PRESENTACIÓN ENTREGA 1

http://www.slideshare.net/caritoe1/bloques-pet-reciclado-para-cubiertas-verdes2

 BLOQUES EN PET RECICLADO PARA CUBIERTAS VERDES.

Carolina Ewald Q., Juan Mario González., Alexander Orrego., Simón Sierra., y Miguel Sierra.

PROYECTO 1 – Primera entrega

Escuela de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería

Universidad EAFIT, Sede Medellín

La construcción es la segunda industria con mayor impacto ambiental, después de la explotación de hidrocarburos (SIC, 2012), es por esto que es necesario implementar nuevos métodos constructivos a partir de materiales más amigables con el ambiente. La realización de un producto acorde con las necesidades del medio es un proceso en el cual se deben evaluar diferentes aspectos como la forma, el material que se utilizará, el impacto ambiental que tendrá el producto, el proceso de elaboración, entre otros.

Para realizar los posibles diseños del producto se planteó una de las problemáticas presentes en los países tropicales,la cual es el aumento de la temperatura debido al calentamiento de la atmosfera global lo que genera mayor absorción de calor en la superficie de las estructuras. Con base en la literatura investigada, se encontró que una de las soluciones a ésta problemática es la implementación del sistema de cubiertas verdes, que no solo aumenta la inercia térmica en las estructuras sino que también sirve como aislante acústico y además de esto es un método estético que ayuda a la reducción del CO2. Debido a lo anterior, se decidió realizar cubiertas verdes construidas a partir de bloques de PET reciclado.

CUBIERTAS VERDES

En la construcción se están utilizando este tipo de plásticos debido a su bajo peso y resistencia moderada, en aplicaciones un tanto más arquitectónicas que ingenieriles, proporcionando nuevas texturas y nuevas aplicaciones; una de ellas es el uso de materiales plásticos para impermeabilización de superficies y su implementación de en el nuevo sistema constructivo sostenible, como cubiertas verdes y captación de aguas tanto residuales como de precipitación.

Actualmente debido al aumento de la contaminación auditiva y los problemas de polución en las ciudades, el aumento en las temperaturas ambientales, se ha estado re-implementando un sistema llamado cubiertas verdes, que  en países europeos como Alemania y Holanda existen grandes bibliotecas documentando edificaciones como castillos en los cuales se evidencia el uso de las cubiertas. En la actualidad los estudios sobre este tema han arrojado excelentes resultados en cuanto a la disminución de temperaturas, ruidos y además contribuyen al bienestar emocional de las personas, por lo que cada vez más construcciones se han estado diseñando o adaptando para contener este tipo de cubiertas.

BENEFICIOS DE CONSTRUIR CUBIERTAS VERDES

Realizar cubiertas verdes en ladrillos de PET trae muchos beneficios puesto que estas poseen un buen comportamiento sísmico, son resistentes al viento, tienen buen aislamiento térmico y acústico y además está es una técnica 100% ecológica.

La materia prima del producto es 100% reciclada, de tal forma que se está creando un ciclo cerrado en la producción de las cubiertas, haciendo que los costos disminuyan significativamente; adicional a esto, las cubiertas verdes son una alternativa ecológica, estética y económica.

MATERIAL

Luego haber definido el tipo de producto a desarrollar y crear los posibles diseños, se realizó una evaluación sobre cuál sería el tipo de material a utilizar, con base en la clasificación de residuos generados en la zona teniendo en cuenta la cantidad del residuo, impacto ambiental, entre otros y se tomó la decisión de trabajar con Tereftalato de Polietileno, más conocido por sus siglas en inglés PET (polyethyleneterephtalate). Debido a que éste material  tiene una vida útil de menos de 6 meses o más de 1 año sí son retornables , son altamente contaminantes, no se consideran como biodegradables y se produce en altas cantidades, es necesario la implementación de técnicas para la re-utilización de éste residuo.

A continuación se presentan de la Tabla 1 a la Tabla 4 los resultados de los ensayos para la caracterización del material.

Tabla 1. Propiedades mecánicas a 23ºC

Propiedades mecánicas a 23ºC	Unidad	Norma ASTM	Valores
Peso específico	gr/cm3	D-792	1.39
Resistencia a la tracción (Fluencia/Rotura)	Kg/cm²	D-638	900 / --
Resistencia a la compresión (1 y 2% de.)	Kg/cm²	D-695	260 / 480
Resistencia a la flexión	Kg/cm²	D-790	1450
Resistencia al choque sin entalla	Kg.cm/cm²	D-256	> 50
Alargamiento a la rotura	%	D-638	15
Módulo de elasticidad	Kg/cm²	D-638	37000
Dureza	Shore D	D-2240	85 - 87
Coeficiente de roce estático S/Acero		D-1894	--
Coeficiente de roce dinámico S/Acero		D-1894	0.20
Resistencia al desgaste por roce			MUY BUENA

Tabla 2. Propiedades térmicas

Propiedades térmicas	Unidad	Norma ASTM	Valores
Calor específico	Kcal/Kg.ºC	C-351	0.25
Temperatura de flexión B/Carga (18.5kg/cm2)	ºC	D-648	75
Temperatura de uso continuo en aire	ºC		-20 a 110
Temperatura de fusión	ºC		255
Coeficiente de dilatación lineal de  23 A 100ºC	por ºC	D-696	0.00008
Coeficiente de conducción térmica	Kcal/m.h.ºC	C-177	0.25

Tabla 3. Propiedades eléctricas

Propiedades eléctricas	Unidad	Norma ASTM	Valores
Constante dieléctrica  a 60 HZ		D-150	3,4
Constante dieléctrica   a 1 KHZ		D-150	3,3
Constante dieléctrica  a 1 MHZ		D-150	3,2
Absorción de humedad al aire	%	D-570	0,25
Resistencia superficial	Ohm	D-257	> 10 a la 14
Resistencia volumétrica	Ohm-cm	D-257	> 10 a la 15
Rigidez dieléctrica	Kv/mm	D-149	22

Tabla 4. Propiedades químicas

Propiedades químicas	Observaciones
Resistencia a hidrocarburos	BUENA
Resistencia a ácidos débiles a temperatura. Ambiente	Buena
Resistencia a álcalis débiles a temperatura. Ambiente	Buena
Resistencia a prode. Químicos definidos	Consultar
Efecto de los rayos solares	Algo lo afectan
Aprobado para contacto con alimentos	Si
Comportamiento a la combustión	Arde con mediana dificultad
Propagación de llama	Mantiene la llama
Comportamiento al quemarlo	Gotea
Color de la llama	Amarillo anaranjado tiznado
Olor al quemarlo	Aromático dulce

PROCESO DE ELABORACIÓN DEL LADRILLO EN PET.

Para realizar el ladrillo es necesario conseguir la materia prima (envases de bebidas y textiles hechos en PET), luego de adquirir la materia prima se hace empleo de las diversas tecnologías disponibles para el tratamiento y recuperación de los residuos plásticos, las cuales incluyen: el reciclaje mecánico, el reciclado químico y la incineración con recuperación energética. En base al diseño establecido se realiza el molde del producto y se inyecta en este el material previamente tratado. Luego de tener el producto finalizado se procede a construir el muro de fachada y se planta la vegetación establecida por el cliente. Los ladrillos se unirán con precisión sin la necesidad de utilizar algún tipo de mortero y tendrán una perforación en la cual se colocarán algunas varillas de acero para garantizar un buen comportamiento sísmico en la estructura.

DESECHOS QUE SE ORIGINAN EN EL VALLE DE ABURRÁ

Los desechos se pueden caracterizar de diferentes formas, ya sea por su peligrosidad, por su tratamiento físico-químico, o  también como lo haremos en este caso, por su origen. Entre la clasificación principal tenemos los residuos urbanos, los residuos comerciales, los residuos industriales, los residuos agrícolas, los residuos ganaderos, los residuos forestales, los residuos de construcción y demolición, los residuos sanitarios, los residuos mineros y los residuos radiactivos. En éste proyecto se trabajarán especialmente en los residuos sólidos generados por la industria en el valle de Aburrá. Es conveniente entonces, conocer la denominación de residuo industrial y cómo es su clasificación.

Desechos industriales: Los desechos industriales son aquellos desechos generados por el hombre mediante las actividades industriales, procedentes de la extracción, explotación, producción, transformación, almacenamiento y distribución de los productos. Este tipo desechos se pueden clasificar a su vez en dos grupos importantes:

Desechos peligrosos:Son aquellos tipos de residuos que se caracterizan por tener sustancias nocivas que representan un riesgo para la salud humana o el medio ambiente. Este tipo de residuos también abarca a los contenedores de las sustancias nocivas.

Residuos industriales no peligrosos:Son aquellos desechos que no presentan riesgo alguno considerable, estos no tienen que ser necesariamente inertes, como lo son los desechos peligrosos. Este tipo de residuos se clasifican a su vez en:

• Residuos asimilables a urbanos:Son el tipo de desecho que tienen características similares a los residuos urbanos (desechos generados en las casas y oficinas) a pesar de haberse generado por la industria.
•  Residuos inertes:Son residuos inertes, aquellos residuos que no dan lugar en la contaminación del medio ambiente mediante el contacto directo o presentan algún riesgo significativo a la salud humana.  Este tipo de desechos se caracteriza por no experimentar transformaciones físicas, químicas o biológicas significativas.  Esto quiere decir que no son biodegradables, no son solubles, no son combustibles y no afectan negativamente a otras materias con las cuales entran en contacto.

Según datos tomados entre el 2000 y el 2007 por la gobernación, en el valle de aburra existen 3038 establecimientos industriales, de los cuales hay una producción de residuos como lo muestra la siguiente tabla:

  

TIPO DE RESIDUOS	CANTIDAD (TON)
Peligrosos	8.287
Reciclables	127.213
Especiales	52.838
Ordinarios e inertes	23.640
Biodegradables	432.527
TOTAL	654.505

USOS DE LOS RESIDUOS INDUSTRIALES

La re-utilización de los desechos sólidos es algo que con el pasar del tiempo ha tomado fuerza, y esto es debido a que se ha creado una necesidad  muy grande del ser humano por mantener un equilibrio entre lo social, económico y ambiental. Por lo tanto, se han implementado tantos  tipos  de re-utilización de los desechos sólidos que generamos como sociedad, como materiales residuales distintos existentes. Entre los principales desechos, se pueden encontrar materiales tales como el PET, el caucho, el papel, los metales, los escombros y el vidrio.

De estos desechos, el más común en los ingenieros civiles son los escombros. Un  tipo de residuo que es normalmente mandado a los llenos estructurales, escombreras o rellenos sanitarios, y el cual posee mucho potencial, potencial que solo hasta ahora se ha visto, ya que con este residuo triturado se puede obtener grava lo suficientemente buena y económica como para realizar otro tipo de construcción ingenieril. Así con el debido proceso de este desecho de la construcción, también se están realizados proyectos innovadores como  hojas de papel  y otros más, que solo con el pasar del tiempo y la concientización de la población irán tomando cada vez más fuerza.

Por otro lado también tenemos el caucho obtenido de las llantas viejas, las cuales antes eran simplemente tiradas a los rellenos sanitarios, pero ahora son aprovechadas en un gran porcentaje, y esto se debe a que se han encontrado nuevos usos a este material cuando es debidamente tratado, ya que al final del proceso una llanta logra dividirse en cuatro tipos de materiales, entre ellos tenemos fibras textiles, alambres de acero(se puede fundir el acero para luego ser transformado en una cercha, en un cable, en  una herramienta, etc.) y en granos de diferente granulometría,  los cuales pueden ser usados como grava gruesa en la mezcla de un hormigón del cual se desea obtener una  mayor flexibilidad.

También por otro lado, y en este caso el más importante (ya que es el tema al cual decidimos enfocarnos), se encuentran las botellas plásticas de las gaseosas,  de las cuales podemos mediante moledura y un tratamiento térmico, obtener nuevamente el PET de las botellas, tal vez no un material con las mismas propiedades, pero si con las suficientes cualidades como para poder obtener nuevos productos de excelente calidad y de bajo precio. Entre los principales usos tenemos: el uso textil, el cual consiste en hacer fibras de PET  y luego mediante un proceso indicado entrelazar los hilos y así poder formar camisetas, pantalones, jeans, camisas, etc. 

También con la re-utilización del PET  se pueden obtener bolsas o algún tipo de producto que no implique gran nivel de resistencia física, ya que al haberse realizado el nuevo tratamiento, el PET tiende a disminuir su calidad.

Finalmente, por otro lado tenemos desechos muy comunes en nuestro hábitat urbano como son los papeles y los vidrios, los cuales poseen un ciclo cerrado  y se caracterizan volver a su uso productivo anterior. Esto se puede apreciar mucho en los cuadernos que están hechos a base de hojas y cartón reciclado, en algunas hojas de impresión y en otro tipo de objetos que usamos muy comúnmente.

ESTUDIO DE FLUJO DEL RESIDUO

Rb plásticos es una empresa que se desempeña en todos los sectores industriales, son especialistas en el diseño, fabricación, comercialización y maquila de envases, tapas y otros productos plásticos, entre ellos envases de PET. De igual forma, la compañía Plásticos Truher S.A es una organización dirigida al diseño, producción y comercialización de productos plásticos de óptima calidad y alta innovación. Estas empresas son productoras de la materia prima que se utilizará en éste proyecto, es decir, residuos de Tereftalato de polietileno PET. Un desecho que no puede ser nuevamente implementado al proceso constructivo de los productos, como materia prima original, pues pierde muchas de sus propiedades. Sin embargo, es importante resaltar que una sola compañía no produce los suficientes residuos para elaborar el ladrillo en grandes cantidades pues  lo residuos que este tipo de empresas proporcionan, en lo referente a dicho material es mínimo, aproximadamente de 18 g a 1 kg por lote.

El impacto ambiental que este residuo genera puede llegar a ser mínimo debido a que es un material que se puede reutilizar nuevamente en diferentes aplicaciones como en la industria de textiles y en la realización de envases reciclados.

REFERENCIAS

Acosta, Á. C. (2011). Sistemas Vegetales Verticales. Madrid, España: Universidad Politécnica de Madrid.

Área Metropolitana del Valle de Aburrá. (24 de Julio de 2007). Plan de Gestión Integral de Residuos Sólidos Regional (PGIRS Regional). Medellínq, Antioquia, Colombia.

FICIDET. (2010). Fundación para la Investigación Científica y el Desarrollo Tecnológico. Obtenido de Brickarp: http://www.ficidet.com

Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial. (Julio de 2004). Principales procesos básicos de transformación de la industria plástica y Manejo, aprovechamiento y disposición de residuos plásticos post-consumo. Bogotá, Colombia.

Ministerio de Economía, Fomento y Turismo de Chile. (s.f.). Producción limpia: Principios y Herramientas. Obtenido de Gestión de residuos industriales: http://www.produccionlimpia.cl/link.cgi/

SIC, S. d. (2012). Mampuestos sostenibles en tierra comprimida con adición de agregados producto del aprovechamiento de los residuos de construcción y demolición. Medellín: Universidad EAFIT.

ZICLA - Innovación en Productos Reciclados. (s.f.). ZICLA. Obtenido de ZICLA - Catálogo productos: www.zicla.com

Zorrilla, H. H. (17 de Junio de 2011). Arquitectura de Casas. Obtenido de Casas de Plástico: http://arquitecturadecasas.blogspot.com/