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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

“INTERVENCIÓN DEL PORCENTAJE DE DOSIFICACIÓN DE PET EN LA ALBAÑERIA EN LAS PROPIEDADES FÍSICO-MECÁNICAS DE LADRILLOS DE CONCRETO, LIMA 2020”

CURSO: TECNOLOGÍA DE MATERIALES

DOCENTES: Mag. Ing. Marco Antonio Tejada Silva Mag. Ing. Carlos Alberto Villegas Martínez

INTEGRANTES:  Berrios Zurita, Yeraldin  Espinoza Anccasi, Vladimir  Mayhuasca Mayor, Carlos  Otiniano Calixto, Emerson  Taipe Llamo, Carlos

Lima - Perú 2020

Contenido Introducción ............................................................................................................................ 3 1. Capítulo I ............................................................................................................................ 5 1.1.

Antecedentes ........................................................................................................... 5

1.1.1.

Internacionales ................................................................................................ 5

1.1.2.

Nacionales ........................................................................................................ 6

1.2.

Planteamiento del problema: ................................................................................ 7

1.3.

Hipótesis .................................................................................................................. 7

1.4.

Variable................................................................................................................... 8

1.5.

Objetivos ................................................................................................................. 8

2. Capítulo II: Marco referencial .......................................................................................... 11 2.1.

Marco teórico ....................................................................................................... 11

2.1.1.

Origen del plástico ......................................................................................... 11

2.1.2.

Propiedades de los plásticos .......................................................................... 12

2.1.3.

Residuos de plásticos a nivel nacional .......................................................... 13

2.1.4.

Reciclaje de plásticos ..................................................................................... 15

2.1.5.

Clasificación y uso del plástico reciclable .................................................... 18

2.1.6.

Polietileno tereftalato “PET” ........................................................................ 19

2.1.7.

Ventajas y Desventajas de PET ..................................................................... 21

2.1.8.

Plástico PET y su impacto ambiental ........................................................... 21

2.1.9.

El plástico en la Construcción ...................................................................... 23

2.1.10. Reciclaje de PET en el Perú .......................................................................... 24 2.2.

Marco metodológico ............................................................................................ 24

2.2.1. Operacionalización de las variables .................................................................. 24 2.2.2. Matriz de operacionalización ............................................................................ 25 2.2.3 Ensayos de los materiales.................................................................................... 26 2.2.4. Cronograma de ensayos ..................................................................................... 28 2.2.5. Población y muestra ........................................................................................... 28 2.2.6. Muestra de control ............................................................................................. 29 2.2.7. Método de tratamiento ....................................................................................... 30 2.2.8. Etapas de la investigación ................................................................................. 30 Bibliografía ........................................................................................................................... 31

Introducción

Durante los últimos años, los residuos producidos por actividades humanas han traído consigo la contaminación del medio ambiente y la degradación de la calidad de vida en la sociedad, generando alarma y preocupación en la actualidad. Para contrarrestar los problemas de contaminación ambiental, se propone la reutilización de los residuos de Plástico PET (polietileno tereftalato) como componentes de materiales de construcción eco amigables, solución que disminuiría el volumen de los residuos en un nivel considerable y también aportaría en la producción de nuevos materiales de construcción, ligeros, eficientes y con el objetivo de ayudar a la conservación de medio ambiente. (Flores, 2018)

La sobreexplotación de los recursos del medio ambiente está generando problemas que se verán incrementados en un futuro si no se realizan controles y evaluaciones para realizar las correcciones necesarias. Una de las alternativas propuestas es el reciclado de los materiales como el Plástico PET y su utilización como componentes en la elaboración de elementos prefabricados de concreto evitando de esta forma incurrir en la sobreexplotación de recursos mediante el uso de materiales reciclados, los cuales tendrán un nuevo uso y darán una nueva luz de esperanza a generaciones futuras en el manejo de elementos amigables con la naturaleza. (Flores, 2018)

A consecuencia del problema expresado en el párrafo anterior, profesionales e investigadores ambientalistas se encuentran en la búsqueda constante de nuevos métodos y procesos para la reutilización de desperdicios. La política ambiental está impulsando el desarrollo de nuevas investigaciones en el campo de la reutilización de elementos que son de difícil descomposición y degradación natural. (Flores, 2018)

Los materiales abundantes y con una proyección enorme para el reciclado (Santamarina, 2015), que serán utilizados para la presente investigación, son los envases fabricados a base de Plástico PET, material que ha sido seleccionado por su fácil acceso y bajo nivel de

degradación natural. La proyección de reciclado del Plástico PET ha ido en aumento los últimos años, principalmente en el uso textil para la fabricación de tela polar y algunos prototipos de elementos prefabricados de baja densidad.(Flores, 2018).

En el ámbito internacional se ha realizado estudios e investigaciones acerca de la utilización del Plástico reciclado PET, principalmente adquirido de envases para líquidos consumibles, países como Holanda promueven su aplicación en nuevas vías pavimentadas para ciclistas. (Lastra, 2015)

México promueve su aplicación en viviendas eco amigables, Argentina investiga nuevas propuestas arquitectónicas con la participación de los desperdicios de Plástico PET en procesos constructivos; y se puede seguir enumerando diversos casos de innovación en otros sectores diferentes a la construcción. (Flores, 2018)

En el país no existen muchas investigaciones acerca el uso del Plástico PET y su aplicación en la construcción nacional, actualmente los materiales suministrados a la población tienen una fabricación convencional, cuyos componentes son obtenidos en canteras que son sobreexplotadas y dejadas en total abandono una vez extraído todo el material, sin contar una fiscalización adecuada de cierre de canteras (Fuentes, 2015), “que pueda afectar en menor porcentaje a los pobladores y viviendas aledañas” (Flores, 2018).

Capítulo I 1.1.

Antecedentes

1.1.1. Internacionales 

M.M. Rahman y M.A. Mahi en el año 2013 realizó su investigación titulada “Utilization of waste PET bottles as aggregate in masonry mortar” se encontró que la inclusión de rellenos de PET de desecho en la composición del mortero da como resultado inicialmente una fuerte disminución en la resistencia a la compresión del ensayo, muestras de 19.5 MPa (mortero no modificado) a 8 MPa (mortero que contiene 3% en peso de arena de reemplazo de PET). Las muestras de mortero con 30% en peso de relleno de PET que reemplaza la arena exhibieron 6 MPa, El estudio también indicó que con el reemplazo de arena con PET en 3% y 30%, la resistencia a la compresión de los morteros modificados disminuye en 62% y 69% respectivamente.



Zavala Arteaga en el año 2015 realizó su investigación titulada “ Diseño y Desarrollo Experimental de Materiales de Construcción Utilizando Plástico Reciclado” se encontró que los elementos creados con cemento y PET en proporción 1.0 : 0.50, tiene una resistencia a la Compresión de 62.66kg/cm²; que equivale a un promedio del 40% menos que la que tienen los creados con cemento y arena; por lo que su uso se limita a espacios de circulación peatonal; además que los elementos creados con cemento y PET tienen una alta resistencia al fuego por lo que se considera un material combustible de muy baja propagación y que la geometría irregular de las partículas plásticas influye directamente en el comportamiento de la mezcla; por tanto, entre más fina sea la partícula habrá mayor adherencia, afectando la cantidad de agregado fino en la mezcla de mortero generada.

1.1.2. Nacionales 

Flores Guillen en el año 2018 realizó su investigación titulada “Elaboración de elementos prefabricados de concreto con la adición de plástico reciclado PET “se encontró para la relación de agua-cemento= 0.55; que luego de 7 días se muestra que los valores de la resistencia a la compresión en ladrillos de concreto, con la adición de 0%, 10%, 20% y 30% de Plástico PET respectivamente son 130.79 kg/cm², 121.88 kg/cm², 97.34 kg/cm² y 72.34 kg/cm² respectivamente. Estos valores representan el 100%, 93%, 74% y 55% respectivamente tomando como punto de referencia la comparación del diseño patrón y los diseños con la adición de Plástico reciclado PET, a los 28 días se realizó el ensayo de compresión a los especímenes de ladrillos de concreto en el mismo orden de ensayo establecido a los 7 días, con la adición de 0%, 10%, 20% y 30% de Plástico PET respectivamente dando como resultado 163.08 kg/cm², 129.75 kg/cm², 111.34 kg/cm² y 80.21 kg/cm². Estos valores representan el 100%, 80%, 68% y 49% respectivamente tomando como referencia el valor del diseño patrón a los 28 días. Para la relación agua-cemento= 0.60. El ensayo de compresión aplicado a los 7 días muestra los valores de la resistencia a la compresión en ladrillos para la relación A/C= 0.60 con la adición de 0%, 10%, 20% y 30% de Plástico PET respectivamente, son 111.11 kg/cm², 89.35 kg/cm², 80.79 kg/cm² y 63.77 kg/cm² respectivamente. Estos valores representan el 100%, 80%, 73% y 57% respectivamente tomando como punto de referencia la comparación del diseño patrón y los diseños con la adición de Plástico reciclado PET. A los 28 días se realizó el ensayo de compresión a los especímenes de ladrillos de concreto para la relación A/C= 0.60 en el mismo orden de ensayo establecido a los 7 días con la adición de 0%, 10%, 20% y 30% de Plástico PET respectivamente dando como resultado 150.12 kg/cm², 104.75 kg/cm², 86.92 kg/cm² y 71.35 kg/cm². Estos valores representan el 100%, 70%, 58% y 48% respectivamente tomando como referencia el valor del diseño patrón a los 28 días. El porcentaje de absorción de los ladrillos de concreto fue de 6,95%, 7,36%, 8,51%, 9,48% para una adición de PET de 0%, 10%, 20%, 30% respectivamente.



Echevarría R. en el año 2017 realizó su investigación titulada “Ladrillos de concreto con plástico PET reciclado “ se encontró que las propiedades físicas de los

tres tipos de ladrillo de concreto - PET (3%, 6%, 9% PET) comparado con el ladrillo patrón (0% PET), en lo que respecta a variación dimensional, contenido de humedad, porcentaje de vacíos y alabeo no varía sustancialmente, la resistencia a compresión de los tres tipos de ladrillo de concreto – PET son f’b =127.08 kg/cm2, f’b = 118.80 y f’b = 110.46 kg/cm2 para porcentajes de 3%, 6% y 9%,y presentan una disminución máxima de la resistencia a compresión de 51.5kg/cm2 o 31.8%, respecto del ladrillo patrón (0% PET) f’b = 161.96 kg/cm2.

1.2.

Planteamiento del problema:

Los plásticos PET son responsables en gran medida de la contaminación de hoy en día la cantidad de plástico y botellas PET que se produce a diario tiene diferentes destinos solo ubicándonos en lima, de los cuales la INEI señala que “el principal destino el botadero a cielo abierto 71,5%, relleno sanitario con el 29,9%, quema de basura el 22,1%, reciclaje el 20,9% y un 3,8% de las municipalidades lo vierten en los ríos, lagunas o en el mar” (INEI, pág. 277)

Los desechos plásticos son productos nocivos para el medio ambiente, por su alta resistencia a los agentes biológicos y atmosféricos (Ferro, Toledo, Cadalso, 2008).

El plástico y botellas PET cuando son incineradas liberan toxinas dañinas al ambiente, las cuales contribuyen al calentamiento global y otras que pueden causar enfermedades respiratorias y hasta generar cáncer en la población (Tabilo, 1999). El impacto sobre los mares es preocupante, según información de ambientalistas, se llegan a cerca de cuatro toneladas de basura anual la que se recolecta en el mar, y más del 60% es plástico (Fundación Ellen MacArthur y McKinsey, 2016), teniendo en cuenta todo y a manera de contrarrestar ese progresivo avance, se desea aprovechar estos residuos como materia prima para elaborar ladrillos de concreto para ser utilizados como unidades de albañilería.

1.3.

Hipótesis 

Hipótesis General -

Hay intervención del porcentaje de dosificación de PET en la albañearía en las propiedades físico-mecánicas de los ladrillos de concreto, Lima 2020



Hipótesis Nula -

No hay intervención del porcentaje de dosificación de PET en la albañearía en las propiedades físico-mecánicas de ladrillos de concreto, Lima 2020.



Hipótesis Alterna -

Sí hay intervención del porcentaje de dosificación de PET en las propiedades físico – mecánicas del concreto, Lima 2020.



Hipótesis Específica -

No hay intervención de la proporción de PET reemplazado en las propiedades físico-mecánicas de ladrillos de concreto, Lima 2020.

-

Sí hay intervención de la proporción de PET reemplazado en las propiedades físico-mecánicas de ladrillos de concreto, Lima 2020.

-

No hay intervención de la relación de agua y cemento en las propiedades físico-mecánicas de ladrillos de concreto, Lima 2020.

-

Sí hay intervención de la relación de agua y cemento en las propiedades físicomecánicas de ladrillos de concreto, Lima 2020

1.4.

1.5.

Variable 

Variable Independiente: Porcentaje de dosificación de PET en la albañilería.



Variable Dependiente: Propiedades físico mecánicas del material de albañilería.

Objetivos

1.5.1. Objetivo general -

Determinar intervención del porcentaje de dosificación de PET en la albañearía en las propiedades físico-mecánicas de los ladrillos de concreto, Lima 2020.

1.5.2. Objetivos específicos -

Determinar la intervención del porcentaje de dosificación de PET en las propiedades físico-mecánicas de los ladrillos de concreto, Lima 2020.

- Determinar la intervención de la relación de agua-cemento en las propiedades físico-mecánicas de los ladrillos de concreto, Lima 2020.

1.6.

Justificación del problema Se realizó esta investigación para buscar aportar al conocimiento del comportamiento

de ladrillos de concreto con adición de PET. Este, al ser es un método de fabricación de ladrillos relativamente nuevo, escasea respecto a la información, en comparación con materiales convencionales, acerca de las propiedades de este nuevo tipo de ladrillo.

Teniendo en cuenta el bajo porcentaje de reciclaje en nuestro país y las buenas propiedades que el plástico PET podría darnos en ciertas eventualidades, planteamos dar una nueva alternativa que permite minimizar el impacto medio ambiental, basándonos e implementándonos en el concepto de reciclaje. Martínez, Hernández, López y Menchaca (2015) expresan que “sus propiedades mecánicas influyen: altos valores de dureza y de resistencia a la abrasión; valores medios de resistencia a la propagación de grietas por tensión y baja resistencia al impacto (pág. 100)” debido a esas propiedades, la utilización del plástico reciclado, se convierte en una opción favorable en la construcción, donde al ser utilizado para la elaboración de ladrillos, aumentaría su reciclaje aportando al medio ambiente.

La construcción con ladrillos PET es un método innovador pues en su elaboración se utiliza un material poco convencional, el plástico PET, pues a pesar de que muchas empresas de construcción utilizan materiales plásticos (…) desde tornillos y bisagras de plástico hasta piezas de plástico más grandes que se utilizan en decoración, cableado eléctrico, pisos, revestimientos de paredes, impermeabilización, etc. (Use of Plastic Materials in the Construction Industry, 2018), su aplicación en la elaboración de ladrillos

es relativamente nueva. La utilización del plástico reciclado gracias a su versatilidad, fácil manipulación y modelación a altas temperaturas, se convierte en una opción favorable en la construcción, donde sería utilizado como materia prima para la elaboración de bloques y a su vez aumentaría los niveles de recolección y reciclaje aportando al medio ambiente (Piñeros Moreno y Herrera Muriel, 2018).

Al emplearse nuevos métodos en la realización de un proyecto no solo se busca una mejora en propiedades (en este caso) físicas de los nuevos materiales a utilizar, sino también en materia económica. Como manifestó Bee al citar a Kodua: “La ventaja fundamental de que los plásticos reemplacen los agregados sería reducir la densidad aparente del compuesto y, por lo tanto, mejorar el costo”. (Bee Tuffour, 2016)

Y, por último, también se busca redescubrir de cierta manera la importancia del reciclaje y el uso de este plástico reciclado (específicamente PET) en el sector construcción. E implementar el concepto de uso del reciclaje en materiales para la construcción Esto podría generar un cambio transformador en la producción e industrialización de un nuevo recurso para el mercado de la construcción (Tolozano, 2016).

2. Capítulo II: Marco referencial

2.1.

Marco teórico

2.1.1. Origen del plástico El plástico se origina como resultado de un concurso realizado en 1860 en Estados Unidos, para encontrar el sustituto del marfil para la fabricación de bolas de billar, de ese concurso nace un tipo de plástico llamado celuloide. Con dicho material se comenzaron a fabricar productos de plásticos como collares, mangos de cuchillos, cajas, armazones de lentes y películas cinematográficas. En 1909, se descubrió una nueva materia prima, el alquitrán, del que se fabricó otro plástico, la baquelita; usada como aislante eléctrico debido a que es altamente resistente al calor, al agua y a los ácidos (Bellis, 2020).

El plástico es un conjunto de materiales polímeros orgánicos (compuestos por moléculas orgánicas gigantes) que son plásticos, es decir, que pueden deformarse hasta conseguir una forma deseada por medio de extrusión, moldeo hilado (Wiley y Sons, 1997).

Los plásticos hacen parte de un grupo de compuestos orgánicos denominados polímeros, los cuales están conformados por largas cadenas macromoleculares que contienen en su estructura carbono e hidrógeno. Principalmente se obtienen mediante reacciones químicas entre diferentes materias primas de origen sintético o natural (Echevarría, 2017)

Por otra parte los quimicos a principio del siglo XX comenzaron a conocer mejor la reaccciones quimicas, esto acelero la busqueda de nuevos materiales y así, en el año 1930 comenzo la fabricacion de plasticos a partir de derivados del petroléo. (Leonardo, 2017, pág 5).

El PET 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 (Alesmar, Rendon, Korody, 2008).

El Plástico PET pertenece al grupo de los polímeros, los cuales están definidos como macromoléculas compuestas y que contienen Hidrógeno y Carbono como parte de estructura. La estructura básica de un polímero es la de una cadena de monómeros que son unidades químicas más pequeñas (Flores, 2018). Para Wiley citado por Sinha y Patel (2010, pág 8) define al PET como “un polímero de cadena larga que pertenece a la familia genérica de poliésteres”.

2.1.2. Propiedades de los plásticos Al ser un grupo derivado del petróleo y tener como componente principal en su estructura al carbono, se encuentra una amplia gama de productos de plástico con diferentes propiedades en su estructura tales como los termoestables y los termoplásticos, por ejemplos. 

Propiedades mecánicas: Se conocen Plásticos rígidos y quebradizos, así como flexibles y elásticos.



Poseen baja densidad, cabe mencionar a los plásticos expandidos, por el volumen de aire que contienen.



Suelen ser impermeables.



Buenos aislantes eléctricos, gracias a que no tienen una estructura iónica.



Resistentes a la corrosión, gracias a la ausencia de poros y a la falta de reacciones iónicas, por esta razón tienen mucha resistencia al ataque de microorganismos.



Dificultad grande para biodegradarse (Flores, 2018)

Para una mejor descripción y valores técnicos sobre las propiedades mencionadas anteriomente del PET, a continuación se muestra la Tabla 1.

Tabla 1 Datos técnicos del PET

Propiedad

Unidad

Valor

g/cm3

1,34-1,39

Resistencia a la tensión

Mpa

59-72

Resistencia

Mpa

76-128

j/mm

0,01 -0,04

Densidad

a

la

comprensión Resistencia al impacto Dureza

Rockwell M94M101

Dilatación térmica

10-4/°C

15,2-24

Resistencia al calor

°C

80-120

v/mm

13780-15750

Resistencia dieléctrica

(mariano, 2011)

Recuperado de Industria del Plástico. Plástico Industrial. Richardson & Lokensgard. Por el blog tecnología de plástico

2.1.3. Residuos de plásticos a nivel nacional El consumo a nivel mundial de los materiales plásticos ha aumentado de alrededor de 5 millones de toneladas en la década de 1950 a casi 100 millones de toneladas en 2001 (Siddique R., 2008).

En los últimos años, por el incremento de la población, los nuevos hábitos de consumo, se observa que hay un incremento en la generación de residuos sólidos y en especial en envases de plástico (Ministerio de Economía y Finanzas, 2017).

Afirma el Ministerio del Ambiente (2013), que los residuos sólidos generados a nivel nacional para el año 2013 es de 18 532 toneladas/día , 6.7 millones de toneladas/año , cifra que obtiene como consecuencia de sumar los residuos domiciliarios, no domiciliarios y rurales, estos residuos en su variedad están compuestos físicamente de: materia orgánica, materia inerte, plástico PET, metales, entre otros, de los que conforman este grupo, los de mayor producción, son la materia orgánica con 50,40% y como segundo material inerte con 8,07%, como se muestra en la Tabla 2.

Tabla 2 Tipos de residuos

Tipos de residuos Materia orgánica Materia inerte Residuos sanitarios Bolsas Papeles Plásticos PET Cartón Vidrios Madera Follaje Metales Plástico duro Telas, textiles Caucho, cuero y jebe Tecno por y similares Restos de medicina, focos Pilas

Porcentaje (%) 50,40 8,07 6,89 4,41 3,96 3,63 3,48 3,05 2,97 2,64 2,48 1,61 1,25 0,78 0,55 0,47

Fuente: Quinto informe Nacional de Residuos Municipales y no Municipales- (MINAM 2013) De la Tabla 3, se observa que el plástico total (plástico PET, plástico duro y bolsas) a nivel nacional representa 11,30% de residuos sólidos generados, conteniendo 764 389 toneladas del año 2013.

2.1.4. Reciclaje de plásticos 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. (Guillermo, 2016, pág 4).

Desde 1950, cerca de la mitad de todo el plástico ha terminado en vertederos o en la naturaleza, y solo el 9% del plástico usado se ha reciclado adecuadamente (D’Ambrières, 2019).

Los micro plástico representan un peligro para el cuerpo humano se encontró en las heces de ocho personas y se confirmó que las pequeñas piezas estaban en agua potable, cerveza, sal y mariscos (anónimo, 2018).

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 1o muebles. (Guillermo, 2016, pág 4).

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 (Guillermo, 2016, pág 5).

En nuestro país no existen espacios físicos para colocar todos los desechos que se generan, los cuales son llevados a botaderos comunes; lo que genera automáticamente contaminación ambiental. La industria del plástico es una de las más dinámicas de la región; sin embargo, está creando serios problemas al ambiente. El ministerio del Medio Ambiente cifro en 6 764

1

Plafones: Lámpara plana traslúcida que se coloca pegada al techo o a una pared y que sirve para ocultar el foco y difuminar su luz.

507 toneladas/año de basura que se produce en el Perú; y el plástico alcanza un 11,30%, la que más se produce después de la basura orgánica. Comparado ese dato con la cantidad que se recicla, tenemos que el reciclaje alcanza nada más el 0,20% del total producido. (Guillermo, 2016, pág 5).

El proceso de reciclaje es la mejor técnica para tratar los productos polímeros (PET) de desecho en comparación con los métodos antiguos (combustión de polímeros residuales o enterrados bajo tierra) que provocan influencias negativas en el medio ambiente a través de la formación de polvo, humos y gases tóxicos (Grigore, 2017).

Según Flores (2018) existen cuatro métodos diferentes de reciclaje y recuperación de los plásticos: -

Reciclaje secundario

-

Reciclaje secundario o mecánico

-

Reciclaje terciario o químico

-

Reciclaje cuaternario o valorización energética

a) Reciclaje primario: Este tipo de reciclaje también se conoce como reciclaje in situ, de ciclo cerrado o de reprocesamiento. Se realiza al reintroducir los residuos sólidos y recortes (de origen postindustrial), que se generan durante la producción, al proceso de extracción que se lleva a cabo en el mismo, con fin de fabricar productos de material similar (Flores, 2018).

Es una práctica común en muchas plantas productoras de artículos de plásticos, dado que permiten reaprovechar residuos limpios y claramente identificados, disminuyendo la necesidad de materias primas. Aunque el proceso es simple, para aplicarlo es importante realizar pruebas que permitan definir la proporción adecuada de reciclados, de forma que no se afecten las propiedades del producto final (Flores, 2018).

b) Reciclaje secundario o mecánico:

En esta categoría se agrupan todos los procesos físicos de reciclaje, es decir, aquellos en los que no se modifican la estructura química o la composición de los plásticos. Pueden realizarse a partir de residuos post-industriales o post-consumo, que mediante tratamientos térmicos son transformados nuevamente en pellets y madera plástica. Aunque existen variaciones en los procesos, estos generalmente incluyen procesos de corte o molienda, limpieza, extracción, enfriamiento y almacenaje hasta su posterior comercialización (Flores, 2018).

c) Reciclaje terciario o químico A diferencia de lo que ocurre en los procesos físicos, en los químicos los plásticos cambian su estructura y forman nuevas moléculas, que pueden ser similares o diferentes a los monómeros que les dieron origen. Estos nuevos compuestos pueden utilizarse como materias primas para la industria química para fabricar plásticos u otro tipo de productos como combustibles (Flores, 2018).

Este tipo de reciclaje, que también se conoce como despolimerización, se realiza mediante procesos térmicos en los que se suministra calor al plástico y, mediante el control en la cantidad de oxígeno y el uso de catalizadores, se logra la fragmentación de las moléculas. Entre sus distintas modalidades se encuentran la pirolisis, la gasificación, la hidrogenación y el cracking catalítico, calorífica, de una fase liquida más pesada y de un residuo sólido (Flores, 2018).

d) Reciclaje cuaternario o recuperación de energía Este proceso, también conocido como valorización energética, recupera de forma directa la capacidad calorífica de los residuos plásticos. Los polímeros que forman directa la capacidad calorífica de los residuos plásticos. Los polímeros que forman la base de los plásticos, especialmente en el caso de las poliolefinas, están compuestos principalmente por carbono e hidrogeno. Estos liberan mucha energía cuando reaccionan con el oxígeno durante la combustión, es decir, son muy buenos combustibles, comparables en algunos casos con otros derivados del petróleo. El calor que se libera durante la combustión de los plásticos

puede usarse directamente, para calentar, o en algún proceso en el que esa energía haga funcionar una turbina que genere movimiento o electricidad (Flores, 2018).

El proceso puede aplicarse a plásticos mezclados y permite reducir su volumen hasta en un 99%, disminuyendo los requerimientos de rellenos sanitarios. Durante el mismo se destruye compuestos como los agentes espumantes, pero al mismo tiempo se genera CO2 que contribuye al calentamiento global (Flores, 2018).

Un estudio revela que el ciclo de vida sobre el PET reciclado encontró que producir 1 tonelada de PET reciclado limpio en lugar de PET virgen se ahorró 48 millones de BTU adicionales de energía y redujo las emisiones de gases de efecto invernadero en otras 3,000 libras (Franklin Associates, 2009).

2.1.5. Clasificación y uso del plástico reciclable Se muestra la clasificación de este tipo de plásticos reciclados a nivel mundial según la SPI (Society of the Plastics Industry) más comúnmente reciclados y sus aplicaciones, en la Tabla 3. Tabla 3 Clasificación de plásticos reciclados a nivel mundial

Nombre Polietileno tereftalato

Símbolo

Clave

Principales Aplicaciones Envases para bebidas,

PET o PETE

1

electrodomésticos, industria textil. Envases y empaques,

Polietileno de alta densidad

PEAD o HDPE

2

aislantes,

industria

eléctrica,

sector

automotriz, entre otros Policloruro de vinilo

PVC

3

Tubería, botella, película y

lamina,

calzado,

recubrimiento de cable, loseta, etc. Polietileno de baja densidad

LDPE

4

Películas

PP

5

bolsas

transparentes, tuberías. Películas,

rafia,

productos

médicos,

juguetes, Polipropileno

y

recipientes

para alimentos, cajas, hieleras,

automotriz,

electrodomésticos, entre otros. Envases de productos Poliestireno

PS

6

alimenticios, edificaciones, carcazas, juguetes, etc. Todas la demás resinas y materiales multilaminados.

Otros

Otros

7

Son

utilizados

en

productos que no tienen grandes especificaciones (Defensas

de

autos,

postes, etc.)

Fuente:

http://www.plastico.com/temas/America-Latina-muestra-avances-en-reciclaje-de-plasticos-

recuperados+3091892?tema=3691000

2.1.6. Polietileno tereftalato “PET” El tereftalato de polietileno (PET o PETE) es un polímero termoplástico de uso general que pertenece a la familia de polímeros de poliéster. (…) El PET es uno de los

termoplásticos más reciclados (Polyethylene Terephthalate (PET): A Comprehensive Review, s.f.)

Es una fuerte pero ligera forma de poliéster claro, es usado en la fabricación de recipientes para bebidas, agua, aceites, limpiadores y envasado de alimentos. Siendo un polímero, consiste en una larga cadena de moléculas donde las unidades de repetición son carbono, oxígeno e hidrógeno (Rivera, 2004).

El PET fue desarrollado inicialmente para producir fibras sintéticas. Luego empezó a usarse para películas de empaque y a inicios de 1970 para la elaboración de botellas plásticas mediante la técnica de moldeo por soplado (Rivera, 2004).

Según la secretearía del Medio Ambiente del estado de México (s.f) el PET está hecho de petróleo crudo, gas y aire. Un kilo de PET está compuesto por 64% de petróleo, 23% de derivados líquidos del gas natural y 13% de aire. A partir del petróleo crudo, se extrae el paraxileno y se oxida con el aire para dar ácido tereftálico. El etileno, que se obtiene a partir de derivados del gas natural, es oxidado con aire para formar etilenglicol. El PET se hace combinando el ácido tereftálico y el etilenglicol (Bolaños, 2019).

Se ha utilizado una gran cantidad de PET en aplicaciones de envasado, ha logrado aceptación y desempeñando un papel cada vez mayor en el crecimiento de las botellas de PET en el mundo y en Bangladesh. Con respecto a la enorme producción, el PET no se recicla al mismo ritmo. Como resultado, una cantidad significativa de botellas de PET de desecho han quedado abandonadas, una cantidad considerable de ellas se vierten al borde de la carretera, la orilla del río y el alcantarillado de la ciudad, lo que bloquea el flujo en el drenaje del sistema de alcantarillado de la ciudad de Dhaka, una parte de la ciudad se está incinerando lo que provocó la contaminación ambiental (Rahman, Mahi, Chowdhury, 2013).

Los plásticos PET se han convertido en el material de carga omnipresente de la economía moderna combinando propiedades funcionales inigualables con un bajo costos su uso ha aumentado veinte veces en el último medio siglo y se espera que se duplique nuevamente en

los próximos 20 años. Hoy en día, casi todo el mundo, en todas partes, todos los días entra en contacto con plásticos (Mongens, 2016).

2.1.7. Ventajas y Desventajas de PET Los productos de plásticos tienen una gran gama de aplicaciones y es importante conocer cuáles son sus ventajas y desventajas; por lo que se definen algunas de estas características. 

Ventajas

a) Una vez instalado el material no requiere constante mantenimiento. b) Posee una gran resistencia a las sustancias químicas (líquidas y gases). c) Ahorro de materiales primas y energía. d) Es moldeable, pudiéndoles dar la forma deseada por medio de diferentes técnicas. e) Soporta altas y/o bajas presiones y temperaturas. f) Dependiendo de su uso se puede variar la resistencia del plástico (Morales, 2016). 

Desventajas

a) No todos los plásticos son reciclables. b) Son desechos de difícil solución. c) Poco manejo de la recolección y disposición final de los residuos. d) Material poco convencional y poco utilizado en la actualidad como material de construcción. e) Material inflamable, por lo que no es recomendable utilizarlo sin recubrimiento (Morales, 2016). f) Susceptible a la degradación por calor (AZoM, 2001).

2.1.8. Plástico PET y su impacto ambiental La Jornada Ecológica en mayo 2013 afirmó, que una botella de plástico tarda cientos de años en descomponerse y hacen falta unos 100 millones de litros de petróleo para fabricar mil millones de botellas. Informes recientes indican que los recipientes de plásticos podrían contener un químico conocido como BPA (bisfenol-A), que puede causar al cabo de los años

comportamientos hiperactivos, pubertad precoz, esterilidad, diabetes y cáncer de mama (Ángulo, 2013).

Los plásticos son muy estables y, por lo tanto, permanecen en el medio ambiente mucho tiempo después de su desecho, especialmente si están protegidos de la luz solar directa al ser enterrados en vertederos. Las tasas de descomposición se reducen aún más con los antioxidantes que los fabricantes comúnmente agregan para mejorar la resistencia de un recipiente al ataque de contenidos ácidos (Ecology Center, 2008). El PET es uno de los mayores contaminantes que genera el consumidor contemporáneo con una creciente participación del 40% en los desechos plásticos, los que a su vez representan el 45% del total de la basura. El PET es fácilmente extraíble de la basura y reciclable en varias ocasiones. Gracias al proceso de recolección de botellas a nivel nacional se alargará la vida útil de los rellenos sanitarios en las ciudades, se bajarán los costos municipales de transporte en los desechos y se logrará una reducción de las emisiones de carbono de alrededor de 30 mil toneladas de CO2 al año, es decir, un 80% con respecto a la producción convencional de resina PET virgen (Saldarriaga, 2010).

Estos desechos de polímeros casi no se degradan en el entorno natural incluso después de un largo período de exposición, los materiales poliméricos provocan una crisis de eliminación de residuos punto de vista medioambiental, pero puede parecer propiedad valiosa como material de construcción, la utilización de residuos de PET como agregados en mampostería mortero / hormigón sería una buena solución a esto peligro medioambiental (Rahman, Mahi, Chowdhury, 2013).

Los plásticos están hechos de petróleo y gas natural, que a su vez tienen sus propios impactos en el medio ambiente y el clima global. El Centro de Derecho Ambiental Internacional informó que la tasa actual de consumo de plástico contribuirá con 1,34 giga toneladas de emisiones de dióxido de carbono por año para 2030, lo que equivale a casi 300 centrales eléctricas de carbón. Esa es una gran razón por la que es tan importante reducir el uso de plástico y reciclar lo que ya hemos hecho (Irfan, 2019).

2.1.9. El plástico en la Construcción El reciclaje de desechos, ha permitido crear nuevos materiales de construcción, que por lo regular suelen ser sumamente resistentes y económicos. Uno de los materiales que más aplicación tiene en la industria de la construcción es el plástico denominado PET, ya que por sus características y resistencia puede ser utilizado tanto para la construcción de elementos divisorios como muros, pisos y losa; como para construcción de edificaciones completas (Morales, 2016).

El sector de la construcción es el segundo mayor consumidor de plásticos después del embalaje (British Plastic Corporation, s.f.).

La utilización de las botellas de plástico como material de construcción permite tener una mayor diversidad de productos y materiales de construcción, considerando además las ventajas que el plástico combinado, reforzar o reemplazar con el cemento y los agregados; posen por lo que se pueden mencionar algunas ventajas: Producción de impacto ambiental negativo, material de construcción de muy bajo costo, construcciones térmicas y de menor peso, uso eficiente de recurso disponibles, construcción de viviendas para personas de escasos recursos (Morales, 2016).

Según ABIPET ( 2010) el uso de botellas PET en diferentes elementos como las alfombras, bases, pufs, lámparas y sistemas de calefacción solar ya son muy conocidos y diseño del PET en el campo de la construcción está ganando protagonismo. El PET también se ha utilizado en otros materiales de construcción, como el refuerzo, y en ladrillos Sandcrete, Akiyele (Francis y Taylor, 2013).

Se fabricaron ladrillos, bloques y placas para ser utilizados como cerramiento lateral no portante en viviendas económicas. Este plástico también provenía de botellas de bebidas y de envoltorios de alimentos; estudiaron la aplicación del plástico reciclado en elementos constructivos, en su investigación “Aplicación de material plástico reciclado en elementos constructivos a base de cemento” (Gaggino, Arguello y Berreta, 2007)

Construcción de muros divisorios (separa los espacios, además no soportan las cargas estructurales y son generalmente ligeros), en la investigación “Desarrollo de elementos modulares utilizando materiales alternativos con aplicaciones al diseño” (Adriana, 2012).

Como se observa, existen numerosas investigaciones relacionadas con el reciclaje del PET y su posterior reutilización como agregado en materiales de construcción, los procedimientos empleados son generalmente de naturaleza mecánica o química (Morales, 2016).

La adición de agregados de residuos plásticos PET como reemplazo parcial de arena, contribuye a reducir el peso específico del material cementoso. En comparación con una mezcla de control, los valores de densidad seca de las mezclas de residuos plásticos tienden a disminuir en un 24%, esto es útil en aplicaciones que requieren materiales ligeros (Hannawi, Kamali y Prince, 2010).

2.1.10. Reciclaje de PET en el Perú En el Perú se producen 2 729 622 624 envases de plástico PET anualmente, de las cuales menos del 35% son recicladas, esta baja cantidad se debe principalmente a que el Perú fue uno de los últimos países de la región en reglamentar el uso de PET reciclado para la producción y comercialización de sus productos en el 2015 (Bolaños, 2019).

En la actualidad la gran cantidad de desechos plásticos obliga buscar nuevas alternativas para para un desarrollo sostenible lo cual genera nuevas empresas dedicadas al rubro, generando la oportunidad de trabajo formal además de usos del PET reciclado. Es importante reciclar PET porque una tonelada de plástico reciclado permite ahorrar 5.774 KWh de energía, 16,3 barriles (2.604 litros) de petróleo, 98 millones BTUs de energía y 22 metros cúbicos de espacio de vertedero (Bolaños, 2019).

2.2.

Marco metodológico

2.2.1. Operacionalización de las variables -

Variable independiente:

Porcentaje de dosificación de PET en la albañilería.

El porcentaje de dosificación de PET en las unidades de albañilería llamados ladrillos ecológicos, constituidos por las botellas descartables tipo PET, los cuales son materiales que con dificultad degrada el medioambiente y cuya fabricación también es respetuosa con este, frente a los ladrillos habituales cuya fabricación y materiales no es tan inocua. (Echevarría, 2017)

-

Variable dependiente: Propiedades físico mecánicas del material de albañilería.

-

Proporción de PET reemplazado En un primer momento se usará un porcentaje de 10% de PET, seguidamente se aplicará un porcentaje del 20% y por último de 30%; con los especímenes elaborados se determinará la resistencia de compresión y la absorción que presenten para cada proporción de PET.

2.2.2. Matriz de operacionalización la matriz de operacionalización donde nos destalla cada variable usada en la investigación así como también sus dimensiones e indicadores como se detalla en la tabla 4. Tabla 1 Matriz de operacionalización

Definición

Variables Porcentaje

de El

dosificación

de agregado

PET

la reemplaza

en

albañilería.

Dimensiones

Conceptual porcentaje

plástico

que

Indicadores

de Proporción de PET Se considera baja la se reemplazado por PET

dosificación cuando PET