DISEÑO EXPERIMENTAL DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS UTILIZANDO MATERIALES RECICLADOS, PARA VIVIENDAS DE INTERÉS SOCIAL. SÍNTESIS
DE TESIS DOCTORAL
Rosana
Gaggino1
RESUMEN
Este artículo es una síntesis de una
Tesis Doctoral de la Carrera de Doctorado en Ciencias de Diseño de la Facultad
de Arquitectura, Urbanismo y Diseño de la Universidad Nacional de Córdoba,
presentada en el año 2009.
Trata sobre el desarrollo de un nuevo
material para la construcción: el
mortero elaborado con plásticos reciclados y cemento. Con este material se han
fabricado ladrillos, bloques, placas y ladrillones que se utilizan como
cerramiento no portante en viviendas.
Estos elementos constructivos son más
ecológicos que otros tradicionales porque se utilizan residuos como materia
prima principal, colaborando así con la
descontaminación del medio ambiente. La mayor parte de estos residuos hasta el
presente son enterrados en predios municipales, sin utilidad alguna; o
acumulados y quemados en basurales, produciendo degradación del entorno.
Desde el punto de vista técnico, se
logran elementos constructivos con ventajas con respecto a otros tradicionales
(como por ejemplo ladrillos de tierra y bloques de hormigón) en lo que respecta
a liviandad y aislamiento térmico. La importancia económica de la
implementación de esta tecnología es que se reducirían gastos para los
municipios en recolección y disposición final de residuos; y en general en la
descontaminación del medio ambiente.
PALABRAS CLAVE
Elementos constructivos; mortero para
construcción; ecología; plásticos reciclados; vivienda social
EXPERIMENTAL RESEARCH IN DESIGN OF CONSTRUCTION ELEMENTS USING
RECICLED MATERIALS TO BE USED IN SOCIAL HOUSING.
DOCTORAL THESIS SYNTHESIS
ABSTRACT
This
article is a synthesis of a Doctoral Thesis of the Doctorate in Design Science
at the Faculty of Architecture, Urbanism and Design of the National University
of Córdoba, presented in 2009.
It
is about the development of a new material for construction: mortar
made with recycled
plastics and cement. With this
material, bricks, blocks, plates and big bricks have been manufactured to be used as non- bearing enclosures in homes.
These
construction elements are more ecological than traditional ones because waste
material is used as the main raw material, thus collaborating with the decontamination of the environment.
Most of these residues up to the present
are buried in the municipal land without any use; or
accumulated and burned in landfills, causing degradation of the environment.
From the technical
point of view, construction elements are obtained with advantages over
traditional ones (such as earth bricks and concrete blocks) in terms of
lightness and thermal insulation. The economic importance of the implementation
of this technology is that it will reduce costs for municipalities in waste
collection and final disposal; and in general, in the decontamination of the
environment.
KEYWORDS
Construction elements; construction mortar; ecology; recycled plastics; social housing
Fecha recepción: 31 enero 2019 - Fecha
aceptación: 5 junio 2019
1 Arquitecta egresada de la Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño de la Universidad Nacional de Córdoba en
Arquitectónico y Urbano, en 2000. Doctora
en Ciencias del Diseño, en 2009, FAUD – UNC. Investigadora Ind Actualmente
es Directora del Centro Experimental de Vivienda Económica -CEVE- instituto
de investigación depe la Asociación de Vivienda Económica, ubicado en
Córdoba, Argentina.
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1 Arquitecta egresada
de la Facultad de Arquitectura, Urbanismo y Diseño
de la Universidad Nacional de Córdoba
en 1990. Magister en Diseño Arquitectónico y Urbano, en 2000. Doctora
en Ciencias del Diseño, en 2009, FAUD– UNC. Investigadora Independiente de
CONICET. Actualmente es Directora del Centro Experimental de Vivienda Económica -CEVE- instituto de investigación dependiente de CONICET y de la Asociación de Vivienda
Económica, ubicado en Córdoba, Argentina.
Introducción
La hipótesis de trabajo que fue el punto de partida de esta investigación, es que se pueden construir
viviendas más ecológicas que
las tradicionales, con cualidades técnicas y económicas, utilizando elementos
constructivos fabricados con “nuevos materiales”, a partir del reciclado de
residuos plásticos.
La originalidad de este trabajo radica en que se han
desarrollado y estudiado productos que no existían hasta el presente, si bien
hay antecedentes nacionales e internacionales con algunos aspectos similares.
La novedad de estos productos radica en el material constitutivo, ya que están
fabricados con un mortero en el cual el plástico reciclado es la materia prima
principal. Se trata de una tecnología barata, no sofisticada y ecológica para
la construcción de viviendas; utilizando materiales descartables de los que se
dispone en abundancia. El desarrollo tecnológico de componentes constructivos
para cerramientos, su diseño, y el conocimiento de sus propiedades y ventajas constituye el aporte original
de este trabajo.
También se realiza
una propuesta de diseño aprovechando al máximo el potencial del material estudiado, como ejercicio final.
Los elementos constructivos estudiados en esta Tesis se
fabrican con cemento Portland y botellas descartables de jugos, gaseosas, agua
mineral y soda, constituidas por PET (polietilen tereftalato). Foto 1. En
algunos casos se utiliza también arena gruesa como agregado. Los materiales que se reciclan
con esta tecnología no necesitan estar limpios, pueden contener tierra,
arenillas, etc. sin que se afecten por ello sus buenas propiedades (a
diferencia de otros procedimientos de reciclado químicos
en los cuales es imprescindible la perfecta limpieza
de los materiales).
El reciclado de estos materiales para su uso en esta
tecnología es muy simple y económico, de tipo mecánico. El procesamiento de
estos materiales plásticos no deja residuos sin procesar porque incluso el
sobrante molido y cementado se puede agregar a una nueva mezcla.
Foto 1. Envases de PET. Fuente: archivo
fotográfico de CEVE.
Objetivos
Los objetivos
generales fueron:
-
Desarrollo de una tecnología ecológica para la construcción, basada en el reciclado de residuos plásticos.
-
Desarrollo de una tecnología productiva económica, para colaborar en la solución
del déficit habitacional
de nuestro país.
Los objetivos específicos fueron:
-
Avance en
el conocimiento de materiales plásticos reciclados para ser utilizados en la
elaboración de elementos constructivos.
-
Desarrollo
de nuevos procedimientos para fabricar elementos constructivos buscando mejorar
propiedades técnicas y abaratar costos.
-
Estudio
del comportamiento de los elementos constructivos que se desarrollen en la
investigación (aspectos técnicos, ecológicos y
económicos).
Marco teórico
La naturaleza produce residuos, pero tiene la suficiente
capacidad de procesarlos, integrándolos de nuevo al ciclo vital. En las cadenas
tróficas, animales herbívoros consumen vegetales, animales carnívoros consumen
animales herbívoros u otros carnívoros, y finalmente, organismos que viven en
el suelo (hongos y bacterias) están encargados de descomponer o degradar a los
organismos muertos. De esta sabia manera, la naturaleza busca mantener el
delicado equilibrio del sistema ecológico.
El ser humano representa una amenaza en este mecanismo, al producir residuos
en grandes cantidades por su afán de consumo. Algunos de ellos son
posibles de “absorber” nuevamente (por ejemplo, el caso de los residuos de
alimentos, que pueden ser reciclados como abono para cultivos) y otros que, por
su escasa o nula bio- degradabilidad, como en el caso de los plásticos, se acumulan, entierran
o incineran en basurales (legales
o ilegales) produciendo contaminación, y desaprovechando irracionalmente los recursos. De esta manera,
el hombre causa un impacto negativo en el medio ambiente,
con una miope visión cortoplacista.
La disminución de la producción de residuos, el reciclado
de los materiales reutilizables y la correcta disposición final de los residuos
que realmente no pueden aplicarse para un nuevo uso, se visualizan como las
mejores soluciones posibles dentro de esta problemática. El reciclado es además
la mejor forma de evitar la extracción de materias primas.
La disposición de los residuos constituye un problema en
las ciudades, y las soluciones que los municipios han dado al mismo
evolucionaron notablemente. Antiguamente las ciudades se deshacían de los
residuos mediante el alejamiento y ocultamiento de los mismos respecto de los
asentamientos humanos, sin importar la contaminación ambiental consecuente en
estos sitios. A esta modalidad de disposición de residuos se la denomina “vertedero
incontrolado”.2
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2
Vertedero incontrolado:
basural a cielo abierto, que genera contaminación de aguas, aire, suelo y
alimentos, deterioro paisajístico y cultural del entorno, pérdida de valor
inmobiliario, etc. En el mismo se justifica la combustión de los residuos para
prolongar la vida útil del predio de disposición, el control de vectores de enfermedades con insecticidas de elevada toxicidad, la alimentación de animales– principalmente cerdos– con residuos a cambio de la cesión
gratuita del sitio de disposición, el trabajo insalubre de los recuperadores para mantener fuentes
de trabajo, etc. Todo ello
contribuye a una situación de deterioro ambiental y de la salubridad, cuyas
consecuencias incluso escapan fuera de los límites del lugar donde ocurre.
Persiste lamentablemente aún en la actualidad y en la mayoría de las ciudades,
y es difícil de erradicar por razones de
facilidad y economía a corto plazo, pero han surgido en las dos últimas décadas
nuevos conceptos sanitaristas que han revolucionado la disposición final de los
residuos. Entre ellos se encuentra el método de ingeniería ambiental denominado
“vertedero controlado”3, que minimiza o evita los impactos
ambientales de la disposición final
de los residuos.
En estos predios los desechos son cubiertos con una delgada
capa de tierra sobre la cual crece sólo pasto. Se va aumentando así
gradualmente la superficie de pradera, sin otra utilidad (no se puede plantar
árboles o cultivar en ella; tampoco edificar por la vulnerabilidad de los
estratos inferiores).
Nuestra ciudad es un caso testigo de esta realidad: según
datos de la Agencia Córdoba Ambiente, organismo provincial encargado de
proteger el medio ambiente de la Provincia de Córdoba,
“Actualmente
los sitios de disposición final de residuos con vertido incontrolado
constituyen el 43% del total, y los sitios con vertido controlado constituye el
57 % restante. Se constata además que existen 700 basurales a cielo abierto en
nuestra provincia” (Gobierno de la Provincia de Córdoba, 2000).
Otro
concepto sanitarista que ha cobrado auge en estas dos últimas décadas es el de reciclar,
como una forma de aprovechamiento racional de los residuos, y de minimizar la
cantidad que se debe enterrar.
El reciclado es imprescindible por los altos costos que tiene la
disposición de los residuos y las consecuencias ambientales no deseadas. Todos
estos son fuertes incentivos para realizarlo, no siempre correctamente
evaluados.
Sin embargo, es aún
muy bajo el porcentaje de residuos que se recupera, en parte debido a la escasa
conciencia ambiental de nuestra población, a diferencia de la europea.
Según datos de la Agencia Córdoba Ambiente,
“Se estima
que en la actualidad la provincia de Córdoba genera
alrededor de 1.300.000 toneladas de residuos sólidos urbanos no industriales.
Hay además un incremento del orden del 15 al 20 % anual, considerando el
crecimiento vegetativo de la población. Casi el 30 % de los residuos son de
difícil o imposible recuperación (por sus características intrínsecas, estado de mezcla, tamaño,
etc.), pero nos queda aún el 70 % o sea 910.000 ton/año, susceptibles de algún
tipo de recuperación o aprovechamiento. Del total producido un 34 % está
constituido por materia
orgánica compostable y un 36 % corresponde a materiales inorgánicos reciclables. Se está recuperando alrededor de un 10 % (130.000 ton) principalmente por el sistema
informal de recuperación, llamado “cirujeo” (Gobierno
de la Provincia de Córdoba, 2001).
La construcción del entorno humano es una actividad que
siempre ha generado impacto ambiental en todas sus etapas: durante la
fabricación de los materiales, la construcción de los edificios, la utilización
de los mismos y su demolición.
La construcción implica el consumo de recursos naturales en
algunos casos no renovables, el gasto de energía, contaminación por las
emisiones, y generación de residuos.
Se coincide con la definición de “recurso no renovable” de
Calvo: “Recursos no renovables son la materia o la energía del medio natural
utilizables por el hombre que no pueden
ser obtenidas otra vez por la misma vía” (Calvo, 2000).
La degradación del medio ambiente causada por las
construcciones humanas ha comenzado a ocurrir con la existencia misma del
hombre, pero ha aumentado notablemente desde el siglo XIX, en coincidencia con
la Revolución Industrial.
3
Vertedero controlado: sitio
de disposición de residuos con las siguientes instalaciones: planta de
tratamiento de lixiviados, módulos para depósito de residuos con
impermeabilización de bases y taludes, coberturas de los mismos, sistemas de
control de gases, control de accesos, tratamiento del paisaje con barreras
forestales y visuales, etc.
En el siglo
pasado surge el concepto de Construcción Sostenible, con la preocupación ecologista de posibilitar que las generaciones futuras
no se vean perjudicadas por la actividad constructora del hábitat
humano (hasta la presente
destructora del medio ambiente).
En palabras de Lanting, “La construcción sostenible se
dirige hacia una reducción de los impactos ambientales causados por los
procesos de construcción, uso y derribo de los edificios y por el ambiente
urbanizado” (Lanting, 1996).
Siguiendo a
Cáceres,
“La
sostenibilidad consiste en la adaptación del entorno de los seres humanos a un
factor limitante: la capacidad del entorno de asumir la presión humana de
manera que sus recursos naturales no se degraden irreversiblemente” (Cáceres,
1996).
Coincidiendo con Kibert, se debe tratar de construir en
base a unos principios, que podríamos considerarlos ecológicos y se enumeran a
continuación:
“Conservación de recursos.
Reutilización de recursos.
Utilización de recursos Reciclables y Renovables en la
construcción.
Consideraciones
respecto a la gestión del ciclo de vida de las materias primas utilizadas, con
la correspondiente prevención de residuos y de emisiones.
Reducción en la utilización de la energía.
Incremento de la calidad, tanto en lo que atiende a materiales, como a
edificaciones y ambiente urbanizado”.
Protección del
Medio Ambiente
“Creación de un ambiente saludable y no tóxico
en los edificios”
(Kibert, 1994).
Las tecnologías tradicionales utilizadas en la República Argentina para la construcción causan impacto ambiental, en mayor o menor medida. Todas
ellas implican la extracción de materias primas (piedra, arena, madera, suelo
fértil, metales, etc.), en algunos casos recursos no renovables.
Es muy bajo el porcentaje de utilización de materiales reciclados, y se trata
en general de residuos recuperados de demoliciones, por ejemplo, en el caso de la fabricación de
hormigones utilizando parcialmente como agregados restos de hormigones viejos
triturados o cascotes de ladrillos.
La actividad de fabricar ladrillos
de barro cocido
(una de las tecnologías de uso predominante para la construcción en la República Argentina)
es un claro ejemplo de destrucción de suelo, puesto que para su elaboración se
utiliza la capa fértil de la tierra. El consumo de suelo de la misma es
semejante a la de los viveros y las fábricas de cerámicos. El suelo es un recurso
difícilmente renovable. Se produce deforestación, puesto que se talan los árboles
de montes próximos para obtener
la leña necesaria para el funcionamiento de los hornos,
habitualmente sin reponer los ejemplares extraídos. Además,
produce contaminación atmosférica por el humo que emiten los hornos. Este tipo
de actividad es tolerada debido a la amplia aceptación que tienen estos
ladrillos por sus buenas propiedades técnicas y bajo costo.
En este trabajo de investigación se han desarrollado
elementos constructivos con plásticos reciclados, que pueden ser alternativas posibles al ladrillo tradicional de
tierra cocida, con el objetivo de colaborar en frenar la desertificación del
suelo, la deforestación, y la contaminación.
Los plásticos
son materiales que se caracterizan por su ligereza, su resistencia a la intemperie y a muchos productos
químicos. Pero estas cualidades que los hacen útiles se convierten, al finalizar su uso y transformarse en residuos,
en desventajas desde el punto de vista ambiental. Son materiales de escasa o
nula bio-degradabilidad, por lo que la naturaleza no puede absorberlos como a otros residuos: “Las
botellas de polietilen-tereftalato (PET) tardan más de 500 años en descomponerse, y duran
más si están enterradas” (Gobierno del Estado de México, 2004).
Aproximadamente el 50 % en peso de los desechos son
prácticamente no bio-degradables, correspondiendo a los plásticos el 13,3 % del
total (en peso), en la República Argentina. Esto equivale al 30 % del total en
volumen (CEAMSE, 1992).
Si bien es cierto que los plásticos son inertes y su
composición no contamina los suelos de por sí, contribuyen, considerablemente,
a la modificación negativa del ambiente:
“Los plásticos
suponen una contaminación estética y un problema de obstrucción de tuberías,
canalizaciones y procesos industriales y de tratamiento de aguas. Asimismo,
pueden causar alteraciones en el suelo al no degradarse con facilidad si se
depositan sobre él o si son enterrados. Los polímeros abandonados, si no se
mueven durante un tiempo, provocan además un efecto invernadero sobre la parte
de suelo cubierta, calentándolo y reteniendo el calor” (Seoánez Calvo, 2000).
Es por lo tanto sustentable desde el punto de vista ambiental reducir
la producción de residuos plásticos, y realizar el
reciclado de los mismos.
Se debe evaluar
la conveniencia económica
del reciclado, pues si bien los residuos
son gratuitos para el municipio, hay gastos de recolección,
separación y limpieza del material, y gastos inherentes al procesamiento del
mismo. Naturalmente, el reciclado es más atractivo cuanto mayor sea el precio
del material virgen a sustituir.
Estado de la
técnica
En el campo de la arquitectura y la construcción es muy
reciente el comienzo del uso de materiales reciclados procedentes de otras
industrias; no así el de materiales reciclados procedentes de la misma
industria. Ejemplo de ello es el reciclado de escombros de construcciones para
su uso en nuevas construcciones, ya conocido desde la antigüedad en diferentes
civilizaciones: egipcia, maya, inca, griega, romana, etc. En cambio, el
reciclado de residuos de otras industrias, en este caso plásticos procedentes de envases de bebidas descartables y empaquetados de
alimentos, es una novedad de los siglos XX y XXI. Con ellos se ha desarrollado
la tecnología que se presenta en esta Tesis.
Hay numerosos antecedentes a nivel mundial
de utilización de plásticos reciclados en elementos constructivos, en los años recientes. Los mismos sirvieron como punto de
partida y material de consulta permanente de esta investigación.
Sin embargo, se debe señalar que hay diferencias entre
ellos y los elementos constructivos que se estudiaron y desarrollaron en esta
investigación, en cuanto a:
-
Dosificación.
-
Materiales constitutivos.
-
Procedimientos de
elaboración.
-
Diseño.
-
Propiedades físicas y químicas.
-
Aplicaciones.
-
Costo.
En algunos casos como en los de Alemania, España y Suiza,
se han obtenido productos de alta calidad utilizado tecnologías sofisticadas,
con procesos altamente mecanizados y automatizados, impracticables en nuestro
medio por su alto costo.
A continuación, se detallan las composiciones patentadas y/o publicadas con plásticos reciclados cuyo estudio fue el punto de partida de esta
investigación, y se describen sintéticamente las diferencias con esta tecnología.
Patentes
-
Patente
de Magnani Silvio: Se trata de un método para producir placas de construcción
que contienen cemento, materiales inertes
y aditivos (fluidificantes), reforzadas con una malla plástica.
Se diferencia de los elementos constructivos que se estudiaron en esta investigación porque el plástico
se utiliza como una
malla de refuerzo, no como árido triturado en partículas (Magnani, 1991).
-
Patente
de Sawyers John: Se trata de un método para realizar mezclas cementicias para
aplicar en productos constructivos, incorporando plásticos triturados en
partículas. Se diferencia los elementos constructivos que se estudiaron en esta
investigación por una diferente dosificación, puesto que la cantidad del
plástico es un 25 % del volumen total del concreto, y por incorporar diferentes
materiales constitutivos: arena y grava (Sawyers, 1995).
-
Patente
de Berg Volkmar y Rinno Helmut: Se trata de un método para realizar mezclas
cementicias que incorporan plásticos triturados en partículas, especialmente
resistentes a la corrosión de ácidos, impermeables a líquidos y gases y de gran
estabilidad mecánica, producidas por moldeo a presión en máquinas extrusoras. Se utiliza principalmente en construcción de edificios, de caminos, de puentes y en
obras de ingeniería civil, en particular en caños de agua bajo tierra. Se
diferencia de los elementos constructivos que se estudiaron en esta
investigación por utilizar un diferente procedimiento de elaboración (moldeo a
presión con máquinas extrusoras), diferente diseño (los elementos moldeados no
son placas ni ladrillos como los de este trabajo) y diferentes propiedades
(resistencia a la corrosión de ácidos, e impermeables a líquidos y gases) (Berg
y Rinno, 1997).
-
Patente
de Han Eddie y Eui In: Se trata de un
método para realizar paneles de construcción consistentes en capas comprimidas
de diferentes materiales con una base de una membrana de plástico rígido (por
ejemplo, PVC) sobre la cual se aplica
una “cama” de mortero cementicio. Se diferencia de los elementos constructivos que se estudiaron
en esta investigación por utilizar el plástico no triturado en partículas como
un árido, sino como una membrana que sirve de base para los otros materiales
constitutivos; y por utilizar diferentes materiales constitutivos: metales,
trozos de tejas cerámicas, y trozos de granito o mármol (Han y Eui, 1996).
-
Patente
de Hammond Jr. y Warren Scott: Se trata de un método para la fabricación de
paneles con una parte central espumada y un recubrimiento de plástico y cemento
portland aplicado sobre cada cara para dar rigidez. Las dimensiones de los
paneles son: 24 pies de largo, 4 pies de ancho y 4-8 pulgadas de espesor. Se diferencia de los elementos
constructivos que se estudiaron en esta investigación por utilizar un distinto
procedimiento de elaboración y distinto diseño (Hammond y Warren, 1999).
-
Patente
de Lupo Joaquin y Tre Luis Jacinto: Se trata de la fabricación de elementos
constructivos y accesorios de automóviles utilizando como materia prima
neumáticos triturados, en cantidades
variables entre 66 a 77 %, con tamaño
de partícula entre
18 y 30 micrones, 15 al 22 % de plásticos molidos
a igual granulometría. Todo
esto se mezcla y se agregan solventes como tolueno o metil isobutil cetona
junto con ácido láctico, fosfórico o fórmico con la finalidad
de formar una pasta moldeable. Se diferencia de
los elementos constructivos que se estudiaron en esta investigación por utilizar una diferente dosificación, incorporar otros materiales
constitutivos y diferente diseño (Luppo y Tre,
1999).
-
Patente de Spakousky John:
Se trata de un sistema
constructivo en el cual en una primera
etapa se fabrican ladrillos usando cemento y barro,
y luego se utiliza una malla plástica como soporte para colocar los ladrillos
en la pared. Al finalizar, esta malla plástica es recubierta de un lado con
cemento y del otro con una capa aislante. Se diferencia de los elementos
constructivos que se estudiaron en esta investigación por utilizar un diferente
procedimiento de elaboración y poseer un diferente diseño (Spakousky, 1999).
-
Patente
de Porter William: Se trata de la fabricación de paneles plásticos aislantes,
los cuales tienen una parte central espumada (de P.S.E. o P.Ur. expandido). La
cara exterior se recubre con madera terciada o mezclas de yeso o cemento. La
cara interior se la empapela con recubrimientos plásticos impregnados con
adhesivos, lo cual incrementa la resistencia mecánica. Se diferencia de los
elementos constructivos que se estudiaron en esta investigación por utilizar un diferente procedimiento de elaboración, incorporar otros materiales
constitutivos, distinta dosificación, y poseer un diferente diseño (Porter, 2001).
-
Patente de Nosker Thomas y Renfree
Richard: Se trata
de un material que se utiliza para la construcción, compuesto por polietileno
de alta densidad reciclado y fibras de vidrio recubiertas por un termoplástico.
Esta mezcla de materiales, moldeada por extrusión, permite obtener productos de
alta resistencia mecánica. Se usa en travesaños para vías de ferrocarril. Se
diferencia de los elementos constructivos que
se estudiaron en esta investigación por incorporar distintos materiales constitutivos, distinta
dosificación, utilizar un diferente procedimiento de elaboración, y poseer un diferente diseño
(Nosker y Renfree,
1998).
-
Patente
de Avakian Roger y Parekh Shashi: Se utilizan como materia prima P.E., P.P., policarbonatos,
PVC, ABS, acrílicos, PET y otros, todos ellos reciclados, provenientes de la
industria y de residuos hogareños. Todos estos materiales son molidos juntos
obteniendo un tamaño de partículas de 0,3 x 0,8 mm., se agregan fibras cuyo
diámetro es de 2-2,5 micrones, y largo entre 0,25-0,75 pulgadas. Todo se mezcla
con agua y se forma una pasta, que se coloca en moldes, se la pone a secar en
horno al vacío y luego es sometida
a presión y temperatura para fundir al menos el 50 % de la mezcla. Se diferencia de los
elementos constructivos que se estudiaron en esta investigación por incorporar
distintos materiales constitutivos, utilizar un diferente procedimiento de
elaboración, distinta dosificación, y poseer un diferente diseño (Avakian y
Parekh, 1991).
-
Patente
de Prusinski Richard: Se trata sobre la composición y el método para fabricar
elementos constructivos con plásticos moldeados en la forma deseada. Como
materia prima se utilizan plásticos contaminados de composición muy variable, los cuales son molidos, se les agrega hasta un 25 % de arena, se dejan secar y luego se funden
con calor en un molde. Se dejan enfriar y se desmolda. Se diferencia de los
elementos constructivos que se estudiaron en esta investigación por incorporar
distintos materiales constitutivos, utilizar un diferente procedimiento de
elaboración, distinta dosificación, y poseer un diferente diseño (Prusinski, 1984).
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Patente de Nagayasu Nobuhiko: Se trata de un método para producir
materiales compuestos para diversos
fines. Se utiliza como materia prima caucho y materiales plásticos diversos
reciclados, todos ellos son finamente molidos y se calientan para la fusión del
plástico. Esta mezcla pastosa es inyectada
en moldes y luego se deja enfriar y se desmolda. Se diferencia de los elementos
constructivos que se estudiaron en esta investigación por incorporar distintos
materiales constitutivos, utilizar
un diferente procedimiento de elaboración, distinta dosificación, y poseer un diferente
diseño (Nagayasu, 1989).
-
Patente
de Raponi Dante: Se trata de una composición tipo para utilizar en elementos
constructivos. La composición descripta es: 1 a 4 partes de polietileno molido,
2 a 8 partes de agregados seleccionados (arena, cemento, ceniza volcánica, restos de paja y polvo, perlitas, y vermiculita), 1 a 2 partes de cemento
y 1
a 4 partes de agua. Se diferencia de los elementos
constructivos que se estudiaron en esta investigación
por incorporar distintos
materiales constitutivos, distinta
dosificación, y poseer diferente diseño
(Raponi, 1977).
-
Patente
de Fontein Freerk y Dreissen Hubert: Se trata de métodos físicos para separar
residuos plásticos y residuos metálico por medio de un hidrociclón. Se
diferencia de los elementos constructivos que se estudiaron en esta
investigación por utilizar diferente procedimiento, y por tener distintos fines
(Fontein y Dreissen, 1977).
-
Patente de Hoedl Herbert:
Se trata de un método para fabricar
elementos constructivos utilizando plásticos reciclados. Se trabaja con plásticos procedentes de
diversos reciclados los cuales son moldeados por acción del calor y la presión.
Se diferencia de los elementos constructivos que se estudiaron en esta
investigación por utilizar por incorporar distintos materiales constitutivos,
utilizar un diferente procedimiento de elaboración, distinta dosificación, y
poseer un diferente diseño (Hoedl, 1991).
-
Patente
de Jenkins Robert: Se trata de la fabricación de bloques para la construcción
utilizando desechos de casas de familia. Los desechos plásticos son molidos
finamente y se los mezcla con otros materiales. Dosificación: 10 partes de desechos, 10 partes de agua, 1 parte de carbonato de calcio, 3 partes de cemento
portland y 2 partes de arena. Se vierte la mezcla en moldes calentados a 80º F
por 2 hs. y luego se desmolda. Se diferencia de los elementos constructivos que
se estudiaron en esta investigación por incorporar distintos materiales
constitutivos, utilizar un diferente procedimiento de elaboración, distinta
dosificación, y poseer un diferente diseño (Jenkins, 1994).
Elementos constructivos no
patentados, pero sí publicados
Los materiales fabricados con fibras de madera ligados con
polímeros fundidos (ambos materiales de desecho) desarrollados por el arquitecto
Juan Giaccardi de la Escuela Federal de Lausana, Suiza. Se diferencian de los
elementos constructivos que se estudiaron en esta investigación por incorporar
distintos materiales constitutivos, utilizar un diferente procedimiento de
elaboración, distinta dosificación, y poseer un diferente diseño (Nicod, 1990).
Los paneles con termoplásticos provenientes de residuos
sólidos urbanos, combinados con papel, cartón o viruta de madera, obtenidos en
el Centro Tecnológico Gaiker de Barcelona, España. Se diferencian de los
elementos constructivos que se estudiaron en esta investigación por incorporar
distintos materiales constitutivos, utilizar un diferente procedimiento de
elaboración, distinta dosificación, y poseer un diferente diseño (Gaiker,
1996).
Los ladrillos que desarrolló Carlos Levinton elaborados con
cemento, cal y PET triturado, en el Centro Experimental de la Producción de la
Universidad de Buenos Aires. Se diferencian de los elementos constructivos que
se estudiaron en esta investigación por incorporar distintos materiales
constitutivos (Idelsohn, 2003).
El sistema Ecoblock desarrollado por la Facultad de
Arquitectura de la Universidad de la República Oriental del Uruguay,
consistente en mampuestos de adobe trabados con envases de PET reciclados. Se
diferencian de los elementos constructivos que se estudiaron en esta investigación por utilizar los envases de PET reciclados enteros, no como áridos sino como dispositivos de encastre
(Kruk, 2001).
Los bloques con envases de botellas triturados
desarrollados por Eco Builders Network en EEUU Se diferencian de los elementos constructivos que se estudiaron en esta investigación por la dosificación, y distinto procedimiento de elaboración (King,
2005).
Hay antecedentes de ensayos de degradación de fibras de PET
en mezclas cementicias, realizados en la Universidad de San Pablo, Brasil
(Betioli, Silva, Gleize y Gómez, 2004).
La investigación realizada por un grupo de la Universidad
Tecnológica de Córdoba y del GinTeMac, sobre hormigones que utilizan
polipropileno y polietileno reciclados, fundidos por extrusión y molidos, como
áridos en reemplazo de agregados pétreos. Se diferencian de los elementos
constructivos que se estudiaron en esta investigación por realizar la fundición
de los plásticos y una etapa más de molienda, previo a su incorporación en una
mezcla cementicia (Cáceres et al., 2006).
Las investigaciones en donde se utiliza PET reciclado como
parte constitutiva de morteros poliméricos, que se diferencian de los elementos
constructivos que se estudiaron en esta investigación porque se modifica
químicamente el PET mediante el proceso de glicólisis, produciendo resina
poliester insaturada, que se mezcla con arena, grava y cenizas volantes
(Rebeiz, 1995; Rebeiz, 1996; Fareed et al, 2007).
Metodología
Se ha aplicado una metodología integrada de
Investigación-Acción, descripta de la siguiente manera por el arquitecto
Horacio Berretta:
“La metodología integrada de Investigación-Acción implica
la ejecución inter-disciplinaria y grupal de tareas
de gabinete y campo, con evaluaciones cíclicas capaces de ir generando un
retorno para retro-alimento de la investigación. Presupone también la crítica
razonada de prácticas empíricas (aprender haciendo) y participativas (hacer y
aprender juntos), introduciendo grados de abstracción progresiva, y una dosis
de agilidad mental, apertura y capacidad de síntesis. Evitando, por otra parte,
caer en una preocupación exagerada por la pureza del método, sin la pasión por
la finalidad social de procesos y productos buscados, que podría llevar a
convertir la metodología en móvil último, más que en herramienta de trabajo.
Dadas numerosas dificultades restrictivas para el desarrollo de nuevos métodos,
técnicas, productos, herramientas, debido a limitaciones y condiciones particulares: económicas, culturales, ambientales, etc. se puede constatar
que en este campo de investigación – acción, la justificación del procedimiento
se nutre de la “teoría”, pero por sobre todo de la “eficacia evidente”,
desarrollada en experiencias cíclicas convenientemente estudiadas"
(Berretta, 1987).
Técnicas empleadas
-
Para la
actualización sobre el estado de la técnica sobre el tema se realizó una
búsqueda bibliográfica en la red Internet, en anales de congresos y seminarios de la especialidad, en publicaciones de las Bibliotecas de las Facultades de Arquitectura y de Ingeniería Civil de la UNC, y contactos con empresas que fabrican
y comercializan productos similares.
-
Para el desarrollo
de elementos constructivos se programaron pruebas con diferentes formulaciones,
se diseñaron los componentes utilizando el programa de dibujo por computadora
Autocad, y se realizaron probetas en el laboratorio.
-
Para
ordenar y sistematizar la información se diseñaron y aplicaron fichas donde se
registraron procesos y resultados.
-
Para el
estudio de las propiedades técnicas de los componentes se realizaron ensayos en
los laboratorios especializados de la Universidad Nacional de Córdoba y del
INTI en Capital Federal.
-
Para la
evaluación de resultados de los ensayos de laboratorios se diseñaron y
realizaron tablas donde se asentaron los datos,
juntamente con los correspondientes a elementos constructivos tradicionales, a fin de
poder hacer un análisis comparativo.
-
Para
evaluación de resultados de campo se realizaron prototipos de construcciones,
que permitieron obtener conclusiones en cuanto a habitabilidad higrotérmica,
adherencia de revoques, resistencia a la intemperie, procedimientos de montaje
de los componentes, etc.
Materiales y
métodos
Las materias primas
que se utilizan son: cemento
Pórtland común y el plástico
denominado “polietilen-tereftalato”
(PET) procedente de envases descartables de bebidas triturados. Se agrega un
aditivo químico en el agua de mezclado, consistente en polímeros acrílicos en
suspensión, que mejora la adhesividad de las partículas plásticas con el
cemento. En el caso de los bloques de losa, se utiliza también arena gruesa.
Las maquinarias
que se utilizan son:
-
Trituradora
de plásticos, con motor trifásico blindado de 1400 rpm y 10 hp de potencia. La
producción de esta máquina
experimental es de 30 kg/hora,
lo cual permite obtener plástico
triturado para fabricar
30 ladrillos/hora.
-
Hormigonera carretilla,
motor ¾ hp, 140 lt.
-
Máquina
rodante para moldear ladrillos (adaptación de una máquina para fabricar bloques
Cayca) con capacidad para realizar la compresión y postura de 6 ladrillos simultáneamente.
El
procedimiento de elaboración es el siguiente:
-
Se
realiza el triturado del PET con un molino diseñado para tal fin, hasta obtener
partículas de 3 mm. de largo como máximo (ver foto 2 a).
-
Las
partículas de PET se mezclan con cemento Pórtland en una hormigonera, luego se agrega
agua con aditivos químicos incorporados (ver foto 2 b).
-
Cuando
esta mezcla adquiere consistencia uniforme, se la vierte en una máquina de
moldear ladrillos o bloques.
-
Se realiza
la compresión de la mezcla
y la postura de los componentes constructivos utilizando la máquina rodante (ver foto 2 c).
-
Se dejan
en reposo los componentes constructivos durante un día y pasan a la etapa de
curado con agua, en donde permanecen 7 días.
-
Después de este tiempo,
se los retira y se los almacena
en pilas a cubierto hasta cumplir los 28 días desde
su elaboración (ver foto 2 d).
-
Luego son
llevados a obra para su uso en mamposterías de elevación, o bien se los emplea
para fabricar placas.
La técnica de
fabricación de placas de ladrillos es similar al de la placa Beno desarrollada
en el CEVE por los arquitectos Berretta y Novo (Patente 226794), que se usó
como antecedente.
Foto 2. Proceso de fabricación de ladrillos con
PET reciclado. Fuente: archivo fotográfico del CEVE.
Resultados
En esta
investigación se desarrollaron los siguientes elementos constructivos:
LADRILLO
Propiedades
técnicas:
-
Dimensiones:
5,5 cm. x
12,5 cm. x 26,2 cm. Peso por unidad: 1443 gr.
-
Peso
por m2 de superficie (considerando que es utilizado en una mampostería de 12,5 cm.
de espesor): 79,2 kg/m2.
-
Densidad: 1150
kg/m3. Ensayo realizado
en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad Nacional de Córdoba.
-
Resistencia
característica a la compresión: 2,00 Mpa. Se clasifica como No Portante, según Norma IRAM.
Ensayo realizado en el Laboratorio del INTI de Capital Federal.
-
Absorción de agua: masa
19,1 %, volumen
214 kg/m3. Ensayo
realizado en el Laboratorio de Estructuras
de la Universidad Nacional de Córdoba.
-
Envejecimiento
con tratamiento de QUV Panel4: La resistencia a la compresión característica posterior al envejecimiento disminuyó un 25 %, siendo 2,00 MPa el valor obtenido previo
al tratamiento y 1,5 MPa el valor obtenido
posterior al tratamiento. Ensayo realizado en el Laboratorio del INTI de Capital Federal.
-
Permeabilidad
al vapor de agua: Entre 1,76 y 3,81 x 10 -2 ± 4% g/mhkPa. Ensayo realizado en el
Laboratorio del INTI de Capital Federal.
-
Resistencia
al fuego: Clase
RE 2: Material combustible de muy baja propagación de llama. Ensayo realizado
en el Laboratorio del INTI de Capital Federal.
-
Conductividad térmica:
coeficiente: 0,15 W/mK. Ensayo realizado en el Laboratorio del INTI de Capital
Federal.
-
Adherencia de revoques:
0,25 MPa. Ensayo realizado en
el Laboratorio del INTI de Capital Federal.
-
Resistencia acústica: Es de 41 db, en el caso de un muro de 0,15 m. de espesor
revocado de ambos lados.
Ensayo realizado en el CIAL (Centro de Investigaciones Acústicas y
Luminotécnicas de la U.N.C.).
Foto 3. Ladrillos elaborados con PET reciclado.
Fuente: archivo fotográfico de CEVE.
Especificaciones
de uso:
-
De los
revoques a aplicar en superficies: Son morteros reforzados de albañilería, al igual que
los que se aplican en mamposterías de ladrillos de tierra cocida.
Dosificación:
Azotado
grueso: 1: 3 (cemento: arena gruesa). Grueso: ¼: 1: 3 (cemento: cal: arena
gruesa). Fino: 1/8: 1: 3 (cemento: cal: arena fina).
-
De los
morteros a aplicar en juntas: Son morteros reforzados de albañilería, al igual que los que
se utilizan en mamposterías de ladrillos de tierra cocida.
4 El Ensayo de Envejecimiento con tratamiento de
QUV Panel consiste en la colocación de las muestras durante 1500 hs, 9 semanas,
en una cámara donde se las somete al siguiente ciclo diario: 4 hs. de radiación
ultravioleta a 60 ºC, y 4 hs. de condensación de vapor de agua a 40 ºC. Antes y
después de someter las muestras a estas condiciones, se realiza un Ensayo de
Resistencia a la Compresión, para verificar la variación de la misma.
Dosificación: ¼: 1:
3 (cemento: cal: arena gruesa, en proporción de volúmenes).
BLOQUE PARA MURO
Foto 4: Bloque para muro elaborado con PET
reciclado. Fuente: archivo fotográfico de CEVE.
Propiedades técnicas:
-
Dimensiones: 20,00 cm. x 20,50 cm. x 40,00 cm.
Peso por unidad:
6200 gr.
-
Peso por m2 de superficie (considerando que es utilizado en una mampostería de 20 cm. de espesor): 77,5 kg/m2.
-
Densidad: 1220
kg/m3. Ensayo realizado
en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad Nacional de Córdoba.
-
Absorción
de agua: Masa:
15,96 %. Volumen: 188,66 kg/m3. Ensayo realizado en el Laboratorio de
Estructuras de la Universidad Nacional de Córdoba.
-
Resistencia
a la compresión: Tensión de rotura: 1,02 MPa. Se clasifica como No Portante, según Norma IRAM. Ensayo realizado en el
Laboratorio de Estructuras de la Universidad Nacional de Córdoba.
-
Especificaciones
de uso: Iguales que las de ladrillo.
PLACA DE LADRILLOS
Foto 5. Placa de ladrillos con PET reciclado. Fuente: archivo fotográfico de CEVE.
Propiedades técnicas:
-
Dimensiones:
240 cm. x 28
cm. x 5,6 cm. Peso por unidad: 45,21 kg.
-
Peso por m2 de superficie (considerando que es utilizado en un cerramiento de 5,6 cm. de espesor):
67,27 kg/m2.
-
Resistencia a la compresión axial: Carga máxima de rotura:
3468 kg. Ensayo
realizado en el Laboratorio
de Estructuras de la UNC.
-
Resistencia
a la flexión: Carga máxima de rotura: 147,5 kg. Ensayo realizado en el Laboratorio de
Estructuras de la UNC.
-
Resistencia al choque duro:
Diámetro de la impronta
arrojando la esfera de acero desde la altura máxima de ensayo: 29 mm. Ensayo realizado
en el Laboratorio de Estructuras de la UNC.
-
Resistencia al impacto
blando:
Número de golpes al
producirse el colapso: 6.
Altura
de caída de la bolsa de arena al producirse el colapso: 90 cm. Flecha
instantánea al producirse el colapso: 109 mm.
Flecha residual al
producirse el colapso: 86 mm.
Ensayo realizado en
el Laboratorio de Estructuras de la UNC.
-
Especificaciones de uso:
El
mortero a aplicar en las juntas entre placas es un mortero reforzado,
dosificación: ¼ : 1 : 3 (cemento : cal : arena gruesa, en proporción de
volúmenes).
BLOQUE PARA LOSA
Foto 6: Bloque para losa elaborado con PET
reciclado. Fuente: archivo fotográfico de CEVE.
Propiedades
técnicas:
-
Dimensiones: 13,00 cm. x 39,70 cm. x 18,50 cm.
Peso
por unidad: 5650 gr.
-
Peso por m2 de superficie (considerando que es utilizado en una losa de 20 cm. de espesor): 45,2 kg/m2.
-
Densidad:
1385,6
kg/m3. Ensayo realizado en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad
Nacional de Córdoba.
-
Absorción de agua: Masa: 9 %. Volumen:
511,6 gr. Ensayo realizado en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad Nacional de Córdoba.
-
Resistencia a la flexión:
Carga de rotura: 211,1
DaN. Se clasifica como No Portante, según Norma IRAM. Ensayo realizado en el Laboratorio
de Estructuras de la Universidad Nacional de
Córdoba.
-
Especificaciones de uso:
Los bloques deben apoyar sobre viguetas pretensadas de hormigón armado de tipo tradicional. El revoque
es igual que el que se utiliza sobre mampostería de ladrillo tradicional. La
carga de techos es de tipo tradicional.
Prototipos
experimentales construidos
Con ladrillos de PET se han construido las paredes de una oficina
de 12 m2 de superficie en planta del CEVE (ver foto 7 a), y de un galpón de 156 m2
de superficie cubierta en Unquillo, Provincia de Córdoba, donde funciona la
Planta Municipal de Recolección Diferenciada de Residuos (ver foto 7b).
Con bloques de losa de PET se ha construido el techo de una
vivienda de 60 m2 en barrio Patricios, ciudad de Córdoba (ver foto 7c). Con
placas de ladrillos se construyó una tapia entre dos viviendas de 60 m lineales
en el barrio José Ignacio Díaz, Córdoba Capital (ver foto 7 d).
Foto 7. Prototipos construidos con elementos
constructivos con PET. Fuente: archivo fotográfico de CEVE.
Estudio de costos de producción
Con los estudios
de costos de producción a pequeña escala
realizados, se comprueba que se reduce
el costo global de la construcción, aunque el
costo unitario de estos elementos constructivos es mayor al de otros tradicionales.
Se hizo el cálculo teórico
del costo del ladrillo de PET producido en el laboratorio experimental de CEVE, con un equipamiento de baja productividad y
mano de obra calificada (incluidas las cargas sociales), y su costo resultó ser
el doble que el del ladrillo común de tierra
cocida.
La economía está en que por su buena aislación
térmica, se pueden
utilizar en cerramientos con un espesor
menor (una pared de 30 cm. de espesor de ladrillo común tiene la misma
aislación térmica que una pared de 15 cm. de espesor de ladrillo con plástico), es decir, que se puede utilizar la mitad de ladrillos y de mortero
de unión. Y ocupa
la mitad de la superficie de suelo. Además, por su liviandad, se abarata en
traslados y en cimientos.
Por otra parte, hay un “ahorro a largo plazo” por la
reducción de la contaminación del medio ambiente mediante el reciclado de
materiales, lo cual significa disminuir costos a los municipios que deben dar
un destino adecuado a los residuos.
La factibilidad económica de realizar un emprendimiento
productivo reciclando residuos plásticos está condicionada fuertemente por las posibilidades de obtención de este material
mediante la recolección diferenciada de residuos, para evitar gastos de lavado de las botellas.
Por las transferencias de esta tecnología hasta el
presente, se observa que municipios que realizan recolección diferenciada de
residuos son los que les resulta más factible utilizar esta tecnología, pues
tienen acceso gratuito a los residuos en cantidad y con las condiciones de
limpieza necesarias, la necesidad de hacer la disposición final adecuada de los
mismos, y también deben construir viviendas sociales para sectores carenciados.
PROPUESTA
DE DISEÑO: LADRILLÓN
Habiendo realizado el estudio de un material
nuevo (compuesto cementicio con plástico reciclado) en aplicaciones tales
como: ladrillo, bloque para pared y para techo, y placas, cuyas formas son
similares a las de otros elementos
constructivos tradicionales que cumplen la misma función, se ha obtenido un
conocimiento suficiente como para llegar el momento de hacer una propuesta que
aproveche al máximo el potencial del material.
Foto 8. Ladrillón de PET y cemento, y montaje
de un muro. Fuente: archivo fotográfico de CEVE.
Las ventajas técnicas de este material son:
-
Bajo peso
específico. Esto permite deducir que se puede aprovechar al máximo este
material obteniendo un elemento constructivo de dimensiones mayores a las de
otros tradicionales, para realizar un montaje más rápido de la construcción,
utilizando menos mano de obra y material de unión.
-
Baja conductividad
térmica. Esto permite deducir que se puede aprovechar al máximo este material
obteniendo un elemento constructivo con un espesor
menor al de otros tradicionales, alcanzando el mismo grado de confort térmico.
La desventaja
técnica de este material es:
-
Menor
resistencia mecánica, en relación a otros elementos constructivos
tradicionales, lo cual limita su aplicación a elementos de cerramiento no
portantes con una estructura independiente.
Teniendo
en cuenta las ventajas y desventajas técnicas del material, se realizó como
propuesta de diseño un ladrillón en 2 modelos:
-
Modelo 1: ladrillón para
cerramiento lateral, caso general.
-
Modelo 2: ladrillón para
dintel (armado).
Ambos
modelos pueden ser cortados con amoladora, para adaptarse al diseño
arquitectónico, por lo cual no es indispensable que el proyecto tenga una
modulación estricta.
Propiedades
técnicas:
-
Dimensiones:
Modelo 1: 0,40 m x
0,40 m x 0,10 m.
Modelo 2: 1,60 m x
0,40 m x 0,10 m.
-
Peso por
unidad: Modelo 1: 12500 gr. Modelo 2:
50000 gr.
-
Peso por m2 de superficie (considerando que es utilizado en una mampostería de 10 cm. de espesor): 78,1 kg/m2.
-
Densidad: 1220
kg/m3. Ensayo realizado
en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad Nacional de Córdoba.
-
Absorción
de agua: Masa:
15,96 %. Volumen: 188,66 kg/m3. Ensayo realizado en el Laboratorio de
Estructuras de la Universidad Nacional de Córdoba.
-
Conductividad térmica:
coeficiente: 0,15 W/mK. Ensayo realizado en el Laboratorio del INTI de Capital
Federal.
-
Permeabilidad
al vapor de agua: Entre 1,76 y 3,81 x 10 -2 ± 4% g/mhkPa. Ensayo realizado en el
Laboratorio del INTI de Capital Federal.
-
Resistencia
al fuego: Clase
RE 2: Material combustible de muy baja propagación de llama. Ensayo realizado
en el Laboratorio del INTI de Capital Federal.
-
Adherencia de revoques:
0,25 MPa. Ensayo realizado en
el Laboratorio del INTI de Capital Federal.
-
Resistencia
mecánica: A
la flexión: Carga de rotura: 251 kg. A la compresión: Tensión de rotura: 0,54 MPa.
El elemento individual se clasifica como No Portante, según Norma IRAM. Ensayos
realizados en el Laboratorio de Estructuras de la Universidad Nacional de Córdoba.
Especificaciones
de uso:
-
Revoques iguales
que los de la mampostería de ladrillos de PET. La unión en las juntas
se realiza con un
pegamento impermeable del tipo que se aplica para adherir cerámicos a carpetas
cementicias (marcas comerciales Klaucol, Perfecto, etc.). El pegamento se
aplica tanto en las uniones verticales como en las horizontales, con un espesor
de 3 mm.
Prototipo
experimental construido:
-
Se ha realizado un modelo constructivo consistente en los muros de cerramiento de una oficina
de 12 m2, en planta de CEVE, Córdoba.
-
Foto 9. Prototipo con ladrillones, en CEVE.
Fuente: archivo fotográfico de CEVE.
Ejercicio de diseño
Se realizó el
diseño de una vivienda de interés social de 52 m2 utilizando estos ladrillones.
Ver gráfico 1.
Gráfico 1. Diseño de una vivienda con
ladrillones de PET. Fuente: Elaboración de la autora.
Conclusiones
En esta investigación se han desarrollado y estudiado
productos que no existían hasta el presente, si bien hay antecedentes
nacionales e internacionales con algunos aspectos similares, cuyo estudio fue
el punto de partida de este trabajo. La novedad de los productos y
procedimientos desarrollados fue verificada por el INPI (Instituto Nacional de Propiedad Intelectual), quien otorgó una Patente de Invención por el término
de veinte años (Número
de Resolución: AR047617B1. Fecha de Resolución: 27 / 08 / 08).
La metodología utilizada de Investigación-Acción permitió
llegar a la obtención de los elementos constructivos que se habían propuesto en
esta Tesis.
Sintéticamente, se realizaron experiencias sucesivas, con
la fabricación 350 tipos de probetas en las cuales se fueron modificando variables de a una por vez (tales
como la dosificación de materiales, granulometrías, materiales
constitutivos, procedimientos de elaboración, formas de compactación, métodos
de curado, y diseño morfológico de componentes), se realizaron ensayos de
laboratorio, se evaluaron resultados, se realizaron ajustes en base a
conclusiones parciales, se construyeron prototipos y se evaluó su
comportamiento en el tiempo, para finalmente tramitar los Certificados de
Aptitud Técnica y la Patente.
Con el desarrollo de esta Tesis se comprobó la validez de
la hipótesis de trabajo inicial: que se pueden construir viviendas más ecológicas
que las tradicionales, con cualidades técnicas y económicas, utilizando
elementos constructivos fabricados con “nuevos materiales”, a partir del
reciclado de residuos plásticos.
Estos elementos constructivos fueron en una primera etapa
ladrillos, bloques para muro, placas y bloques para techo, con formas similares
a otros componentes constructivos tradicionales.
En la última etapa, se realizó una propuesta de diseño en
la cual se optimiza el uso del material, con la obtención de elementos
constructivos que aprovechan al máximo las cualidades técnicas del material: la
liviandad y la baja conductividad térmica. En esta etapa, la búsqueda se centró
en el desarrollo de ladrillones con un ancho y largo mayores que los del ladrillo tradicional, pero de menor espesor. Con ellos se puede realizar
un montaje más rápido
de la construcción, que con una mampostería de ladrillos comunes, utilizando
menos mano de obra y material de unión, y alcanzando el mismo grado de confort térmico.
Se han cumplido
los objetivos tecnológicos, ecológicos, sociales y económicos planteados en el
Plan de Trabajo:
Desde el punto de vista técnico,
se comprueba que los residuos plásticos pueden ser utilizados como áridos en
mezclas cementicias para la fabricación de elementos constructivos, teniendo
los productos obtenidos la calidad pautada por las normas vigentes en nuestro
país (para mampuestos no portantes).
Prueba de ello son los resultados de los ensayos realizados
en los laboratorios de la Universidad Nacional de Córdoba y en el INTI de
Capital Federal, que permitieron la obtención de los Certificados de Aptitud
Técnica de Elementos Constructivos que otorga la Subsecretaría de Desarrollo Urbano
y Vivienda de la Nación
(Resoluciones número: 2659 y 2721).
Las cualidades principales de los productos son:
-
bajo peso
específico, a comparación de otros componentes constructivos tradicionales como
ladrillos de tierra cocida o bloques de mortero de cemento.
-
baja
conductividad térmica, a comparación de estos componentes constructivos tradicionales. En cuanto a las otras
propiedades, se puede decir lo siguiente:
-
por su resistencia
mecánica pueden aplicarse a la construcción de cerramientos no portantes.
-
por su
porcentaje de absorción de agua y coeficiente de permeabilidad al vapor de agua
no difieren demasiado de otros componentes constructivos tradicionales.
-
por su resistencia
acústica: ídem anterior.
-
por su
resistencia al fuego: son combustibles de baja propagación de llama, aptos para
construcciones habitadas por la lentitud de la
combustión.
-
por su resistencia a la intemperie: son aptos para ser utilizados en cerramientos exteriores, con exposición a
rayos ultravioleta y humedad.
-
por su
aptitud para el clavado y aserrado: tienen aptitud para constituir sistemas
constructivos no modulares, por su facilidad para el clavado y aserrado.
-
por su adherencia de revoques: poseen
buena aptitud para recibir revoques
con morteros convencionales.
Desde el punto de vista ecológico, se llega a la conclusión que esta tecnología de reciclado reduce
la contaminación del medio
ambiente, porque utiliza como materia prima principal un residuo que actualmente
en gran medida se acumula o entierra.
Constituye un aporte para la “construcción sostenible”,
disminuyendo el consumo de recursos naturales en la fabricación de elementos
constructivos con respecto a otras tecnologías constructivas tradicionales.
Esta tecnología permite
un ahorro energético, puesto los materiales plásticos utilizados tienen
menor conductividad térmica
que otros tradicionales, con lo cual se economiza en la climatización de la vivienda.
Al terminar la vida útil de las edificaciones construidas
con estos componentes, los mismos pueden ser molidos y utilizados como
agregados en mezclas cementicias para contrapisos o como relleno para dar
pendientes, por ejemplo; dando lugar a un nuevo ciclo de reciclado, sin dejar
residuos.
Desde el punto de vista económico, la importancia de la implementación de esta tecnología es que se
reducirían gastos para los municipios en recolección y disposición final de
residuos; y se reduce el costo global de la construcción, aunque el costo unitario
de los elementos constructivos sea mayor.
También ahorran empresas que producen los residuos
plásticos, al disminuir las tasas por disponer en un sitio oficial autorizado
su rezago, en cumplimiento de Normas ISO.
Desde el punto de vista
social, genera una fuente
de trabajo para personas de escasos recursos,
tanto en la etapa de recolección de la materia prima como
en la elaboración de los elementos constructivos y en el montaje de las
construcciones.
La técnica de fabricación es muy simple,
fácilmente reproducible por personal no especializado. La mano de obra
requerida es similar a que se necesita para fabricar un hormigón “común” (con
áridos convencionales).
Financiamiento de la investigación
La doctoranda tuvo el soporte
económico de CONICET
para la realización de esta Tesis doctoral, y además contó con los fondos de los siguientes proyectos:
- “Apropiación de
tecnologías ambientales para el hábitat por parte de jóvenes desocupados en
Argentina” (Proyecto 95.2074.3-002.00). Financiamiento: Agencia Alemana de
Cooperación Internacional GATE-GTZ. Lugar: CEVE. Años: 2003 y 2004.
- “Estudio de las
características físico-mecánicas de los desechos plásticos urbanos, para su
reciclado como material alternativo para la construcción de viviendas en
sectores de bajos recursos” (Proyecto PICT 13-11613). Financiamiento: de la Agencia
Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. Años: 2004, 2005,
2006 y 2007.
- Título del Proyecto: “Nuevos
materiales de construcción sustentables. Investigación sobre la utilización de
desechos agro-industriales y urbanos –reciclado de cáscaras de maní y envases
de PET-, con aplicación a componentes de construcción de viviendas” (Proyecto
PICT 33128). Financiamiento: de la Agencia Nacional de Promoción Científica y
Tecnológica. Años: 2007, 2008 y 2009.
- “Aplicaciones de residuos
plásticos y agrícolas para la fabricación de elementos constructivos en
viviendas de interés social” (Proyecto PIP 6299). Financiamiento: de CONICET.
Años: 2006, 2007 y 2008.
- “Investigación para optimizar
la producción seriada de elementos constructivos con plásticos reciclados, para
la transferencia de viviendas
sociales” (Proyecto PICT 0197). Financiamiento: de la Agencia
Nacional de Promoción Científica y Tecnológica. Años:
2008, 2009 y 2010.
Agradecimientos
Se
agradece especialmente a los miembros de la Comisión Asesora de la Tesis:
Director: Arq. Horacio Berretta, y Miembros: Arq. Daniel Moisset de Espanés y
Arq. Héctor Massuh, por el asesoramiento brindado.
También
a personal de CEVE que colaboró en la realización de la Tesis: el Dr. Ricardo
Arguello, asesor químico; y los operarios de taller Luis Sosa y Miguel
González, quienes fabricaron las probetas.
Por último, se agradece a todas las
instituciones que financiaron esta investigación.
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