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UNIVERSIDAD LAICA “VICENTE ROCAFUERTE DE
GUAYAQUIL
FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIA Y
CONSTRUCCIÓN
CARRERA: INGENIERIA CIVIL
PROYECTO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA
OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
TEMA:
“PROTOTIPO DE UN PANEL TRANSLÚCIDO EN BASE
DE PLÁSTICOS RECICLADOS PARA UNA VIVIENDA
POPULAR”
TUTORA
MSc. Dis. MARÍA LORENA PÉREZ ALARCÓN
AUTORES:
ESPINOZA MUÑOZ GERARDO AUSBERT
MORÁN MEDINA JORGE JOSÉ
GUAYAQUIL – ECUADOR
vi
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS TÍTULO Y SUBTÍTULO:
“PROTOTIPO DE UN PANEL TRANSLUCIDO EN BASE DE PLÁSTICOS RECICLADOS PARA UNA VIVIENDA POPULAR”
AUTOR/ES:
El presente proyecto manifiesta los resultados obtenidos de una investigación experimental con la finalidad de diseñar un prototipo de panel translúcido hecho a base de plástico reciclable con el fin de implementarlos en viviendas de interés social,
Para ello se realizó diferentes tipos de procesos, llegando a obtener los primeros resultado que fueron sometidos a las pruebas técnicas y resistencia química correspondientes el prototipo marca una pauta para futuras investigaciones que optimice sus combinaciones y poder lanzar al mercado un producto de calidad óptima..
N. DE REGISTRO (en base de
datos):
vii
DIRECCIÓN URL (tesis en la web):
ADJUNTO PDF: SI NO
CONTACTO CON
AUTOR/ES:
Espinoza Muñoz Gerardo Ausbert Morán Medina Jorge José
Teléfono:
0996277506 0958991941
E-mail:
Ausbert_ok_b@hotmail.com Jorgesemoran1@hotmail,com
CONTACTO EN LA
INSTITUCIÓN:
MSc. Dis. Pérez Alarcón María Lorena
Teléfono: 042 596500 E-mail: lpereza@ulvr.edu.ec
Mg. Ing. Alex Salvatierra Espinoza, Decano de la Facultad de Ingeniería, Industria y Construcción.
Teléfono: 042596500 Ext 241
viii
ix
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS
PATRIMONIALES
Nosotros, ESPINOZA MUÑOZ GERARDO AUSBERT, MORÁN MEDINA JORGE JOSÉ declaramos bajo juramento que la autoría del presente trabajo de investigación, corresponde totalmente al escrito y nos responsabilizamos con los criterios y opiniones científicas que en el mismo se declaran, como producto de la investigación realizada.
De la misma forma, cedo mis derechos patrimoniales y de titularidad a la
UNIVERSIDAD LAICA VICENTE ROCAFUERTEDE GUAYAQUIL, según lo
establece la normativa vigente.
Este proyecto se ha ejecutado con el propósito de estudiar un prototipo de panel translucido en base de plástico reciclable para viviendas popular.
Firma: ______________________________
GERARDO AUSBERT ESPINOZA MUÑOZ
C.I. 0924896459
Firma: ______________________________
JORGE JOSÉ MORÁN MEDINA
x
CERTIFICACION DE ACEPTACION DEL TUTOR
En mi calidad de Tutora del Proyecto de Investigación, “PROTOTIPO DE UN PANEL TRANSLUCIDO EN BASE DE PLÁSTICOS RECICLADOS PARA UNA VIVIENDA POPULAR”, designada por el Consejo Directivo de la Facultad de Ingeniería, Industria y Construcción de la Universidad LAICA VICENTE ROCAFUERTE de Guayaquil.
CERTIFICO:
Haber dirigido, revisado y aprobado en todas sus partes el Proyecto de Investigación titulado: “PROTOTIPO DE UN PANEL TRANSLUCIDO EN BASE DE PLÁSTICOS RECICLADOS PARA UNA VIVIENDA POPULAR” presentado por los estudiantes, como requisito previo, para optar al Título de INGENIERO CIVIL, encontrándose apto para su sustentación.
Firma:
MSc. Dis. MARIA LORENA PEREZ ALARCON
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AGRADECIMIENTO
En este momento cercano de la culminación de la carrera de Ingeniería Civil, me enorgullece recordar el camino que recorrí, aciertos y dificultades se presentaron, pero no fueron obstáculo para continuar.
Agradezco a Dios, quien con su bendición llena siempre mi vida y a todos mis padres, y familia por estar siempre presentes. A mis hijos por llenarme de alegría diariamente.
A los docentes de la Carrera de Ingeniería Civil de la Universidad Laica Vicente Rocafuerte de Guayaquil, por haber compartido sus conocimientos a lo largo de estos años de estudio, de manera especial a la Master July Herrera Valencia, por el apoyo, enseñanza y motivación que siempre comparte con todos los estudiantes en la cátedra. De la misma manera, a la MSc. Dis. María Lorena Pérez Alarcón, tutora del proyecto de investigación quien ha guiado con su paciencia, y rectitud en su desarrollo.
Gracias.
Jorge José Morán Medina
La Carrera de Ingeniería Civil me ha enseñado muchas cosas a lo largo de estos años de estudio, sin embargo, me enorgullece culminarla con este trabajo de investigación. El desarrollo de esta tesis no lo puedo determinar como un proceso sencillo, sino, una ardua labor en la que tuve un mayor acercamiento al tema. De todos los logros que he alcanzado en mi vida, siento que sumo uno más con este trabajo. Agradezco a la Universidad Laica Vicente Rocafuerte de Guayaquil y a mis maestros, pilar fundamental de mi aprendizaje, nunca mezquinaron sus conocimientos durante mi formación académica ni en la ejecución del proyecto de investigación en especial al MSc. Ing. Alex Salvatierra, por sus consejos, apoyo incondicional, ayuda desinteresada, siempre estará presente en mí su paciencia y profesionalismo.
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DEDICATORIA
Este trabajo realizado con esfuerzo y constancia en estos meses, se lo dedico a mis padres, hermanos, familiares, amigos y de manera especial a mis hijos; a quienes espero que les sirva como ejemplo de búsqueda de la superación personal en el área académica.
A mis profesores y tutora, gracias por el apoyo moral durante este proceso investigativo.
Jorge José Morán Medina
Mis esfuerzos se los dedico a mis padres, quienes me acompañaron, guiaron y ayudaron por mucho tiempo en la culminación de mi carrera y trabajo final, no solo les dedico mi tesis y carrera universitaria, si no que toda mi vida, por la compañía y consejos que me ayudaron a seguir adelante.
También puedo dedicar esto a mis hermanos, como un ejemplo de superación propia.
De manera muy especial dedico este proyecto a una persona que a pesar de observar mis virtudes, defectos, mis victorias y derrotas; siempre confió en mi estuvo ahí para darme sus palabras de aliento y superación, sus consejos que hoy en día han dado frutos y lo seguirá haciendo por el resto mi vida. La llevaré siempre presente en mi mente y corazón, esa alegría, humildad y ese optimismo de lucha constante me convierten hoy en la persona que soy, a pesar que su presencia física no se encuentra hoy conmigo me queda de legado todo lo antes mencionado, a mi querida amiga y mi segunda madre Ing. Nancy Cevallos.
xiii
INDICE DE CONTENIDO
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA ... vi
DECLARACIÓN DE AUTORÍA Y CESIÓN DE DERECHOS PATRIMONIALES... ix
CERTIFICACION DE ACEPTACION DEL TUTOR ... x
INDICE DE CONTENIDO ... xiii
INDICE DE TABLAS... xviii
INDICE DE FIGURAS ... xix
INDICE DE ILUSTRACIÓN ... xx
INDICE DE GRAFICOS ... xxii
INTRODUCCIÓN... 1
CAPÍTULO I ... 2
1.1 DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN ... 2
1.2 Tema ... 2
1.1. El problema ... 2
1.1.1. Planteamiento del problema. ... 2
1.1.2. Formulación del problema. ... 3
1.1.3. Sistematización del problema. ... 3
1.2. Objetivos de la investigación ... 3
1.2.1. Objetivo General. ... 3
1.2.2. Objetivos Específico. ... 4
1.3. Justificación de la investigación... 4
xiv
1.5. Ideas a defender... 5
1.6. Variables ... 5
1.6.1. Variable independiente. ... 5
1.7. Línea de investigación... 5
Territorio, medio ambiente y materiales innovadores para la construcción. ... 5
CAPÍTULO II... 6
2. MARCO TEÓRICO ... 6
2.1. Marco Referencial ... 6
2.1.2. El plástico ... 9
2.1.2.1. Tipos de plásticos ... 11
2.1.3.1. Propiedades del PET... 16
2.1.3.2. Características del PET ... 16
2.1.3.2. Propiedades físicas y químicas del PET ... 17
2.1.2.4.1. Antecedentes históricos del poliestireno cristal ... 19
2.1.2.4.2. El estireno. ... 20
2.1.2.4.4. Propiedades del Poliestireno PS. ... 21
2.1.2.4.5. Característica del PS (Cristal). ... 21
2.1.2.6. Panel ... 23
2.2.1. Basura ... 25
2.2.2. Biodegradable. ... 25
2.2.3. Proceso histórico del plástico. ... 26
xv
2.2.5. Contaminación del suelo por basura... 29
2.2.6. Desechos ... 29
2.2.8. Materiales de construcción ... 30
2.2.9. Fotoconductividad. ... 31
2.2.10. Luminiscencia... 31
2.2.11. Molécula. ... 32
2.2.12. Hidrocarburos. ... 32
2.2.13. Macromoléculas ... 34
2.2.14. Copo limero. ... 35
2.2.15. Monómero ... 36
2.2.16. Polímero ... 36
2.2.17. Polímeros amorfos y Cristalinos ... 37
2.2.18. Fuerzas Intermoleculares ... 37
2.2.19. Identificación de los plásticos reciclables. ... 38
2.2.19.1. Reciclaje... 39
2.2.19.2. Reflexión a la luz ... 39
2.2.20. Viviendas de Interés Social ... 39
2.3. Marco Legal ... 39
2.3.1. Constitución de la República del Ecuador... 39
CAPÍTULO III ... 42
METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN ... 42
xvi
3.2. Tipos de investigación ... 42
3.2.1. Investigación bibliográfica ... 42
3.2.2. Investigación experimental ... 42
3.2.3. Investigación analítica ... 42
3.2.4. Investigación descriptiva ... 43
3.3. Métodos ... 43
3.3.1. Deductivo ... 43
3.3.2. Hipotético Deductivo ... 43
3.3.3. Método Científico ... 43
3.4. Población, muestra e instrumentos ... 43
3.4.1. Población ... 43
3.4.2. Muestra ... 44
3.4.3. Instrumentos ... 44
3.4.3.1. Encuesta ... 44
3.4.3.2. Observación ... 44
3.5 Procesamiento y análisis de la investigación ... 44
CAPITULO IV ... 54
PROPUESTA ... 54
4.1 Tema ... 54
4.2 Descripción de la propuesta ... 54
4.3. Materiales ... 54
xvii
4.3.2. Poliestireno Cristal. ... 55
4.4 Herramientas ... 55
4.5. Maquinarias ... 57
4.6 Desarrollo del proyecto... 58
4.6.1 Diagrama de Flujo del proyecto ... 58
4.6.2. Elaboración del primer prototipo. ... 59
4.6.3. Elaboración del segundo prototipo. ... 61
4.6.4. Elaboración del tercer prototipo. ... 63
4.7. Ensayos. ... 66
4.7.1. Ensayos de Flexión. ... 66
4.7.2. Ensayos de Tensión. ... 67
4.7.3. Prueba de Impacto ... 69
4.7.4. Pruebas químicas ... 70
4.7.5. Tabla Comparativa entre Prototipo de Panel translucido y Planchas de Policarbonato Sólido. ... 72
4.7.6. Presupuesto comparativo ... 73
4.7.7. Resultados de las pruebas de laboratorio. ... 75
CONCLUSIONES... 80
RECOMENDACIONES ... 82
xviii
INDICE DE TABLAS
Tabla 1: Propiedades físicas y químicas del PET ... 17
Tabla 2: Tipos de paneles comercializados ... 24
Tabla 3: Materiales de construcción ... 30
Tabla 4: Temperatura de ebullición, fusión y densidades de los n-alcanos ... 33
Tabla 5: Plásticos que indican sustancias simples ... 35
Tabla 6: Tabla de peso molecular de los polimeros ... 35
Tabla 7: Código SPI de los plásticos reciclables ... 38
Tabla 8: Implementación de paneles ... 45
Tabla 9: ¿Usted cree que el uso de estos paneles reduciría el impacto ambiental y colaboraría con el medio Ambiente?... 46
Tabla 10: ¿Usted cree que este panel translucido de plástico reciclado pueda bajar los costos de los materiales tradicionales usados en la construcción viviendas populares y ser más asequibles para la ciudadanía?... 47
Tabla 11: Uso de este material reciclado para la construcción de viviendas de interés social ... 48
Tabla 12: ¿Cree usted que se deba implementar nuevas plantas de procesamiento de plásticos para la elaboración de materiales translucidos para utilizarlos en la construcción?... 49
Tabla 13: Charla sobre las características y propiedades del panel translucido realizado con plástico reciclado. ... 50
Tabla 14: ¿Usaría usted los paneles translucidos en las construcciones? ... 51
Tabla 15: ¿Cree usted que los paneles translucidos son una alternativa innovadora en el diseño interior? ... 52
xix
Tabla 17: Comparativa entre Prototipo de Panel translucido y Planchas de
Policarbonato Sólido. ... 72
Tabla 18: Análisis de precio unitario del panel translucido. ... 74
Tabla 19: Tabla de resultado de prueba de impacto... 79
INDICE DE FIGURAS
Figura 1: Reseña Histórica ... 11Figura 2: Materia prime Poliestire ... 18
Figura 3: Antecedentes históricos del poliestireno cristal ... 19
Figura 4: Materia prime Poliestireno cristal ... 19
Figura 5: Unidades repetitivas de estireno ... 20
Figura 6: Biodegradable... 25
Figura 12: Construcción sustentable ... 28
Figura 13: Contaminación del suelo por basura ... 29
Figura 14: Ecológico ... 30
Figura 15: Fotoconductividad ... 31
Figura 16: Luminiscencia ... 31
Figura 17: Enlaces metálicos ... 32
Figura 18: Enlaces eólicos ... 32
Figura 19: Enlaces covalentes... 32
Figura 20: Cadena molecular de los polímeros ... 34
xx
Figura 22: Ejemplo de copo limero ... 36
Figura 23: Monómero de los plásticos ... 36
Figura 24: Formación polímero ... 37
Figura 25: Cristalización de los polímeros ... 37
Figura 26: Punto de fusión y Ebullición aproximado de los plásticos ... 38
INDICE DE ILUSTRACIÓN
Ilustración 1. Botellas de bebidas de plásticos reciclables... 54Ilustración 2. Poliestireno Cristal. ... 55
Ilustración 3. Bandeja de papel de aluminio ... 55
Ilustración 4: Gabeta de plástico ... 55
Ilustración 5: Balde y Saco de plastico ... 56
Ilustración 6: Molino Electrico semi industrial... 56
Ilustración 7: Balde y Saco de plastico Molino cacero ... 56
Ilustración 8: Balde y Saco de plastico Envases y recipientes ... 56
Ilustración 9: Balanza digital ... 57
Ilustración 10: Espátula ... 57
Ilustración 11: Guantes y mascarillas ... 57
Ilustración 12: Máquina AUTOGRAPH ... 57
Ilustración 13: Diagrama de Flujo del proyecto ... 58
Ilustración 14: Elaboración del primer prototipo. ... 59
Ilustración 15: Poliestireno Cristal... 60
Ilustración 16:Moldeo por compresión ... 60
Ilustración 17:Muestra. ... 61
Ilustración 18: Elaboración del segundo prototipo. ... 61
xxi
Ilustración 20: Prototipo ... 62
Ilustración 21:. Elaboración del tercer prototipo. ... 63
Ilustración 22: Elaboración de la probeta y las diferentes partes del equipo de moldeado a calor. ... 64
Ilustración 23: Prensa con control de temperatura. ... 64
Ilustración 24: Elaboración de la probeta ... 64
Ilustración 25: Muestras finales ... 65
Ilustración 26: Ensayos de Flexión. ... 66
Ilustración 27: Ensayo de flexión de siguiente muestra ... 66
Ilustración 28: Software en el monitor ... 67
Ilustración 29: Resultados de los 5 ensayos... 67
Ilustración 30: Ensayo de compresión... 68
Ilustración 31: Ensayos de Tensión. ... 68
Ilustración 32: Muestra ... 69
Ilustración 33: Máquina de impacto al dardo ... 69
Ilustración 34:Prueba con productos cosméticos. ... 70
Ilustración 35: Prueba con materiales sintéticos y diluyentes ... 70
Ilustración 36: Prueba de combustión. ... 71
xxii
INDICE DE GRAFICOS
Gráfico 1: Implementación de paneles ... 45
Gráfico 2:¿Usted cree que el uso de estos paneles reduciría el impacto ambiental y colaboraría con el medio Ambiente? ... 46
Gráfico 3: ¿Usted cree que este panel translucido de plástico reciclado pueda bajar los costos de los materiales tradicionales usados en la construcción viviendas populares y ser más asequibles para la ciudadanía? ... 47
Gráfico 4: Uso de este material reciclado para la construcción de viviendas de interés social. 48
Gráfico 5:¿Cree usted que se deba implementar nuevas plantas de procesamiento de plásticos para la elaboración de materiales translucidos para utilizarlos en la construcción?... 49
Gráfico 6:Charla sobre las características y propiedades del panel translucido realizado con plástico reciclado. ... 50
Gráfico 7:Usaría usted los paneles translucidos en las construcciones ... 51
Gráfico 8:¿Cree usted que los paneles translucidos son una alternativa innovadora en el diseño interior? ... 52
1
INTRODUCCIÓN
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo implementar un prototipo de panel translúcido a base de plástico reciclado, y, de esta manera, brindar a los habitantes de sectores populares un producto de calidad, bajo costo, de fácil instalación y amigable con el medio ambiente. A través de las pruebas físicas y químicas realizadas, se pudo determinar que el producto cumple con todas las especificaciones y requisitos de calidad en relación con las normas INEN.
La falta de profesionales con experticia en el manejo de materiales y métodos de construcción sostenible, hace que se generen desechos que perjudican al medio ambiente y la salud de los seres humanos, debido a que liberan altas emisiones de CO2. Actualmente se busca con el reciclaje la elaboración de materiales con bajo impacto ambiental.
Se reutiliza para este prototipo el plástico PET en hojuelas obtenido del reciclaje de las botellas y en cristales fundiéndolo en una prensa a una temperatura de 180° grados centígrados, obteniéndose unprototipo de panel translúcido que podrá ser utilizado en las construcciones modernas aportando la misma luminosidad que el vidrio, pero con más dureza.
Este trabajo se encuentra redactado en cuatro capítulos que se puntualizan a continuación:
Capítulo I, se plantea y se formula el problema describiendo el propósito de la investigación y delineando sus objetivos generales y específicos.
Capítulo II, se precisa el marco teórico referencial, marco conceptual y marco legal, obtenidas a partir de fuentes bibliográficas que detallan de manera clara el estudio en cuestión y proporcionan al lector la comprensión de la investigación realizada.
Capítulo III, explica el método de la investigación empleado diferentes recursos para el desarrollo del proyecto y determinar la población y muestras de acuerdo a los datos obtenidos, el análisis y tabulación de las encuestas.
2
La producción de plásticos a nivel mundial se ha incrementado considerablemente en los últimos 50 años, y en especial de una manera acelerada en la última década, llegando a niveles de producción de plástico mucho mayor que en toda la historia de la humanidad, se puede decir que los productos hechos de plásticos facilitan el modo de vivir de las personas; pero esta producción descontrolada genera una problemática de contaminación de desechos plásticos en todos los lugares donde exista una población asentada. Unos de los sectores de producción de los plásticos son los fabricantes de envases y fundas que son productos de un solo uso y son los que en general encontramos como desechos en el medio ambiente.
En el Ecuador la producción de plástico no es indiferente con relación a los demás países, por ser un país en vía de desarrollo los productos hechos de plásticos vienen por dos sectores; los que provienen de las importaciones, y los que se fabrican e nivel local, compartiendo el problema de desechos plásticos como las otras naciones del mundo. El problema se incrementa con un mayor nivel en los países subdesarrollados, como los de américa latina debido a que las soluciones y políticas de estado para mitigar la contaminación de productos hechos de plásticos llega de manera tardía.
3 que se alineen a la conservación del medio ambiente. Introducir los paneles de plástico reciclado como propuesta ecológica para viviendas populares es una buena opción, debido a que a través que pasan los años la necesidad de una vivienda en una familia que se forma es más notoria y no siempre tienen los recursos inmediatos para adquirir una vivienda, y por otro lado el plástico es uno de los materiales de mayor abundancia en las ciudades generando grandes desechos que muy bien servirían para la creación de nuevos materiales en el área de la construcción.
A nivel mundial países europeos y latinoamericanos como Argentina, México, Colombia, fabrican elementos constructivos utilizando el plástico reciclado desarrollando elementos constructivos livianos, con aislamiento térmico y acústico, resistencia mecánica para la construcción de viviendas de tipo ecológico.
En nuestro país se realiza el reciclaje del plástico utilizándolo para la realización de artesanías, pisos, marcos de ventanas entre otros.
1.1.2. Formulación del problema.
¿Cómo se descontamina el medio ambiente de sectores populares con el uso de paneles de plástico reciclado en las viviendas?
1.1.3. Sistematización del problema.
• ¿Desde cuándo se conoce el problema de la falta de uso de material reciclado que ayuden a la descontaminación del medio ambiente?
• ¿Cómo contribuye el uso de materiales reciclado en la construcción de viviendas populares?
• ¿Cuál es el impacto económico en el uso de paneles translucidos en la construcción de viviendas?
• ¿Qué importancia tienen los paneles de plástico reciclado en las nuevas tecnologías en las fábricas de materiales constructivos?
• ¿Cuáles son las soluciones inmediatas para promover el uso de paneles translucidos de plástico reciclado?
1.2.Objetivos de la investigación
1.2.1. Objetivo General.
4
1.2.2. Objetivos Específico.
• Mostrar las características de materiales de plásticos reciclados en la construcción de viviendas populares.
• Diseñar un prototipo de un nuevo producto de construcción ecológico “plástico reciclado” y amigable con el medio ambiente.
• Enunciar los beneficios de las láminas con respecto al plástico en cuestión de resistencia.
1.3. Justificación de la investigación.
Como la abundante producción de plástico genera una gran cantidad de material la cual algunos son plásticos reutilizables, y el campo de construcción de viviendas entre ellos la de tipo populares o viviendas de interés social genera una gran demanda considerada de materiales constructivos, que con el paso del tiempo se sustituyen con otros productos nuevos, como, por ejemplo: la pared de bloques hechos con hormigón por paredes hechas de gypsum o paredes hechas con planchas de fibrocemento. De ahí nace la necesidad de utilizar productos nuevos que provengas de plásticos reciclables, que permitan bajar el nivel de contaminación y lograr sustituir otros de productos tradicionales que cuando se terminan sus vidas útiles estos materiales de desechos generan una gran contaminación.
La construcción de viviendas abarca muchos tipos de materiales entre ellos tenemos los materiales pétreos como el hormigón, los de acero como las estructuras y tejados, los vidrios y los materiales plásticos como las tuberías y planchas de policarbonatos. Por lo que siendo muy extensas las cantidades de materiales que se usan en una construcción se puede remplazar o crear materiales nuevos en la construcción.
5 Los beneficiarios serán la población de la ciudad de Guayaquil, que acceda a la adquisición de viviendas populares en los diferentes programas habitacionales promovidos por el Gobierno Nacional.
1.4. Delimitación de la investigación
Campo: Educación Superior Pregrado Área: Ingeniería Civil
Aspecto: Investigación exploratoria.
Tema: Prototipo de un papel translucido en base de plásticos reciclados para vivienda popular.
Delimitación Espacial: Guayaquil – Ecuador Delimitación Temporal: 6 meses.
1.5. Ideas a defender
La industrialización de este tipo de material alternativo como el plástico reciclado para crear un sistema que logra abaratar costos, fomentando en el país, un nuevo concepto a desarrollar como componentes constructivos, generando un material con cualidades livianas y resistentes.
1.6.Variables
1.6.1. Variable independiente.
Prototipo de un panel translucido en base de plásticos reciclados
1.6.2. Variable Dependiente.
Para vivienda popular
1.7. Línea de investigación.
6
CAPÍTULO II
2. MARCO TEÓRICO
2.1. Marco Referencial
El déficit habitacional cuantitativo en Ecuador, según el MIDUVI, hasta junio 2014 ascendió a 539.072 viviendas, siendo foco de atención tanto para constructores como para inversionistas; sin embargo, la mayoría de las viviendas construidas han sido orientadas a satisfacer la demanda de la clase alta y media alta por ser inversiones que buscan bajo riesgo y rápida recuperación, razón por la cual la oferta de vivienda popular sigue siendo limitada debido a que la mayor parte de la población percibe un salario básico y no cuenta con la suficiente capacidad de ahorro y de inversión en esta clase de activos. (Barrera & Jiménez, 2015)
La vivienda es una de las principales necesidades del ser humano, más aún esto se ve reflejado en países en vías de desarrollo, el déficit habitacional aumenta sobre todo cuando no hay u control poblacional que regule las necesidades de obtener una vivienda según aumenta la población, todo esto acompañado por falta de políticas claras y programas habitacionales accesibles para la economía de esos países. En nuestro país no deja de ser la excepción, siendo uno de las principales promesas de campaña en las diferentes elecciones de autoridades. La falta de vivienda a veces es remplazada por algunas invasiones de terrenos donde la gente construye viviendas provisionales de cartón y caña, aumentando así la pobreza de diferentes sectores donde escasea los servicios básicos como: agua, energía eléctrica, telefonía.
Según (Arguello & Castellanos, 2015) citado por (Quevedo, 2017) en la tesis titulada “Influencia de las unidades de albañilería tipo PET sobre las características técnicas y económicas de viviendas ecológicas para la zona de expansión del distrito
de nuevo Chimbote, Ancash’’ los ladrillos tipo PET son una opción para ejecutar
7 elaboración de los elementos constructivos. Por ser buenos aisladores del frío y del calor exterior permite significativas disminuciones de los costos en el mantenimiento térmico de viviendas y edificios; también es económico, resistente a los agentes naturales, durables y capaces de soportar cargas muy pesadas.
Según (Doumet & Durán, 2017) en la tesis titulada “Análisis de las propiedades de bloques construidos a base de cemento y plástico (PET) para determinar su uso y
aplicación en elementos arquitectónicos” presentan el estudio de un bloque elaborado
a base de cemento y plástico PET, aprovechando los recursos que se obtienen a través de la recolección y el reciclado de las botellas y envases de dicho material, previamente procesado y triturado para así convertirse en la materia prima necesaria para estos bloques, ya que con estos materiales y la obtención del bloque se podrán realizar las diferentes pruebas pertinentes para determinar las propiedades necesarias, para poder utilizar este bloque en las diferentes áreas de la construcción.
A través de la historia, en la industria de la construcción, los materiales utilizados siempre han ido adquiriendo nuevas formas en su fabricación y en la instalación, añadiéndoles nuevas propiedades y haciéndolos más resistentes a solicitaciones de carga, es así, que a medida que transcurre el tiempo, la tecnología va evolucionando y aparecen nuevos materiales en la industria de construcción. La creación de diseños y el uso de nuevos materiales casi siempre están dirigidos para satisfacer las necesidades del adquisidor en contraste con la época constructiva del momento.
Según (Tolozano, 2016) en su tesis “Uso de bloques de plástico reciclado en vivienda de interés social para mejoramiento de su micro-clima parroquia Tarqui,
cantón Guayaquil, provincia del Guayas, Zona 8” contribuye a nuevas propuestas de
8 Actualmente El PET se utiliza en la elaboración de eco-materiales para la construcción sostenible, debido a que se caracteriza por tener una alta cristalinidad y transparencia, ser resistente al desgaste y al ataque de insectos como polillas, hongos, bacterias.
En investigación titulada “Usos y aplicaciones del plástico PEAD reciclado en la
fabricación de elementos estructurales para construcción de vivienda en Colombia”
realizada por (Sierra, 2016) se estudió la técnica del uso de material plástico polietileno de alta densidad (PEAD) reciclado en la fabricación de elementos estructurales para la construcción de vivienda en Colombia y también se estudia una posible solución al déficit de accesibilidad a vivienda para personas de bajos recursos y en caso de emergencia, mediante la construcción rápida de viviendas sostenible a base de plástico reciclado PEAD.
Diariamente se desechan toneladas de plástico que son causantes de la contaminación ambiental, con el fin de evitarlo se está impulsando el reciclaje además investigador estudian como el PET puede ayudar como elemento estructural para la construcción para evitar el uso de materiales tradicionales y solucionar de alguna forma del déficit habitacional.
El artículo elaborado por (García, Amado, Casados, & Brito, 2013) tuvo como objetivo desarrollar un material compuesto de polietileno tereftalato (PET) de post consumo y paja de trigo, para la elaboración de madera plástica. Con estos materiales elaboraron una placa de madera plástica para ser usada en la construcción y en la elaboración de mobiliario, molduras, andamios, entre otros y pudieron determinar que esta era resistente a tensión, comprensión, flexión, así como absorbe la humedad.
(Orellana, 2014), en su proyecto de investigación titulado “Experimentación PET
con plástico para generar elementos expresivos en el espacio interior”. Durante la
9 En la tesis titulada “Prototipo de tablero para paredes en base de mezcla de viruta
de madera, yeso y plástico PET reciclado para viviendas de interés social”, realizada
por (Machado, 2018) , el tablero obtenido de la mezcla de viruta de madera con PET y yeso brinda facilidad de ser utilizado como un material de construcción en paredes, separadores de ambientes y decoración de una vivienda de interés social, ya que es económico, se instala fácilmente y no necesita de equipos pesados para su colocación. El prototipo obtenido cumple con lo establecido en la norma INEN para tableros de aglomerado, que indica que no debe absorber más del 20% de agua en un tiempo estimado de 24 horas.
Existen proyectos constructivos un estudio de caso comparativo, en Nuevo León (México), donde ha sido analizado un fraccionamiento de vivienda del tipo económico con características de sustentabilidad como caso central y se han comparado los indicadores socioeconómicos resultantes con un fraccionamiento con características tradicionales de construcción y equipamiento. El planteamiento de esta investigación obedece al problema observado en la percepción del alto costo de la construcción de vivienda sustentable y por otra parte el alto costo e impacto de los energéticos durante el período de explotación en la vivienda tradicional y su incidencia social. (Paz, Rivera, & Ledezma, 2015)
2.1.2. El plástico
La palabra plástico proviene de PLASTIKOS, palabra griega que significa idóneo a ser modelado o moldeado.
10 El plástico proviene, en su mayoría, de la destilación del petróleo. Los plásticos se obtienen mediante la polimerización de compuestos derivados del petróleo y el gas natural. La industria del plástico utiliza el 6% del petróleo que pasa por las refinerías. Los plásticos tienen propiedades que no tienen otros materiales; se destacan porque tienen poco peso y poco color, y gran resistencia a la degradación ambiental. (Tardioli, 2015)
Según estudios realizados por el Arquitecto (Zavala, 2015) en su proyecto de investigación Diseño y desarrollo experimental de materiales de construcción
utilizando plástico reciclado” define a la palabra " plástico" no asociada únicamente
11
Figura 1:Reseña Histórica
Fuente: (Zavala, 2015)
2.1.2.1.Tipos de plásticos
2.1.2.1.1. Termo plástico
Sus macro moléculas están dispuestas libremente y se entrelazan. Los plásticos más utilizados pertenecen a este grupo. Se subdividen a su vez en cinco tipos diferentes:
Polietileno (bolsas, contenedores).
Poliéster saturado (botellas, envases de alimentos).
Poliestireno (protectores para embalajes, aislantes).
Polivinilos (tuberías de agua y gas, aislantes eléctricos).
Polipropilenos (cajas, estuches con tapas abatibles, jeringuillas).
2.1.2.1.2. Termo estable
En los plásticos termo estables las macro moléculas se entrecruzan formando una red de malla cerrada. Se dividen en cuatro clases:
o Fenoles (aislantes eléctricos, bases de enchufes, interruptores). o Ánimas (clavijas, interruptores, recubrimiento de tableros).
o Resina de poliéster (embarcaciones, piscinas, fibras).
12
2.1.2.1.3. Elastómero
Esta clase de plástico tiene sus macro moléculas ordenadas en forma de red de malla con pocos enlaces. Se incluyen dentro de esta categoría los siguientes subtipos:
Caucho (neumáticos, mangueras).
Neoprenos (rodilleras, trajes de submarinismo, correas).
Poliuretano (gomaespuma, guardabarros, piel artificial).
Siliconas (prótesis, sondas, tubos medicinales, cierres herméticos)
2.1.2.2. Clasificación de los plásticos según su procedencia
Según (Tardioli, 2015) en su investigación sobre los plásticos, indica que estos se clasifican en:
Naturales
Éstos son los que no necesitan un proceso de laboratorio para producirse, ya que están compuestos por sustancias naturales. Provienen de animales o vegetales. Un ejemplo es el caucho.
Semi sintéticos
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Sintéticos
Los sintéticos son las sustancias plásticas que se obtienen mediante la polimerización de algunas moléculas sencillas. Este proceso se realiza en fábricas y laboratorios. Un ejemplo es el poliuretano.
2.1.2.3. Reciclaje del plástico
En todo el mundo, existe una preocupación por la contaminación del agua, aire y suelo; ocasionada en gran medida, por los volúmenes de residuos que se generan a diario sin recibir un tratamiento adecuado. Por sus características, los plásticos sintéticos no representan un riesgo para el ambiente; sin embargo, si son un problema mayor porque no pueden ser degradados por el entorno. Los plásticos son sustancias orgánicas de alto peso molecular que se sintetizan a partir de compuestos de bajo peso molecular y se caracterizan por una alta relación resistencia/densidad; que son propiedades óptimas para el aislamiento térmico y eléctrico, también son resistentes a los ácidos, álcalis y solventes. Dichos materiales, entraron al mundo industrial hasta expandirse también en el campo de la construcción; y en la actualidad se emplean en elementos constructivos tales como pisos, cubiertas, tragaluces, falsos plafones o muebles. A causa del crecimiento de la industria de los plásticos, han creado una dependencia sobre estos; generando un problema de tipo ambiental, debido a la acumulación de plásticos como desecho, ya que, sabiendo que pueden transformarse y reutilizarse; son tirados indiscriminadamente a basureros sin importar si son plásticos considerados como reciclables.
2.1.2.4. Etapas de reciclaje del plástico
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B) CENTRO DE RECICLADO: Aquí se reciben los residuos plásticos mixtos compactados en fardos que son almacenados a la intemperie. Existen limitaciones para el almacenamiento prolongado en estas condiciones, ya que la radiación ultravioleta puede afectar a la estructura del material, razón por la cual se aconseja no tener el material expuesto más de tres meses.
C) CLASIFICACIÓN: Luego de la recepción se efectúa una clasificación de los productos por tipo de plástico y color. Si bien esto puede hacerse manualmente, se han desarrollado tecnologías de clasificación automática, que se están utilizando en países desarrollados. Considerando lo anterior, el reciclaje del plástico es una práctica muy útil para reducir los desperdicios sólidos. Existen algunas técnicas de reciclado, las cuales dan como resultado 4 tipos:
1) Reciclado Primario: Consiste en la conversión del desecho plástico en artículos con propiedades físicas y químicas idénticas a la del material original. El reciclado primario se hace con los termoplásticos, pues las propiedades permiten que el material se funda a bajas temperaturas sin ningún cambio en su estructura.
2) Reciclaje Secundario: Convierte el plástico en artículos con propiedades inferiores a las del polímero original. El proceso de mezclado del plástico es representativo, eliminado la necesidad de separarlo.
3) Reciclaje Terciario: Es el que degrada al polímero a compuestos químicos básicos y combustibles. Diferente a otros polímeros porque en este existe un cambio químico y no físico.
4) Reciclaje Cuaternario: Consiste en el calentamiento del plástico con el objeto de usar la energía térmica liberada por medio de dicho proceso; para integrarlo en otros procesos químicos y físicos. (Zavala, 2015)
2.1.3. Antecedentes históricos del Pet
15 de cuchillo, armazones de lentes y película cinematográficas, lo cual trajo aparejado la reducción de costos de dichos productos y la llegada de los mismos a un público que previo a este descubrimiento, no podía acceder a los mismos. En 1924 el químico norteamericano de origen belga Leo Hendrik Baekeland sintetizó un polímero de interés comercial, inventado para sustituir una sustancia natural escasa: la laca. La baquelita fue el primer polímero auténticamente sintético. Los resultados alcanzados por los primeros polímeros incentivaron a los químicos y a la industria a buscar otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear nuevos polímeros. Durante 1920 y 1930, llego una avalancha de nuevos materiales procedente de laboratorios de todo el mundo: acetato de celulosa, el poli estireno, nylon (Dupont), teflón, kevlar, en 1933 el polietileno (Imperial Chemical, gran Bretaña) y sus derivados polietileno de baja densidad (PBD), polietileno de alta densidad (PAD).
16 Debido a que estos envases ligeros, transparentes, y resistentes, impiden la entrada de oxígeno y permiten la salida de dióxido de carbono que producen las burbujas de las bebidas carbonatadas. Transparencia y brillo con efecto Lupa Barrera de los gases
Esterilizable por gamma y óxido de etileno Costo/performance
Raqueado N.1 en reciclable
2.1.3.2. Características del PET
Características del PET
Biorientación: Permite lograr propiedades mecánicas y de barrera con optimización de espesores.
Cristalización: Permite lograr resistencia térmica para utilizar bandejas termo formadas en hornos a elevadas temperaturas de cocción
Esterilización: El PET resiste esterilización química con óxido de etileno y radiación gamma.
Punto de fusión 252-260°C.
Buena resistencia a: Grasas y aceites presentes en alimentos, soluciones diluidas de ácidos minerales, álcalis, sales, jabones, hidrocarburos, alifáticos, y alcoholes.
Poca resistencia a: Solventes halogenados, aromáticos, cetonas de bajo peso molecular y bases.
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2.1.3.2. Propiedades físicas y químicas del PET
Tabla 1: Propiedades físicas y químicas del PET Propiedades Físicas y Químicas
Resistencia al ataque químico Resistente a combustibles, alcoholes,
grasas, éteres ácidos y bases diluidas.
Solubilidad Insoluble: solventes orgánicos
Solubilidad en menor grado: solventes halogenados, aromáticos, cetonas ácidos y bases fuertes.
Resistencia al envejecimiento Buena resistencia: Temperatura
ambiental, radiaciones solares, humedad.
Estabilidad térmica Estable a temperaturas ≤ 71°C
Cristalizado estable a temperaturas ≤ 230°C
Permeabilidad Excelente barrera al CO2 y O2
Densidad Estado amorfo: 1.33 – 1.37 g/cm3.
Estado cristalino: 1.45 – 1.51 g/cm3.
Conductividad térmica Buen aislamiento térmico = 0.24 W/m x
K
Absorción de agua < 0.7 % durante 24 horas
Propiedades ópticas Transmisión de luz: 89% Índice de
refracción: 1.576
Propiedades biológicas No presenta vulnerabilidad al ataque
microbiológico
Elaborado por: Espinoza G & Morán J
2.1.3.4.Solubilidad del PET
18 carácter higroscópico debido a que en estado fundido muestra una gran sensibilidad al hidrólisis.
2.1.2.4. Poliestireno
Según Corrochano, Vicente & Valeanu, Andrea, en el 2016, citado por (Ocles, 2017) el poliestireno es un plástico económico y resistente muy a menudo confundido con el polietileno (PE), el cual es un material termoplástico blanquecino, de transparente a translúcido, y es frecuentemente fabricado en finas láminas transparentes, las secciones gruesas son translúcidas y tienen una apariencia de cera, mediante el uso de colorantes pueden obtenerse una gran variedad de productos coloreados. Con este polímero se hacen las bolsas de almacén, los frascos de champú, e incluso chalecos a prueba de balas. El poliestireno (PS) básicamente es un polímero termoplástico que se obtiene de la polimerización del estireno. El material termoplástico a temperaturas relativamente altas se vuelve deformable o flexible, se derrite cuando se calienta y se endurece en un estado de transición vítrea cuando se enfría lo suficiente. Existen cuatro tipos principales:
1. el PS cristal, que es transparente, rígido y quebradizo;
2. el poliestireno de alto impacto, resistente y opaco, que en la práctica también se denomina PS choque;
3. el poliestireno expandido, muy ligero, (EPS, siglas en inglés); y,
4. el poliestireno extrusionado, similar al expandido, pero más denso e impermeable
Figura 2: Materia prime Poliestire
19
2.1.2.4.1. Antecedentes históricos del poliestireno cristal
Figura 3: Antecedentes históricos del poliestireno cristal Elaborado por: Espinoza G & Morán J
Los primeros inicios de la producción industrial de poliestireno cristal fue realizado por la empresa Alemania BASF, en 1930, y en las décadas siguientes fueron inventados el PS expandido y el PS choque. Desde aquellos tiempos hasta la actualidad el producto ha ido mejorando sustancialmente, agregando nuevos usos del poliestireno, dando lugar a una industria establecida y con una gran demanda a nivel mundial. El poliestireno es hoy el cuarto plástico más consumido, por detrás del polietileno, el polipropileno y el PVC. (San, 2015)
Figura 4: Materia prime Poliestireno cristal Fuente: (San, 2015)
Historia del
Poliestireno
Cristal
PS EXPANDIDO - 1940 PS CHOQUE - 1940
1940 - HASTA LA FECHA EL POLIESTIRENO
20
2.1.2.4.2. El estireno.
Este es un hidrocarburo aromatico de fórmula C8H8, , un anillo de benceno con
un sustituyente etileno, manufacturado por la industria química. Este compuesto molecular se conoce también como vinilbenceno, etenilbenceno, cinameno o feniletileno. Es un líquido incoloro de aroma dulce que se evapora fácilmente. A menudo contiene otros productos químicos que le dan un aroma penetrante y desagradable. El estireno es apolar, y por tanto se disuelve en algunos líquidos orgánicos, pero no se disuelve muy fácilmente en agua. Se producen millones de toneladas al año para fabricar productos tales como caucho, plásticos, material aislante, cañerías, partes de automóviles, envases de alimentos y revestimiento de alfombras. (jbertral, 2014)
2.1.2.4.3. Estructura del poliestireno cristal
Las unidades de estireno conforman repetitivamente el polímero, se mide por peso molecular de estireno para la conformación del polímero. El peso molecular promedio del poliestireno comercial varía entre 100.000 y 400.000 g mol-1. [4] Cuanto menor es el peso molecular, mayor es la fluidez y por tanto la facilidad de uso del material, pero menor es su resistencia mecánica. Para conseguir un poliestireno a la vez fluido y resistente se puede acudir a distribuciones bimodales de pesos moleculares, un activo campo de investigación en el poliestireno. (jbertral, 2014)
21
2.1.2.4.4. Propiedades del Poliestireno PS.
Hay que tener en cuenta que, además de los enlaces covalentes que mantienen unidas a las moléculas de los monómeros, suelen producirse otras interacciones intermoleculares e intermoleculares que influyen notablemente en las propiedades físicas del polímero, que son diferentes de las que presentan las moléculas de partida. El poliestireno, en general, posee elasticidad, cierta resistencia al ataque químico, buena resistencia mecánica, térmica y eléctrica y baja densidad. (Cañamero, 2019)
El poliestireno es un polímero termoplástico. En estos polímeros las fuerzas intermoleculares son muy débiles y al calentar las cadenas pueden moverse unas con relación a otras y el polímero puede moldearse. Cuando el polímero se enfría vuelven a establecerse las fuerzas intermoleculares, pero entre átomos diferentes, con lo que cambia la ordenación de las cadenas. (Cañamero, 2019)
2.1.2.4.5. Característica del PS (Cristal).
El poliestireno Cristal es un polímero ligero y muy frágil a temperatura ambiente por lo que se utiliza en interiores exclusivamente, donde se encuentra una extensa variedad de usos, donde podemos apreciar directamente por sus características. (Arteplástica, 2019)
Piezas de electrodomésticos. Funciona como excelente aislante eléctrico desde bajas hasta altas frecuencias.
Mamparas de baño y ducha. Debido a su baja tendencia a la absorción del agua y su buena adaptación a los lugares húmedos.
Lámparas, plafones de iluminación y piezas moldeadas al vacío. Por su gran estabilidad dimensional al calor.
Acristalamientos, displays y expositores. Con su brillo elevado y transmisión de luz del 90 % en el espectro visible (400-800 nm.).
Enmarcación de cuadros, posters y fotos. Aplicaciones también disponibles en acabado antireflectante, manteniendo vivo su color.
22 Bricolaje. Es altamente resistente a las termitas.
Juguetes. Cumple la norma de seguridad europea EN 71.
2.1.2.5. Uso de materiales reciclados en la construcción de viviendas
populares.
El uso de materiales reciclados en la construcción de viviendas populares
En México desde el año 2007 se desarrolla el Programa Nacional de vivienda dirigido a un “Desarrollo Habitacional Sustentable” para las personas de escasos recursos económicos, con la utilización de paneles solares, para interiores el uso de tableros elaborados con material reciclado utilizando el corcho natural triturado, otros de fibras naturales expandidas, copos de celulosas con papel periódico tratadas con sales bóricas, en exteriores el uso del adobe estabilizado, la sustitución del mortero por un mortero de cal.
Comprobándose que este tipo de construcciones tienen en ahorro energético, de agua debido a que utilizan las aguas lluvias para regar las áreas verdes implementadas en las azoteas de las viviendas, logrando un bajo costo referente a las viviendas de tipo sustentables comparados con las tradicionales.
En Cali- Colombia, la Universidad de San Buenaventura desarrolló un proyecto investigativo del diseño de una vivienda sostenible y responsable ambientalmente, con el uso de materiales con propiedades biodegradables, dispositivos electrónicos para el ahorro energético, reutilización de aguas grises y protección patrimonial de una vivienda para el sector rural, los estudiantes de arquitectura diseñaron un tablero portátil didáctico donde se implementa el sistema fotovoltaico en la vivienda. El tablero permite la interconexión de bombillos según las especificaciones de una vivienda, además facilita la medición de tensión, corriente y potencia, tanto en DC -proveniente del panel- como en AC --proveniente de la red eléctrica- convencional. (Cruz, Cardona, & Hernández, 2013)
La arquitectura sostenible permite el ahorro energético para evitar la menor producción de CO2, en este proyecto se demuestra que con la utilización de un panel fotovoltaico generando electricidad a partir de una fuente no convencional.
En el Ecuador, según (Aguirre, 2013) en su tesis titulada “El Plástico reciclado como
23 plástico artesanal para ser usado en construcciones de viviendas, realizaron varias pruebas utilizando materiales como: cemento, plástico fino sucio, grava, plástico fino limpio, arena, aditivo, después de varios ensayos se comprueba que se puede utilizarlo en edificaciones.
En Argentina, el Centro Experimental de la Vivienda Económica ha desarrollado desde su fundación en 1967 y hasta la actualidad diversos sistemas constructivos, con la finalidad de obtener viviendas económicas aptas para nuestra realidad Latinoamericana utilizando materiales no tradicionales para elaborar ladrillos o bloques utilizando plástico reciclado. (Berreta, Arguello, Gatani, & Gaggino, 2014).
2.1.2.6. Panel
La palabra panel viene del latín pannus (paño o tela). Dando un par de vueltas primero por el francés anticuado panel (panneau), este vendría de un latín reconstruido (pannellus) para llegar al castellano, el viejo panel francés se refiere a telas o estructura prefabricadas usadas para hacer compartimientos, o sea divide verticalmente un espacio. Y la segunda vuelta va del francés al inglés ante de llegar a nuestro idioma, dándole significado la palabra panel como grupo de personas para tratar al público, de aquí es que la palabra panel tiene diferentes significados de acuerdo a la orientación del mensaje enviado por el emisor. (Etimológico, 2019).
2.1.2.6.1. Paneles Divisores
Entonces se puede decir que los paneles divisores no son más que elementos arquitectónicos que al ser emplazados dentro de un espacio, su principal función es la compartimentación del mismo de una manera adecuada haciendo que los mismos ganen en amplitud, orden y que, estéticamente sean más agradables para las personas que allí residen o transitan y que las mismas puedan desarrollar su vida en un ambiente más armónico y ordenado. (Caivinagua, 2014)
2.1.2.6.2. Tipos de Paneles.
24 los diferentes receptáculos dentro de una pare. También es un elemento de origen prefabricado que permite la división vertical de viviendas u oficinas. Como el área de la construcción es amplia en la diversidad de materiales, podemos encontrar multitud de paneles con diferentes materiales y formas. (Definición, 2019)
2.1.2.6.3. Características de los Paneles
Los paneles divisores de ambientes son cada vez más populares en el ámbito de la construcción, además de ser elementos prácticos ofrecen varias alternativas al momento de dar una solución tanto en los espacios amplios como en los reducidos, por ese motivo es que poseen ciertas características que los hacen un importante sustituto de los elementos cotidianos cuando de dividir espacios se trata.
2.1.2.6.4. Tipos de paneles comercializados Tabla 2: Tipos de paneles comercializados
PLANCHA
25
2.2. MARCO CONCEPTUAL
2.2.1. Basura
Todo desecho sólido o semi-sólido, putrescible o no putrescible. Se comprende en la misma definición los desperdicios, cenizas, elementos de barrido de calles, desechos industriales no contaminantes, de establecimientos hospitalarios no contaminantes, plazas de mercado, parques, ferias populares, etc. (Cano, González, & Pillasagua, 2013)
2.2.2. Biodegradable.
Es una degradación causada por la actividad biológica, especialmente por la acción enzimática (“enzima es la proteína que actúa como catalizador de las reacciones bioquímicas del metabolismo”), dando lugar a un cambio significativo en la estructura química de un material”. La Unión Europea considera que “un material es biodegradable si se descompone o abate en su mayor parte con agua, dióxido de carbono y materia orgánica en un plazo de tiempo no mayor de los seis meses”. (García S. , 2016)
Figura 6: Biodegradable
26
2.2.3. Proceso histórico del plástico.
El desarrollo del plástico surge, cuando se descubrió que las resinas naturales podrían emplearse para la elaboración de objetos de usos plásticos. Es así como como nace el plástico natura para fabricar objetos de uso cotidianos para la época. Estas resinas como el betún, la gutapercha, la goma laca y el ámbar, son extraídas de ciertos árboles, y se tienen referencias de que ya se utilizaban en Egipto, Babilonia, la India, Grecia y China. En América se conocía otro material utilizado por sus habitantes antes de la llegada de Colón, conocido como hule o caucho.
Figura 7:. Asta Natural
Elaborado por: Espinoza G & Morán J (2018)
Figura 8:. Ámbar Natural
Elaborado por: Espinoza G & Morán J (2018)
Figura 9:. Goma Laca
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Figura 10:. Gutapercha
Elaborado por: Espinoza G & Morán J (2018)
2.2.3.1.Celuloides.
El celuloide es un plástico a base de nitrato de celulosa y alcanfor. El nitrato de celulosa se obtiene tratando la celulosa extraída de las plantas con ácido nítrico. Esta sustancia plástica adquiría la forma deseada antes de endurecerse. (García D. , 2017). La celulosa es uno de los muchos polímeros encontrados en la naturaleza. La madera, el papel y el algodón contienen celulosa. La celulosa es una excelente fibra. La madera, el algodón y la cuerda de cáñamo están constituidos de celulosa fibrosa. La celulosa está formada por unidades repetidas de monómera glucosa.
El alcanfor es una sustancia semisólida cristalina y cerosa con un fuerte y penetrante olor acre. (Yúfera, 2019)
Figura 11: Celuloides Fuente: (Yúfera, 2019)
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2.2.3.2. Plásticos sintéticos.
Con la aparición de la Baquelita en 1909 por el químico norteamericano Leo Hendrik Baekeland un polímero de interés comercial, a partir de moléculas de fenol y formaldehído, donde este producto podría moldearse a medida que se formaba y resultaba duro al solidificar dio como resultado una alta resistencia al agua, disolventes, no conducía electricidad, quedando como el primer plástico totalmente sintético de la historia. (AMBIENTAL, 2019)
Desde que los resultados alcanzados por los primeros plásticos los químicos se incentivaron a buscar otras moléculas que pudieran enlazarse para crear polímeros, hasta llegar al Estireno que es un gas derivado del petróleo.
2.2.4. Construcción sustentable
Se entiende como el desarrollo de una construcción tradicional, pero tomando consideración el medio ambiente. Implica un interés creciente en todas las etapas del proceso, tomando en consideración algunas alternativas hacia el cuidado de los recursos naturales evitando la contaminación para un ambiente saludable (Almagro & Venegas, 2015)
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2.2.5. Contaminación del suelo por basura
La contaminación del suelo, entendida como la incorporación de sustancias dañinas o tóxicas que pueden afectar adversamente su calidad (y la salud de los organismos que viven en él), representa una grave amenaza para el suelo y un reto medioambiental (Jiménez, 2018)
Figura 13: Contaminación del suelo por basura Fuente: (Jiménez, 2018)
2.2.6. Desechos
Se entiende por denominación general que los desechos son cualquier tipo de productos residuales, restos de residuos o basura. Generalmente la mayor cantidad de estos desechos son proveniente de la actividad humana. Entre los tipos de desechos que podemos encontrar están los desechos plásticos donde según cifras de las Naciones Unidas, más de 100 mil especies mueren cada año por el plástico que contamina el mar y en unos 30 años, habrá más plástico que peces en el mar, y en la tierra la contaminación al medio ambiente por los desechos plásticos es habitual.
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2.2.7. Ecológico
Realizado u obtenido sin emplear compuestos químicos que dañen el medio ambiente. La vida en el planeta depende del equilibrio de todos los seres vivos con el medio ambiente.
Figura 14: Ecológico
Fuente: (AMBIENTAL, 2019)
2.2.8. Materiales de construcción
La construcción civil y la industria auxiliar de la construcción es el sector con mayores capacidades ser un sumidero de residuos dado que esta maneja gran cantidad de volúmenes de materiales (CASTELLS, 2019).
Un material de construcción es una materia prima o con más frecuencia un producto manufacturado, empleado en la construcción de edificios o de obras de ingeniería civil, Y se pueden clasificar de la siguiente manera: (Iremiri, 2019)
Tabla 3: Materiales de construcción
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2.2.9. Fotoconductividad.
La conductividad de los materiales semiconductores depende del número de electrones de la banda de conducción y también del número de huecos de la banda de valencia, la energía térmica asociada con las vibraciones de red puede excitar a los electrones y generar huecos y/o electrones libres. La luz del sol se convierte directamente en energía eléctrica en las células solares que también emplean semiconductores, en ciertos espacios el funcionamiento de estos dispositivos es el inverso de los diodos emisores de luz (Kaltenbach, 2014).
Figura 15: Fotoconductividad Fuente: (Kaltenbach, 2014).
2.2.10.Luminiscencia.
La luminiscencia es el fenómeno que experimentan ciertos materiales que son capaces de absorber energía y volver a emitirla se generan por transmisiones electrónicas en el sólido. Si la emisión dura menos de un segundo el fenómeno se denomina fluorescencia y si dura más se denomina fosforescencia (Kaltenbach, 2014)
32
2.2.11. Molécula.
Las moléculas es el resultado de la combinación de dos o más átomos, cuyas propiedades proceden de tres factores fundamentales: los elementos implicados, el número de átomos que se unen y el tipo de enlace químico que presenten. Los enlaces de las moléculas definen su resistencia y el número de átomos que se unen determinan el tamaño de la molécula. Existiendo tres tipos de enlaces químicos primarios que son: ¡) enlaces metálicos, 2) enlaces iónicos, y 3) enlaces covalentes, donde los enlaces covalentes son los más importantes para los plásticos.
Figura 17: Enlaces metálicos Fuente: (J. L. Mier, 2019)
Figura 18: Enlaces eólicos
Fuente: (J. L. Mier, 2019)
Figura 19: Enlaces covalentes Fuente: (J. L. Mier, 2019)
2.2.12. Hidrocarburos.
33 únicamente enlaces covalentes simples, se consideran saturados, esto se refiere que los lugares de unión están totalmente cargados. Por el contrario, las moléculas insaturadas contienen algunos enlaces dobles, son químicamente más reactivos que los simples.
Las moléculas que tienen 1, 2, 3 o 4 átomos de carbono tienen punto de evolución debajo de 0 °C, lo que significa que son gases a temperatura ambiente, las moléculas de 5 a 10 carbonos son liquidas totalmente volátiles a temperatura ambiente, cuando el número de carbono supera los 20 los materiales se hacen sólidos.
Tabla 4: Temperatura de ebullición, fusión y densidades de los n-alcanos
Fuente: (Diaz, 2012) .
34 Figura 20: Cadena molecular de los polímeros
Fuente: (Hernández, Fernández, & Baptista, 2014)
2.2.13. Macromoléculas
Una estructura de hidrocarburo saturado simple es el polietileno, PE, una molécula del PE común contiene 1000 átomos de carbono en su esqueleto, debido a su gran tamaño la molécula de los plásticos son conocidas como macromoléculas aunque son grandes no se pueden ver fácilmente esta mide aproximadamente 0.0025mm, como son largas la química lo representa su estructura una formula abreviada, donde la estructura repetida más pequeña se denomina mero (Unidad estructural que se repite en la cadena macromolecular). (J. L. Mier, 2019)
Figura 21: Macromolécula
Fuente: (Hernández, Fernández, & Baptista, 2014)
35
Tabla 5: Plásticos que indican sustancias simples
Posición X Nombre del Material Abreviatura
H
Elaborado por: Espinoza G & Morán J (2018)
GRADO DE POLIMERIZACIÓN. Es el número de meros en la cadena
macromolecular.
PESO MOLECULAR. Es el resultado de multiplicar el peso molecular de la unidad repetitiva (mero) por el grado de polimerización. (J. L. Mier, 2019)
Tabla 6:Tabla de peso molecular de los polimeros
Fuente: (J. L. Mier, 2019)
2.2.14.Copo limero.
36 Si en la formación de la macromolécula durante la polimerización han intervenido dos o tres monómeros en la formación de la macromolécula, el polímero se denomina copo limero. (Tueros, 2019)
Figura 22: Ejemplo de copo limero
Elaborado por: Espinoza G & Morán J (2018)
2.2.15.Monómero
Los monómeros son moléculas que disponen de una masa molecular reducida. Cuando muchos monómeros se unen a través de enlaces químicos dan forma a un polímero, que es una macromolécula. (Pérez, 2019)
Figura 23: Monómero de los plásticos
Elaborado por: Espinoza G & Morán J (2018)
2.2.16.Polímero
37 Los polímeros pueden ser naturales o polímeros sintéticos. Los monómeros son los pequeños eslabones que se repiten para formar un polímero mediante un proceso llamado polimerización. (Sand, 2019)
Figura 24: Formación polímero
Fuente: (Sand, 2019)
2.2.17.Polímeros amorfos y Cristalinos
Los términos cristalinos y amorfos se utilizan normalmente para indicar las regiones ordenadas y desordenadas de los polímeros, En la figura se muestra el esquema de un sistema amorfo, uno semicristal no, y otro cristalino. En estado sólido algunos polímeros son completamente amorfos o semicristalinos, con frecuencia se utiliza el termino cristalino que semicristalino, aunque ninguno es completamente cristalino. Los polímeros con la capacidad de cristalizar son los que sus moléculas son químicas y geométricamente regulares en su estructura “ordenadas”. (Marcillo., 2019)
Figura 25: Cristalización de los polímeros
Fuente: (Hernández, Fernández, & Baptista, 2014)
2.2.18. Fuerzas Intermoleculares
38 fundamental por la cristalinidad. Dos de estas propiedades son la resistencia a la tracción y el punto de fusión.
Las interacciones moleculares constituyen un factor fundamental para estas diferencias, Las interacciones intermoleculares son fuerzas de atracción entre moléculas o entre átomos de moléculas distintas.
Figura 26: Punto de fusión y Ebullición aproximado de los plásticos
Fuente: (Hernández, Fernández, & Baptista, 2014)
2.2.19. Identificación de los plásticos reciclables.
Los plásticos comúnmente reciclados tienen sus respectivas identificaciones a nivel mundial en la cual cada producto hecho de plástico lleva una marca donde la identificación muestra las propiedades y sus características. La enumeración tiene un valor que demuestra el puesto con respecto a la facilidad de reciclaje. Un ejemplo es el PET, que esta como número 1 y es más fácil de reciclar. (UDEP, 2019)
Tabla 7: Código SPI de los plásticos reciclables
