Ir al menú de navegación principal Ir al contenido principal Ir al pie de página del sitio

SECCIÓN C: INGENIERÍAS

Vol. 16 Núm. 1 (2024)

Evaluación probabilística y económica de dos diseños de mezclas de hormigón ligero en la resistencia mecánica de mampuestos alivianados con fibras de PET triturado

DOI
https://doi.org/10.18272/aci.v16i1.3146
Enviado
noviembre 8, 2023
Publicado
2024-04-12

Resumen

El presente artículo tiene como objetivo evaluar dos metodologías de dosificación para elaborar bloques de alivianamiento con material reciclado de envases PET triturados cumpliendo con la normativa vigente NTE INEN 3066. La evaluación se realizó por medio de análisis estadísticos y financieros en donde se identificó el diseño de mezcla más óptimo referente a sus propiedades mecánicas, como costos de fabricación respectivamente. La metodología consistió en dosificar al peso, reemplazando el material fino (cascajo) en un 50 % por el material plástico. Los dos diseños de mezclas utilizados fueron la ACI 211.2 (denominada mezcla 1) y una modificación de esta norma americana adaptada a las propiedades específicas de los materiales disponibles en Ecuador (denominada mezcla 2). La resistencia se evaluó al someter una tanda de 20 mampuestos a compresión simple con la ayuda de la máquina universal; además, de los resultados obtenidos de cada tanda, se determinó el control de calidad a partir de un análisis estadístico de distribución de campana de Gauss. El costo unitario se analizó empíricamente a partir del rendimiento existente durante cada una de las fases de fabricación del bloque. Con los resultados obtenidos se observó una correlación entre la resistencia a compresión simple junto al rendimiento y el costo de producción unitario del bloque; determinando la mezcla 2 como la más óptima al alcanzar una resistencia promedio de 3,60 MPa con un menor rendimiento de 0,014 y un menor costo por bloque de 0,57 centavos. Esto demuestra que la segunda metodología resulta la mejor opción para elaborar bloques tipo C cumpliendo con los criterios de la norma ecuatoriana NTE INEN 3066, pero considerando un costo de producción superior al bloque artesanal. Finalmente, los resultados obtenidos no solo son valiosos para la optimización del proceso de fabricación de bloques, sino que sugieren nuevas soluciones sostenibles en la construcción y destacan la importancia de los estándares normativos y la viabilidad económica.

viewed = 866 times

Citas

  1. Dobrowolska K. (2021). ¿Cómo afecta la construcción al medio ambiente? Archdesk. https://archdesk.com/es/blog/como-afecta-la-construccion-al-medio-ambiente/#:~:text=En%20realidad%2C%20el%20sector%20de,que%20
  2. profundizar%20en%20los%20detalles
  3. Acosta, M. (2018). Análisis del ciclo de vida de la producción de agregado grueso natural y combinación natural/reciclado en Barranquilla [Tesis de grado, Universidad del Norte]. Repositorio Universidad del Norte. https://manglar.uninorte.edu.co/handle/10584/8075
  4. Sanjúan, M. y Chinchón, S. (2014). Introducción a la fabricación y normalización del cemento Portland. https://rua.ua.es/dspace/bitstream/10045/45347/1/2014_Sanjuan_Chinchon_Cemento-Portland.pdf
  5. Romero, S. (2022). Las emisiones de CO2 del cemento se han duplicado en los últimos 20 años. El Confidencial. https://www.elconfidencial.com/medioambiente/empresa/2022-07-26/efecto-invernadero-cambio-climaticocemento_3463584/
  6. Noticias ONU. (2019). La explotación insostenible de arena destruye ríos y mares. Naciones Unidas. https://news.un.org/es/story/2019/05/1455611
  7. Gan, V., Cheng, J. y Lo, I. (2016). Integrating life cycle assessment and multiobjective optimization for economical and environmentally sustainable supply of aggregate. J. Clean. Prod., 113, 76–85. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.11.092
  8. Aguilar, D. (2016). Sustitución del cemento con cenizas provenientes de la incineración del cuesco de la palma africana para la elaboración del hormigón. Repositorio institucional Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/8896/1/T-UCE-0011-258.pdf
  9. Vivas, K. (2016). Diseño de un hormigón liviano elaborado con ceniza de madera como sustituto parcial del agregado fino. Universidad Técnica de Ambato. https://repositorio.uta.edu.ec/bitstream/123456789/24052/1/Tesis%201052%20-%20Vivas%20Villarreal%20Karol%20Natal%C3%AD.pdf
  10. Agencia EFE. (2018). Usan ceniza y restos de hierro para crear el hormigón más ecológico del mundo. El País.
  11. https://www.elpais.com.uy/vida-actual/usan-ceniza-y-restos-de-hierro-para-crear-el-hormigon-mas-ecologico-del-mundo
  12. Redacción Plan V. (2020). Quito se asfixia en 6000 toneladas de fundas que nadie regula. Plan V periodismo. https://www.planv.com.ec/historias/sociedad/quito-se-asfixia-6000-toneladas-fundas-que-nadie-regula
  13. Ochoa, C. (2013). ¿Qué tamaño de muestra necesito? NetQuest. https://www.netquest.com/blog/que-tamano-de-muestra-necesito
  14. INEN 157. (2009). Cemento hidráulico - Determinación de la consistencia normal: Método de Vicat. Instituto Ecuatoriano de Normalización. https://www.academia.edu/32877743/INSTITUTO_ECUATORIANO_DE_NORMALIZACI%C3%93N_CEMENTO_HIDR%C3%81ULICO_DETERMINACI%C3%93N_DE_LA_CONSISTENCIA_NORMAL_M%C3%89TODO_DE_VICAT
  15. INEN 158. (2009). Determinación de la consistencia normal: Método de Vicat. Instituto Ecuatoriano de Normalización. https://fr.scribd.com/document/255244157/Norma-inen-158
  16. INEN 156. (2009). Cemento hidráulico - Determinación de la densidad: Método de Vicat. Instituto Ecuatoriano de Normalización. https://studylib.es/doc/5714656/nte-inen-0156--cemento-hidr%C3%A1ulico.-determinaci%C3%B3nde-la-de
  17. INEN 696. (2011). ÁRIDOS. ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO EN LOS ÁRIDOS, FINO Y GRUESO. https://inencloud.normalizacion.gob.ec/index.php/s/XbjQTTR55ejswmD
  18. INEN 856. (2010). Áridos: Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad específica) y absorción del agregado fino. Instituto Ecuatoriano de Normalización. https://ia902909.us.archive.org/25/items/ec.nte.0696.2011/ec.nte.0696.2011.pdf
  19. INEN 857. (2010). Áridos: Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad específica) y absorción del árido grueso. Instituto Ecuatoriano de Normalización. https://ia802907.us.archive.org/27/items/ec.nte.0857.2010/ec.nte.0857.2010.pdf
  20. INEN 855. (2010). Áridos: Determinación de las impurezas orgánicas en el árido fino para hormigón. Instituto Ecuatoriano de Normalización. https://ia802903.us.archive.org/2/items/ec.nte.0855.2010/ec.nte.0855.2010.pdf
  21. NTC 174. (2000). Concretos: Especificaciones de los agregados para concreto. Ministerio de Desarrollo Económico. https://studylib.es/doc/7599795/norma-t%C3%A9cnica-ntc-colombiana-174
  22. INEN 3066. (2016). Bloques de hormigón: Requisitos y métodos de ensayo. Instituto Ecuatoriano de Normalización. https://www.studocu.com/ec/document/universidad-central-del-ecuador/ensayo-de-materiales/nte-inen-3066-normas-de-construccion/39594721
  23. Morales, L., Santamaría, J., Caicedo, W. y Tipán, F. (2019). Hormigón Estructural de Baja Densidad para Edificaciones. Rev. Ingenio, 2(2), 1-13. https://revistadigital.uce.edu.ec/index.php/INGENIO/article/view/1704/1798
  24. García, P. (2016). El Bloque de Hormigón y su Fábrica. Asociación Nacional de Fabricantes de Bloques y Mampostería de Hormigón (NORMABLOC). https://www.andece.org/wp-content/uploads/2019/07/MANUAL-Bloque-de-hormigony-su-fabrica-NB.pdf
  25. Inmobiliaria La Roca. (2020). Bloques de Concreto. La Roca. https://laroca.com.gt/bloques-de-concreto/
  26. Santacruz, W. y Velasteguí, E. (2018). Determinación de Dosificación para Elaborar Bloques Huecos de Hormigón que cumplan con la Actual Norma NTE INEN 3066 [Tesis de grado, Escuela Politécnica Nacional]. Repositorio digital de la Escuela Politécnica Nacional. https://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/19369
  27. Gómez, E. y Guzmán, M. (2019). Comparación entre las propiedades físicas y mecánicas de los bloques fabricados con viruta de plástico PET y los bloques tradicionales de acuerdo a la norma NTE INEN 3066 [Tesis de grado, Universidad Central del Ecuador]. Repositorio institucional Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/server/api/core/bitstreams/3cf39d1b-182d-43dc-82d6-05d53460136a/content
  28. Moreno, R. y Cañizares, F. (2011). Agregado alternativo para fabricación de bloques y adoquines en base a Polietilen
  29. Tereftanato [Tesis de grado, Escuela Politécnica Nacional]. Repositorio digital de la Escuela Politécnica Nacional.
  30. https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/3968/1/CD-3724.pdf
  31. Paguay, E. (2019). La adición de botellas plásticas PET en la elaboración de bloques alivianados para viviendas unifamiliares y su efecto en la variación de temperatura y acondicionamiento acústico en el cantón Ambato, provincia de Tungurahua [Tesis de grado, Universidad Técnica de Ambato]. Universidad Técnica de Ambato. https://repositorio.uta.edu.ec/bitstream/123456789/30024/1/Tesis%20I.%20C.%201342%20-%20Paguay%20C%c3%b3rdova%20Edison%20Andr%c3%a9s.pdf
  32. Mustafa, M., Hanafi, I., Mahmoud, R. y Tayeh, B. (2019). Effect of partial replacement of sand by plastic waste on impact resistance of concrete: experiment and simulation. Structures, 20, 519-526. doi: https://doi.org/10.1016/j.istruc.2019.06.008
  33. Mahir, H. y Oda, A. (2021). Recycling of plastic box waste in the concrete mixture as a percentage of fine aggregate. Construction and Building Materials, 284. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122666
  34. Marthong, C. (2015). Effects of PET fiber arrangement and dimensions on mechanical properties of concrete. The IES Journal Part A: Civil & Structural Engineering, 8, 111-120. doi: https://doi.org/10.1080/19373260.2015.1014304
  35. Marthong, C. y Kumar, D. (2015). Influence of PET fiber geometry on the mechanical properties of concrete: an experimental investigation. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 20, 771-784. doi: https://doi.org/10.1080/19648189.2015.1072112
  36. Villacis, E., Luna, G., Orbe, L., Zúñiga, P., Nates, J., Velastegui, E. y Santacruz, W. (2020). Dosificación para elaborar bloques huecos de hormigón que cumplan con la actual NTE INEN 3066. Revista Tecnológica – ESPOL, 32. doi: https://doi.org/10.37815/rte.v32n1.688
  37. Walpole, R., Myers, R. y Myers, S. (2012). Probabilidad y estadística para ingenierías y ciencias. Pearson Educación. https://vereniciafunez94hotmail.files.wordpress.com/2014/08/8va-probabilidad-y-estadistica-para-ingenierwalpole_8.pdf
  38. Bernal, K., Calvache, W. y Santamaría, J. (2022). Análisis físico mecánico y económico de la fabricación de bloques para alivianamiento en losas con fibras de plástico de envase (PET) triturado como alternativa sostenible para la construcción [Tesis de grado, Universidad Central del Ecuador]. Repositorio institucional Universidad Central del Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/entities/publication/e2f89d48-9212-455a-85a9-a7e6cbfa8dbe