BLOQUES DE CONCRETO SUSTENTABLES A PARTIR DE LA ...

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BLOQUES DE CONCRETO SUSTENTABLES A PARTIR DE LA UTILIZACIÓN DE

MATERIAL DE RECICLAJE (PET)

Jovan Esteban Velásquez Vivas

Universidad Cooperativa de Colombia

Sede Villavicencio

Facultad de ingenierías

Programa de Ingeniería Civil

2021

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BLOQUES DE CONCRETO SUSTENTABLES A PARTIR DE LA UTILIZACIÓN DE

MATERIAL DE RECICLAJE (PET)

Jovan Esteban Velásquez Vivas

Id. 478276

Asesor

Mateo Agudelo Varela

Ingeniero Civil

Esp. En Planeación Ambiental

Msc. Gestión Ambiental Sostenible

Universidad Cooperativa de Colombia

Sede Villavicencio

Facultad de ingenierías

Programa de Ingeniería Civil

2021

iii

Agradecimientos

Primeramente, agradecer a la Universidad Cooperativa de Colombia por la oportunidad

brindada en permitir realizar los estudios, prácticas y enseñanzas a lo largo de nuestros estudios, a

los docentes por el apoyo que ha sido fundamental para que podamos formarnos como personas

integras y profesionales durante nuestro recorrido por la universidad.

Al docente Mateo Agudelo Varela por su dedicación, esfuerzo y amplio conocimiento a la

hora de la ayuda brindada para elaborar las diferentes partes del proyecto, por su tiempo y

carisma a la hora de atender todas las solicitudes y dudas acerca del proyecto, también por ayudar

de la mejor forma posible en el desarrollo del mismo.

A la docente Sandra Patricia Reyes por el compromiso, inquietudes y de quien hemos recibido

el suficiente apoyo para realizar el proyecto de la mejor forma posible.

iv

Tabla de contenido

Agradecimientos ........................................................................................................................ iii

Tabla de contenido...................................................................................................................... iv

Lista de imágenes ....................................................................................................................... ix

Lista de tablas ........................................................................................................................... xii

Lista de graficas ........................................................................................................................ xiv

Resumen .................................................................................................................................... xv

Abstract ..................................................................................................................................... xvi

1. Introducción ....................................................................................................................... 1

2. Planteamiento del problema .............................................................................................. 2

2.1. Pregunta problema ............................................................................................................ 4

3. Objetivos ............................................................................................................................ 5

3.1. Objetivo general ............................................................................................................... 5

3.2. Objetivos específicos ........................................................................................................ 5

4. Justificación ....................................................................................................................... 6

5. Marco referencial ............................................................................................................... 8

5.1. Marco teórico .................................................................................................................... 8

5.1.1 Material de reciclaje (PET)......................................................................................... 8

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5.1.2 Propiedades del plástico (PET)................................................................................... 9

5.1.3. Plásticos que se pueden reciclar .............................................................................. 10

5.1.4 Clasificación de los plásticos que se pueden reciclar ............................................... 13

5.1.5. Aplicaciones del Tereftalato de polietileno (PET) .................................................. 14

5.1.6. Resistencia a sustancias químicas del PET ............................................................. 18

5.1.7. Ventajas y desventajas del PET ............................................................................... 19

5.1.8. El PET en el sector de la construcción .................................................................... 21

5.1.9. Aspectos ambientales .............................................................................................. 30

5.1.10. Aspectos socioeconómicos .................................................................................... 32

5.2. Marco legal ..................................................................................................................... 34

5.2.1. Normas, legislaciones, decretos y aprobaciones del PET ....................................... 34

5.3. Marco conceptual ........................................................................................................... 41

6. Metodología ..................................................................................................................... 44

6.1. Tipo de investigación ..................................................................................................... 44

6.2. Método de investigación ................................................................................................. 44

6.2.1 Identificación de las zonas afectadas con acumulación de material de reciclaje PET

................................................................................................................................................ 44

6.2.2. Materiales hallados en las zonas investigadas ......................................................... 49

6.2.3. Recolección de información .................................................................................... 50

6.2.4. Recolección del material ......................................................................................... 50

vi

6.2.5. Selección y reconocimiento del material recogido .................................................. 54

6.2.6. Lavado y limpieza del material PET ....................................................................... 54

6.2.7. Expresar la cantidad de material que se recolecto en Kg ........................................ 56

6.2.8. Aplastar las botellas de plástico............................................................................... 56

6.2.9. Relacionar y equiparar los moldes........................................................................... 57

6.3. Ensayos de laboratorio ................................................................................................... 57

6.3.1. Ensayo de trituración del material PET ................................................................... 57

6.3.2. Ensayo de granulometría para el agregado convencional ....................................... 59

6.3.3. Ensayo de granulometría para el material triturado de reciclaje PET ..................... 63

6.3.4. Ensayo de peso unitario suelto y apisonado para agregado convencional .............. 66

6.3.5. Ensayo de peso unitario suelto y apisonado para material triturado de reciclaje PET

................................................................................................................................................ 67

6.3.6. Ensayo de peso específico y absorción del agregado convencional ........................ 68

6.3.7. Ensayo de materia orgánica por colorimetría al agregado convencional ................ 69

6.4. Resumen de los resultados en los ensayos realizados al agregado convencional y al

material triturado de reciclaje PET ............................................................................................. 70

6.4.1. Resumen de los ensayos realizados al agregado convencional ............................... 70

6.4.2. Resumen de los ensayos realizados al material de reciclaje triturado PET ............. 72

6.5. Cálculos para el diseño de la mezcla en la elaboración de los bloques .......................... 74

6.5.1. Selección del asentamiento ...................................................................................... 74

vii

6.5.2. Tamaño máximo y tamaño máximo nominal .......................................................... 75

6.5.3. Estimación del contenido del aire ............................................................................ 75

6.5.4. Estimación de la cantidad de agua del mezclado .................................................... 75

6.5.5. Relación de agua – cemento .................................................................................... 75

6.5.6. Calculo de la cuantía del cemento ........................................................................... 76

6.5.7. Volumen del cemento por m3 de hormigón ............................................................ 76

6.5.8. Volumen del agregado convencional ...................................................................... 76

6.5.9. Peso del agregado convencional .............................................................................. 77

6.5.10. Ajuste por humedad del peso del agregado ........................................................... 77

6.6. Diseño de mezcla y optimización para la elaboración de los bloques............................ 78

6.6.1. Mezclado de los agregados con una proporción del 80% de agregado convencional

y 20% del material de reciclaje triturado PET ....................................................................... 78





6.7. Características del bloque a utilizar ................................................................................ 82

6.8. Cantidad de materiales a utilizar para la elaboración de los bloques ............................. 83

6.9. Elaboración de los bloques con cemento, agregado convencional y material de reciclaje

triturado PET .............................................................................................................................. 84

6.9.1. Primer paso – Organización de materiales a utilizar y su pesaje............................. 84

viii

6.9.2. Segundo paso - Mezcla del cemento y la arena ....................................................... 85

6.9.3. Tercer paso – Mezcla del agregado convencional y el material de reciclaje triturado

PET ......................................................................................................................................... 87

6.9.4. Cuarto paso – Agregar agua a las mezclas homogéneas y mezclar ......................... 89

6.9.5. Quinto paso – Proceso de fabricación del bloque en máquina de vibro-

compactación .......................................................................................................................... 90

6.9.6. Sexto paso – Almacenaje y curado de los bloques .................................................. 93

6.10. Ensayo de resistencia a la compresión de los bloques.................................................. 95

7. Análisis de resultados ..................................................................................................... 105

7.1. Resistencia a la compresión .......................................................................................... 105

8. Presupuesto para la elaboración de 9 bloques de agregado convencional + PET ........ 106

9. Conclusiones .................................................................................................................. 107

10. Recomendaciones ......................................................................................................... 108

11. Referencias ................................................................................................................... 109

ix

Lista de imágenes

Imagen 1 Partes de una botella de plástico ................................................................................ 15

Imagen 2 Dimensiones de ladrillo de plástico reciclado ........................................................... 22

Imagen 3 Modulación ................................................................................................................ 23

Imagen 4 Dimensiones técnicas ................................................................................................ 24

Imagen 5 Unidades de mampostería macizas ............................................................................ 36

Imagen 6 Unidades de mampostería de perforación horizontal ................................................ 36

Imagen 7 Unidades de mampostería de perforación vertical .................................................... 37

Imagen 8 Localización de Villavicencio en el mapa de Colombia ........................................... 45

Imagen 9 Localización de Villavicencio en el mapa del meta .................................................. 45

Imagen 10 Ubicación de la comuna 8 ....................................................................................... 46

Imagen 11 Identificación del lugar con cumulo de PET y otros desechos ................................ 46

Imagen 12 Zona afectada por material de reciclaje PET ........................................................... 47

Imagen 13 Impactos generados ................................................................................................. 47

Imagen 14 Impactos generados en el medio ambiente .............................................................. 48

Imagen 15 Impactos generados en el medio ambiente (2) ........................................................ 48

Imagen 16 Materiales Hallados ................................................................................................. 49

Imagen 17 Recolección del material PET ................................................................................. 51

Imagen 18 Recolección del material PET en zona afectada ...................................................... 51

Imagen 19 Adquisición del material PET en zona de reciclaje ................................................. 52

Imagen 20 Acopio del material de reciclaje PET ...................................................................... 52

Imagen 21 Acopio del material de reciclaje PET (2) ................................................................ 53

Imagen 22 Almacenamiento y acopio del material de reciclaje PET ........................................ 53

x

Imagen 23 Limpieza de las botellas de plástico ........................................................................ 54

Imagen 24 Lavado de las botellas de plástico ........................................................................... 55

Imagen 25 Secado de las botellas de plástico ............................................................................ 56

Imagen 26 Botellas de plástico aplastadas ................................................................................ 57

Imagen 27 Proceso de trituración de las botellas de plástico .................................................... 58

Imagen 28 Material de reciclaje PET triturado ......................................................................... 58

Imagen 29 Muestra del agregado convencional ........................................................................ 59

Imagen 30 Tamizado del agregado convencional ..................................................................... 61

Imagen 31 Muestra del material triturado de reciclaje PET ...................................................... 63

Imagen 32 Tamizaje de la muestra del material triturado de reciclaje PET .............................. 64

Imagen 33 Medidas del bloque de mampostería ....................................................................... 82

Imagen 34 Materiales necesarios para la elaboración de los bloques ....................................... 84

Imagen 35 Material de reciclaje triturado PET y arena a utilizar para la elaboración de los

bloques ........................................................................................................................................... 85

Imagen 36 Mezcla de cemento + arena para los 3 bloques de 80/20 ........................................ 86



Imagen 39 Mezcla del agregado convencional + el material de reciclaje triturado PET para

elaborar los 3 bloques de 80/20 ...................................................................................................... 88





Imagen 42 Agua agregada a las mezclas homogéneas de 80/20, 70/30 y 60/40 ....................... 90

xi

Imagen 43 Mezclas homogéneas finales para la elaboración de los bloques de 80/20, 70/30 y

60/40. .............................................................................................................................................. 91

Imagen 44 Maquina en la que se realizaran los bloques ........................................................... 91

Imagen 45 Elaboración de los bloques en la maquina............................................................... 92

Imagen 46 Bloques de la proporción 60/40 deformados ........................................................... 93

Imagen 47 Almacenamiento y curado de los bloques ............................................................... 94

Imagen 48 Bloques listos para el ensayo de resistencia a la compresión .................................. 95

Imagen 49 Pesaje del bloque ..................................................................................................... 95

Imagen 50 Ajuste de valores en la máquina de resistencia a la compresión ............................. 96

Imagen 51 Ensayo de resistencia a la comprensión .................................................................. 96

Imagen 52 Montaje del bloque en maquina............................................................................... 97

Imagen 53 Bloque fallado por resistencia a la compresión ....................................................... 97

xii

Lista de tablas

Tabla 1 Datos técnicos del plástico PET ................................................................................... 10

Tabla 2 Código de identificación de resinas plásticas ............................................................... 13

Tabla 3 Productos a base de polietileno tereftalato ................................................................... 17

Tabla 4 Resistencia del PET a distintas sustancias químicas .................................................... 18

Tabla 5 Dimensiones de Ladrillo de Plástico Reciclado ........................................................... 22

Tabla 6 Especificación de humedad del agregado convencional .............................................. 60

Tabla 7 Lavado del agregado convencional en el tamiz #200 ................................................... 61

Tabla 8 Granulometría del agregado convencional ................................................................... 61

Tabla 9 Especificación del tamaño máximo del agregado convencional y su módulo de finura

........................................................................................................................................................ 62

Tabla 10 Repartición del tamaño de las partículas en el agregado convencional ..................... 62

Tabla 11 Datos iniciales del material triturado PET.................................................................. 64

Tabla 12 Granulometría de la muestra del material triturado PET............................................ 65

Tabla 13 Especificación del tamaño máximo del material triturado PET ................................. 65

Tabla 14 Repartición del tamaño de las partículas en el material triturado PET ...................... 65

Tabla 15 Ensayo de masas unitarias sueltas y apisonadas en el agregado convencional .......... 66

Tabla 16 Ensayo de masas unitarias sueltas y apisonadas en el material triturado PET ........... 67

Tabla 17 Ensayo del peso específico y absorción del agregado convencional ......................... 68

Tabla 18 Ensayo de materia orgánica por colorimetría a muestra del agregado convencional. 69

Tabla 19 Diferenciación del porcentaje del ensayo de granulometría con respecto a la norma

técnica colombiana 174(NTC-174) ................................................................................................ 70

Tabla 20 Diferenciación del porcentaje del ensayo de granulometría del material PET con

respecto a la norma técnica colombiana 174(NTC-174) ................................................................ 72

xiii

Tabla 21 Cantidad de cada material para elaborar 1 metro cubico de la muestra ..................... 77

Tabla 22 Optimización en la granulometría para la relación 80/20 .......................................... 78



Tabla 25 Características del bloque ........................................................................................... 83

Tabla 26 Cantidad de materiales para elaborar 1 bloque (Kg) .................................................. 83

Tabla 27 Cantidad de materiales para elaborar 3 bloques (Kg) ................................................ 84

Tabla 28 Ensayo de resistencia a la compresión para los bloques 80/20 .................................. 99

Tabla 29 Ensayo de resistencia a la compresión para los bloques 70/30 ................................ 101

Tabla 30 Ensayo de resistencia a la compresión para los bloques 60/40 ................................ 103

Tabla 31 Promedio de los resultados en la rotura de los bloques ............................................ 105

Tabla 32 Costos para la elaboración de los 9 bloques de agregado convencional + PET ....... 106

xiv

Lista de graficas

Grafico 1 Curva de la gradación del agregado fino ................................................................... 71

Grafico 2 Curva de la gradación del material de reciclaje triturado PET .................................. 73

Grafico 3 Optimización en la curva granulométrica para la relación 80/20 .............................. 79



Grafico 6 Curva de resistencia a la compresión con el promedio de los bloques fallados ...... 105

xv

Resumen

Esta investigación tiene como tema principal el estudio de un bloque construido con cemento

y material de reciclaje (PET), en el cual este material de reciclaje culmine con su ciclo de

contaminación y empiece en un proceso de selección, procesado y trituramiento para luego

convertirse en un agregado del bloque, con esto poder realizar las pruebas y ensayos

correspondientes para conocer sus comportamientos frente a las propiedades correspondientes.

Con esta idea se busca establecer una serie de factores los cuales pueden resultar positivos a la

hora de realizar este bloque, como en una reducción significativa de contaminación que hay en

las calles, ya que este material de reciclaje (PET) es un alto contaminante y desechable, también

se busca favorecer a las personas de bajos recursos que no cuentan con una vivienda propia y a la

hora de construir una vivienda con este bloque de cemento y material (PET) puede resultar muy

significativo en cuestión monetaria, ya que al utilizar este material de reciclaje se reducen los

costos a la hora de construir una vivienda.

Palabras clave

Bloques, botellas PET, viviendas, material de reciclaje, descontaminación.

xvi

Abstract

The main topic of this research is the study of a block built with cement and recycling material

(PET), in which this recycling material culminates with its cycle of contamination and begins in a

process of selection, processing and crushing to later become an aggregate of the block, with this

to be able to carry out the corresponding tests and trials to know their behavior against the

corresponding properties.

With this idea, it is sought to establish a series of factors which can be positive when making

this block, such as a significant reduction of pollution in the streets, since this recycling material

(PET) is a high pollutant and disposable, it also seeks to favor low-income people who do not

have their own home and when building a home with this block of cement and material (PET) it

can be very significant in monetary terms, since when using this material Recycling reduces costs

when building a home.

Keywords

Blocks, PET bottles, houses, recycling material, decontamination

1

1. Introducción

La contaminación que existe por todo el mundo es un gran problema que tendría que tener una

mayor importancia a la que se tiene ahora, las personas no son conscientes del daño que se está

generando al tirar materiales que contaminen el medio ambiente por las calles y demás, como

bien se sabe esta problemática ha estado por mucho tiempo y no se han generado soluciones para

combatir esto en un gran impacto, entre estos se encuentran los envases hechos con tereftalato de

polietileno (PET), que es de los elementos de mayor contaminación alrededor del mundo. Este

material es muy barato de reciclar y es totalmente reciclable, por eso el trabajo realizado a tratar

es la utilización de este material en bloques con cemento que puedan ser utilizados para la

construcción de viviendas a personas de escasos recursos que no cuentan con una vivienda

propia, así teniendo más oportunidades de adquirir una vivienda construida con estos bloques por

los costos que llegan a ser más bajos por la utilización de este material de reciclaje.

El tereftalato de polietileno (PET) es un polímero plástico que gracias a sus propiedades físicas

y mecánicas se adapta muy bien en la elaboración de elementos y sistemas de construcción de

alta resistencia, en este trabajo se podrá evidenciar una investigación que por diferentes pasos y

procedimientos se podrán comprobar estas propiedades del bloque en el cual se llevaran a cabo

diferentes ensayos y pruebas que nos demostraran el comportamiento del mismo.

2

2. Planteamiento del problema

La contaminación por parte de los residuos plásticos son uno de los más grandes problemas

que se tienen en la actualidad dado que el tereftalato de polietileno (PET) es un material de alta

resistencia que se encuentra en muchos productos los cuales son establecidos para consumo

propio y en la mayoría de los casos este material es utilizado como envase para bebidas gaseosas,

agua e hidratantes, dada esta situación surge una gran problemática ya que las personas no son

conscientes de el gran daño que se hace al arrojar estas botellas a las calles que terminan en

vertederos y mares del territorio. Si las personas supieran la magnitud del problema que se está

generando a partir de la contaminación que se hace por parte de este material de reciclaje

entenderían que el planeta se está acabando y con esto contribuyendo a que millones de material

contaminante llegue a los mares y provoque la muerte de miles de animales marinos y aves.

Esta problemática se ha intentado disminuir en algunas circunstancias por parte de los grandes

almacenes de cadena, que han optado por reducir la entrega de bolsas plásticas a la hora de

empacar los productos comprados en dicho almacén, anteriormente por pequeño, grande, pocos o

muchos productos comprados se entregaban en bolsas de plástico cuyo material que las conforma

es el polietileno que es un tipo de material polímero de alta dureza. Ahora se puede llevar un tipo

de bolso o mochila el cual ellos mismos venden que es de material de tela en el cual empacan los

productos, así disminuyendo las bolsas plásticas que antes entregaban con lo productos. Pero,

aunque todo parezca mejorar estos almacenes también otorgan la posibilidad de vender las bolsas

plásticas en los que se empacan los productos por un precio muy bajo.

Existen varias empresas encargadas en la obtención de las botellas plásticas, también hay

depósitos en los cuales su principal objetivo es recaudar dichas botellas, en el cual ellos compran

3

estas botellas por kilos por un precio bajo en las que estas botellas tienen que pasar por un

proceso en el cual tienen que estar aplastadas, sin tapas ni etiquetas y organizando los envases por

su mismo color.

En Villavicencio existen muchos sitios en los cuales hay una alta concentración de estas

botellas plásticas en las que terminan y con esto provocando que lleguen a los pequeños caños

situados en los diferentes sectores, con esto la idea establecida es sacar de las calles estos

materiales de reciclaje, disminuyendo en cantidad la contaminación y organizándolos

debidamente para llevarlos a un proceso, en el cual consiste en el trituramiento de los mismos

materiales en el cual queden unas partículas pequeñas de estas botellas, para poder tamizarlas y

obtener el tamaño de partículas adecuado para llevarlos a un proceso en el que se puedan elaborar

unos elementos de mampostería, a partir de la realización de un bloque de cemento junto al

tereftalato de polietileno (PET), en el que este material de reciclaje sea un agregado del bloque y

se puedan estudiar sus comportamientos y características necesarias a partir de los ensayos

pertinentes. Estos bloques pueden ser utilizados en la construcción de viviendas para personas de

bajos recursos ya que, al construir una casa con dichos bloques, sus costos de construcción

pueden bajar debido a que este material es de reciclaje y las personas de pocos recursos tengan

más posibilidades de adquirir su vivienda propia.

4

2.1. Pregunta problema

¿Se puede realizar un bloque de cemento en conjunto con el material de reciclaje tereftalato de

polietileno (PET) que funcione y cumpla con las normas y requerimientos necesarios en la

construcción?

5

3. Objetivos

3.1. Objetivo general

Realizar unos bloques de cemento en conjunto al material de reciclaje tereftalato de polietileno

(PET) como agregado para comprobar, determinar y estudiar sus características necesarias a

partir de ensayos que permitan definir si cumplen los requisitos para elementos de mampostería

no estructural, en bloques no estructurales.

3.2. Objetivos específicos

- Determinar las diferentes propiedades físicas y mecánicas del bloque.

- Elaborar un diseño de mezcla el cual este establecido sobre la normas requeridas y

necesarias para la elaboración de elementos de mampostería no estructural.

- Realizar una serie de ensayos que permitan definir la viabilidad de este bloque frente a las

normas establecidas de la construcción.

- Disminuir en cantidad el material de reciclaje tereftalato de polietileno (PET) de las calles

así evitando un poco la contaminación del medio ambiente.

- Estudiar la viabilidad de este bloque para la construcción de viviendas.

6

4. Justificación

A lo largo en lo que transcurre el tiempo se han implementado nuevos métodos en los que se

favorece la parte socio-ambiental y económica en la cual se puedan beneficiar ambas partes

obteniendo así nuevos métodos de desarrollo en la construcción en la que se permitan utilizar los

recursos contaminantes como material no convencional en la construcción en general, esto debido

a los altos materiales que a diario están contaminando el medio ambiente como lo es el tereftalato

de polietileno (PET) que es un material que se encuentra situado en gran cantidad en la zona

urbana y rural del municipio. El tereftalato de polietileno (PET) es un material que se puede

encontrar en las calles y no hay un control sobre el mismo, así que por ende termina en los

vertederos y caños de la ciudad, terminando estos en ríos y mares que afectan las aguas y la vida

de los animales que viven allí.

Hoy en día existen depósitos y empresas que recaudan estas botellas de plástico y las reciclan

pagando un precio muy bajo por kilo de botellas que las personas lleven para su venta, muchos

colegios y entidades utilizan diferentes métodos para el reciclaje de estas botellas plásticas y así

evitar que estas terminen en las calles, caños y diferentes puntos de la ciudad contaminando.

También hay personas que son recicladores y van por diferentes puntos de la ciudad en donde las

personas de un barrio sacan su basura y la dejan junto a las demás basuras de sus vecinos, estas

personas que son recicladores se encargan de abrir las basuras de las personas e indagar en ellas

para así sacar las botellas plásticas y todo material que se pueda reciclar, para luego venderlo en

los diferentes depósitos de la ciudad.

7

Se ha comprobado que el tereftalato de polietileno (PET) es un material resistente y de calidad

en el cual se puede trabajar de la mano de materiales convencionales en la construcción, este

trabajo muestra la elaboración de elementos de mampostería en el que se pueda utilizar el

tereftalato de polietileno (PET) como un agregado de estos materiales, para así realizar un bloque

el cual se le realicen los estudios y ensayos correspondientes así determinar su comportamiento y

pueda formar un estándar de reutilización de este material y pueda ser adaptado en la

construcción de viviendas.

Por estas razones este proyecto es de importancia en la parte social, ambiental y económica ya

que se puede mitigar en gran impacto la contaminación por parte de este material y se puedan

beneficiar las personas de escasos recursos que puedan construir con estos bloques ya que a la

hora de ejecutar una obra o vivienda sus costos pueden resultar más bajos dada la utilización de

este material que se encuentra en las calles.

8

5. Marco referencial

5.1. Marco teórico

5.1.1 Material de reciclaje (PET)

El tereftalato de polietileno (PET) que es la materia prima utilizada para la elaboración de

botellas; nace en el año 1941, y desde entonces año con año se consumen millones de toneladas;

lo que representa un problema para el medio ambiente. Los plásticos utilizados en la industria y

la vida cotidiana son productos con una limitada capacidad de autodestrucción, quedando como

residuos por muchos años; donde el plástico y sus derivados tardan hasta 500 años en degradarse.

En nuestro país los desechos sólidos se han incrementado en la medida que la población aumenta,

por lo que ante la problemática; se han planteado algunas soluciones; una de las más adoptadas es

el reciclaje de materiales. (Echeverría, 2017)

Es una sustancia sintética de estructura macromolecular por su gran cantidad de moléculas de

hidrocarburos, alcoholes y otros compuestos orgánicos. Fue patentado como un polímero para

fibra por J. R. Whinfield y J.T. Dicknson en 1941 y comenzó a ser utilizado a partir de 1955 para

la producción de envases de líquidos y es totalmente reciclable, lo que le da un valor agregado.

(Echeverría, 2017)

9

El PET es producido a partir del petróleo crudo, gas y aire. Está compuesto por 64% de

petróleo, 23% de derivados líquidos del gas natural y 13% de aire. Y se caracteriza por su gran

ligereza y resistencia mecánica a la compresión, alto grado de transparencia y brillo, conserva el

sabor y aroma de los alimentos, es una barrera contra los gases, reciclable 100% y con

posibilidad de producir envases reutilizables, lo cual ha llevado a desplazar a otros materiales.

(Luis et al, 2008)

El PET es el material plástico con el cual se elaboran los envases de bebidas gaseosas y aguas

minerales, entre otras. Las botellas son desechables, por lo que su destino suele ser la bolsa de

basura y, por extensión, los rellenos sanitarios. (Luis et al, 2008)

5.1.2 Propiedades del plástico (PET)

En general los plásticos se caracterizan por alta resistencia respecto de su densidad,

aislamiento térmico, aislamiento eléctrico, resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes, entre

otros. Específicamente el Tereftalato de Polietileno (PET) presenta las siguientes características

relevantes:

- Buen comportamiento ante esfuerzos permanentes

- Alta resistencia al desgaste

- Buen coeficiente de deslizamiento

- Buena resistencia química

- Buenas propiedades térmicas

Con estos datos se puede asumir que el PET posee propiedades adecuadas para utilizarlo como

material alternativo en la mezcla del concreto. (Angumba, 2016)

10

Tabla 1 Datos técnicos del plástico PET

Obtenido de: (Industria del Plástico. Plástico industrial. Richardson&Lokensonsgard)

5.1.3. Plásticos que se pueden reciclar

Como concepto general, podemos decir que todos los plásticos son reciclables, siendo el

primer paso su separación por tipo de resina. Podemos citar 7 categorías distintas: PET, PEAD,

PVC, PEBD, PP, PS, y una séptima categoría denominada “otros”. Esto es importante, ya que si

no se sabe de qué tipo de plástico se trata, dificulta e incluso imposibilita el reciclaje.

11

Para facilitar tal tarea se convino que los productos elaborados tengan una leyenda que indique

de qué tipo de material se trata, para que quien se dé a la tarea de recolectar este material pueda

separarlo y así posteriormente clasificarlo para darle el tratamiento adecuado.

PET Tereftalato de polietileno (PET): Se utiliza para botellas de bebidas gaseosas y aguas,

bolsas de hervir ahí mismo el alimento congelado y bandejas para comidas calentadas en

microondas. Es liviano, resistente y reciclable. En este sentido, una vez reciclado, el PET se

puede utilizar en muebles, alfombras, fibras textiles, piezas de automóvil y reciclado

convenientemente en nuevos envases de alimentos.

PEAD Polietileno de alta densidad (HDPE): Se usa en envases de lavandina, detergentes y

cosméticos, bidones, baldes y cajones plásticos. Asimismo, también se puede ver en envases de

leche, zumos, yogurt, agua, y bolsas de basura. Se recicla de muy diversas formas, fabricando

cañerías, botellas de detergentes y limpiadores, muebles de jardín, botes de aceite, etc.

PVC Cloruro de polivinilo (PVC): Se fabrican botellas para aceite de cocina, productos de

limpieza y en la construcción: ventanas, tubos de drenaje, perfiles, forro para cables, etc También

es muy resistente Una vez reciclado, puede ser utilizado para paneles, tarimas, tapetes, etc.

PEBD Polietileno de baja densidad (LDPE): Usado para bolsas para vegetales en

supermercados, bolsas para pan, envolturas de alimentos, silos bolsa. Este plástico fuerte, flexible

y transparente se puede encontrar también en bolsas muy diversas, mangueras, etc. Tras su

12

reciclado se puede utilizar de nuevo en contenedores y papeleras, sobres, paneles, tuberías o

baldosas.

PP Polipropileno (PP): Se fabrican envases para yogurt, botellas para champú, potes,

muebles de jardín y recipientes para margarina. Su alto punto de fusión permite envases capaces

de contener líquidos y alimentos calientes. Se suele utilizar en la fabricación de envases médicos,

yogures, pajitas, envases de kétchup, tapas, algunos contenedores de cocina, autopartes, cajones,

etc. Una vez reciclado se puede utilizar en señales luminosas, cables de batería, escobas, cepillos,

rastrillos, baldes, palets, bandejas, etc.

PS Poliestireno (PS): Espuma plástica utilizada para tazas para bebidas calientes, envase para

comidas rápidas, cartones para huevos y bandejas para carnes. Su bajo punto de fusión hace

posible que pueda derretirse en contacto con el calor. Una vez reciclado, se pueden obtener

diversos productos entre ellos, material para edificación, aislantes, etc.

Otros: Todas las demás resinas de plástico o mezclas no indicadas arriba. Se incluyen una

gran diversidad de plásticos. Por ejemplo, con estos plásticos están hechos algunos materiales a

prueba de balas, DVD, gafas de sol, MP3 y PC, etc.

13

5.1.4 Clasificación de los plásticos que se pueden reciclar

Tabla 2 Código de identificación de resinas plásticas

Obtenido de: (Piñeros & Herrera, 2018, pág. 19, 20.)

14

5.1.5. Aplicaciones del Tereftalato de polietileno (PET)

5.1.5.1. Envase y paquete

Por su impermeabilidad a los gases, el PET abarca casi el 100% del mercado de botellas

retornables y no retornables para bebidas carbonatadas. Las firmas de maquinaria han contribuido

en gran medida a impulsar la evolución de manera rápida de los envases, por lo que hoy se

encuentran disponibles envases para llenado a temperaturas normales y para llenado en caliente;

también se desarrollan envases muy pequeños desde 10 mililitros hasta garrafones de 19 litros.

Los tarros de boca ancha son utilizados en el envasado de conservas alimenticias.

Entre los múltiples usos dados al PET, debido a su durabilidad, estabilidad dimensional e

insensibilidad a la humedad excelentes, sobresale el destino que se le ha dado en la fabricación de

envases de bebidas carbonatadas y de empaques de alimentos pues, no deteriora ni causa efectos

de toxicidad a estos productos. (Industria del Plástico. Plástico industrial)

La participación del PET dentro de este mercado es en:

- Bebidas Carbonatadas

- Agua purificada

- Aceite

- Conservas

- Cosméticos

- Detergentes y Productos Químicos

- Productos Farmacéuticos

15

Imagen 1 Partes de una botella de plástico

Fuente: Propia

16

5.1.5.2. Electro – electrónico

Este segmento abarca diversos tipos de películas y aplicaciones desde las películas ultra

delgadas para capacitores de un micrómetro o menos hasta de 0,5 milímetros, utilizadas para

aislamiento de importantes e inteligentes motores funcionales.

Debido a su alta resistencia dieléctrica y mecánica, el PET se utiliza como aislante de ranuras y

fases en motores, condensadores, bobinas y transformadores. Así también ha servido para ser

utilizado en la fabricación de conectores eléctricos de alta densidad, bloques terminales, circuitos

integrados y partes electromecánicas, reemplazando de este modo a los materiales termoestables.

(Industria del Plástico. Plástico industrial)

5.1.5.3. Fibras (telas tejidas, cordeles, etc.)

En la industria textil, la fibra de poliéster sirve para confeccionar gran variedad de telas y

prendas de vestir.

La ropa hecha con esta fibra es resistente a arrugarse. Estas fibras son conocidas como Dacron

y Fortrel y son ampliamente usadas en bienes de consumo como ropa y telas. También se realiza,

con el PET, telas no tejidas.

Debido a su resistencia, el PET se emplea en telas tejidas y cuerdas, partes para cinturones, hilos

de costura y refuerzo de llantas. Su baja elongación y alta tenacidad se aprovechan en refuerzos

para mangueras.

Su resistencia química permite aplicarla en cerdas de brochas para pinturas y cepillos

industriales.

17

El poliéster tiene también una aplicación médica, debido a su fuerza es utilizado en cirugías de

reconstrucción de tejidos dañados. (Industria del Plástico. Plástico industrial)

5.1.5.4. En la industria mecánica

El PET se utiliza en la fabricación de repuestos que necesitan superficies duras, planas y buena

estabilidad dimensional. Por ejemplo en engranajes, levas, cojinetes, pistones y en bastidores de

bombas que soportan elevadas fuerzas de impacto.

Los compuestos reforzados de PET (PRFV) son usados para fabricar tapas de distribuidores y

componentes de pintura exterior para automóviles.

5.1.5.5. Otras aplicaciones

Se utiliza para bandejas de horno convencional o microondas, pero su principal uso es en

botellas. También se utiliza en monofilamentos para fabricar cerdas de escobas y cepillos.

(Industria del Plástico. Plástico industrial)

Tabla 3 Productos a base de polietileno tereftalato

Obtenido de: (Piñeros & Herrera, 2018, pág. 23.)

18

5.1.6. Resistencia a sustancias químicas del PET

Tabla 4 Resistencia del PET a distintas sustancias químicas

Obtenido de: (Piñeros & Herrera, 2018, pág. 24,25.)

19

5.1.7. Ventajas y desventajas del PET

5.1.7.1 Ventajas del pet

Propiedades únicas

Claridad, brillo, transparencia, barrera a gases y aromas, impacto, termoformabilidad, fácil de

imprimir con tintas, permite cocción en microondas. (Castillo, 2018)

Costo - Desempeño

El precio del PET ha sufrido menos fluctuaciones que el de otros polímeros como PVC-PP-

LDPE-GPPS en los últimos 5 años. Disponibilidad

Hoy se produce PET en Sur y Norteamérica, Europa, Asia y Sudáfrica. (Castillo, 2018)

Reciclado

El PET puede ser reciclado dando lugar al material conocido como RPET; lamentablemente el

RPET no puede emplearse para producir envases para la industria alimenticia, debido a que las

temperaturas implicadas en el proceso de reciclaje no son lo suficientemente altas como para

asegura la esterilización del producto. A tal fin han surgido procesos especiales para el reciclaje

del PET (procesos de súper limpieza) que permiten su uso en contacto con alimentos. (Castillo,

2018)

20

5.1.7.2. Desventajas en el uso del PET

Secado

Todo poliéster tiene que ser secado a fin de evitar pérdida de propiedades. La humedad del

polímero al ingresar al proceso debe ser de máximo 0.005%. Para ello se utiliza el secado por

circulación de aire caliente previamente secado en deshumificadores, antes de ser procesado en

inyectoras o extrusoras; lo que le confiere un costo extra. También se puede secar por radiación

infrarroja, pero presupone un costo aún mayor. (Castillo, 2018)

Costo de equipamiento

Los equipos de inyección por soplado con biorientación suponen una buena amortización, en

función de una gran producción. En extrusión por soplado se pueden utilizar equipos

convencionales de PVC, teniendo más versatilidad en la producción de diferentes tamaños y

formas. (Castillo, 2018)

Temperatura

Los poliésteres no mantienen buenas propiedades cuando se les somete a temperaturas

superiores a los 70 grados. Se han logrado mejoras modificando los equipos para permitir llenado

en caliente. Excepción: el PET cristalizado (opaco) tiene buena resistencia a temperaturas de

hasta 230 °C. (Castillo, 2018)

Intemperie

No se aconseja el uso permanente en intemperie. (Castillo, 2018)

21

5.1.8. El PET en el sector de la construcción

Tanto en la edificación como en las obras de ingeniería civil, se encuentran numerosas

aplicaciones del EPS debido a su elevada capacidad de aislamiento térmico, su ligereza, sus

propiedades de resistencia mecánica, su adecuado comportamiento frente al agua y resistencia a

la difusión del vapor de agua. Además, la del EPS en la construcción aporta beneficios

medioambientales principalmente derivados de su función de aislante térmico, ya que ahorra

energía.

5.1.8.1 Bloque universal

5.1.8.1.1. Instalación, Limpieza y Mantenimiento

Consiste en un sistema macho y hembra -diseño especializado del bloque; siendo los

elementos de confinamiento las columnas multidireccionales. Se deben realizar unos golpes en la

parte superior del bloque, para que se acoplen de forma adecuada a los demás bloques y

elementos constructivos. El bloque es altamente resistente a productos químicos varios. La

limpieza se puede realizar con agua y detergente o limpiador específico en disolución. (guerra,

2017)

22

5.1.8.1.2. Dimensiones técnicas

Imagen 2 Dimensiones de ladrillo de plástico reciclado

Fuente: https://ecoinventos. com/casas-de-ladrillos-de-plástico/

5.1.8.1.3. Dimensiones de Ladrillo de Plástico Reciclado

Tabla 5 Dimensiones de Ladrillo de Plástico Reciclado

Obtenido de: (Castillo, 2018, pág. 42.)

23

5.1.8.1.4. Modulación

Imagen 3 Modulación

Fuente:

https://repository.usta.edu.co/bitstream/handle/11634/14462/2018dianacastillo.pdf?isAllowed=y

&sequence=1

24

5.1.8.2. Columna universal

5.1.8.2.1. Limpieza y mantenimiento

La columna multimodal es altamente resistente a productos químicos varios. La limpieza se

puede realizar con agua y detergente o limpiador específico en disolución.

5.1.8.2.2. Dimensiones técnicas

Imagen 4 Dimensiones técnicas

Fuente:


&sequence=1

25

5.1.8.3. Aspectos técnicos y estructurales

Así como la tecnología va evolucionando con el paso del tiempo, también van cambiando los

materiales y técnicas en la construcción. Específicamente en la construcción de viviendas de

interés social o prioritario, hoy en día se requiere las siguientes características. (Castillo, 2018)

- Que no cause grandes gastos de energía.

- No causa desechos, ni produzca contaminación.

- Una vivienda con una seguridad aceptable a las inclemencias del tiempo y a los peligros de

la naturaleza.

- Socialmente aceptable, al utilizar mano de obra no calificada.

- Los materiales se consigan en el lugar.

- Fuerza laboral local para la producción de los materiales y la construcción.

- No se requieran herramientas o equipos de alto costo.

- Se requiere baja especialización y su labor es de fácil aprendizaje.

Diferentes investigaciones, han logrado conseguir un mismo resultado en la implementación

de materiales reciclables como el plástico PET mezclado con el cemento, logrando una variedad

de elementos constructivos con mejores especificaciones técnicas que los hechos con materiales

convencionales. (Castillo, 2018)

26

5.1.8.4. Dosificación de mezclas con PET

para obtener el título de Ingeniería Civil en la Universidad Minuto de Dios, desarrollan una

investigación con el objetivo de determinar de modo preliminar el posible comportamiento del

PET para ser usado como bloque de mampostería, teniendo en cuenta la normativa colombiana

NTC para la construcción. 24 Durante el proceso de ejecución se realizaron análisis detallados de

las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los materiales, para así arribar a la dosificación

ideal de estos. Uno de los resultados más destacados de este estudio radica en la factibilidad de

utilizar el PET para la elaboración de mezclas y la producción de un bloque estable, con

características y funcionalidades que se asemejan a aquellos elaborados con agregados pétreos.

Es de mencionar que los autores recomiendan un análisis más exhaustivo con diferentes

dosificaciones, mejorando las condiciones de curado, con el fin de aumentar las propiedades

físicas químicas y mecánicas del producto. (Garzón & Montaño, 2014)

5.1.8.5. Estudios de resistencia de elementos constructivos

Aguirre lleva a cabo un estudio en la Universidad de Cuenca como tesis de grado, con el

objetivo de realizar una propuesta de diseño vivienda; el autor toma en cuenta estudios sobre

arquitectura reciclable y la realización de pruebas de laboratorio, incluyendo resistencia a la

compresión, resistencia a compresión diagonal, resistencia tensión y resistencia a cortante.

Debido a que la investigación fue encaminada a estudiar el comportamiento de una estructura

tipo vivienda, inicialmente se caracterizó el material mediante ensayos a muestras o cubos

plásticos extraídos de los bloques, continuando con pruebas a los elementos como unidad, seguir

27

con los mismos en conjunto y terminar con el ensayo de la estructura tipo vivienda a escala real.

(Aguirre, 2013)

El autor citado ensayó con variadas dosificaciones a cilindros de prueba, utilizando el plástico

como agregado en diferentes formas. Las conclusiones a las que llega el autor son que la mejor

resistencia se da con la mezcla elaborada con el plástico fino sucio, aunque el plástico fino limpio

tiene mejor manejabilidad. Además, se verifica que las mezclas de cualquier tipo con el plástico

analizado, únicamente funcionan para mampostería no estructural.

En este contexto, un grupo de Investigadores25 del Centro Experimental de la Vivienda

Económica (CEVE) y del Instituto de Investigación del Consejo Nacional de Investigaciones

Científicas y Tecnológicas de la República Argentina (CONICET), realizan una investigación de

tipo documental, donde analizan las posibilidades del uso de los plásticos reciclados como

elementos constructivos. De su estudio, estos autores concluyen que los materiales plásticos

reciclados (en este caso PET y films para envoltorios de alimentos) son reemplazantes adecuados

de los agregados pétreos de hormigones comunes, debido a que tienen un bajo peso específico,

suficiente resistencia, excelente aislación térmica, baja absorción de agua, buena apariencia, buen

comportamiento a la intemperie, buena adherencia con revoques tradicionales, bajo costo y

cualidades ecológicas. (Castillo, 2018)

Se realizó una investigación como requisito para optar al título de Magister en Ingeniería Civil

en la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. El objetivo del estudio fue estudiar la

factibilidad técnica del uso de material plástico polietileno de alta densidad (PEAD) reciclado en

la fabricación de 25 Berreta, Argüello, Gatani y Gaggino (2008) elementos estructurales para la

construcción de vivienda en Colombia y también se estudia una posible solución al déficit de

accesibilidad a vivienda para personas de bajos recursos y en caso de emergencia, mediante la

28

construcción rápida de viviendas sostenible a base de plástico reciclado PEAD (prPEAD).

(Sierra, 2016)

El estudio se lleva a cabo tomando muestras de especímenes fabricados, especímenes unitarios

y el conjunto de éstos formando elementos estructurales a los cuales se les determina propiedades

físicas, se realizan ensayos a compresión, tensión, flexión, carga lateral horizontal paralela al

plano y perpendicular al plano del elemento y se estudia el comportamiento de una vivienda de

6,33 x 6,33 m fabricada con elementos de prPEAD y uniones pernadas con láminas metálicas

bajo carga horizontal. (Sierra, 2016)

Sierra estableció la factibilidad del uso del prPEAD para la fabricación de elementos que

conformen una estructura de habitabilidad temporal. Además, el autor concluye que la

variabilidad de los resultados se debe a la composición del producto PEAD, que puede estar

compuesto por diferentes tipos de plástico, dependiendo del lugar donde fue reciclado. Los muros

ensayados con carga distribuida, arrojan un resultado mayor a 3 veces lo solicitado por el

reglamento NSR-10. Las fallas en los ensayos a compresión de las columnas se debieron al

pandeo. Entre más corta la columna; mayor será la resistencia a compresión. La resistencia

promedio de los muros a escala real es mayor 3 veces a la requerida por la NSR-10. Recomienda

usar perfiles de acero para confinar los elementos PEAD,26 con el fin de evitar, que, a la

aplicación de cargas, se separen. Se recomienda hacer estudios de resistencia de los elementos

PEAD con refuerzo de acero y resistencia al fuego. (Castillo, 2018)

En este mismo orden de ideas, Zavala (2015) adelanta un estudio con el propósito de diseñar

materiales de construcción elaborados con la combinación de cemento, agregados y plástico tipo

Tereftalato de Polietileno, PET, también como agregado. Para ello, se trituró y convirtió botellas

de plásticos en agregados, se planteó los diseños que deben tener los elementos creados, se

29

determinó las propiedades físicas de los materiales utilizados y se probó la resistencia de los

mismos. Se hicieron muestras de ensayo con proporciones de cemento-plástico 1:10; 1:0,75

1:0,50; 1:0,25, con las cuales se obtuvo una resistencia (kg/cm2) de 21,40; 42,75; 62,66 y 72,20

respectivamente. Obtenidos estos resultados, concluye Zabala que la mezcla cemento plástico

puede alcanzar los parámetros mínimos de resistencia especificados en las normas técnicas

tradicionales que rigen los elementos creados a base de cemento y arena. Además, afirma el

investigador anterior que los elementos creados con la nueva mezcla (cemento + plástico) posee

características similares a los creados con la mezcla tradicional; mejorando incluso algunos

aspectos como la cantidad de agua utilizadas, el peso específico, la resistencia al fuego y la

acústica. (Castillo, 2018)

30

5.1.9. Aspectos ambientales

García (2014) indica que uno de los objetivos de elaborar bloques con material de plástico

reciclado, es encontrar la manera de reducir el impacto ambiental generado por el desgaste y

perdida de la cobertura terrestre; lo cual es provocado como consecuencia de la extracción de

materiales pétreos. Esto se puede lograr con el material para la construcción elaborado con base a

cemento y plástico (PET); lo que también contribuye en la reducción de residuos generados en la

construcción. (Castillo, 2018)

Ampliando lo planteado, la justificación para el uso de un material como el PET en la

construcción, se basa en la afectación que la Ingeniería Civil tiene en el medio ambiente con la

exploración y explotación de la corteza terrestre, tanto en minas como en ríos; al extraer los

agregados que necesita el concreto en las diferentes obras. Dichas acciones generan un

irremediable y negativo impacto ambiental, por lo que se hace necesario investigaciones y

técnicas novedosas para conseguir un material que pueda reemplazar los agregados, y que no

afecte el medio ambiente; sino que por el contrario ayude a descontaminarlo, tal como se concibe

con el PET reciclado. (Castillo, 2018)

Analizando los aspectos térmicos y acústicos, se establece que los ladrillos de arcilla poseen

mayor transmisión térmica que los fabricados con recicle del PET. Esto quiere decir que las

viviendas construidas con estos bloques poseen más aislamiento térmico y, asimismo, mayor

resistencia a la transmisión del sonido que los ladrillos de arcilla. (Castillo, 2018)

31

En este contexto, el concepto de arquitectura sostenible o arquitectura sustentable, se refiere a

diseños arquitectónicos que busca optimizar los recursos naturales, de tal modo que se minimice

el impacto ambiental de las viviendas construidas, sobre el medio y sus habitantes.30 También se

conoce como arquitectura verde, arquitectura ambientalmente consciente y eco-arquitectura. Este

concepto considera el uso de los materiales de construcción con moderación y eficacia, utilizando

recursos que provee el medio y materiales locales integrándolos en armonía a los diseños de las

estructuras. La Arquitectura sustentable no resolverá por completo los problemas ambientales del

mundo, pero contribuirá significativamente a la creación de un hábitat humano más sostenible,

otorgándoles un papel importante a todos los ingenieros, arquitectos y diseñadores. (Castillo,

2018)

32

5.1.10. Aspectos socioeconómicos

El tema económico es muy complejo de analizar, puesto que las empresas fabricantes de

productos constructivos, no tienen publicaciones acerca de los costos finales de viviendas, los

estudios que se han hecho sobre el tema, hacen un análisis teórico sobre los beneficios

económicos como un beneficio adicional de todos los que conlleva una construcción con

materiales reciclados; por lo que en este estudio se abordará el tema de costos haciendo un

análisis teórico de lo que opinan las diferentes Fundaciones, empresas y artículos publicados.

(Castillo, 2018)

Es de destacar que Garzón y Montaño (2014) mencionan, dentro de las recomendaciones que

plantean en su trabajo, la propuesta de hacer un estudio nuevo, para analizar con detalle los

costos de fabricación y distribución de materiales destinados a la elaboración de bloques con

material reciclado, y así reducir el consumo de aquellos utilizados para la elaboración de bloques

de arcilla o concreto. En éste trabajo, los autores formulan el problema, basados en el rápido

crecimiento que tiene Colombia en la construcción de vivienda; fin que genera todo tipo de

investigaciones y estudios en aras de conseguir construcciones más versátiles, que brinden a las

personas de escasos recursos una posibilidad de adquirir en propiedad una de estas viviendas.

(Castillo, 2018)

Existen algunos trabajos de investigación como el presente, que ofrecen un ayuda al análisis

de la construcción de viviendas de bajo costo, justificados en la elaboración de los materiales

constructivos con elementos reciclables; lo que conlleva a un valor final más bajo que el que

resulta de viviendas fabricadas de forma tradicional. (Castillo, 2018)

33

Las cimentaciones, empotramientos, uniones entre elementos y en general todo lo que integra

la parte estructural de la vivienda, resulta menos compleja, debido a que los productos pueden ser

fabricados para ser ensamblados y a su bajo peso. Esto implica también una reducción

considerable en los costos finales de la vivienda. El bajo peso de los elementos reciclados

también genera un bajo costo en el transporte, tanto de materia prima, como elementos

terminados. Argüello y Castellanos concluyen que este tipo de construcción sería una opción

viable para las viviendas de interés social. El impacto social que genera el proyecto es positivo,

pues permite mejorar la calidad de vida de aquellas personas que no cuentan con los recursos

suficientes para una vivienda; adicionalmente el proyecto logra satisfacer las necesidades básicas

de una población, pues este, está pensado para brindar esta oportunidad a varias familias

necesitadas. (Castillo, 2018)

34

5.2. Marco legal

5.2.1. Normas, legislaciones, decretos y aprobaciones del PET

5.2.1.1. Norma técnica colombiana NTC 4076

Esta norma establece los requisitos para unidades de concreto para mampostería, perforadas o

macizas, elaboradas con cemento hidráulico, agua y agregados minerales, con la inclusión o no

de otros materiales. Estas unidades están destinadas para uso en divisiones no estructurales, pero

bajo ciertas condiciones pueden ser adecuadas para uso en paredes exteriores no estructurales por

encima del nivel, donde estén protegidas de la intemperie efectivamente.


Esta norma establece los requisitos de gradación y calidad para los agregados finos y

gruesos (exceptos los agregados livianos y pesados) para uso en concreto.

Esta norma también se usa para especificaciones de proyectos, para definir la calidad del

agregado, su tamaño máximo nominal y otros requisitos de gradación específicos. Las personas

responsables de seleccionar las proporciones de las mezclas de concreto también tendrán la

responsabilidad de determinar las proporciones de agregados fino y grueso y la adición de una

mezcla de agregados de diferentes tamaños, si es requerido o aprobado.


Dentro de esta norma NTC 3459 encontramos cada detalle en la selección correcta del agua

para la elaboración del concreto, la cual analizamos la contaminación de desechos industriales,

requisitos químicos como son impurezas orgánicas y inorgánicas, también los requisitos

físicos como los tiempos de fraguado y la resistencia a la compresión y se procede a la toma de

muestras y los diferentes tipos de ensayo la cual debe cumplir en la norma internacional.

https://metroblock.com.co/bloques-de-cemento-como-identificar-la-calidad-de-los-prefabricados/

https://metroblock.com.co/bloques-de-cemento-como-identificar-la-calidad-de-los-prefabricados/

35


Esta norma establece lo procedimientos para el muestreo y el ensayo de prefabricados de

concreto, tales como: unidades de perforación vertical o macizas (bloques y ladillos) para

mampostería de concreto y chapas de concreto; Gramoquines, losetas de revestimiento para

cubiertas planas y otros prefabricados de concreto no reforzado, elaborados con mezclas

‘’secas’’, vibro compactados, con el fin de evaluar su resistencia a la compresión, absorción,

densidad, contenido de humedad y dimensiones. Están excluidos los prefabricados que tengan

normas específicas, como los tubos y los adoquines.

5.2.1.5. Norma técnica colombiana NTC 4205-2

Esta norma aborda las unidades de mampostería no estructural de arcilla cocida ladrillos y

bloques cerámicos donde se establecen los requisitos que deben cumplir los ladrillos de arcilla,

utilizados como unidades de mampostería no estructural en muros interiores divisorios y

cortafuegos no estructurales o muros exteriores que tengan un acabado de protección con revoque

o pañete, enchape u otra mampostería que los proteja de la exposición a la intemperie.

Igualmente, fija los parámetros con los que se determinan los diferentes tipos de unidades.

Cuando las unidades no estructurales se usan en fachadas, éstas también deben cumplir los

requisitos de la norma, NTC 4205-3; Unidades de mampostería de arcilla cocida, ladrillos y

bloques cerámicos, parte 3: mampostería de fachada.


https://metroblock.com.co/bloques-de-cemento-vs-bloques-de-ladrillo-sus-caracteristicas/

https://metroblock.com.co/adoquines-de-cemento/

36

La NTC 4205, Ingeniería civil y arquitectura. Unidades de mampostería de arcilla cocida.

Ladrillos y bloques cerámicos, establece los requisitos que deben cumplir los ladrillos y bloques

cerámicos utilizados como unidades de mampostería y fija los parámetros con que se determinan

los distintos tipos de unidades, cabe resaltar que tradicionalmente se manejan tres tipos básicos

de unidades de mampostería de arcilla cocida, según la disposición de sus perforaciones y del

volumen que éstas ocupen:

Perforación vertical PV (ladrillos-bloques); perforación horizontal PH (ladrillos-bloques) y

macizos (M).

Imagen 5 Unidades de mampostería macizas

Fuente:

https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/22382/1/TESIS%20BLOQUE%20PET.pdf

Imagen 6 Unidades de mampostería de perforación horizontal

Fuente:




37

Imagen 7 Unidades de mampostería de perforación vertical

Fuente:


5.2.1.7. Norma Técnica Colombiana NTC 6033

La NTC 6033, comprende las Etiquetas ambientales tipo 1. Sello ambiental colombiano

(SAC). Criterios ambientales para ladrillos y bloques de arcilla, que aplica para aquellos

productos y servicios que causen menor impacto en el ambiente, mediante la comunicación de

información verificable y exacta, no engañosa, sobre aspectos ambientales de dichos productos y

servicios, para estimular el mejoramiento ambiental continúo impulsado por el mercado, esta

norma se enmarca en la implementación del esquema del Sello Ambiental Colombiano, la cual

está reglamentada por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial y de

Comercio, Industria y Turismo.

Esta norma pretende ser un instrumento de competitividad para el sector de ladrillos, bloques

de arcilla y demás productos afines de cerámica roja de la industria ladrillera, si bien es cierto que

estos productos causan impactos negativos al medio ambiente en las diferentes etapas de su ciclo

de vida. Los mayores impactos se relacionan con la extracción de materiales de cantera y el

proceso de fabricación. Es por esto que la presente norma busca implementar mejores prácticas


38

para la extracción de materiales y un uso más sostenible de los recursos en sus procesos de

fabricación.

5.2.1.8. Ley Numero 27314

Ley General de Residuos Sólidos, se estableció los derechos, obligaciones, atribuciones y

responsabilidades de la sociedad en su conjunto, para asegurar una gestión y manejo de los

residuos sólidos, sanitaria y ambientalmente adecuada, con sujeción a los principios de

minimización, prevención de riesgos ambientales y protección de la salud y el bienestar de la

persona humana.

5.2.1.9. Ley Numero 29419

Ley que regula la actividad de los recicladores, establece el marco normativo para la

regulación de las actividades de los trabajadores del reciclaje, orientada a la protección,

capacitación y promoción del desarrollo social y laboral, promoviendo su formalización,

asociación y contribuyendo a la mejora en el manejo ecológicamente eficiente de los residuos

sólidos en el país.

5.2.1.10. Dentro del Articulo 5

Regulación local, debemos tener un alto grado de comunicación con las autoridades locales

donde operará la planta. Así mismo el Articulo 6 – Formación de EPS-RS y EC-RS favorecen la

actividad de las asociaciones y de las pequeñas o microempresas especializadas en la recolección

y comercialización de recursos sólidos.

39

5.2.1.11. Política de producción más limpia

Esta política fue aprobada por el Consejo Nacional Ambiental, tiene como objetivo principal

alcanzar la sostenibilidad ambiental en el sector productivo, previniendo y minimizando los

impactos y riesgos para los seres humanos y para el medio ambiente. Otros de sus objetivos

específicos se mencionan a continuación:

- Aumentar la eficiencia energética y el uso de los energéticos más limpios

- Prevenir y minimizar la generación de contaminantes

- Prevenir, mitigar y compensar los impactos ambientales sobre la población y los ecosistemas

- Adoptar tecnologías más limpias y prácticas de mejoramiento continuo de la gestión

- Minimizar y aprovechar los residuos

- Minimizar el consumo de recursos naturales y materias primas.

De igual forma abarca los procesos, los productos y los servicios. En los procesos busca: la

conservación y ahorro de materias primas, insumos, agua y energía; la eliminación de materias

primas tóxicas y la reducción y minimización de la cantidad y toxicidad de las emisiones y

residuos. En los productos se orienta a la reducción de los impactos negativos que acompañan el

ciclo de vida del producto, desde la extracción de las materias primas hasta su disposición final; y

en los servicios busca una dimensión ambiental, tanto en el diseño como en la prestación de los

mismos. (Piñeros & Herrera, 2018)

40

5.2.1.12. Política de gestión integral de residuos sólidos.

El Gobierno Nacional, en la búsqueda de un mejor aprovechamiento de las potencialidades

institucionales y de la capacidad de los organismos existentes involucrados en el manejo de

residuos, ha puesto en marcha un Sistema de Gestión Integral de Residuos Sólidos, definido en la

Política de Gestión Integral de Residuos Sólidos, con el fin de cumplir los siguientes objetivos.

(Piñeros & Herrera, 2018)

- Minimizar la cantidad de los residuos que se generan

-Aumentar el aprovechamiento y consumo de residuos generados, hasta donde sea

ambientalmente tolerable y económicamente viable.

- Mejorar los sistemas de manejo integral de residuos sólidos.

- Conocer y dimensionar la problemática de los residuos peligrosos en el país y establecer el

sistema de gestión de los mismos.

- Desde la perspectiva de sus destinatarios, la política tiene dos grandes componentes:

- El relacionado con el saneamiento ambiental como obligación a cargo del Estado, y que se

orienta a establecer un marco de acción para las entidades públicas con responsabilidades en

cuanto a la gestión de residuos sólidos, de manera especial a los municipios, involucrando las

diferentes estrategias e instrumentos para fortalecer la acción del Estado en esta materia.

- El referido a la vinculación que el sector privado tiene en cuanto a la generación de residuos.

41

5.3. Marco conceptual

Materiales de construcción: Se conoce como “materiales de construcción” a aquellos

cuerpos que conforman las obras de construcción, pudiendo estos variar en naturaleza,

composición y forma. (Florián, 2008).

Propiedades de los materiales de construcción: Los materiales de construcción, así como la

materia en general, posee propiedades, a través de las cuales se puede evaluar su calidad o

rendimiento de acuerdo con el uso que se le dará. Jové (2018) divide las propiedades de la

materia en 8 categorías: Organolépticas, físicas, térmicas, acústicas, ópticas, eléctricas, químicas

y mecánicas. El nivel de detalle en los siguientes apartados depende directamente de la relevancia

de las propiedades para medir la calidad de los materiales de construcción. (Jove, 2018)

Propiedades químicas: Propiedades relacionadas a la composición química de los materiales.

Estas, con el paso del tiempo, se ven afectadas por dos principales fenómenos:

- Oxidación (fenómeno químico): Se crea una película de óxido sobre la superficie del metal.

Esta película puede ser cerrada (no porosa), y proteger al material del avance de la oxidación; o

porosa, permitiéndolo y causando que se carcoma el interior (Jové, 2018).

- Corrosión (fenómeno electroquímico): Deterioro del material por ataques del entorno, con

electrólisis como agente intensificador (Jové, 2018).

Propiedades mecánicas: Resistencia mecánica: Es capacidad de resistencia del material ante

la presencia de fuerzas que tratan de romperlos. Depende tanto de la composición del material

como de la geometría de este. (construmática, s.f). Estas fuerzas pueden ser de compresión,

42

tracción, flexión, corte y torsión. Es, específicamente, la medida del esfuerzo necesario para

alcanzar la rotura (Jové, 2018).

Residuo sólido: Todo tipo de material, orgánico o inorgánico, y de naturaleza compacta, que

ha sido desechado luego de consumir su parte vital.

Residuo sólido recuperable: Todo tipo de residuo sólido al que, mediante un debido

tratamiento, se le puede devolver su utilidad original u ot ras utilidades.

Reciclar: Proceso por medio del cual a un residuo sólido se le recuperan su forma y utilidad

original, u otras.

Medio ambiente: Interrelación que se establece entre el hombre y su 1 entorno, sea este de

carácter natural o artificial.

Impacto ambiental: Cualquier cambio en el medio ambiente, ya sea adverso o beneficioso,

como resultado total o parcial de los aspectos ambientales de una organización.

Material pre-consumo: Material desviado del flujo de residuos durante un proceso de

fabricación. Esto excluye la reutilización de materiales como sobrantes, restos de molienda o

recortes generados en el proceso y posibles de reincorporarse en el proceso que los generó.

Material post-consumo: Material generado en instalaciones domésticas, comerciales,

industriales o institucionales en la función de usuarios finales de un producto, el cual no se puede

utilizar más para su propósito original. Esto incluye el retorno de material de la cadena de

distribución.

Residuo o desecho: Es cualquier objeto, material, sustancia, elemento o producto que se

encuentra en estado sólido o semisólido, o es un líquido o gas contenido en recipientes o de

43

pósitos, cuyo generador descarta, rechaza o entrega porque sus propiedades no permiten usarlo

nuevamente en la actividad que lo generó o porque la legislación o la normatividad vigente así lo

estipula.

Concreto: Es considerado como un material de gran capacidad de reciclaje siempre y cuando

no esté contaminado, puede triturarse y ser reutilizado como agregado para la elaboración de

elementos estructurales. No obstante, estos elementos pueden tener alteraciones en sus

propiedades mecánicas y físicas, con altos valores de permeabilidad y porosidad, lo que facilita la

penetración de cargas ambientales como cloruro y bióxido de carbono, disminuyendo así su

durabilidad. Por tanto, se realizan estudios para determinar hasta qué punto es posible substituir

el agregado grueso normal por agregado grueso reciclado proveniente de residuos heterogéneos

de construcción y demolición, efectuando diversas pruebas mecánicas y de durabilidad para

cumplir con requisitos de concreto estructural, lo cual puede ser de gran utilidad para el sector

industrial y académico de la construcción, en busca de alternativas que efectivamente contribuyan

al cuidado de nuestro medio ambiente. (Chóez, 2019)

Reciclaje de plástico: Las posibles vías de reutilización de los plásticos son de diferente

naturaleza, abarcando desde su reciclado directo, incineración con o sin recuperación energética,

hasta su transformación en productos más nobles y de mayor valor agregado mediante el reciclaje

químico. La selección del procedimiento para el reciclado depende de su composición,

legislación medioambiental, precio de las materias vírgenes y estrategias de reciclaje. (Ramírez

D. 2011)

44

6. Metodología

6.1. Tipo de investigación

La siguiente propuesta de investigación tiene un enfoque mixto ya que se busca analizar y

vincular los diferentes datos reunidos de las diferentes referencias bibliográficas consultadas, esto

con el fin de cotejar los resultados obtenidos por los ensayos físicos y mecánicos que se

realizaron en las pruebas del laboratorio.

Los resultados de la investigación se lograrán a partir de un método sistemático, que se

generan a partir de la tabulación de los datos numéricos que se obtuvieron mediante los ensayos

mecánicos que se les realizaron a los bloques.

6.2. Método de investigación

El proyecto cuenta con un método de investigación empírico, en el cual se encuentra en la

categoría experimental porque está basado en la práctica, experiencia, la observación y la

manejabilidad de los diferentes factores que se efectúan en cuanto al material de reciclaje

tereftalato de polietileno (PET) frente a su mal uso y alta contaminación. Ocasionando esto una

alta contaminación en las calles y en el medio ambiente.

6.2.1 Identificación de las zonas afectadas con acumulación de material de reciclaje PET

El lugar en donde se recolectaron las muestras de material de reciclaje (PET) fue en la comuna

8 ubicada en el municipio de Villavicencio en el departamento del meta, en el cual se inició con

un proceso de búsqueda entre el barrio La Madrid y Ciudad Porfía en el que consistía en analizar

las zonas con mayor acumulación del material. Dichas muestras no recicladas causan un impacto

negativo en el medio ambiente y terminan en los océanos acabando con la vida de mamíferos que

mueren cada año por esta contaminación.

45

Imagen 8 Localización de Villavicencio en el mapa de Colombia

Fuente: http://historico.villavicencio.gov.co/MiMunicipio/Paginas/Galeria-de-Mapas.aspx

Imagen 9 Localización de Villavicencio en el mapa del meta

Fuente: http://historico.villavicencio.gov.co/MiMunicipio/Paginas/Galeria-de-Mapas.aspx

http://historico.villavicencio.gov.co/MiMunicipio/Paginas/Galeria-de-Mapas.aspx


46

Imagen 10 Ubicación de la comuna 8

Fuente: https://es.slideshare.net/fabibaque/marco-geografico

Imagen 11 Identificación del lugar con cumulo de PET y otros desechos

Fuente: Propia

https://es.slideshare.net/fabibaque/marco-geografico

47

Imagen 12 Zona afectada por material de reciclaje PET

Fuente: Propia

Imagen 13 Impactos generados

Fuente: Propia

48

Imagen 14 Impactos generados en el medio ambiente

Fuente: Propia

Imagen 15 Impactos generados en el medio ambiente (2)

Fuente: Propia

49

6.2.2. Materiales hallados en las zonas investigadas

En las diferentes zonas que se investigaron se evidencia que la mayor concentración de

material de reciclaje son botellas de plástico, las cuales se encuentran catalogadas en varios

tamaños, color de envase y diferentes empaques laminados que tienen un aspecto metalizado por

dentro. Estas botellas de plástico pertenecientes a distintas empresas se encontraron en varios

puntos de las calles, en vertederos, en pequeños caños y en regadas en vías principales del sector.

También se encontraron otros tipos de materiales como bolsas de plástico, paquetes de papas

fritas, galletas y golosinas. Además de estos materiales también se encontró escombros, pañete,

residuos de papel, desechos de basura y llantas de vehículos.

Imagen 16 Materiales Hallados

Fuente: Propia

50

6.2.3. Recolección de información

Para la búsqueda de información se utilizaron plataformas digitales las cuales funcionan como

buscador en el que permiten localizar diferentes tipos de documentos académicos, artículos, tesis,

repositorios y demás documentos relacionados con universidades. Estas plataformas de búsqueda

son Google académico, Google scholar, entre otros, estas plataformas fueron de vital importancia

para analizar, estudiar y conocer el alcance del material de reciclaje PET para así posteriormente

diseñar los bloques y realizar una comparación analítica la cual permita conocer las

características optimas de los bloques.

Por otra parte, la universidad Cooperativa de Colombia tiene una biblioteca virtual la cual

ofrece acceso a diversos recursos, fuentes de información, recursos educativos abiertos, entre

otros, en esta biblioteca virtual se relacionaron varias investigaciones, documentos y trabajos de

grado que cumplían con un propósito asociado a nuestra investigación para el desarrollo del

mismo.

6.2.4. Recolección del material

La recolección del material se obtuvo de las zonas visitadas y analizadas, en este proceso se

recolecto la mayor cantidad de material PET, junto a diferentes tipos de material contaminante,

algunas botellas plásticas estaban llenas de residuos líquidos, se encontraban sucias por fuera y

por dentro y fue fácil sacarlas del lugar en donde se encontraban. Dado a que se necesitaba una

cantidad mucho mayor de material PET se optó por adquirir el material de fábricas encargadas en

la comercialización de este material.

Primeramente, se identificaron los establecimientos y fábricas que iban a dar la materia prima

como lo es el PET, para esto se realizó un recorrido y análisis por varios centros de reciclaje los

cuales se seleccionan aquellos que realicen controles de calidad sobre el material y así poder

51

adquirirlo con tranquilidad. Estas muestras del material se necesitan para la elaboración en

dosificaciones que se reemplazan en parte del agregado pétreo convencional y poder realizar los

ensayos y pruebas correspondientes.

Imagen 17 Recolección del material PET

Fuente: Propia

Imagen 18 Recolección del material PET en zona afectada

Fuente: Propia

52

Imagen 19 Adquisición del material PET en zona de reciclaje

Fuente: Propia

Imagen 20 Acopio del material de reciclaje PET

Fuente: Propia

53

Imagen 21 Acopio del material de reciclaje PET (2)

Fuente: Propia

Imagen 22 Almacenamiento y acopio del material de reciclaje PET

Fuente: Propia

54

6.2.5. Selección y reconocimiento del material recogido

Al identificar las zonas afectadas por este material y recolectar las muestras necesarias, se

procede a catalogar el tipo de material recolectado y clasificarlo según su composición para así

tomar las botellas de plástico (PET) y trabajar con las mismas.

6.2.6. Lavado y limpieza del material PET

Una vez se tiene el material de reciclaje a trabajar se procede a la limpieza y lavado de la

misma, ya que para el proceso que se debe realizar se necesita que el material este limpio y libre

de impurezas.

6.2.6.1. Limpieza de las botellas de plástico

Primeramente, se procede a retirar las tapas de cada una de las botellas, luego se les quitan el

anillo o collar que tienen las botellas y seguidamente se les retira la etiqueta. Al retirar la etiqueta

es posible que quede parte de pegante así que este se debe limpiar de las botellas.

Imagen 23 Limpieza de las botellas de plástico

Fuente: Propia

55

6.2.6.2. Lavado y secado de las botellas de plástico

Luego de que a las botellas se les retiran las tapas, etiquetas, anillos y pegante se continua con

un proceso de lavado el cual consiste en lavar correctamente con agua limpia el envase de la

botella por dentro y por fuera hasta que este quede totalmente limpio.

Una vez se hayan lavado las botellas correctamente y estén libres de impurezas, así mismo de

suciedad se procede a dejarlas al aire libre boca abajo para que se sequen naturalmente.

Imagen 24 Lavado de las botellas de plástico

Fuente: Propia

56

Imagen 25 Secado de las botellas de plástico

Fuente: Propia

6.2.7. Expresar la cantidad de material que se recolecto en Kg

Todo el material recolectado se organizará y se llevará a un lugar en donde será pesado para

determinar la cantidad del material que se tiene.

6.2.8. Aplastar las botellas de plástico

Este proceso consiste en aplastar las botellas de plástico de manera manual para que a la hora

de introducirlas en la máquina de trituración sea de manera más fácil y se tenga una mayor

facilidad a la hora de triturar todo el material.

57

Imagen 26 Botellas de plástico aplastadas

Fuente: Propia

6.2.9. Relacionar y equiparar los moldes

En la identificación de los diferentes tipos de bloques que hay según los parámetros de la

NSR10 título D (Mampostería estructural), que brinda información y establece lineamientos y

parámetros los cuales se deben cumplir en la fabricación de los moldes para la elaboración y

desarrollo de los bloques. También se tomó en cuenta la norma técnica colombiana NTC 4026 y

NTC 4076 para bloques y ladrillos de concreto, para mampostería estructural y no estructural

para conocer y ver los diferentes moldes que existen en el mercado, sus dimensiones y cuales se

ajustan mejor a la necesidad.

6.3. Ensayos de laboratorio

6.3.1. Ensayo de trituración del material PET

Una vez se tienen las botellas de plástico aplastadas se procede a realizar la trituración del

material en la máquina trituradora de la universidad Cooperativa de Colombia – sede

58

Villavicencio, primeramente, se debe colocar una bolsa en la parte de abajo de la maquina en

donde caerán todos los residuos y partículas de las botellas de plástico, seguidamente se van

introduciendo de forma manual las botellas de plástico en la parte superior de la maquina en

donde se encuentran las cuchillas y las mismas trituran el material.

Imagen 27 Proceso de trituración de las botellas de plástico

Fuente: Propia

Imagen 28 Material de reciclaje PET triturado

Fuente: Propia

59

Nota: La máquina trituradora se frenaba entre los 40-50 minutos de uso ya que era más una

maquina experimental y de enseñanza que una industrial, esto debido a que el calor que producía

la maquina al utilizarle hacia que una pequeña cantidad de material se derritiera y se fuera

pegando en las cuchillas. Dada esta situación tocaba dejar la maquina en reposo entre los 10 a 15

minutos, con ayuda de un martillo y destornillador de pala había que quitar los restos derretidos

de material pegados en las cuchillas para volver a utilizarla.

6.3.2. Ensayo de granulometría para el agregado convencional

Para la realización del ensayo granulométrico se tuvo que llevar a cabo el lavado de la muestra

del material según lo establecido bajo la norma INVIAS E-123-13, teniendo en cuenta los

tamices que establece la NTC-174 para así determinar el tamaño de las partículas, la distribución

que tienen esos tamaños de las partículas en el agregado que retienen y pasan por los tamices.

Imagen 29 Muestra del agregado convencional

Fuente: Propia

60

6.3.2.1. Ensayo de humedad de la muestra del agregado convencional

La selección del agregado convencional que se tomó para la elaboración de los bloques fue el

material común de libre venta en la ciudad de Villavicencio, sacado del rio guayuriba ya que esta

arena cuenta con una mejor calidad en diferencia a otros tipos de arena.

Luego de tener el material extraído del rio guayuriba se procede a examinar y analizar cierta

cantidad del material como muestra.

Tabla 6 Especificación de humedad del agregado convencional

Humedad del

agregado

P1 2020

P2 1945

P3 195

w % 3,86%

Fuente: Elaboración propia

Nota: El porcentaje de humedad natural que obtuvo la muestra bajo el secado al horno fue de

3,86%

6.3.2.2. Ensayo del lavado de la muestra del agregado convencional

Ensayo que se realiza para conocer los pesos sobre el lavado de la muestra del material en el

tamiz #200, esto una vez que se seca la muestra del material y después de haber sacado la

humedad, esto con el fin de iniciar el proceso de tamizaje de la muestra del material no

convencional.

61

Tabla 7 Lavado del agregado convencional en el tamiz #200

Lavado sobre malla No. 200

Wr+Wms Ant. Lav. 1945

Wr+Wms Des. Lav. 1750

W. Recipiente 195

W. Muestra seca 1750

W. M. pasa 200 195


6.3.2.3. Granulometría del agregado convencional

Imagen 30 Tamizado del agregado convencional

Fuente: Propia

Tabla 8 Granulometría del agregado convencional

TAMIZ PESO

RET. % RETEN.

%

RET.

ACU.

%

PASA

3/8" 8 0,41 0,41 99,6

No. 4 205 10,54 10,95 89,0

No. 8 335 17,22 28,17 71,8

No. 16 248 12,75 40,93 59,1

No. 30 315 16,20 57,12 42,9

No. 50 426 21,90 79,02 21,0

No. 100 213 10,95 89,97 10,0

FONDO 195 10,03 100,00 0,0

SUMAS 1945 100,00


62

Tabla 9 Especificación del tamaño máximo del agregado convencional y su módulo de finura

Tamaños máximos y

módulo de finura

T.M. 3/8"

T.N. Nº4

M.F. 3,06


Nota: La siguiente tabla muestra que se utilizara un agregado convencional con un tamaño

máximo de 3/8 pulgadas y un tamaño máximo nominal Nº4. También se calculó el módulo de

finura que es un parámetro que indica si la arena es gruesa, media o fina.

Tabla 10 Repartición del tamaño de las partículas en el agregado convencional

Porcentajes de las partículas del

agregado convencional

GRAVA 10,95 %

ARENA 79,02 %

FINOS 10,03 %


Nota: La siguiente tabla muestra el porcentaje de partículas que hay de grava, arena y finos

dentro de la muestra del agregado convencional en el ensayo que se realizó.

63

6.3.3. Ensayo de granulometría para el material triturado de reciclaje PET

Para la realización del diseño de mezcla y la elaboración de los bloques el material que se

utilizo fue el material triturado de reciclaje PET, el mismo que se recolecto de las botellas de

plástico y termino triturado para un mejor uso. En la realización del ensayo de gradación no se

pudo realizar el ensayo de humedad ya que si la muestra tomada de este material se sometía al

calor de la estufa lo iba a derretir. La realización del ensayo granulométrico se tuvo que llevar a

cabo teniendo en cuenta los tamices que establece la NTC-174 para así determinar el tamaño de

las partículas, la distribución que tienen esos tamaños de las partículas en el agregado que

retienen y pasan por los tamices.

Imagen 31 Muestra del material triturado de reciclaje PET

Fuente: Propia

64

Tabla 11 Datos iniciales del material triturado PET

DATO INICIAL

P1 2427

P2 2414

P3 252

w % N/A


Nota: La siguiente tabla indica los datos iniciales, ya que no se pudo realizar el ensayo de

humedad dado a que si la muestra tomada de este material se sometía al calor de la estufa lo iba a

derretir.

Imagen 32 Tamizaje de la muestra del material triturado de reciclaje PET

Fuente: Propia

65

Tabla 12 Granulometría de la muestra del material triturado PET

TAMIZ

PESO

RET. % RETEN.

%

RET.

ACU.

%

PASA

3/8" 0 0,00 0,00 100,0

No. 4 523 23,64 23,64 76,4

No. 8 1364 61,66 85,31 14,7

No. 16 245 11,08 96,38 3,6

No. 30 25 1,13 97,51 2,5

No. 50 41 1,85 99,37 0,6

No. 100 1 0,05 99,41 0,6

FONDO 13 0,59 100,00 0,0

SUMAS 2212 100,00


Tabla 13 Especificación del tamaño máximo del material triturado PET

Tamaños máximos

T.M. 3/8"

T.N. Nº4

M.F. N/A


Nota: La siguiente tabla muestra que se utilizara un agregado convencional con un tamaño

máximo de 3/8 pulgadas y un tamaño máximo nominal Nº4.

Tabla 14 Repartición del tamaño de las partículas en el material triturado PET

Porcentajes de las partículas

del material PET

GRAVA 23,64 %

ARENA 75,77 %

FINOS 0,59 %


66

Nota: La siguiente tabla muestra el porcentaje de partículas que hay de grava, arena y finos

dentro de la muestra del material de reciclaje triturado PET en el ensayo que se realizó.

6.3.4. Ensayo de peso unitario suelto y apisonado para agregado convencional

Este ensayo se realiza para determinar la masa del material que se va a trabajar, para

determinar cuánta pesa suelta y cuánto pesa compactada o apasionada.

Tabla 15 Ensayo de masas unitarias sueltas y apisonadas en el agregado convencional

AGREGADO FINO

CONVENCIONAL

No. De golpes por capa:

25

No. De

capas: 3

DATOS DEL ENSAYO ENSAYO 1 ENSAYO 2 ENSAYO 3

Diámetro interno del molde

(cm) 15,0 15,0 15,0

Altura del molde (cm) 30,1 30,1 30,1

Peso del molde (gr) 10815 10815 10815

Peso de la muestra suelta +

molde (gr) 19860 19878 19869

Peso de la muestra apisonada

+ molde (gr) 20701 20755 20739

Volumen del molde (cm³) 5319 5319 5319

Peso de la muestra sin

apisonar 9054

Peso de la muestra apisonada 9917

Masa unitaria suelta

(gr/cm³) 1,702

Masa unitaria compactada

(gr/cm³) 1,864


Nota: El ensayo se realiza de acuerdo a los lineamientos y parámetros establecidos por la

NTC-92 con el fin de determinar la masa del material suelta y apasionada del agregado

convencional, así que se realizan 3 ensayos de cada uno para sacar un promedio y obtener unos

resultados más claros.

67

6.3.5. Ensayo de peso unitario suelto y apisonado para material triturado de reciclaje

PET

Este ensayo se realiza para determinar la masa del material que se va a trabajar, para

determinar cuánta pesa suelta y cuánto pesa compactada o apasionada.

Tabla 16 Ensayo de masas unitarias sueltas y apisonadas en el material triturado PET

MATERIAL DE RECICLAJE TRITURADO PET

No. De golpes por

capa: 25 No. De golpes por capa: 25

DATOS DEL ENSAYO ENSAYO

1 ENSAYO 2 ENSAYO 3

Diámetro interno del molde

(cm) 15,0 15,0 15,0

Altura del molde (cm) 30,1 30,1 30,1

Peso del molde (gr) 10815 10815 10815

Peso de la muestra suelta +

molde (gr) 12788 12790 12801

Peso de la muestra apisonada

+ molde (gr) 13200 13194 13181

Volumen del molde (cm³) 5319 5319 5319

Peso de la muestra sin

apisonar 1978

Peso de la muestra apisonada 2377

Masa unitaria suelta

(gr/cm³) 0,372

Masa unitaria compactada

(gr/cm³) 0,447


Nota: El ensayo se realiza de acuerdo a los lineamientos y parámetros establecidos por la

NTC-92 con el fin de determinar la masa del material suelta y apasionada del material triturado

de reciclaje PET, así que se realizan 3 ensayos de cada uno para sacar un promedio y obtener

unos resultados más claros.

68

6.3.6. Ensayo de peso específico y absorción del agregado convencional

El siguiente ensayo se realizó para determinar la densidad aparente seca que se usa en el

cálculo del diseño de la mezcla y también poder determinar la absorción de los agregados finos

para el agregado convencional, esto se realiza cumpliendo todos los lineamientos y requisitos de

la norma INV-222-13.

Tabla 17 Ensayo del peso específico y absorción del agregado convencional

DATOS DEL ENSAYO RESULTADOS

Peso material saturado (gr) 500,0

Peso del picnómetro + agua (gr) 659,0

Peso picnómetro + agua + material (gr) 969,0

Peso material seco + recipiente (gr) 682,0

Peso del recipiente (gr) 186,0

Volumen del picnómetro (cm³) 500,0

Peso material seco (gr) 496,0

Volumen del material (cm³) 310,0

Volumen del agua agregada (cm³) 190,0

Peso específico aparente seco (gr/cm³) 2,611

Peso específico sss (gr/cm³) 2,632

Peso específico (gr/cm³) 2,667

69

Absorción (%) 0,81


Nota: Los siguientes ensayos se realizaron para determinar la densidad aparente seca que se

usa en el cálculo del diseño de la mezcla y también poder determinar la absorción de los

agregados finos para el agregado convencional.

6.3.7. Ensayo de materia orgánica por colorimetría al agregado convencional

Ensayo que se realiza para determinar que tanta cantidad de contenido de materia organiza

tiene la muestra del agregado convencional, todo esto siguiendo los lineamientos y parámetros

establecidos por la norma INV-212-13.

Tabla 18 Ensayo de materia orgánica por colorimetría a muestra del agregado convencional

DESCRIPCION

DEL COLOR

COLOR

GARDNER

ESTANDAR

PLACA

ORGANICA

No.

Color de la

solución 5 1

Amarillo Claro 8 2

Amarillo 11

3

(ESTANDAR)

Amarillo Oscuro 14 4

Ambar 16 5

VALOR DEL

ENSAYO EN

LABORATORIO

5 1


70

Nota: Siguiendo los parámetros y lineamientos de la norma INV-212-13 se puede analizar

bajo los resultados arrojados por el ensayo que la muestra contiene muy poca cantidad de

impurezas orgánicas.

6.4. Resumen de los resultados en los ensayos realizados al agregado convencional y al

material triturado de reciclaje PET

En este proceso del resumen de los resultados se evidencian las tablas, gráficas, resultados y

datos de lo que se hizo anteriormente en cuanto a las gradaciones y ensayos del agregado

convencional y al material de reciclaje triturado PET, esto para iniciar la optimización del

material y hacer el diseño.

6.4.1. Resumen de los ensayos realizados al agregado convencional

6.4.1.1 Cálculos realizados de la granulometría del agregado convencional

Tabla 19 Diferenciación del porcentaje del ensayo de granulometría con respecto a la norma técnica

colombiana 174(NTC-174)

TAMIZ % PASA

ENSAYO

%

PASA

ICONTEC

174

3/8" 99,59 100

No 4 89,05 95-100

No 8 71,83 80-100

No 16 59,07 50-85

No 30 42,88 25-60

No 50 20,98 10-30

No 100 10,03 2-10

FONDO 0,00


Nota: En la anterior tabla se evidencia la comparación entre los datos arrojados por el ensayo

de granulometría al agregado convencional y los parámetros que indica la NTC-174.

71

Grafico 1 Curva de la gradación del agregado fino


Nota: En la anterior grafica se puede definir que las líneas negras conforman los limites

superiores e inferiores que permite el ensayo según la NTC-174, la línea azul representa el

comportamiento del agregado fino según el ensayo de granulometría. No significa que el material

no sea el correcto o no cumpla con las necesidades, ya que es algo experimental y es el material

que se consiguió.

6.4.1.2. Masa unitaria suelta

M.U.S = 1702,16 Kg/m3

6.4.1.3. Masa unitaria compactada

M.U.S = 1864,34 Kg/m3

6.4.1.4. Densidad aparente seca

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

% P

AS

A A

GR

EG

AD

O F

INO

ABERTURA DEL TAMIZ (mm)

CURVA DE GRADACION AGREGADO FINO - NTC 174

LIM. INF. LIM. SUP. ENSAYO

72

D.A = 2610,5 Kg/m3

6.4.1.5. Porcentaje de absorción

% absorción = 0,81 % h

6.4.1.6. Humedad natural

% w = 3,86 %

6.4.2. Resumen de los ensayos realizados al material de reciclaje triturado PET

6.4.2.1. Cálculos realizados de la granulometría del material de reciclaje triturado PET

Los diferentes cálculos realizados de los diferentes ensayos fueron al material de reciclaje PET

triturado.

Tabla 20 Diferenciación del porcentaje del ensayo de granulometría del material PET con respecto a

la norma técnica colombiana 174(NTC-174)

TAMIZ % PASA

ENSAYO

% PASA

ICONTEC

174

3/8" 100,00 100

No 4 76,36 95-100

No 8 14,69 80-100

No 16 3,62 50-85

No 30 2,49 25-60

No 50 0,63 10-30

No 100 0,59 2-10

FONDO 0,00


Nota: En la anterior tabla se evidencia la comparación entre los datos arrojados por el ensayo

de granulometría material de reciclaje triturado PET y los parámetros que indica la NTC-174.

73

Grafico 2 Curva de la gradación del material de reciclaje triturado PET



superiores e inferiores que permite el ensayo según la NTC-174, la línea azul representa el

comportamiento del material de reciclaje PET según el ensayo de granulometría. No significa que

el material no sea el correcto o no cumpla con las necesidades, ya que es algo experimental y es

el material con el que se va a trabajar.

6.4.2.2. Masa unitaria suelta

M.U.S = 371,87 Kg/m3

6.4.2.3. Masa unitaria compactada

M.U.C = 446,82 Kg/m3

0

20

40

60

80

100

0 2 4 6 8 10

% P

AS

A A

GR

EG

AD

O F

INO

ABERTURA DEL TAMIZ (mm)

CURVA DE GRADACION MATERIAL PET - ICONTEC 174

LIM. INF. LIM. SUP. ENSAYO

74

6.5. Cálculos para el diseño de la mezcla en la elaboración de los bloques

Una vez se tienen todos los resultados de los ensayos de laboratorio realizados se inicia con

los cálculos correspondientes para el diseño de mezcla de los bloques a elaborar, esto con el fin

de determinar las proporciones de todos los materiales que se necesitan para la elaboración de los

bloques.

El cemento que se utilizo fue el cemento portland tipo 1, ya que es considerado en el mercado

como uno de los mejores en cuanto a sus componentes y características, también porque es de los

más utilizados en obras civiles.

La densidad aparente del cemento portland tipo 1 es de 3,100 kg/m3

Procedimiento del diseño

Marcamos una resistencia de diseño inicial que son 1000 P.S.I que equivalen a 70 kg/cm² con

el fin de tratar que experimentalmente las resistencias de los bloques se aproximen a 5 o 6

megapascales (MPa) cuando se haga la rotura de los bloques.

F’c = 1000 P.S.I. = 70 kg/cm²

6.5.1. Selección del asentamiento

El cálculo del diseño de mezcla inicia con una selección del asentamiento que al ser una

mezcla semiseca se trabajan asentamientos más bajos en comparación a un concreto

convencional.

75

Asentamiento = 20-40 mm

ASENT = 2-4 cm

6.5.2. Tamaño máximo y tamaño máximo nominal

Tamaño máximo (T.M.) = 3/8"

Tamaño máximo nominal (T.M.N.) = N°4

6.5.3. Estimación del contenido del aire

Se establece teniendo en cuenta el tamaño máximo de las partículas que es 3/8"

Se tiene una exposición moderada

Aire = 3,5%

6.5.4. Estimación de la cantidad de agua del mezclado

Agua = 243 Kg/m3

Agua = 261 Litros.

6.5.5. Relación de agua – cemento

Con los ábacos se selecciona una relación agua-cemento aproximada teniendo en cuenta el

agua de amasado y poder determinar la cantidad de cemento.

Para 70 Kg/cm2

A/C = 0,90

76

6.5.6. Calculo de la cuantía del cemento

Para el cálculo de la cuantía del cemento se divide el valor del agua sobre la relación agua-

cemento(A/C) y así obtener el valor del cemento(Cto).

Cto =

Cto = 290 Kg

6.5.7. Volumen del cemento por m3 de hormigón

Como ya se sabe la densidad aparente del cemento entonces se procede a determinar su

volumen mediante una división de la cantidad del cemento por la densidad del mismo.

Vol. =

W Cto.

D.A. Cto.

Volumen del cemento = 0,0935 m3/m3 H

6.5.8. Volumen del agregado convencional

Para determinar el volumen de la arena a utilizar se tienen en cuenta el volumen del agua, del

cemento y del aire. (Vol. Agua + Vol. Cto. + Vol. Aire)

Volumen del agregado convencional (Arena) = 0,6105 m3

Agua

A/C

261

0,90

Vol. de Arena = 1 - (Vol. Agua + Vol. Cto. + Vol. Aire)

1 - (0.261 + 0.0935 +

0.035)

77

6.5.9. Peso del agregado convencional

Para determinar el peso de la arena es necesario tener en cuenta las unidades, las densidades

aparentes que se calcularon en los ensayos previos y el volumen del agregado de la arena.

Peso Arena

=

Vol. Arena *

D.A.

0,6105

* 2610,5

Peso del agregado convencional (Arena) = 1593,60 Kg/m3

6.5.10. Ajuste por humedad del peso del agregado

Humedad Natural (%W) = 0.0 %

MhAF = P AF. * (1 + % W)

Tabla 21 Cantidad de cada material para elaborar 1 metro cubico de la muestra

MATERIAL PESO

SECO kg/m3

PESO

ESPECIFICO

g/cm3

VOLUMEN

ABSOLUTO

Kg/m3

CEMENTO 290,00 3100,00 0,0935

AIRE 0,00 0,00 0,035

AGUA 261,00 1000,00 0,261

AGREGADO 1593,60 2610,53 0,6105

TOTAL 2144,60 1,0


Nota: En la siguiente tabla se observa la cantidad de cada material la cual se necesita para

elaborar 1 metro cubico de concreto, teniendo en cuenta el peso seco, peso específico y el

volumen absoluto, es decir la sumatoria de todo debe de dar 1 metro cubico como lo indica el

cuadro.

1593,60 * (1+0.0332) = 1655,05 Kg/m3

78

6.6. Diseño de mezcla y optimización para la elaboración de los bloques

Para la elaboración de los bloques se realizaron tres proporciones de diferentes porcentajes los

cuales estos serán reemplazados por el material de reciclaje triturado PET, los reemplazos de las

proporciones por el material de reciclaje triturado PET son del 20%, 30% y 40%.

Se realizarán tres bloques por cada proporción de mezcla para así sacar un promedio entre los

tres y tener un dato más acertado. Esto quiere decir que se realizaran 3 bloques con una

proporción de 80/20, 3 bloques con una proporción del 70/30 y 3 bloques con una proporción del

60/40.


y 20% del material de reciclaje triturado PET

Tabla 22 Optimización en la granulometría para la relación 80/20

PORCENTAJES DE MATREIALES

TAMI

Z

Agregado

convenciona

l

Material

de reciclaje

triturado

PET

Agregado

convencional

Material de

reciclaje

triturado PET

TOTA

L

NORM

A

80% 20% 100%

3/8" 99,59 100,00 80,00 20,00 100,00 100

No 4 89,05 76,36 71,24 15,27 86,51 95-100

No 8 71,83 14,69 57,46 2,94 60,40 80-100

No 16 59,07 3,62 47,26 0,72 47,98 50-85

No 30 42,88 2,49 34,30 0,50 34,80 25-60

No 50 20,98 0,63 16,78 0,13 16,91 10-30

No 100 10,03 0,59 8,02 0,12 8,14 2-10


Nota: Se toman los resultados de los ensayos de granulometría y lo que se hace es optimizar al

80% el agregado convencional y 20% el material de reciclaje triturado PET con respecto a los

valores que se tienen para mezclar los materiales.

79

Grafico 3 Optimización en la curva granulométrica para la relación 80/20



superiores e inferiores y la línea azul representa el comportamiento del material ya tratando de

optimizarlo al máximo, dado a que ya se encuentra el agregado convencional con el material de

reciclaje triturado PET, dicho esto la curva azul no se encuentra dentro de los limites ya que es un

proceso experimental y es lo más cercano a lo óptimo que puede quedar.





TAMIZ Agregado

convencional

Material

de reciclaje

triturado

PET

Agregado

convencional

Material de

reciclaje

triturado PET

TOTAL NORMA

70% 30% 100%

3/8" 99,59 100,00 70,00 30,00 100,00 100

No 4 89,05 76,36 62,33 22,91 85,24 95-100

No 8 71,83 14,69 50,28 4,41 54,69 80-100

No 16 59,07 3,62 41,35 1,08 42,44 50-85

No 30 42,88 2,49 30,02 0,75 30,76 25-60

No 50 20,98 0,63 14,68 0,19 14,87 10-30

0

20

40

60

80

100

0.1110

% q

ue

Pas

a

Abertura Tamiz (mm)

CURVA GRANULOMETRICA OPTIMIZADA 80/20

LIM INF LIM SUP ENSAYO

80

No 100 10,03 0,59 7,02 0,18 7,19 2-10












0

50

100

0.1110

% q

ue

Pas

a

Abertura Tamiz (mm)


LIM INF LIM SUP

81





TAMI

Z

Agregado

convenciona

l

Material

de reciclaje

triturado

PET

Agregado

convenciona

l

Material de

reciclaje

triturado PET

TOTA

L

NORM

A

60% 40% 100%

3/8" 99,59 100,00 60,00 40,00 100,00 100

No 4 89,05 76,36 53,43 30,54 83,97 95-100

No 8 71,83 14,69 43,10 5,88 48,97 80-100

No 16 59,07 3,62 35,44 1,45 36,89 50-85

No 30 42,88 2,49 25,73 0,99 26,72 25-60

No 50 20,98 0,63 12,59 0,25 12,84 10-30

No 100 10,03 0,59 6,02 0,24 6,25 2-10







0

20

40

60

80

100

0.1110

% q

ue

Pas

a

Abertura Tamiz (mm)


LIM INF LIM SUP ENSAYO

82






6.7. Características del bloque a utilizar

El bloque de mampostería que se utilizó dependió de la disponibilidad de los moldes que había

en el mercado y la disponibilidad en el sitio en el que se iban a fabricar, para el mismo se le

sacaron los cálculos necesarios para su elaboración en el área a trabajar.

Imagen 33 Medidas del bloque de mampostería

Fuente: Propia

83

Tabla 25 Características del bloque

CARACTERISTICAS DEL BLOQUE

LARGO TOTAL 39 cm

LARGO EFECTIVO 36 cm

ALTURA 19 cm

ANCHO 17 cm

LARGO DEL PERFORADO 13 cm

ANCHO DEL PERFORADO 6 cm

ESPESOR BLOQUE 3 cm

AREA BRUTA 663 cm

AREA NETA 465 cm

VOLUMEN 8835 cm³

VOLUMEN 0,008835 m³


Nota: Las medidas básicas que presenta la tabla fueron tomadas del bloque a utilizar en los

diseños de mezcla, para el cálculo del volumen se utilizó el área neta por la altura.

6.8. Cantidad de materiales a utilizar para la elaboración de los bloques

Con todos los cálculos que obtuvieron anteriormente se pudo determinar la cantidad de

materiales en Kg que se necesitan en específico para la elaboración de todos los bloques.

Tabla 26 Cantidad de materiales para elaborar 1 bloque (Kg)

MATERIAL 80/20 70/30 60/40

CEMENTO 3,20 3,20 3,20

AGREGADO 14,08 12,32 10,56

PET 3,52 5,28 7,04

AGUA 2,31 2,31 2,31


84

Nota: En la respectiva tabla se evidencia la cantidad en específico de los materiales en Kg que

se necesitan para elaborar 1 bloque para cada proporción de 80/20, 70/30 y 60/40.

Tabla 27 Cantidad de materiales para elaborar 3 bloques (Kg)

MATERIAL 80/20 70/30 60/40

CEMENTO 9,61 9,61 9,61

AGREGADO 42,24 36,96 31,68

PET 10,56 15,84 21,12

AGUA 5,07 5,07 5,07


Nota: En la respectiva tabla se evidencia la cantidad en específico de los materiales en Kg que

se necesitan para elaborar 3 bloques para cada proporción del 80/20, 70/30 y 60/40.

6.9. Elaboración de los bloques con cemento, agregado convencional y material de

reciclaje triturado PET

6.9.1. Primer paso – Organización de materiales a utilizar y su pesaje

Primeramente, se organizaron todos los materiales que se iban a utilizar como lo son el

cemento, la arena y el material de reciclaje PET, seguidamente se procede a pesar la cantidad

determinada de los materiales para iniciar la elaboración de los bloques.

Imagen 34 Materiales necesarios para la elaboración de los bloques

Fuente: Propia

85

Imagen 35 Material de reciclaje triturado PET y arena a utilizar para la elaboración de los bloques

Fuente: Propia

6.9.2. Segundo paso - Mezcla del cemento y la arena

Una vez se tiene la proporción correcta de la arena y el cemento se procede a mezclar estos

dos materiales de forma manual en la que las partículas de ambos materiales queden totalmente

mezcladas.

6.9.2.1. Mezclado de la proporción de arena y cemento para elaborar los 3 bloques de 80/20

Se inicia con la mezcla de la arena y el cemento para elaborar los 3 bloques de 80/20, la

cantidad de cada uno de los materiales está estipulada según los resultados de los ensayos

previos, se encuentran en la Tabla 26.

86

Imagen 36 Mezcla de cemento + arena para los 3 bloques de 80/20

Fuente: Propia




previos, se encuentran en la Tabla 26.


Fuente: Propia

87




previos, se encuentran en la tabla 26.


Fuente: Propia

6.9.3. Tercer paso – Mezcla del agregado convencional y el material de reciclaje

triturado PET

Una vez se tiene la mezcla entre el cemento y la arena se procede a echar la cantidad

correspondiente de material de reciclaje triturado PET según la tabla 26. Esto para realizar una

mezcla entre todos los materiales y unificarla de manera manual hasta que todas las partículas se

mezclen parejamente.

6.9.3.1. Mezclado de la proporción del agregado convencional y el material de reciclaje

triturado PET para elaborar los 3 bloques de 80/20

88

Imagen 39 Mezcla del agregado convencional + el material de reciclaje triturado PET para elaborar

los 3 bloques de 80/20

Fuente: Propia





Fuente: Propia

89





Fuente: Propia

6.9.4. Cuarto paso – Agregar agua a las mezclas homogéneas y mezclar

Una vez teniendo las mezclas homogéneas se procede a agregar el agua en las 3 mezclas en

donde se tiene en cuenta la humedad natural de la arena y se intentó homogenizar todos los

materiales de manera proporcional para que no hubiera errores y no se afectara la realización del

bloque al momento de fabricarlo en la máquina de vibro-compactación.

90

Imagen 42 Agua agregada a las mezclas homogéneas de 80/20, 70/30 y 60/40

Fuente: Propia

6.9.5. Quinto paso – Proceso de fabricación del bloque en máquina de vibro-

compactación

Como ya se tenían las 3 mezclas homogéneas con el mezclado de todos los materiales se

procede a la realización de los bloques en una máquina de vibro-compactación la cual se opera de

forma manual en la que la mezcla se introduce en la parte superior de la máquina y se iba

compactando, de tal forma se iba operando de una forma uniforme en la que el molde de la

maquina quede totalmente cubierto.

La máquina tipo bloquera fue facilitada por la empresa Prefabricados Felix Alfonso y en la

que hicieron la enseñanza para poder operar utilizar de la mejor manera posible la máquina y no

tener errores.

91

Imagen 43 Mezclas homogéneas finales para la elaboración de los bloques de 80/20, 70/30 y 60/40.

Fuente: Propia

Numero 1: Es el diseño de mezcla para elaborar los 3 bloques de 80/20

Numero 2: Es el diseño de mezcla para elaborar los 3 bloques de 70/30

Numero 3: Es el diseño de mezcla para elaborar los 3 bloques del 60/40

Imagen 44 Maquina en la que se realizaran los bloques

Fuente: Propia

Nota: La anterior imagen muestra la maquina tipo bloquera la cual había que utilizarla de

forma manual en la que se introducía el material necesario para los 3 bloques de cada proporción

92

según la tabla 26. La misma maquina trabajaba bajo vibro-compactación la cual el material se iba

compactando de forma uniforme.

Imagen 45 Elaboración de los bloques en la maquina

Fuente: Propia

Nota: Para la elaboración de los bloques en la maquina se tomó en cuenta el porcentaje de

cada material según la tabla 26, en la dice cuanto se necesitaba para realizar los 3 bloques de

80/20, los 3 bloques de 70/30 y los 3 bloques de 60/40.

93

Imagen 46 Bloques de la proporción 60/40 deformados

Fuente: Propia

Nota: En la elaboración de los bloques del 60/40 se tuvo que realizar más diseño de mezcla de

esta proporción ya que algunos al salir de la maquina se iban deformando y se iban cayendo

pedazos del bloque, esto debido a la inconsistencia y el porcentaje tan alto que se le debía agregar

de material reciclaje triturado PET.

6.9.6. Sexto paso – Almacenaje y curado de los bloques

Una vez se tenían todos los bloques elaborados se dejaban en una zona de almacenaje en la

que los bloques permanecían durante 28 días para luego llevarlos al laboratorio y realizarles el

ensayo de resistencia a la compresión para determinar los resultados y ver si los bloques cumplen

con las especificaciones requeridas.

94

Imagen 47 Almacenamiento y curado de los bloques

Fuente: Propia

Nota: En la anterior imagen se puede evidenciar todos los bloques en su almacenaje y curado

junto a los de la proporción 60/40 que se deformaron.

95

6.10. Ensayo de resistencia a la compresión de los bloques

Imagen 48 Bloques listos para el ensayo de resistencia a la compresión

Fuente: Propia

Imagen 49 Pesaje del bloque

Fuente: Propia

Nota: Se realizó el pesaje de cada bloque para poder determinar su peso y ajustar los valores

en la máquina de resistencia a la compresión.

96

Imagen 50 Ajuste de valores en la máquina de resistencia a la compresión

Fuente: Propia

Nota: La anterior imagen muestra los valores modificados y ajustados dependiendo las

dimensiones del bloque y de su peso, lo demás fue modificado por las personas encargadas que

manejaban la máquina.

Imagen 51 Ensayo de resistencia a la comprensión

Fuente: Propia

97

Imagen 52 Montaje del bloque en maquina

Fuente: Propia

Imagen 53 Bloque fallado por resistencia a la compresión

Fuente: Propia

El procedimiento anteriormente mostrado se le realizo a los 9 bloques teniendo en cuenta el

peso y las dimensiones de cada uno. Primeramente, fue necesario hallar el peso de cada bloque

para realizar el ajuste de los datos en la máquina de resistencia a la compresión, luego de tener los

98

valores correspondientes en la maquina se montaba el bloque con unos apoyos de rieles y láminas

para mejorar la distribución de la falla en el bloque.

Se ensayaron 3 bloques con una proporción de agregado convencional y material triturado de

reciclaje PET al 80/20, en donde 80 corresponde al agregado convencional y 20 al PET.





Todos estos bloques fueron elaborados bajo el diseño de mezcla que se obtuvo y se realizaron

en la empresa Prefabricados Félix Alfonso en la que se pudo alquilar el molde en cual se

elaboraron los bloques con respecto a las proporciones de material adecuados, en donde se

prensaron y fueron trabajados bajo vibro-compactación, los cuales se dejaron en una zona de la

empresa para su proceso de curado y posteriormente dejarlos por 28 días para realizarles el

ensayo de resistencia a la compresión.

99

Tabla 28 Ensayo de resistencia a la compresión para los bloques 80/20

RESISTENCIA A COMPRESIÓN DE LOS BLOQUES

Bloque con mezcla convencional y material triturado de reciclaje (PET)

Proporción 80/20

MUESTRA FECHA DE

TOMA

FECHA DE

ROTURA

LARGO

(cm)

ANCHO

(cm)

ALTO

(cm)

AREA

BRUTA

(cm2)

AREA

NETA

(cm2)

BLOQUE

(grs)

CARGA

APLICADA

Kgs

RESULTADO

Kg/cm2 Mpa PSI

BLOQUE 1 27/09/2021 25/10/2021 39,0 17,0 19,0 663,0 465,0 9504 28032,6 60,3 5,9 861,2

BLOQUE 2 27/09/2021 25/10/2021 39,0 17,0 19,0 663,0 465,0 9848 25484,2 54,8 5,4 782,9

BLOQUE 3 27/09/2021 25/10/2021 39,0 17,0 19,0 663,0 465,0 9624 26809,4 57,7 5,7 823,6


100

Nota: Al realizar los ensayos de resistencia a la compresión de los 3 bloques con una proporción de agregado convencional y

material triturado de reciclaje PET al 80/20, se obtuvo un valor por encima de 5 Mpa para los tres bloques. Teniendo así un promedio

de 5,7 Mpa entre los tres bloques.

101




Proporción 70/30

MUESTRA FECHA DE

TOMA

FECHA DE

ROTURA

LARGO

(cm)

ANCHO

(cm)

ALTO

(cm)

AREA

BRUTA

(cm2)

AREA

NETA

(cm2)

BLOQUE

(grs)

CARGA

APLICADA

Kgs

RESULTADO

Kg/cm2 Mpa PSI

BLOQUE 1 27/09/2021 25/10/2021 39,0 17,0 19,0 663,0 465,0 9504 26503,6 57,0 5,6 814,2

BLOQUE 2 27/09/2021 25/10/2021 39,0 17,0 19,0 663,0 465,0 9848 25484,2 54,8 5,4 782,9

BLOQUE 3 27/09/2021 25/10/2021 39,0 17,0 19,0 663,0 465,0 9624 24974,5 53,7 5,3 767,3

Fuente: Elaboración Propia

102


material triturado de reciclaje PET al 70/30, se obtuvo un valor por encima de 5 Mpa para los tres bloques. Teniendo así un promedio

de 5,4 Mpa entre los tres bloques.

103




Proporción 60/40

MUESTRA FECHA DE

TOMA

FECHA DE

ROTURA

LARGO

(cm)

ANCHO

(cm)

ALTO

(cm)

AREA

BRUTA

(cm2)

AREA

NETA

(cm2)

BLOQUE

(grs)

CARGA

APLICADA Kgs

RESULTADO

Kg/cm2 Mpa PSI

BLOQUE 1 27/09/2021 25/10/2021 39,0 17,0 19,0 663,0 465,0 9504 22935,8 49,3 4,9 704,6

BLOQUE 2 27/09/2021 25/10/2021 39,0 17,0 19,0 663,0 465,0 9848 24362,895 52,4 5,2 748,5

BLOQUE 3 27/09/2021 25/10/2021 39,0 17,0 19,0 663,0 465,0 9624 24057,1 51,7 5,1 739,1


104


material triturado de reciclaje PET al 60/40, en un bloque se obtuvo un valor por debajo de 5 Mpa, mientras que en los otros dos

bloques el valor estuvo por encima de 5 Mpa para los tres bloques. Teniendo así un promedio de 5,1 Mpa entre los tres bloques.

105

7. Análisis de resultados

7.1. Resistencia a la compresión

En el análisis de los resultados con respecto al ensayo realizado de resistencia a la compresión

se tomó en cuenta la NTC 4205-2 y NTC 4205-3, la cual establece los lineamientos que se deben

de cumplir a la hora de realizar elementos de mampostería no estructural.

También se tomó en cuenta la NTC 4076 para bloques y ladrillos de concreto, para

mampostería no estructural en la cual establece los parámetros permitidos para la resistencia a la

compresión a los 28 días con un mínimo de 5 Mpa.

Tabla 31 Promedio de los resultados en la rotura de los bloques

Resistencia a la compresión

Bloques

Resultado de

ensayo (Mpa)

Relación 80/20 5,7

Relación 70/30 5,4

Relación 60/40 5,1


Grafico 6 Curva de resistencia a la compresión con el promedio de los bloques fallados


106

Nota: La línea negra representa la resistencia mínima requerida para elementos de

mampostería no estructural.

La línea azul representa el promedio de la resistencia entre los tres bloques que se fallaron

para cada proporción del 80/20, 70/30 y 60/40.

8. Presupuesto para la elaboración de 9 bloques de agregado convencional + PET

Inicialmente se tuvo en cuenta la cantidad de materiales que se necesitaban para elaborar los

tres bloques por cada proporción como lo estipula la tabla 26, teniendo esta estimación de que

tanta cantidad se necesitaba para cada material se realizó una suma general en la que se pueda

determinar la cantidad total de cada material para elaborar todos los 9 bloques. Es decir, se

realizó una suma de la cantidad de los materiales requeridos para elaborar 3 bloques de una

proporción del 80/20, 70/30 y 60/40 para así poder determinar cuanta cantidad de material se

necesitaba en total para la elaboración de todos los 9 bloques.

Tabla 32 Costos para la elaboración de los 9 bloques de agregado convencional + PET

MATERIAL PRECIO

CEMENTO $ 24.000

AGREGADO $ 14.000

PET $ 0

AGUA $ 3.000

TOTAL $ 41.000


107

9. Conclusiones

Al obtener los resultados dado al ensayo de resistencia a la compresión que se le aplico a

los bloques con agregado convencional y material triturado de reciclaje PET se puede

evidenciar que cumplen con los lineamientos y parámetros de la NTC 4205-2 y NTC 4205-3.

Esta investigación demuestra que puede ser favorable a la hora de construir con este tipo

de mezcla no convencional el cual puede servir y funcionar en muros no estructurales para las

fachadas de las casas que se construyan con bajos recursos.

Resulta ser favorable para el medio ambiente ya que se genera un impacto ambiental

positivo a la hora de sacar este material de reciclaje PET de las calles y utilizarlo en el

ambiente de construcción como una alternativa sostenible.

El costo para elaborar la mezcla de estos ladrillos de agregado convencional + PET es

reducido ya que se sustituye agregado convencional por material de reciclaje PET que se

encuentra en las calles, vertederos y diferentes localizaciones en la ciudad.

Tras todo el análisis anterior se puede evidenciar y reconocer todo el proceso y el paso a

paso que se realizó para la elaboración de los bloques de concreto utilizando el material de

reciclaje PET, esto con el fin de que puedan ser una alternativa sustentable en la construcción

como elementos de mampostería no estructurales.

108

10. Recomendaciones

Se debe realizar el trituramiento de material PET en una máquina que sea especializada en

dicho trabajo y que sea industrial, esto para adelantar este proceso y que sea más rápido

obtener este material sin ninguna contradicción. Ya que se debe triturar bastante cantidad de

botellas de plástico.

A la hora de realizar el ensayo de resistencia a la compresión de estos bloques de agregado

convencional y PET es recomendable hacerlo en una maquina especial que este diseñada para

este tipo de moldes y no haya complicaciones a la hora de realizar este ensayo, también para

que su resultado de falla sea mucho más preciso.

Se recomienda construir con estos bloques no convencionales ya que cumplen con las

especificaciones, parámetros según la NTC 4205 y se puede tener un impacto positivo en el

medio ambiente.

109

11. Referencias

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BLOQUES DE CONCRETO SUSTENTABLES A PARTIR DE LA ...

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