Ladrillo Ecológico Modular Tipo Lego A base de arcilla y acetato de celulosa extraída de las colillas de cigarrillo

 Fuente: https://repositorio.unicolmayor.edu.co/handle/unicolmayor/3630?show=full&locale-attribute=es

Ladrillo Ecológico Modular Tipo Lego A base de arcilla y acetato de celulosa extraída de las colillas de cigarrillo, en el departamento de Cundinamarca dirigido a la industria de la construcción. Docente: Sandra Milena Benítez Villamizar Investigadores: Cesar Augusto Castillo Fierro Diana Kateryn de Los Ángeles Gómez Juliana González Álvarez Junio 2021 Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca Facultad de Ingeniería y Arquitectura Programa Construcción y Gestión en Arquitectura Componente: Proyecto de Investigación y Desarrollo Copyright © 2016 por Cristian Rojas & “ESTA PAGINA ES OPCIONAL” Miguel ii Gutiérrez. Todos los derechos reservados. (Ver Anexo) Dedicatoria iii A Dios como formador e integrador de todo lo creado por permitirnos estar juntos y culminar con gran éxito este proyecto. A nuestras familias y amigos, quienes nos brindaron apoyo afectivo e incondicional acompañándonos en cada paso de nuestras vidas, a la docente Florinda Sánchez por su orientación, paciencia y dedicación en la primera etapa del proceso investigativo y a todos los docentes que hicieron parte integral de este proyecto. Le agradecemos principalmente a la profesora Sandra Milena Benítez, docente del componente Proyecto I + D y al profesor Henry Norueña docente del componente administración de la Edificación, por su apoyo en nuestra formación académica y compresión durante nuestro proceso formativo durante estos semestres; por cuanto estos, han sido de gran utilidad en nuestro ambiente investigativo, académico y personal. Los conocimientos de los docentes van más allá de una teoría explicada, son conocimientos que la experiencia le ha otorgado. Por último y no menos importante, agradecemos a nuestro equipo de trabajo, por crear un ambiente sano y amigable durante este proceso; además, de todo el tiempo y esfuerzo invertido por cada actividad designada a desarrollar. Resumen iv Se plantea la fabricación de un Ladrillo Ecológico Estructural Modular tipo lego, color terracota fabricado mediante un proceso de prensado y secado natural, implementando como insumos principales: arena sílice, aglutinante a base de arcilla extraída de forma manual, cemento de uso estructural, óxido de hierro, 30 colillas de cigarrillo descontaminadas y desfibradas, obteniendo acetato de celulosa de forma casera, las cuales fueron recolectadas por medio de 11 botellas recicladas e instaladas en 6 localidades de Bogotá y agua para conseguir la consistencia y humectación requerida. Para determinar la proporción óptima de los insumos y especificaciones técnicas del producto, se realizaron 6 prototipos en un molde artesanal elaborado por el grupo de trabajo, con las medidas requeridas. La cantidad requerida de colillas es de 30 unidades por ladrillo y la compresión y compactación del espécimen se genera mediante fuerza corporal. El nombre determinado para el producto es Ecourban N°6, un ladrillo de gran formato con medidas de 30x12x6cm con una ranura de 2x7cm en el centro y dos perforaciones verticales circulares una en cada extremo con un diámetro de 3”, cuenta con pestañas de 1 cm en la parte superior trabajando como adaptador macho y en la parte inferior de medio centímetro trabajando como conector hembra, logrando una instalación tipo lego disminuyendo el 30% en los procesos constructivo. Para la unión entre juntas solo se requiere un cordón de pega de medio centímetro, reduciendo el 70% de mezcla, de igual manera se plantea una presentación de medio ladrillo con medidas de 15x12x6cm con el fin de disminuir el 90% de desperdicio en obra. Se caracteriza por ser liso por sus cuatro caras, rendimiento de 56 Unidades por m2, aplica para uso en mampostería reforzada y no reforzada, muros divisorios y a la vista, su peso de 2,7 kg, un producto extra liviano, comparándolo con productos que tienen características y medidas v similares, los cuales arrojan un peso que oscila entre 3,1 y 7.5 kg. Palabras Claves: Colillas de cigarrillo, Ladrillo ecológico, Acetato de celulosa, Dióxido de Carbono, Gran Formato. Abstract We propose the manufacture of an Ecological Modular Structural Brick, lego type, terracotta color, manufactured through a process of pressing and natural drying, implementing as main inputs: silica sand, binder based on manually extracted clay, cement for structural use, iron oxide, 30 decontaminated and defibrated cigarette butts, obtaining cellulose acetate in a homemade way, which were collected through 11 recycled bottles and installed in 6 locations in Bogota and water to achieve the required consistency and wetting. To determine the optimum proportion of inputs and technical specifications of the product, 6 prototypes were made in a handmade mold prepared by the working group, with the required measurements. The required quantity of butts is 30 units per brick and the compression and compaction of the specimen is generated by body force. The name determined for the product is Ecourban N°6, a large format brick measuring 30x12x6cm with a slot of 2x7cm in the center and two circular vertical perforations one at each end with a diameter of 3", it has tabs of 1 cm in the upper part working as a male adapter and in the lower part of half a centimeter working as a female connector, achieving a lego type installation reducing 30% in the constructive processes. For the union between joints, only a half centimeter glue cord is required, reducing 70% of the mixture, in the same way, a half brick presentation vi with measures of 15x12x6cm is proposed in order to reduce 90% of waste in the construction site. It is characterized by being smooth on all four sides, yield of 56 units per m2, applicable for use in reinforced and non-reinforced masonry, partition walls and in sight, its weight of 2.7 kg, an extra light product, compared with products that have similar characteristics and measures, which yield a weight ranging between 3.1 and 7.5 kg. Key Words: Cigarette butts, Ecological brick, Cellulose acetate, Carbon dioxide, Large format. Prefacio vii Una Colilla de cigarrillo arrojada a la calle contamina 50 litros de agua y al año llegan al océano aproximadamente 4.5 trillones. En la ciudad de Bogotá al año se arrojan a las calles 1´825 millones, generando impactos ambientales irreversibles, por ello se emplea un proceso para procesar y reutilizar estos residuos, logrando extraer el acetato de celulosa que se encuentra presente en ellas y el cual cuenta con propiedades térmicas, acústicas y mecánicas. La industria ladrillera colombiana produce al año alrededor de 3 tres millones de toneladas de dióxido de carbono en la cocción de ladrillo, encontrando que en Cundinamarca se generan 200 toneladas al año con una producción del 26%, factores que contribuyen al calentamiento global. Se plantea la Fabricación de un ladrillo ecológico modular tipo lego, implementando como insumos principales la arcilla como material aglutinante y el aprovechamiento de un residuo tóxico colillas de cigarrillo. Se fabricaron prototipos incorporando insumos con diferentes proporciones, determinando los porcentajes óptimos para su funcionabilidad y comprobando que la compactación de los materiales es compatible y la cantidad requerida de colillas es de 30 unidades por ladrillo. Para determinar sus propiedades mecánicas, los prototipos se sometieron a ensayos en un laboratorio especializado denominado Concolab SAS, las pruebas realizadas se encuentran sujetas bajo la NTC 4205 y 4017. Cabe resaltar que los porcentajes que se estipulan en la misma van dirigidos a mampostería en arcilla sometida a proceso de cocción: • En el Ensayo de compresión se determina la mínima resistencia nominal del elemento, obteniendo como resultado fisuras y aplastamiento, arrojando un módulo de ruptura en 4.5 MPa. resistencia mínima permitida es de 15 MPa. • En el Ensayo de Flexión se determina la falla cuando se solicitan los viii mampuestos con resistencia a esfuerzos de compresión y flexión, se registra un módulo de ruptura en 0.83 MPa. la resistencia mínima permitida es de 1.4 a 4 MPa. • En el Ensayo de Adsorción Los prototipos se pesaron y se sumergieron en agua durante 24 horas, obteniendo un 23.7%, la adsorción máxima permitida es del 16%. • Para el Ensayo de Aislamiento acústico se realizó por medio de un dispositivo tecnológico APP Sonómetro SB a los prototipos fabricados, realizando sonidos fuertes obteniendo como resultado de 28.8 dB. Según los resultados se puede concluir que: • Ecourban N°6 genera el 0,0% de emisiones atmosféricas de dióxido de carbono, ya que no requiere horno para su cocción debido a su secado natural. • De 90 millones de colillas arrojadas al mes en las calles de Bogotá se recolectaron aproximadamente 4.500 colillas en 30 días, abarcando el 0,005% de estos residuos tóxicos, es decir que, si en Bogotá instalamos colectores de colillas en las 102.836 canecas plásticas y metálicas dobles existentes en la capital, se pueden recolectar aproximadamente 41 millones de colillas al mes, disminuyendo el contacto y la afectación al medio ambiente en un 46%. • El aislamiento acústico es superior por 3.3 decibeles Frente al mismo ensayo en otros ladrillos los cuales arrojaron 32.1 dB. Tabla de Contenidos ix Capítulo 1........................................................................................................................................ 1 1.1 Concepto del Negocio..................................................................................................... 1 1.2 Potencial del mercado en cifras...................................................................................... 1 1.3 Ventaja competitiva y propuesta de valor....................................................................... 1 Capítulo 2 La Empresa................................................................................................................... 5 2.1 Nombre de la Empresa.................................................................................................... 5 2.2 Actividad de la Empresa ................................................................................................. 5 2.2.1 Sector productivo en que se encuentra la empresa. .................................................... 5 2.2.2 Clientes a quienes se dirige......................................................................................... 5 2.3 Visión y Misión............................................................................................................... 6 2.3.1 Misión ......................................................................................................................... 6 2.3.2 Visión.......................................................................................................................... 6 2.4 Objetivos de la empresa.................................................................................................. 7 2.5 Razón social y logo......................................................................................................... 8 2.6 Referencia de los promotores.......................................................................................... 8 2.6.1 Gerente General - Juliana González Álvarez.............................................................. 8 2.6.2 Gerente Administrativo y Financiero – Cesar Augusto Castillo Fierro...................... 9 2.6.3 Gerente de Producción – Diana Kateryn de los Ángeles Gómez ............................... 9 2.7 Localización de la empresa............................................................................................. 9 Capítulo 3 Identificación de Producto o Servicio ........................................................................ 12 3.1 Presentación .................................................................................................................. 12 3.2 Ficha Técnica ................................................................................................................ 14 3.3 Línea de Investigación .................................................................................................. 16 Capítulo 4 Estudio de Mercado..................................................................................................... 17 4.1 Análisis del Sector ........................................................................................................ 17 4.1.1 Condiciones del entorno global de la empresa. ........................................................... 17 4.1.2 Desarrollo tecnológico e industrial del sector y mercados objetivos........................ 30 4.1.3 Relación con agremiaciones existentes..................................................................... 31 4.2 Análisis del mercado..................................................................................................... 32 4.2.1 Análisis del mercado objetivo y su comportamiento histórico................................. 32 4.2.2 Estimación del mercado potencial. ........................................................................... 33 4.2.3 Estimación del segmento o nicho del mercado......................................................... 38 4.3 Análisis del cliente o consumidor................................................................................. 39 4.3.1 Esbozo del perfil del consumidor. ............................................................................ 39 4.3.2 Elementos que influyen en la compra y aceptación del producto o servicio. ........... 44 4.3.3 Tendencias de consumo. ........................................................................................... 45 4.4 Análisis de la competencia............................................................................................ 50 4.4.1 Identificación de los principales competidores actuales o potenciales. .................... 50 4.4.2 Análisis de empresas competidoras. ......................................................................... 53 4.4.3 Análisis de productos sustitutos................................................................................ 58 4.4.4 Análisis de los precios de venta de la competencia. ................................................. 60 4.4.5 Estudio de la imagen de la competencia ante los clientes. ....................................... 60 Capítulo 5 Descripción del Producto ........................................................................................... 62 5.1 Problema ............................................................................................................................62x 5.1.1 Árbol del Problema ...................................................................................................... 70 5.2 Descripción ................................................................................................................... 70 5.2.1 Concepto general del producto ................................................................................. 70 5.2.2 Impacto tecnológico, social y ambiental...................................................................... 71 5.2.3 Potencial innovador. .................................................................................................... 72 5.3 Justificación .................................................................................................................. 75 5.3.1 Conveniencia................................................................................................................ 75 5.3.2 Relevancia Social......................................................................................................... 76 5.3.3 Implicaciones prácticas................................................................................................ 78 5.3.4 Valor teórico ................................................................................................................ 83 5.3.5 Utilidad Metodológica ................................................................................................. 85 5.4 Objetivos....................................................................................................................... 86 5.4.1 Árbol de Objetivos....................................................................................................... 86 5.4.2 Objetivo General y específico...................................................................................... 86 5.5 Metodología .................................................................................................................. 87 5.5.1 Alcance ........................................................................................................................ 87 5.5.2 Tipo y clase de investigación....................................................................................... 88 5.5.3 Herramientas de investigación..................................................................................... 89 5.5.4 Cronograma resumen................................................................................................... 91 5.6 Marco Referencial......................................................................................................... 94 5.6.1 Estado del Arte............................................................................................................. 94 5.6.2 Marco Conceptual...................................................................................................... 103 5.6.3 Marco Legal............................................................................................................... 133 5.6.4 Marco Productivo....................................................................................................... 137 5.6.5 Marco Sociocultural................................................................................................... 137 Capítulo 6 Producto ................................................................................................................... 138 6.1 Nombre e imagen producto............................................................................................... 138 6.2 Ficha técnica ............................................................................................................... 139 6.2.1 Elementos y Componentes...................................................................................... 139 6.2.2 Especificaciones Técnicas del Producto ................................................................. 142 6.3 Proceso de producción ................................................................................................ 161 6.3.1 Descripción Proceso de Producción........................................................................ 161 6.3.2 Duración del ciclo productivo................................................................................. 162 6.3.3 Layoyt (Capacidad Instalada)................................................................................. 162 6.3.4 Puesta en Obra/Marcha ........................................................................................... 171 6.4 Necesidades y requerimientos..................................................................................... 175 6.4.1 Materias primas e insumos requeridos.................................................................... 175 6.5 Costos.......................................................................................................................... 176 6.5.1 Precios unitarios...................................................................................................... 176 6.5.2 Costos globales de producción................................................................................ 177 6.5.3 Valor comercial del producto.................................................................................. 178 Capítulo 7 Gestión organizacional y administrativa .................................................................. 179 7.1 Políticas empresariales...................................................................................................... 179 7.1.1 Directivos, Gerencias y Coordinaciones................................................................. 179 7.1.2 Empleados de la Compañía..................................................................................... 180 7.1.3 Proveedores y Clientes xi ......................................................................................... 181 7.1.4 Política Ambiental Empresarial .............................................................................. 181 7.1.5 Objetivo Global Empresarial ..................................................................................... 182 7.1.6 Visión......................................................................................................................... 182 7.1.7 Misión ........................................................................................................................ 182 7.1.8 Objetivos empresariales............................................................................................. 183 7.2 Estructura organizacional............................................................................................ 184 7.2.1 Departamentalización de la empresa. ..................................................................... 184 7.3 Constitución de la empresa y aspectos legales. .......................................................... 185 7.3.1 Tipo de sociedad a constituir .................................................................................. 185 7.3.2 Análisis y aplicación de la legislación vigente. ...................................................... 186 7.3.3 Protección intelectual e industrial de los productos o servicios. ............................ 186 Capítulo 8 Plan de marketing..................................................................................................... 187 8.1 Estrategia de producto o servicio...................................................................................... 188 8.1.1 Marca comercial producto ...................................................................................... 190 8.1.2 Presentación, dimensión, modulación, empaque y embalaje.................................. 191 8.1.3 Garantía y servicio de postventa............................................................................. 196 8.1.4 Mecanismos de atención a clientes......................................................................... 200 8.2 Estrategia de precio..................................................................................................... 200 8.2.1 Definición y lista de precios de venta ..................................................................... 200 8.2.2 Impuesto de ventas y descuentos. ........................................................................... 204 8.2.3 Condiciones de pago y condiciones de crédito....................................................... 204 8.2.4 Seguros necesarios, impuesto a las ventas.............................................................. 205 8.2.5 Costos de transporte................................................................................................ 206 8.3 Estrategia de promoción y comunicación. .................................................................. 206 8.3.1 Tácticas de mercadeo.............................................................................................. 206 8.3.2 Costos de publicidad............................................................................................... 207 8.3.3 Fuerza de ventas...................................................................................................... 208 8.4 Estrategia de distribución............................................................................................ 209 8.4.1 Capacidad de cobertura o de atención de pedidos. ................................................. 209 8.4.2 Alternativas de penetración en el mercado, canales de distribución. ..................... 209 8.4.3 Alternativas de comercialización, cobertura logística. ........................................... 211 8.5 Plan de compras. ......................................................................................................... 212 8.5.1 Identificación de proveedores................................................................................. 212 8.5.2 Planeación de compras............................................................................................ 212 Capítulo 9 Plan financiero ......................................................................................................... 213 9.1 Inversiones.................................................................................................................. 213 9.1.1 Condiciones económicas......................................................................................... 215 9.1.2 Inversión inicial o necesidades de capital............................................................... 216 9.1.3 Costos administrativos............................................................................................ 216 9.1.4 Costos de producción.............................................................................................. 217 9.1.5 Costos de ventas...................................................................................................... 217 9.2 Cronograma de inversiones y financiación................................................................. 217 9.2.1 Fuentes de financiación........................................................................................... 218 9.3 Presupuestos................................................................................................................ 218 9.3.1 Flujo de caja proyectado ......................................................................................... 220 9.3.2 Balance general proyectado. xii ............................................................................... 220 9.3.3 Estado de ganancias o pérdidas............................................................................... 222 9.3.4 Tasa Interna de Retorno TIR, Valor Presente Neto VAN, Punto de equilibrio y periodo de recuperación de la inversión. ............................................................................ 223 9.3.5 Situaciones que pueden afectar el proyecto. ........................................................... 227 9.3.6 Conclusiones del producto...................................................................................... 227 Conclusiones de la empresa................................................................................................ 229 Conclusiones del proyecto financiero................................................................................. 229 9.3.7 Bibliografía ............................................................................................................. 231 9.3.8 Glosario de términos............................................................................................... 242 Apéndice ..................................................................................................................................... 248 Tabla de Anexos ..................................................................................................................... 252 Vita.............................................................................................................................................. 253 Anexos ........................................................................................................................................ 262 Portafolio empresarial................................................................................................................. 262

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10. DIVERSAS PROPIEDADES DEL SUELO

 

 FUENTE: https://www.fao.org/fishery/docs/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s10.htm#top

10.0 Otras propiedades importantes del suelo

Las secciones siguientes definen brevemente otras propiedades del suelo que son importantes para planificar la construcción de diques, presas y canales de tierra. En las �ltimas seis columnas del Cuadro 26 se enumeran algunos ejemplos de grupos específicos de suelos para diques y presas.

10.1 Permeabilidad del suelo compactado

El grado de permeabilidad del suelo compactado se relaciona con la velocidad a que penetra el agua en éste después de la compactación. Si, después de la compactación, un suelo de grano grueso presenta poros grandes contínuos, el agua penetra con rapidez y se dice que su permeabilidad es alta. Los suelos de grano fino contienen poros muy pequeños continuos y en un suelo fino compactado de grava el agua penetrará muy lentamente y la permeabilidad será baja.

10.2 Características de compactación

Las características de compactación de un suelo indican la reacción relativa de ese suelo al esfuerzo de apisonamiento (consolidación). Los suelos con buenas características de compactación se pueden apisonar mucho con un mínimo de esfuerzo. El material edáfico con un �ndice de plasticidad de aproximadamente 16% presenta las mayores características de compactación.

Todo suelo tiene un contenido de humedad óptimo que permite compactarlo al máximo con el menor esfuerzo y que hará que el suelo compactado alcance su permeabilidad más baja. Los contenidos de humedad óptimos de los diferentes tipos de suelos son los siguientes:

Suelo Contenido óptimo de humedad para la compactación (variación en %) Arenas arcillosas mezcla arena-arciIla 11 - 10 Mezcla arena-limo-arcilla con plástico, limo + fracción arcilla 15 - 11 Limo inorgánico, limo arcilloso 24 - 12 Arcilla inorgánica 24 - 12 Limo orgánico 33 - 21 ArciIla inorgánica altamente plástica 36 - 19 Arcilla orgánica 45 - 21 Nota: el contenido de humedad óptimo suele ser de 2 a 3% menor que el límite plástico del suelo.

10.3 Compresibilidad

La compresibilidad es el grado en que una masa de suelo disminuye su volumen bajo el efecto de una carga. Es mínima en los suelos de textura gruesa, que tienen las partículas en contacto. Aumenta a medida que crece la proporción de partículas pequeñas y llega al máximo en los suelos de grano fino que contienen materia orgánica. A continuación se dan algunos ejemplos de compresibilidad para diversos suelos:

• Las gravas y las arenas son prácticamente incompresibles. Si se comprime una masa húmeda de estos materiales no se produce ningún cambio significativo en su volumen;
• Las arcillas son compresibles. Si se comprime una mása húmeda de arcilla, la humedad y el aire pueden ser expelidos, lo que trae como resultado una reducción de volumen que no se recupera inmediatamente cuando se elimina la carga.

Los suelos de grano fino que contienen por lo menos 50% de limo + arcilla, pueden clasificarse con arreglo a tres clases de compresibilidad sobre la base de su l�mite liquido . Estas clases son las siguientes:

• Compresibilidad baja: LL inferior a 30;
• Compresibilidad media: LL de 30 a 50;
• Compresibilidad alta: LL superior a 50.

En general, la compresibilidad es aproximadamente proporcional al �ndice de plasticidad (véase la Sección 8.5). Mientras mayor es el IP, mayor es la compresibilidad del suelo.

10.4 Coeficiente de dilatación-contracción de los suelos

La dilatación-contracción de un suelo es la cualidad que determina su cambio de volumen cuando cambian las condiciones de humedad. Algunos suelos se contraen cuando están secos y se dilatan cuando están mojados.

El cambio de volumen de la masa de suelo depende de la magnitud del cambio de la humedad y de la cantidad y la clase de arcilla presente en el suelo. A continuación se brindan algunos ejemplos del coeficiente de dilatación-contracción para diversos suelos:

• Coeficiente de dilatación-contracción bajo: arenoso franco, arena y arcilla caolinita ;
  
• Coeficiente de dilatación-contracción alto: arcilla mont morillonita.
  

10.5 Resistencia al esfuerzo cortante

La resistencia de un suelo al esfuerzo contante indica la resistencia relativa de éste a los corrimientos de tierra bajo carga. La resistencia máxima a los corrimientos de tierra se da en los suelos compuestos de grava limpia con menos de 5% de limo + arcilla. La resistencia de los suelos al esfuerzo cortante disminuye a medida que aumentan las partículas finas. Es mínima en los suelos orgánicos de grano fino y, por ejemplo, al construir una presa, es importante eliminar todo el suelo orgánico para disminuir la posibilidad de corrimientos.

10.6 Susceptibilidad a la socavación

La susceptibilidad de un suelo a la socavación indica el grado de erosión interna que tiene lugar cuando el agua atraviesa los poros o las grietas de dicho suelo. Los suelos muy susceptibles a la socavación son los que tienen grandes poros por los que el agua pasa rápidamente, pero cuyos granos son tan finos y faltos de cohesión como para desplazarse con facilidad por separado. Los materiales más susceptibles son las arenas finas y los limos no plásticos que tienen un índice de plasticidad inferior a 5. Aunque quizás las arenas gruesas y la grava también dejen pasar el agua rápidamente, ofrecen mayor resistencia a la erosión interna porque se componen de partículas grandes separadas. Otros suelos de baja susceptibilidad a la socavación son los de grano fino, cohesivos y plásticos que dejan pasar el agua con mucha lentitud y resisten bien la erosión interna.