín en la máquina de manera que los ejes longitudinales y
transversales del mismo queden alineados con los ejes de las placas de las máquinas.
6. Colocar carga continua hasta llegar a la capacidad de la máquina y tomar la lectura
correspondiente.
-57-
FOTOGRAFIA 30: Aplicación de carga al adoquín. Fuente: Ana María Cuzco.
7. Adoquín ya recuperado luego de retirar la carga de aplicación.
FOTOGRAFIA 31: Recuperación de adoquines luego del ensayo. Fuente: Ana
María Cuzco.
Recuperación
de la probeta
-58-
3.2.5. Ensayo de flexión perpendicular a las fibras aplicado al adoquín de caucho
Al no conseguir la falla del adoquín de caucho se efectuará este ensayo,
utilizando una probeta que tenga la misma composición del adoquín de caucho y
se analizará el incremento de la carga hasta llegar a 2500 x10-3
mm de
deformación.
En este ensayo está claro que no se llega al esfuerzo de rotura porque la
probeta falla por inestabilidad estructural o resbalamiento de una porción respecto
a la otra. El esfuerzo representativo en este caso es el esfuerzo en el límite
proporcional elástico.
Ilustración 18: Esquema del ensayo. Fuente: Ana María Cuzco
Materiales:
a.- Máquina universal de 30 ton A= ± 10 kg
-59-
FOTOGRAFIA 32: Máquina Universal. Fuente: Ana María Cuzco
b.- Deformímetro
FOTOGRAFIA 33: Deformímetro. Fuente: Ana Maria Cuzco
c.- Placa Metálica
-60-
FOTOGRAFIA 34: Placa Metálica. Fuente: Ana Maria Cuzco
d.- Una probeta de caucho cuyas dimensiones son las descritas en la ilustración 15.
FOTOGRAFIA 35: Probeta de caucho par el ensayo. Fuente: Ana María
Cuzco.
Procedimiento:
1.- Colocar la carga sobre la probeta y debajo de esta la placa anteriormente señalada,
así como el deformímetro.
-61-
FOTOGRAFIA 36: Maquina, deformimetro y probetas ya listas para el ensayo.
Fuente: Ana Maria Cuzco.
2.- Encender la máquina y realizar las lecturas de las cargas únicamente hasta cuando
el deformímetro nos dé una lectura de 2500 x10-3
mm
3.- Tomar los datos y realizar la gráfica de carga versus deformación
4.- Se analizará la curva obtenida para determinar si se cumple la ley de Hooke.
Cálculos Típicos:
A continuación se presentará un ejemplo de los cálculos que se hará para obtener los
resultados que se verán más adelante.
Datos:
P=3626 N
Lplaca=64 mm
Aplaca=50 mm
Carga
Placa Metálica
Probeta de caucho
Deformímetro
-62-
Δ=2500x10-3
mm
L0probeta=198mm
Esfuerzo unitario:
Ecuación 5
σ= 1,14 Mpa
Deformación específica:
Ecuación 6
ξ =12,63 x10-3
mm/mm
3.2.6. Ensayo de tracción en el adoquín de caucho
Al realizar el ensayo de tracción que específicamente se lo utiliza para el
acero se espera varios escenarios, entre los que se describe:
Si aplicamos un esfuerzo constante, además de la deformación instantánea
resultante inicial, se da una deformación adicional más lenta (fluencia).
Si al contrario es el valor de la deformación impuesta lo que se mantiene
constante, el esfuerzo necesario para producir dicha deformación irá disminuyendo
paulatinamente (relajación de esfuerzos).
Si se suprime la fuerza deformante la pieza de caucho experimentará una
recuperación instantánea pero no completa, quedará una deformación residual
(deformación remanente), que en ocasiones se reduce en el tempo aunque no llega
a desaparecer por completo, la variabilidad de esta recuperación se coloca el
calificativo de remanente en vez de permanente.
Se considera este ensayo para determinar el módulo elástico que posee el
adoquín de caucho.
-63-
Materiales a utilizar
a.- Máquina universal de 30 ton A= ± 10 kg
FOTOGRAFIA 37: Máquina Universal. Fuente: Ana María Cuzco
b.- Deformímetro A± 1x10-4
pulg
FOTOGRAFIA 38: Deformímetro. Fuente: Ana Maria Cuzco
-64-
c.- Compás de Porcentajes A= ± 2 %
FOTOGRAFIA 39: Compás de porcentajes. Fuente: Ana Maria Cuzco
d.- Una probeta de caucho cuyas dimensiones a = 38,3mm b(espesor)= 6,40mm
LM=200mm
FOTOGRAFIA 40: Probeta de caucho par el ensayo. Fuente: Ana María Cuzco.
Procedimiento:
Con el calibrador se tomará las medidas ineludibles de la probeta a ensayar
Posteriormente acoplar la probeta al deformímetro de A= ± 1x10-4
plg, y
colocarlo en la máquina universal ya descrita.
LM=200mm
a=38,3mm
-65-
FOTOGRAFIA 41: Máquina ya lista para el ensayo. Fuente: Ana María Cuzco.
En la primera fase tomar las lecturas de deformaciones producidas en plg
x10-4
para cargas que van cada 10kg
Por ser el material caucho solo se tomaron pocas lecturas debido a que la
máquina no aprecia cargas tan pequeñas que provocan la deformación del
material.
Cálculos Típicos
Los cálculos que se verán a continuación será un ejemplo que nos dará una idea del
cómo se obtuvieron los resultados que se expondrán más adelante.
Datos:
a= 38,3mm
b=6,40mm
P=50kg
Deformímetro
Probeta de caucho
-66-
Área Carga
A = a x b P = m x g
A = 38,30 mm x 6,40 mm P = 50 kg x 9.8 m/s2
A = 245.12 mm2 P = 490 N
CONVERSIONES
(Plg a mm) x 10-4
(% a mm)
Esfuerzo
σ = P / A
σ = 490N / 245.12 mm2
σ = 1.99 MPa
Modulo de Elasticidad
E=4.08x10-5
Kg/cm2
Resiliencia Hiperelástica
-67-
3.3. TABULACIÓN DE RESULTADOS DEL ADOQUÍN CONVENCIONAL Y
DE CAUCHO
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
QUITO - ECUADOR
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN ADOQUINES DE
CAUCHO
Norma: S/N
Fecha: 12/06/2015
Muestra Dimensiones Sección Carga
Resistencia
Unitaria
Largo Altura Ancho cm² KN Mpa
1 19,9 4,5 12 238,8 1664,00 69,68
Resistencia promedio fm: 69,68 Mpa 710,75 Kg/cm²
Unidades de
conversión:
1Mpa=N/mm² = 10,2kg/cm²
Debido a la gran capacidad que tiene este para absorber energía el valor de 1664
KN no es la carga que produce la falla de la probeta; entonces se tomó la última
lectura que nos da la máquina antes de llegar a su capacidad máxima; es así que la
resistencia del adoquín de caucho a la compresión es de 69 Mpa cuyo valor es
mayor a 40 Mpa que es lo que establece la norma.
-68-
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
QUITO - ECUADOR
ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN ADOQUINES DE CAUCHO
Norma: S/N
Fecha: 13/06/2015
Longitud entre apoyos= 15 cm
Muestra Dimensiones Sección Carga
Resistencia
Unitaria
Largo Altura Ancho cm² KN Mpa
1 19,9 4,5 12 238,8 5,20 4,81
Resistencia promedio fm: 4,81 Mpa 49,11 Kg/cm²
Unidades de
conversión:
1Mpa=N/mm² = 10,2kg/cm²
Según la norma colombiana INCOTEC el esfuerzo a la flexión debe ser de 4,2Mpa
tal y como se observa en la Tabla 2 anteriormente expuesta; al ser comparada con
la resistencia que es 4,81 se puede decir que esta dentro del rango establecido.
-69-
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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN ADOQUINES DE HORMIGÓN
Norma:
INEN
1485
Fecha: 12/06/2015
Muestra Dimensiones Sección Carga
Resistencia
Unitaria (fi - fm) (fi - fm)²
Largo Alto Ancho cm² Mpa
1 19,5 5,7 10,6 206,7 1423,8 68,88 16,04 257,19
2 19,4 6 10,6 205,64 1016 49,41 -3,44 11,82
3 19,5 6 10,6 206,7 1048 50,70 -2,14 4,60
4 19,5 6 10,8 210,6 529,69 25,15 -27,69 766,94
5 19,3 5,9 10,4 200,72 1044 52,01 -0,83 0,69
6 19,3 5,4 10,6 204,58 1038 50,74 -2,11 4,44
7 19,2 5,9 10,6 203,52 938,71 46,12 -6,72 45,18
8 19,5 5,4 10,6 206,7 1314,41 63,59 10,75 115,46
9 19,6 5,9 10,4 203,84 1320,7 64,79 11,95 142,70
10 19,5 6,1 10,4 202,8 1157,05 57,05 4,21 17,71
52,85
1366,74
Resistencia promedio fm: 52,85 Mpa 539,02 Kg/cm²
Desviación estándar s: 12,32 Mpa 125,70 Kg/cm²
Resistencia característica fk: 32,64 Mpa 332,88 Kg/cm²
Unidades de conversión: 1Mpa=N/mm² = 10,2kg/cm²
Al observar el valor de 52,85 Mpa se puede decir que este adoquín si se puede
utilizar en la construcción de carreteras porque cumple con la resistencia exigida
por la norma INEN1488 cuyos valores se encuentran en la Tabla 4.
-70-
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ENSAYO DE RESISTENCIA A LA FLEXIÓN EN ADOQUINES DE HORMIGÓN
Norma: S/N
Fecha: 13/06/2015
Longitud entre apoyos= 15 cm
Muestra Dimensiones Sección Carga
Resistencia
Unitaria (fi - fm) (fi - fm)²
Largo Altura Ancho cm² KN Mpa
1 19,3 5,7 10,4 200,72 9,90 6,59 -0,17 0,03
2 19 5,7 10,4 197,6 9,33 6,21 -0,55 0,31
3 19,4 5,7 10,5 203,7 10,00 6,59 -0,17 0,03
4 19,5 5,7 10,4 202,8 8,33 5,55 -1,22 1,48
5 19,5 6 10,7 208,65 12,05 7,04 0,28 0,08
6 19,3 5,9 10,5 202,65 11,76 7,24 0,48 0,23
7 19,5 5,9 10,5 204,75 11,47 7,06 0,30 0,09
8 19,5 5,9 10,6 206,7 10,19 6,21 -0,55 0,30
9 19,3 5,7 10,4 200,72 10,98 7,31 0,55 0,30
10 19,6 5,9 10,7 209,72 12,94 7,82 1,05 1,11
6,76
3,95
Resistencia promedio fm: 6,76 Mpa 68,97 Kg/cm²
Desviación estandar s: 0,66 Mpa 6,76 Kg/cm²
Resistencia característica fk: 5,68 Mpa 57,89 Kg/cm²
Unidades de conversión: 1Mpa=N/mm² = 10,2kg/cm²
Al obtener la resistencia del adoquín de hormigón que fue de 6,76 Mpa se puede
decir que es un material apto para ser usado en la construcción debido a que es
mayor a la resistencia que menciona la norma colombiana INCOTEC cuyo valor
es de 4,2Mpa
.
-71-
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ENSAYO DE COMPRESIÓN PERPENDICULAR A LA FIBRA
Norma: ASTM D 143
Fecha: 01/07/2015
Muestra: 1
Dimensiones:
PLACA
PROBETA
A= 50 mm L= 198 mm
L= 64 mm A= 52 mm
Carga Deformación
Esfuerzo
unitario
Deformación
Específica
N mmx10¯³ Mpa mm/mm x10¯³
0 0 0 0
2646 100 0,83 0,51
2646 200 0,83 1,01
2646 300 0,83 1,52
2744 400 0,86 2,02
2842 500 0,89 2,53
2842 600 0,89 3,03
2842 700 0,89 3,54
2940 800 0,92 4,04
2940 900 0,92 4,55
3038 1000 0,95 5,05
3038 1100 0,95 5,56
3038 1200 0,95 6,06
3136 1300 0,98 6,57
3136 1400 0,98 7,07
3234 1500 1,01 7,58
3234 1600 1,01 8,08
3234 1700 1,01 8,59
3332 1800 1,04 9,09
3332 1900 1,04 9,6
-72-
3430 2000 1,07 10,1
3430 2100 1,07 10,61
3430 2200 1,07 11,11
3528 2300 1,1 11,62
3528 2400 1,1 12,12
3626 2500 1,13 12,63
Ilustración 19: Diagrama carga vs deformación. Fuente: Ana María Cuzco
Con esta gráfica se puede determinar el límite de proporcionalidad de la curva
conjuntamente con la carga y deformación en el límite de proporcionalidad.
Se obtiene la deformación máxima de 2500x10 -3
mm cuando se presenta una carga de
3626 N la cual pasaría a ser la carga en el límite de proporcionalidad en función de la
cual se calculará el esfuerzo en el límite de proporcionalidad.
y = 0,4033x + 2588,2
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
Car
ga N
Deformación mmx10³
CARGA VS DEFORMACION
CARGA VS DEFORMACION UNITARIA
-73-
Ilustración 20: Diagrama Esfuerzo unitario vs Deformación Específica. Fuente: Ana María Cuzco
En la ilustración 17 observará que al graficar el diagrama esfuerzo deformación
resulta una línea recta entonces cumple la ley de Hooke.
σ = E*ξ Ecuación 7
Al cumplir la mencionada ley se puede decir que el material es elástico, por lo tanto a
medida que la carga aumenta la deformación aumenta y al disminuir la carga el
material tiende a recuperarse hasta regresar a su forma original.
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 5 10 15 20 25 30
Esfu
erzo
Un
itar
io M
pa
Deformación específica mm/mm x10¯³
Esfuerzo Unitario vs Deformación Específica
-74-
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FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
QUITO - ECUADOR
ENSAYO DE TRACCIÓN EN ADOQUINES DE CAUCHO
Fecha: 13/06/2015
Dimensiones:
LM= 200 mm
a= 38,3 mm
b= 6,4 mm
A= 245,12 mm²
# CARG
A KG
CARG
A N
DEFORMACI
ON plgx10-4
DEFORMAC
IÓN %
DEFORMA
CION mm
x10-4
Esfuerz
o Mpa
DEFORMACION
ESPECÍFICA
mm/mm x10-4
1 0 0 0 0 0 0
2 10 98 10 254 0,40 1,27
3 10 98 100 2540 0,40 12,70
4 30 294 200 5080 1,20 25,40
5 40 392 300 7620 1,60 38,10
6 50 490 400 10160 2,00 50,80
7 50 490 0,5 10000 2,00 50,00
Ilustración 21: Esfuerzo unitario versus deformación específica. Fuente: Ana María
Cuzco
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0 20 40 60
ESFU
ERZO
Mp
a
DEFORMACIÓN mm/mm x10-4
ESFUERZO VS DEFORMACIÓN
esfuerzo vs deformación
-75-
El esfuerzo es directamente proporcional a la deformación, además al calcular el
módulo de elasticidad del material nos dio un valor de 4x10-4
Kg/cm2
por lo que se
puede decir que el material es elástico por eso presenta la capacidad de recuperar su
forma original al desaparecer la carga que lo deforma.
-76-
CAPÍTULO IV ANÁLISIS Y COMPARACIÓN DE RESULTADOS
4.1. CUADRO DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS EJECUTADOS
A demás de realizar una comparación cuantitativa también se va a considerar una
propiedad cualitativa.
Tabla 7: Tabla de resultados
Propiedades
Adoquín
convencional
Mpa
Adoquín de caucho
Mpa
Resistencia a
compresión 52,85 69,68
Resistencia a flexión 6,76 4,81
Módulo de Elasticidad 2,1 x105 kg/cm
2 4,08 x10
-4 kg/cm
2
Fuente: Ana María Cuzco.
4.2. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS A COMPRESIÓN
En lo que respecta al ensayo de compresión en adoquines convencionales según ya se
observó en uno de los cuadros pertenecientes al literal 3.3 tabulación de resultados;
no se obtuvo valores similares entre ellos y se le atribuye este escenario a varias
posibles causas que se pueden enunciar a continuación.
1.- El tiempo de proceso de la vibración de la máquina no fue la necesaria
2.- Los adoquines pudieron tener diferentes tiempos de curado
3.- Al fabricar los adoquines se generaron una gran cantidad de vacios
4.- La relación W/C (agua/ cemento)
5.- En lo que respecta a los agregados también puede influir el tamaño, la forma y la
distribución de los agregados en los moldes de fabricación.
6.- Efectos de temperatura durante el curado
7.- Condiciones de humedad durante el proceso de curado
8,. Tipos de cemento que se puede utilizar en la mezcla
-77-
Todas estas causas pueden ser rectificadas teniendo un estricto control el
momento de la fabricación de estos adoquines, de esta manera obtendremos menos
variación en los resultados de los ensayos.
Entonces como tenemos resultados con variaciones un poco altas, se ve en
la necesidad de utilizar métodos estadísticos para poder evaluar dichos resultados,
y así conseguir resultados homogéneos en los valores finales para poder
relacionarlos entre sí.
Uno de los métodos estadísticos que se utilizará es la desviación estándar.
Según la Tabla 4 que expresa los valores de la norma INEN 1488, la
resistencia a la compresión es de 40 Mpa entonces los dos adoquines están dentro
de los parámetros establecidos.
En lo que respecta al adoquín de caucho no tenemos su resistencia a la
compresión porque la probeta no falla por la gran capacidad que tiene el material
para absorber energía, pero se consideró la ultima carga que es 1664 KN, esta fue
la última que pudo dar la máquina antes de llegar a su máxima capacidad, sin
olvidar que aunque se dio la máxima carga al material el aplastamiento temporal
no fue excesivo, por lo que se considera que aun el adoquín puede soportar mayor
carga.
Al comparar los dos valores del esfuerzo a compresión en la Tabla 7, el
valor del adoquín de caucho es mayor, además cabe recalcar que una vez retirada
la carga que lo deformaba recuperó totalmente su forma original, lo que no sucede
en el adoquín convencional.
4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS A FLEXIÓN
Como ya se mencionó anteriormente el ensayo a flexión también se lo debe
considerar hacerlo a los adoquines de hormigón ya que gracias a este ensayo podemos
determinar la resistencia a la rotura y así sabremos que resistencia pueden soportar los
adoquines adquiridos antes que aparezcan fisuras.
Hay que tomar en cuenta que el realizar este tipo de ensayos en más
sencillo que el ensayo de compresión, pues las cargas que se necesitan para hacer
este tipo de ensayos nos la puede dar cualquier máquina universal, lo que no
sucede con el ensayo de compresión porque para realizar ese ensayo necesitamos
que la capacidad sea mayor.
Este ensayo dará una clara información de la relación existente entre el
módulo de rotura y la resistencia a la flexión.
Según lo estipula la Norma Técnica Colombiana INCOTEC 2017 los
adoquines deben tener un valor promedio de 4,2 a 5 Mpa.
-78-
Al observar la Tabla 2 y compararla con la Tabla 7 se observa que los dos
están dentro de los parámetros que establece la norma.
En lo que respecta a esfuerzos el adoquín convencional es mayor, pues este
se ensaya hasta la rotura en cambio el de caucho a medida que incrementa la carga
se fue deformando hasta el punto en el cual la deformación temporal se estimó que
fue la máxima como se puede observar en la fotografía 30 y ya no se puede aplicar
mas carga entonces se procedió a tomar la lectura..
4.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO DE COMPRESIÓN
PERPENDICULAR A LA FIBRA
Se decidió aplicar este ensayo que es específicamente para maderas en la probeta de
caucho, porque la madera al aplicar carga simula a una esponja que absorbe las cargas
casi similar a lo que ocurre con el adoquín.
Por los estudios realizados en la madera la norma ASTM D 143, estipula
que la lectura de la carga se va a leer cuando el deformímetro marque 2500 x 10-3
mm se considera esta deformación por el mismo hecho de que la madera al igual
que el caucho se van a seguir deformando hasta cuando se les aplique carga.
Al realizar las gráficas se observa que este material cumple con la ley de
Hooke, pero se procederá a realizar otro ensayo para confirmarlo.
4.5. ANÁLISIS DE RESULTADOS DEL ENSAYO DE TRACCIÓN DEL
ADOQUÍN DE CAUCHO
Al observar el cuadro de resultados la carga por varias ocasiones estuvo
en 10 kg pero la deformación se incrementaba esto es porque en realidad si
existían otras cargas pero no se podía leer por que la apreciación de la máquina es
de +/-10 kg.
Aun así se pudo realizar la gráfica en donde confirmamos lo anteriormente
dicho que cumple la ley de Hooke pues en ningún momento del ensayo entro al
límite de fluencia o peor aun al límite plástico.
En este ensayo también pudimos determinar la resiliencia hiperelástica que
es la cantidad de energía que el material absorbe sin sufrir una deformación
plástica y que liberará dicha energía cuando este material es descargado.
Para entender lo expuesto anteriormente se hizo uso de la Ilustración 22,
que si bien es cierto no se obtuvo del ensayo realizado, nos servirá para entender
de mejor manera la definición anterior.
-79-
Ilustración 22: Resiliencia Fuente: Ana María Cuzco
En el gráfico esfuerzo versus deformación la resiliencia queda determinada
por el área bajo la curva del ensayo de tracción entre la deformación nula y el
límite de fluencia.
Con el ensayo realizado se pudo determinar el módulo de elasticidad, que
es una medida de rigidez es decir mientras mayor sea el valor, más rígido es el
material entonces, en nuestro caso se obtuvo un valor cercano a cero el cual nos
quiere decir que el material es altamente elástico.
4.6. ANÁLISIS DE LA RELACIÓN ENTRE FLEXIÓN Y COMPRESIÓN
El resultado final de los ensayos de flexión y de compresión a los dos tipos de
adoquines nos permite efectuar un estudio cualitativo con el único fin de
confirmar el planteamiento inicial de la investigación, el mismo que indicaba el
comparar las propiedades del adoquín de caucho frente al adoquín que
comúnmente se utiliza en la pavimentación vial.
Cualitativamente podemos observar las vías pavimentadas con el adoquín de
hormigón, en donde se puede observar las fallas que existen por las cargas de
compresión.
-80-
Ilustración 23: Distribución de cargas en el pavimento. Fuente: (SALGUERO,
2013)
La ilustración 23 nos da una breve idea de que es lo que ocurre cuando un
camión de peso moderado ejerce una carga sobre el adoquín de hormigón, y esta
se trasmite hacia las capas inferiores como puede ser la base o sub- base en forma
cónica. De esta manera demostramos que la falla por compresión se produce en un
lugar donde existe una elevada concentración de esfuerzos, que puede ser
provocada por una carga puntual fuerte.
Si se detiene analizar el comportamiento de un adoquín de caucho frente a una
carga moderada sobre una vía los esfuerzos serian absorbidos directamente por el
adoquín evitando la falla que ocurre en los adoquines de hormigón.
4.7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ADOQUÍN DE HORMIGÓN
4.7.1. Ventajas
1.- La materia prima para la fabricación es muy fácil de conseguir.
2.- Al tener dimensiones exactas logran un mayor rendimiento en la instalación
3.- Como tienen un control más estricto en lo que es la fabricación son mas durables,
entonces se los puede reutilizar.
4.- Para la colocación no se necesita de mano de obra especializada
5.- El adoquín al ser un material que podemos poner y quitar fácilmente de la capa de
rodadura nos permite reparar o instalar redes de servicio.
6.- Poseen los espesores que exigen las normas
-81-
7.- Se puede instalar en cualquier lugar garantizando la homogeneidad del producto
8.- Por la diversidad de colores que existe en el mercado nos permite hacer
demarcaciones y señalizaciones integradas
9.- Al existir una gran variedad de diseños puede ser utilizado en una vía de tráfico
liviano, pesado o de uso peatonal.
10.- Tiene una vida útil larga
11.-. Para su instalación requiere la utilización de poca maquinaria.
12.- Gracias a que son piezas individuales al deteriorarse un adoquín se puede
sustituir por otro con gran facilidad.
13.- Económicos
14.- Facilidad en su adquisición.
4.7.2. Desventajas
1.- Si no se tiene un adecuado control en lo que es la fabricación se puede obtener un
adoquín poroso cuya resistencia no va a cumplir según lo que exige la norma.
2.- En lo que respecta al momento de transportarlos por el contacto uno con el otro
pueden generarse fisuras, o en muchos de los casos el deterioro total del producto
3.- No se puede someter a la acción de un chorro de agua porque puede perder el
sello de las juntas.
4.- Al ser piezas que se colocan individualmente en la vía provoca ruido y mayor
vibración al automóvil que circule sobre esta.
4.8. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL ADOQUÍN DE CAUCHO
4.8.1. Ventajas
1.- Posee una durabilidad excepcional, dependiendo del espesor y el uso al que se le
de este tipo de adoquín se dice que la durabilidad es de 10 años.
2.- Fácil de instalar
3.- Se podría decir que no necesita mantenimiento
-82-
4.- Al colocarlos presenta una superficie suave y una textura relajante.
5.- En cuanto a su peso, en relación al adoquín convencional es mucho mas liviano.
6.- Son extremadamente flexibles.
7.- Se los puede utilizar en guarderías, parques infantiles, pistas de baile gracias que
son amortiguadores de impacto.
8.- Para ser utilizados solo es necesario esperar como tres días máximo, no necesita
que pasen los 28 días como ocurre con el otro tipo de adoquín.
9.- Ayuda a la conservación del medio ambiente, pues se está reinsertando a la vida
útil las llantas recicladas.
10.- Este tipo de adoquines se entrelazan entre sí el cual quiere decir que ya no se
necesita arena ni cemento para el sellado de las juntas y esto representa un ahorro.
11.- Conserva el calor de la misma manera que lo hace el concreto.
12.- Gracias a sus colores, diseños y espesores se puede colocar sobre cualquier
superficie como puede ser sobre hormigón listo, madera, asfalto, entre otros.
13,. Posee una buena estabilidad dimensional.
4.8.2. Desventajas
1.- El costo es un poco alto en relación al adoquín convencional, debido a los
diferentes procesos que debe tener el neumático ya reciclado para obtener el polvo de
llanta que sirve de materia prima.
2.- Al ser un material que recién está entrando al mercado no se lo puede conseguir
fácilmente, pues son contadas las empresas que los fabrican.
4.9. ANÁLISIS PRESUPUESTARIO DE LOS DOS TIPOS DE ADOQUINES
4.9.1. Presupuesto del adoquín de hormigón y de caucho
Se van a construir 250 m de pavimento de adoquines en una vía de 5m de
ancho con bordillos a los lados, se utilizará adoquín ingles de 19,37x14,29 x 6 (36
adoquines m²) y 15 cm de base de suelo cemento tomado de la subrasante. Para
realizar la obra se cuenta con un maestro y tres obreros los cuales trabajan 8 hora
diarias, el rendimiento de la base es Rb=140m²/d, rendimiento de construcción de
confinamiento Rc=16m/d de bordillo y un rendimiento de la colocación de los
-83-
adoquines de Ra=150m²/d (con arena y compactación); se tiene algunas
herramientas compradas y otras son alquiladas como por ejemplo las carretillas, la
cortadora y la compactadora tipo rana
1.- DESCRIPCIÓN DE LA OBRA Y ESPESORES DE DISEÑO DEL
PAVIMENTO
DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDADES
Longitud del pavimento L= 250 m
Ancho del pavimento A= 6 m
Área del pavimento( a=L*A) 1500 m²
Número de adoquines en 1m²=n 36 un
Total de adoquines(Ta=a*n*1,05) 56700 un
Espesor de la base granular Ebg 0,25 m
Espesor de la base suelo cemento Ebs 0,25 m
2.- DEFINCIÓN DE LOS RECURSOS DE TRABAJO Y LOS RENDIMIENTOS
DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDADES
Número de maestros (Nm)= 1 obrero
Número de obreros(No)= 4 obreros
Tamaño de la cuadrilla(Tc=Nm+No) 5 obreros
Rendimiento de construcción de la base Rb= 140 m²/d
Rendimiento de const. del confinamiento Rc= 16 m/d
Rendimiento de colocación de adoquines Ra= 150 m²/d
3.- CÁLCULO DEL CONSUMO DE MATERIALES
3.1. Capa de rodadura:
DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDADES
Área de adoquines ad= 0,03 m²
Total de adoquines para la obra Ta= 56700 un
Vol. de arena para la capa Vac=a*0,05 75 m³/m²
Vol. de arena para el sello Vas=a*0,0075 11,25 m³/m²
-84-
3.2. Base de suelo cemento:
DESCRIPCIÓN CANTIDAD UNIDADES
Vol base del suelo cemento Vbsc=L*(A+0,5)*Ebs 406,25 m³
Número de tandas
suelocemento=Ntsc=Vbsc/0,375 1083,33 un
Kg de cemento para base Kcb=Ntsc*50 54166,5 kg
Litros de agua para base lab=Ntsc*25 27083,25 l
3.3. Base Granular
Vol base granular Vbg=L *(A+0,5) *Ebg*1,10 268,12 m3
|
3.4. Confinamiento
Long de confinamiento lateral Lc= L*2 500 m
-85-
ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS DEL ADOQUÍN DE HORMIGÓN
PROYECTO: SAN BARTOLO
UBICACIÓN: AV. MALDONADO
RUBRO: PAVIMENTO DE ADOQUIN
A.- MATERIALES
RODADURA
CODIGO DESCRIPCIÓN UNIDAD
COSTO
UNITARIO CANTIDAD SUB TOTAL
1 Adoquines un 0,32 56700 18144
2 Arena(capa) m³ 5,64 75 423
3 Arena(sello) m³ 5,6 11,25 63
SUELO CEMENTO
CODIGO DESCRIPCIÓN UNIDAD
COSTO
UNITARIO CANTIDAD SUB TOTAL
5 Cemento Chimborazo
kg 7,34 1083 7949,22
6 Agua l 0,15 27083,25 4062,4875
CONFINAMIENTO
CODIGO DESCRIPCIÓN UNIDAD
COSTO
UNITARIO CANTIDAD SUB TOTAL
7 Bordillo m 5,6 500 2800
SUBTOTAL 33441,7075
B.- MANO DE OBRA
CODIGO DESCRIPCIÓN N° SALARIO/HORA RENDIMIENTO
SUB
TOTAL
8 Residente 1 3,39 1 3,39
9 Maestro 1 3,38 0,1 0,338
10 Albañil 2 3,05 0,1 0,305
11 Peón 2 3,01 0,1 0,301
SUB TOTAL 4,334
C.- EQUIPO Y HERRAMIENTA MENOR
CODIGO DESCRIPCIÓN UNIDAD COSTO/HORA RENDIMIENTO SUB TOTAL
11 Cortadoras 1 4,9 0,106 0,5194
12 Compactadora tipo
rana 1 6,3
0,106 0,6678
13 Herramienta menor 0,1
SUB TOTAL 1,2872
TOTAL
33447,3287
-86-
Los rendimientos de obra, que aparecen en el Numeral 2, deben ser
rendimientos tomados de la experiencia de trabajos previos, hechos en condiciones
similares a las de la obra por iniciarse. Si no se dispone de ellos, se deben utilizar
datos tomados de la experiencia de otros, en trabajos similares y compararlos con
los obtenidos, al final de la obra, para tener datos confiables para futuros
proyectos.
El número de adoquines en un m2 depende de la forma y del tamaño de
estos, por lo cual no es un número fijo. Para adoquines de 10 x 20 cm, n = 50.
Para una vía de 6 m de ancho se calcula un desperdicio de un adoquín a un
lado de la vía por corte de los ajustes, que equivale al 3% del área, y un 2% más
por piezas defectuosas. Mientras más estrecha sea la vía, mayor será el
desperdicio, que puede ser de un 20% en andenes de 1 m, o del 2% en vías de 10
m. Se recomienda definir el ancho de manera que haya que partir la menor
cantidad posible de adoquines.
Se debe recordar que además de los maestros y obreros hay que pagar los
honorarios del director, coordinador o residente de la obra; y del interventor, si lo
hay.
Se pide un 25 % más de lo necesario, para pérdidas por manejo.
Se construye un sobreancho de 25 cm de base a cada lado.
El espesor suelto es un 10 % más. En la base de suelo cemento, este sobre
espesor se coloca en el cemento.
En una obra se pueden tener diferentes tipos de confinamiento, por lo que
hay que crear un renglón, en 3.4, para cada uno de ellos, con su longitud
correspondiente.
-87-
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS DEL ADOQUÍN DE CAUCHO
PROYECTO: SAN
BARTOLO
UBICACIÓN Av. Maldonado
RUBRO Pavimento de adoquines
FECHA DE ELABORACIÓN 13/06/2015
REALIZADO
POR Ana María Cuzco
A.- MATERIALES
RODADURA
CODIGO DESCRIPCIÓN UNIDAD
COSTO
UNITARIO CANTIDAD
SUB
TOTAL
1 Adoquines un 2 56700 113400
2 Arena(capa) m³ 5,64 75 423
3 Agua l 0,15 1300 195
CONFINAMIENTO
CODIGO DESCRIPCIÓN UNIDAD
COSTO
UNITARIO CANTIDAD
SUB
TOTAL
7 Bordillo m 5,6 500 2800
SUBTOTAL 116623
B.- MANO DE OBRA
CODIGO DESCRIPCIÓN N° SALARIO/HORA RENDIMIENTO
SUB
TOTAL
8 Residente 1 3,39 0,45 1,5255
9 Albañil 1 3,05 1,93 5,8865
10 Peón 2 3,01 1,93 5,8093
SUB TOTAL 13,2213
C.- EQUIPO Y HERRAMIENTA MENOR
CODIGO DESCRIPCIÓN UNIDAD COSTO/HORA RENDIMIENTO
SUB
TOTAL
13 Herramienta menor 0,1
SUB TOTAL 0,1
TOTAL
116636,321
-88-
CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
1.- Al analizar el proceso de reciclaje de los neumáticos se obtuvo como información
que todos los componentes del neumático reciclable son utilizados, por ejemplo al
triturar la llanta se obtiene el polvo de caucho que es la materia prima para la
fabricación del adoquín, el acero que se utiliza para generar un nuevo acero en las
acerías y el textil que se utiliza como combustible en hornos de cemento.
2.- Al realizar los respectivos ensayos pudimos determinar la resistencia a la
compresión, a la flexión, además del módulo de elasticidad de los dos materiales
objeto de estudio.
3.- Una vez determinada las propiedades mecánicas de los dos adoquines, se puede
concluir que el adoquín que ofrece mejor resistencia a la compresión es el de caucho
porque tiene un valor de 69,68 Mpa mayor al de hormigón que posee una resistencia
característica de 52,85 Mpa, pero hay que destacar que los dos valores están dentro de
40Mpa que es lo que la norma INEN 1488 establece.
4.- En lo que respecta a la flexión el adoquín de hormigón es mayor obteniendo un
valor del 6,76 Mpa en relación al de caucho que es de 4,81Mpa, sin embargo los dos
son útiles para la construcción porque se encuentran dentro 4,2 Mpa que es el valor
establecidos por la norma colombiana INCOTEC.
5.- El adoquín de caucho posee una propiedad adicional frente al adoquín
convencional, como es la elasticidad, por lo tanto es capaz de absorber gran cantidad
de energía y una vez que desaparece la carga que lo deforma recupera su forma
original, garantizando que la vía tenga un mayor tiempo de vida útil
6.- Si utilizamos con mayor frecuencia los adoquines de caucho reduciremos al
máximo la contaminación producida por estos desechos debido que para realizar un
adoquín de 25x25 necesitamos dos neumáticos de aro 14 que son los que más
demanda existen.
7.- No se obtiene valores reales del rendimiento de los obreros en la colocación del
adoquín de caucho por lo que fue necesario analizar parámetros como el esfuerzo
físico y el avance de la obra por m2, tomando en cuenta que la manipulación de este
material resulta sencillo debido a que su peso es aproximadamente la mitad del peso
de un adoquín de hormigón.
-89-
8.- En el presupuesto solo se sacó costos directos porque se buscaba demostrar como
incide el costo de los adoquines en la construcción de una vía.
8.- Al sacar el presupuesto de un pavimento, usando los dos tipos de adoquines objeto
de estudio se concluye que a pesar de que el adoquín de caucho presenta grandes
ventajas, resulta tres veces más caro que el usar adoquín de hormigón en una vía, esto
se debe a que es un material que recién está saliendo al mercado y no existe mucha
demanda para abaratar el costos, pues cada unidad de éste, está en 2 dólares en
cambio el de hormigón a penas bordea un valor de 0,32 centavos.
5.2. RECOMENDACIONES
1.- Investigar qué beneficios aportaría el polvillo producto de la trituración de los
neumáticos reciclables al añadirlo en la mezcla para la elaboración de un adoquín de
hormigón.
2.- Se recomienda utilizar el ensayo a flexión en los adoquines de hormigón para
descubrir cuál es el momento flector que ocasiona las fisuras y así establecer para que
orden de vía es apto ese material
3.- En países vecinos existen normas que podemos acoplarlos a nuestras exigencias y
así poder obtener información del comportamiento de algunos materiales, como es el
caso de la norma INCOTEC que expone el ensayo a flexión que no existe en las
normas INEN.
4.- Incentivar a la investigación para descubrir los usos que se le puede dar al polvo
de llanta reciclable dentro del área de la construcción para evitar que millones de
neumáticos sean arrojados a la intemperie y contaminen el medio ambiente.
5.- Utilizar el adoquín de caucho en una vía para analizar el comportamiento frente a
las solicitaciones de carga y de esta manera tener información acerca de la
durabilidad y desgaste; además se obtendría rendimientos reales en lo que respecta a
la colocación del mencionado material.
6.- Es necesario dar a conocer el adoquín de caucho y sus múltiples usos con la
finalidad de incrementar la demanda y así lograr que el precio de este producto baje.
-90-
ANEXO 1: NORMA INEN 1483
-91-
-92-
ANEXO 2: NORMA INEN 1484
-93-
-94-
-95-
ANEXO 3:NORMA INEN 1485
-96-
-97-
-98-
-99-
-100-
-101-
ANEXO 4: NORMA INEN 1486
-102-
-103-
-104-
-105-
ANEXO 5: NORMA INEN 1487
-106-
-107-
-108-
ANEXO 6: NORMA INEN 1488
-109-
-110-
-111-
-112-
BIBLIOGRAFÍA
1. 30 MIL LLANTAS USADAS TIENEN UNA NUEVA VIDA: El Telégrafo. (25
de Agosto de 2014). Obtenido de El Telegrafo:
http://telegrafo.com.ec/sociedad/item/30-mil-llantas-usadas-tienen-una-nueva-
vida.html
2. ADOQUÍN. (s.f.). Obtenido de EcuRed[en linea]:
http://www.ecured.cu/index.php/Adoqu%C3%ADn
3. ARKITECTURA. (2011). ¿ Qué son los adoquines y como usarlos? Obtenido
de De arkitectura.com: http://dearkitectura.blogspot.com/2012/07/que-son-
los-adoquines-y-como.html
4. BRICOBLOG. (25 de Marzo de 2013). 100 ideas creativas neumáticos
reciclados. Obtenido de Bricoblog: https://www.bricoblog.eu/reciclado-
creativo-de-neumaticos-1/
5. CALLE, G; Henao, E. (s.f.). Determinación de las propiedades mecánicas de
los materiales sometidos a flexión. Obtenido de
http://www.utp.edu.co/~gcalle/flexion.pdf
6. CARDENAS, Armas J. J; BAÑO, Calle N. M. (s.f.). ESTUDIO.
7. CEDON, Sosa A. P; Mosquera, Cedillo X. E. (2004). Impacto Ambiental por
neumáticos usados. Obtenido de Universidad Politecnica Salesiana:
http://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/1181/6/CAPITULO%20I.pdf
8. CHALUIZA, Charro A. M. (6 de noviembre de 2012). Relaciones de
compresión y tensión en adoquines fabricados con materiales procedentes de
la cantera de Pesillo, ubcado en el canton Cayambe, provincia de Pichincha.
Obtenido de Universidad Central del Ecuador:
http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/386/1/T-UCE-0011-19.pdf
9. CUSI, T. (s/a). Mecánica de Materiales. Obtenido de Scribd:
http://es.scribd.com/doc/73955248/Capitulo-1-Introduccion-1-Mecanica-
Materiales#scribd
10. D' CONCRETO. (s.f.). Adoquin. Catálogo de productos, 8.
11. ECCONEX. (19 de Mayo de 2012). Reciclado de los neumáticos y su
aplicación. Obtenido de https://www.youtube.com/watch?v=oQcjRIPtQGM
12. ECUADORINMEDIATO. (25 de Agosto de 2011). Gobierno apoya
reencauche de llantas usadas para reducir contaminación ambiental.
Obtenido de Ecuador nmediato:
http://ecuadorinmediato.com/index.php?module=Noticias&func=news_user_v
-113-
iew&id=156492&umt=gobierno_apoya_reencauche_llantas_usadas_para_red
ucir_contaminacion_ambiental
13. HAYAS, J. (Febrero de 2009). Tipos de Adoquines. Obtenido de
howenespañol: http://www.ehowenespanol.com/tipos-adoquines-
info_205481/
14. HUIZA, M. (10 de septiembre de 2007). El Adoquin: Universidad Nacional
de Ingenieria. Obtenido de Universidad Nacional de Ingenieria:
http://huizaortizmarcos.blogspot.com/2007/09/materiales-de-acabados-los-
adoquines.html
15. MOP, ESPECIFICACIONES GENERALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE
CAMINOS Y PUENTES (2002). (pág. Capitulo 8 pagina 91).
16. MORALES, E. (8 de Octubre de 2012). Planta de producción de bloques y
adoquines de concreto. Obtenido de
https://www.youtube.com/watch?v=CU9CuxLcF-w
17. NORMA TECNICA COLOMBIANA INCOTEC (2017), Adoquines de
concreto para pavimentos: http://tienda.icontec.org/brief/NTC2017.pdf
18. NORMA TECNICA ECUATORIA INEN 1484 (1986-10), Adoquines
Muestreo: https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.1484.1987.pdf
19. NORMA TECNICA ECUATORIA INEN 1485 (1986-10), Adoquines
Determinación de la resistencia a la compresión:
https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.1485.1987.pdf
20. NORMA TECNICA ECUATORIA INEN 1486 (1986-10), Adoquines
Determinación de las dimensiones, área total, y área de la superficie de
desgaste: https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.1486.1987.pdf
21. NORMA TECNICA ECUATORIA INEN 1488 (1986-10), Adoquines
requisitos: https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.1488.1987.pdf
22. s.a. (2 de Agosto de 2013). La Gestión Integral de Neumáticos Usados
optimiza recursos para el manejo seguro de desechos. Obtenido de Ministerio
del ambiente: http://www.ambiente.gob.ec/la-gestion-integral-de-neumaticos-
usados-optimiza-recursos-para-el-manejo-seguro-de-desechos/
23. s.a. (s.f). Reusa Llantas. Obtenido de Ministerio de Industrias y
productividad: http://www.industrias.gob.ec/reusa-llanta/
24. s.a. (5 de Noviembre de 2012). Galapagos libre de llantas usadas que
contaminaban las islas. Obtenido de Minsterio del Ambiente:
http://www.ambiente.gob.ec/tag/llantas/
-114-
25. s.a. (15 de Noviembre de 2014). Se impulsa reciclaje de llantas. Obtenido de
La hora:
http://www.lahora.com.ec/index.php/noticias/show/1101750492#.VVMzB5P
SQSY
26. s.a. (s.f.). Producción del adoquín. Obtenido de D' concreto: http://www.d-
concreto.com/videos.asp?qTipo=200
27. s.a. (s.f). Gestión de residuos sólidos. Obtenido de Ministerio de ambiente:
http://cimaecuador.com/presentaciones/foroambiental/16H05PaulaGuerra.pdf
28. SALGUERO, V. (4 de Noviembre de 2013). Adoquines modificados con fibra
de polipropileno para el uso en las vías de la cuidad de Quito. Obtenido de
Universidad Central del Ecuador:
http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/2212/1/T-UCE-0011-75.pdf
29. SUN, F. (1 de Marzo de 2015). Linea de reciclaje de llantas. Obtenido de
https://www.youtube.com/watch?v=UoLVLj0lzTY
30. Video de TDF, Trituradoras de Llantas, Reciclaje de Llantas, ECO Green
Equipment . (8 de Enero de 2013). Obtenido de Eco Green Equipament:
https://www.youtube.com/watch?v=C2zolcTaBZs
31. WIKIPEDIA. (28 de Diciembre de 2014). Adoquín. Obtenido de
Enciclopedia[en linea]: http://es.wikipedia.org/wiki/Adoqu%C3%ADn