FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL TÍTULO: “EMPLEO DE LA CASCARILLA DE ARROZ EN LA FABRICACIÓN DE LÁMINAS PRENSADAS PARA MAMPOSTERÍA EN LAS VIVIENDAS DEL AA.HH. NADINE HEREDIA”
AUTORES: CHONG SANCHEZ, CARMEN DEL PILAR HOYOS LLANOS, JHOE TORRES VALERA, KIARA KATIUSKA TUESTA VILLACORTA, GEAN CARLOS URBINA RUIZ, VIVIANA ALESSANDRA
ASESOR: Ing. ARMANDO GHENE ISMIÑO RIQUELME LINEA DE INVESTIGACIÓN: EDIFICACIONES ESPECIALES TARAPOTO-PERÚ 2014-II
PRESENTACIÓN
Señores: Tenemos el agrado de presentar la siguiente investigación titulada: “ EMPLEO DE LA CASCARILLA DE ARROZ EN LA FABRICACIÓN DE LÁMINAS PRENSADAS PARA MAMPOSTERÍA EN LAS VIVIENDAS DEL AA.HH. NADINE HEREDIA”, HEREDIA”, cuyo propósito es dar un nuevo nuevo uso a la cascarilla de arroz, y brindar una nueva alternativa en la construcción ya que se realizará láminas prensadas a un bajo costo para la utilización en mampostería de interiores y de esta manera, las familias del A.A.H.H. NADINE HEREDIA puedan realizar sus divisiones en sus viviendas. Mostrándonos dispuestos a aceptar sus observaciones o sugerencias, suscribimos el siguiente trabajo.
LOS AUTORES
RESUMEN
El trabajo desarrollado presenta una propuesta del aprovechamiento de la cascarilla de arroz para contribuir al cuidado del medio ambiente, cuyo objetivo principal es emplear la cascarilla de arroz para la fabricación de láminas prensadas para mampostería en las viviendas vivien das del AA.HH “NADINE “NADINE HEREDIA”. Se presenta presenta el material de base, con el fin de darle un valor agregado, argumentándose su calidad de desecho, ya que la cascarilla de arroz es un residuo agroindustrial abundante en la región, así como su potencial para ser empleado como materia prima para la producción de las láminas prensadas. Así mismo, en el empleo de esta investigación se usaron distintos instrumentos como la guía de observación, en donde se acotará el tiempo y el costo para construir un modelo de lámina prensada y la guía de entrevista, aplicados a maestros de obras; con los cuales analizamos los resultados obtenidos. En la conclusión se expresa que el producto producto obtenido, es económico y está al alcance del bolsillo de las personas con un valor de S/.622.08 nuevos soles, y es más rentable en comparación con un muro ya sea convencional, superboard o de melanina. Así mismo, ayuda a reducir el problema de la contaminación ambiental debido a que se evita la quema de la cascarilla, el cual emana grandes cantidades de CO2 a la atmósfera; por lo tanto, se mejorando la calidad de vida actual y para las futuras generaciones.
PALABRAS CLAVES: MAMPOSTERÍA, CLAVES: MAMPOSTERÍA, CASCARILLA DE ARROZ
ABSTRACT
The paper presents a proposal developed the use of rice husk to help the care of the environment, whose main objective is to use rice husks for the manufacture of pressed sheets for the masonry in houses of AA.HH "NADINE HEREDIA". The base material is presented in order to give added value, arguing its waste as rice husk is an abundant agroindustrial residue in the region and its potential to be used as raw material for production of the pressed sheets. Likewise, for this investigation it was used measuring instruments such as the observation guide, where time and cost to build a model of pressed sheet and the interview guide applied to foremen, were used to dimension it; with which the results were analyzed. The conclusion states that the product obtained is economical and is affordable for people, with a value of S/ .622.08 nuevos soles, and is more cost effective compared with either conventional wall, superboard or melanin. It also helps reduce the problem of environmental pollution, due to burning husks which emanates large amounts of CO2 into the atmosphere is avoided; therefore, the quality of life now and for future generations are improving.
I.
INTRODUCCIÓN
Las siembras de arroz en la región San Martín han mantenido un sostenido crecimiento en la última década, que la ubica en el primer lugar en todo el país, como indica la serie histórica de siembras elaborado por las áreas de Estadística Agraria y de Agroindustria de la Dirección de Estadística Agraria de la Dirección Regional de Agricultura (Drasam). En la campaña 2009/2010 se sembraron 77 mil 74 hectáreas de arroz, que generaron una producción de 498 mil 466 toneladas de arroz cáscara. A nivel de provincias, Rioja es la que lidera en sembríos con 19 mil 285 hectáreas y oferta una producción promedio de 125 mil 41 toneladas métricas. Las siembras de arroz a nivel provincial se han ido incrementando principalmente en la provincia con un promedio de siembra de 19,285 hás. El presente trabajo de investigación está dividido en los siguientes capítulos: CAPÍTULO I: Introducción CAPÍTULO II: Materiales y Métodos CAPÍTULO III: Resultados CAPÍTULO IV: Discusiones CAPÍTULO V: Conclusiones CAPÍTULO VI: Referencias Bibliográficas. 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA: La cáscara de arroz constituye un subproducto del proceso agroindustrial, con aplicaciones tan reducidas en la actualidad, que en la práctica se la puede considerar como material de desecho. Sin embargo, dada la importancia que tiene este cultivo en el Perú, que abarca 140,000 hectáreas y cuya producción anual es aproximadamente de 600,000 T., resulta factible el aprovechamiento de este. Se han efectuado algunos ensayos internacionales y nacionales empleando la cáscara de arroz en la construcción, obteniendo resultados favorables para la fabricación de concreto y albañilería como en ladrillos y morteros, debido a sus propiedades
puzolánicas, por ser de baja densidad, aislante acústico, no inflamable y con facilidad para ser cortado Sin embargo, para poder emplear la cáscara de arroz para los fines estudiados se necesita incinerar y moler el producto, lo que implica una emanación de CO2 al medio ambiente. Por otra parte, en la construcción y en la decoración, se viene utilizando ampliamente láminas de madera prensada, que es un tipo de material hecho de fibras o partículas de madera (aserrín) que se prensan para formar una unidad cohesiva mediante algún tipo de agente de unión como pegamentos fuertes para ayudar a las partículas a pegarse y se aplica calor por lo general durante el proceso de creación de la madera prensada. Se aplica generalmente en la división de interiores y para la construcción de muebles, por ser un material de bajo costo, rápida fabricación y acabado estético. Ante estas referencias, el grupo, en afán de buscar un empleo novedoso a la cáscara de arroz y evitando contribuir a la contaminación del medio ambiente vimos conveniente plantearnos el siguiente problema 1.2.FORMULACION DEL PROBLEMA ¿Se puede emplear la cascarilla de arroz para la fabricación de láminas prensadas para mampostería en el AA.HH “NADNE HEREDIA-BANDA DE SHILCAYO” sin emanar CO2 al medio ambiente? 1.3.OBJETIVOS: 1.3.1. Objetivo general: Emplear la cascarilla de arroz para la fabricación de láminas prensadas para mampostería en las viviendas del AA.HH “NADINE HEREDIA”.
1.3.2. Objetivo específicos:
Elaborar láminas prensadas a base de cascarilla de arroz.
Comparar el costo y tiempo de construcción de láminas prensadas de cascarilla de arroz con los muros convencionales en mampostería de viviendas.
Comprobar la emanación de CO2 al medio ambiente al elaborar láminas prensadas a base de cascarilla de arroz.
1.4.
ANTECEDENTES: 1.4.1. Antecedentes internacionales TÍTULO:
“MORTEROS ALIGERADOS CON CASCARILLA DE ARROZ: DISEÑO DE MEZCLAS Y EVALUACIÓN DE PROPIEDADES”
AUTORES :
Serrano Falcó, Tomás Santiago Borrachero Rosado, María Victoria Monzó Balbuena, José M. Para Benabeu, Jorge Juan
LUGAR Y AÑO:
España -2012
CONCLUSIONES:
Debido a la morfología y absorción de agua de la cascarilla de arroz, la elaboración de composites con dicho residuo requiere la adición a la mezcla de sustancias tensas activas. La oclusión de aire, además de aligerar la mezcla, permite la mejora en la trabajabilidad y la colocación en moldes.
La cáscara de arroz tan sólo tratada con una disolución ácida, inhibe las reacciones de hidratación del cemento, por lo que no se produce el fraguado del mismo. Sin embargo, la cáscara de arroz tratada con una disolución básica permite las reacciones de hidratación del cemento, su fraguado y posterior endurecimiento.
Se han obtenido morteros ligeros con densidades en el intervalo de 1,11,3 g/cm3, que presentan resistencias mecánicas entre 2 y 4 MPa. Como cabía esperar, los materiales resultantes no presentan las propiedades mecánicas de los morteros y hormigones tradicionales, sin embargo son interesantes para ser aplicados en componentes de construcción livianos y de uso no portante (aislamientos térmicos/acústicos o rellenos) 1.
1
SERRANO, Tomás; BORRACHERO, María.; MONZÓ, José.; PAYA, Jorge. “Morteros aligerados con cascarilla de arroz: diseño de mezclas y evaluación de propiedades”. [En línea]. ED: Universidad Nacional de Colombia. Medellín: 2012. ISSN: 0012-7361. Disponible en: http://hdl.handle.net/10251/34217. Fecha de consulta: 22 de setiembre de 2014.
TÍTULO:
“MINIHORMIGONES CON CASCARILLA DE ARROZ NATURAL Y TRATADA COMO AGREGADO GRANULAR”
AUTORES :
Ing Bizzoto, Marcela Beatriz Ing. Natalini, Mario Bruno Sr. Gómez, Gaspar Máximo
LUGAR Y AÑO: ARGENTINA - 1998 CONCLUSIONES:
Este trabajo ha demostrado la posibilidad de obtener Materiales Conglomerados de Cemento Portland haciendo uso de un elemento de desecho común en la zona (cascarilla de arroz) como agregado granular de base, compuesto con arena silícea natural.
La cascarilla de arroz, por ser un elemento orgánico, al conformar la mezcla interfiere el proceso químico de endurecimiento del cemento, impidiendo su aglomeración como componente granular, Esto se controla incorporando al agua de amasado una formulación compuesta de aditivos químicos de acción múltiple que mineraliza las partículas granulares de origen orgánico. Sumergiéndolo, en solución de cal en agua al 5% durante veinticuatro horas y luego secarla hasta su condición de saturada con superficie seca para usarla como un agregado granular normal.
Los Minihormigones con cascarilla de arroz natural tienen un porcentaje de aire intergranular en la mezcla fresca entre 20 y 45%, lo que mejora su trabajabilidad con gran fluidez y sin segregación de los componentes. Eso permite su aplicación en elementos constructivos de secciones esbeltas y/o densamente armadas, con compactación simple y manual2.
2
BIZZOTO, Marcela; NATALINI, Mario; GÓMEZ, Gastar. “ Minihormigones con cascarilla de arroz natural y tratada como agregado granular ”. [En línea]. ED: Universidad Nacional del Nordeste. Chaco, Argentina: 1998. Disponible en: http://ing.unne.edu.ar/revista/noviembre/ARANDU_BIZZOTTO.PDF. Fecha de consulta: 22 de setiembre de 2014.
1.4.2. ANTECEDENTES NACIONALES: TÍTULO
:
AUTORES :
“UNI PROMUEVE NUEVAS SOLUCIONES TECNOLÓGICAS UTILIZAR CASCARILLA DE ARROZ PARA CONSTRUIR VIVIENDAS DE BAJO COSTO” -NOTA DE PRENSA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
LUGAR Y AÑO: RÍMAC - 2010 CONCLUSIONES:
La cascarilla del arroz es un desecho agroindustrial que se puede aprovechar para sustituir una parte del cemento y reducir el gasto de producción de ladrillos, tejados, techos prefabricados, adoquines de suelo, morteros, etc.
La creciente necesidad de vivienda, los efectos del cambio climático y el deterioro del medio ambiente, obligan a mejores o nuevas soluciones tecnológicas, en especial para los estratos más desfavorecidos, por lo que el estudio de morteros (cemento, agregado fino y agua) y componentes prefabricados de concreto, utilizando un residuo agroindustrial como la cascarilla de arroz, es de suma importancia para elaborar casas de bajo costo.
La utilización de este material, además de ser económico, tiene un doble uso: En la generación de energía a través de su quema para obtener la ceniza y como material para elaborar los prefabricados.
Los materiales de construcción que emplean este insumo del arroz en su composición no sólo son más baratos, sino también más livianos; lo que aligerará el peso de la carga cuando sean trasladados a diferentes partes del país. Esto a la vez genera un ahorro en su transporte 3.
3
UNI. “UNI promueve nuevas soluciones tecnológicas utilizar cascarilla de arroz para construir viviendas de bajo costo”. [Nota Prensa en línea]. ED: Universidad Nacional de Ingeniería. Lima: 2010. Disponible en: http://www.uni.edu.pe/sitio/novedades/2010/np_100118_casa_espana.htm. Fecha de consulta: 22 de setiembre de 2014.
TÍTULO
:
MORTEROS LIGEROS DE CÁSCARA DE ARROZ
AUTOR
:
ING. Gonzáles de la Cotera, Manuel
AÑO
:
2011
CONCLUSIONES:
La cáscara de arroz constituye un material que como subproducto del proceso agroindustrial, es aprovechado actualmente en mínima proporción y con escasa significación económica.
La cáscara de arroz, puede ser "mineralizada" por procedimientos sencillos, económicos y eficaces, de manera de garantizar la durabilidad del producto.
La producción de elementos de mortero cemento cáscara de, arroz, requiere de amasadoras de eje vertical y mezcla forzada.
Las unidades de albañilería son eficientes fáciles de cortar clavar, dificultan el movimiento del agua en los poros, resistentes a la acción del fuego4.
1.5. JUSTIFICACIÓN: En nuestra región una de los cultivos que predomina para el desarrollo de la sociedad es el arroz pero sus agregados no son utilizados adecuadamente, ya que contribuyen a la contaminación del medio ambiente. La presente investigación se llevara a cabo, para contribuir con el medio ambiente dando un nuevo uso a la cascarilla de arroz como la fabricación de láminas prensadas en la construcción como mampostería ya que en nuestra ciudad están siendo incinerados en su mayoría y emanando dióxido de carbono (CO2) y de esa manera mitigar con la contaminación. De esta forma los beneficiarios directos e indirectos es la sociedad local, ya que se generará una nueva alternativa en el proceso constructivo y de esta manera toda persona natural pueda acceder y construcción su vivienda a un bajo costo.
4
GONZÁLES, Manuel. “Morteros ligeros de cáscara de arroz”. [En línea]. ED: Asociación de Productores de Cemento
(ASOCEM). San Isidro: 2011. Disponible en: http://www.asocem.org.pe/scmroot/bva/f_doc/concreto/MGC30_morteros_arroz.pdf. Fecha de consulta: 22 de setiembre de 2014.
1.6. MARCO TEORICO:
“Usos de importancia en Construcciones en México”5 La investigación de Luis Alférez comenta que las aplicaciones de la cascarilla en construcciones son múltiples. Se piensa, sobre todo, en mobiliario y paredes de auditorios, cines o edificios altos, donde acude mucha gente, ya que representa una alta seguridad por su bajo nivel de combustión. No obstante, ya que resiste humedad, impacto e intemperie, también es ideal para señalamientos en zonas costeras. Tolera más que el aglomerado de madera: si se pone aglomerado en agua, se hincha; este no, y tampoco genera hongos porque está sellado. También sirve como abrasivo natural, ya que su estructura incluye unos diminutos picos que se han utilizado con éxito para pulir y limpiar piezas metálicas. Además, se puede hacer en forma similar al triplay, aunque sin sus problemas de degradación y polilla o bien, como sustituto de corcho, para cabinas de transmisión o acústicas. Por ejemplo en México se importa corcho, que se fabrica con la corteza del abedul y es muy costoso. Todo este tipo de innovación tiene el potencial de crear toda una nueva industria, con la participación de empresas interesadas, por medio de convenios. De hecho se podría incluso importar a Puerto Rico, prácticamente sin costo, puesto que se trata de un desperdicio, y convertirla en productos elaborados con un alto valor agregado. Esto es un ejemplo de que se puede aprovechar lo que otros desechan para crear materiales con tecnología de punta. La experiencia expuesta a continuación se dio a partir de estudios realizados en México luego de 15 años de investigaciones en el Castaño Meneses y su grupo de colaboradores tienen listo el material para transferirlo a la industria. Considerada como un desperdicio de los cultivos de arroz, la cascarilla que cubre a ese grano comestible es la materia prima de un material creado por físicos de la UNAM para construir puertas, pisos y marcos para ventanas. Formada por entre 25 y 30 por ciento de dióxido de silicio -elemento que constituye al vidrio, la arena y los cuarzos-, la cascarilla se mezcla con una resina comercial para obtener un aglomerado duro, moldeable, fácil de perforar y de clavar. El material resiste y no propaga el fuego, contiene la humedad e impide el ataque de hongos y bacterias, 5 ALFÉREZ,
Luis. Selección de un proceso para la producción de tableros aglomerados a base de cascarilla de arroz [en línea]. Bogotá: 2013 [Fecha de consulta: 14 Octubre 2014]. Disponible en: http://www.academia.edu/5025400/SELECCION_DE_UN_PROCESO_PARA_LA_PRODUCCION_DE_TABLERO S_AGLOMERADOS_A_BASE_DE_CASCARILLA_DE_ARROZ
microorganismos que dañan a su más cercano competidor: el aglomerado de madera. En palabras del investigador la idea nace de la siguiente manera “Hace casi 15 años, un estudiante de Zacatepec me llevó una muestra de un material que parecía mineral y había sido extraído del estómago de una vaca. Al analizarlo nos dimos cuenta que se trataba de dióxido de silicio, algo muy extraño en un alimento. Alguien había molido cascarilla de arroz y la había dado como alimento a la vaca. De ahí surgió el interés por saber cómo una planta produce un material cerámico de forma natural”, explica Castaño, quien encabeza un grupo científico integrado por Susana Vargas, Miriam Estévez, Rogelio Rodríguez, Alberto Álvarez y René Salgado. Actualmente la separación de la cascarilla (entre el 10 y el 20 por ciento del arroz según la especie) se realiza mecánicamente y, aunque la mayor parte se desperdicia, tiene usos limitados como relleno sanitario.
“MORTEROS ALIGERADOS CON CASCARILLA DE ARROZ: DISEÑO DE MEZCLAS Y EVALUACIÓN DE PROPIEDADES” Los investigadores Tomás Serrano, Victoria Borrachero, José Monzón y Jordi Payá, los componentes inorgánicos generalmente se determinan en la ceniza de cáscara de arroz. La composición inorgánica de la ceniza difiere de las cenizas de otras fibras orgánicas, ya que tiene un elevado contenido en sílice, encontrándose en la ceniza resultante, un porcentaje superior al 90%, lo que la convierte en una fuente potencial de sílice. Según otros autores, el porcentaje de SiO2 en la ceniza puede alcanzar el 95%, correspondiendo el 5% restante a trazas de diferentes óxidos, principalmente K2O. Las principales impurezas que contiene esta sílice son: calcio, potasio, magnesio y manganeso, y como secundarias aluminio, hierro (10-20 ppm), boro y fósforo (1-40 ppm), generalmente en forma de óxidos. Este elevado contenido de sílice amorfa que posee la ceniza de cáscara de arroz, hace que resulte interesante su utilización como adición puzolánica en el hormigón basado en cemento Pórtland, permitiendo un reemplazo parcial del cemento, y reduciendo la permeabilidad de los hormigones a tiempos medios y largos de curado. Habitualmente la cascarilla de arroz es un producto agroindustrial que se utiliza como combustible por su valor calorífico (16.720 kJ/kg) [5,7], y de esta manera puede producir energía eléctrica o simplemente calor. En el proceso de incineración, se generan a su vez humos contaminantes que contienen partículas
peligrosas en suspensión para las personas. También es posible reutilizar esta cascarilla como fuente de generación de hidrógeno y metanol por gasificación. La utilización de la cáscara de arroz u otros residuos vegetales sin incinerar en la elaboración de hormigones y morteros no es muy habitual. De hecho la experiencia internacional consolidada en este campo es muy exigua, aunque variada. Sirvan como ejemplo los residuos vegetales utilizados por otros autores tales como: serrín; corcho. Las principales propiedades físicas de estos materiales que los hacen interesantes desde el punto de vista constructivo son: baja densidad, aislamiento acústico, abundancia y precio reducido. Por el contrario, los principales inconvenientes que presenta el utilizar la cáscara de arroz como material de construcción son su porosidad, su higroscopía, y sus componentes orgánicos. Con objeto de reducir la materia orgánica presente en la cáscara de arroz, en especial los azúcares solubles en agua (retardadores del fraguado) se procedió a un pretratamiento consistente en un lavado y agitado con agua destilada. Se aplicaron también pretratamientos con ácido nítrico y con hidróxido sódico y posterior lavado con agua destilada a algunas muestras, a fin de que se pudiera hidrolizar la parte orgánica de la cáscara de arroz al contactar con el ácido o con la base; de ese modo, se eliminaría con el lavado, permitiendo que la interacción posterior entre la cáscara y el medio alcalino del cemento no aumente la concentración de azúcares en el medio acuoso e impida el fraguado del cemento. Según Gatani et al, el fraguado de mezclas de compuestos vegetales y cemento se retrasa con respecto a las mezclas de solo cemento, y esto ocurre probablemente debido a la presencia de algunos azúcares solubles en agua. La presencia de hemicelulosas tiene un efecto de retardo en el inicio de fraguado y pérdida de resistencia, debido a su solubilidad parcial en agua. Además, se reconoce el efecto retardador en el fraguado del cemento portland por la presencia de lignina. Por ese motivo se han de desarrollar métodos para: a) reducir el movimiento de agua en sus poros; b) resolver cuestiones propias de la dosificación (relación agua/cemento, características del curado y del mezclado); c) conseguir la mineralización de la cáscara para asegurar su durabilidad.6
6
SERRANO, Thomas.” Morteros aligerados con cascarilla de arroz: diseño de mezclas y evaluación de propiedades” Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil – Universitat
II. MATERIALES Y METODOS
2.1. MATERIALES: 2.1.1. MATERIALES, EQUIPOS Y APARATOS -
Cascarilla de arroz
-
Aglomerante
-
Endurecedor
-
Tamices N°10, N°20, N°30 y fondo.
-
Tamizador mecánico
-
Balanza
-
Estufa eléctrica
-
Bandejas
-
Espátula mezcladora
-
Molde para prensar
-
Prensador
-
Bolsas pequeñas para separar las muestras
2.2. METODOLOGÍA:
2.2.1. Tipo de Investigación: EXPLICATIVO, ya que se detallara para a paso el procedimiento de la obtención de la lámina a base de cascarilla de arroz y su costo de construcción para muros divisorios. 2.2.2. Diseño de Investigación: Nuestra investigación está EXPERIMENTAL.
efectuada
por
un
DISEÑO
CUASI
2.2.3. Variables Identificados: VARIABLE INDEPENDIENTE
El empleo de l a cascarilla de arroz.
VARIABLE DEPENDIENTE
Fabricación de láminas prensadas para su aplicación de mampostería en las viviendas del AA.HH “NADINE
Politècnica de València (España).[Fecha de consulta Julio 7 de 2012]. Disponible en: http://www.scielo.org.co/pdf/dyna/v79n175/v79n175a15.pdf
2.2.4. Operacionalización de variables: Mencionaremos una definición conceptual y operacional de las variables de la hipótesis pasando de un nivel abstracto a un nivel concreto y específico a efectos de poder observarla, medirla o manipularla, con el propósito de contrastar la hipótesis.
2.2.5. Operacionalización de variables:
Variable
Descripción conceptual
Definición operacional / Aspectos o Dimensiones
Indicadores
Cantidad
Conoce la cantidad de cascarilla de arroz necesaria para una sección de pared de dimensiones 3m x 3m.
Costo
Conoce el precio de cascarilla de arroz por metro cúbico.
Es un subproducto del proceso INDEPENDIENTE agroindustrial del arroz con EMPLEO DE LA aplicaciones reducidas. Generalmente CASCARILLA DE considerado como un material de ARROZ
Instrumento
Guía Observación
de
Guía Observación
de
Manipula cascarilla de arroz para
desecho. Trabajabilidad
la fabricación de láminas prensadas.
Son tableros de partículas que DEPENDIENTE laminares, que se fabrican prensando FABRICACIÓN DE partículas de madera (aserrín) LÁMINAS mezcladas con un material PRENSADAS aglomerante.
Costo
Tiempo
- Analiza el costo de fabricación y el precio de venta. - Compara costo de fabricación y construcción con muros convencionales. - Compara costo de construcción con muros convencionales.
2.2.6. Población muestra y muestreo. N=500 Z=98%=2.3265 e =0.08 σ =0.209
=
n=
( − 1)
500 ∗ 2.3265 ∗ 0.209 (5 0 0 − 1)0.08 2.3265 ∗ 0.209
n = 34.46
2.2.7. Técnicas e instrumentos de recolección de datos: -
La técnica a emplear para esta investigación es la OBSERVACIÓN, y el instrumento para la recolección de datos será la GUÍA DE OBSERVACIÓN; en donde se acotará el tiempo y el costo necesarios para construir un modelo de lámina prensada, y posteriormente proyectar este resultado a una sección de 3m x 3m de pared.
-
La segunda técnica será la de la entrevista con el instrumento de la guía de entrevista, aplicados a maestros de obras para conocer el proceso constructivo, el tiempo y costo de estos y su opinión acerca de las láminas prensadas y su uso.
III.
RESULTADOS 3.1.ELABORACIÓN DE LA LÁMINA 1. Tamizamos la cascarilla de arroz por las mallas N°10, N°20 y N°30 durante 2 minutos. El material retenido en la malla N°30 es empleado para la fabricación de la lámina la cual tomamos 200 gramos de muestra. 2. Limpieza del material y secado a la intemperie por 24 horas. 3. Preparamos los materiales a utilizar: Molde de 28cm x 28cm x 2cm, para evitar que el molde se pegue con la cascarilla y el pegamento se engrasa interiormente. 4. En un recipiente colocamos 200 gramos de cascarilla de arroz previamente seca. 5. Mezclamos con pegamento la cascarilla (Extra cola – secado rápido), hasta obtener una mezcla homogénea. Procedemos a poner en el molde. 6. Prensamos por un tiempo de 5 horas, para así obtener una adherencia apropiada. 7. Después de 5 horas y retirar la prensa, metemos al horno eléctrico por 2 horas más para secarlo secado al sol. 8. Retiramos la muestra del horno y dejamos enfriar a temperatura ambiente por 1 hora.
3.2.COMPARACION DE COSTOS: Para la elaboración de un muro divisional de dimensiones 3 x 3 metros, se toma en cuenta el costo de construcción, los materiales y herramientas empleados, y la mano de obra para su construcción y colocación.
A. COSTO DE LA LÁMINA DE CASCARILLA DE ARROZ PRECIO DE LAMINA DE CASCARILLA DE ARROZ (0.28 m x 0.28 m x 0.02 m) COSTO DE LA LAMINA MAS 20% DE UTILIDAD= Codigo
3 NUEVO SOLES
Descripcion insumos Mano de obra OPERARIO
Costo solo inversion Unidad HH
Cuadrilla A 0.10
Cantidad B 1
2.77
Precio C 1
Pacial BxC 1.00
1.00 Materiales CASCARILLA DE ARROZ PEGAMENTO MOLDE ESPATULA
KG KG und. und.
0.2 0.2 1.00 1.00
0 1.2 1 0.5
0.00 0.24 1.00 0.50
1.74 Equipos HERRAMIENTAS MANUALES (Balanza, recipiente)
%MO
3.00
1
0.03
0.03
PRECIO DE MURO POR M2: MURO CON LA LAMINA DE CASCARILLA DE ARROZ Costo unitario por: M2
Codigo
Descripcion insumos Mano de obra OPERARIO
Unidad HH
Cuadrilla A 0.10
Cantidad B 1
Precio C 3.5
69.12 Pacial BxC 3.50
3.50 Materiales LAMINA DE CASCARA DE ARROZ MADERA (3''x 2'' x 3') CLAVOS DE 3' CLAVOS DE 1 1/2'
M2 PIE KG KG
1 4
35 7.5 0.3 0.2
35.00 30.00 0.30 0.20
65.50 Equipos HERRAMIENTAS MANUALES (Balanza, recipiente)
%MO
3.00
3.5
0.12
0.12
COSTO DEL MURO DE 9 m 2 TENDRA UN COSTO DE 9*69.12= S/.622.08 NUEVO SOLES.
En los cuadros anteriores se asume el costo de fabricación y construcción de una lámina prensada de cascarilla de arroz de dimensiones 3 x 3 metros, concluyendo que tendría un costo de S/. 622.08 nuevos soles.
B.
COSTO DEL MURO CONVENCIONAL Cálculo: Muro de soga “King Kong” (9x13x24) Datos -Área 9m2 -1 millar de ladrillo “King Kong”=S/.800 -1 m3 de mortero= S/200
CANTIDAD DE LADRILLO=
ℎ+.
∗
+.
h= Altura del ladrillo 9cm L=largo del ladrillo 24cm Jt= Junta con mortero 1.5cm Cantidad de ladrillo=
+.
∗
+..
= 37.35 Ladrillo/m 2
CANTIDAD TOTAL= ÁREA DEL MURO*CANTIDAD DE LADRILLO POR METRO
CUADRADO -
DESPERDICIO= 5% DE LA CANTIDAD TOTAL
Cantidad total= 9x37.35=336.16
Desperdicio= 336.16x1.05=352.96 ---Se tomara 353 ladrillos. COSTO DEL LADRILLO: Regla de 3 simples. 1millar=1000 ladrillos
S/. 800
353 ladrillo
S/. x?
-Costo del ladrillo S/. 282.4 nuevo soles
VOLUMEN DE MORTERO= VOL. MURO-VOL. LADRILLO
VOL MURO= AREA DE MURO X ANCHO DEL LADRILLO -VOL. MURO= 9 X 0.13=1.17 m 3
VOL. LADRILLO= CANTIDAD DE LADRILLO X DIMENSIONES DEL LADRILLO -VOL. LADRILLO= 336.15 x (0.09 x 0.13 x 0.24)= 0.9429 m3
VOLUMEN DEL MORETO= 1.17-0.9429 = 0.2271 m 3
DESPERDICIO= 12% DEL VOLUMEN DEL MORTERO -Desperdicio= 0.2271 x 1.12= 0.2544 m3
COSTO DEL MORTERO: Regla de 3 simples. 1 m3 mortero
S/. 200
0.2544 m3
S/. x?
-Costo del mortero S/. 50.87 nuevo soles PRECIO DE LOS DOS CALCULOS= 50.87+282.4= S/.333.27 NUEVOS SOLES ARQUITECTURA (MURO) Rendimiento
9.4
M2/DIA
MURO DE SOGA LADRILLO KING-KONG CON CEMENT O -CAL-AREN Costo unitario por: M2
Codigo
Descripcion insumos
Unidad
Cuadrilla
Mano de obra
Cantidad
A
B
40.84
Precio C
Pacial BxC
470101
CAPATAZ
HH
0.10
1
14.14
470104
PEON
HH
0.50
1
11.21
14.14 11.21
25.35 O20008 O20105 O50104 170007 210000 390500
Materiales ALAMBRE NEGRO RECOCIDO #8 CLAVO PARA MADERA C/C 3" ARENA LADRILLO K.K. 18 HCOS (9X13X24) CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5Kg) AGUA
KG KG M3 und. BOL. M3
0.18 0.01 0.03 37.35 0.22 0.01
3.08 3.08 16.95 0.28 14.26 3.79
0.55 0.03 0.51 10.46 3.14 0.04
14.73 Equipos HERRAMIENTAS MANUALES
370101
%MO
3.00
25.35
0.76
0.76 TARRAJEO DE MUROS INTERIORES ACABADO CON CEMEMTO-ARENA Rendimiento
12.00
FECHA
M2/DIA Costo unitario por: M2
Codigo 470101 470104
Descripcion insumos Mano de obra CAPATAZ PEON
O20105 O40000 210000 390500 440016
Materiales CLAVO PARA MADERA C/C 3" ARENA FINA CEMENTO PORTLAND TIPO I (42.5Kg) AGUA MADERA TORNILLO CEPILLADO
Unidad HH HH
Cuadrilla A 0.10 0.50
Cantidad B 1 1
Precio C 14.14 11.21
29.45 Pacial BxC 14.14 11.21
25.35 KG M3 BOL. M3 P2
0.01 0.02 0.14 0.00 0.52
3.08 16.10 14.25 3.79 1.9
0.03 0.32 2.00 0.00 0.99
3.34
370101
Equipos HERRAMIENTAS MANUALES
%MO
3.00
25.35
0.76
0.76
DESCRIPCION Muros de ladrillo corriente de arcilla De Soga Tarrajeo en Interiores Mortero + ladrillo
UNID
METRADO
P.UNIT.
P.PARC.
M2 M2 -
9 18 -
51.87 34.16 333.27
466.80 614.92 333.27
TOTAL (Soles)
1414.99
Con los cálculos estimados para la construcción de un muro de 9m2 de forma convencional de amarre de soga, tiene un costo de S/. 1414.99 nuevo soles. Este tipo de muro tiene un costo mayor de S/.792.91 que fabricando con las láminas de estudio.
C. COSTO DE LA UTILIZACION DE MELAMINA (DE 3m x 3m) PRESUPUESTO DE MELAMINA UNID METRADO P.UNIT.
DESCRIPCION
P.PARC.
TOTAL (Soles)
983.61 168 60
1211.61
MATERIALES Melamina (2.10 m x 2.44 m) Madera (2'' x 2'' x 14') Mano de obra + herramientas + materiales
M2 pie^3 Glob.
18 56 1
S/. 280.00 S/. 3.00 S/. 60.00
Se calcula para la construcción de una división con melanina, se tendrá un costo de S/. 1211.61 nuevos soles en su colocación.
Con este tipo de división se gasta S/. 589.53 más que con la lámina en estudio.
D. COSTO DE LA UTILIZACION DE SUPERBOARD (DE 3m x 3m)
DESCRIPCION
PRESUPUESTO DEL SUPERBOARD UNID METRADO P.UNIT.
P.PARC.
TOTAL (Soles)
450.00 168 60
678.00
MATERIALES Superboad (1.22 m x 2.4 m) Madera (2'' x 2'' x 14') Mano de obra + herramientas + materiales
M2 pie^3 Glob.
18 56 1
S/. 25.00 S/. 3.00 S/. 60.00
Se estima que para un muro divisorio con superboard con estas dimensiones, se necesita de S/. 678.00 nuevos soles.
Las divisiones con el material superboard tiene un costo de S/. 55.92 nuevos soles más que con las láminas prensadas de cascarilla de arroz.
COMPARACION DE PRECIOS MUROS INTERIORES PRECIO (S/.)
MURO CONVENCIONAL S/.1,414.99
MELAMINA S/.1,211.61
SUPERBOARD S/.678
LAMINA DE CASCARILLA DE ARROZ S/.622.08
3.3.CÁLCULO DE CO2 NO EMITDO A TRAVES DEL NUEVO USO EN LA FABRICACION DE LAS LAMINAS DE CASCARILLA DE ARROZ.
Con base a la ecuación:
( ) → Se puede deducir que por cada kilogramo de cascarilla de arroz se puede obtener, teóricamente, hasta 1.43 kg de dióxido de carbono (CO2). Lo que muestra que la combustión plena de cascarilla es un proceso que aporta cantidades importantes de éste gas (CO2) a la atmósfera.7
Por lo tanto, para la fabricación de un muro divisorio de dimensiones de 3 x 3 metros con láminas prensadas a base de cascarilla de arroz, se necesita 22.96 kg; lo que evita una emanación de 32.83 kg de dióxido de carbono (CO2) aproximadamente a la atmósfera.
7
PRADA, Abelardo; CORTÉS, Caroll. “La descomposición térmica de la cascarilla de arroz: Una alternativa de aprovechamiento integral”. Página 159. [En línea]. ED: Universidad de los Llanos. Villavicencio, Meta, Colombia: 2010. Disponible en: http://www.scielo.org.co/pdf/rori/v14s1/v14s1a13.pdf.Fecha de consulta: 23 de noviembre de 2014.
IV.
DISCUSION
El empleo de la cascarilla de arroz de una forma novedosa en la construcción y que pueda evitar la contaminación al medio ambiente fueron los motivos principales de esta investigación, para la cual se siguió los pasos del método científico. Se observó la problemática que conlleva que en los molinos de la zona, el producto de desperdicio que es la cascarilla de arroz sea quemado por muchos días para fines industriales o en la cocción de ladrillos de arcilla, lo que provoca emanaciones de grandes cantidades de CO2 a la atmósfera, y con una producción considerable de arroz como lo hay en la región, esta situación se vuelve preocupante, y se planteó ideas de aplicación en la construcción de este producto, al mismo tiempo que sea rentable para las familias con bajos recursos económicos como es en el AA.HH. “Nadine Heredia” ubicado en la Banda de Shilcayo, llegando a la idea de láminas prensadas a base de este producto para muros divisorios en las viviendas. Para este proyecto se ha empleado el diseño explicativo - comparativo, pues se ha descrito los procesos de elaboración de las láminas prensadas y el costo de construcción para un muro divisorio con medidas de 3 x 3 metros, y se lo comparó con el costo de construcción para un muro de las mismas dimensiones con ladrillo de arcilla, láminas de superboard o melanina. Los resultados del proyecto concuerdan con las hipótesis planteadas para la elaboración de láminas prensadas a base de cascarilla de arroz, y que éstas serían más económicas en la construcción de muros divisorios que con las de ladrillo de arcilla, láminas de superboard o melanina, y al mismo tiempo, contribuiría a la reducción de emanación de CO2 a la atmósfera. Por la cual compartimos la mis idea y principios con la investigación del ingeniero Manuel Gonzales de la Corte en su investigación “MORTEROS LIGEROS DE CASCARA DE ARROZ” ya es posible darle otro tipo de uso y puede ser trabajable como también compatible con el medio ambiente al no emitir el CO2 al medio y lo mismo pasa con la nota de prensa de la UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA en su investigación “UNI PROMUEVE NUEVAS SOLUCIONES TECNOLÓGICAS UTILIZAR CASCARILLA DE ARROZ PARA CONSTRUIR VIVIENDAS” fue una de las investigación que nos conllevo a esta investigación poder llevar a cabo un nuevo uso a esta materia prima.
Para la fabricación de estas láminas prensadas, la materia prima que es la cascarilla de ar roz se encuentra de forma gratuita en cualquier molino de la región, con lo cual sólo es necesario que éste tenga las características necesarias; conseguir los adherentes como la cola extra empleada en la carpintería, los moldes, la prensa y el horno para calentarlo. En los resultados presentados, se aprecia que es posible la elaboración de estas láminas prensadas a base de cascarilla de arroz; siguiendo los mismos pasos que para la elaboración de láminas prensadas con aserrín, sustituyendo este última con la cascarilla de arroz. Por lo cual, se confirma la hipótesis H1. En cuanto al aspecto económico, se calcula que para la fabricación, construcción y colocación de láminas prensadas con cascarilla de arroz para un muro divisorio de dimensiones de 3 x 3 metros, se necesita un total de S/. 622.08 nuevos soles. Comparando este precio con la construcción de un muro de las mismas dimensiones hecho con ladrillos de arcilla “King Kong” asentado con amarre de soga, las láminas de estudio son S/.792.91 nuevos soles más económicas; con las láminas de melanina, son S/. 589.53 nuevos más baratas; y con las láminas de superboard, S/. 55.92 nuevos soles más rentables. Por lo que se concluye que es más rentable la construcción de muros divisorios con láminas prensadas a base de cascarilla de arroz que con otro tipo de construcción convencional, confirmando la hipótesis H2. Con la investigación realizada, se encontró que para la fabricación de un muro divisorio de dimensiones 3 x 3 metros con láminas prensadas a base de cascarilla de arroz, se necesita 22.96 kg de cascarilla; evitando la emanación de aproximadamente 32.83 kg de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera y otros gases tóxicos cuando se quema la cascarilla de arroz; se concluye que, debido a que con la fabricación de las láminas prensadas a base de este producto no se necesita quemarlo, se evita la contaminación del medio ambiente, confirmando la hipótesis; por lo que se confirma la hipótesis H3. En síntesis, todas las hipótesis son confirmadas exitosamente, debido a que todas las hipótesis planteadas al inicio de la investigación son afirmativas y acertadas. Esto indica que es posible empezar un nuevo estilo de construcción de muros divisorios, que es rentable y al mismo tiempo contribuye a disminuir la contaminación del medio ambiente, para ser empleado en la construcción de muros divisorios en las viviendas del AA.HH. “Nadine Heredia” en la Banda de Shilcayo. Para lo cual se ve conveniente comprobar sus propiedades físicas en investigaciones futuras.
V.
CONCLUSIONES
Se elaboró las láminas prensadas a base de cascarilla de arroz.
Se comparó el costo y tiempo de construcción de láminas prensadas de cascarilla de arroz con los muros convencionales en mampostería de viviendas; de tal manera que es un beneficio económico para la población y que llega a funcionar en divisiones interiores igual que un muro convencional, contra placada de super board o de melanina, teniendo un precio de S/. 622.08 nuevo soles.
Al emplear la cascarilla de arroz en la fabricación de estas láminas prensadas, se evita la emanación de CO2 a la atmósfera, ya que ésta no llega a ser calcinada.
VI.
RECOMENDACIONES
-
Investigar las propiedades físicas de las láminas prensadas a base de cascarilla de arroz.
-
Insertar en el mercado constructor estas láminas con el fin de los costos de fabricación de estas láminas se reduzcan debido a la producción en masa.
-
Difundir el empleo de las láminas prensadas a base de cascarilla de arroz para la construcción de muros divisorios en la región, apelando a su rentabilidad en comparación con los muros tradicionales.
-
Sensibilizar a los usuarios sobre su construcción en las viviendas y los cuidados que se debe tener.
VII.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
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14
Octubre
2014].
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BIZZOTO, Marcela; NATALINI, Mario; GÓMEZ, Gastar. “Minihormigones con cascarilla de arroz natural y tratada como agregado granular”. [En línea]. ED: Universidad Nacional del Nordeste. Chaco, Argentina: 1998. Disponible en:
http://ing.unne.edu.ar/revista/noviembre/ARANDU_BIZZOTTO.PDF.
Fecha
de
consulta: 22 de setiembre de 2014.
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http://es.slideshare.net/cuauhjazzplayer/aislamiento-acustico-
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en:
http://santafe-
art.com/personal/Miguel%20gomez%20valencia/MANUAL%20ICPC%20%20MAMPOSTERIA.pdf
MEJICANOS, Dilma. Evaluación del uso de la cascarilla de arroz como agregado orgánico en morteros de mampostería. Guatemala: 2010. [Fecha de consulta: 14 Octubre
2014].
Disponible
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http://biblioteca.usac.edu.gt/tesis/08/08_3173_C.pdf
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SERRANO, Thomas.” Morteros aligerados con cascarilla de arroz: diseño de mezclas y evaluación de propiedades” Departamento de Ingeniería de la Construcción y Proyectos de Ingeniería Civil – Universitat Politècnica de València (España).[Fecha
de
consulta
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7
de
2012].
http://www.scielo.org.co/pdf/dyna/v79n175/v79n175a15.pdf
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SERRANO, Tomás; BORRACHERO, María.; MONZÓ, José.; PAYA, Jorge. “Morteros aligerados con cascarilla de arroz: diseño de mezclas y evaluación de propiedades”. [En línea]. ED: Universidad Nacional de Colombia. Medellín: 2012. ISSN: 0012-7361. Disponible en: http://hdl.handle.net/10251/34217. Fecha de consulta: 22 de setiembre de 2014.
UNI. “UNI promueve nuevas soluciones tecnológicas utilizar cascarilla de arroz para construir viviendas de bajo costo”. [Nota Prensa en línea]. ED: Universidad Nacional
de
Ingeniería.
Lima:
2010.
Disponible
http://www.uni.edu.pe/sitio/novedades/2010/np_100118_casa_espana.htm. Fecha de consulta: 22 de setiembre de 2014.
en:
VIII. ANEXOS
CASCARILLA DE ARROZ
MEZCLADO DE LA CASCARILLA DE ARROZ CON EL PEGAMENTO
COLA EXTRA
Molde de 7 cm x 7cm x 2cm
