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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

GUÍA PARA LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS ECOLÓGICOS

Dra. María Neftalí Rojas Valencia Instituto de Ingeniería, UNAM. [email protected] M.I. Esperanza Aquino Bolaños Instituto de Ingeniería, UNAM. [email protected]

RESUMEN ................................................................................................................................................. 5 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 6 1. NORMATIVA QUE SE DEBE SEGUIR PARA LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS ECOLÓGICOS CON RESIDUOS DE CONSTRUCCIÓN .................................................................... 10 EQUIPO DE FABRICACIÓN ......................................................................................................... 13

2. A. B.

M ÁQUINA MOLDEADORA DE LADRILLOS ............................................................................................ 13 SECADOR SOLAR ................................................................................................................................ 19 MATERIALES EMPLEADOS ........................................................................................................ 23

3.

M ATERIALES AGLOMERANTES............................................................................................................ 23 i. Prueba granulométrica ............................................................................................................. 23 ii. Prueba de plasticidad ............................................................................................................... 24 iii. Prueba de dureza ................................................................................................................... 26 iv. Prueba de humedad .............................................................................................................. 29 v. Prueba de compresión.............................................................................................................. 30 vi. Prueba de degustación ........................................................................................................ 31 D. M ATERIALES DE RELLENO O AGREGADOS ......................................................................................... 34 E. RESIDUOS DE TALA O MADERABLES .................................................................................................. 35 F. MEZCLA DE AGUA – MUCÍLAGO DE NOPAL (A-MN)............................................................................. 36 C.

FABRICACIÓN DE LADRILLOS ECOLÓGICOS ........................................................................ 38

4. G. H. I.

PREPARACIÓN ..................................................................................................................................... 38 PRUEBA DE MEZCLAS ......................................................................................................................... 39 PROCESO CONSTRUCTIVO .................................................................................................................. 41

5.

VENTAJAS TÉCNICAS Y AMBIENTALES ................................................................................. 51

6.

CARACTERÍSTICAS ECONÓMICAS ........................................................................................... 52

7.

POSIBLES PROBLEMAS.............................................................................................................. 54

8.

USOS ............................................................................................................................................... 55

GLOSARIO .................................................................................................................................................. 57 REFERENCIAS ............................................................................................................................................. 59

pág. 1

Índice de Tablas Tabla 1. Normativa de evaluación aplicada para los ladrillos ecológicos ......................................... 10 Tabla 2. Valores de resistencia a la compresión establecidos en la NMX-C-441-ONNCCE-2013 ..... 11 Tabla 3. Clases de resistencia a la compresión normalizada por la Norma Española UNE 41410 .... 11 Tabla 4. Valores determinados en normativa internacional para materiales fabricados con tierra 12 Tabla 5. Clasificación granulométrica de los agregados reciclados .................................................. 34 Tabla 6. Combinaciones preliminares ............................................................................................... 39 Tabla 7. Tabla de porcentajes de diseño para la mezcla óptima ...................................................... 40 Tabla 8. Dimensiones de fabricación de los ladrillos ecológicos....................................................... 40 Tabla 9. Comparativa de las ventajas ambientales de los ladrillos ecológicos ................................. 52 Tabla 10. Integración del costo para la fabricación de ladrillos sustentables .................................. 53 Índice de Figuras Figura 1. Ladrillera artesanal ............................................................................................................... 6 Figura 2. Diversos ladrillos ecológicos ................................................................................................. 7 Figura 3. Máquina moldeadora de ladrillos ...................................................................................... 13 Figura 4. Estructura metálica ............................................................................................................ 15 Figura 5. Marco de madera ............................................................................................................... 15 Figura 6. Detalle del marco de madera ............................................................................................. 16 Figura 7. Detalle de la tapa que cubre el marco de madera ............................................................. 16 Figura 8. Bisagras de unión entre el marco y la tapa ........................................................................ 17 Figura 9. Detalle de las piezas trapezoidales ubicadas en la tapa .................................................... 17 Figura 10. Sistema de palanca ........................................................................................................... 18 Figura 11. Detalle de la ejecución de las funciones del sistema de palanca ..................................... 18 Figura 12. Secador solar .................................................................................................................... 19 Figura 13. Vista general del secador solar......................................................................................... 21 Figura 14. Estructura principal y dimensiones .................................................................................. 21 pág. 2

Figura 15. Detalle de la base deslizable e integración de las paredes .............................................. 22 Figura 16. Sedimentación .................................................................................................................. 23 Figura 17. Elaboración de rollito con el material de excavación....................................................... 24 Figura 18. Inicio de deslizamiento del rollito .................................................................................... 25 Figura 19. Medición de la longitud de ruptura ................................................................................. 25 Figura 20. Moldeo de la porción de material de excavación para realizar la prueba de dureza ...... 26 Figura 21. Pastillas moldeadas con residuos de excavación ............................................................. 26 Figura 22. Bolitas y pastillas moldeadas............................................................................................ 27 Figura 23. Prueba de dureza ............................................................................................................. 28 Figura 24. Prueba de dureza en pastillas .......................................................................................... 28 Figura 25. Prueba de la bola .............................................................................................................. 29 Figura 26. Resultados de la prueba de la bola .................................................................................. 29 Figura 27. Humedecimiento de la muestra de suelo ........................................................................ 30 Figura 28. Opresión de muestra de suelo ......................................................................................... 30 Figura 29. Suelo con presencia de arcilla .......................................................................................... 30 Figura 30. Suelo con demasiada arena ............................................................................................. 31 Figura 31. Secado de la tierra ............................................................................................................ 32 Figura 32. Apisonado de los residuos de excavación ........................................................................ 32 Figura 33. Cernido del material ......................................................................................................... 33 Figura 34. Cernido de los residuos de tala ........................................................................................ 35 Figura 35. Corte de nopales .............................................................................................................. 36 Figura 36. Reposar nopales ............................................................................................................... 37 Figura 37. Obtención de la mezcla líquida ........................................................................................ 37 Figura 38. Extracción óptima de mucílago ........................................................................................ 38 Figura 39. Dimensiones de fabricación ............................................................................................. 40 Figura 40. Preparación de materiales previamente pesados............................................................ 41 pág. 3

Figura 41. Disposición de la tierra previamente cernida .................................................................. 41 Figura 42. Integración de los materiales ........................................................................................... 42 Figura 43. Incorporación de la mezcla agua-mucílago ...................................................................... 42 Figura 44. Homogenización de la mezcla .......................................................................................... 43 Figura 45. Acomodo de la mezcla ..................................................................................................... 44 Figura 46. Acomodo de la superficie ................................................................................................. 44 Figura 47. Proceso de compactación ................................................................................................ 45 Figura 48. Aplicación de fuerza en sentido contrario a la compactación ......................................... 45 Figura 49. Extracción de la pieza ....................................................................................................... 46 Figura 50. Bordes laterales de plástico para sujetar y desplazar el ladrillo ...................................... 47 Figura 51. Desplazamiento del ladrillo .............................................................................................. 48 Figura 52. Recepción en una superficie rígida .................................................................................. 48 Figura 53. Ladrillos frescos ................................................................................................................ 49 Figura 54. Cambio de posición .......................................................................................................... 49 Figura 55. Secador solar .................................................................................................................... 50 Figura 56. Arretes .............................................................................................................................. 56 Figura 57. Construcción de escuela en India ..................................................................................... 56

pág. 4

Resumen En el Instituto de Ingeniería de la UNAM se desarrolló una alternativa de fabricación de ladrillos ecológicos empleando como

materia

principales

prima

los

residuos

generados durante el proceso de

construcción

de

una

edificación y otros materiales convencionales

los cuales

son: residuos de tala, residuos maderables,

residuos

de

excavación, agregados reciclados y una mezcla de agua y mucílago de nopal; integrando criterios ecológicos y sostenibles ya que su proceso de fabricación elimina la emisión de CO2 a la atmósfera al ser ladrillos que no requieren cocción.

pág. 5

Introducción En la República Mexicana el 86.3% de las viviendas son construidas

de

materiales

como ladrillo, tabique, block, piedra, cantera o cemento (INEGI, 2010), los cuales son materiales

que

proveen

primordialmente de insumos de calidad al sector de la construcción de viviendas.

Figura 1. Ladrillera artesanal

En el caso de los ladrillos, estos pueden ser de fabricación artesanal o industrial. Según el listado nacional de ladrilleras artesanales, Puebla es el estado que ocupa el primer lugar con 4, 316 ladrilleras; seguido por Jalisco con 2, 500 y por Guanajuato con 2, 362 ladrilleras que en promedio producen 279 millones 660 mil 800 unidades al año (Red de ladrilleras, 2014). En la última década, con el motivo de aminorar los impactos adversos provocados al ambiente debido a la producción y consumo de ladrillos y principalmente de ladrillos de fabricación artesanal, han surgido alternativas que se incorporan como materiales ecológicos en el sector de la construcción tales como los ladrillos ecológicos, los cuales son ladrillos fabricados con materiales que no degradan el ambiente y, en algunos casos, con materiales de desecho que no cuentan con una adecuada gestión en su manejo y disposición final. Su manufactura también es respetuosa con el ambiente, frente a los ladrillos convencionales cuya fabricación y materiales no es tan inocua. Los ladrillos ecológicos tienen cualidades similares a los convencionalmente utilizados para la construcción; por tanto, su uso no deriva en pérdida de calidad puesto que, como la mayoría de productos ecológicos, se someten a más pruebas que los tradicionales. En este contexto, se han hecho ladrillos ecológicos empleando diversos materiales, entre ellos se encuentran:

pág. 6

Adoquines con llantas pulverizadas. - Una empresa mexicana fabrica y distribuye adoquines y pisos hechos de cauchos de llantas pulverizados, estos materiales presentan alta capacidad

térmica

(Genbruger, 2006). Ecobloques

con

agregados

reciclados y cemento. - En Ecuador

tras

un

proceso

experimental

emplearon

agregados

reciclados

mezclados con cemento para fabricar

bloques,

los

resultados indicaron viabilidad técnica y económica para la

Figura 2. Diversos ladrillos ecológicos

producción de bloques, sin embargo, las resistencias alcanzadas fueron bajas no obstante que cumplían con las normas técnicas ecuatorianas. En Tuxtla Gutiérrez Chiapas se elaboró una propuesta similar y se mejoró la resistencia de las piezas para buscar que estas piezas puedan emplearse en zonas sísmicas (González et al., 2010). Bitublock. - En Reino Unido se fabrican bloques compuestos de partículas de vidrio, escoria metalúrgica, lodo del alcantarillado, ceniza producida por los incineradores industriales y ceniza de combustible pulverizado de las centrales eléctricas. Este bloque es más resistente que uno de las mismas características de cemento y requiere menos energía para su fabricación que un ladrillo de arcilla, además de ser mucho más barato (Econstruyendo, 2011). Ecoladrillos con lana y algas. - Se han desarrollado ecoladrillos compuestos por algas marinas, lana de oveja y arcilla. Estos ladrillos no necesitan cocción y presentan un mayor aislamiento térmico comparado con los ladrillos comunes (Amorós, 2011). Ecoladrillos con cascarillas de arroz. - En España en la Universidad Pública de Navarra se diseñaron ladrillos puzolánicos sin cocción, utilizando como materiales cal hidráulica natural, cemento Portland como aditivo de referencia, cascarillas de arroz como residuos procedentes de la cosecha del arroz y cenizas de cáscara de arroz. La base de este ladrillo es un tipo de arcilla, la marga gris, un suelo considerado marginal (Cabo, 2011). pág. 7

Ecoladrillos a base de botellas PET rellenos de residuos.- Surgen en la organización Pura Vida de Guatemala en el año 2004; se fabrican a partir de la combinación de los dos grupos más grandes de desechos sólidos de los hogares, botellas PET y residuos plásticos. Las botellas de plástico PET sirven como depósito para los residuos sueltos, limpios y secos de las casas, los cuales se compactan sellando posteriormente la botella (Heisse et al., 2011). Ecoladrillos con PET y cemento portland. - En Argentina, en el Centro Experimental de la Vivienda Económica (CEVE, CONICET-AVE), se desarrolló un proceso para la utilización de plásticos reciclados en la elaboración de elementos constructivos. El proceso se lleva a cabo triturando con un molino plásticos PET procedentes de envases descartables de bebidas, luego en una hormigonera común se hace una mezcla con cemento Portland y un aditivo que mejora la adherencia de las partículas plásticas al cemento, que luego se coloca en una bloquera manual que les da forma a los ladrillos (CONICET, 2015). Por otro lado, la técnica ECOTEC BIAPVS® “Sistema de amarre biomimético de cuatro puntos” (2001) es un sistema de autoconstrucción donde se utilizan las botellas de PET no retornables como ladrillos que al llenarlos de tierra y otros materiales del lugar, se unen para formar una estructura en sí misma, esta técnica fue desarrollada por el alemán Froese como respuesta innovadora a la problemática de los residuos que se generan. Ecoladrillos Ecotec. - En México se fabrican y distribuyen ladrillos a base de fibra de celulosa (desperdicio del proceso de fabricación de papel), arena, cemento y aserrín por lo cual el 20% de la materia prima de estos ladrillos es material 100% reciclado. Es un material que cuenta con una densidad más alta que los materiales convencionales, lo que permite que conserve por más tiempo la temperatura (Ecotec, 2013). Ecoladrillos con desechos de celulosa. - En España, en la Escuela Politécnica Superior de Linares (Universidad de Jaén), se fabrican ecoladrillos reciclando los residuos de celulosa provenientes de las fábricas de papel, así como los lodos procedentes de la depuración de sus aguas residuales, estos componentes se mezclan con arcilla y se fabrican mediante prensado y extrusión en máquinas (Sebastián, 2015). Ecoladrillos de adobe. - La palabra adobe se deriva del árabe: At-tub que significa “ladrillo de tierra”. La ventaja que caracteriza al adobe es su gran inercia térmica que le permite brindar una regulación de la temperatura interna, ya que contiene fibras vegetales que le confieren esta propiedad. Además, de favorecer el uso de materiales locales, requiere el

pág. 8

uso de herramientas sencillas, aunque también presentan desventajas, los ladrillos de adobe son sensibles a la humedad por lo cual no son elementos óptimos para paredes estructurales. Su uso ha ido decreciendo, debido a su comportamiento ante sismos e inundaciones.

pág. 9

1. Normativa que se debe seguir para la fabricación de ladrillos ecológicos con residuos de construcción Como la mayoría de los materiales de construcción, los ladrillos ecológicos deben cumplir con los requerimientos establecidos en la normativa mexicana. Dado que en México aún no se cuenta con normativas que avalen el uso de la tierra cruda como material de construcción, los ladrillos ecológicos han sido evaluados con base en la normativa del Organismo Nacional de Normalización y Certificación para la Construcción y la Edificación (ONNCCE) que engloban particularmente los requerimientos para bloques y ladrillos, entre ellas las normas de calidad mediante las cuales se evaluaron los ladrillos ecológicos son las mencionadas en la Tabla 1. Tabla 1. Normativa de evaluación aplicada para los ladrillos ecológicos

Norma

NMX-C-036-ONNCCE

NMX-C-037-ONNCCE

NMX-C-038-ONNCCE

NMX-C-441-ONNCCE

Año

Contenido Industria de la construcción – Bloques, tabiques o 2012 ladrillos, tabicones y adoquines- Resistencia a la compresión – Método de prueba. Industria de la construcción-Mampostería – Determinación de la absorción total y la absorción inicial de agua en bloques, tabiques o ladrillos y 2013 tabicones – Método de ensayo. Industria de la construcción - Mampostería – Determinación de las dimensiones de ladrillos, 2013 tabiques, bloques y tabicones para la construcción. Industria de la construcción – Bloques, tabiques o ladrillos y tabicones para uso no estructural – 2013 Especificaciones.

Las características técnicas brindadas por los ladrillos ecológicos fabricados con residuos de la construcción responden satisfactoriamente a los parámetros de calidad solicitados en la normativa mexicana. En la Tabla 2 se resumen dichos parámetros.

pág. 10

Tabla 2. Valores de resistencia a la compresión establecidos en la NMX-C-441-ONNCCE-2013

Normativa aplicable NMX-C-036-ONNCCE-2012 NMX-C-037-ONNCCE-2013 NMX-C-038-ONNCCE-2013

NMX-C-441-ONNCCE-2013 (Uso no estructural)

Contenido Determinación de la resistencia a la compresión. Determinación de la absorción inicial Determinación de las dimensiones de ladrillos. Límite mínimo de resistencia a la compresión. Límite superior de absorción inicial.

Especificación

Resultado

Método de prueba.

Satisfactorio

Método de prueba.

Satisfactorio

Método de prueba.

Satisfactorio

> 40 kg/cm2

30 kg/cm2.

< 1.5 g/min

5 g/minuto.

No se cuenta con una norma mexicana en la que se delimiten los parámetros para la fabricación y la evaluación de la calidad cuando se emplea tierra cruda (residuos de excavación) como material primordial como en la fabricación de los ladrillos ecológicos con base en, residuos de construcción. La Norma Técnica de Edificación NTE E.080, establecida en Lima Perú a partir de marzo del año 2000, comprende lo referente al adobe simple o estabilizado como unidad para la construcción de albañilería, así como las características, comportamiento y diseño, estableciendo un valor mínimo de 12 kg/cm2 de resistencia a la compresión por unidad fabricada. También se cuenta con la Norma Española UNE 41410 la cual alude a las especificaciones de construcción y uso de Bloques de Tierra Comprimida para muros, vigente a partir de Diciembre del año 2008; en dicha norma se establecen los parámetros de resistencia a la compresión requeridos y los cuales son presentados en la Tabla 3 y definidos numéricamente por la norma como 1, 2 y 3 respecto a su capacidad de resistencia. Tabla 3. Clases de resistencia a la compresión normalizada por la Norma Española UNE 41410

BTC 1 Bloques Resistencia normalizada

N/mm2 1,3

BTC 2

BTC 3

kg/cm2

N/mm2

kg/cm2

13

3,0

30

N/mm2 kg/cm2 5,0

50 pág. 11

En este contexto también en Nuevo México, Estados Unidos, el Organismo emisor de División de Regulación y Licencias para la Industria de la Construcción ha emitido el Código de Construcción General, en el cual en su capítulo 7 hace alusión al uso de la tierra como material de construcción. En dicho escrito se encuentra establecido el parámetro de resistencia a la compresión para la evaluación de la calidad de estos materiales de 300 libras por pulgada cuadrada, valor que es equivalente a 21 kg/cm2. En la Tabla 4 se resumen los parámetros establecidos por las normas anteriormente descritas. Tabla 4. Valores determinados en normativa internacional para materiales fabricados con tierra

País

Norma

Resistencia N/mm2 kg/cm2

Lima-Perú España

NTE E.080 UNE 41410

1,3 1,3

12 13

Estados Unidos

Código de construcción

2,1

21

De igual manera a nivel internacional se ha recomendado evaluar la calidad de los ladrillos ecológicos con base a la normativa del American Society for Testing and Materials (ASTM), siendo aplicables para materiales de mampostería estructural la norma ASTM C216 Exigiendo un mínimo de 15.2 MPa por unidad, equivalente a 152 kg/cm2.

pág. 12

2. Equipo de fabricación El equipo para la fabricación de los ladrillos ecológicos II es de construcción sencilla y consiste básicamente en: a. Máquina moldeadora de ladrillos La máquina moldeadora de ladrillos está diseñada para dar forma y compactar la mezcla, logrando la formación de los ladrillos ecológicos. Esta máquina está fabricada a partir de residuos de madera y un bastidor metálico, su construcción puede ser realizada por una sola persona. Ya que es de uso práctico y fácil, no requiere más fuerza que la ejercida por una persona de peso promedio (ver Figura 3).

Figura 3. Máquina moldeadora de ladrillos

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Descripción detallada A continuación, se realizará la descripción detallada de dicha máquina con referencia a las Figuras 4 a la 11. La máquina moldeadora de ladrillos está integrada por una estructura metálica de 80 cm de altura y 40 cm de ancho (1), con 4 soportes de ángulo metálico de ¼”, dos refuerzos horizontales y un refuerzo vertical de solera de 1/4”, soldados a los soportes a una altura de 30 cm del nivel de piso. Sobre la base metálica, descansa un marco de madera de ¾” de espesor con dimensiones de 30.5 cm de largo, 28.5 cm de ancho y 10 cm de altura (2), este marco cuenta con una ranura central a los 12.5 cm interiores del lado ancho, en la cual desliza una barra de madera de 3 mm de espesor, que divide el interior del marco en dos secciones en las cuales se deposita la mezcla previamente homogeneizada (3), de las cuales resultan 2 ladrillos con dimensiones de 25 cm de largo x 12 cm de ancho x 5.5 cm de altura. El marco de madera, se cubre con una tapa de madera de ¾” (4), ambos unidos mediante dos bisagras metálicas de 3 tornillos (5). En la parte superior de la tapa se ubican 2 piezas de madera en forma trapezoidal ubicadas a 12 cm del eje mayor de la tapa (6), cuya función es aumentar la presión propiciada en la superficie de la mezcla introducida en el marco, al forzar el contacto entre estas 2 piezas de madera y una palanca ubicada en la parte frontal de la máquina (7). El marco de madera, cuenta con una base de 26.7 cm x 24.6 cm elaborada con madera de ½” la cual se encuentra anclada a dos rieles sobre los cuales se desliza un bastón de madera de 55 cm de longitud con un diámetro de 1.8 cm (8), cuyos extremos se unen a un brazo de madera cada uno, con dimensiones de 50 cm de largo y 4.5 cm de ancho, unidos en sus extremos posteriores por una sección de madera transversal de madera de 40 cm x 4.5 cm, formando en conjunto la palanca principal de la máquina; esta palanca al ser desplazada y ser puesta en contacto con las piezas trapezoidales ubicadas en la tapa del marco (9), ejerce presión uniformemente a la mezcla depositada en su interior, logrando así la mayor eliminación de vacíos y la textura uniforme en la mezcla; ésta misma palanca facilita la extracción de la pieza al ejercer presión en sentido contrario (10), ya que impulsa la base móvil del marco de madera, empujando los ladrillos moldeados fuera de ella.

pág. 14

Figura 4. Estructura metálica

Figura 5. Marco de madera

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Figura 5. Máquina moldeadora de ladrillos

Figura 6. Detalle del marco de madera

Figura 7. Detalle de la tapa que cubre el marco de madera

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Figura 8. Bisagras de unión entre el marco y la tapa

Figura 9. Detalle de las piezas trapezoidales ubicadas en la tapa

pág. 17

Figura 10. Sistema de palanca

Figura 11. Detalle de la ejecución de las funciones del sistema de palanca

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b. Secador Solar El secador solar es un equipo que aprovecha la radiación solar como fuente de energía para acelerar la disminución del contenido de agua presente en los ladrillos ecológicos fabricados a partir de residuos de la construcción o bien para el secado de otros productos o materiales. Este secador está fabricado a partir del reúso de residuos de madera, aluminio, unicel, una placa de vidrio y 4 llantas de 10 cm de diámetro (Figura 12). Este secador es de fabricación simple, a partir de residuos con herramientas sencillas como tijeras, pegamento, clavos, martillo y tornillos; su construcción puede ser realizada por dos personas. Su funcionamiento es mediante la radiación directa y su uso es de fácil manipulación debido a las llantas integradas que permiten su desplazamiento, pudiendo ser fabricado de variados tamaños según sea la necesidad de uso.

Figura 12. Secador solar

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Descripción detallada La descripción del secador solar se realizará con base a las figuras de la 13 a la 15. Presenta una estructura principal de madera (1) compuesta por una base de 74 cm x 117 cm (2) y paredes laterales por el lado ancho con forma trapezoidal de 35 a 30 cm y por el lado longitudinal paredes rectangulares respectivamente (3). En cada uno de sus lados longitudinales largos tiene unida, mediante bisagras metálicas, una aleta que cumple la función de reflector(4), las cuales son de triplay y miden 70 cm x 117 cm, y se encuentran forradas con lámina de aluminio, y en cada uno de sus lados longitudinales cortos cuenta con aletas móviles de triplay forrado con lámina de aluminio 61 cm por lado; con el fin de reflectar los rayos solares al interior de la cámara de secado, las aletas se desplazan sobre su propio eje dependiendo de la posición del sol, por lo cual son sostenidas en la posición requerida por una estructura vertical de madera (5) de 1 pulgada de grosor y 90 cm de longitud. Las paredes de la cámara de secado, se integran primeramente por la estructura de madera principal de 1.5 cm de grosor, enseguida se acomoda una capa de poliestireno expandido (unicel) de 2.5 cm y luego una segunda capa de madera de 0.5 cm de ancho (6). Las paredes interiores de la cámara de secado están forradas por una lámina de aluminio delgado (7) y el interior de la base principal está forrado con lámina de aluminio de calibre 16 (8). La cámara de secado está tapada con una cubierta de vidrio grueso (9). La introducción de los ladrillos al secador solar se realiza mediante el depósito de los mismos en la base deslizable que se encuentra en los laterales cortos (10) fabricada también de madera y forrada de lámina aluminio. Finalmente, el secador cuenta con 1 llantas móvil de 5 cm de radio en cada una de sus esquinas, con el fin de facilitar su desplazamiento (11).

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Figura 13. Vista general del secador solar

(9) Cubierta de vidrio

30

74

35

117

Estructura de madera

(3) (1) Figura 14. Estructura principal y dimensiones

pág. 21

(7) Forro de lámina de aluminio

(6) (8)

Poliestireno expandido

Lámina de aluminio calibre 16

(10) (11) Llantas

Base deslizable

Figura 15. Detalle de la base deslizable e integración de las paredes

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3. Materiales empleados c. Materiales aglomerantes Residuos de excavación (tierra): cumplen la función de material ligante; la cantidad de estos materiales en la fabricación de ladrillos depende de las características propias de su composición, por lo cual necesariamente se deberán identificar estas características mediante sencillas pruebas físicas (se recomienda no usar la capa superficial del suelo ya que posee restos orgánicos, es preferible la capa que está por debajo a 30 cm según el terreno). El resultado de estas pruebas proporcionará información sobre la calidad de la tierra analizada y su eficiencia para ser empleada en la fabricación de ladrillos. En seguida se describen las pruebas realizadas. i.

Prueba granulométrica

Es una manera muy simple para conocer la proporción de los componentes en la tierra (arena, limos y arcilla), basada en el hecho de que la velocidad de caída de las partículas a través del agua aumenta con el diámetro de las mismas, los elementos más pesados como las arenas se van al fondo mientras que el sedimento y la arcilla de color más claro quedan encima. El procedimiento es el siguiente: 1.- Se debe agregar en un recipiente etiquetado de 1 litro de capacidad, tierra cernida o cribada (con un tamiz de aberturas de 1 mm aproximadamente) hasta la mitad de su altura y enseguida se adiciona la cantidad de agua suficiente que proporcionara su agitación. 2.- Se agitará vigorosamente la botella hasta que todas las partículas de la tierra se encuentren en suspensión y se dejará en reposo sobre una mesa, como se observa en la Figura 16, por un período de 24 horas. Posteriormente se determinará la proporción

Figura 16. Sedimentación

de cada componente sedimentado, mediante pág. 23

la observación del espesor de cada capa respecto al total de material vertido. Una tierra adecuada no debe contener más del 30 % de arenas y debe contener una cantidad de suelos finos mayor al 50%. ii.

Prueba de plasticidad

Sirve para determinar la calidad de tierra a emplear y permite determinar el nivel de plasticidad del material. Para la evaluación se realiza el siguiente procedimiento: 1.- Se debe humedecer la tierra necesaria para formar un rollito de 20 cm de longitud y 1 cm de diámetro (ver Figura 17), cuidando que la cantidad de agua sea la necesaria para formar una mezcla moldeable y manejable (no aguada).

Figura 17. Elaboración de rollito con el material de excavación

pág. 24

2.- Enseguida se debe deslizar centímetro a centímetro el rollito sobre el borde de una mesa, tal y como se observa en

las

Figura

18,

y

se

determina la longitud a la cual se rompe el borde suspendido durante el procedimiento de deslice (ver Figura 19).

Figura 18. Inicio de deslizamiento del rollito

Figura 19. Medición de la longitud de ruptura

3.- Se realizará el mismo procedimiento para tres rollitos por cada tipo de suelo. La calidad del material de excavación, será evaluada a partir de los siguientes parámetros: 

Si el rollito se rompe entre 5 y 10 cm la tierra es adecuada ya que tiene la proporción apropiada de arcilla y arena (tierra arcillo-arenosa).



Si el rollito se rompe antes de los 5 cm indica que la tierra no tiene la suficiente cantidad de arcilla (tierra arenosa) y no se deberá usar por sí sola, ya que tendrá que ser mejorada. pág. 25



Si se rompe después de los 15 cm indica que la tierra contiene exceso de arcilla (suelo arcilloso) por lo cual se deberá mejorar añadiendo arena.

iii.

Prueba de dureza

1.- Se tomará la cantidad de tierra suficiente, se humedecerá y se amasará como se observa en la Figura 20.

Figura 20. Moldeo de la porción de material de excavación para realizar la prueba de dureza

2.- Se amasará la porción, realizando una mezcla de consistencia tal que permita moldear manualmente tres bolitas de 2 cm de diámetro y 2 pastillas de 3 cm de diámetro y 1.5 cm de espesor tal y como se aprecia en las Figuras 21 y 22.

Figura 21. Pastillas moldeadas con residuos de excavación

pág. 26

3.- Se identificarán las bolitas y las pastillas formadas, etiquetándolos con nombre y número, y se depositarán en un lugar seco y seguro por un período de 48 horas.

Figura 22. Bolitas y pastillas moldeadas

4.- Posterior al tiempo de secado se realizará el aplastamiento manual de las piezas secas, como se puede observar en la Figura 23, para el caso de las bolitas y en la Figura 24 para el caso de las pastillas, considerando los siguientes criterios de evaluación: cuando se rompan fácilmente se clasificará como una tierra de baja resistencia, si se rompen con dificultad será una tierra con resistencia media o alta según la magnitud de la fuerza aplicada.

pág. 27

Figura 23. Prueba de dureza

Figura 24. Prueba de dureza en pastillas

pág. 28

iv.

Prueba de humedad

La prueba de humedad se realiza para conocer la humedad óptima para producir una buena compactación de las tierras al ser prensadas, convenientes para moldear adobes y tabiques. La humedad óptima se establece cuando una tierra cumple la prueba de la bola. Para realizar dicha prueba se siguen los siguientes pasos: 1. Se tomará la cantidad de tierra suficiente, se humedecerá y se amasará al igual que en la prueba de dureza. 2. Se amasará la porción, realizando una mezcla de consistencia tal que permita moldear manualmente una bola de 5 cm de diámetro aproximadamente. 3. Se deberá dejar caer al suelo a una altura aproximada de 1.20 m como se observa en la Figura 25.

Figura 25. Prueba de la bola

4. Dependiendo del comportamiento de la bola ante la caída se determinara la humedad que tiene la muestra de suelo, si es escasa, excesiva u optima, como se observa en la Figura 26.

Figura 26. Resultados de la prueba de la bola

pág. 29

v.

Prueba de compresión

La prueba de compresión se realiza para obtener un parámetro de determinación del contenido de arcilla de un suelo y poder decidir si es conveniente para poder realizar el moldeo de adobes y tabiques. Dicha prueba se realiza mediante la prueba de compresión de la bola, la cual consiste en pasos muy sencillos detallados a continuación: 1. Tomar una muestra de suelo y humedecerla un poco (Figura 27), hasta que comience a hacerse compacta sin que se pegue a la mano.

Figura 27. Humedecimiento de la muestra de suelo

2. Oprimirla con fuerza y abrir la mano (Figura 28).

Figura 28. Opresión de muestra de suelo

3. Si el suelo mantiene la forma de la mano (Figura 29), probablemente contenga la arcilla suficiente para moldear adobes y tabiques.

Figura 29. Suelo con presencia de arcilla

pág. 30

4. Si el suelo no mantiene la forma de la mano (Figura 30), es que contiene demasiada arena.

Figura 30. Suelo con demasiada arena

vi.

Prueba de degustación

La siguiente prueba es menos común por la naturaleza de la misma, pero al igual que las pruebas anteriores nos ayuda para tener una idea de la composición del material con el que se cuenta y llegar a determinar si es un suelo apto para el moldeo de adobes, bloques, tabiques, etc. Existe un único y simple paso para realizar esta prueba, el cual consiste en tomar una pizca grande de sueño y echarla a la boca, saborearla y masticarla. -

Si sabe feo, o sabe a podrido, significa que la tierra tiene contenido orgánico, lo cual nos impide su uso.

-

Si al masticarla se sienten los granos, nos indica contenido de arena.

-

Si se forma una especie de “chicle” y se queda pegada en las muelas o dientes, nos indica un alto contenido de arcilla.

Es importante escupir la tierra y enjuagarse la boca al terminar la prueba. En ningún momento se deberá tragarla. Una vez realizadas las pruebas preliminares a la tierra y conocer la calidad de la misma para la fabricación de ladrillos, se llevará a cabo el siguiente proceso con la finalidad de preparar la cantidad requerida para las piezas que se deseen fabricar: Se realizará un proceso de secado del material exponiéndolo al sol en forma de tendido durante aproximadamente 2 días (Figura 31) dependiendo de la cantidad de agua que contenga.

pág. 31

Figura 31. Secado de la tierra

En seguida se disgregará el material a fin de reducir los tamaños de los grumos, con la ayuda de un pisón de mano de aproximadamente 8 kg de peso, (Figura 32).

Figura 32. Apisonado de los residuos de excavación

pág. 32

Posteriormente la tierra será cernida (Figura 33) haciéndola pasar por un tamiz de aberturas de 2 mm aproximadamente.

Figura 33. Cernido del material

Con esto se completa la preparación del primer material (residuo de excavación –tierra-) de la mezcla.

pág. 33

d. Materiales de relleno o agregados Los agregados sirven como ayuda para aumentar fuerza a la mezcla total, son componentes derivados de la trituración de los residuos provenientes de la construcción. Los residuos de construcción son clasificados en 2 grupos principales: residuos de construcción sólo cementantes (clasificados por la NADF-007-RNAT-2013 como tipo A), siendo estos agregados, producto de la trituración de los materiales compuestos de residuos provenientes del concreto y sub clasificados en 3 diferentes granulometrías, 1”, 3/8” y 1/4” a finos; el segundo grupo denominado residuos de construcción todo en uno (clasificados por la NADF-007-RNAT-2013 tipo B), son agregados que corresponden a la trituración de residuos compuestos por ladrillos, bloques, cerámicos, morteros, adoquines, mamposterías y prefabricados, producidos con granulometría de ¼” a finos ejemplificados en la Tabla 5.

Tabla 5. Clasificación granulométrica de los agregados reciclados

Agregados reciclados Solo cementantes Tipo A

1/4" a finos (0.63 cm)

3/8" (0.95 cm)

1" (2.54 cm)

Todo en uno Tipo B

1/4" a finos (0.63 cm)

pág. 34

e. Residuos de tala o maderables Los residuos de tala o residuos maderables debido a sus propiedades fibrosas, cumplen la función de material estabilizador durante la solidificación de las mezclas. Este tipo de residuos se compone de residuos generados durante la tala o actividades de jardinería y poda, los cuales han sido previamente triturados. Se utilizarán residuos de tala con tamaños menores a 2.5 cm, con la finalidad de que puedan ser perfectamente incorporados a la mezcla y así evitar la formación de vacíos que reducirán la consistencia uniforme de los ladrillos y consecuencia su resistencia. Para asegurar este requerimiento, los residuos de tala deben ser cribados con la ayuda de un bastidor de malla de alambre de aproximadamente 0.4 cm2 como se observa en la Figura 34, permitiendo así obtener el tamaño adecuado.

Figura 34. Cernido de los residuos de tala

pág. 35

f.

Mezcla de agua – mucílago de nopal (a-mn)

Esta mezcla líquida se incorpora debido a los resultados que ha mostrado en el mejoramiento físico en las pastas de cemento, morteros y mezclas empleadas en la construcción, así como por el aumento de la trabajabilidad y la fluidez de las mezclas. Los mucílagos, en general, son sustancias análogas a las gomas, los componentes principales del mucílago son: agua, glucosa y arabinosa, en su mayor parte, también, aunque en concentraciones más pequeñas, azucares como galactosa; en contacto con el agua forman una dispersión viscosa. La concentración másica del mucílago en plantas del tipo suculentas como el nopal, fluctúa desde 1.1% a 4.5%. El procedimiento para preparar la mezcla líquida agua-mucilago se describe a continuación: Se deben cortar los nopales en cuadros de aproximadamente 1.5 cm2 como se muestra en la Figura 35, en seguida se pesarán y depositarán en un recipiente de volumen adecuado para la cantidad requerida.

Figura 35. Corte de nopales

Posteriormente se le agregará la cantidad de agua en una proporción 1:3 (kg nopales: litros de agua), correspondiente a la cantidad de nopales empleada como se observa en la Figura 36. La cantidad de agua-mucílago de nopal empleada por cada ladrillo es de aproximadamente de 600 a 700 ml., este parámetro facilitará estimar la cantidad de nopales necesarios para la preparación. Esta mezcla se dejará reposar durante un periodo de tres días con la finalidad de que el mucílago sea liberado de los trozos de nopales. pág. 36

Figura 36. Reposar nopales

Posteriormente, pasado el periodo de reposo, se realizará la extracción del material fluidizante, con la ayuda de un colador se separarán los trozos de nopal de la parte líquida (ver Figura 37). Así estará listo para ser empleado en la fabricación de ladrillos.

Figura 37. Obtención de la mezcla líquida

pág. 37

Y en medida de lo posible, con el fin de obtener la máxima cantidad de este líquido, se exprimirá la parte sólida con la ayuda de una tela de abertura amplia, como se puede observar en la Figura 38.

Figura 38. Extracción óptima de mucílago

4. Fabricación de ladrillos ecológicos g. Preparación Una vez que se cuente con los materiales acondicionados para la fabricación de los ladrillos, se realizará primeramente una prueba de mezclas principalmente entre los residuos de excavación y los agregados reciclados, esto con el fin de determinar los porcentajes óptimos para la obtención de ladrillos, tomando en cuenta las siguientes recomendaciones: 

El uso de materiales térreos plásticos es un factor determinante en el aumento de la resistencia a la compresión de los ladrillos.



La dosificación de residuos de construcción para la fabricación de ladrillos será determinada por el nivel de plasticidad de los residuos de excavación.



En ningún caso podrá usarse menos del 50 % de material térreo en las combinaciones diseñadas.



A menor plasticidad del material térreo la proporción de arenas (residuos de construcción) tendrá que ser gradualmente menor.



La cantidad de agua-mucílago de nopal será del 23 al 26 % del total de la mezcla fabricada y quedará determinada por las características de la mezcla.

pág. 38

h. Prueba de mezclas En seguida se realizarán las combinaciones preliminares basadas en los porcentajes presentados en la Tabla 6, para cada uno de los materiales de excavación posibles a emplear, principalmente para adecuar la cantidad de arenas (residuos de construcción de ¼” a finos) requerida y aceptada por cada tipo de tierra susceptible de ser empleada. Dichas mezclas se realizarán preferentemente con la mezcla líquida agua-mucílago, sin embargo también se podrá realizar con agua potable. Tabla 6. Combinaciones preliminares

Residuos de excavación RE 50% 60% 70% 80% 50% 60% 70% 80% 50% 60% 70% 80% 50% 60% 70% 80%

Residuos de construcción solo cementantes RC s/c 50% 40% 30% 20% 25% 20% 15% 10% -

Residuos de construcción todo en uno RC t/u -

-

50% 40% 30% 20% 25% 20% 15% 10%

Residuos de construcción

Total

3/8”

25% 20% 15% 10%

25% 20% 15% 10%

100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100%

Los porcentajes para la mezcla óptima quedarán establecidos por las características físicas y visuales de las mezclas formadas, esto se dará cuando: 

La mezcla presente homogeneidad e integración adecuada entre los materiales.



No aparezcan grietas y fisuras al sostener la mezcla con los puños.



Se pueda moldear una bola que se pueda sostener en una mano y no se fracture.



Permita el amasado y no se disgregue.



Sea moldeable y capaz de ser acomodada en la máquina moldeadora. pág. 39

Una vez obtenidos los porcentajes óptimos, se establecerá las dosificaciones empleadas para la fabricación con base en la Tabla 7. Tabla 7. Tabla de porcentajes de diseño para la mezcla óptima

Materiales Residuos de excavación (tierra) Residuos de construcción ¼” a finos Residuos de construcción 3/8” Residuos de tala Mucilago-Agua

Porcentaje 4% 23% - 26% del peso de materiales secos.

La Tabla 7 muestra las proporciones en términos de porcentaje en peso, la cantidad de material seco para fabricar cada ladrillo es de aproximadamente 3,100 a 3,200 gramos. De acuerdo a este peso y la cantidad de ladrillos requeridos se calculará la cantidad de material necesario. Las dimensiones de fabricación de cada ladrillo en estado fresco son las presentadas en la Tabla 8 y representadas gráficamente en la Figura 39: Tabla 8. Dimensiones de fabricación de los ladrillos ecológicos

Dimensiones de fabricación Grueso 5.5 cm 55 mm Tizón 12 cm 120 mm Soga 26 cm 260 mm

Figura 39. Dimensiones de fabricación

pág. 40

i.

Proceso constructivo

1. Primeramente, se adecuó el espacio de trabajo sobre el cual se realizará el mezclado y se prepararán los materiales resultantes de la mezcla óptima, previamente tratados, como se observa en la Figura 40.

Figura 40. Preparación de materiales previamente pesados

2. Enseguida se vierten los residuos de excavación previamente cernidos (ver Figura 41), extendiéndolos de forma circular sobre el sitio en el que se realizará la mezcla.

Figura 41. Disposición de la tierra previamente cernida

pág. 41

3. Con la ayuda de una pala se formará un espacio en el centro de los residuos de excavación, en el que se depositarán los agregados reciclados y los residuos de tala (ver Figura 42) y enseguida se mezclarán en seco estos materiales.

Figura 42. Integración de los materiales

4. Teniendo los materiales dispuestos y mezclados en un mismo espacio, se incorporará la mezcla agua - mucílago, que se irá añadiendo a la mezcla formada en seco en cantidades parciales, previamente medidas como se observa en la Figura 43, el total corresponderá a un volumen de entre 23% y 26% del peso seco de la mezcla.

Figura 43. Incorporación de la mezcla agua-mucílago

pág. 42

Una vez añadida la mezcla agua – mucílago, se dejará pasar de 5 a 10 minutos antes de realizar el mezclado, con la finalidad de que se hidraten adecuadamente los materiales; la cantidad agregada estará determinada por las características físicas y visuales de la mezcla obtenida. 5. A continuación, con el uso de la pala, se realizará la homogeneización de los materiales (Figura 44), el objetivo será lograr una consistencia pastosa que no presente características líquidas o chiclosas y de igual forma que no se encuentre grumosa o dura por la carencia de agua, con el fin de facilitar el moldeo de los ladrillos.

Figura 44. Homogenización de la mezcla

6. Una vez obtenida la consistencia adecuada, se humedecerá con la mezcla líquida de agua-mucílago el interior del molde de la máquina ladrillera en la cual será depositada la mezcla, con el fin de evitar la adherencia de la mezcla a las paredes del molde y la posible deformación del ladrillo al momento de la extracción. Así la mezcla será acomodada dentro del marco de la máquina moldeadora a una altura de aproximadamente 5.5 cm, presionando la mezcla manualmente de manera tal que se evite la formación de vacíos o espacios huecos al depositar la mezcla dentro del molde, como se observa en la Figura 45.

pág. 43

Figura 45. Acomodo de la mezcla

7. Al tener la altura aproximada, se usará una espátula o cuchara de albañil para acomodar y texturizar la superficie (Figura 46).

Figura 46. Acomodo de la superficie

pág. 44

8. Terminada la operación se cerrará el molde (humedeciendo previamente la superficie de la tapa, con el fin de evitar la adherencia entre el molde y la superficie del ladrillo) y se compactará la mezcla ejerciendo presión con la aplicación de fuerza en la palanca, delimitada por la resistencia propia de la palanca, equivalente al peso aproximado de una persona de peso promedio (Figura 47).

Figura 47. Proceso de compactación

9. Posteriormente se extraerán los ladrillos con la aplicación de fuerza inversamente mediante la palanca (Figura 48 y 49).

Figura 48. Aplicación de fuerza en sentido contrario a la compactación

pág. 45

Figura 49. Extracción de la pieza

pág. 46

Comentarios. Con el fin de evitar la deformación de los

ladrillos

al

momento

de

ser

extraídos, se debe colocar en la base del molde de la máquina ladrillera, como apoyo para deslizar el ladrillo, una hoja de papel encerado o de plástico, de preferencia reciclado de bolsas usadas o de desecho, para cada ladrillo, que quede al menos 3 cm de borde por cada lado ancho, esta longitud problemas

permitirá los

sostener

bordes,

como

sin se

observa en la Figura 50 y 51, así se podrá desplazar el ladrillo hacia una superficie rígida de tamaño suficiente (ver Figura 52) para trasladarlo al lugar de secado. Figura 50. Bordes laterales de plástico para sujetar y desplazar el ladrillo

pág. 47

Figura 51. Desplazamiento del ladrillo

Figura 52. Recepción en una superficie rígida

pág. 48

Una vez extraídos los ladrillos, se debe determinar el peso y las dimensiones de fabricación de cada pieza. Así mismo se dejarán secar durante un periodo de tres días al aire libre. Es importante que no se muevan ni se intenten manipular los ladrillos en estado fresco, deberán permanecer tal y como han sido extraídos (ver Figura 53). Pasadas 48 horas posteriores a la fabricación, se pueden cambiar de posición (ver Figura 54) con la finalidad de garantizar la pérdida máxima de agua al aire libre.

Figura 53. Ladrillos frescos

Figura 54. Cambio de posición

pág. 49

10. Al presentarse la pérdida máxima de agua de los ladrillos al aire libre, estos serán introducidos al secador solar y se deberá cuidar que se mantenga en posiciones adecuadas en el transcurso del día para la eficiente captación de los rayos solares como se observa en la Figura 55.

Figura 55. Secador solar

El periodo de secado se estimará de acuerdo a las condiciones diarias de la presencia de rayos solares, la inspección y evaluación visual de las piezas; a partir del pesaje diario de las piezas cuando la variación sea mínima durante 3 días consecutivos se dará por terminado el proceso de fabricación de los ladrillos y se obtendrán las piezas finales útiles para la construcción.

pág. 50

5. Ventajas técnicas y ambientales A continuación, se enlistan algunas de las ventajas del uso de la tierra cruda en ladrillos ecológicos, es decir ladrillos que no son sometidos al proceso de cocción: 1. La primera ventaja es su fácil y amplia disponibilidad para construir y mantener las obras de tierra, ya que es un material que siempre está a la mano. No toda la tierra es utilizable para un mismo sistema constructivo, sin embargo, es un material plenamente aprovechable encaminándolo correctamente a diversos sistemas que dependerán de las características del suelo en cada sitio. 2. Es un buen aislante térmico. Su comportamiento frente a fríos y calores extremos es excelente sobre todo en sitios donde la amplitud térmica es importante. El aislamiento térmico ayuda, además, a frenar los daños frente a incendios, ya que el fuego no se propaga con rapidez. Presenta un excelente equilibrio de intercambio de humedad interior-exterior, proporcionando un interior saludable y beneficioso para el ser humano. 3. Es un buen aislante acústico 4. Técnicamente tienen un buen comportamiento a la compresión. Así mismo la construcción con tierra conlleva un sistema constructivo único, propio de sus características, que al tomarse en cuenta garantizan la construcción de edificaciones totalmente seguras y perdurables. 5. En relación la utilización de materiales locales poco manufacturados facilita la reducción de emisiones de CO2, reduce la dependencia material y energética del exterior, recupera los sistemas constructivos tradicionales basados en la gestión de recursos existentes en el medio y permite la reducción de costos de obra. 6. Así mismo promueven el desarrollo de la arquitectura bioclimática resolviendo principalmente la conservación de prácticas de construcción tradicional y carácter patrimonial, la búsqueda de soluciones al problema de la vivienda social. 7. Integran en forma amigable y participativa al usuario con las preocupaciones ambientales por encontrar materiales de bajo impacto en la salud y el ambiente, elaborados con reducida demanda de energía, transporte de materiales y, además, menores emisiones de gases efecto invernadero.

pág. 51

6. Características económicas Finalmente, en la Tabla 9 se enlistan algunas de las ventajas ambientales para los ladrillos ecológicos, comparados con los ladrillos convencionales o ladrillos rojos. Tabla 9. Comparativa de las ventajas ambientales de los ladrillos ecológicos

Ladrillo ecológicos

Ladrillo convencional

Eliminación de emisiones al ser ladrillos que Emisión de GEI al ser cocidos en hornos no requieren cocción.

mediante la quema de combustibles.

Al ser fabricados con materiales reciclados, Explotación de bancos de material virgen disminuyen la explotación de bancos de para la extracción de materiales empleados material virgen. Minimiza

el

en su fabricación. coste

de

adquisición

y Costo principal dado a la compra y

transporte de materiales. Permite variar la forma y tamaño de acuerdo a la necesidad.

transporte de materiales. Medidas estandarizadas.

Excelente aislante térmico motivo por el Las edificaciones demandan uso de energía cual se reducen las demandas de energía.

para regular el ambiente.

La fabricación por unidad de ladrillo ecológico es de bajo costo, siempre y cuando se cuente con la cercanía y disponibilidad de los materiales de fabricación; en este contexto el costo es de aproximadamente $1.63 ya que se fabrican principalmente a partir de los residuos generados en la construcción. En la Tabla 10 se presenta el desglose del costo por unidad de ladrillo sustentable (calculado con precios de marzo de 2015) integrando el costo directo dado por los materiales, la mano de obra y el 3% de ambos atribuido a la sección de herramientas y equipo, ya que su fabricación se realiza únicamente a partir del uso de herramienta menor. pág. 52

Tabla 10. Integración del costo para la fabricación de ladrillos sustentables

1.- Materiales Descripción Agua de toma Agregados reciclados Residuos de tala Nopal Tierra (Residuos de excavación)

Unidad m3 m3 kg kg kg

Precio productivo $ M.N. 0.0007 21.33 0.00073 60 0.11000 0 0.23 2 1.9 0 Total materiales

Costo total $ M.N. 0.01 0.04 0.00 0.46 0.00 0.52

Precio productivo 0.004 134.58 0.004 134.58 Total mano de obra

Costo total 0.54 0.54 1.08

Precio productivo 0.03 Total herramientas y equipo Total:

Costo total 0.03 0.03 $1.63

Cantidad

2.- Mano de obra Descripción Trabajador Trabajador

Unidad jornada jornada

Cantidad

3.- Herramienta menor Descripción Herramienta menor

Unidad

Cantidad

La fabricación de ladrillos sustentables puede ser llevada a cabo por 2 personas, fabricando en promedio 10 ladrillos en un período de 1 hora, contando con actividades previas requeridas como el cernir el material de excavación y la extracción del mucílago necesario, sin embargo estos tiempos y producción se pueden mejorar al desarrollar experiencia o en el caso de una producción en serie, igualando el caso de los productores artesanales, que a partir de su experiencia generan una producción de 200 a 500 unidades por jornada laboral. Dado a que el costo anteriormente presentado solo engloba el costo directo de fabricación, es necesario mencionar que el costo real será determinado por el lugar en donde se fabricarán los ladrillos, la disponibilidad de los materiales, la lejanía o cercanía para el traslado de los mismos y la eficiencia de la mano de obra empleada, entre otros, acordes al nivel y la zona de producción.

pág. 53

7. Posibles problemas En la fabricación de los ladrillos ecológicos son diversas las problemáticas que se pueden presentar: 1. La primera problemática que puede limitar la fabricación de los ladrillos ecológicos es el no contar con la tierra adecuada. Tal es el caso de los suelos arenosos, ya que la carencia de arcilla impide la adherencia y cohesión entre las partículas. 2. De igual manera los suelos orgánicos o suelos limosos no son aptos para la fabricación de estos ladrillos, sin embargo, una adecuada combinación entre suelos arcillosos y suelos limosos o arenosos permitirá mejorar la calidad de la tierra y aprovechar eficientemente estos materiales. 3. Se descarta el uso de suelos orgánicos. 4. Otra limitante puede ser la obtención de residuos de la construcción, ya que existen zonas en las que la generación de estos residuos es escasa y no se cuenta con el volumen requerido. 5. Aunado a lo anterior, también puede ser problema la obtención granulométrica de los residuos, debido al mínimo nivel de reciclaje de residuos de la construcción para la obtención de agregados reciclados en México. 6. En este contexto, otra posible problemática puede estar relacionada con la presencia de la planta del nopal en la zona de fabricación de los ladrillos. 7. Así también, otra problemática suscitada, podría ser la fabricación de la maquina moldeadora de ladrillos, ya que pese a ser de fabricación sencilla, existen casos principalmente en la bioconstrucción en los que no se cuenta con los materiales o con personal que puede fabricar dicha máquina, por lo cual ésta puede ser sustituida por sencillos marcos de madera unidos con clavos, siguiendo los principios de la fabricación artesanal. 8. De igual manera se pueden observar limitantes con respecto al secador solar, en primer lugar, debido al volumen de fabricación que debería tener para cubrir una producción alta. 9. Posiblemente no se cuente con el clima adecuado que permita la exposición a los rayos solares, la perdida de agua puede realizarse mediante la exposición directa al sol, tomando cuenta el tiempo y las condiciones necesarias para el secado natural. 10. En el uso de los ladrillos a la intemperie existen problemas ocasionados por lluvias, sin embargo, una amplia generación de edificaciones en tierra ha demostrado pág. 54

excelente

desempeño

gracias

a

un

adecuado

recubrimiento

elaborado

principalmente con cal. 11. Finalmente una problemática con la que el constructor se puede enfrentar, es la objeción respecto a los principios de fabricación artesanal con los que se fabrican los ladrillos ecológicos, al respecto el enfoque de los ladrillos ecológicos es precisamente la fabricación sencilla y disponible a toda persona que cuente con materiales

básicos,

principalmente

impulsando

la

autoconstrucción

y

la

bioconstrucción al alcance de cualquier población con la necesidad de contar con viviendas y construcciones dignas y económicas.

8. Usos La fabricación de ladrillos ecológicos, se recomienda ampliamente para uso interior y no estructural, es decir en elementos que no forman parte de los elementos portantes principales de una edificación, por lo tanto, no requieren soportar las cargas de la estructura. También son recomendables en exteriores siempre que se recubran de cal. Son ejemplos típicos los muros divisorios desligados de la estructura, bardas, pretiles, parapetos y en algunos casos los antepechos de ventanas. Sin embargo, los muros no estructurales requieren ser capaces de resistir las acciones que obren directamente sobre ellos como su propio peso, fuerza de viento (si están en el exterior) u otros empujes perpendiculares a su plano, así como fuerzas de inercia de su propia masa oscilando ante el efecto de un sismo. Los ladrillos ecológicos cumplen ampliamente con los requerimientos técnicos normativos para ser empleados para construcciones. Actualmente existe gran cantidad de construcciones edificadas con ladrillos fabricados de tierra cruda y, aunque la carencia de normativa para este tipo de materiales ha limitado su uso, en elementos de uso estructural, la experiencia y normalización en otros países garantiza y promueve su uso como se puede observar en los ejemplos de las Figuras 56 y 57.

pág. 55

Figura 56. Arretes Fuente: Moriset, 2011.

Figura 57. Construcción de escuela en India Fuente: Fundación Auroville, s/f.

pág. 56

Glosario Absorción de agua máxima inicial Capacidad de imbibición de agua por capilaridad mediante inmersión parcial del ladrillo en un periodo corto de tiempo. Aglomerantes Materiales capaces de unir fragmentos de una o varias sustancias y dar cohesión al conjunto por métodos exclusivamente físicos. Antepecho Parte maciza inferior que define una ventana el cual se levanta desde el piso y exteriormente muestra la parte frontal inferior de una ventana. Cadena Elemento estructural que sirve para dar solidez al muro; cuando está a nivel del suelo se llama dala o desplante y cuando se encuentra en la parte superior del muro se le llama cadena de cerramiento. Castillo Refuerzos que distribuyen la fuerza del techo, las cadenas y el piso a la cimentación de la estructura. Conglomerantes Materiales capaces de unir fragmentos de uno o varios materiales y dar cohesión al conjunto mediante transformaciones químicas en su masa que originan nuevos compuestos. Granulometría Es la distribución de los tamaños de las partículas de un suelo. Mampostería Sistema tradicional de construcción que consiste en erigir muros y paramentos mediante la colocación

manual

de

los

elementos

o

los

materiales

que

los

componen pág. 57

(denominados mampuestos)

que

pueden

ser,

por

ejemplo:

ladrillos,

bloques

de cemento prefabricados o piedras talladas. Mucílago Sustancia viscosa que se halla en ciertas partes de algunas plantas. Muros divisorios Son elementos no estructurales que tienen la función de dividir un área o espacio en referencia a otro. Parapeto Elemento arquitectónico que sirve para evitar la caída de personas, animales u objetos de un balcón o terraza o lugar que presente desniveles entre diferentes planos. Plasticidad Es la propiedad que tienen algunos suelos para deformarse sin agrietarse. La plasticidad es la propiedad que expresa la magnitud de las fuerzas de las películas de agua dentro del suelo ya que éstas permiten que el suelo sea moldeado sin romperse hasta un determinado punto. Es el efecto resultante de una presión y una deformación. Pretil Elemento arquitectónico de seguridad, que se construye en puentes y otras estructuras para evitar caídas o delimitar una zona de tránsito. Resistencia a la compresión Esfuerzo máximo que puede soportar un material bajo una carga de aplastamiento. La resistencia a la compresión de un material que falla debido al fracturamiento se puede definir en límites bastante ajustados, como una propiedad independiente. Sin embargo, la resistencia a la compresión de los materiales que no se rompen en la compresión se define como la cantidad de esfuerzo necesario para deformar el material una cantidad arbitraria.

pág. 58

Referencias Amoros, M. (2011). Tesis: Desarrollo de un nuevo ladrillo de tierra cruda con aglomerantes y aditivos estructurales de base vegetal. Madrid, España: Universidad Politécnica de Madrid. Cabo, M. (2011).Tesis: Ladrillo ecológico como material sostenible para la construcción. Universidad Pública de Navarra. Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos. CONICET. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Botellas descartables para casas sustentables. Argentina. Recuperado el 12 de junio de 2015 de http://www.republica.com/2013/02/15/fabrican-ladrillos-ecologicos-hechoscon-papel-reciclado/ Econstruyendo.com. (2011) Bitublock: ladrillos hechos con basura. [Consulta en línea] Recuperado el 17 de julio de 2015 de http://econstruyendo.com/bitublock-ladrilloshechos-con-basura/. Ecotec. (2013). Ladrillo Térmico. Recuperado el 11 de junio de 2015 de http://www.construyesustentable.com/Ecotec_Ficha_Técnica.pdf Fundación Auroville (s/f.) Arquitectura de Tierra en Auroville, India, 103. Genbruger (2006). Productos de llanta reciclada Genbruger. Recuperado el 14 de junio de 2015 de http://www.pisosdellanta.com.mx/adoquin-equino/. González, R., Alegría, J., Borraz, M., Aguilar, J., Ruiz, A., Vera, P., García, C. (2010). Empleo de Blocks elaborados con residuos de construcción en Chiapas. Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural. Heisse, S., Arias, V., Limpus, L., Olascoaga, K. (2011). Sistema Constructivo Pura Vida. Guatemala: Pura Vida, 1-7. INEGI. (2010). Banco de Información INEGI. Recuperado el 23 de agosto de 2015, de http://www3.inegi.org.mx/sistemas/biinegi/?ind=3114003001 Moriset, S. (2011). Details Constructifs structure monolitiques et macconerie. CRAterre. Francia, 24. NADF-007-RNAT-2013. Proyecto de Norma Ambiental. Clasificación y especificaciones de manejo para residuos de la construcción y demolición en el Distrito Federal. Secretaría del Medio Ambiente. [Versión electrónica] [Fecha de consulta: 10 de junio de 2015]. NMX-AA-164-SCFI-2013. Norma Mexicana de Edificación Sustentable-Criterios y requerimientos mínimos. [Versión electrónica] [Fecha de consulta: 8 de Enero de 2015].

pág. 59

Red de ladrilleras. (2013). Eficiencia energética en ladrilleras artesanales. Recuperado el 1 de octubre de 2014, de http://www.redladrilleras.net/website/web/stats.php Rojas, M.N., Aquino, E. (2015). Eco-ladrillos con base en residuos de construcción. GACETA DEL IIUNAM. N° 110, 16-17. Sebastián, P. (2015). República de las ideas. Recuperado el 24 de mayo de 2015 de http://www.republica.com/2013/02/15/fabrican-ladrillos-ecologicos-hechos-con-papelreciclado/

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