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“Ladrillos, bloques y placas con plásticos reciclados para viviendas de interés social”.
ecología – construcción – plásticos reciclados – vivienda económica GAGGINO Rosana, BERRETTA Horacio, GATANI Mariana, ARGUELLO Ri cardo.
Art. publicados en rev. especializadas Libros y capítulos X Trabajos en eventos 2006, Mendoza, Argentina
Textos en periódicos y revistas Otros Aclarar:
16ª Reunión Técnica de la Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón. GAGGINO Rosana, BERRETTA Horacio, GATANI Mariana, ARGUELLO Ricardo.”Ladrillos, bloques y placas con plásticos reciclados para viviendas de interés social”. En: 16ª Reunión Técnica de la Asociación Argentina de Tecnología del Hormigón . Mendoza, Argentina. 2006. Ed. Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Mendoza. Capítulo en Libro, pp. 87 a 94. 7Gaggino.pdf
LADRILLOS, BLOQUES Y PLACAS CON PLÁSTICOS RECICLADOS PARA VIVIENDAS DE INTERÉS SOCIAL. Gaggino Rosana, Berretta Horacio, Gatani Mariana, Arguello Ricardo 1. Institución: Centro Experimental de la Vivienda Económica – CEVE – CONICET. Dirección: Igualdad 3585 – Villa Siburu – (5003) Córdoba Capital. Correo electrónico:
[email protected] Palabras clave: elementos constructivos, plástico reciclado, vivienda social
RESUMEN:
Se presentan los últimos avances de una tecnología desarrollada en el CEVE en la cual se reciclan residuos plásticos procedentes de envases descartables de bebidas y envoltorios fallados de alimentos. Estos residuos son incorporados en mezclas cementicias en reemplazo de los áridos de un hormigón común, con el objetivo de obtener productos ecológicos, de bajo costo, más livianos y de mejor aislación térmica que otros tradicionales. Este material se utiliza para fabricar elementos constructivos para cerramiento lateral no estructural de viviendas. En este trabajo se aplicó una metodología integral de Investigación – Acción. Se exponen los resultados de los ensayos normalizados realizados en laboratorios del INTI de Capital Federal y en la Universidad Nacional de Córdoba, que caracterizan los elementos constructivos en cuanto a: Densidad, Absorción de agua, Conductividad térmica, Resistencia mecánica, Envejecimiento, Adherencia de revoques, Resistencia al fuego, Permeabilidad al vapor de agua, y Aislación acústica.
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Los tres primeros autores son arquitectos y el cuarto es Dr. en Química.
INTRODUCCIÓN
La disposición de residuos de las ciudades constituye una preocupación para los gobiernos. Cuando la misma se realiza en forma inadecuada, se genera contaminación. Quienes trabajan en la gestión de residuos de las ciudades saben que una premisa racional es trabajar en minimizar la generación de los mismos, y en tratar de reutilizar (reciclar) la mayor parte posible. En la República Argentina el porcentaje de reciclado es muy bajo, causa de la escasa conciencia ambiental de la población. Una solución provista por los gobiernos municipales en lo relativo a la disposición final de residuos, es llevarlos a “Predios de Enterramiento Sanitario”, denominados de esta manera porque evitan los problemas de sanidad que ocasionan los basurales a cielo abierto. Pero además de la cantidad de residuos que recogen las empresas concesionarias del servicio, existe una cantidad de residuos casi igual que se vierte incontroladamente en basurales clandestinos, en donde se queman o bien se acumulan deteriorando gravemente el medio ambiente, con los riesgos sanitarios consecuentes: vectores de enfermedades (ratas, moscas, mosquitos, cucarachas, ganado, aves) deterioro del entorno, contaminación de las napas, incendios forestales por quema de basurales, contaminación de ríos, y contaminación atmosférica. La provincia de Córdoba es un caso testigo de esta realidad: “Se estima que en la actualidad la provincia de Córdoba genera alrededor de 1.300.000 toneladas/año de residuos sólidos urbanos no industriales. Muy pocas localidades aplican formalmente planes de desviación de residuos, totalizando un 3 % de la población provincial. Se está recuperando alrededor de un 10 % (130.000 ton/año) principalmente por el sistema informal de recuperación, llamado “cirujeo” (1). “Actualmente los sitios de disposición final de residuos con vertido incontrolado constituyen el 43 % del total, y los sitios con vertido controlado constituye el 57 % restante. Se constata además que existen 700 basurales a cielo abierto en nuestra provincia ” (2).
El tiempo que demora el proceso de descomposición de los desechos es variable según el tipo de material, siendo sumamente lento en el caso de los plásticos.
“Las botellas de polietilen-tereftalato (PET) tardan más de 500 años en descomponerse, y duran más si están enterradas” (3).
La cantidad de plástico que se recupera en nuestra provincia para reciclar es importante:
“En Córdoba se reciclan unas 150 ton/mes de plástico. El reciclado del plástico se ha transformado en un negocio dominado ampliamente por el circuito marginal, el cual maneja unas 100 ton/m es” (4).
Hay antecedentes en el mundo sobre reciclado del plástico PET para diversos usos: “El Polietilen - Tereftalato (PET) reciclado se usa para fibra poliéster, flejes, láminas para termoformados, madera plástica, aditivos para pavimentos, fabricación de botellas nuevas multicapa, combustible para la generación de energía, como materia prima para la producción de PET virgen...” (5).
En este tipo de aplicaciones, se utiliza un proceso de reciclado mucho más complejo y costoso que el descripto en esta investigación.
Hay también antecedentes internacionales de utilización de PET en mezclas cementicias, pero hay diferencias con respecto a la tecnología desarrollada por CEVE en: los procesos de elaboración, los otros materiales constitutivos, los dosajes, la granulometría de la materia prima, la aplicación de los componentes, las propiedades físicas de los elementos, etc. (ver citas de 6 a 8). Los papeles plásticos para embalar alimentos hasta el presente no se han podido reciclar para otros usos de manera económica ni en forma eficiente, por la presencia de tintas diversas en su superficie. Esto no es un obstáculo en el caso de esta nueva tecnología en que se los cubre con una mezcla cementicia. En esta tecnología desarrollada por CEVE se reciclan residuos plásticos urbanos, con el objetivo ambientalista de aprovechar racionalmente un importante recurso evitando su enterramiento, quema o acumulación en basurales al aire libre. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN -
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Abaratar costos en la construcción de viviendas de interés social. Dar un destino útil a parte de los residuos que contaminan el medio ambiente, con una visión ecológica. Generar nuevas fuentes de trabajo y organización comunitaria en sectores de escasos recursos. Posibilitar la auto-construcción con una tecnología sencilla y económica, para que mejoren su calidad de vida personas de imposible acceso a la vivienda convencional. Posibilitar la participación de mujeres en la construcción, mediante el desarrollo de elementos constructivos de bajo peso y fácil manipulación. Reemplazar en parte sistemas constructivos tradicionales que producen a la larga deterioro del medio ambiente (por ejemplo, la mampostería de ladrillos comunes de tierra cocida, que utiliza un recurso no renovable).
MATERIALES Y TÉCNICAS UTILIZADAS
El material que se utiliza como árido es de dos clases: - polietilen tereftalato (PET) procedente de envases de bebidas descartables, residuo post-consumo. - plásticos varios procedentes de embalajes de alimentos o de perfumería, residuo de fábrica por fallas de espesor o entintado, compuestos por: polietileno de baja densidad (LDPE), polipropileno biorientado (BOPP), cloruro de polivinilo (PVC), con tintas aplicadas y polvo de aluminio (en el caso de láminas con aspecto brillante). El ligante que se utiliza es cemento Pórtland común. La cuantía es de cemento es de 224,5 kg/m3 en el caso del ladrillo (sección bruta); y 103 kg/m3 en el caso del bloque (sección bruta).
Los residuos plásticos se seleccionan, se trituran con un molino especial, y así se incorporan a mezclas cementicias, sin necesidad de un lavado previo (salvo en el caso que se utilicen residuos muy contaminados tomados de la basura, sin un acopio separado). No es necesario retirar rótulos y tapas de los envases. Para la fabricación de los elementos constructivos se utiliza un procedimiento similar al de un hormigón común, pero reemplazando áridos por plásticos reciclados. Aditivos químicos se incorporan al agua de mezclado como acelerantes de fraguado, dependiendo de la temperatura ambiente. La mezcla de hormigón se vierte en una máquina de fabricar ladrillos o bloques, según el elemento constructivo deseado, y se realiza una compactación. Luego del desmolde los elementos constructivos se deben curar con agua en forma de lluvia fina, o bien sumergir en un piletón con agua. A los 28 días se pueden utilizar en obra para levantar mamposterías o, en el caso de los ladrillos, para fabricar placas (ver fotos 1 y 2). Medidas del ladrillo: 5,5 cm. x 26,2 cm. x 12,5 cm. Medidas del bloque: 20 cm. x 20,5 cm. x 40 cm. Medidas de la placa de ladrillos: 240 cm. x 28 cm. x 5,6 cm. CARACTERÍSTICAS DE LOS ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
Las propiedades físicas y mecánicas de los elementos constructivos desarrollados fueron establecidas mediante ensayos en los laboratorios de la Universidad Nacional de Córdoba y del INTI en Capital Federal. La elección de estos ensayos obedece a los requerimientos que fija la Subsecretaría de Vivienda de la Nación para tramitar el Certificado de Aptitud Técnica (CAT) de elementos constructivos (ver cita 9). El CAT se obtuvo el 18 de Mayo de 2006, Disposición DTI Nº 2659. •
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Peso específico: Es menor al de otros componentes constructivos tradicionales que se usan para la misma función, lo cual permite abaratar en traslados y en cimientos (Fig. 1). Conductividad térmica: Proveen una excelente aislación térmica, superior a la de otros componentes constructivos tradicionales. Se pueden utilizar en cerramientos con un espesor menor, obteniendo el mismo confort térmico. Esto permite abaratar costos (Fig. 2). Resistencia mecánica: Es suficiente para que puedan ser utilizados en cerramientos no portantes de viviendas con estructura independiente (Fig. 3). Absorción de agua: Es similar a la de otros cerramientos tradicionales (Fig. 4). Comportamiento a la intemperie: Son resistentes a la acción de los rayos ultravioleta y ciclos alternados de humedad, según ensayo de envejecimiento acelerado utilizando el método del Q.U.V Panel.
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Aptitud para el clavado y aserrado: Son fáciles de clavar y aserrar, según ensayos preliminares realizados en el CEVE, por lo que tienen aptitud para constituir sistemas constructivos no modulares. Adherencia de revoques: Poseen buena aptitud para recibir revoques con morteros convencionales, por su gran rugosidad superficial. Tensión de adherencia: 0,25 MPa. Resistencia al fuego: Tienen buena resistencia al fuego, según se comprobó en Ensayo de Propagación de Llama, del cual surge su clasificación como “Clase RE 2: Material combustible de muy baja propagación de llama”. Permeabilidad al vapor de agua: Es de 0,0176 g/mhkPa, similar a la del hormigón con agregado pétreo (0,028 g/mhkPa).
Comparando los valores que nos muestran las Figuras de la 1 a la 3, correspondientes al bloque con PET desarrollado por el CEVE y al bloque común de mortero de cemento no portante, surgen las siguientes observaciones: - El de PET tiene un peso específico que es 51 % menor que el tiene el común. - El de PET tiene un coeficiente de conductividad térmica que es 90 % menor que el que tiene el común. - El de PET tiene una resistencia a la compresión (tensión de rotura, sección bruta) que es 49 % menor que la que tiene el común. Por lo tanto, se recomienda la aplicación del bloque de PET en los casos que se busca una mayor aislación térmica y un menor peso de la construcción; y se desaconseja en los casos en que se busca una mayor resistencia a la compresión, en los cuales será más apropiado usar los bloques tradicionales. COSTO:
Es prácticamente igual al de otros tradicionales (por ejemplo, al del bloque de mortero de cemento), puesto que si bien gran parte de la materia prima es gratuita por tratarse de un residuo (el plástico), se debe computar el costo del triturado. La economía está en que por su buena aislación térmica, se pueden utilizar en cerramientos con un espesor menor; y que por su liviandad, se abarata en traslados y en cimientos. Por otra parte, hay un “ahorro a largo plazo” por la reducción de la contaminación del medio ambiente, mediante el reciclado de materiales de descarte. CONSTRUCCIÓN DE PROTOTIPOS EXPERIMENTALES:
Se realizó en los años 2003 y 2004 una transferencia en el medio, con capacitación para la auto-construcción, de la tecnología de fabricación de ladrillos y placas de ladrillos con plásticos reciclados, consistente en cinco ampliaciones de viviendas y
una tapia en barrios marginales de la ciudad de Córdoba. También se construyó un prototipo experimental en planta del CEVE con ladrillos de PET reciclado, con el objetivo de tramitar el Certificado de Aptitud Técnica ante la Subsecretaría de Vivienda de la Nación (ver foto 3). CONCLUSIONES
En base a las experiencias realizadas hasta el presente se puede decir que los materiales plásticos reciclados (en este caso PET procedente de envases descartables) y papeles plásticos varios (procedentes de envoltorios de alimentos) se pueden utilizar como áridos en mezclas cementicias para fabricar mampuestos y placas, aplicables en cerramientos laterales no portantes, debido a que los elementos constructivos obtenidos son resistentes, buenos aislantes térmicos, livianos, de buena apariencia, buen comportamiento a la intemperie, buena adherencia con revoques tradicionales, bajo costo y con cualidades ecológicas. REFERENCIAS (1) AGENCIA CÓRDOBA AMBIENTE. “Programa Córdoba limpia” . Editorial: Gobierno provincial, pág. 4, Córdoba (2001). (2) AGENCIA CÓRDOBA AMBIENTE. “Diagnóstico Provincial de los sistemas de gestión de residuos sólidos urbanos”. Editorial: Gobierno provincial, Córdoba (2000). (3) “Cuánto tiempo tarda la naturaleza en transformar….” En Publicación digital del Programa México Limpio (17 / 09 / 2004). (4) “Plásticos. El 70 % del reciclado es informal”. En diario La Voz del Interior, pag. 5E, Córdoba, República Argentina (1 / 10 / 2005). (5) “Reciclar plásticos es tan fácil como decir 1, 2, 3”. En Publicación del Departamento de Conservación Ambiental del Estado de Nueva York. Nueva York, E.E.U.U. (2004). (6) Basta N., Fouhy K., Gilges K., Shanley A. y Ushio S.: “Recycling everything, part I: plastic recycling gains momentum”. En Chemical Engineering, vol. 97, num.11 (1990), pp. 37-43. (7) Kruk W.: “Construyendo con lo que se descarta”. En Vivienda Popular N. 8, Abril (2001). Montevideo, República Oriental del Uruguay, pp. 33-35. (8) AL-MANASEER A. A. y T.R. DALAL, "Concrete containing plastic aggregates", Concrete International, agosto (1997). (9) “Solicitud de Certificado de Aptitud Técnica para un elemento constructivo”. En Publicación digital de la Subsecretaría de Vivienda de la Nación. Buenos Aires, Rep. Argentina (2006). (10) CHAMORRO H: "Funciones de las paredes", Publicación de la U.N.C., 1980. Departamento Estructuras de la U.N.C.
Foto 1: Ladrillos con PET.
Foto 2: Boques con PET.
Foto 3: Prototipo con ladrillos de PET.
3000
2500 / g k ( S 2000 O C I F I C 1500 E P S E S 1000 O S E P 500
2400
1602 1202 875
1150 833
694 425
REFERENCIAS 1: Ladrillos comunes de tierra. 2: Bloques cerámicos huecos no portantes. 3: Bloques de hormigón no portantes. 4: Placa de hormigón común. 5: Bloques con PET. 6: Placa de ladrillos con PET. 7: Ladrillos con papeles plásticos. 8: Ladrillos con PET.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
TIPOS DE ELEMENTOS
FIG. 1. PESOS ESPECÍFICOS DE CERRAMIENTOS
1,6 1,4 . D N O ) 1,2 C k E / m 1 D W ( S E A 0,8 T C N I E I M R 0,6 C I É F T E 0,4 O C
1,48
0,75
0,45
0,2
0,15
0,18
4
5
0 1
2
3
TIPOS DE CERRAMIENTOS
FIG. 2. CONDUCTIVIDAD TÉRMICA DE CERRAMIENTOS
REFERENCIAS 1: Mampostería de ladrillos comunes de tierra. 2: Mampostería de ladrillos cerámicos huecos. 3: Mampostería de bloques de hormigón no portantes. 4: Mampostería de bloques de PET. 5: Mampostería de ladrillos con papeles plásticos. Nota: todos los cerramientos están revocados con mortero común ambos paramentos.
4,50
N Ó 4,00 I S E 3,50 R P 3,00 M ) O a2,50 p C A M ( 2,00 L 1,50 A . T 1,00 S I S E 0,50 R
4,00 3,50
2,00
2,00 1,50 1,02
0,00 1
2
3
4
5
6
REFERENCIAS 1: Bloques no portantes de hormigón. 2: Bloques portantes de hormigón. 3: Ladrillos y bloques cerámicos no portantes. 4: Ladrillos y bloques cerámicos portantes. 5: Ladrillo con PET. 6: Bloque con PET. Nota: se consideró tensión de rotura, y sección bruta de mampuestos.
TIPOS DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
FIG. 3. RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE MAMPUESTOS
30,00 ) 25,00 % ( A U20,00 G A N15,00 Ó I C R10,00 O S B A 5,00
24,00 21,60 19,10 15,96
7,90
0,00 1 2 3 4 5 TIPOS DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS
FIG. 4. ABSORCIÓN DE AGUA EN ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS.
REFERENCIAS 1: Ladrillo común de tierra. 2: Bloque de hormigón no portante. 3: Bloque con PET. 4: Ladrillo con PET. 5: Ladrillo con papeles plásticos.
