Flow Sheet para Ladrillos Ecologicos

INNOVACION TECNOLOGICA Y VIVIENDA EN EL GRAN BUENOS AIRES

INNOVACION TECNOLOGICA Y VIVIENDA EN EL GRAN BUENOS AIRES. PISOS Y REVOQUES PARA SECTORES EN SITUACION DE POBREZA
ISNN 1666-6186. Volumen VII Nº 7 (octubre de 2008) pp. 115-143 - Recibido: 29-03-2008 - Aceptado: 16-05-2008

Rodolfo Rotondaro, Juan Carlos Patrone y Alex Schicht

Rotondaro es Arquitecto, máster CRATerre/UPAG. Investigador independiente del Conicet en la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires, donde realiza tareas docentes y dirige el Programa Arconti (Arquitectura y Construcción con Tierra). Trabaja desde 1986 en la investigación y el desarrollo de la Arquitectura de Tierra en Argentina, con énfasis en proyectos con gestión y transferencia en el campo del hábitat social. Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, Pabellón III, 4º piso, IAA – Int. Güiraldes s/n – (1428) Buenos Aires. E- mail: rotondarq@telecentro.com.ar

Patrone es Arquitecto, FAU UBA. Es investigador del Programa ARCONTI y del Centro Hábitat y Energía, CIHE, en la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires. Investiga desde 2000 en torno del desarrollo de alternativas tecnológicas con tierra en el área metropolitana. Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, Pabellón III, 4º piso, IAA – Int. Güiraldes s/n–(1428) Buenos Aires. E- mail: arqpa@yahoo.es

Schicht es Arquitecto FADU–UBA. Cursa la Maestría de Diseño Arquitectónico Avanzado en la FADU-UBA, Buenos Aires. Trabaja desde 2003 en una investigación sobre prototipos de pisos con empleo de tierras estabilizadas para aplicar en el hábitat social de Buenos Aires. Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires. Ciudad Universitaria, Pabellón III, 4º piso, IAA – Int. Güiraldes s/n–(1428) Buenos Aires. E-mail: alexschicht@hotmail.com

Resumen

La investigación tiene por finalidad generar nuevos elementos constructivos para pisos y revoques en el contexto de la vivienda de la población pobre del Gran Buenos Aires, a partir del empleo de suelos estabilizados. Se abordan los problemas de la calidad física de la vivienda considerando aspectos materiales e inmateriales. Se experimentan prototipos de contrapisos, pisos, carpetas y revoques, con técnicas de colado y de apisonado, con mezclas de suelo-cemento y suelo-cemento-cal. Se comparan los resultados sobre resistencias físico-mecánicas y se estiman la durabilidad, la aceptabilidad y los costos relativos. Se trabaja de manera interdisciplinaria y multisectorial, con la participación de autoconstructores, un centro vecinal, el Conicet, la Universidad de Buenos Aires y la Municipalidad de Florencio Varela. Se concluye que algunos prototipos se aproximan a las soluciones buscadas y que es necesario profundizar la gestión participativa.

Palabras clave:

Pobreza, Vivienda, Tecnología, Pisos, Revoques.

Abstract
Technological innovation and housing in Greater Buenos Aires. Floors and plastering for people in poverty conditions

This research's goal is to generate alternative building solutions for floors and plastering through the use of stabilized soils in the context of housing for low income social sectors of Greater Buenos Aires, Argentina, It deals with the quality of housing considering material and non material aspects. Experimental prototypes are tested for floor bases, moisture barriers, floors, and plastering, using pouring and pressing techniques with soil-cement and soil-cement-lime mixes. Results are compared regarding physical/mechanical resistances, durability, acceptability and costs. This work is interdisciplinary and multisectoral with the participation of self-builders, a community center, CONICET (National Council COMPLETAR), the University of Buenos Aires and the Municipality of Florencio Varela. It is concluded that some prototypes come close to the desired results and that more participatory management is needed.

Key words:

Poverty, Housing, Technology, Floors, Plasters.

INTRODUCCIÓN

Marco conceptual

Este trabajo presenta los resultados de una investigación orientada a generar innovaciones tecnológicas, con empleo de suelos estabilizados, útiles y posibles en el ámbito de la vivienda de sectores en situación de pobreza del Gran Buenos Aires (GBA), en especial, con familias y organizaciones sociales localizadas en el Tercer Cordón. Intenta un abordaje al problema de la vivienda y la pobreza a través de la construcción de un proceso de gestión que incluya la participación de beneficiarios directos, basado en el concepto que Víctor Pelli (2007a: 65) define como “gestión participativa y concertada”, en referencia al “arraigo profundo de los esquemas de implementación de políticas de acción social que no incluyen pautas de participación ni mucho menos de concertación” como característica de los modelos vigentes en la “América Latina a comienzos del siglo XXI”, en el ámbito de la acción social de vivienda. De la misma manera, y también en relación con las nociones de participación y de pobreza (CACOPARDO, 2007: 15), sostiene que “en primer lugar vemos entonces que no es un dato natural e inmodificable de nuestra realidad social... [cuando formula la pregunta “¿Qué es la pobreza?”]... luego, tampoco es una condición de falla de un sector de la sociedad que debe ser solucionado actuando desde fuera en base a caridad”.

La situación de la vivienda en estos sectores es considerada por esta investigación en el marco más amplio y complejo del problema habitacional argentino. Para PELLI (2007b: 45) es conveniente “...entenderlo como un componente de bordes difusos dentro de la situación general de pobreza, como ésta se produce y se presenta en nuestros países latinoamericanos...”. En este sentido, es habitual relacionar de manera obvia “calidad de vivienda” con “vivienda terminada”, y también asociar la idea de “necesidades básicas” casi con exclusividad a los aspectos tangibles de la vivienda. Se considera que los mejoramientos físicos de la vivienda buscados deben ser generados y entendidos como uno de los problemas que se presentan en la vivienda del GBA, con dimensiones tangibles e intangibles, y que serán un aporte en la medida en que puedan incluirse en modelos de gestión participativa con grupos de estos sectores sociales. Las terminaciones (pisos y paredes) en la vivienda son también una necesidad básica intangible, y es pensado aquí como un componente del proceso de autoproducción y mantenimiento de la vivienda.

De acuerdo con los conceptos de pobreza y vivienda mencionados más arriba, el concepto de tecnología en esta investigación se identifica con los supuestos propios de la generación de tecnologías apropiadas y apropiables (SCHUMACHER, 1990: 149-164) (MERLINO y RABEY, 1981: 7-21) (BERRETTA, 1987: 275-279) (GONZÁLEZ LOBO, 2003), y más precisamente en lo que sostiene Horacio Berretta (2007) en su análisis de cuáles son los desafíos principales de la ciencia y la técnica del futuro: “Crece pues la idea de una tecnología apropiada o adecuada, enraizada en la intención de convertir el desarrollo, en un camino de innovación y crecimiento espiritual y material pero en estrecha relación con las bases de la sociedad.” Se pretende mejorar aspectos de la precariedad física de la vivienda popular de estos sectores, acotada en una primera etapa a la solución de elementos constructivos a menudo no resueltos o mal resueltos, y que influyen en la calidad de la materialidad de la vivienda. El trabajo también tiene por finalidad explorar cuál o cuáles serían los abordajes adecuados para canalizar modos de gestión participativa basados en el empleo de materiales y tecnología constructiva no convencionales o no tradicionales, en sectores urbanos en situación de pobreza.

En el terreno del diseño tecnológico, hay un fuerte condicionamiento por el empleo de un material no convencional, de bajo impacto ambiental y bajo gasto energético de producción, la tierra cruda estabilizada (CONESCAL, 1982: 28-31) (HOUBEN y GUILLAUD, 1984: 73106.), con antecedentes en experiencias de otros autores (ENTEICHE, 1963) (MCHENRY, 2000: 153-156) (SCHICHT, et al, 2004). La decisión de emplear tierra estabilizada como material base para estos elementos se basa en la hipótesis de que sería factible incorporar tecnología no convencional en procesos de autoproducción de la vivienda de sectores en situación de pobreza, en los cuales la autoconstrucción es importante. Por otra parte, la investigación intenta explorar el aprovechamiento de materiales no convencionales en el universo tecnológico y de gestión de la vivienda autoproducida de sectores urbanos en los cuales los recursos materiales son escasos o inexistentes, de baja calidad y durabilidad.

El principal antecedente de la investigación es una labor de asistencia técnica llevada a cabo por uno de los autores (ROTONDARO, et al, 2004) en el barrio Bancalari en 2003 y 2004, en el centro vecinal barrial, en la gestión y montaje de una fábrica de bloques de tierra comprimida. La tarea involucró a personal del centro barrial, vecinos, la ONG Sedeca (Secretariado de Enlace de Comunidades Autogestionarias), investigadores y técnicos del sistema científico (Conicet y UBA), y posibilitó una continuidad de gestión y experimentación de prototipos.

Aspectos metodológicos

La metodología de la investigación tuvo en cuenta el análisis de la situación poblacional de los sectores del GBA en situación de pobreza, y de las soluciones populares autoproducidas referidas a pisos y revoques. Se analizaron pisos, solados, revoques y revestimientos de la bibliografía y en viviendas de Bancalari y Florencio Varela, mediante encuestas informales. Se evaluaron de manera cualitativa los materiales, mano de obra, tiempos, rendimientos, durabilidad y mantenimiento de esas soluciones, así como también se estudiaron las normas vigentes sobre aspectos técnico-constructivos exigidos para este tipo de elementos. Se diseñaron materiales, componentes básicos y elementos, considerando la forma de producción, el material y las características de las capas de los elementos, el sustrato de aplicación, la modalidad constructiva. Los suelos empleados se identificaron mediante ensayos sensoriales y normalizados, y se realizaron pruebas previas con probetas. Se construyeron equipos para realizar ensayos mecánicos (flexión, abrasión, impacto blando y goteo) con el fin de obtener datos clave de la calidad mecánica y estimar la durabilidad de materiales y prototipos, cuyo diseño se basó en los equipos normalizados.

Se construyeron series de prototipos de componentes y elementos para pisos y para revoques. Para la fabricación de los baldosines se empleó una bloquera manual del tipo CINVA-RAM; para fabricar el resto de los componentes se emplearon herramientas y equipo convencional de construcción. Los prototipos fueron evaluados mediante un monitoreo cualitativo de aspectos físicos y mecánicos (forma, textura, dimensiones, cohesión, adherencia, abrasión, tiempos de producción, capacidad de mano de obra). Se comenzó una tarea de gestión y acuerdo para preparar la transferencia con el centro vecinal y vecinos del barrio Bancalari.

CONTEXTO SOCIAL Y CALIDAD DE LA VIVIENDA

Los pisos y revoques, en la vivienda de los sectores pobres del GBA, o bien no aparecen o bien son resueltos con insuficiente calidad constructiva, de materiales y componentes, todo lo cual afecta su función y su durabilidad, incrementando incluso las condiciones de insalubridad. En el caso de los pisos, una de las situaciones es su ausencia; simplemente el terreno natural o un relleno es nivelado, alisado y compactado de manera rústica, y se limpia con un humedecido y barrido. Pero es tierra, con todos los atributos físico-químicos que pueden afectar la salud humana. Otra solución observada es la colocación de plano de componentes tales como baldosas o ladrillos cocidos sueltos, apoyados sin mortero de asiento sobre el terreno nivelado, que, igual que la anterior, es una solución incompleta, insuficiente y poco recomendable. La tercera solución popular observada es la del contrapiso de hormigón pobre alisado, esperando un solado o una carpeta de cemento definitiva.

En la terminación de los cerramientos verticales es aún mayor la carencia de soluciones de calidad y durabilidad aceptables: es habitual la ausencia de revoques, impermeables o protecciones tanto en muros exteriores como interiores. En algunos casos se observa solamente un revoque a la cal exterior, en la mayoría de los casos sin hidrófugo ni capa impermeable. En todos los casos, la ausencia total o la insuficiente protección de, al menos, la envolvente de la vivienda, genera patologías severas y no brinda las condiciones de calidad mínima de confort humano.

Los problemas vinculados con la materialización, la calidad y la durabilidad de las soluciones estudiadas, en los elementos piso y revoques en este contexto del GBA, es parte de un marco más amplio y complejo: el de las viviendas con materiales y resoluciones constructivas de baja calidad. En este tema, el Instituto Nacional de Estadísticas y Censos de Argentina (INDEC, 2001) considera estos aspectos dentro de la categoría Hogares con Necesidades Básicas Insatisfechas, NBI, una de las formas de medición de la pobreza en Argentina¹. Del análisis de los datos sobre población y hogares NBI del Censo de 2001 se observa que existe un mayor porcentaje de Población NBI en relación al porcentaje de Hogares NBI², lo cual demuestra que en los hogares NBI hay mayor número de miembros y por lo tanto se está frente a problemas de hacinamiento, factor íntimamente ligado a la pobreza. Si se compara el total del país con la Ciudad de Buenos Aires (Tabla 1), se observa que en ésta no solamente es menor el número de personas por hogar, sino que al mismo tiempo en los hogares NBI el número de personas también es menor en comparación con el resto del país o de la provincia de Buenos Aires.

TABLA 1: Cantidad de Población y de Población NBI por Hogar

	Población total / Hogares totales	Población NBI / Hogares NBI
Total país	3,56	4,40
Provincia de Buenos Aires	3,50	4,25
Ciudad de Buenos Aires	2,66	2,92

Fuente: Elaboración propia a partir de información del INDEC, Censo Nacional de Población, Hogares y Viviendas 2001

Al comparar los datos se observa que el número de hogares con deficiencias en sus cualidades constructivas es aún mayor que el número de hogares NBI, es decir que en hogares no considerados con necesidades básicas insatisfechas, existen problemas vinculados con la construcción de sus viviendas. Los tipos de vivienda del Indec³ no necesariamente determinan a un hogar como NBI, aunque está muy vinculado (Tabla 2).

Uno de los tres indicadores que evalúa el Indec para clasificar a una vivienda en tipo A o tipo B es el solado que posee. Es decir que la calidad del piso es representativa de la calidad general de la construcción. También se observa una relación directa entre el material predominante de los pisos y el de la cubierta exterior del techo. En el caso específico de las viviendas con pisos de tierra o ladrillo suelto, más de la mitad tiene cubierta de chapa metálica sin cielorraso. Además, el análisis de la información muestra una correspondencia entre el nivel socio-económico de la población, la calidad de los materiales de la vivienda (CALMAT) y el material predominante de los pisos de las viviendas (Figuras 1 y 2).

TABLA 2: Total de Hogares por tipo de Vivienda

Fuente: Elaboración propia a partir de información del INDEC, Censo Nacional de Población, Hogares y Viviendas 2001

Al comparar la distribución de la población NBI en los veinticuatro partidos del GBA con la distribución de los hogares con calidad de materiales CALMAT IV y con la distribución de las viviendas con piso de tierra o ladrillo suelto, se observa que el mayor número de hogares con cada una de estas características aparece en los mismos partidos, y en proporciones muy semejantes. La categoría CALMAT IV es definida por el Indec como “la vivienda presenta materiales no resistentes ni sólidos o de desecho al menos en uno de los componentes constitutivos”. Así por ejemplo, La Matanza, uno de los partidos con mayor cantidad de población y de sectores en situación de pobreza, tiene casi el doble de población NBI, viviendas con materiales CALMAT IV y viviendas con piso predominante de tierra comparado con cualquiera de los restantes 23 partidos del GBA. Por su parte los partidos de San Fernando, San Isidro y Vicente López coinciden en tener los índices más bajos de hogares NBI, materiales CALMAT IV y viviendas con piso de tierra. Si se analiza la distribución de los partidos del GBA por zonas (Norte, Oeste y Sur), no resulta tan fácil zonificar la distribución de los hogares NBI, en particular en las zonas Oeste y Sur, donde ésta se encuentra muy mezclada con la de partidos con altos índices de pobreza como La Matanza, y limita con partidos con mejores condiciones socio-económicas como Morón y Ezeiza. A pesar de ello, podría establecerse una distinción entre la zona Norte, con el menor número de hogares NBI, y las otras dos zonas restantes (Tabla 3).

Figura 1: Mapa de Hogares NBI Figura 2: Mapa de Hogares con piso de tierra Fuente: Elaboración propia a partir de datos del Censo Indec 2001. Fuente: Elaboración propia a partir de datos del Censo Indec 2001.

TABLA 3: Hogares en los 24 partidos del GBA con Necesidades Básicas Insatisfechas, CALMAT IV y Hogares con Pisos de Tierra o Ladrillo Suelto

Fuente: Elaboración propia a partir de información del INDEC: Censo Nacional de Población, Hogares y Viviendas 2001

Tecnología de la vivienda autoproducida

Respecto de la calidad de los materiales y elementos constructivos de la vivienda autoproducida, en un estudio sobre la posibilidad de recuperar la vivienda deficitaria del conurbano, Almansi (1995: 58-61) analiza una muestra de viviendas deficitarias en tres barrios de Lomas de Zamora y resalta tres aspectos: predomina la mezcla de materiales para resolver paredes, techos y pisos; en la mayoría de los casos (70%) no hay revoques ni aislación hidrófuga en las paredes exteriores e interiores; y si bien en las consideradas viviendas recuperables hay piso de cemento alisado, tienen problemas de aislación hidrófuga. En las irrecuperables (el 91 %) el 50% tiene piso de tierra⁴.

Esta situación se pudo observar en el contexto barrial donde se trabaja. Se analizaron soluciones de pisos y paredes exteriores e interiores, en viviendas autoconstruidas de Bancalari y en Florencio Varela, y se detectó un predominio de las siguientes:

* piso de tierra (Figura 3). La forma más elemental es el mismo terreno natural nivelado, apisonado por el uso cotidiano. También es frecuente la presencia de una capa de material de relleno, sobre todo tierra o escombros chicos, que se apisona de manera rústica.

Figura 3: Piso de tierra apisanada
Fuente: Rodolfo Rotondaro

Figura 4: Piso de ladrillos de plano
Fuente: Rodolfo Rotondaro

* piso con elementos sueltos. Es similar al anterior, con el agregado de piezas sueltas tales como ladrillos comunes, baldosas, azulejos, tablas, y mezclas de éstos. No hay mortero de asiento ni de juntas, lo cual empeora la limpieza y la transitabilidad.
* contrapiso de hormigón. En la mayoría de los casos tiene poco cemento y espesores variables entre 8 y 15 cm, terminado con un alisado a fratacho o a cuchara.
* carpeta cementicia alisada sobre contrapiso. Es de poco espesor y al tener poco cemento es habitual ver zonas cuarteadas o saltadas.
* solado de ladrillo común colocado de palmo sobre contrapiso de hormigón (Figura 4). Es construido con ladrillos de segunda calidad, con morteros pobres en cemento y juntas más o menos prolijas. 

En pocos casos aparecen solados de baldosas cerámicas, cementicias o de varios tipos, solamente en algunas de las habitaciones de la vivienda. En el caso de las soluciones populares de las paredes, se estudiaron paredes de ladrillo cocido (Figuras 5 y 6), hueco, bloque de hormigón y paredes mixtas, y se observaron varias situaciones:

Figura 5: Paredes esteriores de ladrillo y bloque sin revoques
Fuente: Rodolfo Rotondaro

Figura 6: Pared interior de ladrillo común
Fuente: Rodolfo Rotondaro

* ausencia total de lechadas, capas impermeables y revoques.
* “castigado” de revoque grueso, rústico, de poco espesor y con poco cemento.
* revoque grueso en algunas paredes, alisado a cuchara o a fratacho.

La mayoría de estas soluciones en pisos y paredes no incluye aislación hidrófuga que impida el ascenso o el paso de humedades desde el terreno de la vivienda, aguas y humedades de lluvias o que se infiltran por otras causas. También se pudo conocer la valoración de los habitantes sobre el problema, y en general algunos manifestaron que es necesario pero no imprescindible, otros que es muy necesario en la envolvente por el rápido deterioro en las paredes.

DISEÑO DE MATERIALES Y PRUEBAS PREVIAS

El suelo empleado es el denominado “tosca” y proviene de la excavación del subterráneo H de la Ciudad de Buenos Aires. Se acopió en cantidad suficiente para trabajar un año en laboratorio y en campo y se identificó con ensayos físico-mecánicos simples y de laboratorio (HERNÁNDEZ RUIZ, et al, 1983; SOSA, 2001). Es un suelo del tipo areno-arcilloso con contenido importante de arcilla, con casi un 50% de finos y el resto de arena fina y media. Se concluyó que el suelo era apto para la construcción de los prototipos previstos. Se definieron seis materiales para su ensayo previo con probetas y baldosas de 10 x 10 cm, con diferentes porcentajes en volumen de tosca, arena fina y cemento tipo Pórtland (Tabla 4):

TABLA 4: Materiales M1 a M6. Porcentajes de suelo, arena y cemento en volumen

De cada material se fabricaron series de probetas (Figura 7) que luego se ensayaron en laboratorio a partir de normas específicas (IRAM, 1971; CYTED, 1995) obteniendo datos básicos sobre contracción lineal y volumétrica, grietas y fisuras, sonoridad, dureza, cohesión, absorción de humedad, goteo (Figura 8), abrasión, compresión, y flexión. Se utilizaron moldes de madera pintada y aglomerado con desmoldante casero.

Las pruebas de materiales produjeron información importante sobre el comportamiento del suelo natural y de su estabilización con arena y cemento. A partir del ensayo de absorción de humedad por inmersión se descartaron dos materiales (M1 y M2), por la poca cohesión interna obtenida, y sólo dos de los cinco estabilizados con cemento obtuvieron resistencias aceptables (M5 y M6). El ensayo de goteo reforzó esta conclusión de que los materiales estabilizados con cemento se comportaron mejor que los otros. El ensayo de rotura por flexión definió el suelo sin estabilizar (M1), y el suelo con más cemento (M6) como los materiales más resistentes. Al aumentar el porcentaje de cemento del 9% al 14% (M5 y M6) se incrementó notablemente la resistencia a la flexión. El ensayo de compresión produjo gran diversidad de resistencias de los distintos materiales. Hubo también notables diferencias en la contracción volumétrica observada para los materiales estabilizados con cemento y los otros, lo cual marcó una tendencia a elegir el suelo estabilizado con cemento y con cemento y arena. La evaluación en cuanto a grietas y fisuras se interpretó junto con los resultados de contracción volumétrica, y ambos mostraron que las fisuras solamente se redujeron con el agregado de arena, resultado que siguió favoreciendo la estabilización combinada cemento-arena.

Figura 7: Prueba de materiales
Fuente: Rodolfo Rotondaro

Figura 8: Probetas del ensayo de goteo
Fuente: Rodolfo Rotondaro

La lectura completa de todos los ensayos y evaluaciones concluyó que los materiales con mayor contenido de suelo natural (M3 y M4 sin arena), al estabilizarse con cemento, mejoran solamente con altos porcentajes (entre el 10 y el 14%), lo cual implicaría costos elevados. Los valores cualitativos y cuantitativos obtenidos demostraron que para mejorar la resistencia mecánica de la tosca elegida, la estabilización con cemento debería superar el 10% en volumen y completarse con arena en un 25 al 30%. Por otra parte, con los otros ensayos se observaron resultados notables de la tosca natural comparada con los otros materiales, y ello indica que el material más caro y el más barato tienen similares resistencias mecánicas. Sin embargo, en los ensayos a la acción del agua (goteo y absorción de humedad por inmersión), los materiales sin estabilizar (M1 y M2) obtuvieron malos resultados. Se formularon conjeturas de utilidad para el diseño de los prototipos. Se discutieron y jerarquizaron los tipos de resistencias mecánicas necesarias para los elementos en investigación, y también se adoptaron criterios de factibilidad para definir premisas de diseño definitivas.

FABRICACIÓN Y ENSAYO DE COMPONENTES Y ELEMENTOS

Grupos de prototipos

Se diseñaron componentes básicos prefabricados, apisonados y colados, para pisos; y elementos aplicados para revoques y lechadas (ROTONDARO, et al, 2005). Para cada grupo se definieron variables vinculadas a los materiales, los espesores y la técnica constructiva. En el caso de los pisos se experimentan baldosines, baldosas, contrapisos y carpetas, con las siguientes características:

* Baldosines

Se diseñaron diversos tipos (Tabla 5 y Figura 9) variando el material y el espesor de las capas de desgaste y cuerpo del componente.

TABLA 5: Prototipos de baldosines de tierra comprimida

En una etapa inicial se realizaron prototipos de prueba evaluando su técnica constructiva y materialidad. La técnica se corrigió hasta adoptar un contramolde (suplemento de madera y chapa plegada). Se coloca el contramolde y se preparan la mezcla del material del cuerpo del baldosín y la de la capa de desgaste, con la humedad adecuada para su prensado. Sobre el contramolde se coloca primero la mezcla de la capa de desgaste, y sobre ésta la otra. Se comprime con la técnica habitual de prensado, se desmolda y se acopian los baldosines de canto en un área de curado. El curado y el secado demoran unos veinte días. Definir el mejor espesor es otro de los factores importantes. Se utilizaron tacos de madera de diversos espesores entre el fondo de la prensa y el contramolde. Se intentó reducir el espesor de los baldosines al mínimo posible por motivos económicos y prácticos (menor peso), aunque ésto ocasiona fragilidad de manipuleo. El espesor ajustado es de 2 cm, y conviene que el suplemento mida 14 x 29 cm para asegurar una presión homogénea. El contenido de humedad en la capa de desgaste es fundamental para garantizar el correcto desmolde de los baldosines.

* Baldosas

En una etapa inicial se fabricaron baldosas de 30 x 30 cm, compactadas con pisón manual: una capa de desgaste de 0,6 a 1 cm de espesor, con mezcla de cemento-arena, y otra de suelo-cemento de unos 3 a 4 cm de espesor. Se utilizó un molde de madera pintada y fondo enchapado, con desmoldante. Primero se coloca la mezcla de la capa de desgaste y luego la del cuerpo de la baldosa, con humedad que permite su compactado. El cuerpo de la baldosa se fabrica en dos capas sucesivas de 1,5 a 1,8 cm de espesor cada una, y entre el curado y el secado se demora unos 25 días. El prototipo se descartó debido a varios factores: difícil desmolde; componente pesado; superficie poco pareja; fallas de paralelismo. Una segunda “camada” de baldosas (Tabla 6 y Figura 10), fabricadas en Florencio Varela, consistió en prototipos de 25 cm de lado por 2 cm de espesor, y de 30 cm de lado por 4 cm de espesor, de dos capas, con material colado.

Figura 9: Baldosines de tosca prensada
Fuente: Rodolfo Rotondaro

Figura 10: Baldosa bicapa de suelo estabilizado
Fuente: Rodolfo Rotondaro

TABLA 6: Prototipos de baldosas bicapa de material colado

* Contrapisos

Se construyeron contrapisos compactados y colados (Tabla 7). Con la técnica de colado, de suelo-cemento y suelo-cemento-cal, en Florencio Varela (PATRONE, 2005), y con la de compactado, un prototipo en Bancalari (Figura 11) con suelo-cemento, en dos capas, de 12 cm de espesor. Se utilizó un pisón manual de 12 kg y se realizó un curado durante cinco días.

TABLA 7: Prototipos de contrapisos de suelo estabilizado

* Carpetas

Se diseñaron varios modelos (Tabla 8). Se construyó uno en Bancalari (Figura 10) sobre contrapiso existente, en fajas niveladas, con un espesor promedio de unos 3 cm, con mezcla de suelo-cemento. La técnica es la convencional: se coloca el material a cuchara, se reglea y empareja con fratacho de madera. Luego se deja tirar el tiempo suficiente hasta que esté firme pero húmedo (1 a 2 hs), y se coloca una lechada de cemento y agua antes de llanear. Se curó durante cinco días y se dejó secar durante quince antes de usar.

TABLA 8: Prototipos de carpeta de terminación

* Revoques

En el caso de los revoques (Tabla 9 y Figura 13) se experimentan prototipos monocapa y bicapa, alrededor de unas 40 mezclas diferentes, aplicadas sobre muros de tierra (bloques y tapial de suelo estabilizado), ladrillo cocido y ladrillo cerámico hueco, para comparar su comportamiento. Se evaluaron aspectos vinculados a la fisuración, dureza, adherencia y absorción de humedad, con registros periódicos.

Ensayo de componentes y elementos

Se realizaron ensayos físico-mecánicos según normas vigentes. Los baldosines se ensayaron a la rotura por choque blando y a la rotura por flexión según norma IRAM 1522 (IRAM, 1971), y al desgaste por abrasión con un dispositivo casero que, si bien no permitió homologar los resultados a los de la máquina Dorry (IRAM, 1971), sí posibilitó la comparación entre los prototipos. Consiste en un taladro sujeto a un marco con una guía que permite su desplazamiento en vertical, y un disco al cual se le pega una lija Nº 60 para efectuar la abrasión. El ensayo se realiza con la mínima velocidad de rotación del taladro, en dos tiempos por ensayo (uno y tres minutos). Al ser constantes la velocidad de rotación y el tiempo, se intenta simular el procedimiento de la máquina Dorry. En el caso de las baldosas, éstas se ensayaron a la rotura por flexión en tres series de baldosas de diferentes materiales y espesor.

Figura 11: Contrapiso de suelo estabilizaso compactado
Fuente: Rodolfo Rotondaro

Figura 12: Carpeta de suelo estabilizado
Fuente: Rodolfo Rotondaro

TABLA 9: Prototipos de revoques de suelo-cemento y suelo-cemento-cal

Los resultados de los ensayos son heterogéneos, e indican que las resistencias características de los prototipos están en su mayoría aún por debajo de lo especificado en normas nacionales, aunque algunos ejemplares la superan. Por otra parte, el empleo de dispositivos caseros restringe la certeza de un ensayo normalizado, aunque orienta sobre el comportamiento de materiales y componentes.

ESTIMACIONES Y COMPARACIONES PRELIMINARES DE COSTOS

Se realizó una estimación de costos de los prototipos en el 2006, con el fin de situar el análisis económico de la investigación en el marco de una potencial transferencia. Se adoptaron criterios con el objetivo de poder comparar los costos entre sí y con los de los elementos similares de la construcción convencional:

a) los valores de materiales y mano de obra se estimaron de acuerdo con el presupuesto para construir una vivienda de 50 m² de superficie cubierta, en el Gran Buenos Aires,
b) se consideraron precios de materiales de un corralón cercano a Bancalari, incluyendo el IVA (Impuesto al Valor Agregado),
c) no se incluyeron gastos de fletes. Para la composición de los costos se consideraron los costos determinados por un contratista barrial, con mínima organización de empresa, sin domicilio legal ni capacidad de facturación, y estimaciones de los investigadores de acuerdo a la propia experiencia, sin incluir cargas sociales ni seguro de ART (Aseguradora de Riesgos de Trabajo). Los costos de mano de obra surgen a partir de los tiempos de construcción de cada prototipo y el valor de la mano de obra se determinó a partir del jornal mínimo pagado en obra para un medio-oficial de u$d 12,20 (para un Oficial-Albañil u$d 13,55 y para un peón-ayudante u$d 9,50). Teniendo en cuenta un jornal de u$d 12,20 y el rendimiento normal para cada tarea, los costos de la mano de obra son comparables con los costos de las soluciones convencionales existentes (calculados por m²). En la Tabla 12 se resumen los costos de las soluciones convencionales y de los prototipos Conicet.

En este acercamiento a una posible transferencia en el Gran Buenos Aires, hubo que definir criterios de sentido común para la construcción de precios y costos, ya que la “construcción convencional” presenta una gran diversidad de modos de elaboración de presupuestos, que dependen de la situación local, el tipo de obra, de familia, de individuo.

Figura 13: Revoques bicapa sobre tapia
Fuente: Rodolfo Rotondaro

Tabla10: Planilla síntesis con costos* de soluciones constructivas tradicionales y de prototipos CONICET

* dólares estadounidenses a diembre 2006 (equivalencia 1U$D= 3,10 pesos)

LA GESTIÓN EN CONTEXTOS SOCIALES CON POBREZA ESTRUCTURAL

Abordaje de la información

La conceptualización del problema de la vivienda y la pobreza no puede limitarse a su mejoramiento físico-ambiental ni basarse exclusivamente en el análisis de la información cuantitativa de los censos oficiales, el problema es mucho más complejo. En este sentido, la idea de déficit en el campo de la vivienda popular no se puede restringir solamente a los aspectos de calidad física y/o constructiva. Stivale (2006), por ejemplo, en su análisis de los conceptos de precariedad y de vivienda deficitaria, sostiene que “se entiende por vivienda deficitaria un concepto ampliado que involucra la situación de sus habitantes. Incluye ausencias cualitativas en: estándares de medidas y calidad de los materiales, el grado de inadecuación del entorno para el soporte en términos sustentables de las exigencias referidas a provisión de equipamientos y servicios, la seguridad de tenencia, ausencia de gestión de mantenimiento incorporada de manera efectiva y la condición de persistencia y/o reversibilidad temporal que permite constatar los grados de criticidad de las condiciones de falencia, sea por los recursos exigidos o por el nivel de deterioro.”

Hábitos constructivos y resistencias mecánicas

Los productos en experimentación difieren de sus similares de la construcción convencional urbana. Las técnicas del suelo-cemento y del compactado manual agregan complejidad al trabajo de la técnica del colado tradicional. A esto se le suma el incremento de tiempo por el zarandeo del suelo y la preparación de las mezclas, ya que éstas no pueden realizarse con el trompito: la incorporación de agua debe ser lenta y uniforme. La técnica de los baldosines exige el manejo de una prensa que no es tradicional, una mayor cantidad de horas-hombre por metro cuadrado, y mano de obra mínimamente calificada. Se emplean dos mezclas diferentes, lo cual agrega complejidad y exige organización. Sin embargo, al haber ahorro de costos en materiales y en cantidades de capas en algunos elementos, se estimaron costos de materiales y mano de obra que no difieren mucho de la realidad de la construcción convencional e, incluso, pueden ser mejores.

Los resultados heterogéneos obtenidos a través de los ensayos indican que las resistencias características de los prototipos no cumplen la normativa vigente, sólo algunas piezas, sumado a la carencia del equipamiento exigido por los protocolos oficiales. Sin embargo, con los ensayos se avanzó en la idea de organizar laboratorios de campo útiles para la producción de elementos aceptables en el universo de la autoconstrucción. Se generó información básica comparativa entre materiales y componentes constructivos que es valiosa. Además, habría que considerar otros dos aspectos antes de descartar los prototipos:

a) que la normativa se basa en productos industriales fabricados de otro modo, pero que todavía no son factibles para los sectores en situación de pobreza, y b) que los prototipos no cuentan con la evaluación pos-uso que permita su certificación técnica.

Sobre esta temática, FONSECA (2006:4) sostiene que “Las normas técnicas y urbanísticas en vigor, mientras tanto, permanecen basadas en los métodos tradicionales de gestión, siguiendo criterios y patrones admitidos en modelos convencionales para la ciudad legal, ignorando la realidad de los barrios periféricos e inhibiendo el desarrollo de soluciones físicas e innovadoras para mejorías habitacionales y urbanas.”

Factibilidad social, técnica y económica de los prototipos

Los prototipos presentan, en general, diferentes costos por unidad comparados con sus similares tradicionales. En algunos casos son mayores y en otros compiten. El contrapiso apisonado, por ejemplo, comparado con uno equivalente tradicional colado (¼:1:5:10 cemento-cal-arena-cascote), es más caro en materiales por la cantidad de cemento (29 Kg/ m²) de la mezcla, y más caro en mano de obra, (4,5 hs/m²) por el incremento de las tareas. A su vez, las carpetas alisadas de suelo-cemento tienen menor costo total comparadas con los baldosines, tanto en la mano de obra como en los materiales. En los baldosines, el sólo aumento de la dosificación de cemento en la capa de desgaste de 1:1 a 2:1 (cemento-arena, en volumen) genera un aumento significativo en el costo de los materiales, a pesar del escaso espesor y el poco volumen necesario para la capa de desgaste. También se debe considerar que la compra de prensas es justificable en el caso de una producción masiva de vivienda, o bien en trabajos comunitarios de centros vecinales, cooperativas o programas de ayuda donde sea factible su fabricación o compra.

Todos los prototipos son estrictamente dependientes del tipo de suelo utilizado, y deberían ser ajustados de acuerdo a la disponibilidad de suelo apto en cada lugar. Dado que los prototipos tienden, por ahora, a incrementar la complejidad constructiva de los sistemas convencionales, podría concluirse que el ámbito más adecuado para la transferencia es aquel en el cual se disponga de mano de obra intensiva y de bajo costo. Así también es posible la obtención del suelo sin costo, en otros ámbitos, ya sea porque su obtención es gratuita, o porque se extrae en el lugar.

La innovación en sectores en situación de pobreza

Esta investigación produjo conocimiento orientador preliminar sobre la factibilidad técnico-constructiva y social de soluciones de pisos y revoques, que pueden convertirse en la base del diseño de la transferencia en el marco de un plan de gestión participativa que implique otros compromisos. El principal avance es haber iniciado un proceso de diseñoconstrucción-evaluación de productos y técnicas constructivas, centrado en la búsqueda de alternativas para dos elementos constructivos importantes y descuidados en el contexto de la vivienda popular del Gran Buenos Aires. Se está trabajando en forma intersectorial, vinculando una universidad pública y el Conicet con instituciones y pobladores locales, buscando soluciones viables en cuanto a su técnica, sus resistencias, su aceptabilidad social y sus costos, así como también diseñando un modelo de gestión apropiado para aplicar en el contexto beneficiario. La búsqueda de alternativas para mejorar aspectos físicos y de habitabilidad no deja de resultar un camino posible para contribuir a mejorar un sector acotado de la materialidad de la vivienda, sino que plantea la problemática de su transferencia, aceptación, uso y mantenimiento.

Por otra parte, se comenzó a indagar sobre el potencial y las limitaciones que tendría la tierra cruda como material constructivo eficaz en estos contextos sociales. Según las categorías establecidas por el Indec, el campo específico de transferencia de la investigación se inscribiría en el marco de las viviendas con materiales de escasa calidad, y éste en el de los hogares NBI en el contexto geográfico-cultural del GBA. Pero considerando la complejidad del hábitat y la vivienda popular del Gran Buenos Aires, estas innovaciones deberán orientarse hacia un modelo que pueda pensarse y desarrollarse dentro de lo que VÍCTOR PELLI (2007:111-112) señala como “autogestión espontánea de la producción del hábitat, con asistencia no integral”.

AGRADECIMIENTOS

La investigación se realizó gracias al apoyo material, logístico y financiero del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo, Universidad de Buenos Aires; la Asociación Civil El Nuevo Progreso, de Bancalari; el arquitecto Vanrel y la Municipalidad de Florencio Varela; y distintos pobladores de barrios del GBA donde se trabaja.

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NOTAS AL PIE

1-El Indec define a los hogares con Necesidades Básicas Insatisfechas como aquellos “que presentan al menos uno de los siguientes indicadores de privación: * Hacinamiento: hogares que tuvieran más de tres personas por cuarto.
* Vivienda: hogares que habitaran en una vivienda de tipo inconveniente (pieza de inquilinato, vivienda precaria u otro tipo).
* Condiciones sanitarias: hogares que no tuvieran ningún tipo de retrete.
* Asistencia escolar: hogares que tuvieran algún niño en edad escolar que no asista a la escuela.
* Capacidad de subsistencia: hogares que tuvieran 4 ó más personas por miembro ocupado y, además, cuyo jefe tuviera baja educación”.

2-En el censo 2001 del Indec “hogares” es equivalente a

3-El Indec define los tipos de viviendas en: Casa A, Casa B *, Rancho, Casilla, Departamento, Piezas de inquilinato, Piezas en hotel o pensión, Local no construido para habitación, Vivienda móvil. * “La casa tipo B se refiere a todas las casas que cumplen por lo menos con una de las siguientes condiciones: tienen piso de tierra o ladrillo suelto u otro material (no tienen piso de cerámica, baldosa, mosaico, mármol, madera o alfombrado, cemento o ladrillo fijo) o no tienen provisión de agua por cañería dentro de la vivienda o no disponen de inodoro con descarga de agua.” La casa tipo B es considerada como “vivienda precaria recuperable”.

4- Datos que Almansi menciona de la Encuesta de la Situación Habitacional del AMBA (Área Metropolitana de Buenos Aires) de octubre de 1988, Subsecretaría de Vivienda y Ordenamiento Ambiental-SVOA.

Para Uso de PET en Ladrillos Ecologicos

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Revista de la Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela

versión impresa ISSN 0798-4065

Rev. Fac. Ing. UCV v.23 n.1 Caracas mar. 2008

Para Uso de PET en Ladrillos Ecologicos

http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0798-40652008000100006

 

Diseños de mezcla de tereftalato de polietileno (pet) – cemento

Alesmar Luis ¹, Nalia Rendón ², María Eugenia Korody ³

¹ Inelectra, Caracas, Venezuela, email: alesmarluis@gmail.com

² Minatelf, C.A., Caracas, Venezuela, email: naliarendon@hotmail.com

³ Departamento de Ingeniería Estructural, Escuela de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Central de Venezuela, Caracas, Venezuela, email: maria.korody@ucv.ve

RESUMEN

Corresponde a este trabajo experimental, la tarea de elaborar, ensayar y caracterizar Mezclas de Tereftalato de Polietileno (PET) – Cemento. Para ello se estableció una metodología basada en una investigación teórico-práctica que ayudase a determinar de manera preliminar el posible comportamiento del plástico proveniente de las botellas de gaseosas al utilizarlo como agregado en una mezcla. Las mezclas de PET – Cemento realizadas están conformadas por 5%, 10% y 15% de PET además de arena y piedra, en proporciones que dependen del tipo de mezcla, es decir, si es para mortero o para concreto. Se utilizaron tres diseños de mezclas en donde se sustituyó parte de la arena por el plástico. Para determinar las propiedades mecánicas y de durabilidad de las mezclas realizadas se elaboraron una serie de probetas que tuvieran las características ideales para los respectivos ensayos tanto de compresión simple, como de absorción, erosión e impacto. Las mismas se curaron por 7 días, luego se almacenaron hasta los 28 días para realizar los ensayos anteriormente mencionados exceptuando los de absorción y erosión que se debían hacer a los siete días. Desde el punto de vista de resistencia y durabilidad; a compresión simple, la mezcla B (concreto con un 15% de PET) es la que se considera la más apropiada ya que resultó ser en promedio la más resistente aún cuando no sea la mezcla más homogénea. Por otro lado, su capacidad de absorción es baja al igual que su comportamiento ante la erosión e impacto, lo que la hace la mezcla más idónea para ser utilizada como material de construcción. Cabe destacar que no es la más costosa dentro de las tres mezclas que contienen PET. La mezcla de PET - Cemento ayuda a reducir las cantidades de PET que no poseen una disposición final adecuada, disminuyendo así su impacto ambiental, ya que se necesita una gran cantidad de botellas de gaseosas para obtener el material para elaborar la mezcla, por lo que dichas botellas se estarían eliminando del ambiente.

Palabras Clave: PET-Cemento, Resistencia, Durabilidad, Impacto ambiental.

Polyethylene teraftalate (pet) – cement mixture designs

ABSTRACT

The paper describes the making, testing and main features of Polyethylene Teraftalate (PET) – Cement mixtures. To this end, a methodology based on theoretical-practical research which helped to determine at the preliminary stage the possible behavior of plastic from soda bottles when used as an aggregate in a mixture. The mixtures of PET – Cement produced are made up by 5%, 10%, 15% of PET besides sand and stone, in proportions which depend on the type of mixture, that is, if they are for mortar or concrete. Three mixture designs were used in which part of the sand was substituted by plastic. In order to determine the mechanical and durability properties of the mixtures made, a series of testing sites were created with the ideal characteristics for the respective tests in simple compression, absorption, erosion and impact. These were cured for 7 days and afterwards were stored up to 28 days in order to carry out the previously mentioned tests, except for the ones related to absorption and erosion which must be done on day 7. From the resistance and durability perspective; in simple compression, the B mixture (concrete with a 15% PET) is the one considered most appropriate since it resulted being in average the most resistant thought it is not the most homogeneous mixture. In contrast, its absorption capacity is low, as is its behavior when faced by erosion and impact, which makes the mixture ideal when it is meant to be used as a construction material. It is worth mentioning that it is not the most expensive of the three mixtures formulated with PET. The PET mixture – Cement helps reduce the PET quantities which do not have an adequate final disposition, thus lowering its environmental impact, since they need a considerable amount of plastic bottles in order to obtain the material to make the mixture, thus removing them from the environment.

Keywords: PET – Cement, Resistance, Durability, Environmental impact.

Recibido: noviembre de 2007 Revisado: febrero de 2008

INTRODUCCIÓN

El Tereftalato de Polietileno (Polietilen Tereftalato - PET), fue patentado como un polímero para fibra por J. R. Whinfield y J.T. Dicknson en 1941. Dicho polímero comenzó a ser utilizado a partir de 1955 para la producción de envases de líquidos (Estrucplan on Line).

A través del tiempo la industria del plástico ha ido en aumento y ha sustituido diversos materiales tales como el vidrio, la madera y el cloruro de polivinilo (PVC) por el PET, ya que el mismo es un material caracterizado por su gran ligereza y resistencia mecánica a compresión, posee alto grado de transparencia y brillo, conserva el sabor y olor de los alimentos, y es una barrera contra los gases. La producción anual de envases de PET en el mundo es aproximadamente de 207 millones de Toneladas, cifra que va aumentando considerablemente a nivel mundial (Vázquez, 2003).

El PET es uno de los materiales más útiles en la vida cotidiana pero uno de los que genera más contaminación en el mundo. Ante esta disyuntiva, su reciclaje se convierte en uno de los principales temas a tratar en los congresos de reciclaje a nivel mundial, como por ejemplo en el II Congreso Nacional de Demolición y Reciclaje realizado en mayo de 2004 en Zaragoza, España, además del Séptimo Congreso Internacional de Reciclaje realizado en julio de 2004 en La Habana, Cuba, entre otros.

Sin embargo, no todas las botellas de PET son reciclables. En este sentido cabe plantearse la siguiente interrogante:

¿Podría ser utilizado el Tereftalato de Polietileno (PET) como material para la construcción?, y así crear otro proceso para lograr una disposición adecuada de los plásticos producidos a nivel mundial, ya que es un material que existe en gran cantidad en todo el mundo y no posee un destino final adecuado y suficiente.

¿QUÉ ES EL TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET)?

El PET es un material caracterizado 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, como por ejemplo, el PVC, el cual presenta una demanda creciente en todo el mundo. 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 donde se depositan los residuos domiciliarios.

Según Serrano (2001) la producción de resina para botellas gaseosa tenía un incremento de 11,3% anual en 1999; mientras que la tasa de aumento en el reciclaje de las mismas botellas de PET llegaba a 10,5%. Por otro lado, ese mismo año, el uso de la resina para hacer botellas de agua se estaba incrementando a más del 30%.

El PET es producido a partir del petróleo crudo, gas y aire. Un kilo de PET está compuesto por 64% de petróleo, 23% de derivados líquidos del gas natural y 13% de aire. A partir del petróleo crudo, se extrae el paraxileno y se oxida con el aire para dar ácido tereftálico.

TRANSFORMACIÓN DEL PET PARA SU DISPOSICIÓN FINAL

La necesidad de solucionar la gestión de residuos sólidos urbanos impulsa el desarrollo de sistemas alternativos del reciclado. Estas soluciones están a cargo, básicamente, de las empresas, aunque se observa cada vez mayor preocupación social y una incipiente cultura en el consumidor por disminuir la agresión al ambiente.

Alrededor de un 75% del PET recuperado se usa para hacer fibras de alfombras, ropa y geotextiles. La mayor parte del 25% remanente es extruido en hojas para termoformado, inyectado / soplado en envases para productos no alimenticios, o compuesto para aplicaciones de moldeo (Plásticos Mexicanos).

VOLÚMENES SIN DISPOSICIÓN FINAL ADECUADA

Los materiales de empaque de PET representan, aproximadamente, sólo el 0,3% del total de los residuos sólidos urbanos. Los esfuerzos en todo el mundo siguen siendo para reducir la cantidad de envases de PET que se depositan en los rellenos sanitarios.

ANTECEDENTES DE LA UTILIZACIÓN DEL TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET) COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

El Centro Experimental de Vivienda Económica (CEVE) de Argentina, ha realizado ladrillos con distintos materiales de desechos, entre los que se encuentran: papel, PET y cáscaras de maní. Los ladrillos de papel son mucho más livianos que los convencionales; su aspecto es rugoso y gris; son resistentes, aunque en menor medida que los tradicionales; un ladrillo común pesa 2,5 kilos; el de papel 1,1 kilo; el de PET un kilo; y el de cáscara de maní, medio kilo.

En la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo (FADU) de la Universidad de Buenos Aires existen bolsas de Polietileno, botellas de agua mineral y parachoques de autos, separados de los residuos, los cuales se convertirán por medio de un emprendimiento social en placas de revestimiento, viguetas y otros materiales, para la construcción de casas económicas y de calidad.

IMPACTO AMBIENTAL DEL PET

Desde el punto de vista ambiental, el PET es la resina que presenta mayores aptitudes para el reciclado, ostentando el número «1» rodeado de tres flechas formando un triángulo (figura 1), en el fondo del envase. El principal destino de esta materia prima post-consumo es la fabricación de fibras textiles, utilizándose en la confección de alfombras, cuerdas, cepillos y escobas, telas para prendas de vestir, calzados, camisetas, etc. El PET reciclado no se destina a nuevos envases para bebidas o alimentos en contacto permanente.

Figura 1. Símbolo del PET (http://www.estrucplan.com.ar/articulos/ verarticulo.asp?IDArticulo=305).

ELABORACIÓN DE MEZCLAS DE PET – CEMENTO

Los diseños de mezcla realizados, se basaron en la determinación de la dosificación de cada uno de los materiales utilizados para lograr una mezcla óptima, que pudiera servir más adelante como material de construcción de obras civiles y como un nuevo método de disposición final de los residuos de PET.

Para la elaboración del diseño de mezcla se utilizó el Método RARH para Diseño de Mezclas de Concreto, extraído del Taller de Diseño e Inspección de Mezclas de Concreto, dictado por el Ing. Roberto Rosario.

El PET utilizado para la investigación fue donado por una compañía que se encarga de triturarlo por un proceso industrializado, y se exporta a China para que sirva de materia prima en la confección de textiles a base de Poliéster. El tamaño aproximado de las piezas irregulares que se obtienen es de ¼´´ a ½´´, y no se realizó una granulometría del mismo.

Se elaboraron veintiún (21) probetas por cada uno de los diseños de mezcla calculados, dichas probetas fueron utilizadas para realizar los diferentes ensayos (COVENIN 338:2002).

En la tabla 1 se presentan las cantidades de cada uno de los componentes de las mezclas.

Tabla 1. Componentes de las Mezclas

En donde:

Mezcla A: Mortero con un 5% de Polietilen Tereftalafo reciclado.

Mezcla B: Concreto con un 15% de Polietilen Tereftalafo reciclado.

Mezcla C: Mezcla patrón de mortero.

Mezcla D: Mezcla patrón de concreto.

Mezcla E: Mortero con un 10% de Polietilen Tereftalafo reciclado.

Las probetas utilizadas durante el desarrollo de esta investigación fueron de dos tipos: cilindros y paralelepípedos. En cuanto a las probetas cilíndricas se utilizaron dos tamaños, unas de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura, medidas que están estipuladas en la Norma Venezolana y otras probetas de dimensiones de 5 cm de diámetro por 10 cm de altura, ambas para realizar los ensayos de compresión. También se realizaron probetas de 5 cm de diámetro por 10 cm de altura para realizar los ensayos de absorción y erosión. Por otro lado los paralelepípedos de 20 cm de largo, 20 cm de ancho y 5 cm de alto se realizaron para el ensayo de impacto. En las primeras 24 horas de elaboración de las probetas existió una pérdida de humedad en las mismas, por consiguiente después de su elaboración hubo que controlar que dicha pérdida no fuese acelerada, ya que esto podía producir grietas de retracción en las probetas disminuyendo así la calidad de las mismas, este fue el procedimiento de curado. Para realizar el curado de las probetas se siguieron los pasos y los tiempos normativos.

ENSAYOS DE LAS PROBETAS DE PET – CEMENTO

Compresión

La resistencia potencial del concreto se determinó siguiendo un procedimiento normalizado y su valor pudo ser tomado como referencia de calidad (COVENIN 189:1982). La resistencia a la compresión (Rc) es la principal propiedad para evaluar la calidad de las probetas de PET - Cemento y está definida como la carga máxima (Pmáx) referida a la sección (A) de la probeta sometida a compresión.

Absorción

Este ensayo se realizó después de haber concluido el proceso de curado, para que parte del agua absorbida contabilizada no sea utilizada para reaccionar con el cemento. Se realizaron quince (15) ensayos de probetas (curadas anteriormente durante siete días) de dimensiones 5 X 10 cm correspondiendo tres (3) probetas por cada una de las mezclas.

Erosión

Este ensayo se realizó de dos formas, por rociado y por cepillado, con la finalidad de evaluar una de las propiedades de durabilidad de la mezcla PET -Cemento.

Impacto

Para este ensayo se evaluaron trece (13) probetas de dimensiones 20 x 20 x 5 cm. (largo x ancho x alto), curadas durante siete días, correspondiendo dos probetas a las mezclas patrón (una de mortero y la otra de concreto) y tres probetas de cada una de las mezclas que contienen 5%, 10% y 15% de PET.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Luego de obtener los resultados de los distintos ensayos, se determinó el potencial del PET – Cemento para ser utilizado como material de construcción. Para ello se realizaron diversos cálculos a fin de obtener la resistencia a compresión y durabilidad de las mezclas, y determinar así sí dichas muestras se encuentran dentro de los valores obtenidos con otros materiales de construcción.

La nomenclatura utilizada para nombrar cada una de las probetas fue: la letra significa el tipo de muestra y el número ayuda a cuantificar las muestras de cada uno de los ensayos, para cada ensayo se eligieron al azar las probetas a utilizar.

Compresión

El ensayo realizado a los siete días arrojó los resultados presentados en la tabla 2. Estos valores son preliminares, no son concluyentes, sólo pueden dar una orientación de cómo podría comportarse la mezcla a los 28 días. Se ha de notar que las mezclas elaboradas con PET, arrojaron valores inferiores a los de las mezclas patrón. La mezcla A obtuvo una resistencia menor en un 50,9% que la muestra patrón correspondiente. Por otro lado la mezcla B alcanzó un valor de 26,3% mayor que la muestra D, por último, la mezcla E resultó ser un 55,1% menor que la mezcla C.

Tabla 2. Resultados de los Ensayos de Compresión Simple a los siete días (Probetas 5 cm; h 10 cm)

La tabla 3 muestra un resumen de los tipos de falla de cada una de las probetas y sus posibles causas. En general el tipo de falla más común fue por adherencia entre el mortero y el agregado grueso, más aún si algún trozo de plástico quedó entre la pasta y el agregado grueso debido a que el PET impidió que la interfase se generara, creando una especie de grieta ayudando a que la probeta falle por ahí.

Tabla 3. Observaciones de los Ensayos a Compresión Simple a los siete días (Probetas 5 cm; h 10 cm)

Por otro lado, la adherencia entre el mortero (arena, agua y cemento) y el PET no ocurrió en su totalidad, ya que las propiedades del plástico impidieron que se generara una adherencia total entre el PET y el mortero, contribuyendo también a la falla. Cabe destacar que el plástico ayudó a que no se quebrara por completo la probeta, manteniéndola unida.

Resumiendo, el tipo de falla fue por adherencia, es decir no se formó completamente la interfase entre los componentes de las mezclas, provocando microfisuras dentro de las probetas, induciendo esto a que las probetas fallaran por esas fisuras en el momento de aplicar las cargas.

En algunos puntos de las probetas el PET no permitió que el agregado grueso completara la interfase con el mortero creando espacios donde no existía adherencia, por consiguiente en el momento de aplicar las cargas, las probetas no ofrecieron resistencia en estos sitios, pero el PET ayudó a que la probeta no se rompiera totalmente ya que funcionó como una fibra ayudando a que la grieta no pasara de un lado a otro, es por esto que las probetas no se rompieron totalmente.

El ensayo realizado a los veintiocho días arrojó los resultados presentados en la tabla 4, para las probetas cilíndricas normalizadas.

Tabla 4. Resultados de los Ensayos de Compresión Simple a los 28 días (Probetas 15 cm; h 30 cm)

Adicionalmente en la tabla 5 se muestra un resumen de los tipos de falla observados en cada una de las probetas normalizadas, ensayadas y sus posibles causas.

Tabla 5. Observaciones de los Ensayos a Compresión Simple a los 28 días (Probetas 5 cm; h 10 cm)

El comportamiento de estas probetas fue lo que se esperaba, ya que la probeta de concreto (patrón) arrojó valores superiores a las demás; seguida directamente del mortero patrón; luego el mortero con 10% de PET seguida del concreto con 15% de PET y por último el mortero con 5% de PET.

Durante la realización de estos ensayos se pudo observar (figura 2):

Figura 2. Curva de Variación de la Resistencia a Compresión en función de la Edad para Probetas Pequeñas.

- Las probetas elaboradas con un 5% de PET (mezcla A mortero) alcanzaron una resistencia a compresión con respecto a la muestra patrón de 100,15 Kg/cm2 inferior en las probetas pequeñas, y 11,57 Kg/cm2 en las normalizadas, lo que representa un 52,2% y 5,6%, respectivamente.

- En cuanto a la mezcla E que contiene un 10% de PET (mortero), se puede decir que arrojó también valores de resistencia a compresión inferior. La diferencia es de 78,61Kg/cm2 en las probetas pequeñas, y 1,41 Kg/cm2 en las normalizadas, resultados que se ven representados por un 41% y un 0,7%, respectivamente.

- Por último, la mezcla realizada con un 15% de PET (mezcla B concreto) alcanzó una resistencia menor al patrón (mezcla D), aunque la variación no fue tan alta como las otras mezclas; las probetas pequeñas alcanzaron una variación de 13,33 Kg/cm2 y en las normalizadas de 8,74 Kg/cm2, valores representativos siendo la variación de un 6,9% y un 4,2% respectivamente.

- Con respecto a las fallas de las probetas se pudo observar en el caso de las mezcla A y E, que hubo pérdida de adherencia entre el mortero y el PET. Por otro lado la mezcla B tuvo problemas de adherencia entre la piedra y el mortero al igual que entre el plástico y el mortero, lo que la hizo más vulnerable. Tomando en consideración lo visto en el momento del ensayo de las probetas se puede decir que en los lugares donde se encontraba el plástico no hubo suficiente adherencia, por tal motivo la mezcla se separó y por ende formó una especie de grieta, lo que se pudo observar al momento de la ruptura ya que la superficie de contacto (interfase) entre el mortero y el PET se encontraba sumamente lisa y los trozos de PET se desprendían fácilmente; sabiendo esto se puede decir que para la probeta que contenía un 15% de PET, si se encontraba un trozo del mismo junto al agregado grueso no existía adherencia, lo que hizo que fallara más rápido la probeta. Cabe destacar que las probetas no se terminaron de romper por efectos del plástico que se comportó como una especie de fibra ayudando así a minimizar los efectos propios del ensayo.

Absorción

La tabla 6 muestra de cada uno de los porcentajes de absorción que arrojaron cada una de las cinco diferentes mezclas (figura 3).

Tabla 6. Resultados de los Ensayos de Absorción

Figura 3. Promedio Porcentaje de Absorción de las Mezclas de PET – Cemento.

- La mezcla A es un 2,73% mayor que la mezcla C, lo cual pudo ocurrir por mala compactación, ya que al quedarle orificios a la mezcla se generan vacíos que pudieron llenarse de agua.

- La mezcla B arrojó un valor de absorción de 8,91%, mayor en un 0,75% más que la muestra patrón, valor que puede estar dentro de un rango aceptable en cuanto a contenido de humedad.

- La mezcla E tuvo un 0,75 % más de porcentaje de absorción que la muestra patrón.

Ciclo Húmedo – Seco

Se realizaron cinco ciclos a cada uno de los ensayos obteniendo los siguientes resultados (figura 4):

Figura 4. Absorción Promedio para Mezclas de PET – Cemento.

La mezcla A sufrió desprendimiento en su superficie, más no en gran cantidad; también se observó que la absorción que sufrió esta muestra no varió significativamente desde el segundo ciclo hasta el quinto, pero el primer ciclo si posee valores significativamente menores a los demás, esto pudo pasar debido a la pérdida de material sufrida por dichas probetas.

En cuanto a la mezcla B, se puede mencionar que ésta también sufrió desprendimiento de material superficial aunque muy poco. La absorción de esta mezcla no fue notable. La variación se debe a la pérdida de material ocasionado por el desprendimiento de los bordes de la probeta, aunque los valores promedio de cantidad de agua que absorbe la misma en el primer ciclo, al igual que la muestra A, son menores.

Mencionando también la mezcla E, se puede observar que su comportamiento fue muy similar al que tuvieron las otras dos mezclas, ya que la misma sufrió también desprendimiento de la superficie, aunque a esta probeta se le pudo ver, al momento de extraerla del horno, que el plástico que antes no se veía a simple vista y que se encontraba cerca de la superficie, había levantado la probeta, por ser expansivo en el calor. La mezcla C y D sufrieron pérdida de material, en menor medida.

Erosión

- Por Cepillado (figura 5).

Figura 5. Ensayo de Erosión por Cepillado.

Las probetas elaboradas con la mezcla E fueron las que presentaron la menor pérdida de material, seguidas de la mezcla B, luego la mezcla C, sucedida finalmente por las mezclas A y D.

Las pérdidas de material de las distintas probetas, expresadas en porcentaje del peso seco de cada probeta fue: 0,23 % para la mezcla A, 0,16 % para la mezcla B, 0,17% para la mezcla C, 0,19% para la mezcla D, y un 0,003% para la mezcla E.

Tomando en cuenta lo expresado en el método sobre las especificaciones para este ensayo, se consideran todas las muestras aceptables, ya que los valores de pérdida de material se encuentran por debajo de los 16 g de material desprendido.

- Por Rociado (figura 6)

Figura 6. Ensayo de Erosión por Rociado.

Las probetas ensayadas con la mezcla A presentaron una pérdida de material de 9 g, lo que representa un 2,7 % del peso seco inicial. En cuanto a la mezcla B, ésta presentó un 1,25 % de pérdida de material, la mezcla C un 2,86 %, la mezcla D un 2,41 % y la mezcla E un 2,31 % de pérdida de material PET – Cemento.

Cabe destacar que las mezclas, a excepción de la mezcla C, presentaron poros muy pequeños, de menos de 1mm de profundidad; por otro lado, las mezclas C y D presentaron una mayor pérdida de material.

- Por Impacto (tabla 7)

Tabla 7. Resultados de Ensayo de Impacto

Con los valores de profundidad promedio de las huellas realizadas a las probetas se puede decir que: la probeta que contenía el 10% de PET fue la que más resistió al impacto, seguida de la muestra B con un 15% de PET, luego la que contenía un 5% de PET, después el mortero y por último el concreto.

CONCLUSIONES

El PET puede ser usado como agregado en las mezclas, a fin de contribuir al proceso de disposición final de los residuos plásticos contaminantes, lo cual ayuda de forma indirecta a disminuir el impacto ambiental. Dichas mezclas pueden utilizarse en la construcción de elementos de obras civiles, cuyas cargas y su durabilidad estén limitadas a cierto rango.

La elección de la dosificación de los agregados y el cemento no sólo corresponden a valores de resistencia y durabilidad, sino que también debe tomarse en cuenta el factor económico.

Al mantener constante la cantidad de cemento y variar la cantidad de arena para agregar el PET, hace que varíe la resistencia a compresión.

Al agregar PET a una mezcla de concreto se pierde un poco de resistencia, aunque con la obtenida se podría utilizar como mezcla para elementos que no requieran de estética o para bloques u otros elementos que no soporten importantes cargas.

Para poder realizar un diseño de mezcla óptimo utilizando el PET como agregado, no se puede sustituir la arena de la mezcla, ya que al eliminar los agregados finos se pierde mortero y se producen discontinuidades dentro del mismo.

La geometría irregular del PET con el que se realizaron las muestras, influyó de forma negativa en el comportamiento de la mezcla endurecida, según lo observado.

La densidad de la mezcla de PET – Cemento es menor que los concretos o morteros, ya que el PET es menos pesado que la arena y la piedra, lo que hace que la mezcla sea más liviana, lo cual la hace interesante en estructuras sometidas a bajas cargas.

Con respecto a la absorción se puede concluir que la mezcla de PET – Cemento absorbe mayor cantidad de agua que las mezclas con las que fue comparada, esto se debe a que al poseer menor cantidad de finos existen más espacios vacíos dentro de la mezcla que son colmados de agua al momento de sumergirla en el líquido.

Los ensayos de erosión realizados a las mezclas de PET arrojaron valores tales que demuestran que estas mezclas se ven más afectadas por factores externos como lluvia y viento (simulados en el laboratorio) que las muestras patrón así como también las muestras de Ripio de cantera y suelocemento.

Tomando en cuenta los costos de los materiales de construcción se puede concluir que la mezcla de PET – Cemento no es rentable si el material es comprado en una planta recicladora ya que el PET costaría más que la piedra o la arena, mientras que si el PET es recogido y tratado por la persona que los va a utilizar el costo sería casi nulo.

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