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• Carlos Moreno Aguirre

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Materiales alternativos para la vivienda

UNIVERSIDAD DE COLIMA Edificación Arquitectónica

ELABORACION Y EVALUACION DE TABLEROS AGLOMERADOS A BASE DE PLASTICO DE ALTA DENSIDAD Y FIBRA DE ESTOPA DE COCO TRABAJO CON EL CARÁCTER DE

TESIS QUE PARA OBTENER EL GRADO DE MAESTRO EN ARQUITECTURA P R E S E N T A ARQ. JOSE FIDEL NAVARRO ARELLANO Director de Tesis: Dr. Miguel Elizondo Mata Codirector: M.C. Fco. J. Fuentes Talavera Asesores: Dr. Luis Gabriel Gómez Azpeitia M.C. Julio de J. Mendoza Jiménez COQUIMATLAN, COLIMA A JULIO DEL 2005.

1

Materiales alternativos para la vivienda

AGRADECIMIENTOS.

CONACYT, por la beca otorgada para el desarrollo de este proyecto de maestría.

Departamento de madera celulosa y papel “Ing. Kart Augustin Grellmann” en la Universidad de Guadalajara, por su total apoyo.

Catedrático M.C. Francisco J. Fuentes Talavera, por su

enseñanza, paciencia, confianza y sobre todo por su amistad. Catedrático Dr.

Miguel Elizondo Mata, por todas las

recomendaciones hechas para el desarrollo del proyecto.

Catedrático M.C. Julio de Jesus Mendoza Jiménez, por su

apoyo y paciencia.

En especial a mi familia y a todas las personas que me apoyaron.

2

Materiales alternativos para la vivienda

INDICE DE TESIS 1.- INTRODUCCION

1

2.- OBJETIVOS.

4

2.1.- Objetivo general.

4

2.2.- Objetivos específicos.

4

3.- HIPOTESIS.

4

4.- JUSTIFICACION.

5

5.- MARCO TEORICO.

14

5.1.- Antecedentes.

14

5.2.- Materias primas.

21

5.2.1.- Plástico.

21

5.2.1.1.- ¿Qué es el plástico?

21

5.2.1.2.- Clasificación de los plásticos.

26

5.2.1.3.- Codificación de los plásticos.

29

5.2.1.4.- Tecnologías y descripción del proceso de reciclaje. 5.2.1.5.- Disponibilidad de plásticos residuales.

33

5.2.2.- Fibras. 5.2.2.1.- Clasificación de las fibras.

35

5.2.2.2.- Fibra de estopa de Coco.

36

5.2.2.3.- Disponibilidad de material.

38

3

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6.- MATERIALES Y METODO 6.1.- Desarrollo experimental.

40 40

6.1.1.- Diseño del experimento.

40

6.1.2.- Condiciones de diseño para tablero.

42

6.2.- Preparación de la materia prima.

44

6.2.1.- Fibra de estopa de coco.

44

6.2.1.1.- Molienda.

45

6.2.1.2.- Cribado.

46

6.2.2.- Plástico de alta densidad.

47

6.2.2.1.- Separación y clasificación del plástico.

47

6.2.2.2.- Lavado y secado.

48

6.2.2.3.- Trituración.

49

6.3.- Elaboración de tableros.

50

6.3.1.- Proporciones.

50

6.3.2.- Preparación de molde.

56

6.3.3.- Dosificación de los materiales.

56

6.3.4.- Mezclado.

56

6.3.5.- Prensado.

59

6.4.- Evaluación físico-mecánica del tablero.

61

6.4.1.- Normas para la evaluación de propiedades.

61

6.4.2.- Ensayo de flexión.

61

6.4.2.1.- Resistencia a la flexión.

61

6.4.2.2.- Modulo de elasticidad.

61 4

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6.4.3.- Comportamiento higroscópico.

65

6.4.3.1.- Absorción de agua a 2 y 24 horas a inmersión. 65 6.4.3.2.- Hinchamiento de espesor a 2 y 24 horas a inmersión. 7.- RESULTADOS.

8.- CONCLUSIONES.

65 68

100

- Costo de producción.

102

- Usos potenciales del material.

103

9.- BIBLIOGRAFIA.

107

10.- APENDICE.

113

5

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1.- INTRODUCCIÓN. Los residuos

sólidos

urbanos

constituyen

una

de

las

fuentes

principales de la contaminación a nivel mundial y local, su excesiva acumulación se relaciona con el aumento de población y el incremento de productos desechables. Dicho problema obedece al desconocimiento de las consecuencias que ocasionamos al planeta con tanta basura; el crear un hábito en la sociedad, de separar los residuos sólidos y recuperar los distintos materiales reciclables nos beneficia no solo económicamente como lo describe Armando Deffis Caso, autor del libro “La basura es la solución”, sino que garantiza una vida mejor para nuestros descendientes. Por lo tanto, organismos gubernamentales así como el sector privado nos demuestran que la tecnología actual esta en busca de nuevos materiales que generen un mínimo de contaminantes y residuos en los procesos de fabricación, utilizando materiales de desecho que aparentemente no tienen ninguna utilidad o alternativa de uso, transformándolo en producto útil para la industria y la misma sociedad.

Figura 1. Enciclopedia Encarta 2001 6

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En diferentes países y universidades se realizan estudios e investigaciones científicas y/o tecnológicas acerca del aprovechamiento de materiales de residuos agrícolas y urbanos, pues la preocupación del mejoramiento del medio en que vivimos, ha inclinado ha especialistas en el área a encontrar soluciones del material de desecho. Es por ello que esta investigación aborda el tema del reciclamiento, mediante un aglomerado elaborado a base de los residuos sólidos plásticos HDPE (Polietileno de alta densidad) mezclado con fibras naturales (fibra de estopa de coco) para aplicarlos en el ámbito de industria de la construcción. Se utilizó plástico de los botes de leche (HDPE) y fibra de estopa de coco con los que se elaboraron tableros muestras, los cuales fueron analizados y sometidos a diferentes pruebas de laboratorio con el objeto

de

conocer

las

características

físicas y mecánicas, como un proyecto piloto, para con ello llegar a ser utilizados como materiales alternos en la vivienda; y lograr además contribuir al mejoramiento del medio ambiente e introducir en el mercado cualidades

un o

producto similares,

con a

mejores los

ya

existentes, con la gran ventaja de ser un producto que ayudará a la reducción de los niveles de contaminación y por su aceptación puede reforzar la cultura del reciclaje en la sociedad.

Figura 2. Enciclopedia Encarta 2001

7

Materiales alternativos para la vivienda

El producto esta enfocado básicamente para la utilización en la construcción de vivienda de interés social, ya que es este rubro social el que menos acceso tiene a los materiales de construcción actuales, ya sea por sus altos costos de aplicación o adquisición. Cabe mencionar que los resultados fueron satisfactorios, por lo tanto los datos técnicos obtenidos son una plataforma de información que servirá como base para futuras investigaciones y de esta forma llegar a la elaboración industrial de diversos

elementos que pueden ser utilizados

dentro del ámbito de la construcción. Por otro lados la experiencia de haber trabajado con materiales que por fortuna encontramos en nuestra región y algunos como el plástico localizado en cualquier parte de nuestro planeta, habré la perspectiva a un gran numero de investigación que puede generarse con estos recursos. Algo queda muy claro, hay que devolver al consumo de la sociedad las sustancias o residuos sólidos que desechamos trasformados en bienes consumibles y tratar de tomar de la naturaleza solo la cantidad de materias primas necesarias, de esta manera podemos ayudar a preservar el medio ambiente.

Figura 3. Enciclopedia Encarta 2001

Figura 4. Enciclopedia Encarta 2001

8

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2.- OBJETIVOS. 2.1.- Objetivo General. •

Utilizar desechos plásticos y mezclarlos con materiales fibrosos de la región para obtener una aplicación de estos que aporte valores e índices para disminuir los problemas de contaminación, además de contribuir al desarrollo de nuevas técnicas, basadas en la producción de materia prima hecha de materiales reciclados.

2.2.- Objetivos Específicos. •

La elaboración de un material a partir de los desechos plásticos con materiales de refuerzo (fibras, rellenos).

•

Lograr que el producto se obtenga a un bajo costo de producción.

•

Obtener una base de datos acerca de las propiedades físicas y mecánicas del prototipo, que cumpla con la resistencia para sus fines de utilización.

3.- HIPOTESIS. La utilización de los materiales de residuos sólidos urbanos, polietileno de alta densidad (HDPE) y fibra de estopa de coco, en tableros aglomerados, es apto de utilizarse en elementos para la vivienda, igualando o mejorando las características físicas-mecánicas y económicas de los productos similares ya existentes en el mercado.

9

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4.- JUSTIFICACION. El crecimiento demográfico influye a si mismo, en la generación global de residuos, en la medida en que cada nueva persona que se integra a la ciudad, desecha una cierta cantidad de materias al satisfacer sus necesidades. Esto implica un crecimiento constante de los desechos, aunque no en la misma proporción que el aumento de la población, la cultura y la publicidad.1 Y

cuando

hablamos

automáticamente

de

crecimiento

demográfico

relacionamos

una de las demandas sociales más importantes: la

vivienda, la cual ha representado un estancamiento al crecimiento y bienestar social en nuestro país por muchos años.

Figura 5. Enciclopedia Encarta 2001 Cabe mencionar que en la Reunión Nacional de Vivienda llevada a cabo del 9 al 11 de octubre del año 2003, celebrada en Tampico, Tamaulipas, quedó de manifiesto el compromiso del Gobierno del Presidente Fox, a atender esta demanda como parte central de la política social de su administración. Dijo que la meta oficial para el año 2004 es de 575 mil viviendas construidas, con los financiamientos que otorgan diversos organismos e instituciones.2

1

Deffis, caso armando, La basura es la solución

2

Revista Mexicana de la Construcción, Octubre-Noviembre-Diciembre 2003, no. 581.

10

Materiales alternativos para la vivienda

En

dicha

reunión

se

hicieron

presentes

más

de

600

empresarios

constructores procedentes de toda la República Mexicana, así como directores de organismos e instituciones dedicados al otorgamiento de créditos para vivienda como INFONAVIT, FOVISSSTE, FONAEVI, SIF, BANCA Y SOFOLES. En su intervención, C.P. Víctor Manuel Borrás Setien, Director General del INFONAVIT presenta las estadísticas en los otorgamientos de créditos dentro del periodo 2000-2003 con referencia a los salarios de la siguiente manera:

3

CREDITOS OTROGADOS POR INFONAVIT 2000-2003 Hast a 3 VSM 3 A 6 VSM 6 A 10 VSM M as de 10 VSM

61%

22%

8%

9%

Figura 6. Grafica de porcentajes Imagen no. 2 Observamos que el 61% de los derechohabientes ganan hasta tres salarios mínimos, están de igual manera los que perciben entre tres y seis salarios, representado el 22% del total, y finalmente los que ganan mas de seis salarios mínimos. EXCEDENTE DE VIVIENDA ESTIMADO A NIVEL NACIONAL PERIODO 2000-2003 58% Nort e 22,000 Cent ro 11,750 Sur 4,000

31% 11%

Figura 7. Grafica de porcentajes 3

Revista Mexicana de la Construcción, Octubre-Noviembre-Diciembre 2003,no. 581

11

Materiales alternativos para la vivienda

Imagen no. 3 Respecto al excedente de vivienda hasta el 2003, se estima que la zona norte del país presenta 22,000 casas, la zona centro 11,750 y la zona sur 4,000. Como total Nacional significa una sobreoferta de 37, 750.00

EXCEDENTE DE VVIENDA ZONA CENTRO PERIODO 2000-2003 Jalisco Guanajuato

17%

M exico

10 %

Distrito Federal

17% 9%

San Luis Pot osi M ichoacan

7%

34%

1%

4% 1%

Queret aro Zacat ecas Colima

Figura 8. De las 11,750 viviendas excedentes en la zona centro, 100 corresponden al Estado de Colima representado menos del 1% a nivel Regional y el 0.2% a nivel Nacional.

Desafortunadamente existe un sector de la sociedad que no tiene acceso a un financiamiento u/o crédito para obtener vivienda y otros alcanzan créditos de montos muy bajos con los que no logran obtener una vivienda digna, por tal motivo es importante la búsqueda constante de materiales alternativos que estén al alcance económico de toda la sociedad, y puedan ser implementados en el sistema constructivo en casas de interés social, abatiendo costos, y al mismo tiempo aportando una solución a los problemas ambientales. Aunque las estadísticas que presenta el INFONAVIT muestran un excedente de vivienda, requerimos un mercado que produzca vivienda que la población pueda adquirir hablando en términos económicos.

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El INEGI en su Censo Poblacional del año 2000 arroja un total el 22.3 millones de hogares identificados en nuestro país. El INEGI contempla a los hogares como células que debieran tener una casa propia, sin embargo estos hogares habitan en

21.3 millones de casas, lo que significa que hay un

diferencial importante de personas o familias que viven una casa con dos familias o núcleos de individuos. Los 22.3 millones de hogares están dividido en relación con sus ingresos como se explica a continuación:

DISTRIBUCION DE HOGARES POR INGRESOS MINIMOS MENSUALES

27%

0 a 3 s.m. 18 %

2 a 6 s.m. 6 a 10 s.m. mas de 10 s.m

14 % 4 1%

Figura 9. El 41% de estos hogares tiene de cero a tres salarios mínimos de ingreso mensual, el 27% de tres a seis salarios y el 32% más de seis. Por su parte, el Ing. Jorge Videgaray Verdad, en su mensaje dirigido en la Reunión Nacional de Vivienda, manifestó que nuestro país arribó al siglo XXI con 4 millones de familias que carecen de casa o las que habitan están en condiciones deplorables.

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El crecimiento de la población y la migración del campo a la ciudad son factores que originan una demanda de vivienda y de servicios urbanos, que si no son atendidos satisfactoriamente provocan las formación de colonias irregulares, situación que intenta resolver el Gobierno del Presidente Fox con el afine de un Nuevo Esquema de Regulación para aumentar las reservas territoriales y así lograr la meta de construir 750 mil viviendas por año en el año 2006.4 Se han construido espacios para uso habitacional en terrenos rellenos con residuos sólidos urbanos, pues el crecimiento de la población va mas allá de lo contemplado en el Plan de Desarrollo urbano destinado para uso habitacional, de un modo u otro estos desechos pueden ocasionar grandes problemas a los mantos acuíferos debido a las sustancias que se pueden generar por la descomposición de los desechos orgánicos e inorgánicos que se infiltran el

suelo. La utilización de estos desechos puede darnos la

oportunidad de tener una mejor calidad de vida en todos los aspectos.

Figura 10. Acumulación de residuos

Figura 11. Acumulación de residuos

sólidos. Enciclopedia Encarta 2001

sólidos. Enciclopedia Encarta 2001

4

Revista Mexicana de la Construcción, Octubre-Noviembre-Diciembre 2003, no. 581.

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En nuestro mundo se producen diariamente alrededor de cuatro millones de toneladas de basuras domesticas urbanas e industriales, que con una densidad media de 200 Kg./m3, equivalen a 20 millones de m3, que ocuparían un recipiente de base cuadrada de un kilómetro por lado y de 200 metros de altura.

Solo un 30% de estos residuos se trata y el resto ya constituye un serio problema ecológico, higiénico, sanitario, político, social y económico, ya que el costo de la recolección, transporte, y eliminación es cada vez mas caro; desde el punto de vista energético, se esta también desaprovechando el potencial de energía de los residuos.

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Aunque el ritmo de vida de nuestra sociedad, el avance de la tecnología y la idea errónea de que los recursos naturales son inagotables sean las principales causas de la producción de residuos sólidos en gran cantidad, es el momento de generar una cultura a nuestra sociedad para que ayuden a convertir estos desechos en productos útiles, reciclando. Somos la pieza clave para la difusión y el desarrollo de nuevas tecnologías que favorezcan a la preservación de nuestro medio ambiente. Un material reciclable se considera como tal cuando esta compuesto de materias inertes o biodegradables que pueden ser reutilizados para dar origen a uno reciclado. Para lograrlo es necesario tomar en cuenta la manipulación, separación y almacenaje, composición y propiedades de las “materias primas”, así como la tecnología que posibilite su recuperación e incorporación en otro producto.5

Figura 12 http://www.ads.gobierno.pr/secciones/reciclaje/Que-esreciclaje-2.htm 5

Materiales reciclados, antes desperdicio; por Noemí G. Zarco, Obras, año XXIX no. 349 Enero 2002.

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Ernesto Ocampo, editor en jefe de NotiARQ -boletín electrónico de la Facultad de Arquitectura de la Universidad Nacional Autónoma de México, en una entrevista concedida para la revista Obras publicada en el ejemplar de enero del 2002, expresa la importancia de la investigación enfocada al desarrollo de nuevos materiales a partir de materia prima reciclada. Menciona que la ciencia y la tecnología son áreas poco exploradas por los arquitectos e ingenieros civiles y debido a esto se desconoce su ventajas por lo que se siguen utilizando la mismas técnicas constructivas y materiales desde hace muchos años, por lo tanto no se goza de las novedades de nuevos materiales que ofrecen bajos costos, propiedades superiores y procesos de construcción limpios. Algunas empresas privadas en su búsqueda por nuevos productos se interesan en

investigaciones que se realizan en diferentes universidades y/o

laboratorios, para estudiar sus posibilidades y encontrar productos que contribuyan al mejoramiento del medio ambiente, pero dentro de este objetivo predomina lo económico y la mayoría de las veces el producto es mas caro que los convencionales con la única ventaja de ser un material ecológico; ventaja que aun no es valorada en nuestro país. Cabe mencionar que muchos países desarrollados de Europa como Francia, España, algunas partes de Estados Unidos, etc., tienen una conciencia ecológica muy arraigada, en donde los productos elaborados con materiales alternativos tienen una gran demanda. En Guadalajara, Jal, México existen empresas que se dedican a recolectar distintos tipos de plásticos los cuales procesan y/o utilizan para la elaboración de diferentes productos, ejemplo de estas podemos mencionar a Maquiplast, Carso plásticos, Glezco plásticos, GMC plásticos etc.

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Aprender a clasificar los residuos para su reutilización sin pensar solo en desparecerlos de nuestras casas enviando el problema a los tiraderos nos genera algunas ventajas, por mencionar algunos: •

Generar empleos en centros de aprovechamiento, que deberán instalarse para clasificar los subproductos orgánicos.

•

El ahorro de divisas en importaciones de materia prima para fabricación de plásticos, aluminio y otros.

•

El apoyo a la economía doméstica, principalmente para los estratos de bajos recursos.

•

La disminución de los costos de operación a los municipios; limpieza, recolección, transporte, trasbordo y disposición final.

•

El mejoramiento de vida de los pepenadores.

•

El ahorro de energía para la fabricación de nuevos productos con los materiales recuperables.

•

La preservación de los recursos naturales.

•

La creación de una conciencia ecológica en la población.

•

La eliminación de las posibilidades de contaminación del suelo y los acuíferos subterráneos.

•

El mejoramiento de la imagen de la ciudad.

•

La eliminación de los efectos del manejo inadecuado de la basura, enfermedades, infecciones respiratorias e intestinales, así como la proliferación de la fauna nociva.

•

La estimulación de una disminución del consumismo en la población.

Fuente de información: Deffis, caso armando, La basura es la solución

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5.- MARCO TEORICO. 5.1.- ANTECEDENTES. La mayor parte de los productos sintéticos han llegado a nosotros como resultado de los esfuerzos hechos por los químicos para reproducir o imitar algunos materiales raros que se encuentran en la naturaleza. 6 Por otro lado se crean a partir de la exigencia de un producto que de respuesta a las múltiples necesidades de la sociedad. Es notable el boom que ha generado durante los últimos 10 años, de tal modo que en la actualidad se emplea como sustituto del vidrio y metal, constituyendo un grupo de importancia dentro de la familia de los termoplásticos. Aunque muchas de las ventajas de estos productos plásticos se convierten en desventaja en el momento en que desechamos ya sea el envase porque es desechable o bien cuando tiramos objetos plásticos porque se han roto. Actualmente, las empresas embotelladores en la mayoría de los países vienen sustituyendo los envases de plástico retornable por los no retornables, generando un impacto ambiental negativo permanente en la ciudad, y de cierta manera trasfieren costos a la comunidad y al medio ambiente. Por otro lado, es importante destacar el labor de un gran número de investigadores en todo el mundo, que han realizado estudios para lograr como resultado productos ecológicos, basados en el reciclamiento de los residuos, que no dañen el medio ambiente, que sean aceptados para las diferentes industrias y principalmente por la sociedad.

6

G. H. Dietz Albert, Plásticos para arquitectos y constructores, Editorial Reverté, S. A.

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En la industria de la construcción la utilización de materiales alternativos empieza a tener importancia en diferentes organismos gubernamentales, privados así como profesionistas. Pues a medida que evolucionan los materiales prefabricados se abre una línea para la elaboración de productos que tienen como base materias primas de desecho como papel, plástico, aluminio, vidrio, esquimos agrícolas entre otros. En nuestro país específicamente en el Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY) se realiza una búsqueda de materiales que sean útiles al país y a la zona geográfica de la península de Yucatán. Por lo cual han desarrollado tableros aglomerados que podrán ser dimensionados con medidas estándar de 122 cm. x 124 cm., con un espesor de 19 mm, usando como materia prima cartón desechado (compuesto de varias capas de celulosa, aluminio y polietileno), permitiendo aplicaciones como un material termo acústico, con usos industriales, comerciales y de construcción. Que podría ser empleado para divisiones en interiores, puertas, muebles de cocina, plafones para aislamiento térmico y acústico entre otros.7 En la Facultad de Arquitectura de la Universidad de Colima, en el año 2000 se llevo a cabo un estudio que tuvo como objetivo la utilización de materiales reciclados para la elaboración de pisos con un bajo grado de desgaste y una gran impermeabilización; explicando a detalle el estudio de posibles mezclas con otros materiales plásticos así como la utilización de la planta recicladora ubicada en la instalaciones de la Universidad de Colima.

7

(http://www.cicy.mx/unidades/materiales/)

20

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Teniendo en cuenta en el desarrollo del proyecto, las capacidades caloríficas de los materiales utilizados, así como la resistencia a la compresión, flexión y cuarteo principalmente, se llego a la conclusión que los plásticos más resistentes son: polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad y poli estireno, susceptibles para usarse en pisos. De igual manera en la Universidad de Guadalajara existen investigadores interesados y dedicados al 100% en el reciclamiento de los materiales plásticos, con esquimos agrícolas, como el agave, el yute, el bagazo de caña y el vástago de plátano.

Figura 13. Plantíos de agave, en el estado de Jalisco, del cual se utilizan sus fibras para elabora paneles.

En específico en el Departamento de Madera Celulosa y Papel, donde se llevan a cabo estudios e investigaciones que día a día mejoran las diferentes técnicas para la elaboración de tableros a base de plásticos con diferentes fibras así como el perfeccionamiento de los métodos utilizados, que puedan llevar al material a un proceso de industrialización.

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En Estados Unidos, en la USDA Forest Service. Forest, Products Laboratory (FPL) existen una gran diversidad de proyectos que implican materiales forestales con residuos industriales, entre estos materiales están: yute, kenaf, bagazo de caña, vástago de plátano, fibra de coco, agave, etc. que por sus diversas características, han resultado apropiados para mezclarlos con materiales como el plástico entre otros.

Figura 14. Laboratorio de productos forestales

Utilizando procesos de elaboración diferentes a lo que en nuestro estudio utilizamos, la diferencia radica en la forma del método de producción, mientras que en nuestro proyecto se manejo un proceso de termofusión, en dichos estudios se recurre a un proceso de compactado con algunas otras resinas (formaldehído).

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Materiales alternativos para la vivienda

Una publicación presentada en el Servicio Noticiero del ARS USDA en Abril del 2002, describe una investigación acerca de tableros hechos de un arbusto llamado guayule (Parthenium argentatum) en donde afirman podrán rechazar ataques por las termitas voraces y los microbios que dañan la madera. Los resultados preliminares de los estudios por científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) y sus colegas han mostrado que los sobrantes del guayule se pueden formar en unos substitutos durables y versátiles por la madera terciada y los tableros hechos de partículas de madera.

El químico Francis S. Nakayama, del Laboratorio de la Conservación del Agua en Phoenix, Arizona, es el líder de estos experimentos.

Figura 15. Nakayama muestra probetas de tablero expuestas a termitas en el laboratorio. La muestra de madera de pino no tratada es dañada, pero el bloque hecho de guayule y plástico reciclado de contenedores de leche es intacto.

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Materiales alternativos para la vivienda

Sus hojas argénteas de gris y verde y sus flores amarillas, fuerte y resistente a la sequedad, el guayule es nativo del Desierto de Chihuahua de la parte suroeste de Estados Unidos y la parte norte de México.

Figura 16. Planta de Guayule. Fotografía de Jack Dykinga En ensayos, los científicos combinaron componentes de las plantas de guayule con el plástico translúcido de los envases reciclados de leche o agua. Esto rindió un material que resiste el daño costoso de los insectos y microbios, según Nakayama. El tablero compuesto del guayule podría reemplazar muchos tipos de madera que se usan hoy en día en la construcción de pisos, paredes, y techos en los hogares y oficinas. Las colegas de Nakayama convirtieron los componentes del guayule a unos tableros compuestos prototipos en el Laboratorio de Productos del Bosque en Madison, Wisconsin, para ensayar allí y en la Universidad de Illinois en Urbana. Sus investigaciones mostraron que los tableros del guayule hechos con polietileno de alta densidad de los envases derretidos de la leche, combatieron

mejor

los

ataques

por

las

termitas

comunes

y

los

microorganismos que dañan la madera.8

8

revista 'Agricultural Research’ de abril 2002 http://www.ars.usda.gov/is/graphics/photos/apr02/k9850-1.htm

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Materiales alternativos para la vivienda

En México, el desarrollo a escala industrial de materiales alternativos es muy escasa por lo tanto es importante destacar algunos de los elementos ya caracterizados

que se mantienen en el mercado. Ejemplo de esto son las

tarimas plásticas elaboradas de diversos desechos plásticos como polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, Pet etc. La empresa que la elabora es Min Plast, se comercializa en duela de medida de1.00 x 1.20 mts. Y tiene un peso de 9 Kg., soporta cargas de 750 Kg. a 1000 Kg.9 De igual manera en España existe un producto denominado Cartón plástico, elaborado a base de polietileno y polipropileno, ambos 100% reciclables, es utilizado para embalaje, y consiste en planchas de plástico impermeable que se puede encontrar en diversas medidas y formatos . Asimismo en Italia se comercializa el casetón Modi que consiste en piezas modulares de

plástico reciclado perfecto para cimbra, utilizado en la

construcción de plataformas para conformar una losa. Sobre dichos elementos se coloca malla electro soldada, el concreto es vaciado de manera que se reduce considerablemente uso de grava.10

9

MIN PLAST, S.A. de C.V.,Calle 2 Norte No. 17, Col. Parque Ind. Toluca 2000, C.P. 50200 Toluca Edo. de México. Tel: 01 722

279 9455 Fax: 01 722 279 9454 10

http://www.obrasweb.com.mx/ipo_view.asp?ipo_id=228

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Materiales alternativos para la vivienda

5.2.- MATERIAS PRIMAS. 5.2.1.- Plástico. 5.2.1.1.- ¿Qué es el Plástico? Los plásticos son polímeros, es decir, compuestos constituidos por grandes moléculas (macromoléculas), formadas por la unión de moléculas más sencillas que se repiten una y otra vez. Los plásticos se caracterizan por una alta relación resistencia/densidad, unas propiedades excelentes para el aislamiento térmico y eléctrico y una buena resistencia a los ácidos, álcalis y disolventes. Las enormes moléculas de

las

que

están

compuestos

pueden

ser

lineales,

ramificadas

o

entrecruzadas, dependiendo del tipo de plástico.11

Figura 17. Enciclopedia Encarta 2001

11

"Plásticos." Enciclopedia® Microsoft® Encarta 2001. © 1993-2000 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.

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Materiales alternativos para la vivienda

Historia del plástico. Los

primeros

productos

plásticos

pertenecieron

al

grupo

de

los

termoplásticos. Ya en los orígenes de la historia el hombre primitivo extraía las resinas y ceras naturales y las refinaba para darles luego aplicaciones específicas.

El desarrollo de esta sustancia se inició en 1860, cuando el fabricante estadounidense de bolas de billar Phelan and Collander ofreció una recompensa de 1,000 dólares a quien consiguiera un sustituto aceptable del marfil natural, (cuyas reservas se agotaban) Una de las personas que optaron al premio fue John Hyatt, quien inventó un tipo de plástico al que llamó celuloide.

Si bien Hyatt no ganó el premio, su producto, patentado con el nombre de celuloide. El celuloide tuvo un notable éxito comercial a pesar de ser inflamable y deteriorarse al exponerlo a la luz. El celuloide se fabricaba disolviendo celulosa, un hidrato de carbono obtenido de las plantas, en una solución de alcanfor y etanol. Con él se empezaron a fabricar distintos objetos como mangos de cuchillo, armazones de lentes y película cinematográfica. Sin el celuloide no hubiera podido iniciarse la industria cinematográfica a fines del siglo XIX. El celuloide puede ser ablandado repetidamente y moldeado de nuevo mediante calor, por lo que recibe el calificativo de Termoplástico.

Durante las décadas siguientes aparecieron de forma gradual más tipos de plásticos. Se inventaron los primeros plásticos totalmente sintéticos: un grupo de plásticos Termo fijos o resinas.

27

Materiales alternativos para la vivienda

La cual se desarrolló hacia 1906 por el químico estadounidense de origen belga Leo Baekeland y la comercializo con el nombre de baquelita, primer plástico calificado como termo fijo o termoestable, son plásticos que pueden ser fundidos y moldeados mientras están calientes, pero que no pueden ser ablandados por el calor y moldeados de nuevo una vez que han fraguado. La baquelita es aislante y resistente al agua, a los ácidos y al calor moderado. Debido a estas características se extendió rápidamente a numerosos objetos de uso doméstico y componentes eléctricos de uso general. Los resultados alcanzados por los primeros plásticos incentivaron a los químicos y a la industria a buscar otras moléculas sencillas que pudieran enlazarse para crear polímeros. Y en 1920 se produjo un acontecimiento que marcaría la pauta en el desarrollo de materiales plásticos. El químico alemán Hermann Staudinger aventuró que éstos se componían en realidad de moléculas gigantes o macromoléculas. Los esfuerzos dedicados a probar esta afirmación iniciaron numerosas investigaciones científicas que produjeron enormes avances en esta parte de la química. En las décadas de 1920 y 1930 químicos ingleses descubrieron que el gas etileno polimerizaba bajo la acción del calor y la presión, formando un termoplástico al que llamaron polietileno (PE). Al reemplazar en el etileno un átomo de hidrógeno por uno de cloruro se produjo el cloruro de polivinilo (PVC), un plástico duro y resistente al fuego, especialmente adecuado para cañerías de todo tipo. Al agregarles diversos aditivos se logra un material más blando, sustitutivo del caucho, comúnmente usado para ropa impermeable, manteles, cortinas y juguetes. Un plástico parecido al PVC es el politetrafluoretileno (PTFE), conocido

28

Materiales alternativos para la vivienda

popularmente

como

teflón

y

usado

para

rodillos

y

sartenes

antiadherentes.12 Otro de los plásticos desarrollados en los años 30 en Alemania fue el poli estireno (PS), un material muy transparente comúnmente utilizado para vasos, botes. El poli estireno expandido (EPS), una espuma blanca y rígida, es usado básicamente para embalaje y aislante térmico.

Además se creo la primera fibra artificial, el nylon. El químico Walace Carothers su descubridor, trabajaba para la empresa Du Pont. Descubrió que dos sustancias químicas como el hexametilendiamina y ácido adípico podían formar un polímero que bombeado a través de agujeros y estirados podían formar hilos que podían tejerse.

Su primer uso fue la fabricación de paracaídas para las fuerzas armadas estadounidenses

durante

la

Segunda

Guerra

Mundial,

extendiéndose

rápidamente a la industria textil en la fabricación de medias y otros tejidos combinados con algodón o lana. Al nylon le siguieron otras fibras sintéticas como por ejemplo el orlón y el acrilán. El auge de la posguerra Durante los años de la posguerra se mantuvo el elevado ritmo de los descubrimientos y desarrollos de la industria de los plásticos. Tuvieron especial interés los avances en plásticos, como los poli carbonatos, los acetatos y las poliamidas. Se utilizaron otros materiales sintéticos en lugar de los metales en componentes para maquinaria, cascos de seguridad, aparatos sometidos a altas temperaturas y muchos otros productos empleados en lugares con condiciones ambientales extremas. 12

Revista "Noticiero Plástico", Nº 431, junio de 1998, Buenos Aires – Argentina http://www.erres.org.uy/plastico.

29

Materiales alternativos para la vivienda

En 1953, el químico alemán Karl Ziegler desarrolló el polietileno, y en 1954 el italiano Giulio Natta desarrolló el polipropileno, que son los dos plásticos más

utilizados

en

la

actualidad.

En

1963,

estos

dos

científicos

compartieron el Premio Nobel de Química por sus estudios acerca de los polímeros.

11

En 1963, estos dos científicos compartieron el Premio Novel de Química por sus estudios acerca de los polímeros.

En la presente década, principalmente en lo que tiene que ver con el envasado en botellas y frascos, se ha desarrollado vertiginosamente el uso del polietileno (PET), material que viene desplazando al vidrio y al PVC en el mercado de envases.

Figura 18. Enciclopedia Encarta 2001

30

Materiales alternativos para la vivienda

5.2.1.2.- Clasificación de Plásticos. Los materiales plásticos se pueden clasificar en términos generales como Termo fijos y Termoplásticos. Los compuestos Termo fijos son formados mediante calor y con o sin presión, resultando un producto que es permanentemente duro. El calor ablanda primero al material, pero al añadirle mas calor o sustancias químicas especiales,

se

endurecen

por

un

cambio

químico

conocido

como

polimerización y no puede ser reblandecido. La polimerización es un proceso químico que da como resultado la formación de un nuevo compuesto cuyo peso molecular es un múltiplo del de la sustancia original. Los procesos utilizados para plásticos termofraguantes, incluyen compresión o moldeo de transferencia, colado, laminado, e impregnado, así mismo, algunos son usados para estructuras rígidas o flexibles de espuma. Los materiales termoplásticos no sufren cambios químicos en el moldeo y no se vuelven permanentemente duros con la aplicación de presión y calor. Permanecen suaves a temperaturas elevadas hasta que se endurecen por enfriamiento; además, se les puede fundir varias veces por aplicaciones sucesivas

de

calor.

Los

materiales

termoplásticos

son

procesados

principalmente por inyección o moldeo soplado, extrusión, termo formado y satinado. Para los materiales termoplásticos, que son todavía los más fundidos, existe una clasificación corriente que tiene en cuenta, con una cierta aproximación, estos tres parámetros. La subdivisión prevé cuatro grupos: los polímeros de masa (commodities); una franja intermedia entre estos y el grupo siguiente; los tecnopolimeros (engineering Plastics); los súper polímeros. 31

Materiales alternativos para la vivienda

Termoplásticos: Materiales y aplicaciones más comunes. Son materiales que por acción del calor se funden y pueden moldearse repetidas veces. En cada transformación se pierde parte de sus propiedades originales. •

Nylon: engranes, llantas de patines.

•

Poli estireno: estuches, casetes, envases, vasos, platos, aislantes.

•

Polipropileno: recipientes para alimentos, industria automotriz, películas.

•

Polietileno: botellas para refresco, envases resistentes a los agentes químicos e impermeables.

•

Polietileno de alta densidad: cubetas, juguetes, bolsas (sólido, incoloro, inodoro, no toxico).

•

Cloruro de polivinilo: tuberías, juguetes (térmico, rígido, flexible, resistente a ácidos).

•

Polietileno de baja densidad: bolsas (incoloro, inodoro, no toxico).

•

Entre otros: acrílicos, celulosa, acetatos, policimides, nylon, poli carbonatos.

32

Materiales alternativos para la vivienda

Termo fijo: Materiales y aplicaciones más comunes. Son los materiales que una ves moldeados, no se pueden reutilizar, ya que se carbonizan, generalmente están cargados con minerales y fibra de vidrio. •

Resina poliéster: lamina acanalada.

•

Poliuretano: espuma, rellenos para muebles, tableros de automóvil.

•

Resina fenol ICA: apagadores de luz.

•

Resina melaminica: vajillas, cubiertas de muebles.

•

Entre otros: epoxicos, aminos, fenolicos, poliéster, uretanos, silicones.

33

Materiales alternativos para la vivienda

5.2.1.3.- Codificación de los plásticos. La codificación nos sirve para diferenciar el material plástico, ya que en algunas aplicaciones es muy semejante por lo que nos es difícil identificar el plástico y por lo consiguiente se cuenta con un sistema. Esta simbología permite en el proceso de recolección y reciclaje identificar para separar los diferentes productos plásticos. El código es grabado en el fondo del recipiente en forma de triangulo que lleva un numero correspondiente dependiendo del tipo de plástico. Este sistema fue desarrollado por “The society of the Plastics industry” (SPI) y se reconoce en todo el mundo. 1. Son tres flechas que forman un triangulo que tiene como significado el reciclaje. 2. En el centro lleva un número que distingue el tipo de plástico. 3. Son las iniciales que tiene el nombre del plástico.

34

Materiales alternativos para la vivienda

1. Polietileno tereftalato (PET). Se utilizan para identificar los productos que contienen polietileno. Este es transparente y resistente. Sus usos son muy variados, desde envases hasta textiles. Ejemplos: envases de bebidas carbonatadas; goma de almohadas y cojines; sleeping bags; fibras textiles.

2. Polietileno de alta densidad (PEAD). Indica la presencia de polímeros de alta

densidad.

Este

material

se

utiliza

en

diferentes

envases,

detergentes y muchos otros productos de uso personal. Ejemplos: bolsas de basura, bolsas de supermercado, envases de jugo y de leche, blanqueadores y detergentes.

3. Cloruro de polivinilo (PVC). Identifica la presencia de polivinilo. Este material puede procesarse de modo que sea claro, rígido y duro; o claro, flexible y resistente. Ejemplos: suela de zapatos, conductores electrónicos y tubos, envases de limpiadores, aceite de cocinar, y condimentos.

35

Materiales alternativos para la vivienda

4. Polietileno de baja densidad (PEBD). Indica la presencia de polímeros de baja densidad. Este material es liviano, flexible, transluciente y de superficie cerosa. Ejemplos: agitadores y sorberos, bolsas de basura de patio, bolsas para cubiertos plásticos.

5. Polipropileno (PP). Identifica materiales a base de polipropileno. Este material es duro, a la vez que es flexible y transluciente. Se presta para una variedad de usos, tales como bolsas para diferentes propósitos, pañales desechables y productos de belleza. Ejemplos: bolsas de papas, bolsas de microondas, pañales desechables, bolsitas para conservar meriendas, bolsas de basura (que emiten un sonido peculiar).

6. Poli estireno (PS). Corresponde a los materiales hechos de poli estireno. Este plástico es transparente u opaco, según sea procesado. Es muy versátil e imita el cristal. Se emplea en la fabricación de diferentes envases utilizados para servir alimentos y en materiales para proteger equipos delicados. Ejemplos: vasos y platos plásticos, envases y tapas plásticas,

envases

de

foam,

cubiertos

plásticos,

materiales

de

empaque.

36

Materiales alternativos para la vivienda

5.2.1.4.- Tecnologías y descripción del proceso de reciclaje. Las técnicas mas usadas para procesar plásticos, hasta hoy son tres: 1. Reciclado

mecánico:

recuperación

de

plásticos

sin

variar

su

composición química original. 2. Reciclado químico: en este método se agregan algunos polímeros modificados, materiales de refuerzo (fibras, rellenos) que modifican la composición original del plástico. 3. Recuperación energética: esta tecnología considerada como reciclaje avanzado, apenas incipiente, revierte el proceso usado para producir ciertos plásticos (polímeros), reprocesándolos hasta convertirlos en sus respectivos bloques de construcción (monómeros) de los cuales fueron hechos. El material obtenido mediante este proceso puede usarse nuevamente para fabricar el plástico original o para la producción de otros como fibras sintéticas, lubricantes y hasta gasolina

Imagen 19. Reciclado de

Imagen 20. Pacas de

plástico. Enciclopedia

plástico reciclado.

Encarta 2001.

Enciclopedia Encarta

37

Materiales alternativos para la vivienda

5.2.1.5.- Disponibilidad de plásticos residuales. En la ciudad de México se tiene una producción diaria de residuos sólidos que alcanza las 15,000 toneladas diarias. Los plásticos contenidos en la basura son en su mayoría del tipo de los termoplásticos, representando el 80% del total de los desechos plásticos. Al ser termoplásticos nos permite fundirlos nuevamente y reutilizarlos como materia prima, que acondicionándola puede ser reciclada.13

Imagen 21. Pacas de plástico reciclado. Enciclopedia Encarta 2001.

13

Deffis Armando Caso, La basura es la solución.

38

Materiales alternativos para la vivienda

En el Estado de Colima por ejemplo se generan alrededor de 197,000.00 ton/año de desechos sólidos, en donde se estima que el municipio de Colima tiene una producción aproximada de 57,305.00 ton/año, de la cual el plástico en general representa un 6.77 % del total de los residuos sólidos.14

Kilogramos de Plástico que componen los Residuos Sólidos generados diariamente en el Estado de Colima N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

MUNICIPIO KG DE RESIDUOS SÓLIDOS POR DIA % DE PLASTICO KG DE PLASTICO POR DIA ARMERIA 23,400.00 8.15 1907.10 COLIMA 157,000.00 6.77 10628.90 COMALA 13,000.00 8.96 1164.80 COQUIMATLAN 15,400.00 1.26 194.04 CUAHUTEMOC 21,900.00 4.33 948.27 IXTLAHUACAN 4,500.00 4.76 214.20 MANZANILLO 140,000.00 9.45 13230.00 TECOMAN 82,000.00 8.55 7011.00 VILLA DE ALVAREZ 79,000.00 6.35 5016.50 MINATITLAN 6,100.00 3.27 199.47 TOTAL 542300.00 61.85 40514.28

Tabla 1. Esta tabla nos muestra la cantidad de residuos sólidos generados en cada municipio del estado de Colima.

14

González B.A., Rodríguez J., Garza L.d H.A. “EVALUACION DEL VOUMEN Y CLASIFICACION DE LOS DESECHOS

SÓLIDOS MUNICIPALES EN EL TOTAL DE LOS MUNCIPIOS DEL ESTADO DE COLIJMA” H. Ayuntamiento de Manzanillo, Octubre 2001.

39

Materiales alternativos para la vivienda

5.2.2 FIBRA DE ESTOPA DE COCO 5.2.2.1.- Clasificación de las fibras. La naturaleza, con su sabiduría, nos brinda para bienestar del ser humano muchos y valiosos productos; uno de ellos son las fibras, que provienen de dos fuentes: naturales, como las de origen vegetal, animal y mineral; y las sintéticas, que son fruto de la investigación del ser humano, y provienen básicamente del petróleo y gas natural, como el polipropileno, polietileno, dracon, rayón, nylon, entre otras. Las fibras naturales de origen vegetal se dividen en dos grandes grupos: las blandas, que son básicamente de la corteza o fruto de plantas, como el lino, algodón, coco, damagua, entre otras; las duras, que tienen su origen en las hojas, como la cabuya, abacá, piña, palmas, entre otras. Los usos de las fibras naturales son legenderarios y de altísima aplicabilidad dentro de la agricultura, ambiente, farmacéutica, cordelería, empaques, aglomerados, construcción, decoración, artesanías, industria automotriz, textiles, confecciones, papel, aseo y otros usos como combustible, aislante térmico, entre otros. Hoy en día, ha cobrado enorme importancia la investigación sobre el desarrollo de nuevos productos de fibras naturales. Se ha reportado por ejemplo, la generación de plásticos inteligentes que permiten el paso de gases, así como plásticos biodegradables para proteger el ambiente.

40

Materiales alternativos para la vivienda

Algunas fibras verdes como el lino, algodón, yute, sisal, kenaf, y fibras de plantas aliadas, que han sido usadas desde hace mas de 6000 años a.c., empiezan ya a utilizarse como materia prima no solamente para la industria textil, sino también para compuestos modernos eco-amigables usados en diferentes áreas de aplicación como materiales de construcción, tableros de partículas, tablas de aislamientos, forraje y nutrición, cosméticos amigables, medicina y recursos para otros bio-polímeros. No causan ningún efecto perturbador en el ecosistema, pueden ser cultivados en zonas climáticas diferentes y reciclan el anhídrido carbónico para la atmósfera de la tierra.15

5.2.2.2.- Fibra de estopa de coco. La utilización de la fibra de estopa de coco en tableros aglomerados es muy extensa, como se puede ver en investigaciones realizadas en la Universidad de Colima y la Universidad de Guadalajara, y en especifico en el instituto de madera celulosa y papel “ing. Kart Augustin Grellmann”, en el cual, actualmente

se

desarrollan

investigaciones

de

la

fibra

de

coco

en

combinación con resinas, aglutinantes y materiales alternos.

Imagen 23. Fibra de coco 15

Ing. Andrés Simbaña Villareal, “fibras naturales, alternativa para el desarrollo nacional” Boletín de investigación y desarrollo ECAA/PUCE-I

41

Materiales alternativos para la vivienda

Algunas de sus características físicas que se han obtenido en estas investigaciones, es que posee una alta elasticidad y su propiedad como aislante sonoro, lo hacen de mayor interés para su aprovechamiento. Desde el punto de vista anatómico, se puede decir que las fibras están constituidas por haces fibrovasculares de una longitud promedio de 0.74 mm. (Valor máximo = 1.64 Mm., valor mínimo = 0.25 Mm.). Su composición química esta formada por cuatro principales elementos y están representados en porcentajes: Lignina 42.5%, Celulosa 32.3%, pentosanos 14.7% y Cenizas 3.5%.

Imagen 24. Fibra de coco obtenida en Armería, Colima.

42

Materiales alternativos para la vivienda

5.2.2.3.- Disponibilidad de material. La superficie con palma de coco en los litorales tropicales de México es de 167 mil hectáreas16, de las cuales el 94% se destinan a la producción de copra. De esta actividad dependen alrededor de 70 mil familias. Anualmente se producen 216 mil toneladas2 de copra de donde se extrae el aceite que se destina principalmente a la industria de jabones y cosméticos.

Imagen 25. Litorales tropicales de Mexico

La producción de copra ha venido descendiendo de manera paulatina principalmente por la edad avanzada de las plantaciones, el manejo inadecuado del cultivo, el comportamiento cíclico de los precios y a la presencia de la enfermedad del amarillamiento letal del cocotero (ALC), cuya influencia ha ocasionado la desaparición de 13 mil hectáreas de este cultivo en los estados de la Península de Yucatán.

16

Anuario Estadístico de la Producción Agrícola de los Estados Unidos Mexicanos 1997, editado por el C.E. A. SAGAR

43

Materiales alternativos para la vivienda

El cultivo de la palma de coco en la entidad ocupa actualmente el tercer lugar en superficie plantada con una superficie de 24 mil hectáreas, de las cuales se obtienen 44 mil toneladas de copra, con un valor de la producción de 185 millones de pesos, que representa el 9% del valor de la producción agrícola estatal.

Imagen 26. Fruto de Cocotero

44

Materiales alternativos para la vivienda

6.- MATERIALES Y METODOS 6.1.- DESARROLLO EXPERIMENTAL 6.1.1.- DISEÑO DEL EXPERIMENTO El experimento se desarrollo basado en un arreglo factorial fraccional, fue el mas adecuado de acuerdo a la experiencia que se ha tenido con otros proyectos ya realizados en el Instituto de Madera, Celulosa y Papel “ing. Karl Augustin Grellman” de la Universidad de Guadalajara, pues este arreglo permite obtener un estudio exploratorio completo del proyecto. El

arreglo

factorial

fraccional

relaciona

las

variables

independientes

(porcentaje de fibra, Porcentaje de plástico, Temperatura de procesamiento, Tiempo de procesamiento y presión de procesamiento), con las dependientes (MOR Modulo de resistencia, MOE Modulo de elasticidad, Hinchamiento y absorción (2 hrs. y 24 hrs.)), encontrando así, el número total de corridas a elaborar; y se representa de la siguiente manera:

2k 2=es el nivel de las variables (mínimo/máximo) k= es el numero de variables a estudiar El resultado de la ecuación es el número total de experimentos. Para poder realizar la ecuación de este experimento se utilizo un software llamado Statgraphics, que realiza las combinaciones totales para la elaboración de los tableros.

45

Materiales alternativos para la vivienda

Design Summary -------------Design class: Screening Design name: Factorial 2^3 File name: C:\Documents and Settings\USUARIO\Escritorio\TESIS PRESENTACION FIDEL\PROYECTO Factorial 2^3 Comment: Tablero fibra coco-plástico(HDPE) Base Design ----------Number of experimental factors: 3 Number of blocks: 6 Number of responses: 6 Number of runs: 60 Error degrees of freedom: 52 Randomized: Yes Factors Low High Units Continuous -----------------------------------------------------------------------Fibra 40.0 60.0 % Yes Temperatura 140.0 170.0 °C Yes Tiempo 5.0 10.0 Minutos Yes Responses Units ----------------------------------R Flexion N Moe N H2 H24 A2 A24 The StatAdvisor --------------You have created a Factorial design which will study the effects of 3 factors in 60 runs. The design is to be run in 6 blocks. The order of the experiments has been fully randomized. This will provide protection against the effects of lurking variables. NOTE: if you have used Augment Design to add a fraction to a fractional factorial design, you should check the Alias Pattern using Tabular Options.If unusual confounding exists, the number of degrees of freedom for estimating experimental error may be larger than shown in the summary.

46

Materiales alternativos para la vivienda

6.1.2.- CONDICIONES DE DISEÑO PARA TABLERO Tablero 5 mm. Bases del diseño: Numero de variables independientes 5 Numero de variables dependientes 6 Numero de repeticiones 2 Numero de corridas 60

Factores

Bajo

Alto

Unidad

Fibra

40.0

60.0

%

Plástico

40.0

60.0

%

Temperatura

140.0

170.0

°C

Tiempo

5.0

10.0

Minuto

Presión

60.0

60.0

Bar

Imagen 27. Porcentaje mínimo y máximo de compuesto que debe contener el tablero de acuerdo a los antecedentes.

Una vez que se tuvieron los valores bajos y altos de las variables, y para poder conocer la cantidad total de cada material en unidad de gramos, se definió la densidad, que esta también de acuerdo a experiencias con otros tableros similares que se han hecho, se llego a la conclusión de utilizar densidad constante = 1.0 g/cm3.

47

Materiales alternativos para la vivienda

Se le denomina densidad a la relación existente entre el peso y el volumen de un material. Según la norma DIN 1306 designa como densidad de un material a la ecuación entre la masa (g) y el volumen (g/cm3). La densidad es constante = 1.0 La temperatura de procesamiento varía entre los 140°C y 170°C. El tiempo de procesamiento fue de 5 minutos a 10 minutos. La presión es constante 60 Bar. Las combinaciones de las variables de fibra y plástico se establecieron en peso, con la siguiente formula: Densidad ( ℓ ) = 1.0 g/cm3 Volumen = 35 cm. x 35 cm. x 0.5 cm. = 612.50 cm3 Densidad ( ℓ ) = Masa / Volumen Masa = Densidad

( ℓ ) x Volumen

Masa = 1.0 g/cm3 x 612.50 cm3 Masa = 612.50 g = 100 %

48

Materiales alternativos para la vivienda

6.2.- PREPARACION DE LA MATERIA PRIMA 6.2.1.- FIBRA DE ESTOPA DE COCO Para el desarrollo de este proyecto se utilizo el material de fibra de estopa de coco que se obtuvo en una industria local (coco colima s.a. de c.v. localizado en Armería, municipio de Colima en México), que se dedica al desfibrado y empacado de la fibra de coco. De la cual se obtuvo una paca de fibra de coco de 80 Kg.

Imagen 28. Paca de Fibra de coco

El material se recibe normalmente como desperdicios de industrias que manejan el coco, este es llevado por medio de un transportador a un refinador equipado con separador de metales que limpian la pieza de hierro. Los refinados después son conducidos a un área de almacenamiento abierta, los refinados húmedos son cargados dentro de un transportador que los lleva al secador. 49

Materiales alternativos para la vivienda

6.2.1.1.- Molienda. Para la elaboración de los tableros, se requirió utilizar la fibra lo mas pequeña posible, por lo que tuvo varios procesos para llegar a obtenerla; para esto, primero se utilizo un molino eléctrico, en el cual se realizo la molienda.

Imagen 29. Molino eléctrico

Imagen 30. Cribas

50

Materiales alternativos para la vivienda

6.2.1.2.- Cribado. Primero se realizo con una criba de 1” de diámetro, una vez pasada toda la fibra requerida, al molino se le cambia la criba por una de 1 / 4“de diámetro, y nuevamente la incorporamos. Ya teniendo la fibra lo mas pequeña lograda por el molino, de forma manual se paso por una malla de 1 mm. de diámetro. Así al final se obtuvo un material fibroso con un rango de tamaño entre 3 y 5 mm.

Imagen 31. malla de 1 mm. de diámetro.

Imagen 32. Tamaño de fibra utilizado Para la elaboración de tableros. 51

Materiales alternativos para la vivienda

6.2.2.- Plástico de alta densidad. Para nuestro desarrollo experimental utilizamos el plástico residual de alta densidad (HDPE), y se encuentra comúnmente como los botes de leche. Las características físicas, químicas y mecánicas del material fueron las que marcaron la selección del tipo de plástico, ya que este material por su composición, dejo operar el proceso de compactación y termofusión.

Imagen 33. Recoleccion de plastico para la elaboración de tableros. 6.2.2.1.- Separación y clasificación del plástico. Para lograr que el material obtenido al final del reciclado sea de buena calidad es necesaria la separación de los residuos sólidos por tipo de polímeros y colores. Se clasificaron los plásticos por que cada uno presenta características particulares como punto de fusión, fluidez, densidad y estructura química, que cuando se mezclan

presentan incompatibilidad y dificultades de

reciclado.

52

Materiales alternativos para la vivienda

6.2.2.2.- Lavado y secado. Cuando los residuos plásticos provienen de fuentes donde no se prestó atención a la limpieza, estos se impregnan del mismo residuo que contenían además de agregárseles tierra, piedras u otros sólidos, incluso metales. El producto también suele contener etiquetas, adhesivos, tapas o cualquier otro material extraño que es necesario removerlos. Siempre que se manejan plásticos sucios, se requiere de un lavado y un secado previo. Una vez lavado el producto se procede a secarlo. Este proceso es el más sencillo y el más rápido pero indispensable, ya los procesos siguientes requieren que el material este completamente libre de cualquier líquido. Para secar los plásticos se emplean varios métodos, pero los más usuales son el túnel de deshidratación que consiste en una banda sinfín por donde mientras circula el material se le aplica aire caliente. El lavado y secado manual es el que se utilizo en este proyecto, lavándolos con agua y jabón, para después dejarlos secar a la intemperie.

Imagen 34. Limpieza de material recolectado.

53

Materiales alternativos para la vivienda

6.2.2.3.- Trituración. Los materiales plásticos son guiados por las paredes de la tolva

por su

propio peso caen hasta la caja donde se lleva a cabo la trituración, por medio de tres navajas desfasadas sobre un eje que gira a 875 rpm, impulsado por un motor eléctrico trifásico con capacidad de 7.5 h.p. y dos insertos soportados en dicha caja. El plástico molido tendrá que pasar a través de una criba que permite salir el producto que ha alcanzado el tamaño deseado. A este plástico molido se le conoce como “flake u hojuela”.

Imagen 36. Plastico molido.

Imagen 35. triturador de plastico.

54

Materiales alternativos para la vivienda

6.3.- ELABORACION DE LOS TABLEROS. 6.3.1.- Proporciones. Para la elaboración del tablero se tomaron en cuenta las características físicas de los materiales y sus propiedades, y se llegó a la conclusión que el proceso de compresión y termofusión pudiera ser adecuado para su elaboración. Se elaboraron 10 tableros en distintas proporciones de material, de 350 x 350 x 5 mm., en base al diseño del experimento factorial fraccional desarrollado. A continuación se presenta la dosificación de los diez tableros realizados, así como cantidad de temperatura, tiempo y presión:

55

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 1 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

60.00

40.00

170.00

10.00

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

367.50

245.00

170.00

10.00

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 37 TABLERO 2 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

60.00

40.00

170.00

5.00

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

367.50

245.00

170.00

5.00

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 38

56

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 3 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

40.00

60.00

140.00

10.00

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

245.00

367.50

140.00

10.00

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 39 TABLERO 4 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

40.00

60.00

140.00

5.00

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

245.00

367.50

140.00

5.00

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 40

57

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 5 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

60.00

40.00

140.00

5.00

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

367.50

245.00

140.00

5.00

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 41 TABLERO 6 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

60.00

40.00

140.00

10.00

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

367.50

245.00

140.00

10.00

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 42

58

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 7 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

40.00

60.00

170.00

10.00

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

245.00

367.50

170.00

10.00

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 43 TABLERO 8 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

40.00

60.00

170.00

5.00

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

245.00

367.50

170.00

5.00

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 44

59

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 9 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

50.00

50.00

155.00

7.50

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

306.25

306.25

155.00

7.50

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 45 TABLERO 10 FACTORES EXPERIMENTALES VARIABLES Elaborado con:

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

%

%

ºC

Minutos

Bar

50.00

50.00

155.00

7.50

60.00

Fibra

Plástico

Temperatura

Tiempo

Presión

Unidad

gramos

gramos

ºC

Minutos

Bar

Cantidad

306.25

306.25

155.00

7.50

60.00

Unidad Cantidad Elaborado con:

Figura 46

60

Materiales alternativos para la vivienda

6.3.2.- Preparación del molde. Previo a la formación del colchón limpiamos perfectamente los moldes y con una balanza digital, pesamos la materia prima que vamos a utilizar de acuerdo a las proporciones del tablero a realizar.

Imagen 47. Balanza digital.

Imagen 48. Placas de metal.

6.3.4.- Mezclado. Una vez obtenidas las cantidades se vacían en un recipiente en forma de capas,

donde

se

mezclan

perfectamente

hasta

obtener

un

material

homogéneo.

Imagen 49. Mezclado de material

Imagen 50. Material plastico

61

Materiales alternativos para la vivienda

Sobre una de las láminas de metal colocamos papel aluminio del tamaño de la misma, con el objeto de evitar que la mezcla se pegue en estas placas con las que se cubre el molde.

Imagen 51. Preparación de molde

Imagen 52. Armason de cristal

Posteriormente se coloca el armazón (350 x 350 x 5 mm) y se acomoda la fibra de manera que

queden lo mas compactada posible; una vez

incorporada toda la mezcla y con un pison de madera de forma manual presionamos para ayudar en la compactación.

Imagen 53. Formación de tablero.

Imagen 54. Pison de madera

62

Materiales alternativos para la vivienda

Imagen 56. Colchon fibra plastico.

Imagen 55. Colchon compactado.

63

Materiales alternativos para la vivienda

6.3.5.- Prensado. Se coloca la segunda lámina de acero para cerrar el sándwich, y lo colocamos en la prensa previamente calentada a la temperatura que se requiere para el número de tablero que se elabora. Se prensa durante el tiempo requerido, y se apaga la prensa, después de esto la podemos retirar de la prensa.

Imagen 57, 58, 59, 60. Muestran el proceso de prensado.

Solamente debemos tener cuidado en no quemarnos por la temperatura a la que estuvo expuesta, por lo tanto se recomienda esperar cinco minutos a enfriar el tablero.

64

Materiales alternativos para la vivienda

Una vez frió el tablero se pasa por una cortadora para obtener las probetas. La forma de cortado del tablero se hizo retirando todo el perímetro del tablero, hasta dejar la zona central del mismo, de donde se obtienen las muestras.

Imagen 61, 62, 63, 64. Muestran el proceso del corte de probetas.

65

Materiales alternativos para la vivienda

6.4.- EVALUACION FISICO-MECANICA DEL TABLERO 6.4.1.- NORMAS PARA LA EVALUACION DE PROPIEDADES La determinación de las propiedades físico-mecánicas se realizaron de acuerdo a las especificaciones para pruebas de tableros, de las normas DIN (Deutsche Internacional Normen) (51). Cabe mencionar que los ensayos que a continuación brevemente se describen, son los más significativos para efectos de control de calidad, utilizados tanto en la industria como en otros centros de investigación. •

Ensayo de flexión. DIN 52362

•

Hinchamiento del espesor a 2 y 24 horas a inmersión. DIN 52364

•

Absorción de agua a 2 y 24 horas a inmersión. DIN 52364

6.4.2.- ENSAYO DE FLEXION. DIN 52362 Definición: técnicamente la resistencia a la flexión (RF) se define como el cociente del momento flexionante (M), producido por la fuerza máxima (FM) aplicada, y el momento de resistencia del material (W)17. RF = M / W DIMENSIONES DE LAS PROBETAS El ancho de la probeta para cualquier espesor del tablero es de 50 mm. Por su parte el largo total es determinado por la suma del claro 200 más 50 mm.

17

Fuentes, T., F.J. Elaboración y evaluación físico-mecánica de tableros aglomerados a partir de las astillas del fuste de palma

de coco. Universidad de Guadalajara Tesis profesional Noviembre 1989, 83 pp.

66

Materiales alternativos para la vivienda

EQUIPO Y APARATO DE PRUEBA Principalmente

se

requiere

una

maquina

universal

para

prueba

de

materiales, que permita transmitir la fuerza a una velocidad constante y además permita obtener gráficamente la relación esfuerzo-deformación.

Imagen 61. Utilizamos una maquina universal para realzar los ensayos de flexión y compresión..

Imagen 62, 63. Mecanismo para configurar las características a las cuales será sometida la probeta.

67

Materiales alternativos para la vivienda

PROCEDIMIENTO La probeta es colocada simétricamente sobre dos soportes de apoyo, para aplicarse al centro del claro entre soportes una fuerza concentrada y distribuida uniformemente en el ancho de la probeta, a una velocidad constante hasta que se presente el rompimiento. Este rompimiento no debe presentarse antes de 60 segundos de iniciado el ensayo. En promedio se considera adecuado alrededor de 90 segundos.

Imagen 64. Soportes donde es colocada la probeta para la aplicación de la carga.

68

Materiales alternativos para la vivienda

CALCULOS La resistencia a la flexión es comúnmente expresada en Kg. / cm2 o N / mm2, su cálculo se realiza en la siguiente forma: RF = M / W = 3F max (Lc) / 2a (e2) = N / mm2 RF = Resistencia a la flexión ( N/mm2). Fmax = Fuerza de rompimiento (N). Lc = Claro entre soportes (mm). e = espesor del tablero medido al centro de la probeta (mm). a = ancho de la probeta (mm)

69

Materiales alternativos para la vivienda

6.4.3.- COMPORTAMIENTO HIGROSCOPICO. La denominación higroscópico deriva del griego higros y scopien (=atraer agua) y se refiere a todos los compuestos que atraen agua en forma de vapor a de liquido de su ambiente. Por esto los compuestos higroscópicos a menudo son utilizados como desecantes.18 HINCHAMIENTO DEL ESPESOR A 2 Y 24 HORAS A INMERSION. DIN 52364 PROPOSITO: la determinación del hinchamiento del espesor sirve para la evaluación del comportamiento de los tableros de partículas frente a influencias de humedad, y/o también para evaluar la efectividad de sustancias hidrofobicas. DEFINICION: el hinchamiento del espesor “q” es el incremento del espesor (e) debido a la absorción de humedad de la probeta referido al espesor inicial (eo). Delta e, es la diferencia entre el espesor (e) del tablero hinchado y el espesor antes del hinchamiento (eo) . Este hinchamiento suele ser expresado en porciento. DIMENSIONES DE LAS PROBETAS: las probetas para esta determinación deben ser de 25 x 25 x espesor del tablero (mm).

Imagen 65. Muestras de tablero sometidas a pruebas de hinchamiento y absorción de agua. 18

http://es.wikipedia.org/wiki/Higros%C3%B3pico

70

Materiales alternativos para la vivienda

PROCEDIMENTO: determinar primeramente el espesor (eo) de las probetas posteriores al acondicionamiento, y colocarlas en un baño de agua a 20ºC cuidando de que estas queden completamente sumergidas. Dos horas después se mide nuevamente el espesor, y si se desea, la determinación se puede continuar para volver a medir el espesor de la probeta a las 24 horas de iniciado el ensayo. De esta forma podrá ser determinado el hinchamiento a 2 y 24 horas.

Imagen 67. vernier o pie de rey

Imagen 66. Balanza digital.

71

Materiales alternativos para la vivienda

CALCULOS: q = De/eo (100) = e-eo/eo (100) (%) (Ec’n 9) q = Hinchamiento a 2 horas (%). e = Espesor final. eo = Espesor inicial.

72

Materiales alternativos para la vivienda

7.0- RESULTADOS: Es importante señalar, que en algunos factores, no es tan significativo el valor óptimo que se obtuvo, ya que aun utilizando lo contrario al valor óptimo, se puede llegar a tener un resultado similar. Después de tener otros antecedentes de tableros aglomerados a base de fibras con materiales plástico en este proyecto se tuvieron resultados muy favorables comprándolos con los anteriores, esto es que la fibra de estopa de coco mezclada con plástico de alta densidad son aptos para la realización de tablero, además que el proceso de elaboración no utiliza resinas y esto lo hace menos contaminante.

73

Materiales alternativos para la vivienda

TABLA 1 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 60.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 1.1 32.65 1571.50 0.98 1.2 32.95 1826.30 1.02 1.3 33.39 1790.59 1.01 1.4 31.90 1626.55 0.98 1.5 33.41 1775.65 1.02 1.6 32.95 1698.67 1.03 Promedio 32.87 1714.88 1.00 D. Std 0.56 100.46 0.02 C. Var.% 1.70 5.86 2.07

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 40.00 170.00 10.00 H. 2 hrs. % 1.00 1.20 1.20 1.20 1.00 1.40 1.17 0.15 12.90

H. 24 hrs. % 3.10 3.80 2.90 3.10 2.80 2.70 3.07 0.39 12.82

A. 2 hrs. % 5.60 5.40 5.50 5.10 4.90 5.00 5.25 0.29 5.49

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 15.70 16.00 15.70 14.60 14.30 14.60 15.15 0.73 4.81

TABLA 2 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 60.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 2.1 33.59 1831.10 1.01 2.2 34.51 1638.13 1.03 2.3 32.56 1922.01 1.01 2.4 33.22 1732.70 1.01 2.5 34.84 1671.13 1.03 2.6 31.82 1643.51 0.98 Promedio 33.42 1739.76 1.01 D. Std 1.14 114.81 0.02 C. Var.% 3.43 6.60 1.83

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 40.00 170.00 5.00 H. 2 hrs. % 1.00 1.20 1.30 1.20 1.10 1.30 1.18 0.12 9.88

H. 24 hrs. % 2.20 2.40 3.30 2.50 2.90 2.80 2.68 0.40 14.80

A. 2 hrs. % 4.30 4.20 5.00 5.10 5.10 5.20 4.82 0.44 9.23

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 12.80 12.80 14.80 15.10 15.10 15.30 14.32 1.19 8.28

74

Materiales alternativos para la vivienda

TABLA 3 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 40.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 3.1 34.45 1861.99 0.98 3.2 36.49 1943.33 1.00 3.3 35.12 1976.89 0.99 3.4 34.40 1980.87 0.98 3.5 35.90 2218.68 1.01 3.6 34.86 2072.30 1.00 Promedio 35.20 2009.01 0.99 D. Std 0.83 123.06 0.01 C. Var.% 2.37 6.13 1.32

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 60.00 140.00 10.00 H. 2 hrs. % 0.40 0.80 0.60 0.60 0.60 0.40 0.57 0.15 26.57

H. 24 hrs. % 1.00 1.50 1.40 1.30 1.60 2.00 1.47 0.33 22.68

A. 2 hrs. % 2.60 2.60 2.60 2.70 2.90 2.70 2.68 0.12 4.36

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 7.30 7.60 7.40 7.70 8.30 8.00 7.72 0.38 4.88

TABLA 4 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 40.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 4.1 35.17 1935.94 0.99 4.2 36.21 1940.45 0.99 4.3 36.09 1950.00 0.99 4.4 34.35 1879.65 0.98 4.5 34.11 1879.65 0.97 4.6 35.36 1846.18 0.97 Promedio 35.21 1905.31 0.98 D. Std 0.86 42.39 0.01 C. Var.% 2.45 2.22 0.91

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 60.00 140.00 5.00 H. 2 hrs. % 0.40 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.57 0.08 14.41

H. 24 hrs. % 1.60 1.40 2.00 1.90 1.60 1.90 1.73 0.23 13.49

A. 2 hrs. % 2.30 2.10 2.30 2.80 2.90 2.60 2.50 0.32 12.65

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 6.70 6.00 6.70 8.50 8.50 7.80 7.37 1.05 14.25

75

Materiales alternativos para la vivienda

TABLA 5 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 60.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 5.1 29.46 1433.71 0.93 5.2 32.82 1667.94 0.99 5.3 32.79 1757.47 1.01 5.4 33.23 1699.46 1.00 5.5 33.08 1773.40 1.02 5.6 30.64 1615.41 0.96 Promedio 32.00 1657.90 0.98 D. Std 1.57 124.22 0.04 C. Var.% 4.90 7.49 3.73

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 40.00 140.00 5.00 H. 2 hrs. % 1.90 2.00 2.20 1.30 2.70 2.10 2.03 0.45 22.36

H. 24 hrs. % 4.70 5.10 6.50 5.30 7.10 5.80 5.75 0.91 15.78

A. 2 hrs. % 7.50 5.10 5.20 11.80 5.70 5.90 6.87 2.57 37.38

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 19.60 15.90 16.60 17.30 17.60 18.20 17.53 1.29 7.35

TABLA 6 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 60.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 6.1 29.55 1568.12 0.94 6.2 32.48 1750.81 1.01 6.3 34.09 1778.56 1.02 6.4 32.07 1629.34 0.99 6.5 30.54 1529.50 0.96 6.6 24.58 1234.87 0.89 Promedio 30.55 1581.87 0.97 D. Std 3.32 196.38 0.05 C. Var.% 10.88 12.41 4.88

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 40.00 140.00 10.00 H. 2 hrs. % 2.30 1.90 2.30 2.50 1.70 2.10 2.13 0.29 13.80

H. 24 hrs. % 5.00 5.50 5.30 4.00 5.10 5.10 5.00 0.52 10.43

A. 2 hrs. % 6.30 5.30 5.20 5.20 6.00 5.30 5.55 0.48 8.58

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 18.60 16.80 16.50 16.50 18.10 16.60 17.18 0.92 5.38

76

Materiales alternativos para la vivienda

TABLA 7 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 40.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 7.1 36.37 2069.14 0.99 7.2 37.64 2102.18 1.01 7.3 37.44 2117.39 1.00 7.4 35.84 2050.30 0.99 7.5 36.88 2163.80 1.01 7.6 36.35 2119.51 1.00 Promedio 36.75 2103.72 1.00 D. Std 0.69 40.25 0.01 C. Var.% 1.89 1.91 0.89

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 60.00 170.00 10.00 H. 2 hrs. % 0.40 0.20 0.60 0.60 0.20 0.60 0.43 0.20 45.38

H. 24 hrs. % 0.80 1.30 1.90 1.30 1.20 1.30 1.30 0.35 27.09

A. 2 hrs. % 2.00 0.30 2.00 1.90 1.90 2.00 1.68 0.68 40.36

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 5.90 5.70 5.90 5.80 5.80 6.20 5.88 0.17 2.93

TABLA 8 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 40.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 8.1 34.43 2086.44 1.00 8.2 33.10 2081.19 0.99 8.3 32.44 1989.62 0.99 8.4 32.71 2031.63 1.00 8.5 35.55 2122.96 1.01 8.6 36.13 2242.94 1.02 Promedio 34.06 2092.46 1.00 D. Std 1.55 87.19 0.01 C. Var.% 4.55 4.17 1.33

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 60.00 170.00 5.00 H. 2 hrs. % 0.60 0.60 0.60 0.40 0.40 0.40 0.50 0.11 21.91

H. 24 hrs. % 1.90 1.60 1.70 1.50 1.10 1.50 1.55 0.27 17.19

A. 2 hrs. % 1.80 1.80 1.60 1.80 1.90 2.00 1.82 0.13 7.32

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 5.50 5.70 5.10 5.30 5.90 6.00 5.58 0.35 6.25

77

Materiales alternativos para la vivienda

TABLA 9 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 50.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 9.1 32.06 1819.08 1.02 9.2 34.29 1602.93 1.03 9.3 35.74 1705.05 1.05 9.4 33.68 1436.30 1.01 9.5 36.00 1576.30 1.01 9.6 33.44 1453.87 0.97 Promedio 34.20 1598.92 1.01 D. Std 1.49 146.80 0.03 C. Var.% 4.34 9.18 2.54

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 50.00 155.00 7.50 H. 2 hrs. % 0.80 1.00 0.80 0.40 0.80 0.60 0.73 0.21 28.17

H. 24 hrs. % 2.40 2.40 2.40 1.70 1.60 2.20 2.12 0.37 17.53

A. 2 hrs. % 2.30 2.90 3.10 3.10 3.30 3.80 3.08 0.49 15.94

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 7.60 9.20 9.60 9.70 10.00 11.60 9.62 1.29 13.42

TABLA 10 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 50.00

Tablero MOR MOE Densidad Probeta N/mm2 N/mm2 g/cm3 10.1 31.44 1534.73 0.99 10.2 32.42 1472.56 0.99 10.3 33.12 1459.94 0.99 10.4 32.38 1464.55 0.99 10.5 34.08 1626.36 1.00 10.6 33.38 1473.46 0.97 Promedio 32.80 1505.27 0.99 D. Std 0.92 65.30 0.01 C. Var.% 2.80 4.34 1.05

Plástico Temperatura Tiempo % ºC Minutos 50.00 155.00 7.50 H. 2 hrs. % 0.80 0.40 0.60 0.80 1.00 0.60 0.70 0.21 29.97

H. 24 hrs. % 2.40 1.40 2.10 2.70 2.30 2.10 2.17 0.44 20.15

A. 2 hrs. % 2.50 2.50 2.60 2.50 2.50 2.90 2.58 0.16 6.20

Presión Bar 60.00

A. 24 hrs. % 8.00 8.30 8.60 8.40 8.10 9.00 8.40 0.36 4.33

78

Materiales alternativos para la vivienda

GRAFICAS DE ESFUERZO – DEFORMACION.

79

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80

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89

Materiales alternativos para la vivienda

ANALISIS DEL DISEÑO RESISTENCIA A LA FLEXION (MOR)

Grafica de pareto Resistencia a la Flexión

+ -

A:Fibr

B:Temperatur

C:Tiemp 0

2

4

6

8

Efecto delmaterial

Figura 89. En la grafica de pareto, podemos observar el efecto maximo de las variables, en el caso de los materiales, existe un alto grado de participación, para los resultados; lo contrario con la temperatura que estuvo en un nivel medio, y por debajo de lo normal, el tiempo.

90

Materiales alternativos para la vivienda

Representación en cubo de resultados Resistencia a la Flexión

35.858 32.764 34.824 10. 31.729

Tiempo (minutos 35.688 5.

32.593

34.653 31.559

40.

Fiba (%)

60.

140.

170.

Temperatua ( °C )

Figura 90. En esta grafica se puede observar el valor maximo y/o minimo obtenido por la combinacion de las variables en cada vertice. La maxima resistencia esta dada por: el porcentaje menor de fibra, la temperatura mayor, asi como el tiempo.

91

Materiales alternativos para la vivienda

Resultados de efectos principales Resistencia a la Flexión

3 3

R

3 3 3 40.

60.

Fibr a

140.

170.

Temperatur a

5.

10.

Tiempo (minutos

Figura 91. En esta grafica se puede observar, la tendencia del material

92

Materiales alternativos para la vivienda

Superficie de respuesta estimada Resistencia a la Flexión

Tiempo = 7.5 minutos R Flexión ( N/mm2 ) 36 35 34 33 32 31 4

44

4

52

Fibra (%)

56

60

14 14

15 15

17 16 16

Temperatura (°C)

Figura 92. En la grafica de superficie de respuesta, también se pudo observar, que la combinación de maxima temperatura, manor cantidad de fibra, mayor cantidad de plastico y con un tiempo de procesamiento constante se logro la maxima resistencia.

93

Materiales alternativos para la vivienda

ANALISIS DEL DISEÑO MODULO DE ELASTICIDAD (MOE)

Grafica de pareto Modulo de Elasticidad

+ -

A:Fibra

B:Temperatura

C:Tiempo 0

2

4

6

8

Efecto del material

Figura 93.

94

Materiales alternativos para la vivienda

Representación en cubo de resultados Modulo de Elasticidad

2031.77 1677.74 1907.58 10.0 1553.56

Tiempo (Minutos) 2028.26 1674.23 5.0

170.0

1904.08 1550.05 40.0

Fibra (%)

60.0 140.0

Temperatura ( °C)

Figura 94.

95

Materiales alternativos para la vivienda

Resultados de efectos principales Modulo de Elasticidad

2000 1900

Mo 1800 1700 1600 40.

60.

Fibra (%)

140.

170.

Temperatura ( °C )

5.

10.

Tiempo (minutos)

Figura 95.

96

Materiales alternativos para la vivienda

Superficie de respuesta estimada Modulo de Elasticidad

Tiempo = 7.5 minutos Moe ( N/mm2 ) 210 200 190 180 170 160 150 4

44

48

5

56

Fibra (%)

6

14 14

15 15

17 16 16

Temperatura (°C)

Figura 96.

97

Materiales alternativos para la vivienda

ANALISIS DEL DISEÑO HINCHAMIENTO (24 HRS.)

Grafica de pareto hinchamiento 24 hrs.

+ -

A:Fibra

B:Temperatura

C:Tiempo 0

2

4

6

8

10

12

Efecto del material

Figura 97.

98

Materiales alternativos para la vivienda

Representación en cubo de resultados hinchamiento 24 hrs.

0.59791 3.2104 1.9354 10. 4.5479

Tiemp 0.8187 5.

2.1562

3.4312 4.7687

40.

60.

Fibr

140.

170.

Temperatur

Figura 98.

99

Materiales alternativos para la vivienda

Resultados de efectos principales hinchamiento 24 hrs.

4.3 3.8 3.3

H24

2.8 2.3 1.8 1.3 40.

60.

Fibra

140.

170.

Temperatura

5.

10.

Tiempo

Figura 99.

100

Materiales alternativos para la vivienda

Superficie de respuesta estimada fibra = 50.0%

H24 ( mm ) 3. 3. 2. 2. 1. 14

14

15

15

16

16

Temperatura (°C)

17

5

6

7

8

9

1

Tiempo (minutos)

Figura 100.

101

Materiales alternativos para la vivienda

ANALISIS DEL DISEÑO ABSORCION (24 HRS.)

Grafica de pareto absorción a 24 horas

+ -

A:Fibra

B:Temperatura

C:Tiempo 0

5

10

15

20

25

Efecto del material

Figura 101.

102

Materiales alternativos para la vivienda

Representación en cubo de resultados absorción a 24 horas

0.59791 3.2104 1.9354 10. 4.5479

Tiemp 0.8187 5.

2.1562

3.4312 4.7687

40.

60.

Fibr

140.

170.

Temperatur

Figura 102.

103

Materiales alternativos para la vivienda

Resultados de efectos principales absorción a 24 horas 3 3

Absorció 3 3 3 40.

60.

Fibr

140.

170.

Temperatur

5.

10.

Tiemp

Figura 103.

104

Materiales alternativos para la vivienda

Superficie de respuesta estimada absorción a 24 horas Tiempo = 7.5 minutos Absorción ( N/mm2 ) 36 35 34 33 32 31 4

44

4

52

56

Fibra (%)

60

14 14

15 15

17 16 16

Temperatura (°C)

Figura 104.

105

Materiales alternativos para la vivienda

COMPARACION DE RESULTADOS.

Resultados 40

30

2

MOR (N/mm )

35

25 20 15 10 5 0

0.97 3

Densidad (g/cm )

HDPE/Fibra de coco HDPE/Bagazo de caña HDPE 100%

106

Materiales alternativos para la vivienda

Resultados 3000

2

MOE (N/mm )

2500 2000 1500 1000 500 0

0.97 3

Densidad (g/cm )

HDPE/Fibra de coco HDPE/Bagazo de caña HDPE 100%

107

Materiales alternativos para la vivienda

Resultados Absorcion de agua 24 hrs. (%)

10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

0.97 3

Densidad (g/cm )

HDPE/Fibra de coco HDPE/Bagazo de caña HDPE 100%

108

Materiales alternativos para la vivienda

Resultados

Hinchamiento 24 hrs. (%)

4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

0.97 3

Densidad (g/cm )

HDPE/Fibra de coco HDPE/Bagazo de caña HDPE 100% 19

19

8th Conference on Woodfiber-plastic composites. 23-25 May-2005 madison, Wi.

109

Materiales alternativos para la vivienda

8.- CONCLUSIONES: Por medio de la combinación de los siguientes valores, utilizados en el proyecto, se pudo obtener la respuesta óptima de cada factor, que utilizando el grado óptimo, se podría obtener una mayor resistencia a la flexión. En nuestro proyecto la máxima resistencia a la flexión fue de 36.24 N/mm2 La tabla siguiente nos muestra los valores óptimos, de cada variable:

Factor variable

Bajo

Alto

Optimo

Plástico

40.00

60.00

60.00

Fibra

40.00

60.00

40.00

Temperatura

140.00

170.00

170.00

Tiempo

5.00

10.00

10.00

Imagen 105. Optimizacion de variables.

La adicion de fibra de coco al plástico residual, incremento su resistencia en un 40%. Las proporciones 40/60 y 50/50 de fibra plástico, generan materiales con excelentes propiedades de resistencia a flexión y de comportamiento giroscópico. Loa resultados obtenidos inducen a proponer como una opción técnicamente viable, el uso de estos residuos, para manufactura de materiales de uso constructivo y para reducir la problemática de disposición y manejo de plásticos residuales municipales y/o industriales.

110

Materiales alternativos para la vivienda

Este tipo de material pudiera ser empleado en: Recubrimientos de interiores. Cubiertas de mesas. Plafones. Fabricación de puertas. Gabinetes. Cajones. Diversas piezas moldeadas. Como conclusión final en respuesta a la resistencia a la flexión, nos indica que utilizando el grado alto de plástico (60%), como material envolvente, con el grado bajo de fibra (40%), a una temperatura máxima (170ºc), con un tiempo de procesamiento medio (7.5 min.), se obtuvo la máxima resistencia. En el caso del tiempo de procesamiento, como se pudo ver en las graficas, se observa claramente, que no es un factor determinante para la obtención de los resultados, esto es que utilizando menor tiempo de procesamiento, se reduce el gasto de energía. En general se puede comentar, respecto al desarrollo del proyecto que arrojo resultados muy buenos, por lo que se obtuvo una probeta (t-4-2) con una máxima resistencia de 36.24 N/mm2. Esto es que el proyecto tiene distintas opciones de aplicación, ya que precisamente la variación de resistencia, modulo

de

elasticidad,

hinchamiento

y

absorción,

hacen

que

no

precisamente la máxima resistencia únicamente tenga una utilización, si no que

de

acuerdo

ala

necesidad

del

proyecto,

puede

emplearse

una

combinación con distintas características.

111

Materiales alternativos para la vivienda

Costo de producción. Costo de material: 1 m2 de tablero fibra/plástico. Fibra : 1632 grms. Fibra de coco 80 Kg.= $120.00 M.N. Costo fibra : $2.448 M.N. Plástico : 1632 grms. Trituración : $1.50 X 1 Kilo Costo plástico : $2.448 M.N. Costo final X m2 = $4.896 M.N. Faltaría agregar el costo de mano de obra y herramienta y maquinaria.

112

Materiales alternativos para la vivienda

USOS POTENCIALES DEL MATERIAL PISOS

Imagen 106.

MUROS Y PLAFONES

Imagen 107.

113

Materiales alternativos para la vivienda

PUERTAS Y MUEBLES

Imagen 108 MUROS ACUSTICOS

Imagen 109.

114

Materiales alternativos para la vivienda

JUNTAS CONSTRUCTIVAS

Imagen 110.

Imagen 111. En la siguiente tabla se muestra el resultado final de las 60 probetas realizadas:

115

Materiales alternativos para la vivienda

BLOCK 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

Fibra 50 50 60 40 40 60 60 40 40 60 50 50 60 40 40 60 60 40 40 60 50 50 60 40 40 60 60 40 40 60 50 50 60 40 40 60 60 40 40 60 50 50 60 40 40 60 60 40 40 60 50 50 60 40 40 60 60 40 40 60

Temperatura 155 155 140 140 170 170 140 170 140 170 155 155 140 140 170 170 140 170 140 170 155 155 140 140 170 170 140 170 140 170 155 155 140 140 170 170 140 170 140 170 155 155 140 140 170 170 140 170 140 170 155 155 140 140 170 170 140 170 140 170

Tiempo 7.5 7.5 5 10 10 5 10 5 5 10 7.5 7.5 5 10 10 5 10 5 5 10 7.5 7.5 5 10 10 5 10 5 5 10 7.5 7.5 5 10 10 5 10 5 5 10 7.5 7.5 5 10 10 5 10 5 5 10 7.5 7.5 5 10 10 5 10 5 5 10

R Flexión 31.44 32.06 29.46 34.45 36.37 33.59 29.55 34.43 35.17 32.65 32.42 34.29 32.82 36.49 37.64 34.51 32.48 33.1 36.21 32.95 33.12 35.74 32.79 35.12 37.44 32.56 34.09 32.44 36.09 33.39 32.38 33.68 33.23 34.4 35.84 33.22 32.07 32.71 34.35 31.9 34.08 36 33.08 35.9 36.88 34.84 30.54 35.55 34.11 33.41 33.38 33.44 30.64 34.86 36.35 31.82 24.58 36.13 35.36 32.95

Moe 1534.73 1819.08 1433.71 1861.99 2069.14 1831.1 1568.12 2086.44 1935.94 1571.5 1472.56 1602.93 1667.94 1943.33 2102.18 1638.13 1750.81 2081.19 1940.45 1826.3 1459.94 1705.05 1757.47 1976.89 2117.39 1922.01 1778.56 1989.62 1950 1790.59 1464.55 1436.3 1699.46 1980.87 2050.3 1732.7 1629.34 2031.63 1879.65 1626.55 1626.36 1576.3 1773.4 2218.68 2163.8 1671.13 1529.5 2122.96 1879.65 1775.65 1473.46 1453.87 1615.41 2072.3 2119.51 1643.51 1234.87 2242.94 1846.18 1698.67

H2 0.8 0.8 1.9 0.4 0.4 1 2.3 0.6 0.4 1 0.4 1 2 0.8 0.2 1.2 1.9 0.6 0.6 1.2 0.6 0.8 2.2 0.6 0.6 1.3 2.3 0.6 0.6 1.2 0.8 0.4 1.3 0.6 0.6 1.2 2.5 0.4 0.6 1.2 1 0.8 2.7 0.6 0.2 1.1 1.7 0.4 0.6 1 0.6 0.6 2.1 0.4 0.6 1.3 2.1 0.4 0.6 1.4

H24 2.4 2.4 4.7 1 0.8 2.2 5 1.9 1.6 3.1 1.4 2.4 5.1 1.5 1.3 2.4 5.5 1.6 1.4 3.8 2.1 2.4 6.5 1.4 1.9 3.3 5.3 1.7 2 2.9 2.7 1.7 5.3 1.3 1.3 2.5 4 1.5 1.9 3.1 2.3 1.6 7.1 1.6 1.2 2.9 5.1 1.1 1.6 2.8 2.1 2.2 5.8 2 1.3 2.8 5.1 1.5 1.9 2.7

A2 2.5 2.3 7.5 2.6 2 4.3 6.3 1.8 2.3 5.6 2.5 2.9 5.1 2.6 0.3 4.2 5.3 1.8 2.1 5.4 2.6 3.1 5.2 2.6 2 5 5.2 1.6 2.3 5.5 2.5 3.1 11.8 2.7 1.9 5.1 5.2 1.8 2.8 5.1 2.5 3.3 5.7 2.9 1.9 5.1 6 1.9 2.9 4.9 2.9 3.8 5.9 2.7 2 5.2 5.3 2 2.6 5

A24 8 7.6 19.6 7.3 5.9 12.8 18.6 5.5 6.7 15.7 8.3 9.2 15.9 7.6 5.7 12.8 16.8 5.7 6 16 8.6 9.6 16.6 7.4 5.9 14.8 16.5 5.1 6.7 15.7 8.4 9.7 17.3 7.7 5.8 15.1 16.5 5.3 8.5 14.6 8.1 10 17.6 8.3 5.8 15.1 18.1 5.9 8.5 14.3 9 11.6 18.2 8 6.2 15.3 16.6 6 7.8 14.6

116

Materiales alternativos para la vivienda

BIBLIOGRAFIA Briceño, V.F.N. Estudio calorimétrico en mezclas de polietileno de alta densidad (HDPE) y polietileno tereftalato (PET) utilizados como materiales reciclados. Universidad de Guadalajara Tesis profesional Agosto 1997 72 pp. Iñiguez, M.C.G. Compatibilizacion de mezclas PET/HDPE reciclados. Universidad de Guadalajara Tesis profesional Febrero 1997 40 pp. Ramírez, M.A.V., Vargas S.I.G. Reciclamiento integral de desechos plásticos. Universidad de colima Tesis profesional Abril 2000 65 pp. Rodríguez, A.R. Evaluación físico-mecánica de la madera de la palma de coco (cocos nucifera). Universidad de Guadalajara Tesis profesional 1989

117

Materiales alternativos para la vivienda

Fuentes, T., F.J. Elaboración y evaluación físico-mecánica de tableros aglomerados a partir de las astillas del fuste de palma de coco. Universidad de Guadalajara Tesis profesional Noviembre 1989 104 pp. Zepeda P., C., Ibarra V., I. Anteproyecto para la fabricación de aglomerado a partir de la fibra de coco. Universidad de Guadalajara Tesis profesional Julio 1993 100 pp. Fuentes T.F.J., Montes R.E., Samano S.C., García E. La fibra de la estopa de coco. Usos actuales y posibilidades de utilización en aglomerados. Revista Obras Materiales reciclados, Antes desperdicios Año XXIX no. 349, Enero 2002. Pág. 68-71 http://ciepfa.posgrado.unam.mx/NotiARQ.html Revista Mexicana de la Construcción Octubre-Noviembre-Diciembre 2003, No. 581 www.cmic.org

118

Materiales alternativos para la vivienda

Cochran-Cox Diseños experimentales Poo Chow Dimensional stability of composites from plastics and cornstalk fibers. Fifth international conference on wood fiber-plastics composites May 1999 Poo Chow, Tait Bowers, Dilpreet S. Bajwa Mechanical Holding power of Melt-Blend boards made from recycled plastics and Kenaf. Department of Natural resources and Environmental Sciences University of Illinois, Urbana, Illinois. G. H. Dietz Albert Plásticos para arquitectos y constructores Editorial Reverté, S. A. Barcelona-Buenos Aires-Caracas-México MCMLXXIII 129 PP. Problemática que enfrentan los Ayuntamientos en el Estado en el Manejo de los Residuos Sólidos Municipales, Documento. Desarrollo Urbano y Ecología del Estado de Colima 27 pp.

119

Materiales alternativos para la vivienda

Enciclopedia Microsoft Encarta 2001. AEDHE, boletín e-mail: [email protected] Construcción especial, casetones ventilados. Obras Web-Soluciones para el profesional de la construcciónhttp://www.obrasweb.com.mx/ipo_view.asp?ipo_id=228

120

Materiales alternativos para la vivienda

FUENTES DE INFORMACION C.U.C.E.I. UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA M. EN C. FCO. JAVIER FUENTES TALAVERA,

LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DE LA MADERA Y MATERIALES A BASE DE MADERA., INSTITUTO DE MADERA, CELULOSA Y PAPEL “ING. KARL AUGUSTIN GRELLMAN”. LABORATORIO DE CIENCIAS QUIMICAS E INGENIERIA CIVIL DE LA UNIVERSIDAD DE COLIMA. COCO COLIMA, S.A. AMADO NERVO N° 10 ARMERIA COL. MEX. MAQUIPLAST ANDADOR TONALA N° 587 GUADALAJARA JAL. MEX. GLEZCO PLASTICOS INDEPENDENCIA N° 235 GUADALAJARA JAL. MEX. CARSO PLASTICOS FELIPE ANGELES N° 1344 GUADALAJARA JAL. MEX. CMC PLASTICOS HERRERA Y CAIRO N° 375 SAN PEDRO TLAQUEPAQUE JAL. MEX.

121

Materiales alternativos para la vivienda

SEMARNAP INEGI DESARROLLO URBANO Y ECOLOGIA DEL ESTADO DE COLIMA INEFAP UNIVERSIDAD DE COLIMA CAMPUS TECOMAN

122

Materiales alternativos para la vivienda

10.- APENDICE. TABLERO 1 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad Tablero

Fibra % 60.00

Peso C Ancho Espesor

Plástico % 40.00

Largo

Fmáx

mm

N

Temperatura ºC 170.00

DF

DD

F2

F1

Tiempo Minutos 10.00

Presión Bar 60.00

D2

FF

D1

FD

Probeta

g

mm

mm

mm

mm

mm

mm

1.1

37.44

50.00

5.09

150.00 282.00

6.30

2.00

12.00

5.70

3.80

1.80 26.32 2.00

1.2

38.57

50.05

5.06

150.00 281.50

5.40

1.50

10.40

5.00

2.90

1.40 26.32 2.00

1.3

38.02

50.10

5.02

150.00 281.00

6.90

2.00

11.00

4.10

3.20

1.20 26.32 2.00

1.4

37.12

50.25

5.05

150.00 272.50

4.80

1.50

11.50

6.70

3.70

2.20 26.32 2.00

1.5

37.91

50.10

4.96

150.00 274.50

3.30

1.00

9.60

6.30

2.90

1.90 26.32 2.00

1.6

38.01

50.10

4.93

150.00 267.50

6.20

2.00

12.00

5.80

3.80

1.80 26.32 2.00

Promedio

37.84

50.10

5.02

150.00 276.50

5.48

1.67

11.08

5.60

3.38

1.72 26.32 2.00 0.36

D. Std

0.51

0.08

0.06

0.00

5.94

1.30

0.41

0.95

0.93

0.44

C. Var.%

1.34

0.17

1.23

0.00

2.15

23.68 24.49

8.59

16.68

12.87 20.98 0.00 0.00

0.00 0.00

Imagen 112. Tablero 1

123

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 2 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad Tablero

Fibra % 60.00

Peso C Ancho Espesor

Plástico % 40.00

Largo

Fmáx

mm

N

DF

Temperatura ºC 170.00

DD

Tiempo Minutos 5.00

Presión Bar 60.00 FF

F2

F1

D2

D1

mm

mm

mm

mm

FD

Probeta

g

mm

mm

2.1

37.80

50.00

5.01

150.00 281.00

7.00

2.00

12.50

5.50

3.60

1.60

26.32 2.00

2.2

38.70

50.10

4.99

150.00 287.00

6.20

2.00

10.70

4.50

3.40

1.40

26.32 2.00

2.3

38.34

50.20

5.06

150.00 279.00

5.70

1.50

11.20

5.50

3.10

1.60

26.32 2.00

2.4

38.67

50.50

5.07

150.00 287.50

5.20

1.50

11.00

5.80

3.10

1.60

26.32 2.00

2.5

39.31

50.05

5.08

150.00 300.00

5.00

1.50

12.50

7.50

3.70

2.20

26.32 2.00

2.6

37.66

50.00

5.11

150.00 277.00

5.00

1.50

12.00

7.00

3.60

2.10

26.32 2.00

Promedio

38.41

50.14

5.05

150.00 285.25

5.68

1.67

11.65

5.97

3.42

1.75

26.32 2.00

D. Std

0.62

0.19

0.05

0.00

8.38

0.80

0.26

0.79

1.10

0.26

0.32

0.00

0.00

C. Var.%

1.61

0.38

0.89

0.00

2.94

14.01 15.49

6.75

18.41 7.73 18.34

0.00

0.00

Imagen 113. Tablero 2

124

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 3 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad Tablero

Fibra % 40.00

Peso C Ancho Espesor

Plástico % 60.00

Largo

Fmáx

mm

N

DF

DD

Temperatura Tiempo ºC Minutos 140.00 10.00 F2

F1

D2

D1

mm

mm

mm mm

Presión Bar 60.00 FF

FD

Probeta

g

mm

mm

3.1

37.11

50.00

5.06

150.00 294.00

5.50

1.50

11.00

5.50

3.10 1.60 26.32 2.00

3.2

36.89

50.05

4.91

150.00 293.50

7.00

2.00

12.50

5.50

3.50 1.50 26.32 2.00

3.3

36.66

50.00

4.96

150.00 288.00

5.50

1.50

12.50

7.00

3.30 1.80 26.32 2.00

3.4

36.70

50.05

4.97

150.00 283.50

3.70

1.00

10.50

6.80

2.80 1.80 26.32 2.00

3.5

36.46

50.05

4.80

150.00 276.00

5.60

1.50

12.00

6.40

3.20 1.70 26.32 2.00

3.6

35.53

50.00

4.73

150.00 260.00

5.00

1.50

10.50

5.50

3.20 1.70 26.32 2.00

Promedio

36.56

50.03

4.91

150.00 282.50

5.38

1.50

11.50

6.12

3.18 1.68 26.32 2.00

D. Std

0.55

0.03

0.12

0.00

12.91

1.06

0.32

0.95

0.70

0.23 0.12

0.00

0.00

C. Var.%

1.50

0.05

2.46

0.00

4.57

19.78 21.08

8.25

11.49 7.28 6.94

0.00

0.00

Imagen 114. Tablero 3

125

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 4 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad Tablero

Fibra % 40.00

Peso C Ancho Espesor

Plástico % 60.00

Largo

Fmáx

mm

N

DF

Temperatura ºC 140.00

DD

Tiempo Minutos 5.00

Presión Bar 60.00 FF

F2

F1

D2

D1

mm

mm

mm

mm

FD

Probeta

g

mm

mm

4.1

38.03

50.05

5.14

150.00 310.00

8.00

2.00

14.00

6.00

3.60

1.60

26.32 2.00

4.2

37.82

50.00

5.08

150.00 311.50

5.80

1.50

13.00

7.20

3.40

1.90

26.32 2.00

4.3

37.69

50.05

5.07

150.00 309.50

5.80

1.50

12.40

6.60

3.20

1.70

26.32 2.00

4.4

36.81

50.10

5.01

150.00 288.00

7.20

2.00

14.20

7.00

3.90

1.90

26.32 2.00

4.5

36.67

50.10

5.01

150.00 286.00

7.20

2.00

15.20

8.00

4.20

2.20

26.32 2.00

4.6

36.55

50.00

5.02

150.00 297.00

7.10

2.00

14.20

7.10

4.00

2.00

26.32 2.00

Promedio

37.26

50.05

5.06

150.00 300.33

6.85

1.83

13.83

6.98

3.72

1.88

26.32 2.00

D. Std

0.65

0.04

0.05

0.00

11.58

0.88

0.26

0.99

0.66

0.38

0.21

0.00

0.00

C. Var.%

1.75

0.09

1.02

0.00

3.86

12.79 14.08

7.17

9.52

10.27 11.35

0.00

0.00

Imagen 115. Tablero 4

126

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 5 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad Tablero

Fibra % 60.00

Peso C Ancho Espesor

Plástico % 40.00

Largo

Fmáx

mm

N

DF

Temperatura ºC 140.00

DD

Tiempo Minutos 5.00

Presión Bar 60.00 FF

F2

F1

D2

D1

mm

mm

mm

mm

FD

Probeta

g

mm

mm

5.1

35.88

50.10

5.16

150.00 262.00

7.50

2.50

14.00

6.50

4.70

2.20 26.32 2.00

5.2

37.87

50.10

5.09

150.00 284.00

6.70

2.00

14.00

7.30

4.10

2.10 26.32 2.00

5.3

38.74

50.15

5.09

150.00 284.00

5.30

1.50

12.10

6.80

3.50

2.00 26.32 2.00

5.4

38.41

50.20

5.08

150.00 287.00

6.80

2.00

13.00

6.20

3.80

1.80 26.32 2.00

5.5

38.86

50.10

5.07

150.00 284.00

8.80

2.50

15.00

6.20

4.30

1.80 26.32 2.00

5.6

36.36

50.00

5.07

150.00 262.50

6.40

2.00

12.00

5.60

3.80

1.80 26.32 2.00

Promedio

37.69

50.11

5.09

150.00 277.25

6.92

2.08

13.35

6.43

4.03

1.95 26.32 2.00

D. Std

1.27

0.07

0.03

0.00

11.68

1.17

0.38

1.19

0.58

0.43

0.18

0.00

0.00

C. Var.%

3.38

0.13

0.66

0.00

4.21

16.90 18.07

8.91

9.05

10.60 9.03

0.00

0.00

Imagen 116. Tablero 5

127

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 6 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad Tablero

Peso C Ancho

Fibra % 60.00

Plástico % 40.00

Espesor

Largo

Fmáx

mm

N

DF

DD

Temperatura Tiempo ºC Minutos 140.00 10.00 F2

F1

D2

D1

mm

mm

mm mm

Presión Bar 60.00 FF

FD

Probeta

g

mm

mm

6.1

36.44

50.05

5.14

150.00 260.50 8.10

2.50

14.90

6.80

4.60 2.10 26.32 2.00

6.2

38.95

50.10

5.13

150.00 285.50 7.20

2.00

14.50

7.30

4.10 2.10 26.32 2.00

6.3

39.48

50.10

5.15

150.00 302.00 7.40

2.00

14.60

7.20

4.00 2.00 26.32 2.00

6.4

38.77

50.10

5.23

150.00 293.00 7.10

2.00

13.90

6.80

3.90 1.90 26.32 2.00

6.5

37.68

50.20

5.22

150.00 278.50 8.30

2.50

14.30

6.00

4.30 1.80 26.32 2.00

6.6

35.88

50.10

5.35

150.00 235.00 7.20

2.50

12.50

5.30

4.30 1.80 26.32 2.00

Promedio

37.87

50.11

5.20

150.00 275.75 7.55

2.25

14.12

6.57

4.20 1.95 26.32 2.00

D. Std

1.45

0.05

0.08

0.00

24.42

0.52

0.27

0.86

0.77

0.25 0.14

0.00

0.00

C. Var.%

3.84

0.10

1.60

0.00

8.86

6.84 12.17

6.08

11.74 6.02 7.07

0.00

0.00

Imagen 117. Tablero 6

128

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 7 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad Tablero

Fibra % 40.00

Peso C Ancho Espesor

Plástico % 60.00

Largo

Fmáx

mm

N

DF

DD

Temperatura ºC 170.00

Tiempo Minutos 10.00

Presión Bar 60.00 FF

F2

F1

D2

D1

mm

mm

mm

mm

FD

Probeta

g

mm

mm

7.1

35.84

50.00

4.81

150.00 280.50

7.00

2.00

13.00

6.00

3.70

1.70 26.32 2.00

7.2

35.79

50.00

4.72

150.00 279.50

8.40

2.50

15.50

7.10

4.70

2.20 26.32 2.00

7.3

35.90

50.10

4.77

150.00 284.50

7.00

2.00

14.50

7.50

4.20

2.20 26.32 2.00

7.4

35.77

50.05

4.80

150.00 275.50

6.90

2.00

13.10

6.20

3.80

1.80 26.32 2.00

7.5

35.82

50.05

4.71

150.00 273.00

8.60

2.50

16.00

7.40

4.70

2.20 26.32 2.00

7.6

35.66

50.05

4.77

150.00 276.00

7.00

2.00

13.00

6.00

3.80

1.80 26.32 2.00

Promedio

35.80

50.04

4.76

150.00 278.17

7.48

2.17

14.18

6.70

4.15

1.98 26.32 2.00

D. Std

0.08

0.04

0.04

0.00

4.14

0.79

0.26

1.35

0.71

0.46

0.24

C. Var.%

0.23

0.08

0.86

0.00

1.49

10.57 11.92

9.52

10.60

11.07 12.11 0.00 0.00

0.00 0.00

Imagen 118. Tablero 7

129

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 8 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad Tablero

Peso C Ancho

Fibra % 40.00

Plástico % 60.00

Espesor

Largo

Fmáx

mm

N

DF

DD

Temperatura Tiempo ºC Minutos 170.00 5.00 F2

F1

D2

D1

mm

mm

mm mm

Presión Bar 60.00 FF

FD

Probeta

g

mm

mm

8.1

36.46

50.05

4.87

150.00 272.50

5.50

1.50

11.50

6.00

3.10 1.60 26.32 2.00

8.2

36.25

50.05

4.88

150.00 263.00

9.20

2.50

15.00

5.80

4.10 1.60 26.32 2.00

8.3

36.30

50.10

4.87

150.00 257.00

7.00

2.00

13.00

6.00

3.70 1.70 26.32 2.00

8.4

36.25

50.05

4.81

150.00 252.50

8.60

2.50

13.60

5.00

3.90 1.40 26.32 2.00

8.5

35.96

50.10

4.72

150.00 264.50

8.50

2.50

13.50

5.00

4.00 1.50 26.32 2.00

8.6

35.78

50.00

4.66

150.00 261.50

6.90

2.00

12.00

5.10

3.50 1.50 26.32 2.00

Promedio

36.17

50.06

4.80

150.00 261.83

7.62

2.17

13.10

5.48

3.72 1.55 26.32 2.00

D. Std

0.25

0.04

0.09

0.00

6.82

1.39

0.41

1.25

0.50

0.37 0.10

0.00

0.00

C. Var.%

0.69

0.08

1.92

0.00

2.61

18.22 18.84

9.53

9.11

9.98 6.77

0.00

0.00

Imagen 119. Tablero 8

130

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 9 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad

Fibra % 50.00

Tablero

Peso C

Ancho

Espesor

Largo

Fmáx

Probeta

g

mm

mm

mm

N

9.1

37.32

50.10

4.87

150.00

9.2

37.70

50.15

4.88

150.00

9.3

37.61

50.05

4.78

9.4

37.56

50.05

9.5

37.56

9.6

Plástico Temperatura % ºC 50.00 155.00

Tiempo Minutos 7.50

Presión Bar 60.00

DF

FF

DD

F2

F1

D2

D1

mm

mm

mm

mm

254.00 8.00 2.50

14.50

6.50

4.50

2.00

26.32 2.00

273.00 7.10 2.50

13.10

6.00

4.50

2.00

26.32 2.00

150.00

272.50 8.50 3.00

15.00

6.50

5.30

2.30

26.32 2.00

4.96

150.00

276.50 8.00 3.00

15.00

7.00

5.60

2.60

26.32 2.00

50.20

4.94

150.00

294.00 8.70 3.00

15.60

6.90

5.40

2.40

26.32 2.00

36.89

50.00

5.07

150.00

286.50 7.20 2.50

14.20

7.00

4.90

2.40

26.32 2.00

Promedio

37.44

50.09

4.92

150.00

276.08 7.92 2.75

14.57

6.65

5.03

2.28

26.32 2.00

D. Std

0.30

0.07

0.10

0.00

13.71

0.66 0.27

0.86

0.39

0.47

0.24

0.00

0.00

C. Var.%

0.79

0.15

2.00

0.00

4.97

8.28 9.96

5.93

5.92

9.38 10.52

0.00

0.00

Imagen 120. Tablero 9

131

FD

Materiales alternativos para la vivienda

TABLERO 10 PROPIEDADES DEL MATERIAL FIBRA DE ESTOPA DE COCO-PLÁSTICO (HDPE) Elaborado con: Unidad Cantidad Tablero

Fibra % 50.00

Peso C Ancho Espesor

Plástico % 50.00

Largo

Fmáx

mm

N

DF

DD

Temperatura ºC 155.00

Tiempo Minutos 7.50

Presión Bar 60.00 FF

F2

F1

D2

D1

mm

mm

mm

mm

FD

Probeta

g

mm

mm

10.1

35.98

50.10

4.85

150.00 247.00

8.00

3.00

15.00

7.00

5.80

2.80 26.32 2.00

10.2

36.23

50.00

4.90

150.00 259.50

7.90

3.00

14.90

7.00

5.60

2.60 26.32 2.00

10.3

36.52

50.10

4.89

150.00 264.50

9.10

3.50

16.00

6.90

6.10

2.60 26.32 2.00

10.4

36.78

50.00

4.95

150.00 264.50

8.10

3.00

14.50

6.40

5.40

2.40 26.32 2.00

10.5

37.03

50.10

4.92

150.00 275.50

5.90

2.00

12.50

6.60

4.30

2.30 26.32 2.00

10.6

35.95

50.00

4.94

150.00 271.50

8.10

3.00

14.50

6.40

5.30

2.30 26.32 2.00

Promedio

36.42

50.05

4.91

150.00 263.75

7.85

2.92

14.57

6.72

5.42

2.50 26.32 2.00

D. Std

0.44

0.05

0.04

0.00

9.98

1.05

0.49

1.15

0.29

0.62

0.20

0.00

0.00

C. Var.%

1.21

0.11

0.74

0.00

3.78

13.38 16.85

7.91

4.25

11.41 8.00

0.00

0.00

Imagen 121. Tablero 10

132