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Formulación de mezcla para la elaboración de bloques utilizando material reciclable PET




RESUMEN

La contaminación que generan los desechos a base de PET contribuye en la actualidad al impacto ambiental generando un nivel alto de contaminación de desechos plásticos por lo que se ha dado la tarea de innovar nuevos prototipos y medidas alternas para la reutilización de los mismos.

La industria de la construcción exige que los materiales cumplan con la calidad de los elementos de construcción sin dejar atrás nuevos materiales de estudio.

Es importante marcar una diferencia entre el reciclaje y la reutilización del tereftalato de polietileno, mejor conocido como PET, el primero se refiere a la realización de un proceso para darle de nuevo una vida útil a estos materiales, mientras que la reutilización solo se enfoca a darle uso sin alterar el producto original: la reutilización es una medida de reducción del impacto ambiental, entonces, la elaboración de block a base de PET, es una forma de darles una segunda oportunidad a los materiales plásticos.

La formulación de una nueva mezcla para la elaboración de bloques de concreto con PET, que se propone le dará una segunda oportunidad a los plásticos de desecho, así como cumplir con las normas de calidad; se muestra la metodología a seguir y la finalización del producto final.

El prototipo es sometido a un par de pruebas llamadas: de compresión simple y absorción de agua máxima para determinar si posee o no con las características correspondientes a la norma NMX-C-404-ONNCCE-2005.

Se presenta en el desarrollo del trabajo, la fundamentación de la resistencia de los bloques para la construcción, sus características, el papel que juega la norma NMX en el área de la construcción. Se detalla el modelo estadístico (ANOVA) para el análisis preliminar de donde se obtiene el diagnostico el cual presenta o describe ese análisis exploratorio en la realización de los bloques de PET y el análisis causal donde muestran las principales variables que afectan que un bloque cumpla o no con dicha norma.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

El constante deterioro ambiental y el agotamiento paulatino de recursos renovables han llevado a investigadores y pequeños empresarios mexicanos a descubrir nuevos materiales de construcción hechos a base de plásticos reciclados. Los mismos tienen dos aspectos importantes que ofrecer: cuidan el planeta reutilizando los residuos plásticos y son más baratos. Pero dichas ventajas no son las únicas: son más livianos, ofrecen mejor conductividad térmica (aislamiento de temperatura) y resistencia mecánica.

Dentro de las investigaciones que se han realizado para descubrir nuevos materiales para la construcción usando plásticos en su composición, se encontraron paneles, placas y bloques. Sin embargo aunque este tipo de elementos constructivos deben estar regidos bajo los requisitos que estipulan las normas mexicanas para la industria de la construcción no se encuentra alguna norma que corresponda o haga referencia al empleo de plásticos para su elaboración en relación a los componentes de uso convencional mucho menos existe una estandarización para las cantidades que debe contener.

Se propone un material innovador en el mercado de la construcción que tenga un precio accesible, por lo cual podrían adquirir fácilmente.

Según estudios, 70% de las casas que se fabrican en México son autoconstruidas, es decir, construcciones hechas por los propios dueños, ya sea con mano propia o contratando albañiles que realizan la tarea. Sin duda, el factor económico es el de principal incidencia en el dato anterior. [1]

En relación a la población del país, el sector que contrata arquitectos es pequeño, aunque poderoso económicamente.

Los materiales para la construcción se definen como los elementos empleados en la edificación de residencias, monumentos, obras públicas y pueden ser materiales pétreos, aglomerantes, hormigón, materiales cerámicos, entre otros.

Los elementos constructivos son todos aquellos que se utilizan en la elaboración, también de edificios y se refiere a los que por fábrica ya se encuentran listos para usarse, como lo son: bloques, malla de alambrón, arme, vitropiso, tabla roca, MDF, etc.

Sin embargo, la falta de una formulación y validación de una mezcla para la elaboración de un bloque utilizando un material reciclable Tereftalato de polietileno (PET) evaluando su resistencia bajo la norma NMX-C-404-2005, es un problema que se presenta al momento de realizar un nuevo elemento constructivo, si la materia prima es de calidad, lógicamente el producto final debe ser óptimo.

Es por ello que en el tecnológico de Álamo Temapache se propone la innovación de un nuevo prototipo para la aportación de la industria de la construcción utilizando un material diferente para una nueva fórmula de elaboración de bloques.

2. TIPO DE INVESTIGACION

El presente proyecto cuyo nombre es ?formulación de mezcla para la elaboración de bloques utilizando material reciclable tereftalato de polietileno evaluando su resistencia bajo la norma NMX-C-404-ONNCCE-2005? es un tipo de investigación aplicada y experimental ya que será aportación de un prototipo de material reutilizado PET.

3. OBJETIVOS

3.1. Objetivo general

Desarrollar una formulación para elaborar bloques utilizando materiales reciclados (PET) que cumplan con las características de resistencia bajo la norma NMX-C-404-ONNCCE-2005

3.2. Objetivos específicos.

· Conocer los antecedentes del bloque, para verificar sus componentes.

· Demostrar las diferencias de los bloques para proponer una formulación agregando el PET.

· Aplicar las pruebas de resistencia a la compresión simple y mencionar el porcentaje de absorción de agua para cumplir con los requisitos de la normatividad existente.

· Desarrollar la formulación para la fabricación de un bloque a base de PET.

· Validar la formulación en base a la norma NMX-C-404-ONNCCE-2005 para demostrar su resistencia y durabilidad.

4. JUSTIFICACION

Darle una segunda oportunidad a los materiales PET, y en un futuro generar nuevas fuentes de trabajo en la zona e inculcar a las nuevas generaciones la cultura de reciclaje, la importancia que tiene separar la basura y colocarla en su lugar.

Aunque no se puede afirmar en porcentajes la contribución benéfica al medio ambiente, por el simple hecho de reutilizar o reciclar un material de desecho es una manera de ayudar a reducir la contaminación ambiental.

Al diseñar la formulación de la elaboración de bloques implementando plástico triturado en combinación con los elementos de uso tradicional, el resultado será muy importante porque el producto es innovador, con un precio muy accesible puesto que contiene materiales de recicle (PET).

Ya existen bloques similares, pero a diferencia de que en estos no se utiliza ningún aditivo químico y varia en su dosificación; coadyuvando a fomentar la cultura de reciclaje a toda sociedad.

Se busca que los bloques puedan ser utilizados tanto por hombres como mujeres debido al peso liviano del PET y a la reducción de los materiales de usos convencional.

Con esta propuesta se quiere cumplir que la norma mexicana correspondiente a la industria de la construcción entorno a todos los productores de bloques para su mayor calidad.

La comunidad y las constructoras estarán más satisfechas y seguras al construir sus propios proyectos teniendo conocimiento al adquirir el prototipo de cumpla con la calidad y la disponibilidad económica.

5. HIPOTESIS

La formulación de la mezcla para fabricar un bloque con material reciclado (PET) cumple con las características de resistencia que estipula la normatividad mexicana.

6. MARCO TEORICO

La construcción se define internacionalmente como la combinación de materiales y servicios para la producción de bienes tangibles. Una de las características que la distingue de otras industrias es su planta móvil y su producto es fijo.

Por tal razón, la industria de la construcción es uno de los sectores más importantes y dinámicos por su estrecha vinculación con la creación de infraestructura básica como: puentes, carreteras, puertos, vías férreas, plantas de energía eléctrica, hidroeléctrica y termoeléctrica, así como sus correspondientes líneas de transmisión y distribución, presas, obras de irrigación, construcciones industriales, comerciales, instalaciones telefónicas, telegráficas, perforación de pozos, plantas petroquímicas e instalaciones de refinación y obras de edificación no residencial, entre otras.

La satisfacción de necesidades humanas, entre las que destacan servicios de suministro de agua potable, instalaciones de saneamiento, drenaje, pavimentación, obras de vivienda, hospitales y escuelas. El fuerte impacto multiplicador, que genera en las diversas ramas industriales de la economía de un país. Los factores anteriores hacen de la industria de la construcción el eje fundamental para el logro de objetivos económicos y sociales, así como el mejoramiento de las condiciones de vida de la sociedad.

6.1. Origen de los bloques para la construcción

La utilización del mortero de concreto por los Romanos data desde a principios del año 200 a.c. con la finalidad de dar forma a las piedras usadas en la construcción de edificios en esa época. Durante el reinado del emperador romano Calígula en el año 37-41 d.c, pequeños bloques de concreto prefabricados fueron usados como material de construcción en la región cerca de lo que hoy se conoce como Nápoles, Italia.

Sin embargo, mucha de la tecnología desarrollada por los romanos se perdió tras la caída del imperio en el siglo V. No fue sino hasta 1824 que el Inglés Joseph Aspdin, desarrollo el cemento Portland, que llego a ser un componente esencial del concreto moderno.

El primer bloque de concreto fue diseñado en 1890 por Harmon S. Palmer en los Estados Unidos. Después de 10 años de experimentación, Palmer patentó el diseño en 1900. Los bloques de Palmer fueron de 20.3 x 25.4 x 76.2 cm. En 1905, aproximadamente 1500 compañías estadounidenses se encontraban manufacturando bloques de concreto. Estos bloques eran sólidos sumamente pesados en los que se utilizaba la cal como material cementante. La introducción del cemento Portland y su uso intensivo, abrió nuevos horizontes a este sector de la industria.

A principios del siglo XX aparecieron los primeros bloques huecos para muros; la ligereza de estos nuevos bloques significa, por sus múltiples ventajas, un gran adelanto. Las primeras máquinas que se utilizaban en la entonces incipiente industria se limita a simples moldes metálicos, en los cuales se compacta la mezcla manualmente; este método de producción se siguió utilizando hasta los años veinte, época en que aparecieron máquinas con martillos accionados mecánicamente, más tarde se descubrió la conveniencia de la compactación lograda basándose en vibración y compresión; actualmente, las más modernas y eficientes máquinas para la elaboración de bloques de concreto utilizan el sistema de vibro compactación.

Los bloques de concreto son principalmente usados como materiales de construcción de paredes. La mayoría de los bloques tienen una o más cavidades y sus lados pueden ser planos o con algún diseño. Ya en la construcción, los bloques de concreto son colocados uno a la vez con concreto fresco, para formar el alto y el ancho deseado de la pared.

6.2. Definición de bloques y ladrillos cerámicos.

Los ladrillos y bloques cerámicos son elementos de forma paralelepípedo ortogonal, sólidos o huecos, fabricados mediante el moldeo, extrusión o compresión, secado y cocción de arcilla. Se usan en la construcción de muros de carga o para registros, entre otros.

Las piezas huecas tienen el propósito de mejorar las condiciones de aislamiento térmico y acústico, así como de alojar los elementos de refuerzo y tuberías, además de reducir la maza de los muros.

Ladrillo: es una pieza cerámica, obtenida por moldeo, secado y cocción de una pasta arcillosa con un alto contenido de limo orgánico, quien es el que otorga la plasticidad a esta pasta, cuyas dimensiones suelen rondar 24 x 11,5 x 6 cm. Y los hay huecos y comunes, mientras unos se transforman en frescos en verano y menos fríos en invierno, otros se convierten en paredes pesadas y son más consumibles, respectivamente.

Bloque: Es un componente para uso estructural de forma prismática, que se obtiene por moldeo del concreto o de otros materiales, puede ser macizo o hueco.

La similitud entre ambos tiene mucho que ver con el comportamiento térmico, es decir la capacidad que tiene el material de absorber el calor y el frio cuando este se requiera, dando una mayor comodidad al consumidor.

6.3. Clasificación de bloques y ladrillos cerámicos

Esta clasificación se divide en dos tipos y de acuerdo a su elaboración tenemos:

Elaborados a máquina, constituidos por los macizos que son los que admiten perforaciones perpendiculares a sus caras; los perforados, que tienen las mismas perforaciones anteriores a las caras mayores; y los huecos que están dispuestos paralelamente a la cara mayor del ladrillo o bloque.

Hechos a mano: estos solo son macizos y no llegan a desarrollar ligas cerámicas.

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