Influencia de la fibra de pet a partir de botellas recicladas sobre el comportamiento mecánico en un concreto aplicado en prefabricados

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(1)Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA. ie. ría. Q. uí m. ica. ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL. en. INFLUENCIA DE LA FIBRA DE PET A PARTIR DE BOTELLAS RECICLADAS. In g. SOBRE EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO EN UN CONCRETO APLICADO EN PREFABRICADOS.. AMBIENTAL Autores:. ca. de. TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO. Br. AGUILERA BAZÁN, GIANCARLO. Bi b. lio te. Br. DIESTRA LUJAN, VICTOR ANDRES Asesor: Dr. VERA HERRERA, MANUEL ISAIAS. Co-asesor: Ing. VASQUEZ ALFARO, IVAN EUGENIO. TRUJILLO – PERÚ 2017. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(2) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA. ie. ría. Q. uí m. ica. ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL. en. INFLUENCIA DE LA FIBRA DE PET A PARTIR DE BOTELLAS RECICLADAS. In g. SOBRE EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO EN UN CONCRETO APLICADO EN PREFABRICADOS.. AMBIENTAL Autores:. ca. de. TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO. Br. AGUILERA BAZÁN, GIANCARLO. Bi b. lio te. Br. DIESTRA LUJAN, VICTOR ANDRES Asesor: Dr. VERA HERRERA, MANUEL ISAIAS. Co-asesor: Ing. VASQUEZ ALFARO, IVAN EUGENIO. TRUJILLO – PERÚ 2017. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(3) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. In g. en. ie. ría. Dr. Wilson Reyes Lázaro Presidente. Q. uí m. ica. JURADO CALIFICADOR. Ms. Juan del Carmen Mimbela León. Bi b. lio te. ca. de. Secretario. Dr. Manuel Isaías Vera Herrera Asesor. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(4) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. uí m. ica. DEDICATORIA. ría. Q. A mi amada madre quien habita en la eternidad de mis pensamientos, siempre será mi motor y mi modelo a seguir, por su incansable lucha frente a la adversidad, por su incondicional amor y sus enseñanzas, siempre guiaras mi camino… gracias por toda la felicidad que me has dado.. Br. Giancarlo Aguilera Bazán.. Bi b. lio te. ca. de. In g. en. ie. A mi padre y hermanos los cuales me han apoyado incansablemente para poder formarme profesional y humanamente, sin ellos hubiese sido difícil haber logrado alcanzar mis objetivos, gracias por todo siempre serán lo primordial para mí.. I Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(5) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. uí m. ica. DEDICATORIA. La concepción de este proyecto está dedicada a mis padres, pilares fundamentales en mi vida. Sin ellos,. Q. jamás hubiese podido conseguir lo que hasta ahora alcancé.. ría. Su tenacidad y lucha insaciable han hecho de ellos el gran ejemplo a seguir y destacar, no solo para mí,. ie. sino para mis hermanos y familia en general. A ellos les dedico este proyecto, que sin ellos no hubiese. Br. Víctor Andrés Diestra Lujan.. Bi b. lio te. ca. de. In g. en. podido realizar.. II Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(6) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ica. AGRADECIMIENTO. Queremos agradecer a la Universidad Nacional de Trujillo por la formación académica. brindada a través de su plana de docentes, especialmente los que conforman la Escuela. uí m. Académico Profesional de Ingeniería Ambiental quienes nos trasmitieron valiosos. ría. Q. conocimientos a lo largo de años de enseñanza.. A nuestro asesor de tesis Dr. Manuel Isaías Vera Herrera por su invaluable apoyo en. ie. la dirección y orientación en el desarrollo de la tesis, por todos los conocimientos. In g. en. transmitidos que sirvieron para la finalización del proyecto en el que nos embarcamos.. Agradecemos de manera especial la constante labor de guía, consejos y tutela llevado. de. a cabo por el co-asesor de la tesis Ing. Iván Eugenio Vásquez Alfaro, quien nos brindó constantes muestras de apoyo y disposición de los laboratorios para realizar la presente. Bi b. lio te. ca. investigación. Br. Giancarlo Aguilera Bazán Br. Víctor Andrés Diestra Lujan.. III Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(7) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. INDICE DE CONTENIDOS Pág.. ica. CARATULA. DEDICATORIA .............................................................................................................. I. uí m. AGRADECIMIENTO .................................................................................................... III INDICE DE CONTENIDOS .......................................................................................... IV. INDICE DE FIGURAS .................................................................................................. VI INDICE DE TABLAS .................................................................................................. VIII. Q. RESUMEN .................................................................................................................... X. ría. ABSTRACT.................................................................................................................. XI CAPITULO I: INTRODUCCION .................................................................................... 1. ie. 1.1. Realidad problemática ....................................................................................... 1 1.2. Antecedentes .................................................................................................... 3. en. 1.3. Marco teórico..................................................................................................... 5 1.4. Problema ......................................................................................................... 20. In g. 1.5. Hipótesis ......................................................................................................... 20 1.6. Objetivos ......................................................................................................... 20 CAPITULO II: MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................... 21. de. 2.1. Material de estudio .......................................................................................... 21 2.2. Metodología..................................................................................................... 23 2.2.1. Diseño experimental .............................................................................. 23. ca. 2.2.2. Caracterización de los materiales .......................................................... 23 2.2.3. Diseño de mezcla .................................................................................. 33. lio te. 2.2.4. Ensayos del concreto ............................................................................ 41 2.2.4.1. Concreto en estado fresco ........................................................... 41 2.2.4.2. Concreto en estado endurecido ................................................... 43. Bi b. 2.2.5. Diagrama de Procedimiento experimental ............................................. 46. CAPITULO III: RESULTADOS ................................................................................... 47 3.1. Resultados del ensayo en estado fresco ......................................................... 48 3.1.1. Ensayo de asentamiento ....................................................................... 48 3.2. Resultados de ensayos en estado endurecido ................................................ 49 3.2.1. Ensayos de resistencia a la compresión ................................................ 49 IV. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(8) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. 3.2.2. Ensayos de resistencia a la tracción ...................................................... 50 CAPITULO IV: DISCUSIÓN ....................................................................................... 52 4.1. Ensayo de asentamiento ................................................................................. 52. ica. 4.2. Ensayo de resistencia a la compresión ............................................................ 53. uí m. 4.3. Ensayo de resistencia a la tracción .................................................................. 56. CAPITULO V: CONCLUSIONES................................................................................ 58. Q. CAPITULO VI: RECOMENDACIONES ...................................................................... 59. ría. CAPITULO VII: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................................................. 60 CAPÍTULO VIII: APÉNDICE ....................................................................................... 64. ie. A. Resultados del ensayo de granulometría ................................................... 64 B. Memoria de cálculo del diseño de mezcla según método ACI - 211 .......... 68. en. C. Análisis estadístico de resultados .............................................................. 69 D. Norma técnica ASTM C39: método estándar de ensayo para resistencia a la. In g. compresión de probetas cilíndricas de concreto ........................................ 71 E. Ficha técnica del cemento utilizado para la presente investigación ............ 78 F. Ficha técnica del azufre utilizado para el capeado de probetas ................. 79 G. Especificaciones de diseño de resistencia a la compresión para elementos. de. prefabricados - PRECON........................................................................... 81. Bi b. lio te. ca. H. Panel fotográfico ........................................................................................ 82. V Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(9) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. INDICE DE FIGURAS. ica. CAPITULO I: INTRODUCCIÓN .................................................................................... 1 Figura 1: Composición física de residuos sólidos en porcentaje (%) ............................. 2. uí m. Figura 2: Estructura del concreto endurecido ................................................................ 5. Figura 3: Representación de la fase inicial de hidratación ............................................. 7 Figura 4: Comienzo de la fase de endurecimiento......................................................... 8 Figura 5: Fase final de endurecimiento ......................................................................... 8. Q. Figura 6: Representación química del poliéster termoplástico PET ............................. 12. ría. Figura 7: Usos de la fibra de PET reciclado ................................................................ 17 CAPITULO II: MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................... 21. ie. Figura 8: Dimensiones de la probeta utilizada para ensayos de resistencia a la compresión y resistencia a la tracción ......................................................................... 22. en. Figura 9: Bolsa de cemento Pacasmayo Tipo I ........................................................... 24 Figura 10: Proceso de reciclado del PET utilizado en esta investigación ..................... 25. In g. Figura 11: Ensayo de asentamiento del concreto ........................................................ 42 Figura 12: Capeado de probetas ................................................................................. 44 Figura 13: Ensayo de resistencia a la compresión en equipo de compresión ELE International ADR 2000 BS ......................................................................................... 44. de. Figura 14: Ensayo de resistencia a la tracción en equipo de compresión ELE International ADR 2000 BS ......................................................................................... 45 Figura. 15: Diagrama de procedimiento experimental utilizado para esta. ca. investigación ............................................................................................................... 46. lio te. CAPITULO IV: DISCUSIÓN ....................................................................................... 52 Figura 16: Asentamiento del concreto en estado fresco vs Porcentaje de adición de fibras de PET .............................................................................................................. 52. Bi b. Figura 17: Resistencia a la compresión vs. Porcentaje de adición de fibras de PET a 28 días de curado ............................................................................................................ 54 Figura 18: Comparativo entre la Resistencia a la compresión vs. Adición de fibras de PET en porcentajes de 0%, 0.5% 1.0% y 1.5%, por Irwan, J. (2013) y los autores...... 55 Figura 19: Resistencia a la tracción vs. Porcentaje de adición de fibras de PET a 28 días de curado.................................................................................................................... 56. VI Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(10) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. CAPÍTULO VII: APÉNDICE ........................................................................................ 64 Figura A.1. Curva Granulométrica de agregado fino ................................................... 65. Bi b. lio te. ca. de. In g. en. ie. ría. Q. uí m. ica. Figura A.2. Curva Granulométrica de agregado grueso .............................................. 67. VII Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(11) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. INDICE DE TABLAS. ica. CAPITULO I: INTRODUCCION .................................................................................... 1 Tabla 1: Resumen de investigaciones ........................................................................... 4. uí m. Tabla 2: Compuestos principales en el cemento Portland ............................................. 6. Tabla 3: Código y características de los plásticos para el reciclado............................. 15 Tabla 4: Comparación entre propiedades físicas del PET virgen y el PET reciclado. ..18. Q. CAPITULO II: MATERIALES Y METODOS ............................................................... 21 Tabla 5: Características de la fibra de PET obtenida a partir de botellas recicladas .... 24. ría. Tabla 6: Requisitos del análisis granulométrico de agregado fino ............................... 26 Tabla 7: Análisis granulométrico de agregado fino ...................................................... 27. ie. Tabla 8: Análisis granulométrico de agregado grueso ................................................. 28 Tabla 9: Requerimientos de granulometría de los agregados gruesos ........................ 29. en. Tabla 10: Caracterización física de los agregados ...................................................... 33 Tabla 11: Resistencia a la compresión requerida en función a la resistencia especificada.. In g. .........................................................................................................................................34 Tabla 12: Relación agua/cemento por resistencia ....................................................... 34 Tabla 13: Volumen de agua por Tamaño Máximo Nominal y Asentamiento ................ 35 Tabla 14: Contenido de Aire atrapado ......................................................................... 36. de. Tabla 15: Volumen de agregado grueso por TMN a un determinado Módulo de Finura de agregado fino ......................................................................................................... 37 Tabla 16: Resumen de los componentes de acuerdo al diseño inicial ......................... 38. ca. Tabla 17: Resumen de los componentes de acuerdo al diseño corregido ................... 40 Tabla 18: Dosificación de materiales (Kg.) por probeta para diferentes adiciones de fibra. lio te. de PET........................................................................................................................ 41. CAPITULO III: RESULTADOS ................................................................................... 47. Bi b. Tabla 19: Dosificación de los materiales (Kg) para cada porcentaje de adición de fibra de PET para la elaboración de 24 probetas ................................................................ 47 Tabla 20: Resultados de los ensayos de asentamiento realizado para el concreto patrón como para el concreto con adiciones de PET ............................................................. 48. Tabla 21: Resultados de los ensayos de resistencia a la compresión a 28 días de curado .........................................................................................................................................49. VIII Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(12) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Tabla 22: Resistencia a la compresión promedio de concreto con a diferentes porcentajes de adición de PET ................................................................................... 50 Tabla 23: Resultados de los ensayos de resistencia a la tracción a 28 días de curado......................................................................................................................... 50. ica. Tabla 24: Resistencia a la tracción promedio de concreto con a diferentes porcentajes. uí m. de adición de PET....................................................................................................... 51. CAPÍTULO VII: APÉNDICE ........................................................................................ 64 Tabla A.1. Ensayo de Granulometría de agregado fino ............................................... 64 Tabla A.2. Ensayo de Granulometría de agregado grueso .......................................... 66. Q. Tabla C.1. Análisis estadístico de resultados de ensayo de Resistencia a la compresión a 28 días de curado .................................................................................................... 69. ría. Tabla C.2. Análisis estadístico de resultados de ensayo de Resistencia a la tracción a. Bi b. lio te. ca. de. In g. en. ie. 28 días de curado ....................................................................................................... 70. IX Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(13) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. RESUMEN. ica. La presente investigación propone la aplicación de materiales reciclados en la industria de la construcción, el cual es un aporte en las construcciones sostenibles debido al. uí m. beneficio ambiental, por ejemplo la reutilización de los plásticos. Entre las aplicaciones. de los materiales reciclados destaca el uso del Tereftalato de Polietileno o PET reciclado proveniente de botellas desechadas del cual no se realiza una adecuada disposición. Q. final y genera contaminación por acumulación y una degradación lenta.. En esta investigación se evaluó la influencia de las fibras de PET reciclado como. ría. refuerzo en una matriz de concreto, las mezclas se conforman por norma ASTM C31 utilizando cemento Portland Tipo I, arena gruesa y piedra de ½” con adiciones de fibra. ie. de PET reciclado en forma de escamas a diferentes porcentajes: 0%, 0.5%, 1.0% y 1.5%. El diseño de mezcla consideró una relación agua /cemento: a/c = 0.62 y una. en. resistencia a la compresión requerida de 210 Kg/cm2 para aplicaciones de prefabricados tales como: baldosas, bancas, cercos perimétricos y topellantas para estacionamiento,. In g. las probetas fueron sometidas a ensayos de resistencia a la compresión bajo la norma ASTM C39 y resistencia a la tracción en periodos de 28 días de curado, estos para estado endurecido y ensayo de asentamiento para estado fresco.. de. Los resultados revelaron que la presencia de fibra de PET en el concreto disminuye la performance del concreto, la resistencia a la compresión y resistencia a la tracción disminuyen a medida que se va aumentando el porcentaje de fibra de PET en la mezcla.. ca. El porcentaje máximo de fibras de PET para un rendimiento deseado del concreto fue de 0.5% para el cual se consiguió resistencias de compresión y tracción de 232.47. lio te. Kg/cm2 y 25.9 Kg/cm2 respectivamente, así como un asentamiento de 2.9” el cual permite el acomodo de la mezcla durante su conformación.. Bi b. Palabras clave: Fibras de PET reciclado, Asentamiento, Resistencia a la compresión, Resistencia a la tracción.. X Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(14) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. ica. ABSTRACT. The present research proposes the application of recycled materials in the construction industry, which is a contribution in the concept of sustainable constructions for the. uí m. environmental benefit, for example the reuse of plastics. The applications of recycled. materials in the use of PET (Polyethylene Terephthalate) recycling from discarded bottles which is not a good final disposal and generates pollution by accumulation and. Q. slow degradation.. In this research the influence of recycled PET fibers as a reinforcement on a cement. ría. matrix was evaluated, cement mixtures were produced to ASTM C31 using Portland cement, coarse sand and stone of ½” with additions of recycled PET fiber at different. ie. percentages: 0%, 0.5% , 1.0% and 1.5%. The mixing design considered a water / cement. en. ratio: a / c = 0.62 and a required compressive strength of 210 kg/cm2 for prefabricated applications such as: floor tiles, benches, perimeter fences and stoptires for parking the specimens were subjected to tests of compressive strength and Splitting tensile strength. In g. in periods of 28 days of curing for hardened state and Slump in the fresh state The results revealed that the presence of PET fiber in the concrete decreases the. de. performance of the concrete since the compressive strength decreases as the percentage of PET fiber in the mixture increases. The maximum percentage of PET fibers for a desired yield of the concrete was 0.5% for which compression and Splitting. ca. tensile strengths of 232.47 kg/cm2 and 25.9 kg/cm2 respectively were obtained, as well. lio te. as a 2.9 " Slump which allows the accommodating the mixture during its formation. Keywords: Recycled PET fibers, Slump,Compressive strength and Splitting tensile. Bi b. strength.. XI Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(15) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. CAPITULO I. 1.1.. ica. INTRODUCCIÓ N. REALIDAD PROBLEMÁTICA.. La industria de la construcción ha crecido significativamente en los últimos años, según. uí m. el INEI este sector es uno de los que más crece en nuestro país aproximadamente. 12.4% respecto al periodo similar del año anterior [1] lo que ha conllevado eventualmente a una mayor demanda del uso del concreto, el cual está formado por. Q. cemento, arena, piedra y agua. Después del agua, el concreto es el material más usado del planeta. Se estima que cada año se fabrica un metro cúbico de concreto por cada. ría. una de los siete billones de personas que lo habitan [2], lo que ha llevado al agotamiento y degradación de recursos no renovables.. ie. Así mismo, la excesiva generación de residuos sólidos es otro grave problema que. en. afecta, pese a que en el país existe un marco normativo como la Ley General de Residuos Sólidos 27314, la gestión de los residuos no es eficiente, más aún si se conoce que los rellenos sanitarios en nuestro país no cuentan con los espacios adecuados para. In g. la disposición final de estos, por lo que este es un problema en el cual debemos centrar esfuerzos para solucionarlo.. de. Según el Sexto Informe Nacional de Residuos sólidos de la Gestión del Ámbito Municipal y no Municipal emitido por el Ministerio del Ambiente muestra los resultados de la generación de residuos sólidos del ámbito municipal durante el 2013, considerando. ca. exclusivamente el ámbito urbano del país llegó a 18 533 t/día; de ello la recolección y transporte convencional con fines de disposición final alcanzaron en promedio el 87,5. lio te. % (16 216 t/día). De estos, solo 7 656 t/día de residuos fueron dispuestos en un relleno sanitario autorizado, mientras que 8 545 t/día terminaron en botaderos municipales y 300,3 t/día en otros destinos no especificados, vinculados principalmente a centros. Bi b. poblados urbanos sin servicio de recolección de residuos sólidos.. Por el camino de la recolección selectiva con fines de reaprovechamiento, los distritos que cuentan con pilas operativas de compostaje, segregaron y trataron 63 t/día de residuos sólidos, mientras que la segregación en la fuente principalmente de materiales. reciclables alcanzó 304 t/día, y se estima que a través del reciclaje informal se maneja aproximadamente 1 649,7 t/día. Considerando la población urbana proyectada y el 1 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(16) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. promedio de Generación Per Cápita (GPC) de cada región, se estimó que en el año 2013 se generó 4 938 000 toneladas de residuos de origen domiciliario. De la cantidad total de residuos generados a nivel nacional, en la región Lima se dio la mayor generación con el 42,02 %. La región que sigue es la región de Piura con 5,99 %. El. ica. tercer lugar lo ocupa la región La Libertad con 5,77 %.. uí m. La composición de los residuos de acuerdo a la caracterización fue: residuos sólidos. peligrosos incluidos en los residuos domiciliarios, tales como pilas, restos de servicios higiénicos, papel higiénico, pañales, focos, residuos de pintura, residuos de medicamento, entre otros, a nivel del país para el año 2013 fue de 7,9 %. En el 2013, el. Q. 27,88 % de los residuos sólidos estaba compuesto por residuos no peligrosos que podían ser reutilizados (fibra dura vegetal, restos orgánicos de cocina, huesos, restos. ría. de jardín, diversos papeles, plásticos –botellas, bolsas, envases–, vidrios, latas, metales, madera, telas, entre otros), de los cuales el 50,43 % eran restos orgánicos de. en. ie. cocina y preparación de alimentos [3].. Material Inerte 8.07%. de. In g. Materia orgánica 50.43%. Pilas 0.47% Caucho, cuero y jebe 1.25% Telas, textiles 1.61% Metales 2.64% Tecnopor y similares. Bolsas 4.41%. ca lio te. Restos de Medicina, focos. 0.55%. Plástico duro 2.48% Plástico PET 3.63% Vidrios 3.05%. Carton 3.48% Papeles 3.96%. Bi b. Madera follaje 2.97%. Residuos Sanitarios 6.89%. Fig. 1. Composición física de residuos sólidos en porcentaje (%). Fuente: Sexto Informe Nacional de Residuos sólidos de la Gestión del Ámbito Municipal y no Municipal 2013 – Ministerio del Ambiente. [3].. 2 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(17) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Frente a estas problemáticas antes descritas la tendencia en construcción sostenible implica el desarrollo de nuevas tecnologías e investigación de materiales alternativos que reemplacen las materias primas y la fabricación de productos utilizados en el sector de la construcción, uno de los avances en este aspecto es la utilización de residuos. ica. reciclados como plásticos (PET, Polipropileno), vidrio, caucho reciclado de llantas,. Residuos de construcción y demolición (RCD), entre otros e introducirlos en la. uí m. elaboración de concreto permitiendo de esta forma una revalorización de los residuos además de generar productos amigables con el ambiente.. La idea de colocar un refuerzo dentro del concreto es que este permite desarrollar un. Q. concreto más ligero, permite reducir el tamaño de las fisuras esto debido a la adherencia entre la fibra y la matriz cementante, aumenta la ductilidad del compuesto de acuerdo al. ría. tipo de fibra agregado [4], mejora la resistencia a la tracción y a la compresión, otra ventaja es la de reducir costos, si bien es cierto que en el mercado global se. ie. comercializan fibras metálicas y sintéticas como la fibra de Polipropileno (PP), su costo es elevado además genera el uso de nueva materia prima virgen aumentando el grado. en. de consumismo, es por esto que en esta investigación se opta por un refuerzo reciclado obtenido de un desecho como las botellas de PET del cual se reinserta en un nuevo. 1.2.. ANTECEDENTES. In g. proceso originándole una nueva vida útil.. de. En la investigación de Pelisser et al. (2012). “Mechanical Properties of Recycled PET Fibers in Concrete”, se analizó el comportamiento del concreto reforzado con fibras de PET con porcentajes de adición de 0, 0.05, 0.18 y 0.3% , un tamaño de 20 mm de largo. ca. y 25-30 μm de diámetro, los resultados obtenidos presentaban poca diferencia rondando valores entre 298, 289, 279 y 301 Kgf/cm2 para porcentajes de adición de fibra de 0,. lio te. 0.05, 0.18 y 0.3% respectivamente, concluyendo que no tuvo mayor influencia en las propiedades de resistencia a la compresión [5].. Bi b. Baldenebro et al. (2014). Mediante la investigación “Influence of continuous plastic fibers reinforcement arrangement in concrete strengthened”, evaluaron el comportamiento de fibras continuas (4 mm x 600 mm) y fibras cortas (4 mm x 40 mm) de botellas de PET recicladas como refuerzo en concreto, todos comparados con concreto común, los cuales mostraron resultados similares de resistencia a la compresión de las probetas cilíndricas (fibras cortas) tanto en concreto reforzado con fibras como en concreto. 3 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(18) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. común los cuales tuvieron valores entre 221, 213, 219 y 211 Kgf/cm 2 para porcentajes de adición de 0%, 0.25%, 0.50% y 1.0% respectivamente [6]. Irwan et al. (2013). En su investigación “The Mechanical Properties of PET Fiber. ica. Reinforced Concrete From Recycled Bottle Wastes””, realiza una comparación entre investigaciones previas donde indica los siguientes resultados:. uí m. “… Fraternalli [7] mostró que la adición de fibra de PET aumenta la resistencia a la compresión. Ochi [8] también demostró que la adición de fibra de PET resulta en el aumento de la resistencia a la compresión. Mientras tanto, en los estudios realizados por Kim [9] y Foti [10], mostraron diferentes resultados en la fuerza compresiva. Ambos. Q. mostraron que el agregado de fibra de PET disminuye la fuerza compresiva por casi nueve por ciento de su fuerza normal, todo esto de acuerdo a los siguientes porcentajes. ría. de adición de fibras”.. Kim. 0.50, 0.75, 1.00. Forma de fibra de PET. en. Fracción de volumen de fibra de PET (%). In g. Investigación. ie. Tabla 1. Resumen de investigaciones anteriores.. Proporción del agua cemento. Fuerza Compresiva. 0.41. Disminuye. 0.53. Aumenta. Tira. 1.00. Foti. 0.26. Tira y circulares. 0.70. Disminuye. Ochi. 0.50, 1.00, 1.50. Monofilamento. 0.55, 0.60, 0.65. Aumenta. de. Fraternalli. Fuente: “The Mechanical Properties of PET Fiber Reinforced Concrete From. ca. Recycled Bottle Wastes. [11].. lio te. Consiguientemente Irwan, J. realizó estudios para determinar la performance que tiene el concreto reforzado con fibras de PET de botellas recicladas, dichas fibras fueron agregadas en porcentajes de adición de 0.5%, 1.0% y 1.5% de fracción en volumen comparados con concreto común. Los resultados mostraron que a 28 días de curado las. Bi b. probetas con contenido de fibra de 0.5% se obtuvo resistencias de 245 Kgf/cm 2 el cual. demuestra un aumento en comparación con el concreto común 0% de adición de fibra para el cual mostró una resistencia de 224 Kgf/cm2, mientras que la resistencia en los. especímenes de 1.0% y 1.5% disminuye con valores de 223 Kgf/cm 2 y 213 Kgf/cm2 respectivamente.. 4 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(19) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Los resultados de la resistencia a la tracción fueron 30, 33, 35 y 37 Kgf/cm 2 para porcentajes de adición de 0%, 0.5%, 1.0% y 1.5% respectivamente mostrando implicancias favorables ya que en todas las adiciones de aumenta comparado con el. MARCO TEÓRICO. uí m. 1.3.. ica. concreto común [11].. 1.3.1. El Concreto:. Es un material compuesto formado por la mezcla adecuadamente proporcionada de cemento, agua, agregados (arena y grava) y opcionalmente aditivos. Esta. Q. mezcla inicialmente denota una estructura coloidal, plástica y moldeable, que luego va adquiriendo una consistencia rígida con propiedades aislantes y. ría. resistentes, constituyéndose así en un material ideal para las construcciones, de esta definición se desprende que lo que se obtiene es un producto híbrido, el cual. ie. conjuga en menor o mayor grado, las características de sus componentes, que bien proporcionados, aportan una o varias de sus propiedades individuales para. de. In g. en. constituir un material que manifiesta un comportamiento particular y original.. Pasta de cemento. ca. Agregado fino. Agregado grueso. Fig. 2. Estructura del concreto endurecido.. lio te. Fuente: civilgeeks.com [12]. Componentes del concreto:. Bi b. Cemento. El cemento Portland es un conglomerante que cuando se mezcla con áridos (arena y piedra) y agua tiene la propiedad de conformar una masa plástica, resistente y duradera al endurecer. Es usualmente más utilizado en la industria de la construcción en la cual es utilizado como aglomerante para la preparación del concreto. El cemento tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia. 5 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(20) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. de agua, al reaccionar químicamente con ella para formar un material de buenas propiedades aglutinantes. Los componentes químicos para la obtención del cemento Portland se expresan. ica. por el contenido de óxidos, estos son: cal, sílice, alúmina y el óxido férrico, siendo. el total de éstos del 95 al 97 %, estos óxidos se combinan entre sí durante la. uí m. fabricación del Clinker de cemento mediante un proceso de calcinación a temperaturas entre 1400 °C – 1550 °C [13]. Tabla 2. Compuestos principales en el cemento Portland. Fórmula. Notación. Porcentaje (%). Silicato tricálcico (Alita). 3CaO.SiO2. C3S. 30 - 50. Silicato dicálcico (Belita). 2CaO.SiO2. Aluminato tricálcico. 3CaO.Al2O3. ría. 15 - 30. C 3A. 4 - 12. ie. tetracálcico. C2S. 4CaO.Al2O3.Fe2O3. C4AF. 8 - 13. en. Ferro aluminato. Q. Compuesto. Cal libre. CaO. MgO. In g. Magnesia libre (Periclasa). Fuente: High-Strength Concrete: A practical guide [13].. de. La Hidratación del cemento es la reacción mediante la cual el cemento Portland se trasforma en un agente de enlace, se produce una pasta de cemento y agua, generada por procesos químicos responsables de la formación de compuestos.. ca. En otras palabras, en presencia del agua los silicatos y aluminatos forman productos de hidratación, los cuales con el paso del tiempo producen una masa. lio te. muy firme y dura que se conoce como pasta de cemento endurecida. La hidratación comienza en los granos de cemento después de cierto tiempo de. Bi b. estar en contacto con el agua en la superficie de las partículas de cemento, luego con el tiempo, esta superficie de reacción se mueve gradualmente más profundamente en el interior de la partícula de cemento. Al entrar en contacto con la parte no hidratada de las partículas el agua reacciona con esta y disuelve una porción [14], a continuación se presentan las fases de hidratación del cemento para formar una pasta cementicia:. 6 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(21) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. . Fase Inicial: El cemento Portland se mezcla con el agua, hidratándose formando una pasta, la primera reacción es rápida con la aparición de geles alrededor de los granos de cemento no hidratado causando el fraguado del. ica. cemento, en este momento de la reacción todavía no existen fuerzas que. liguen las partículas unas con otras, esta es la hidratación del C3A. Es. uí m. interesante describir el rol del C3A durante la hidratación del cemento un. contenido elevado de este compuesto puede producir una pérdida rápida de trabajabilidad por el rápido crecimiento de sus hidratos (etringita), entre las partículas de cemento [15], en la ecuación 1 se muestra la. Q. reacción de hidratación del C3A.. (𝑒𝑐. 1). ría. 𝐶3𝐴 + 6𝐻 → 𝐶3𝐴𝐻6 + 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟. In g. Medio acuoso. Granos de cemento. en. ie. Gel. Fig. 3. Representación de la fase inicial de hidratación.. . de. Fuente: Tecnología del concreto de alto desempeño [14]. Fase Intermedia:. ca. Esta fase se caracteriza por la hidratación del 30 – 40 % del silicato tricálcico C3S y por el comienzo de la fase de endurecimiento de la pasta. Entre las 3-5 horas, se puede verificar la aparición de una cierta cohesión. lio te. de la pasta. Esto es la hidratación de C2S y C3S (ecuación 2 y 3) para formar el gel de Tobermorita que es el principal material de unión, el cual. Bi b. ocupa el 70% de la estructura.. 2𝐶2𝑆 + 4𝐻 → 𝐶3𝑆2𝐻3 + 𝐶𝐻 + 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟. (𝑒𝑐. 2). 2𝐶3𝑆 + 6𝐻 → 𝐶3𝑆2𝐻 + 3𝐶𝐻 + 𝑐𝑎𝑙𝑜𝑟. (𝑒𝑐. 3). 3. Gel de Tobermorita (CaO)3(SiO2)2(H2O)3 = C3S2H3 7 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(22) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Etringita. ica. Hidróxido de calcio. Fig. 4. Comienzo de la fase de endurecimiento.. . Q. Fuente: imcyc.com [16].. uí m. Gel de Tobermorita. Fase Final:. ría. A las 24 horas de comenzada la reacción, el C 3S sigue reaccionando y generando productos internos, a medida que los granos completamente. ie. hidratados se van superponiendo entre sí, la resistencia y el módulo de elasticidad de la pasta aumentan. En esta fase la mayoría de los granos. In g. en. pequeños del cemento ya han hidratado completamente.. Hidróxido de calcio. Etringita. ca. de. Cemento hidratado. Fig. 5. Fase final de endurecimiento. lio te. Fuente: Tecnología del concreto de alto desempeño [14] Como se puede apreciar en la fig. 5 los productos externos se vuelven fibrosos y más densos. En esta etapas se encuentran fibras de CSH. Bi b. (Tobermorita) de 1 mm de longitud con un diámetro de 0.01 mm, también se encuentran partículas de CSH en forma de láminas con tamaños del mismo orden de magnitud. La estructura básica del concreto se forma entre los 7 y los 28 días [15].. 8 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(23) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Agregados Tanto el agregado fino como el agregado grueso constituyen los elementos inertes del concreto, los cuales son aglomerados por la pasta de cemento para formar la estructura resistente. Estos ocupan alrededor de las ¾ partes del. ica. volumen total, luego la calidad de estos tienen una importancia primordial en el. producto final. Se sabe que los agregados no intervienen directamente en las. uí m. reacciones químicas entre el cemento y el agua, sus características afectan. notablemente al producto resultante, siendo en algunos casos tan importantes para el logro de ciertas propiedades particulares como las de resistencia, durabilidad etc. Están constituidos usualmente por partículas minerales de. Q. arenisca, granito, basalto, cuarzo o combinaciones de ellos y sus propiedades físicas y químicas tienen influencia en prácticamente todas las propiedades del . ría. concreto. Agregado fino o arena: el agregado fino debe ser durable, fuerte, limpio,. ie. duro y libre de materias impuras como polvo, limo, álcalis y materias orgánicas; sus partículas deben tener un tamaño menor a ¼” y su. en. gradación debe satisfacer los requisitos propuestos en la norma ASTM C33.. Agregado grueso o piedra: el agregado grueso está constituido por rocas. In g. . graníticas y dioríticas en su mayoría, puede usarse piedra partida en chancadora o grava zarandeada de los lechos de los ríos, al igual que la arena la norma ASTM C33 también establece una serie de condiciones. de. para su gradación, la piedra se denomina por el tamaño máximo nominal. ca. del agregado [17]. Agua. Es el elemento que hidrata las partículas del cemento, es decir el agua se puede. lio te. definir como aquel componente del concreto en virtud del cual el cemento experimenta reacciones químicas que le dan la propiedad de fraguar y endurecer para formar un sólido único con los agregados [18], de esta manera se logra la. Bi b. formación de gel, además de permitir que el conjunto de la masa adquiera las propiedades que: . En estado fresco faciliten una adecuada manipulación y colocación del mismo.. . En estado endurecido la conviertan en un producto de las propiedades y características deseadas.. 9 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(24) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Propiedades principales del concreto fresco. Trabajabilidad Es la facilidad con que pueden mezclarse los ingredientes de la mezcla unida a. ica. la capacidad de esta para manejarse, transportarse y colocarse con poca perdida. de homogeneidad. Se mide por la consistencia o fluidez con la obtención del. uí m. Asentamiento, una mezcla bien proporcionada y trabajable perderá el asentamiento lentamente, en cambio una mezcla deficiente no tendrá cohesión ni plasticidad y se segregará (19). No obstante, es importante aclarar, que más. que trabajabilidad, ese ensayo es más bien una prueba de uniformidad de las. Q. mezclas, en relación a la cantidad de agua y/o la granulometría.. ría. Para lograr una mayor aproximación a la trabajabilidad, la reología que es la ciencia que estudia el flujo o desplazamiento de los materiales ha establecido. ie. los siguientes conceptos que permiten enfocar con más precisión el comportamiento del concreto en estado fresco y por consiguiente su. Estabilidad: es el desplazamiento o flujo que se produce en el concreto. In g. . en. trabajabilidad.. sin mediar la aplicación de las fuerzas externas. Se cuantifica mediante la exudación y la segregación, los cuales no dependen del exceso de agua en la mezcla, si no del contenido de finos y de las propiedades . de. adherentes de la pasta. Compactabilidad: es la medida de la facilidad con que puede compactarse el concreto fresco, existe una prueba estandarizada para tal. ca. determinación.. . Movilidad: es la facilidad del concreto a ser desplazado mediante la. lio te. aplicación de un trabajo externo. Se evalúa en función de la viscosidad, cohesión y resistencia interna al corte.. Bi b. Principales propiedades del concreto endurecido. Resistencia: Es la capacidad de soportar cargas y esfuerzos, siendo su mejor comportamiento en compresión comparado con la tracción, debido a las propiedades adherentes de la pasta de cemento. Esta propiedad, depende de la concentración de la pasta de cemento, la cual se acostumbra a expresar en términos de relación 10. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(25) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. agua/cemento. Otros factores que afectan la resistencia del concreto, son: la calidad de los agregados, la temperatura y el tiempo de curado. Como se observó anteriormente, con el curado, se complementa el proceso de hidratación sin el cual no se llegan a desarrollar completamente las características. ica. resistentes del concreto.. uí m. Los concretos normales usualmente tienen una resistencia a la compresión del. orden de 100 a 400 Kgf/cm2, habiéndose logrado optimizaciones de diseños sin aditivos, que han permitido obtener resistencias sobre los 700 Kgf/cm 2. Actualmente se usan aglomerantes sintéticos de naturaleza polimérica, que se. Q. añaden a la mezcla, permitiendo resistencias que ya bordean los 1500 Kgf/cm 2. ría. [20]. 1.3.2. Polietileno Tereftalato (PET). ie. Fue producido por primera vez en 1941 por los científicos británicos Whinfield y Dickson, quienes lo patentaron como polímero para la fabricación de fibras, ya. en. que Inglaterra estaba en guerra y tenía la apremiante necesidad de encontrar sustitutos para el algodón proveniente de Egipto. A partir de 1946 se empezó a. In g. utilizar industrialmente como fibra y su uso textil ha proseguido hasta el presente. En 1952 se comenzó a emplear en forma de láminas delgadas para envasar alimentos, pero la aplicación que le significó su principal mercado fue en envases rígidos, en la década del 70. Pudo abrirse camino gracias a su particular aptitud. de. para la fabricación de envases de bebidas poco sensibles al oxígeno como el agua mineral [21].. ca. El PET es un polímero termoplástico que se fabrica con derivados del petróleo, gas y aire (sus proporciones aproximadas son 64%, 23% y 13%. lio te. respectivamente). Por un lado se extrae paraxileno del petróleo y se oxida con el aire para generar ácido tereftálico (PTA) y por otro lado el gas natural provee el etileno que después es oxidado con aire para formar etilenglicol (EG),. Bi b. posteriormente se produce la polimerización del etilenglicol con ácido tereftálico produciéndose de esta forma el Tereftalato de Polietileno. Este polímero tiene la cadena polimérica más rígida posible para un termoplástico con una excepcional combinación de propiedades mecánicas y térmicas [22]. El Tereftalato de Polietileno es un material duro, fuerte y de dimensiones estables. Es altamente resistente a soluciones acuosas, ácidos débiles, bases, gasolina y productos de limpieza. Adicionalmente, posee buenas 11. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(26) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. propiedades eléctricas, incluyendo alta resistencia dieléctrica, constante dieléctrica consistente y bajo factor de disipación, entre otras. Su estructura varía de amorfo a cristalino. Puede ser muy transparente e incoloro pero en secciones. ica. gruesas suele ser opaco y blanquecino [23]. Los polímeros del tipo poliéster termoplástico necesitan para sus sintesis. uí m. generalmente ácido tereftalico y etilenglicol, aunque el PET también puede. obtenerse del dimetiltereftalato y el etilenglicol, los cuales al polimerizar en presencia de catalizadores y aditivos nos producen los distintos grados de PET. C. C. O. ría. O CH2. CH2. O. ie. O. Q. [24].. en. Fig. 6. Representación química del poliéster termoplástico PET.. In g. Fuente: Plastics for engineers: materials, properties, applications. [25] El PET tiene buenas propiedades de barrera al oxígeno, dióxido de carbono y es la fundamental razón por la que es utilizado en botellas para agua mineral y gaseosas. El PET existe como polímero amorfo (transparente – grado botella) y. de. el semicristalino (opaco y blanco) y está clasificado como material termoplástico (reciclable). Generalmente tiene buena resistencia a las grasas minerales,. ca. solventes y ácidos pero no a las bases, no es un material biodegradable [24]. El PET se comercializa en cuatro líneas de producción: PET textil como filamento continuo o fibra cortada, para la fabricación de. lio te. . prendas de vestir, telas tejidas, cuerdas, cinturones de seguridad, hilos de costura, refuerzos de llanta y mangueras. Su alta resistencia química. Bi b. permite fabricar cerdas de brocha y cepillos industriales.. . PET grado película: para medios magnéticos (películas fotográficas, de rayos X), eléctrico (audio, capacitores, contactos), industrial y artes gráficas (estampado en caliente).. 12 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(27) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. . PET para envases, que ofrece características favorables en cuanto a resistencia contra agentes químicos, elevada transparencia, ligereza, menores costos de fabricación y comodidad en su manejo. PET para lámina, disponible en grado amorfo, espumado y cristalino. El. ica. . amorfo provee claridad, alta pureza y resistencia tanto a bajas temperaturas. como. a. hidrocarburos. clorados. y. capacidad. de. uí m. esterilización por óxido de etileno; el espumado presenta resistencia a temperaturas simultáneas de horneado-congelación.. Q. Otros grados de PET y que en la actualidad están cobrando relevancia, son los reciclados (denominados RPET), algunos de los cuales provienen de. ría. desperdicios industriales o postconsumo que se regeneran por tratamientos fisicoquímicos. Los RPET se recomiendan para elaborar envases de productos. en. moldeo de otros productos [26].. ie. no alimenticios, fibras no tejidas, láminas, feje y madera plástica o bien para el. Residuos sólidos. In g. 1.3.3. Manejo de Residuos Sólidos.. Son residuos sólidos aquellas sustancias, productos o subproductos en estado sólido o semisólido de los que su generador dispone, o está obligado a disponer. de. en virtud de lo establecido por la normatividad nacional o de los riesgos que causan a la salud y el ambiente para ser manejados a través de un sistema que. ca. incluya según corresponda las siguientes operaciones o procesos: Minimización de residuos. . Segregación en la fuente. . Reaprovechamiento. . Almacenamiento. . Recolección. . Comercialización. . Transporte. . Tratamiento. . Transferencia. . Disposición final. Bi b. lio te. . 13 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(28) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. El manejo integral de residuos sólidos contempla un conjunto de acciones normativas financieras y de planteamiento que se aplica a todas las etapas del manejo de residuos sólidos desde su generación, basándose en criterios sanitarios ambientales y de viabilidad técnica y económica para la reducción en. ica. la fuente, el reaprovechamiento, tratamiento y la disposición final de los residuos. sólidos. Uno de los mecanismos utilizados para el manejo de los residuos es el. uí m. reaprovechamiento el cual considera utilizar un beneficio del bien, elemento o. parte del mismo que constituye residuo sólido. Se reconoce como técnica de reaprovechamiento el reciclaje, recuperación o reutilización [27].. Q. Reciclaje de plásticos:. La necesidad de solucionar el problema de la generación de residuos sólidos ha. ría. impulsado el desarrollo del sistema de reciclaje en el mundo entero, sistema en el cual los residuos toman un nuevo valor a partir de ser desechados por el. ie. hombre, todo esto como parte del manejo de residuos sólidos. La Ley General de Residuos Sólidos define el reciclaje como toda actividad que permite. en. reaprovechar un residuo sólido mediante un proceso de transformación para. In g. cumplir su fin inicial u otros fines [27].. En 1988 el instituto de Botellas plásticas de la Sociedad de la Industria del plástico de Estados Unidos (SPI) propuso crear un sistema de codificación que tiene como finalidad auxiliar a empresas recicladoras en la selección de plásticos. de. de acuerdo con el tipo de resina con que están fabricadas. Inicialmente el sistema era voluntario, hoy es utilizado casi en el mundo entero. El símbolo es un triángulo de flechas que en el centro muestra el dígito del código, debajo se. ca. incluyen las letras símbolo de la resina [28]. En la Tabla 3 se muestra los códigos. lio te. y características de los plásticos aptos para el reciclaje. Vías de reciclaje Las diferentes opciones de reciclado están condicionados por el material residual. Bi b. que se desea reciclar. Unos residuos muy sucios con materiales mezclados, compuestos o de composición demasiado específica (muchos aditivos y cargas) resultan extremadamente difíciles de reciclar mecánicamente. La clave y la dificultad es una buena separación en origen; los materiales en masa solo pueden ser valorados química (y con restricciones) o energéticamente o bien su reciclado es mecánico es muy costoso o resulta en un producto de poca calidad y poco valor añadido. 14. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(29) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Tabla 3. Código y características de los plásticos para el reciclado.. Polietileno Tereftalato (PE, PETE). Transparente, buenas propiedades como barrera al gas y la humedad y resistencia al calor. Se hunde en el agua, por lo que se separa del PE porque este último flota.. Botellas de refrescos y especialmente agua, así como otros envases de productos perecederos como mantequillas, salsas y comida precocinada para horno.. Sobre todo en la elaboración de textiles, fibras de relleno para almohadas y acolchados diversos, cintas de audio/video, geotextiles.. Polietileno de alta densidad (HDPE). Rigidez, resistencia al ataque Botellas de leche, zumos, químico y a la humedad, cosméticos, detergentes, bolsas permeabilidad gas, facilidad de de envase. procesado. Se usa en botellas y todo tipo de Cloruro de Polivinilo (PVC). envase transparente, tuberías, Excelente resistencia al ataque también se utiliza para elaborar químico, a la exposición solar y a la bolsas de sangre, tubos de intemperie, al calor, buen aislante y aplicación en medicina, gran resistencia mecánica. recubrimiento de cables. Polietileno de baja densidad (LDPE). Químicamente similar al HDPE pero Tapas flexibles para envase, menos denso y más flexible, lo que botellas flexibles, film para todo determina sus aplicaciones. tipo de bolsas (comida, fundas Transparencia media, flexibilidad, de ropa, etc.) barrera a la humedad. En aplicaciones que se requiera Polipropileno (PP). Buena resistencia al calor, como resistencia química, alto punto de componentes de automoción, fusión y por tanto resistencia al contenedores de líquidos calor, dureza y resistencia, barrera calientes. También usado en a la humedad. fibras y botellas de productos variados Poliestireno (PS). Gran Envase de protección, bandejas transparencia, propiedades y vasos desechables, aislante en aislantes y facilidad de procesado, construcción, vajilla y cubertería versátil con punto de fusión desechable, envases de yogurt y relativamente bajo y frágil. huevos.. en. de. LDPE. In g. PVC. lio te. ca. PP. Utilizado para materiales distintos a los anteriores, para mezclas complejas en los que los materiales Todo tipo de aplicaciones anteriores no son claramente predominantes.. Bi b. PS. OTROS. Botellas de detergentes, aceite para automoción, tuberías, macetas, cubos, perfiles y sustituto de madera: bancos, suelos, vallas, etc. Alfombrillas, tuberías, estantería, cajas eléctricas, conos y pavimentos.. ie. ría. HDPE. Aplicaciones para el reciclado. Q. PET. Aplicaciones del envasado. ica. Propiedades. uí m. Código de reciclado. Envoltorios para transporte (menor calidad de diseño), cubos, macetas, perfiles y como sustituto de madera.. Carcasas de baterías de vehículos, luces de señalización, fibras de escobas, cepillos, rejillas, rastrillos, herramientas y piezas de fricción.. Interruptores eléctricos, aislante térmico, material de oficina rígido, perchas de ropa, aislante en construcciones. Aplicaciones en los que no se requiera pureza del material reciclado, como perfiles, sustitutos de madera. Los materiales reforzados con fibras no se reciclan.. Fuente: Reciclaje de residuos industriales. Residuos sólidos urbanos y fangos de depuradora [29]. 15 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(30) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. Reciclado mecánico: El reciclado de material de plásticos idealmente debería permitir utilizar el producto reciclado en el mismo proceso de producción que origino el residuo. La pérdida de características en cada ciclo de reciclado hace que a la práctica se deba utilizar en productos de menores requerimientos. ica. técnicos y por tanto de menor valor añadido, por ejemplo las bolsas de basura,. tuberías de riego, piezas no visibles. El reciclado en origen sin embargo siempre. uí m. ha existido puesto que las propias empresas reintroducen en sus procesos las mermas, retales o piezas defectuosas hasta un 30% sin perder por ello calidad en el producto final. Esto es posible debido a que el material que se recicla es. exactamente el mismo que la materia primera que se utiliza, incluyendo el color. Q. que es de gran importancia [29].. ría. Reciclaje del PET. Actualmente la mayoría del PET se recicla mecánicamente, con los. ie. inconvenientes propios de un material con impurezas como las botellas, que llevan adheridas pegatinas y pinturas. Para que el PET reciclado pueda ser. en. utilizado de nuevo en aplicaciones en contacto directo con alimentos se utiliza la técnica de la coextrusión donde se sitúa una capa de PET reciclado entre dos. In g. capas de PET virgen. Este tipo envase debe someterse a pruebas para asegurar que no se producen migraciones del reciclado hacia el alimento [29]. El PET de desecho es seleccionado de acuerdo a su transparencia, color y grado. de. de limpieza; posteriormente se efectúa el lavado para deshacerse de abrasivos, residuos de material biodegradable, papel, adhesivos y etiquetas. En este momento se separan contaminantes como arena, piedra, vidrio y metales. Una. ca. vez limpio, el PET puede compactarse en pacas, con la finalidad de reducir volumen (sobre todo si se trata de botellas), o bien, pasar por un molino para. lio te. reducción de tamaño. Para el PET mezclado con otros plásticos se lleva a cabo la separación mediante. Bi b. técnicas físicas; se puede utilizar la tecnología de flotación-hundimiento o la separación mediante disolventes. En el primer caso, el proceso se basa en diferencias de densidad y consiste en introducir el material triturado en tanques que contienen agua o una mezcla de esta con algún agente tensoactivo, con la finalidad de que el líquido moje al plástico, de tal modo que aquellos materiales con densidad menor a 1 g/cm3 queden flotando en la superficie y los de mayor valor se hundan, realizando la separación por gravedad. 16. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(31) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. También puede emplearse un equipo conocido como hidrociclón, en el cual mediante la fuerza centrífuga se genera un remolino interior ascendente que arrastra y hace salir la fracción más ligera; otro remolino descendente se encarga. ica. de expulsar por la parte exterior y hacia abajo, la fracción más pesada y las impurezas. El siguiente paso en el reciclaje, es el secado, el PET limpio pasa por. uí m. una secadora y se almacena en un silo donde se homogeneiza. Posteriormente. puede aglomerarse y extruirse para finalmente obtener pellets, los cuales pueden mezclarse con polímero virgen en distintas proporciones [30].. Q. Cabe resaltar que actualmente se consumen 120 billones de botellas de PET anualmente y teniendo en cuenta la eficiencia del 85 – 95 % en la separación. ría. efectiva de las botellas de PET en las plantas de selección y el 86 – 90 % de eficiencia en el reciclado mecánico de las botellas a escama de PET, la eficiencia. ie. global sería del 73 – 86 %, es decir bastante elevada [29]. Los usos más habituales a los que se destina la fibra reciclada mecánicamente de PET son los. Preformas 11%. Otras Láminas de Termoconformad o Fleje 8%. ca. de. In g. en. mostrados en la siguiente figura.. lio te. Fibras textiles 70%. Fig. 7. Usos de la fibra de PET reciclado. Fuente: Reciclaje de residuos industriales. Residuos sólidos urbanos y fangos. Bi b. de depuradora [29]. En comparación con el PET virgen, cuando el PET es reciclado en forma mecánica se modifican sus propiedades, como la disminución de la masa molecular y el incremento del ácido carboxílico y del acetaldehído. Sus propiedades mecánicas cambian, el RPET presenta elevada resistencia al impacto, mayor elongación a la rotura pero menor módulo de Young y es más 17. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(32) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. dúctil como resultado de las diferencias en la cristalinidad. En la Tabla 4 se comparan las propiedades de ambos tipos de PET [31]:. reciclado.. PET reciclado. 1890. 1630. Módulo de Young (Mpa) Resistencia a la rotura (Mpa). 47. Resistencia al impacto (Jm-1). 12. Viscosidad intrínseca (dlg-1). 0.72 - 0.84. Temperatura de Fusión (°C). 244 - 254. Masa Molecular (g mol-1). 24 20. 0.46 - 0.76 247 – 253 58,400. ría. 81,600. uí m. PET virgen. Q. Propiedad (unidad). ica. Tabla 4. Comparación entre propiedades físicas del PET virgen y el PET. ie. Fuente: Recycling of PET [31].. en. 1.3.4. Concreto reforzado con fibras.. El gran desarrollo impulsado en la tecnología del concreto se ha servido del uso de fibras de distintos materiales (metálicos, vítreos y sintéticos) que incrementan. In g. en gran medida la resistencia del material, aportándole una mayor tenacidad y mejorando su comportamiento mecánico. La incorporación de fibras sintéticas permite al concreto mayores prestaciones, aumentando su módulo de elasticidad. de. con estructuras más ligeras y mejorando su resistencia a la tracción. Con ello se previenen posibles fisuras y se aumenta la resistencia [32].. ca. También es bien sabido que la adición de una cantidad relativamente pequeña de fibras aleatorias dentro de la matriz cementante mejora la respuesta mecánica. lio te. del producto resultante, conocido comúnmente como concreto reforzado con fibra (FRC). El concreto reforzado con fibra tiene el potencial de exhibir una mayor resistencia y ductilidad en comparación con el concreto sin refuerzo de. Bi b. fibras, que fallan inmediatamente después de la formación de una sola fisura [33].. Las fibras son estructuras unidimensionales, largas y delgadas cuya longitud es muy superior a su diámetro y están orientadas a lo largo de un solo eje. Se doblan con facilidad y en las últimas tres décadas ha existido un crecimiento por el interés en el uso de fibras en concreto premezclado, concreto prefabricado y 18. Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.

(33) Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación. concreto lanzado. Las fibras de acero, polipropileno, vidrio y materiales naturales (celulosa de madera) están disponibles en una amplia variedad de formas, tamaños y espesor; pueden ser cilíndricas, llanas, onduladas (rizadas) y deformadas (conformadas en los extremos) con longitud típica de 20 mm a 150. ica. mm y espesor variando de 0,005 mm a 0,75 mm [34]. Las fibras sintéticas se. pueden clasificar por su diámetro, teniendo dos grupos: microfibras y . uí m. macrofibras.. Microfibras: diámetro menor a 0,30 mm, sirven en forma óptima para reducir las fisuras originadas en la retracción plástica es decir en estado fresco del concreto (empleadas en soleras y pavimentos). Presentan. Q. mejor comportamiento frente a las fisuras, usando en estos casos, un mayor número de fibras por unidad de peso.. Macrofibras: diámetro mayor a 0,30 mm, estas macrofibras pueden. ría. . colaborar estructuralmente. Sus longitudes van entre 20 y 60 mm, las. 1.3.5. Prefabricados. en. material [32].. ie. macrofibras se incluyen en el concreto para aumentar la tenacidad del. In g. Se denominan Prefabricados a los elementos ensamblados entre sí, una vez que han sido manufacturados previamente en fábrica o en otro sitio cercano a la obra (moldeados, endurecidos, etc.). Según el peso y las dimensiones de las piezas. . de. prefabricadas, se pueden clasificar en:. Prefabricados Livianos: Son los pequeños elementos prefabricados o ligeros, de peso inferior a los 30 kg, destinados a ser colocados de forma. ca. manual por uno o dos operarios.. . Prefabricados Semipesados: Su peso es inferior a los 500 kg, destinados. lio te. a su puesta en obra utilizando medios mecánicos simples a base de poleas, palancas, malacates y barretas.. . Prefabricados Pesados: Su peso es superior a 500 kg, requiriéndose para. Bi b. su puesta en obra, maquinaria pesada tales como grúas de gran porte [32].. Para elementos prefabricados cuyas dimensiones y espesores están optimizadas, las fibras han sido desde la década de los setenta elementos comunes. El transporte, la colocación de estos elementos hacen que sean susceptibles a desportillamientos, agrietamientos y descascaramientos.. 19 Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/.