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Introducción:


Objetivos:

Objetivo general: Determinar a través de pruebas de laboratorio, los efectos en la resistencia, manejabilidad, densidad y el aporte ambiental que tiene el reemplazo de agregados gruesos por PET, en una mezcla de concreto.

Objetivos específicos

  • Evaluar el efecto que tiene el reemplazo gradual de agregados gruesos por PET, en la resistencia a la compresión de una mezcla de concreto.

  • Establecer la relación entre la cantidad de agregado grueso reemplazado por PET y la manejabilidad en una mezcla de concreto.

  • Determinar la relación que hay entre los diferentes reemplazos de PET como agregado grueso y la densidad del concreto.

  • Correlacionar las cantidades de PET utilizadas en una mezcla de concreto y la mitigación de impactos ambientales generados a partir la disposición final de estos residuos.

Marco Teórico

El concreto es un material muy común para la construcción en el mundo, está elaborado a base de agua, arena, cemento y grava, a este material, se le incorporaron cantidades proporcionales de PET, como reemplazo de la grava, dando como resultado un concreto liviano, dado que será especialmente diseñado a partir de los materiales tradicionales y con un componente de polietileno para mantener una consistencia plástica y un peso por unidad de volumen que garantice su cualidad de liviano. (Hernández, 2006)

Una de las principales características del concreto es su bajo peso y poca utilización de agregados gruesos, lo que lo convierte en el elemento ideal para la construcción. La materia prima de este proyecto es el PET, conocido científicamente como “Tereftalato de polietileno”, constituido por 64% de petróleo crudo, 23% derivados de gas y 13% de aire. Tiene excelentes propiedades mecánicas, como el buen comportamiento frente a esfuerzos permanentes, alta resistencia al desgaste, buena resistencia química, buenas propiedades térmicas y una barrera a CO2, aceptable barrera a O2 y humedad, alta rigidez y dureza, gran indeformabilidad al calor, alta resistencia a los agentes químicos y estabilidad a la intemperie y presenta propiedades ignifugas en los tipos aditivados. (Industriales, 2010)

Uno de los principales problemas del PET, es su disposición, ya que una vez que se convierte en residuo, es notoria su presencia en los cauces de corrientes superficiales y en el drenaje provocando taponamiento y dificultades en los procesos de desazolve, facilitando inundaciones, así como en las calles bosques, selvas y el océano generando “basura”.

A pesar de que las características físicas y químicas aseguran que este material es inerte en el medio ambiente, el impacto visual que produce su inadecuada disposición es alto y perceptible para la población. (De los Ríos, 2009)

Además de ofrecer una nueva alternativa en la disposición de los envases PET, el nuevo material estará regido bajo las normas técnicas colombianas de construcción (NTC), asegurando así un control de calidad en las mezclas de concreto que vayan a ser usados en las diferentes obras, especialmente en muros divisorios, que son aquellos que al separar los espacios no soportan las cargas estructurales y son generalmente ligeros. La función de los muros divisorios es separar, aislar; sus peculiaridades pueden ser: acústicas, aislantes, térmicas o impermeables. (Geek, 2011)

Perturbación de la onda:


¿Cuál es el efecto mecánico y el aporte ambiental que tiene el reemplazo de agregados gruesos por PET (Tereftalato de polietileno) en una mezcla de concreto?

Superposición de la onda:


Descripción del problema

El “PET”, (Tereftalafo de polietileno) es un material polímero muy utilizado por la industria, siendo uno de los materiales más útiles en la vida cotidiana, así como también uno de los más grandes generadores de contaminación en el mundo, debido al largo período de tiempo que requiere su descomposición en el ambiente. (Ministerio de Ambiente, 2004) Este material reciclable, ha permitido, gracias al impacto ambiental negativo que genera, la creación de nuevos proyectos y de propuestas investigativas para tratar de disminuir tal impacto.
El “PET” es un material que ha llegado a sustituir varios materiales tales como el vidrio, la madera y el cloruro de polivinilo (PVC) ya que se caracteriza por su gran ligereza y resistencia mecánica a la compresión, posee alto grado de transparencia y brillo, conserva el sabor y olor de los alimentos, y es una barrera contra los gases. El PET, producido a partir del petróleo crudo, gas y aire, es el material plástico con el cual se elaboran los envases de bebidas gaseosas y aguas minerales, entre otras. Las botellas son desechables, por lo que su destino suele ser la bolsa de basura y, por extensión, los rellenos sanitarios donde se depositan los residuos domiciliarios. (Ministerio de Ambiente, 2004)
De ahí la necesidad de disminuir el índice de contaminación producido por el “PET”, y de interrogarse sobre si ¿Podría ser utilizado el Tereftalato de Polietileno (PET) como un remplazo de la gravilla y que esto permita su reutilización como material para la construcción?, de esta manera probar un material y lograr una disposición adecuada de los plásticos producidos a nivel mundial, ya que este es un material que existe en gran cantidad en todo el planeta y que no posee un destino final adecuado y suficiente.
Justificación del problema

Día a día la tecnología y la ciencia hacen que el mundo y los seres humanos tengan la necesidad de avanzar y mejorar. Son muchas las creaciones humanas con las que se ha buscado el bienestar y la comodidad, pero son muy pocas las soluciones que se han propuesto a fin de disminuir y frenar la tasa de contaminación que se genera en el mundo por diversos factores. Un ejemplo claro de ello es el uso inadecuado que se le da a las botellas de plástico de “PET”, que luego de ser utilizadas son desechadas, produciendo un proceso de descomposición que tarda alrededor de unos 200 años. En Colombia se producen anualmente alrededor de 84.000 toneladas de PET de las cuales solo el 28% es reciclado. (Reciclado, 2006)

Medellín Colombia, es una ciudad que está en continua transformación y cuyos avances tecnológicos buscan mejorar la calidad de vida de sus habitantes en diferentes campos. A la hora de hallar nuevas alternativas, que busquen integrar los avances de la ciencia con el hecho de disminuir el impacto ambiental en la ciudad, es verdaderamente, muy poco lo que se ha hecho. Una de las maneras de implementar las soluciones de calidad de vida para los seres humanos, está encaminado en la creación de nuevos materiales de construcción, elaborados con recursos ofrecidos por la naturaleza. Materiales reciclables que posean características mecánicas y físicas que permitan su adaptación al desarrollo de nuevos materiales de construcción o mezclas para su optimización y que puedan ser utilizados en diferentes construcciones o diseños arquitectónicos. Uno de esos materiales es el “PET”, que debido a el período de tiempo tan largo que requiere para biodegradarse, necesita un uso que pueda ser menos contaminante a la hora de emplearse como material en la industria.

Por esta razón, proponemos la incorporación del PET como agregado grueso en una mezcla de concreto, que posea características esenciales y específicas, tales como la resistencia a la compresión, la manejabilidad, la densidad y el aporte ambiental. Se ha demostrado que este elemento tiene excelentes propiedades mecánicas; es un material con características únicas como la Termoformabilidad, barrera a gases u aromas, calidad, disponibilidad y bajo peso (PET, 2004); por lo que es fácil integrarlo con un material de contención como lo es el concreto, cuyas características pueden estar estrechamente relacionadas con las del PET, y así poder arrojar como resultado la creación de una nueva mezcla en la que la gravilla se vea remplazada, permitiendo la construcción de obras civiles y un nuevo método de disposición final de los residuos de “PET”.

Antecedentes del problema

Desde el punto de vista ambiental, el PET es la resina que presenta mayores aptitudes para el reciclado. El principal destino de esta materia prima post-consumo es la fabricación de fibras textiles, utilizándose en la confección de alfombras, cuerdas, cepillos y escobas, telas para prendas de vestir, calzados, camisetas, etc. El PET reciclado no se destina a nuevos envases para bebidas o alimentos en contacto permanente. (PET, 2004)

La necesidad de solucionar la gestión de residuos sólidos urbanos impulsa el desarrollo de sistemas alternativos del reciclado. Estas soluciones están a cargo, básicamente, de las empresas, aunque se observa cada vez mayor preocupación social y una incipiente cultura en el consumidor por disminuir la agresión al ambiente. (PET E. , 2005)

La propuesta de crear nuevas estrategias e iniciativas para contrarrestar el problema ambiental del PET se ha ido expandiendo en muchos países del mundo, con la idea de implementar materiales reciclables a nuevos y necesarios materiales de construcción, como el concreto, mortero, etc.

El Centro Experimental de Vivienda Económica (CEVE) de Argentina, ha realizado ladrillos con distintos materiales de desechos, entre los que se encuentran: papel, PET y cáscaras de maní. Los ladrillos de papel son mucho más livianos que los convencionales; su aspecto es rugoso y gris; son resistentes, aunque en menor medida que los tradicionales; un ladrillo común pesa 2,5 kilos; el de papel 1,1 kilo; el de PET un kilo; y el de cáscara de maní, medio kilo. (Patricios, 2007)

En la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo (FADU) de la Universidad de Buenos Aires existen bolsas de Polietileno, botellas de agua mineral y parachoques de autos, separados de los residuos, los cuales se convertirán por medio de un emprendimiento social en placas de revestimiento, viguetas y otros materiales, para la construcción de casas económicas y de calidad. (Costilla, 2009)

En la facultad de ingeniería de la universidad Central de Venezuela se han realizado varios estudios y propuestas investigativas que tienen como objetivo el reemplazo parcial de agregados finos por PET en mezclas con cemento, cuyo producto final sea un nuevo material de construcción (Alesmar Luis, 2008)

Gracias a los antecedentes y a las diferentes investigaciones anteriormente mencionadas, el proyecto ha partido de las necesidades como alternativa para darles solución surge la creación de la propuesta:

Proponemos la incorporación de PET como agregado grueso en una mezcla de concreto, con propiedades como la resistencia a la compresión, manejabilidad, densidad y aporte ambiental. Se ha demostrado que este elemento tiene excelentes propiedades mecánicas; y características únicas como la Termoformabilidad, barrera a gases, disponibilidad y bajo peso; por lo que es fácil integrarlo con un material de contención como el concreto, cuyas características están relacionadas, para así crear una mezcla en la que se reemplace la gravilla permitiendo la construcción de obras civiles y un nuevo método de disposición final de los residuos de “PET”
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