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UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA La Universidad Católica de Loja Titulación de Arquitectura
Panel de fibra vegetal para la división de espacios interiores
Trabajo de fin de Titulación AUTOR:
Reyes Narváez, Sergio Enrique
DIRECTOR: Coloma Erazo, William Lluver, Arq
I
CESIÓN DE DERECHOS
Yo, Sergio Enrique Reyes Narváez, declaro conocer y aceptar la disposición del artículo 67 del Estatuto Orgánico de la Universidad Técnica Particular de Loja, que en su parte pertinente textualmente dice: “Forman parte del Patrimonio de la Universidad la Propiedad Intelectual de Investigaciones, Trabajos Científicos o Técnicos y Tesis de Grado que se realicen a través o con el apoyo financiero, académico o institucional (operativo) de la Universidad.”
SERGIO ENRIQUE REYES NARVÁEZ Tesista
II
CERTIFICACIÓN
Arq. William Coloma E. DOCENTE DE LA ESCUELA DE ARQUITECTURA DE LA UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA. Haber revisado en su totalidad el proyecto de tesis titulado “PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA LA DIVISIÓN DE INTERIORES”, por lo tanto queda autorizada su presentación y defensa ante los tribunales respectivos.
Loja, Agosto 2012
ARQ. WILLIAM COLOMA E. Director de tesis
III
AUTORÍA
Los conceptos, opiniones, resultados, conclusiones y recomendaciones vertidos en el presente trabajo de investigación son de exclusiva responsabilidad del autor.
SERGIO ENRIQUE REYES NARVÁEZ Tesista
IV
AGRADECIMIENTO
A mis amigos y compañeros que me apoyaron para llegar a la culminación de estos estudios, por su incondicional ayuda a superar innumerables anécdotas inalienables del ambiente universitario y por su generosidad intelectual propia de nuestra formación. A los docentes de la Universidad Técnica Particular de Loja que compartieron sus conocimientos y supieron sembrar la necesaria duda, especialmente al Arq. William Coloma por su guía y colaboración para el desarrollo de la presente investigación, y por su reveladora docencia que invitó siempre a abrir nuestros ojos.
El Autor
V
DEDICATORIA
A mi madre, Vilma Narváez, ejemplo de sacrificio y entrega por hacer de sus hijos personas de bien, por su apoyo, cariño y comprensión incondicionales. A mi padre, Lenin Reyes, cuyas experiencias ayudan a guiar mi caminar. A mis hermanas Karla e Isis testigos de cada uno de mis pasos y cuyo irrepetible genio ayudaron a forjarme muchas verdades.
El Autor
VI
TABLA DE CONTENIDOS
2.2.5. Paja enrollada 2.2.6. Bloques térmicos 2.2.7. Sistema drywall
1. FIBRAS NATURALES
2.3. Normativa Ecuatoriana
1.1. Composición 1.2. Ventajas
3. ALTERNATIVAS
DE
FIBRAS
VEGETALES
1.2.1. Productivas
PARA ELABORACION DEL PANEL
1.2.2. Físicas
3.1. Cascarilla de arroz
1.2.3. Bioquímicas
3.1.1. Propiedades físicas 3.1.2. Disponibilidad
2. BASES TEORICO-CONTRUCTIVAS 2.1. Métodos de elaboración de paneles 2.1.1. Continuo 2.1.2. Discontinuo 2.2. Procesos constructivos similares 2.2.1. El Bahareque 2.2.2. Balas de paja
3.2. Bagazo de caña de azúcar 3.2.1. Propiedades físicas 3.2.2. Disponibilidad 3.3. Paja de gramíneas 3.3.1. Propiedades físicas 3.3.2. Disponibilidad 3.4. Paja de pino
2.2.3. Cob
3.4.1. Propiedades físicas
2.2.4. Paja encofrada
3.4.2. Disponibilidad
VII
3.5. Determinación de tipo de fibra para la propuesta de panel 3.5.1. Análisis de idoneidad de las fibras disponibles 3.5.2. Determinación y justificación de un tipo de fibra
4.3. Elaboración del panel 4.4. Materiales y su aplicación en el panel propuesto 4.5. Análisis de las características del panel 4.5.1. Compresión 4.5.2. Flexión 4.5.3. Acústica
4. PROPUESTA DE PANEL 4.1. Análisis y determinación de medidas del
4.5.4. Térmica 4.5.5. Peso especifico 4.5.6. Hinchamiento
panel 4.2. Propuesta de proceso constructivo del
4.5.7. Combustión 4.6. Propuesta de proceso constructivo de una
panel 4.2.1. Dosificación 4.2.2. Pruebas de laboratorio 4.2.2.1.
Resistencia a la compresión.
4.2.2.2.
Resistencia a la flexión de la
pared 4.7. Materiales 4.8. Análisis comparativo de precios unitarios del proceso constructivo
dosificación propuesta. 4.2.2.3.
Hinchamiento
4.2.2.4.
Resistencia al fuego
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
VIII
RESUMEN La presente investigación plantea una nueva
con las pruebas técnicas pertinentes (compresión
alternativa
flexión,
constructiva
de
un
muro
seco,
hinchamiento,
resistencia
al
fuego),
tomando como base a la fibra vegetal. El
realizadas bajo la normativa correspondiente
proyecto se encaminó al aprovechamiento de
para ensayos determinada por el INEN.
las características específicas de cada uno de los
El estudio del método constructivo propuesto es
componentes del panel, principalmente de la
de carácter práctico, por tal razón se planteó la
fibra vegetal.
construcción de un elemento arquitectónico en
El tipo de fibra es la guía del proceso de diseño
donde se puedan poner a prueba las soluciones
hacia específicas características técnicas del
constructivas
panel, y su selección está sujeta sus bondades
acabado).
técnicas y disponibilidad que engloba factores
Finalmente un análisis comparativo de precios da
como: costo, producción y cercanía de esa
la certeza de la viabilidad de la propuesta.
producción, costo del tratamiento y manejo de la fibra. Determinado el tipo de fibra, el diseño del panel está sujeto a que la dosificación elegida cumpla
(uniones,
juntas,
anclajes,
IX
INTRODUCCIÓN El
desarrollo
construcción
de
construcciones y escasa o ninguna alternativa de
importante
uso buscando salvar las dificultades que este
de
nuevas
alternativas
ha
sufrido
un
incremento en los últimos tiempos especialmente
material tiene, sin embargo en países
aquellas que se encaminan al aprovechamiento
mercados mucho más competitivos, por la gran
de residuos producidos en campos ajenos a la
cantidad de oferta y demanda de materiales de
construcción; y es que la conciencia ecológica
construcción,
está tomando cada vez más acogida en el
importante presencia en la industria constructiva.
campo de la construcción.
la
fibra
vegetal
tiene
de
una
Hasta la actualidad se han venido desarrollando
Es con esta visión que la presente investigación
sistemas constructivos con la paja o fibra vegetal
pretende plantear el uso de un desecho de la
como principal materia prima, de carácter
industria
la
artesanal; y en aquellos en los que se ve una
de
intensión de tecnificación, la utilización de la
divisiones interiores viable desde el punto de vista
paja solo llega a nivel de relleno de una
económico técnico y arquitectónico.
estructura prefabricada con la finalidad de que
propuesta
agrícola, de
un
la
fibra
sistema
vegetal,
en
constructivo
el elemento constructivo adquiera las bondades Actualmente en nuestro medio, la fibra vegetal carece de aceptación, por su bajo uso en
acústicas y térmicas de la fibra vegetal.
X
La gran ventaja que tiene este material es que es
El cumplimiento de las características técnicas
un material renovable en un ciclo relativamente
exigidas por la normativa nacional, establecidas
corto y de fácil accesibilidad.
por el INEN, es de vital importancia, ya que el
Por el sinnúmero de tipos de fibras y así mismo por lo diferente de sus características, en la parte
panel
debe
ser
competitivo
con
sistemas
constructivos tradicionales.
investigativa se plantearán fibras accesibles en
El estudio del sistema constructivo posible con el
nuestro medio, las cuales luego de un estudio
panel
comparativo
práctico, por lo que se hace preponderante la
características
arrojará y
aquella
accesibilidad
de
mejores
para
conseguido,
debe
ser
de
carácter
ser
construcción de un elemento arquitectónico en
considerada en la parte práctica del presente
donde se puedan poner a prueba las soluciones
proyecto, en donde de obtener los resultados
constructivas
esperados, se culminará con un panel prototipo,
acabado).
una tentativa de un producto industrializable y lo más importante, de aporte ecológico puesto que aprovechará un residuo para ser incluido dentro del ciclo de consumo convirtiéndolo en un recurso antes que en residuo.
(uniones,
juntas,
anclajes,
Un análisis comparativo de costos del sistema constructivo
propuesto,
con
sistemas
constructivos tradicionales, dará la certeza de la viabilidad de la propuesta resultante de la presente investigación. El análisis comparativo debe ser en función del “precio unitario”.
XI
PROBLEMÁTICA El entorno en el que vivimos presenta una
tiempo de fraguado ocasiona que el levantar
reducida gama de opciones accesibles en
una pared tome mucho tiempo en comparación
cuanto a la construcción de mampostería, por lo
con otros sistemas.
que este campo se ha sometido a un específico elemento constructivo “mampostería de ladrillo”. Lo
que
a
construcción
los les
profesionales representa
del una
diseño
y
importante
limitación en la puesta en marcha de sus proyectos. Este tradicional sistema constructivo presenta complicaciones tales como: Realizarse de manera artesanal: lo que no permite garantizar las características técnicas que
las
mamposterías
realizadas
con
este
material deberían tener. Elevado costo y tiempo de construcción: la pequeña modulación y requerimiento de un
Elevada producción de residuos constructivos: siendo un sistema de carácter artesanal, no se lleva un control del aprovechamiento óptimo de los materiales utilizados, por lo que el porcentaje de desperdicio que se debe considerar es considerablemente elevado. Adicionalmente, “mampostería soluciones
sistemas de
efectivas
alternativos
ladrillo”, a
los
que
al
de
presentan
problemas
antes
mencionados, son generalmente importados, por lo que el acceso a estos materiales es limitado especialmente por el aspecto económico.
XII
JUSTIFICACIÓN Es de primordial importancia la búsqueda de
nuevas
alternativas para la construcción, de ahí la
referente a texturas y colores.
necesidad del desarrollo del presente proyecto buscando aportar con un sistema constructivo de divisiones interiores, en respuesta al sistema
La
posibilidades
posibilidad
prefabricados
de que
de
acabados
trabajar
con
garantizan
en
lo
elementos
características
artesanal que se utiliza actualmente en nuestro
específicas, permite en obra trabajar con mayor
medio.
seguridad
El hecho de aportar a la reducida gama de sistemas y materiales constructivos accesibles en nuestro medio, da amplitud a las alternativas de diseño y construcción, dando más libertad a los diseñadores de plasmar sus ideas y a los constructores de llevar a cabo proyectos mucho más efectivos y optimizadores de los recursos disponibles. La incursión en la elaboración del panel a base de fibra vegetal o paja, abre
y
facilidad,
las
especificaciones
básicas de la construcción. Es por tal razón que la finalidad de esta investigación, es la propuesta de un panel prefabricado. Adicionalmente, la propuesta de este material, puede tender a optimizar los precios de la construcción; al ser realizado con un recurso que no posee una elevada demanda en nuestro medio, que incluso se lo considera un desecho, lo que facilitará el acceso a la materia prima,
XIII
cualquiera
sea
el
tipo
de
fibra
vegetal
Esto en respuesta a la constante búsqueda de
seleccionada para la elaboración del panel.
reducir
Entre las fibras vegetales que se conocen en
actividades económicas.
sectores cercanos a la ciudad de Loja que no tienen un uso determinado y de poca demanda tenemos: bagazo de caña de azúcar, paja alpina, paja de pino, paja toquilla y carrizo. De entre estos tipos de fibra vegetal se determinará el más apto en función de su accesibilidad y características. La puesta en marcha del presente proyecto potenciará un uso más óptimo de los recursos naturales que poseemos en nuestro medio; en este caso un residuo de la producción agrícola será aprovechado en la industria constructiva.
desperdicios
producto
de
nuestras
XIV
OBJETIVOS E HIPÓTESIS construcción
OBJETIVOS
Desarrollar un panel, a base de fibra vegetal, para la división de espacios interiores.
Investigar los usos y alternativas de la fibra vegetal en la industria de la construcción.
el
tipo
de
fibra
vegetal
accesible en nuestro medio y apta para la elaboración del panel.
espacios
Aplicación del panel desarrollado en un prototipo de pared divisoria.
La implementación de fibra vegetal, en la elaboración de un panel, permitirá desarrollar un sistema
Determinar
de
HIPÓTESIS
Específicos:
división
interiores.
General:
de
Desarrollar un tipo de panel modulado y ecológico apto técnicamente para la
constructivo
técnicamente competitivo
económicamente
y
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
CAPITULO I 1.FIBRAS NATURALES
PANEL A BASE DE FIBRA VEGETAL PARA LA DIVISION DE ESPACIOS INTERIORES
PANEL A BASE DE FIBRA VEGETAL PARA LA DIVISION DE ESPACIOS INTERIORES
1.1. Composición 1.2. Ventajas 1.2.1.
Productivas
1.2.2.
Físicas
1.2.3.
Bioquímicas
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
1
“Las fibras son estructuras unidimensionales sólidas
Lignina: del latín “lignum” que significa
y flexibles, con una longitud normalmente mayor a
madera; esta sustancia es propia de las
su diámetro”
paredes celulares de organismos vegetales, que
en
gran
característica de
cantidad leñosa
le
a la
da
la
especie
vegetal que la posea. La lignina da dureza, resistencia e impermeabiliza.
Celulosa: es el compuesto orgánico más difundido en la naturaleza, en plantas esta sustancia
componente de
celulares,
se
combina
las
con
la
paredes lignina
conformando los tejidos de sostén de la estructura celular confiriendo resistencia a
Foto # 1. Cascarilla de arroz. Fuente: Autor
tracción e incrementando la flexibilidad.1 Las
fibras
vegetales
básicamente por:
ESCUELA DE ARQUITECTURA
están
compuestas 1
Abstracto extraído de: COBREROS, Carlos. Uso de fibras vegetales procedentes de explotaciones agrícolas en la edificación sostenible. Barcelona, España: Universidad Politécnica de Cataluña, Departamento de Construcciones Arquitectónicas, Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Barcelona. (2006) pág.13
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
2
Las fibras vegetales cuentan con ventajas tales
o Baja densidad.
como:
o Aislante acústico. o Aislante térmico
o Resistencia estructural
Productivas:
o Alta disponibilidad. Los cultivos de los
Bioquímicas:
que se puede adquirir gran cantidad
o Inocuidad. Su composición química lo
de fibra son los más extendidos en la
hace inofensivo en caso de ser
producción agrícola, gramíneas.
ingerido,
compuesta
por
polisacáridos(moléculas de azucares,
o Bajos costos de adquisición. Por ser un
C-H-O) 2
desecho de la industria agrícola su producción es considerada incluso indeseable o Facilidad de procesamiento. Su baja densidad
la
hace
fácilmente
procesable en cuanto a recolección y transporte.
Físicas: Su estructura porosa le da principalmente características físicas como:
ESCUELA DE ARQUITECTURA
2
Abstracto extraído de: CADENA, Carolina. Estudio de la variación en la conductividad térmica de la cascarilla de arroz aglomerada con fibras vegetales. Universidad del Norte, Ingeniería &Desarrollo. (2002) Pág. 2
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
CAPITULO II 2. BASES TEORICO-CONSTRUCTIVAS
2.1. Métodos de elaboración 2.1.1. Continuo 2.1.2. Discontinuo 2.2. Procesos constructivos similares 2.2.1. El Bahareque 2.2.2. Balas de paja 2.2.3. Cob 2.2.4. Paja encofrada 2.2.5. Paja enrollada 2.2.6. Bloques térmicos 2.2.7. Sistema drywall 2.3. Normativa Ecuatoriana
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Panel,
según
Elemento
la
Real
prefabricado
Academia que
se
3
Española:
utiliza
espera el tiempo adecuado para el fraguado o
para
cohesión de los elementos constitutivos del panel;
construir divisiones verticales en el interior o
en ciertos casos se requiere que el elemento sea
exterior de las viviendas y otros edificios.”
sometido a temperaturas y presiones específicas. Finalmente el panel es retirado de su molde,
2.1. MÉTODOS DE ELABORACIÓN
curado
y
almacenado
para
su
posterior
distribución. Una de las principales desventajas de La fabricación de paneles se la puede realizar de
este
método
dos maneras; la elección de que método utilizar
producción.
es
la
relativa
lentitud
en
la
depende de los materiales que componen el panel,
tiempo
tecnificación,
de
producción,
accesibilidad
de
de
El segundo método es el continuo3, este método
herramientas
se utiliza principalmente en producción a gran
grado
(maquinaria), etc.
escala.
El primer método es discontinuo, en este método
La mezcla y los componentes del panel son
se prepara la mezcla y los componentes del panel
vertidos
los cuales se vacían o arman, dependiendo de la
elementos son introducidos continuamente a una
constitución del panel, dentro de un molde con
3
las medidas exactas del elemento. Luego se
ESCUELA DE ARQUITECTURA
en
una
línea
de
producción,
los
PANEL SÁNDWICH GROUP. Información técnica. Disponible en: http://www.panelsandwich.com/preguntas/3%20produccion%20de%20 los%20paneles%20sandwich.html. Extraído el 23 de noviembre del 2011
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
4
prensa de doble cinta en donde comúnmente la elevada temperatura y presión endurecen
al
panel; existen métodos en donde no se necesita elevar la temperatura durante el proceso de prensado. El material que sale de la prensa es continuo y homogéneo, el mismo que luego de una etapa de enfriamiento, de ser necesario, se somete a
Grafico # 1. Panel sándwich. Fuente: Panel Sandwich.sa
Los acabados de los paneles en ambos procesos
corte según las medidas requeridas del panel. Finalmente se cura y almacenan los paneles para su posterior
distribución.4
Se pueden realizar:
Durante el moldeo: el molde aporta con textura y se puede añadir pigmentos a la mezcla
Después
del
moldeo:
se
sobreponen
láminas y recubrimientos al panel acabado. 4
MABETON ESPAÑA s.a. Plantas para la fabricación de paneles ligeros. Disponible en: http://www.mabeton.com/productos4.htm. Extraído el 23 de noviembre del 2011
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
2.2. PROCESOS CONSTRUCTIVOS SIMILARES
5
posteriormente
técnicas
traídas
por
los
conquistadores.7 En América Latina métodos que tienen como
Esta técnica se basa en la elaboración de un
material común el barro y fibra vegetal, son
marco o estructura que sostendrá al muro. Este
producto del aporte de elementos constructivos,
marco o estructura es complementado con un
por parte de los indígenas tanto como de los
tramado de fibras, luego se rellena los huecos con
colonizadores, lo que dio lugar a una arquitectura
tierra arcillosa. Una vez terminado el relleno se
mestiza.5
puede dar un revoque de barro al muro para darle un acabado liso. 2.2.1. El Bahareque
8
Este proceso logra un
tabique muy liviano y flexible ante los movimientos sísmicos. Aunque es común la aparición de fisuras
Este sistema en algunos países latinoamericanos
debido al incorrecto espesor de la capa de barro
se denomina “quincha”. Utilizado desde tiempos
sobre los paramentos de madera o el tejido de
precolombinos
caña. Es debido a la aparición de estas grietas
(600
D.C.)6
Incorporando
que este método requiere de un control y 5
ARQ. URUEÑA Álvarez, Mario. Arquitectura Sustentable. Disponible en:http://www.arquitectura.com/arquitectura/monografias/tubos_de_ papel/tubos2.asp. Extraído el 17 de enero del 2012 6 DRA.ARQ. SCHILLER, Silvia y ARQ. MARTIN Evans, John. Construcción con tierra. Buenos Aires, Argentina. Centro de Investigación Hábitat y Energía. (2006) Pág. 6
ESCUELA DE ARQUITECTURA
7
MINKE, Gernot. Manual de construcción para viviendas antisísmicas de tierra. Alemania. Universidad de Kassel. (2001) Pág. 28 8 ARQ. VÉLEZ, Jahn Gonzalo. Congreso virtual de Arquitectura. Arquitectura de Barro. Disponible en: http: // members. Fortunecity .es /alan2/ARQUITECTURA%20DE%20BARRO.htm. Extraído el 17 de enero del 2012
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
6
mantenimiento estricto, ya que atraen insectos
es equivalente en cuanto a aislación térmica a un
además que por las grietas se puede filtrar
muro de ladrillo de 18cm de espesor.9
humedad que provocaría desprendimiento del revoque.
Foto # 2. Bahareque con elementos prefabricados CEPED Brasil. Fuente: José Esteves.
Una
de
bahareque
las es
excelentes su
propiedades
aislamiento
térmico;
Grafico # 2. Detalle de quincha tradicional. Fuente: Wilfredo Carazas Aedo, Alba Rivero Olmos.
del una
quincha tradicional con 3cm de revoque por cara 9
ESTEVES, José. Conservación de energía en sistemas autoconstruidos, El caso de la quincha mejorada. Argentina, Laboratorio de Ambiente humano y vivienda.(2008) Pág. 2
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
7
Estructura Compuesta por piezas de madera natural o bambú, tanto verticales como horizontales.
Grafico # 3. Detalle de amarre de cañas al marco o columna y de fijación de solera a cimiento. Fuente: Wilfredo Carazas Aedo, Alba Rivero Olmos.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Foto # 3. Marco de madera para bahareque. Fuente: Dra. Arq. Silvia de Schiller, Arq. John Martin Evans.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
8
La trama
El relleno
Enrejado o trama de cañas, listones o ramas,
Consiste
atadas o clavadas, dispuestas generalmente en
características
dos sentidos.
estabilizantes y paja picada o fibras. Se puede
Constituida
por
cañas,
ramas,
o
en
una
mezcla
plásticas
con
de
tierra
de
adición
de
madera,
recubrir la trama por una sola cara o por ambas
sujetadas a la estructura mediante clavos o
con un espesor mínimo de 2cm. Lo que se hace
amarradas. La trama puede tener un sentido
comúnmente es utilizar la tierra del lugar pero se
horizontal-vertical o diagonal-diagonal. Esta trama
debe analizar la tierra disponible para determinar
también puede estar constituida por mallas
la necesidad de estabilizarla y las dosificaciones.10
metálicas.
La idoneidad del material de relleno se prueba dejando caer una bola de relleno de 10cm de diámetro desde 1m de altura, si la deformación luego de la caída es menor a 14cm entonces la consistencia es la correcta. Con este sistema se pueden lograr paredes de 10 a 20cm de espesor. Debido a su debilidad ante la Foto # 4. Entramado de caña. Fuente: Dra. Arq. Silvia de Schiller, Arq. John Martin Evans. 10
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Idem 6. pág. 7
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
9
lluvia, este es un sistema utilizado mayormente en
Análisis de la tierra para relleno12
espacios interiores.11
La verificación de la conveniencia de la tierra para
la
construcción
se
la
puede
realizar
mediante simples pruebas de campo, las mismas que muestran las características de la tierra. Manipulación- olor Al agregar agua a un puñado de tierra nuestros sentidos permiten identificar los componentes de la tierra:
Orgánica: desprendimiento de un olor
Arenosa: poco pegajoso, rugoso, quebradizo.
Limosa: fino fácil de reducir en polvo, pegajoso.
Foto # 5. Relleno de tierra arcillosa. Fuente: Dra. Arq. Silvia de Schiller, Arq. John Martin Evans.
deshacer en el agua, pegajoso y fino. Lo ideal es tierra arenosa y arcillosa a la vez. 12
11
Arcillosa: difícil de romper, lento de
CARAZAS, Aedo Wilfredo y OLMOS Rivero, Alba. Guía de construcción parasísmica. CraTerre. Francia (2002) Pág. 9 ARQ. TOMEO, Fernando. Materiales alternativos. Perú (2008). Pág. 37
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
10
El Cigarro La tierra no debe ensuciar las manos. Se moldea
La pastilla
sobre una plancha
un cigarro de 3cm de
Se moja y mezcla la muestra, se deja reposar por
diámetro, se empuja lentamente el cigarro hacia
media hora para que la arcilla reaccione con el
el vacío y se mide la longitud del pedazo que se
agua. Se moldea 2 pastillas con la ayuda de una
desprende por gravedad. Realizar 3 intentos y
sección de tubo. Se evalúa la retracción de la
obtener un promedio.
pastilla y su resistencia aplastándola entre el pulgar y el índice.
Grafico # 4. Prueba del cigarro. Fuente: XIV Congreso Nacional de ingeniería Civil.
Lo conveniente es que el pedazo que se desprende tenga una longitud de 7 y 15 cm.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Grafico # 5. Prueba de la pastilla. Fuente: XIV Congreso Nacional de ingeniería Civil.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
11
paralelas a la dimensión más larga (caña
Arenosa: no se retrae y fácil de convertir en
guadua), que le dan gran resistencia. El
polvo.
inconveniente se presenta en el revoque de
Limosa: se retrae y fácil de convertir en
barro donde la tracción diagonal origina
polvo.
grietas y hasta desprendimientos.
Arcillosa: retracción importante, difícil de convertir en polvo.
La caña tejida en los bastidores otorga flexibilidad
al
muro,
sin
puede
embargo
ser
su
Lo conveniente es menos de 1mm de retracción y
resistencia
superada
difícil de convertir en polvo.
ocasionando que los bastidores soporten los
Fallas típicas en viviendas de quincha.13
efectos de la flexión que puede hacer pandear el muro.
Cada uno de los elementos de la quincha, aportan con resistencia a la flexión como al corte.
Las
fallas
por
corte
son
2.2.2. Balas de paja.
resistidas
principalmente por los bastidores, estos
Siendo
la
paja
uno
de
los
materiales
de
poseen elementos longitudinales de fibras
construcción más antiguos, la construcción con balas de paja no es un método nuevo. La paja es
13
XIV CONGRESO NACIONAL DE INGENIERÍA CIVIL. Características sísmicas de las construcciones de tierra en el Perú: Contribución a la enciclopedia mundial de las construcciones de viviendas. Perú. Colegio de ingenieros del Perú. (2003) Pág. 8
ESCUELA DE ARQUITECTURA
idónea para formas curvas y circulares y puede proporcionar
facilidad
de
adaptación
de
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
12
muebles puesto que por el grosor de una bala de
fuego; en función de esta preocupación se han
paja
hecho pruebas de fuego de las cuales se puede
se
puede
proporcionar
fácilmente
de
asientos, rincones profundos, ventanas etc.14
afirmar que las balas de paja recubiertas con
Entre las ventajas que se difunde a través de la
mortero de arcilla tienen una resistencia de 90
“Red de construcción con paja” está el bajo
minutos; con esta resistencia se pueden aprobar
costo del proceso que puede llegar a ser hasta 24
proyectos multifamiliares en Alemania. Pruebas
veces menos que un muro de construcción
realizadas en EEUU han logrado una resistencia de
tradicional; excelente aislamiento térmico lo que
120 minutos.
supone un ahorro energético del 75% y por último
La construcción con balas de paja no es un
se asegura que este método ha aprobado
método aplicable en cualquier tipo de clima,
controles de seguridad contra incendios en
puesto que si no se aplica un sistema constructivo
Estados Unidos, Canadá y Alemania.15
adecuado, además de un buen mantenimiento,
Uno de las principales preocupaciones de la
la construcción es susceptible a problemas como
construcción con balas de paja es su resistencia al
humedad, erosión etc. La humedad es el principal enemigo de la paja.16 La resistencia dependerá
14
Red de construcción con paja.org, Bárbara Jones. Una guía de construcción con balas de paja. (2001). Disponible en:
http://www.casasdepaja.org/sites/casasdepaja.org/files/LibritoBarbaraJon es.PDF. Abstracto extraído el 12 de noviembre del 2011 15
ARQUIDEA.sa. Cubiertas ajardinadas, casas de paja (2010). Disponible en: http://arkiidea.blogspot.com/2010/11/cubiertas-ajardinadas-casas-depaja.html. Abstracto extraído el 20 de Octubre del 2011
ESCUELA DE ARQUITECTURA
16
Red de construcción con paja.org. Características físicas y biológicas de la bala de paja. (2010). Disponible en: http:// www .casasdepaja. org/ content/ caracter%C3%AD sticas-f%C3% ADsic as-biol% C3%B3 extraído el 12 de gicas-etc-de-la-bala-de-paja.htm.Abstracto
noviembre del 2011
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
13
Foto # 6 (a,b,c). Construcciones con fardos de paja. Fuente: Manuel Saravia Madrigal
del método usado, diseño y cuidado de la
proteger la edificación ante las inclemencias del
edificación.
clima.
La opción de un recubrimiento de cal es llamativa
En el caso de no proteger las balas de paja
pero
contra el
esto
encarece
considerablemente
los
clima
se
pueden
llegar
a
tener
precios, además de que esto no soluciona
putrefacción,
completamente los problemas con la humedad.
desmoronamiento, de las mismas.
Un alero grande no se convierte en una solución
Estos casos pueden llegar a ser estudiados en
del todo ante estos inconvenientes.
construcciones ya realizadas, analizado efectos
Este
método
resulta
muy
práctico
para
enmohecimiento,
su
del paso del tiempo y también en pruebas
aplicación en climas secos, por la facilidad de
aceleradas. Por ejemplo en la Universidad John Moores, Liverpool, se realizó una construcción de
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
14
prueba la misma que presentó plagas de insectos
Acomodo de los fardos:
y mal olor. Los resultados de las pruebas a la comprensión realizadas a los fardos de paja se destaca la presión que admiten sin romperse: 4,8 Kg/cm2, pero
se
recomienda
que
para
evitar
deformaciones se debe trabajar por debajo de 0.1 Kg/cm2, por lo que se interpreta que un muro
Grafico # 6. Acomodo de los fardos. Fuente: SEMARNAT.
de 50cm. De espesor debe soportar un peso no mayor de 500kg. 17
Grafico # 7. Fardos unidos con varillas. Fuente: Ecohabitar.
17
ECOHABITAR. Construcción con balas de paja(2010) disponible en:
http://www.ecohabitar.org/articulos/bioconstruccion/balaspaja.html)
Abstracto extraído el 20 de Octubre
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
15
Un importante inconveniente de este sistema es el
chicotes en trama discontinua. Cada tres filas se
grosor de los muros los que origina en un bajo
coloca una varilla de 1m para unirlas entre sí. Al
coeficiente de ocupación del suelo.
terminar el muro se coloca un soporte de madera sobre los
fardos para amarrarlos desde los
cimientos y sobre el soporte, en varias direcciones para evitar que este se mueva.
Grafico # 8. Medida de un fardo de paja. Fuente: Athena Swentzell, Bill Steen, David Bainbridge.
El proceso constructivo consiste primeramente en un sobrecimiento para separar los muros del suelo. Del sobrecimiento se dejarán varillas cada 50cm a manera de chicotes para sujetar el muro. Los fardos de paja se colocaran clavados en los
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Foto # 7. Muro con fardos de paja. Fuente: Johny Salazar.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Luego
se
coloca
directamente
sobre
un los
revoque fardos
16
de
barro
su
para
darle
porcentaje es de 60%
protección al muro y una superficie lisa.
resistencia
a
la
compresión.
Su
Arcilla: es el material conglomerante de la mezcla, su porcentaje es de 40%
2.2.3. Cob
Fibra vegetal: esta conforma una red tridimensional que otorga a la mezcla seca
Palabra inglesa que significa “Terrón o masa
resistencia a la tracción
ablandada”. En esta técnica constructiva se usa tierra arcillosa, arena y paja, los mismos que son
El espesor de los muros de cob se deben calcular
moldeados in situ a mano. Al no necesitar
aumentando 5cm a la base de 25cm por cada
encofrado
90cm de altura del muro. Así mismo la longitud de
es
muy
manejable
para
formas
orgánicas, curvas y arcos. Comúnmente las
un muro no debe superar los 5 a 6m. 18
viviendas construidas con esta técnica tienen una
El sistema es portante por lo que no necesita de
durabilidad de aproximadamente 100 años.
marcos o estructura siempre y cuando se realicen
El Cob puede llegar a obtener gran resistencia
todos
una vez seco, gracias los materiales que lo
monolíticamente. La forma ideal de trabajar es
componen:
levantar
los
muros
todos
los
de días
la una
edificación capa
de
Arena: es elemento resistente de la mezcla, otorga dureza a la mezcla incrementando
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18
SALAZAR, Johny. Manual de construcción natural, Construyendo con Cob. Argentina(2007) Pág. 4-7
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
17
aproximadamente 20cm en todas las divisiones de la casa, así se da oportunidad a la mezcla de secar y en 20 días tener ya 2m de muros levantados. Esta es una técnica que goza de muy buena inercia térmica, lo que reduce los intercambios de temperatura del interior con el exterior.
Foto # 9. Proceso constructivo del cob. Fuente: Johny Salazar.
2.2.4. Paja encofrada19 Esta técnica se usa, por cuestiones térmicas, en paredes poco soleadas, para mantener una temperatura constante en toda la edificación. Se trata de un encofrado de madera que Foto # 8. Proceso constructivo del cob. Fuente: Johny Salazar.
moldeará el rastrojo de paja de trigo, avena o
19
RAMÍREZ, Mariano. Técnicas naturales de construcción. UNNE. (2002)pág. 45
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
18
cualquier fibra vegetal. Es preferible que sea paja
El proceso consiste en colocar los encofrados de
de cereales puesto que estos son estructuras
madera de acuerdo la necesidad, luego rellenar
huecas que aportan a dar mayor termicidad al
con
muro.
aglomerante de la mezcla. Para comprobar el
paja
mezclada
con
arcilla
como
el
porcentaje de paja-arcilla de la mezcla se debe apretar un puñado de mezcla y no debe gotear. La mezcla estará bien humedecida pero sin gotear. Al ir colocando la mezcla se debe compactar con un palo o manualmente. El encofrado puede ser retirado inmediatamente y seguir con el siguiente nivel del muro a levantarse. Se pueden Foto # 10. Encofrado de madera. Fuente: Mariano Ramírez.
levantar de 20cm a 60cm de muro a la vez. Se debe tener cuidado de que al compactar no se derrumben niveles del muro inferiores, por lo que se debe colocar solapas asegurando los perfiles
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
19
2.2.5. Paja enrollada Esta técnica constructiva consiste en paja con arcilla
como
aglomerante,
enrollada en
un
travesaño de madera que se sujeta a una estructura o marco. Para esta técnica, la paja a utilizar debe ser lo más larga posible. Mezcla de paja con arcilla(a)
Encofrado de madera(b)
El proceso consiste en ir enrollando la paja mezclada con arcilla en un madero, rama, o cualquier travesaño de madera. Luego se acopla el travesaño en una estructura o marco que lo Colocación de la mezcla(c)
Muro de paja (d)
Foto # 11(a,b,c,d). Proceso paja encofrada. Fuente: Mariano Ramírez.
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sujetará.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
20
Foto # 12. Mezcla de paja con arcilla. Fuente: Mariano Ramírez.
Foto # 13. Armado de muro. Fuente: Mariano Ramírez.
El muro se ira armando al colocar un travesaño
2.2.6. Bloques térmicos
sobre otro. La ventaja de esta técnica es que no se debe esperar a que el muro se vaya secado
Esta técnica consiste en bloques de paja y arcilla
para poder armar los niveles superiores del mismo.
líquida como aglomerante. Para su elaboración hay que impregnar la paja con la arcilla líquida como si estuviese sucia y realizar la prueba del goteo el presionar. Es importante que ningún tramo de la paja quede
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
21
sin impregnar puesto que en tal caso, no se aglomerará uniformemente el bloque.
Foto # 15. Molde de bloque térmico. Fuente: Mariano Ramírez.
Foto # 14. Mezcla de paja con arcilla líquida. Fuente: Mariano Ramírez.
El proceso de elaboración de los bloques exige que, al primer día se los incline para mejorar su
La mezcla debe ser prensada en un molde. Para
secado, al tercer día ya se los puede apilar y en el
alivianar el bloque se puede atravesar a los
quinto día los bloques están aptos para ser usados
bloques con un tubo PVC de 10cm de diámetro;
en construcción. Los huecos realizados en cada
esto les dará mejor maniobrabilidad y quitará
bloque pueden ser rellenados con paja sin arcilla.
peso al muro.
Los bloques se colocan en trama discontinua en un marco de madera con barro para unirlos.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
22
Este
sistema
consiste
básicamente
el
siguiente
proceso:
Armado de estructura, la cual será el sostén de todo el elemento divisorio, el armado se lo realiza siguiendo una modulación acorde a las medidas de las placas previstas a usarse las cuales tienen unas medidas estándar de 1.22m x 2.44m
Foto # 16. Bloque térmico. Fuente: Mariano Ramírez.
La termicidad del sistema se asemeja al de la paja encofrada con la ventaja de que los bloques secan mucho más rápido.20
2.2.7. Drywall Este es un sistema constructivo seco que se basa en
Foto # 17. Estructura galvanizada. Fuente: Arquigráfico.
placas de cartón yeso, madera o fibrocemento, previamente fabricadas, sujetas a una estructura de madera o acero galvanizado.
20
Colocación
de
instalaciones,
tales
eléctricas, sanitarias y complementarias de acuerdo a las exigencias de la obra.
Ídem 19. Pág. 43-47
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como
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
23
Acabado de la división el cual puede ser revestido con mortero, empastado, lacado o pintado directamente según las necesidades del proyecto. En el caso de necesitar ocultar las juntas entre paneles se usa cinta en forma de malla la cual se aplica a lo largo de la junta para luego ser recubierta con el acabado
Foto # 18. Estructura galvanizada. Fuente: Oniria Arquitectura
Sujeción
de
placas
mediante
(empastado o revestido de mortero)
tornillos
autoperforantes o clavos, dependiendo de los materiales empleados.
Foto # 19. Sellado de juntas. Fuente: Oniria Arquitectura
Anchos de muros. Este es un sistema industrializado el cual cumple con medidas estandarizadas, entre las más comerciales: Foto # 20 Colocación de placas drywall de yeso. Fuente: Oniria Arquitectura
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Espesores de
Espesor estructura
placas
metálica
1/2" ó 12.70 mm
3 5/8" ó 90 mm
3/8" ó 9.52 mm
2 1/2" ó 65 mm
5/8 ó 15.87 mm
1 5/8" ó 39 mm
24
3. 6.50 cms: estructura metálica de 39 mm VENTAJAS DE USAR DRYWALL
Rápido.-es un proceso en seco por lo que se eliminan los tiempos de espera al para tener un muro terminado.
Liviano.-Por su peso de 25 Kg/m2 aprox.
Cuadro # 1. Espesores estandar de elementos para drywall. Elaboración autor.
instalaciones van empotradas y se arman Un muro drywall que comúnmente se aplica en obras
simultáneamente con las placas.
utiliza dos placas de 12.70 mm con una estructura de 90mm. Siendo así terminado con un ancho de 12cm. Tendríamos 3 tipos de muros comerciales que utilizan las variantes de anchos de perfiles metálicos y el uso de la placa de 12.7mm" que es la más utilizada para los muros. 1. 12.00 cms: estructura metálica de 90 mm 2. 9.00 cms: estructura metálica de 65 mm
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Transporte.-Por ser un producto liviano, y de
fácil almacenamiento.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
25
NTE INEN 899
Las especificaciones a cumplir por el panel
NTE INEN 804
propuesto, debe ser la exigida por la normativa
NTE INEN 1685
2.3. NORMATIVA ECUATORIANA
determinada por el INEN, “Instituto Ecuatoriano de Normalización”, ya que es el organismo oficial ecuatoriano encargado de la normalización, certificación y metrología.
NTE INEN 900 (TABLEROS DE MADERA AGLOMERADA. REQUISITOS.)
Esta norma establece los requisitos mínimos que deben cumplir los tableros para efectos de
Dentro del marco legal, el INEN clasifica su
certificación.
normativa en: Normas Obligatorias y Normas
Luego de un marco de definiciones, la normativa
Voluntarias; las normas que el panel propuesto
establece
debe cumplir se encuentran clasificadas como
madera:
Voluntarias. Las
específicas
una
clasificación
tableros
de
Tipo I: Exterior a prueba de agua y para usos normas
que
determinan
las
marinos
características que el panel propuesto debe cumplir
Tipo II: Para uso en interiores
son:
de
NTE INEN 900
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
26
La norma especifica las características mínimas para los dos tipos de tableros, siendo los requisitos de consideración para tableros de tipo II: COMPRESIÓN FLEXION
> 20kg/cm2
El procedimiento consiste en determinar el espesor
2
de cada probeta antes y después de la inmersión
> 15kg/cm
HINCHAMIENTO
< 20% en 24horas
en agua limpia a temperatura y presión ambiente
Cuadro # 2. Características mínimas para tableros. Elaboración autor.
en tiempos de 2 y 24 horas; las probetas deben estar
separadas
unas
de
otras,
los
bordes
NTE INEN 899 (TABLEROS DE MADERA AGLOMERADA
superiores de las probetas deben estar por debajo
DETERMINACIÓN
del nivel del agua.
DE
LA
HINCHAZÓN
Y
DE
LA
ABSORCIÓN DE AGUA POR INMERSIÓN)
La
En esta norma se especifica un método para
determinación
del
porcentaje
hinchamiento se lo realiza con la fórmula:
determinar la hinchazón y absorción de agua por inmersión
total
de
tableros
de
madera
aglomerada. Luego
de
establecer
el
equipo
necesario
(calibrador y recipiente con agua) se enumeran las especificaciones de las probetas, las cuales
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Ht
=
t2 − t1
t1
∗ 100
Ht: Hinchamiento (%) t1: espesor de probeta previo a inmersión t1: espesor de probeta luego a inmersión
de
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
NTE
INEN
804
(PREVENCIÓN
DE
INCENDIOS.
27
En
la
especificación
del
equipo
necesario,
DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA AL FUEGO DE
establece la necesidad de usar un horno que
ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS)
permita controlar temperatura y presión pero no
Esta norma establece el método de ensayo para
se especifica las medidas del mismo, siendo esta
determinar la resistencia al fuego de elementos
característica
constructivos.
muestras que se quiera ensayar.
Luego de un marco de definiciones y simbología
Dentro de los condicionamientos de la prueba se
la normativa describe el método de ensayo de
aclara que el contenido de humedad de la
una
muestra debe ser equilibrado con la atmósfera
probeta
representativa
del
elemento
constructivo completo.
dependiente
del
tamaño
de
además de que el condicionamiento de la muestra debe ser lo más parecido posible a
El ensayo consiste en someter la probeta al fuego
cuando esta esté en servicio.21
en un horno bajo condición de presión y temperatura controladas y determinar el tiempo durante el cual la probeta resiste al fuego según criterios de integridad, capacidad de aislamiento y estabilidad del elemento.
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21
Instituto Ecuatoriano de Normalización. INEN. Disponible en:http://www.inen.gob.ec/index.php?option=com_content&vie w=article&id=206&Itemid=62. Abstracto extraído el 20 de octubre del 2012
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Finalmente
la
normativa
establece
28
una
clasificación según el tiempo de resistencia de la probeta: F(minutos de resistencia).
ensayo de propiedades físicas a la norma NTE INEN 1688. Además establece como referencia a las normas
La resistencia mínima para elementos verticales
españolas ASTM de donde se obtienen las
de uso residencial es de:
exigencias físicas:
F30
riesgo bajo
F60
riesgo alto
Cuadro # 3. Clasificación de resistencia al fuego. Elaboración autor.
NTE INEN 1685 (YESO PARA LA CONSTRUCCION)
Esta norma establece los requerimientos que de cumplir el yeso que se utiliza en la construcción. Primeramente la norma establece las definiciones necesarias para luego describir los requisitos físicos del yeso. Esta normativa exige como método de
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Cuadro # 4. Especificaciones minimas para yeso en la construccion. Fuente: Norma NTE INEN 1685. YA- yeso alivianado, YD- yeso alta dureza, YE/T-yeso de terminación, YPM- yeso de construcción de proyección mecánica, YPM/D- yeso de proyección mecánica de alta dureza, YPM/A- yeso de proyección mecánica aligerado.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
CAPITULO III 3. ALTERNATIVAS DE FIBRAS DE ELABORACION DEL PANEL
1. ALTERNATIVAS
3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5.
VEGETALES
PARA
Bagazo de caña de Cascarilla de arroz 3.1.1. Propiedades físicas 3.1.2. Disponibilidad Bagazo de caña de azúcar 3.2.1. Propiedades físicas 3.2.2. Disponibilidad Paja de gramíneas 3.3.1. Propiedades físicas 3.3.2. Disponibilidad Paja de pino 3.4.1. Propiedades físicas 3.4.2. Disponibilidad Determinación de tipo de fibra para la propuesta de panel 3.5.1. Análisis de idoneidad de las fibras disponibles 3.5.2. Determinación y justificación de un tipo de fibra
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
3.1.
29
Composición de la cascarilla de arroz
CASCARILLA DE ARROZ
Cascarilla de arroz (%)
Es un desecho de la industria arrocera, el cual se puede obtener en un 20% del peso total de grano
Celulosa
40
procesado. La cascarilla es quebradiza, abrasiva
Cenizas (Dióxido de silicio)
20
y de color pardo rojizo. Por su densidad baja
humedad
10
ocupa al apilarse grandes espacios: 1tonelada
Extracto no nitrogenado
30
ocupa 8m3.
Cuadro # 5. Composición de la cascarilla de arroz. Fuente: Ing. Agustín Valverde, Ing. Bienvenio Sarria, Ing. José Monteagudo.
Al salir del descascarado, la cascarilla de arroz
3.1.1. Propiedades
posee una humedad que va desde el 5 al 40% y
no
presenta
cualidades
silicio, lo que imposibilita su consideración como un posible alimento.
Natural
nutritivas
importantes, además de contener Dióxido de
la
Cascarilla de arroz
lluviosa la humedad varía entre el 8 y 15%. fibra
de
cascarilla de arroz
ante la exposición a la intemperie en época no Esta
físicas
Diámetro máximo. mm
Tratada 2.3
Peso específico seco. Kg/m3
980
1290
Peso unitario suelto. Kg/m3
102
125
Peso unitario compactado.
142
220
Kg/m3 Cuadro # 6. Propiedades físicas de la cascarilla de arroz. Fuente: Ing. Marcela Bizzoto, Ing. Mario Natalini, Sr. Gaspar Gómez.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
30
Proceso de extracción de la cascarilla de arroz
Luego de este proceso se obtiene el 70% de arroz
En el momento de la cosecha, el arroz posee una cascara que protege el grano además de una humedad de aproximadamente 19 a 23%. El grano húmedo y sucio, posteriormente a su secado es limpiado mediante un cedazo. Luego del proceso de secado el grano alcanza una humedad de 13%, solo entonces está apto para ser almacenado o molido. se
ingresa en un molino de rodillos de goma que mediante fricción separa la cascara de arroz del de
arroz
cubierto
afrechillo.22 La cascarilla en el campo de la construcción es tratada básicamente como las partículas de madera. Estas se muelen y se pasan por un tamiz para obtener un diámetro controlado de fibra. Se le adiciona una resina aglomerante y se vierte la mezcla en moldes, depende del resultado que
En el proceso de molido, el arroz cascara
grano
blanco, 20% de cascarilla de arroz y 10% de
de
se quiera obtener, el panel puede ser sometido a presiones y temperaturas elevadas; obteniendo un tablero de características especiales debido a
afrechillo.
Posteriormente para separar el afrechillo del grano de arroz blanco se muele el grano en rodillos de piedra o metálicos. 22
Asociación de cultivadores de arroz. Industria. Disponible en:
http://www.aca.com.uy/index.php?option=com_content&view=category& layout=blog&id=16&Itemid=19. Extraído el 28 de enero del 2012
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
31
las características de la cascara de arroz y la resina. 23 Al igual que en los tableros de madera, la densidad y resistencia del tablero depende de la cantidad de resina que se utilice y de la presión y temperatura que se aplique.24 3.1.2. Arroz en Loja - Ecuador
Cuadro # 7. Hectáreas de arroz cosechadas en Ecuador. Fuente: MAGAP
Según estadísticas del MAGAP, en el Ecuador, en
Arroz en Loja
el año 2010 se cultivaron 363.119hectáreas de arroz.
Arroz Solo
Superficie
Superficie
Producción
sembrada
cosechada
Tm
hectáreas
hectáreas
1.861
1.853
11047
-
-
-
23
DR. SALGADO, René. Cascarilla de arroz. Instituto de ciencia de materiales. (2008). Disponible en: http://wwwimre.imre.oc.uh.cu/cmbl Extraído el 25 de noviembre del 2011 C. DESIRELLO, S. CERINI, R CHARADÍA, R SCALFI, C. LIBERMAN, P.M. STEFANI. Efecto de las condiciones de procesado sobre las propiedades mecánicas de aglomerados de cascara de arroz. Uruguay: Universidad Tecnológica Central, Departamento de Ingeniería Civil. (2004) Pág. 75. og /? p = 81. 24
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Asociado
Cuadro # 8. Hectáreas de arroz cosechadas en Loja. MAGAP
Fuente:
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
3.2.
32
BAGAZO DE CAÑA DE AZÚCAR
de 150kg de bagazo. El contenido de humedad al salir del molino es de aproximadamente 50% y una
Es un subproducto fibroso, residuo obtenido de
densidad promedio de 144kg/m3. Luego de 22
caña exprimida. La caña de azúcar se da en
días de secado al aire libre, el bagazo de caña
climas tropicales y subtropicales. Se calcula que
de azúcar puede llegar a presentar una humedad
en el mundo se producen más de 57.5 millones de
de 23.4%27
toneladas de bagazo seco. 25 3.2.1. Composición de bagazo de caña de
Generalmente el bagazo es utilizado en las
azúcar
azucaras o trapiches para generación de energía
Composición de bagazo de
calórica, aunque para la industria papelera
caña (%)
representa una importante materia prima.26 El bagazo representa el 15 a 25% de la totalidad de
caña
procesada,
por
ejemplo
de
Fibra
una
Solidos
tonelada de caña se puede obtener un mínimo
solubles
25
LINTU, Leo. Paneles, papel y cartón hechos con residuos agrícolas. Disponible en: http://www.fao.org/docrep/l2015s/l2015s03.htm. Extraído el 25 de noviembre del 2011 26 ARBOLEDA Marcelo, CONDOR Belén, CUEVA Nathaly y GÓNGORA Estefanía. Aislamiento, selección y preservación de cepas levaduriformes y fúngicas degradadoras del bagazo de caña de azúcar. Quito Ecuador. Universidad central del Ecuador, Facultad de ciencias químicas, Escuela de bioquímica y farmacia. (2010)Pág. 6
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humedad
48 2.3 49
Cuadro # 9. Composición de bagazo de caña. Fuente: Dewral Taurachand. 27
LABARTHE, Humberto. Consumo de leña y otros combustibles en los trapiches de San Ramón. Costa Rica. (2000)Pág. 25
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
33
Proceso de extracción del bagazo La
caña
se
corta
en
el
campo
a
5cm
aproximadamente desde el suelo y se la deshoja.
El bagazo que sale de las moliendas se almacena dependiendo del clima, bajo sombra o al aire libre, para su secado. Luego de que el bagazo se
Es transportada hasta los ingenios o trapiches en donde en algunos casos se toman muestras para determinar aspectos como: calidad, porcentaje
secó es llevado a las calderas como combustible o caso contrario es usado por fábricas de papel como principal materia prima.28
de sacarosa, fibra y nivel de impurezas. El proceso de fabricación de los aglomerados a Luego es dirigida a mesas de lavado en donde es transportada por bandas hasta las picadoras que convierten el tallo de la caña en astillas de tamaño uniforme que facilitarán la extracción del
base de bagazo cumple con los pasos básicos de todo
aglomerado,
obteniendo
los
siguientes
resultados de pruebas técnicas en tableros con este material.
jugo de caña. En trapiches informales la caña va directamente a la extracción del jugo en los trapiches sin pasar por un lavado o control de calidad.
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28
LOAIZA, Johana. Usos de los subproductos de la agroindustria de la caña en la elaboración de dos suplementos nutricionales para rumiantes en el Valle del Cauca. Colombia. Universidad de Caldas, Ingeniería de alimentos. (2008) Pág. 11
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Mecánic as
Físicas
Propiedades
34
cosechó una superficie total de 71.437hectareas
Resinosidad
Densidad gr/cm3 Absorción Agua % 2h Absorción Agua % 24h Variación Esp. % 2h Variación Esp. % 24h Flexión estática kg/cm2 Tracción perpendicular. kg/cm2
10% 0,678
13% 0,684
31,17
24,83
55,65
53,87
9,52
8,50
17,11
14,84
155,72
181,13
3,71
3,85
Cuadro # 10. Tabla de resultados de pruebas a aglomerados de caña. Fuente: Wilver Contreras, Mary Owen, Darío Garay, Yoston Contreras.
3.2.2. Caña de azúcar en Loja - Ecuador.
solo para producción de azúcar.
Cuadro # 11. Hectáreas de caña cosechadas en Ecuador. Fuente: MAGAP.
Si calculamos el 25% de producción de bagazo tendríamos 1.404.511,25TM como mínimo anual.
Según estadísticas del MAGAP en el 2000 en el Ecuador se cultivaron un aproximado de 79.913 hectáreas
de
caña
de
azúcar
con
una
producción de 5.618.045.TM y en el 2010 se
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Solo de los 6 ingenios del Ecuador se pueden obtener 158.000 toneladas de bagazo de caña de azúcar anualmente.29 29
Ídem 26. Pág. 4-5
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
35
Caña cortada anualmente
Ingenio
La paja es un subproducto de la industria agrícola
(hectáreas)
La Troncal
1541246
Valdez
1368608
San Carlos
1666856
IANCEM
240940
Monterrey
187000
Isabel María
procedente
rastrojos y hojas la planta, después de su máxima maduración y posterior recolección.30
3.3.1. Composición paja de gramíneas Composición paja cereales (%)
SUPERFICIE
SUPERFICIE
PLANTADA
COSECHADA
(Hectáreas)
(Hectáreas)
Proteína cruda
PRODUCCIÓN (Tm.)
2097
2066
122853
0
0
0
Solo
8681
8123
-
otros
Asociado
1762
1599
-
Cuadro # 13. Hectáreas de caña cosechadas en Loja. Fuente: MAGAP
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La
especie. La constituyen principalmente los tallos,
Para usos
cereales.
hojas, tallo, altura de planta varían de acuerdo a la
Caña de azúcar en Loja:
azúcar Asociado
de
especia de la que proviene, ya que la proporción de
82320
Solo
principalmente
composición de la paja depende principalmente de la
Cuadro # 12. Ingenios existentes en Ecuador. Fuente: CINCAE
Para
PAJA DE GRAMÍNEAS
3.3.
Ingenios Azucareros del Ecuador
4-5
Fibra
73-80
Lignina
7-14
Cenizas
6-8
Cuadro # 14. Composición de paja. Fuente: Ing. Agr. Danilo Bartaburu 30
CORTS, Carlos. Forrajes para cereales. Disponible en: http://www.piensoscovaza .es/equi/mas/mas_equi03.html. Extraído el 28 de enero del 2012
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
36
3.3.2. Gramíneas en Loja Rendimiento de paja por tonelada de cereal. T. por T. de cereal Trigo
2.3
Avena
1.6
Cebada
1.5
Arroz
1.5
Cuadro # 15. Rendimientos de paja por cereales. Fuente: Garay, R, Mac Donald, F. Calderón, B. Acevedo.
El tratamiento de la paja luego de la cosecha es
Gramíneas en Loja
Gramíneas
Superficie
Superficie
Producción
hectáreas
hectáreas
Tm
3.105
3.029
8.180
159
158
22
Solo Asociado
Cuadro # 16. Hectáreas de gramíneas cosechadas en Loja. Fuente: MAGAP:
3.4.
Paja de Pino
un inconveniente a solucionar ya que la opción más accesible es la incineración de los campos
El pino es una especie arbórea de la familia de las
de cultivos31.
pináceas. Pueden alcanzar gran altura
(20 a
40m), y poseen un crecimiento muy acelerado, razón por la cual es bastante difundido en la 31
GARAY, Mac Donald, F y CALDERÓN, B. Acevedo. Potencialidades de empleo de rastrojos agrícolas en la fabricación de tableros. México (2003)Pág. 3
ESCUELA DE ARQUITECTURA
industria maderera. Una hectárea de bosque de
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
pino produce un aproximado de 1.1m3 de hojas secas anualmente32.
de pino) Composición paja de pino (%) Proteína cruda
12
Fibra
44
Nitrógeno
41
Cenizas
3
Cuadro # 17. Composición de paja de pino. Fuente: GLOBAL B2. SA
3.4.2. Pino en Loja. Se estima que la totalidad de hectáreas de plantaciones de pino Loja llega a las 3355 hectáreas. GILLESPIE, Andrew. Pino patula, ocote. New Orleans, LA. Departamento de agricultura ( 1992) Pág. 404
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Ciudad
Área hectáreas
Loja
3.4.1. Composición de paja de pino (agujas
32
37
1.567
Saraguro
996
Catamayo
204
Ganzanamá
119
Quilanga
264
Espíndola
206
CAUDRO # 18. Distribución de los bosques de pino. Fuente: Jorge Cueva Ortiz, Luis Aníbal chalán.
3.5.
DETERMINACIÓN DE TIPO DE FIBRA PARA LA PROPUESTA DE PANEL 3.5.1. Análisis de idoneidad de las fibras disponibles
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Tm Cosechadas
Cascarilla de arroz
Rendimiento (%)
11047
20
Tm Fibra
2209
38
Densidad tm/m3
0,125
Volumen m3
17672
Tamaño de fibra
Uniforme (2-3mm)
Caña de azúcar
122853
15
18427
0,14
127965
Variable (60-180cm)
Gramíneas
8180
60
4908
0,20
24540
Variable (10-80cm)
Hectáreas de bosque Pino
Ignifuga Innecesario tratar la fibra. Fácil obtención. Reducidos usos alternativos Elevada humedad. Necesidad de tratar la fibra. Fuego Usada como combustible en 100% artesanalmente Difícil acopio de fibra. Fuego Necesidad de tratar la fibra. Usada como alimento de ganado
3691
Uniforme (15-25cm)
Elevada acidez Gran flexibilidad de la fibra.
Cuadro # 19. Resumen de características de fibras vegetales. Elaboración: autor
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Desventaja
Producción de paja 1,1m3/ha
3356
Ventajas
Difícil acceso a la fibra. Fuego Necesidad de tratar la fibra.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
3.5.2. Determinación y justificación de un tipo de fibra
39
A pesar de que el bagazo y la paja de gramíneas son las
fibras de mayor producción en la
provincia,
hay
que
tener
en
cuenta
la
accesibilidad que se tiene a estas fibras. En el caso del bagazo de caña de azúcar, la totalidad del
volumen
producido
en
las
moliendas
artesanales es usado como combustible, lo que limita el acceso a esta fibra; por otro lado el principal inconveniente de la paja de gramíneas es que la recolección de esta fibra representa Cuadro # 20. Resumen de disponibilidad de fibras vegetales. Elaboración: autor
Una vez resumidas las disponibilidades de fibras en
trabajos adicionales en el campo como corte directamente de los sembríos y el acopio de la fibra cortada.
la provincia de Loja, se puede observar que el mayor volumen de fibra que se produce es el
Tomando en consideración las características y
bagazo de caña de azúcar seguido de la paja de
accesibilidad se deduce que la cascarilla de arroz
gramíneas, cascarilla de arroz y finalmente la de
es
menor producción es las agujas de pino.
planteamiento
la
fibra
constructiva.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
de
mejor
de
una
más
apta
nueva
para
el
propuesta
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
40
La principal ventaja de la cascarilla de arroz sobre
preparación tendría como principal objetivo el
las
que en su
control de tamaño de la fibra con el fin de
composición cuenta con aproximadamente un
homogeneizar las características del material a
20% de dióxido de silicio, este elemento es el
usar, aspecto que en la cascarilla de arroz no
principal constituyente del vidrio, cuarzo y arena,
representaría mayor problema por su tamaño de
lo que le confiere a la cascarilla importantes
partícula relativamente más uniforme.
demás
fibras
analizadas
es
propiedades ignifugas. La presencia del dióxido de silicio hace que la combustión de la cascarilla
La accesibilidad a la cascarilla de arroz se la
sea lenta, contrariamente a las fibras vegetales
considera más inmediata que el resto de fibras
como el bagazo o la paja de gramíneas las
por el hecho de que se la puede encontrar
cuales son altamente inflamables.
fácilmente en las apiladoras de arroz, evitando que se tengan que realizar trabajos de acopio. A
Una característica importante de la cascarilla de
pesar de que la cascarilla de arroz no es de las
arroz que también cabe recalcar es su tamaño, 2
fibras vegetales de mayor producción en la
a
fibras
provincia, si es de las que menos alternativas de
estructura
uso tienen, lo que eleva su disponibilidad en
3mm,
disponibles
a
diferencia que
de
presentan
las
demás
una
alargada y delgada, lo que resultaría en la necesidad de un proceso previo de preparación de las fibras para su posterior uso. Este proceso de
ESCUELA DE ARQUITECTURA
relación a las demás fibras disponibles.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
CAPITULO IV 4. PROPUESTA DE PANEL 4.1
Análisis y determinación de medidas del panel 4.2 Propuesta de proceso constructivo del panel 4.2.1 Dosificación 4.2.2 Pruebas de laboratorio 4.3 Elaboración del panel 4.4 Materiales y su aplicación en el panel propuesto 4.5 Análisis de las características del panel 4.6 Propuesta de proceso constructivo de una pared 4.7 Materiales 4.8 Análisis comparativo de precios unitarios del proceso constructivo
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
4.1.
41
Análisis y determinación de medidas del
Tomando
panel
antropométricas y considerando que el panel
en cuenta medidas ergonómicas y
obtenido
debe
cumplir
con
necesidades
funcionales en la construcción, se toma para la determinación de medidas del panel, el módulo de 30cm*30cm el cual es obtenido, con motivos constructivos, funcionales y de diseño, en función de las series roja y azul propuestas por Le Corbusier en su obra “El Modulor” Teniendo
presente
modulación
el
cumplimiento
(30cm*30cm)
y
de
la
considerando
la
manejabilidad del panel para su transporte y manipulación en obra, así como también la disponibilidad
de
perfilería
en
el
mercado
(longitud: 2.44m), se determina que la dimensión Grafico # 9. Series roja y azul de proporciones humanas. Fuente: Le Corbusier.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
del panel debe ser de 0.6m * 0.90m.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Las dimensiones del panel se prestan para la modulación, de manera que se facilita construir
42
4.2.
Propuesta
de
proceso
constructivo
del
panel.
divisiones con una altura de 2.4m o 2.7m, que son las medidas de entrepiso más comunes en nuestro
Para la determinación de la composición del
medio, efectivizando así el aprovechamiento del
panel es necesario realizar los ensayos pertinentes
panel y minimizando el desperdicio. La disposición
con el fin establecer una dosificación idónea.
del panel puede ser horizontal o vertical de
El material base de las probetas elaboradas es la
acuerdo a la modulación de la pared.
cascarilla de arroz a la que se le añadió aglutinantes y aglomerantes con el fin de obtener una mezcla que cumpla con los requerimientos mínimos de un panel para la elaboración de un drywall. Entre los materiales considerados en diferentes
dosificaciones,
cascarilla de arroz, están:
Grafico # 10. Dimensiones del panel. Elaboración: autor.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
adicionales
a
la
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
43
Estos materiales fueron considerados por sus características aglomerantes y aglutinantes, así como
también
por
su
accesibilidad
en
el
mercado actual lo que facilita la accesibilidad económica del panel obtenido. La arcilla a utilizarse debe ser sometida a una de las prueba para garantizar sus idoneidad. (Ver Tema 2.2.1)
Foto # 20. Proporción arcilla-cemento. Fuente: autor
Arcilla
Cemento
Cola
Cal Foto # 21. Resultado prueba del cigarrillo. Fuente: autor
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
44
4.2.1. Dosificaciones # Probeta
Arcilla(ml)
Cemento(ml)
Cola(ml)
Cementina(ml)
Agua(ml)
Arena(ml)
Cascarilla(ml)
1
500
50
-
-
300
-
500
2
165
-
-
50
120
-
200
3
100
-
60
-
75
-
200
4
-
-
60
50
60
-
300
5
-
50
-
-
75
200
400
Cuadro # 21. Dosificaciones de probetas. Elaboración: autor
A continuación se detallan las dosificaciones utilizadas, las mismas establecidas con base en sistemas constructivos que guardan cierta similitud por el uso de los materiales. Por ejemplo relación cal-arcilla del adobe, relación cemento-arcilla de bloques de arcilla estabilizados.
La realización de las diferentes dosificaciones se realizó
mezclando
en
primer
lugar
los
componentes secos (arcilla, cemento, cementina, arena, cascarilla) hasta tener una composición uniforme, luego se disolvió de manera separada la cola en el agua; finalmente se mezcla ambas combinaciones, seca y liquida, obteniendo una mezcla poco fluida espesa y homogénea.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
45
Las probetas se realizaron en una medida de 10cm*10cm*15cm, con el fin de poder someterlas a
la
prueba
de
compresión
simple
en
el
Laboratorio de materiales de la Universidad técnica Particular de Loja, en donde no se puede Foto 17(a)
romper
probetas
de
más
de
aproximadamente.
Foto 17(b)
Foto # 23. Encofrado de probetas. Fuente: autor Foto 17(c) Foto
#22
(a,b,c)
Mezclas
probetas. Fuente: autor.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
obtenidas
para
diferentes
30cm
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
El tiempo de fraguado de las probetas fue de 8
46
4.2.2. PRUEBAS DE LABORATORIO
días, el mismo que se lo realizó bajo sombra para evitar agrietamientos en los bloques.
4.2.2.1.
Resistencia a la compresión
Equipo necesario para experimento
Balanza.- proporcionada por el Laboratorio de Materiales de la Universidad Técnica Particular de Loja, la cual tiene las siguientes características.
Marca
Mettler
Modelo
PE 3600
Precisión
0.1g
Foto #24. Probetas de ensayo a compresión. Fuente: autor Cuadro # 22. Especificaciones Balanza. Elaboración autor
Foto # 25. Balanza. Fuente: autor
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Versa
Testter.-
máquina
de
compresión,
47
La dirección Técnica de los ensayos
estuvo a
proporcionada igualmente por el Laboratorio de
cargo del Ing. Ángel Tapia. El procedimiento
Materiales de la Universidad Técnica Particular de
seguido durante los ensayos fue:
Loja, y operada bajo la dirección técnica del Ing. Ángel Tapia.
Medición de probeta.
Calculo de área y volumen
Pesaje de probeta
Calculo de densidad
Ensayo de compresión simple.
Calculo de resistencia obtenida en base
al
dial
marcado
por
la
máquina.
A
continuación
se
detallan
los
obtenidos en las diferentes probetas: Foto # 26. Ensayos a compresión. Fuente: autor.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
resultados
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
48
# Probeta
1
1
2
2
3
3
Peso(g)
1443.1
1440.6
1390.2
1439
1347
1315
Densidad(g/cm3)
0.96
1.00
1.04
1.06
1.15
1.12
Resistencia(kg/cm2)
0.85
0.94
0.92
0.8
0.97
0.97
Promedio resistencia (kg/cm2)
0.9
0.86
0.97
*Nota: la probeta 4 y 5 no fueron sometidas a las pruebas debido a que en ellas no se logró cohesión necesaria.
De los resultados obtenidos, se puede apreciar
La mayor resistencia a la compresión obtenida es
que la mezcla de mayor resistencia es la de las
de 0.97 kg/cm2 la cual de acuerdo a la normativa
probetas número 3. De lo que se puede deducir
nacional, no cumple con el requerimiento mínimo.
que la cola es el principal responsable, ya que aporta con mayor cohesión entre las partículas
Las
por su característica elástica.
agrietamientos producto de la carga a la que
probetas
fueron sometidas:
ESCUELA DE ARQUITECTURA Cuadro # 23.Resultados de ensayos. Elaboración: autor
presentaron
los
siguientes
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Probetas # 1
Foto 27(a,b,c,d) Agrietamiento en probetas #1. Fuente: autor
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49
Probetas # 2
Foto 28(a,b,c,d). Agrietamiento en probetas #2. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
50
Probetas # 3 En
los
agrietamientos
presentados
en
las
diferentes probetas se evidencia el aporte de sus respectivos aglutinantes y aglomerantes, puesto que es en la tercera probeta, con cola como elemento de cohesión, en donde la muestra falla al presentarse un agrietamiento mayor que en las demás probetas, esto debido a la característica elástica de la cola. Las probetas 1 y 2 con contenido de cemento y cementina respectivamente, agrietamiento
de
menor
fallan con un dimensión
por
la
característica principal de sus aglomerantes que trabajan principalmente a compresión antes que a tensión. Las resistencias obtenidas no cumplen el mínimo requerido según la norma NTE INEN 1685 vigente en la República del Ecuador. Foto 29(a,b,c,d). Agrietamiento en probetas #2. Fuente: autor
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
51
En base a los resultados obtenidos se obtiene ya
probetas, se realizaron ensayos para determinar la
una
resistencia de la dosificación mejorada.
posible
dosificación.
Tomando
la
composición de las probetas #3, para en base a ella proponer una mejor dosificación que cumpla con la normativa nacional vigente. Luego de los primeros ensayos se procedió a mejorar la dosificación de mayor resistencia, probeta 3, con el fin de alcanzar la resistencia mínima requerida para aprobar la normativa nacional. La dosificación mejorada sigue el mismo proceso de elaboración que ya se indicó en las primeras probetas;
esta dosificación mejorada Foto # 30. Medición de probetas. Foto # 31. Pesaje de probetas.
posee los siguientes volúmenes:
Fuente: autor
Fuente: autor.
Siguiendo el mismo procedimiento de las primeras
# Probeta
Arcilla(ml)
Cola(ml)
Cementina(ml)
Agua(ml)
Cascarilla(ml)
80
7.5
8
30
160
1
Cuadro # 24. Dosificación determinada. Elaboración: autor
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
52
Una vez realizado el ensayo se obtuvieron los siguientes valores:
Foto # 32. Ensayo de probetas.
Especificación
1
2
Peso(g)
1099.5
1011.9
Densidad(g/cm3)
0.97
1.09
Resistencia(kg/cm2)
30.1
27.8
Promedio resistencia
Fuente: autor.
(kg/cm2)
28.9
Medición de probeta.
Calculo de área y volumen
Pesaje de probeta
La resistencia promedio obtenida, 28.9kg/m2, es
Calculo de densidad
superior a la exigida en la Norma NTE INEN 900,
Ensayo de compresión simple.
(20kg/cm2) por lo que se seleccionará la dosificación
Calculo de resistencia obtenida en
obtenida para la elaboración del panel.
base
al
máquina.
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dial
marcado
Cuadro # 25. Resultados ensayos a compresión. Elaboración: autor
por
la
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
La muestra que alcanzó la resistencia deseada
53
4.2.2.2.
Resistencia
a
la
flexión
de
la
dosificación propuesta.
presentó agrietamientos similares a los de las probetas en el primer experimento.
Para los ensayos a flexión se realizaron probetas con el espesor (3cm) y reforzada con malla hexagonal, para mejorar su resistencia. La medida de las
probetas fueron de una dimensión de
15cm x 20cm. El equipo necesario para el ensayo es: Versa
Testter.-
máquina
de
compresión,
proporcionada por el Laboratorio de Materiales de la Universidad Técnica Particular de Loja, y operada bajo la dirección técnica del Ing. Ángel Tapia. Foto # 33 (a,b). Agrietamiento en probetas ensayadas. Fuente: autor
Barras de hierro.- en un número de 3; su colocación facilita la prueba de flexión de las probetas conseguidas.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
54
En cada probeta se marca el lugar específico de colocación de las barras de hierro; los apoyos a 2cm del borde exterior y el lugar de aplicación de la carga en el centro de la probeta.
Grafico # 11. Esquema de ensayo a flexión. Elaboración: autor
Para el experimento se debe establecer las medidas
de
cada una de las probetas
y
establecer un promedio que servirá para los posteriores cálculos.
Foto # 35(a,b). Señalamiento de probetas para ensayo a flexión. Fuente: autor Foto # 34. Probeta tipo para ensayo a flexión. Fuente: autor
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
55
Las probetas se someten a una carga puntual en el
Versa
Testter.
determinada
por
La
resistencia
el
Versa
máxima
Testter,
el
es cual
incrementa el dial y la carga de acuerdo a la resistencia de la probeta.
Los resultados obtenidos en ensayos a flexión son: #Probeta
Carga (kg/cm2)
1
15.45
2
17.70
3
18.20
4
17.5
5
18.70
Cuadro # 26. Resultados de ensayo a flexión. Elaboración: autor
Foto # 36. Ensayo a flexión. Fuente: autor Foto # 37. Ensayo a flexión. Fuente: autor
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
56
Los
resultados
obtenidos
cumplen
con
la
normativa NTE INEN 1685 la cual exige un mínimo de 15kg/cm2.
4.2.2.3.
Hinchamiento
Para las pruebas de hinchamiento se tomaron probetas similares a las usadas en los ensayos de Foto # 38. Ensayo a flexión. Fuente: autor
El fallo de las muestras es un fisuramiento en los apoyos, producto de la compresión que se crea en estos puntos y al momento de la falla de la
flexión. La medida de las probetas fueron de una dimensión de 15cm x 20cm. El espesor de las diferentes probetas fue tomado previo al inicio del ensayo.
muestra se produce un fisuramiento en el punto medio de la muestra. Esto nos demuestra la gran resistencia a la flexión de la muestra ya que primero se muestran daños producto de la compresión antes que de la flexión a la que son sometidas la muestras. Foto # 39. Probeta tipo, ensayo de hinchamiento. Fuente: autor
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
57
El procedimiento de la prueba consiste en determinar el espesor de cada probeta antes y después de la inmersión en agua a temperatura y presión ambiente en tiempos de 2 y 24 horas, de
Ht
=
t2 − t1
t1
∗ 100
Ht: Hinchamiento (%) t1: espesor de probeta previo a inmersión t1: espesor de probeta luego a inmersión
acuerdo con la Norma NTE INEN 899 El equipo necesario para el ensayo es: Calibrador.- instrumento de medición con una precisión de 0,00cm. Recipiente.- contenedor del líquido donde se sumergirá las probetas.
Foto # 40. Inmersión de probetas. Fuente: autor
La
determinación
del
porcentaje
hinchamiento se lo realiza con la fórmula:
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de Foto # 41. Calibrador. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
La medición se la debe realizar antes y luego de
58
# Probeta
Espesor
Espesor 2
Espesor 24
previo
horas
horas
1
0.275
0.277
0.285
2
0.276
0.278
0.288
3
0.273
0.275
0.278
4
0.275
0.277
0.279
5
0.270
0.274
0.279
6
0.275
0.278
0.280
la inmersión en el mismo punto de la probeta, por lo que en cada probeta fue marcado el lugar de medición.
Cuadro # 27. Resultados de ensayos de hinchamiento. Elaboración: autor
Foto # 42. Medición de probeta. Fuente: autor
Los resultados obtenidos en ensayos son:
Foto # 43. Probeta luego de ensayo de hinchamiento. Fuente: autor
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
59
La normativa usada para el ensayo, NTE INEN 899, establece un hinchamiento máximo de 20% para tableros aptos para la construcción, por lo que el panel propuesto aprueba las exigencias de la normativa con un hinchamiento máximo de 4,35%
4.2.2.4.
Foto # 44. Probeta luego de ensayo de hinchamiento. Fuente: autor
La
Resistencia al fuego
resistencia
al
fuego
de
un
elemento
constructivo se mide exponiendo el material al
Aplicando la fórmula antes descrita se obtiene los
fuego directo y midiendo el tiempo que el fuego
porcentajes de hinchamiento:
tarda en afectar la cara posterior del elemento, el
# Probeta
Ht 2 horas (%)
Ht 24 horas (%)
1
0,73
4,00
2
0,72
4,35
3
0,74
4,04
4
0,73
3,28
5
1,11
3,70
6
0,73
3,27
Cuadro # 28. Resumen ensayo de hinchamiento. Elaboración: autor
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tiempo en minutos que el material resista será su clasificación de resistencia al fuego. Este es un método de clasificación aceptado en la norma: NTE INEN 804 El equipo necesario para el ensayo es:
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
60
Soplete: alimentado por gas licuado de petróleo,
ambiente de interior, evitando la acción del
lo
viento.
que
garantizará
una
llama
constante
y
focalizada en un solo punto del panel.
Una vez que se sometió el panel al fuego se observó una inmediata carbonización del punto sometido
a
la
acción
del
fuego
presentarse la expansión del mismo.
Foto # 45. Ensayo de resistencia al fuego. Fuente: autor
El ensayo fue realizado en un lugar abierto, tomando
las
precauciones
ESCUELA DE ARQUITECTURA
para
simular
un
Foto # 46. Ensayo de resistencia al fuego. Fuente: autor
pero
sin
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
61
Durante el ensayo se observó que el panel no
Esto le da al panel una clasificación de F 60,
genera llama en su exposición al fuego.
según normativa nacional, cumpliendo con las
Luego de exponer al panel 60 minutos al fuego
exigencias mínimas para uso residencial que
directo se presentó en su cara posterior un
determinan una resistencia de F 30 y F 60 para
evidente daño.
elementos verticales según su riesgo bajo y alto respectivamente.
Retirando
el
material
carbonizado
se
logra
apreciar la poca o casi nula expansión del fuego, puesto que solo presenta daño en el área específica de exposición al fuego y no hay evidencia de que el panel se haya convertido en un potencial combustible de nuevo fuego. Cabe indicar que no se ejerció ninguna acción para apagar el fuego una vez terminado el ensayo, las brasas generadas se extinguieron rápidamente Foto # 47. Ensayo de resistencia al fuego, cara posterior. Fuente: autor
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luego de retirar la llama lanzada por el soplete.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
62
4.3.
ELABORACIÓN DEL PANEL.
Una vez determinada la dosificación idónea que cumple con la normativa nacional vigente, la construcción del panel sigue el siguiente proceso: 1. Se realiza el encofrado del panel con las medidas específicas del mismo. 2. En base a la dosificación determinada se Foto # 48. Ensayo de resistencia al fuego, estado resultante. Fuente: autor
realiza
la
mezcla
de
sus
componentes.
Foto # 49. Ensayo de resistencia al fuego, luego de desalojar material carbonizado. Fuente: autor Foto # 50. Mezcla obtenida. Fuente: autor
ESCUELA DE ARQUITECTURA
diferentes
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
63
3. Se coloca en el encofrado una primera capa
de
la
mezcla
de
1cm
5. Se termina de colocar la mezcla y se apisona.
aproximadamente y se apisona. 4. Se extiende sobre esta primera capa la malla
hexagonal
la
misma
que
proporcionará la resistencia a la flexión necesaria para cumplir con la normativa.
Foto # 52. Panel fundido. Fuente: autor
6. El panel se lo puede retirar del encofrado 24 horas luego de su fundición.
Foto # 51. Encofrado de panel hexagonal. Fuente: autor
y
malla Foto # 53. Panel desencofrado. Fuente: autor
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
7. A
los
7
días
el
panel
alcanza
64
las
Arcilla roja: 8000cm3 aporta al panel con masa
características logradas en los ensayos
térmica y ayuda a mejorar la densidad del panel.
puesto que las probetas tuvieron los mismos días de fraguado.
Foto # 55. Arcilla cruda. Fuente: autor Foto # 54. Panel obtenido. Fuente: autor
Cementina: 4.4.
Materiales y su aplicación en el panel propuesto.
cantidades
componentes:
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la plasticidad de la mezcla y aumentando la dureza del panel final
Por cada panel de 60cm x 90cm se utilizan las siguientes
800cm3 aporta incrementando
de
los
diferentes
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Cascarilla: 16000cm3
por
sus
características
65
Agua:
3000cm3 le da mayor trabajabilidad a
ayuda al aislamiento térmico, acústico además
la mezcla y ayuda a la mejor mixtura de los
de alivianar al panel final.
diferentes componentes.
Malla hexagonal: 90cm x 60cm. Le da al panel mayor resistencia a la flexión y aporta a la cohesión del panel.
Foto # 56. Cascarilla de arroz. Fuente: autor
Cola: 750cm3 aglutina los diferentes componentes del panel e incrementa la resistencia del panel por su característica elástica.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
4.5.
ANÁLISIS
DE
LAS
CARACTERÍSTICAS
66
DEL
PANEL.
compresión que brinde seguridad y confianza en la dureza de las divisiones de espacios. La resistencia del panel de acuerdo a los ensayos
4.5.1. Resistencia a compresión.
realizados es de 28.9kg/cm2 el cual es superior al exigido en la normativa nacional 20 kg/cm2
Es
importante
conseguir
una
resistencia
a
Gráfico # 12. Resistencia a compresión. Elaboración: autor.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
Resistencia a flexión.
67
Además de que mayor resistencia a la flexión es la que le da la solidez a la división construida.
La resistencia a la flexión es muy importante en el
La resistencia a la flexión presentada por el panel
panel propuesto debido a que esta especifica la
es de un promedio de 17,5kg/cm2 la cual supera
resistencia a las fuerzas perpendiculares a la
a la de 15 kg/cm2 que exige la normativa
pared construida, las cuales se presentan en el
nacional.
cotidiano uso de los espacios arquitectónicos.
17,5
Gráfico # 13. Resistencia a flexión. Elaboración: autor.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
4.5.2. Aislamiento acústico.
68
sonidos mientras que una porosa (bloque de concreto absorbe entre 18 y 68%)
El nivel de absorción acústica es importante para crear espacios dentro del confort humano, en lo
Siendo la porosidad del panel similar a la del
cual incide la porosidad del material. Un 15% de
ladrillo de cal, por la similitud de los componentes,
absorción sonora se considera un nivel apto para
el panel tendría una absorción sonora de 45% a
el control sonoro.
36%, superior al 15% recomendado
Una superficie lisa (vidrio) absorbe un 2% de los
Gráfico # 14. Aislamiento acústico. Elaboración: autor.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
69
4.5.3. Aislamiento térmico. En la tabla siguiente se demuestra la elevada En el aislamiento térmico influye el área de
resistencia a la transmisión térmica que posee la
aberturas del proyecto, pero parte importante de
cascarilla de arroz, siendo comparable tan solo
la transmisión calórica se efectúa a través de las
con materiales usados para este fin en específico.
paredes.
Esto demuestra que el aislamiento térmico es una de las mejores ventajas que posee el panel propuesto.
Grafico # 15. Aislamiento Térmico. Elaboración: autor.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
4.5.4. Peso específico.
70
En la tabla siguiente se puede apreciar que el peso del panel propuesto supera al de una placa
El peso que presente un material de construcción
de yeso pero es inferior al de una pared de
es importante considerar, ya que representa
ladrillo. Esto demuestra que el usar el panel
carga muerte para la edificación. Además de
propuesto
que su peso incide en la maniobrabilidad del
construcción
material.
específico del mismo.
Gráfico # 16. Peso específico. Elaboración autor.
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puede liviano
generar debido
un al
sistema inferior
de peso
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
71
4.5.5. Hinchamiento.
planificado es un potencial origen de patologías
El hinchamiento de un panel usado en división de
en la construcción.
espacios es importante que sea bajo, ya que el
El panel propuesto muestra un hinchamiento
porcentaje de hinchamiento del mismo ante la
máximo de 4,35% en 24 horas, el cual es un
humedad,
porcentaje bajo comparado con la norma que
dimensiones
determina del
el
elemento
incremento constructivo.
de El
exige un máximo de 20%.
incremento de dimensiones de un elemento constructivo
que
no
haya
sido
previsto
o
Gráfico # 17. Hinchamiento. Elaboración: autor.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
4.5.6. Combustión
72
edificación.
Una baja combustión en los materiales de
El panel propuesto presenta una resistencia al fuego de 60 minutos, lo que confirma la correcta decisión al
construcción es importante para brindar espacios
escoger la cascarilla de arroz, puesto que su baja
seguros, puesto que la baja combustión de los
combustión
materiales usados es una de las más importantes
características, esto además apoyado por la arcilla
determinantes para reducir la gravedad de
considerada ignífuga.
es
cualquier fuego producido dentro de cualquier
Gráfico # 18. Resistencia al fuego. Elaboración: autor.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
una
de
sus
más
destacables
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
4.6.
PROPUESTA DEL PROCESO CONSTRUCTIVO DE UNA PARED.
73
1. Para la construcción de una pared, luego de un replanteo se arma la estructura (track elementos que conforman el perfil externo
El sistema constructivo utilizará la estructura de un
de la estructura y stud en elementos internos
drywall (track y stud), como sostén de los paneles que
al perfil de la estructura.) El armado se lo
formarán un panel sándwich.
realiza
con
tornillo
punta
de
autoperforante de ½ pulgada x 8mm
Foto # 57. Estructura metálica, track y stud. Fuente: autor. Foto # 58. Estructura metálica, uniones. Fuente: autor.
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broca
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
74
Para colocar un tornillo se debe taladrar para realizar un hoyo en la estructura en donde se atornillará asegurando así el panel a la estructura. El tornillo perfora fácilmente el panel pero no la estructura metálica, lo que se puede solucionar martillando el tornillo suavemente de manera de que perfore la estructura y así conseguir atornillar Foto # 59. Estructura metálica, uniones. Fuente: autor.
2. Los
paneles
se
sujetan
con
a través del metal.
tornillo
autoenroscable de cabeza plana para madera de 11/2 pulgada x 6mm
Foto # 61. Fijación de panel. Fuente: autor. Foto # 60. Tornillo autoenroscable. Fuente: autor.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
75
La cabeza plana del tornillo queda a ras con la superficie del panel.
Foto # 62. Fijación de panel. Fuente: autor.
Los tornillos se deben colocar a 1 o 1.5cm del borde del panel para asegurar que se perfore la estructura. Con un total de 8 tornillos se puede colocar un panel colocando uniformemente 2 por lado.
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Foto # 63(a,b) Fijaciones de panel. Fuente: autor.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
76
3. En el caso de algún vano en la pared, este se debe establecer desde el replanteo para poder armar con el stud el perfil del mismo. El corte del panel se lo puede hacer con amoladora
o
con
englateadora
telescópica. 4. El acabado de la pared puede ser el mismo del panel, el cual es ideal para ambientes con carácter rústicos por su apariencia de madera y arcilla. Si se quiere dar a la pared un acabado
Foto # 64. Masilla de cascarilla de arroz. Fuente: autor.
La masilla se coloca con una espátula rellenando la junta.
mate liso se puede empastar directamente sobre el panel, puesto que sus caras son lisas. En este caso la junta entre paneles debe ser tratada con masilla para la que se mezcla: cola, polvo de madera y agua. En este caso el polvo de madera se puede sustituir por cascarilla de arroz molida. Foto # 65. Sellado de junta. Fuente: autor.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
77
De esta manera se oculta la junta entre paneles teniendo un acabado uniforme.
Foto # 66. Sellado de junta. Fuente: autor.
El empaste se lo realiza con espátula extendiendo una capa de 1mm aproximadamente sobre el panel, una vez seque la masilla de la junta. La aplicación de empaste sobre la junta no presenta problema por el sellado previo con masilla.
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Foto # 67(a,b). Empaste de panel. Fuente: autor.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
78
Nota: el panel puede soportar ser clavado, por lo
Pared de acabado liso y apto para pintar y el
que se lo puede usar en drywall con estructura de
acabado mostrando la textura y naturaleza del
madera atornillado o clavado.
panel:
Foto # 68. Fijación con clavo del panel. Fuente: autor.
Clavos sin cabeza dan la posibilidad de ocultarlos rellanando con masilla. A continuación se muestran las posibilidades de acabado del sistema constructivo Foto # 69. Aplicación del en división interior. Foto autor.
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
79
Estructura Metálica (track y stud).- usada en gran parte de los sistemas drywall, la cual es un sistema de soporte de rápida colocación, además permite el tendido de instalaciones en su interior. Tornillos autoperforantes.- estos facilitan la sujeción del panel a la estructura, considerados muy económicos y de muy fácil accesibilidad en el mercado.
Masilla.- la masilla elaborada con la misma fibra vegetal aporta un sellado de junta similar en acabado y características a todo el panel. Empaste.-
en el caso de ser requerido, el
empaste da un acabado liso y apto para pintarse, Foto # 70. Texturas de acabados. Fuente: autor.
4.7.
MATERIALES
Los materiales usados en el proceso constructivo de la pared son de fácil acceso y ampliamente comercializados en el mercado local y nacional.
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además de aportar una protección contra el fuego a un panel que de por sí demuestra tener buena resistencia al fuego.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
4.8.
PRESUPUESTO REFERENCIAL ELABORACION DE PANEL PROPUESTO
ANALISIS COMPARATIVO DE
PRECIOS
UNITARIOS
DEL
80
(U:90X60cm)
PROCESO
CONSTRUCTIVO.
EQUIPO DESCRIPCION
Herramientas manuales
CANTIDAD
TARIFA
REND/HORA
1,00
0,0050
0,500 SUBTOTAL (A)
Para determinar un precio unitario de la
MANO DE OBRA
elaboración de una pared con el panel
DESCRIPCION
propuesto primero se establece el costo
Albañil Peón
CANTIDAD
JORN./HORA
REND. U/H
1 2
2,75 1,87
15,000 15,000
de producción del panel. Los precios y rendimientos establecidos en el análisis se obtuvieron del mismo proceso de experimentación durante la investigación.
SUBTOTAL (B)
C.TOTAL
0,010
0,010 C.TOTAL
0,183 0,249
0,433
MATERIALES DESCRIPCION
Cascarilla de arroz Arcilla Cola Agua Cementina Malla hexagonal Encofrado
UNIDAD
CANTIDAD
m3 m3 cm3 m3 m3 m2 UNIDAD
0,0160 0,0080 750,00 0,0030 0,0008 0,6000 1,0000
P. UNIT.
7,0000 5,0000 0,0012 0,5000 35,0000 1,0000 0,2000 SUBTOTAL ©
C.TOTAL
0,112 0,040 0,900 0,002 0,028 0,600 0,200
1,882
TRANSPORTE DESCRIPCION
UNIDAD
CANTIDAD
C. TRANSP.
C.TOTAL
NN SUBTOTAL (D)
Elaboración autor.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
0,000
COSTO UNITARIO DIRECTO
2,32 0,00
PRECIO CALCULADO EN DÓLARES
2,32
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
81
PRESUPUESTO REFERENCIAL DRYWALL DOBLE CARA CON PANEL PROPUESTO
Los precios y rendimientos establecidos en el análisis son los tomados del análisis de
m2 (e=12cm)
precios de la “Cámara de construcción de
EQUIPO
Loja”.
DESCRIPCION
Herramientas manuales
CANTIDAD
TARIFA
REND/HORA
1,00
0,0060
0,500
El análisis de precio unitario (m2) nos arroja
SUBTOTAL (A)
un precio referencial de $12.50 USD el cual
MANO DE OBRA
es
Albañil Peón
inferior
principales
al
precio
sistemas
unitario
de
constructivos
los de
paredes en la provincia.
JORN./HORA
REND. U/H
1 2
2,75 1,87
4,000 4,000 SUBTOTAL (B)
17.00 USD
Mampostería de bloque:
18.00 USD
Panel con gypsum:
14.45 USD
Panel con fibrocemento
30.91 USD
Ver anexo 4-5-6-7 (Análisis de precios
DESCRIPCION
Panel de fibra Track Stud Tornillo cabeza plana 6mm Tornillo punta de broca 8mm Masilla
0,012 C.TOTAL
0,688 0,935
1,623
UNIDAD
CANTIDAD
P. UNIT.
UNIDAD UNIDAD UNIDAD UNIDAD UNIDAD ml
3,7000 0,6600 0,6600 8,0000 8,0000 0,7500
2,32
1,5 1,3 0,0160 0,0180 0,2000 SUBTOTAL ©
C.TOTAL
8,585 0,990 0,858 0,128 0,144 0,150
10,855
TRANSPORTE DESCRIPCION
UNIDAD
CANTIDAD
C. TRANSP.
C.TOTAL
NN SUBTOTAL (D)
Elaboración autor.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
CANTIDAD
0,012
MATERIALES
Mampostería de ladrillo:
unitarios)
DESCRIPCION
C.TOTAL
0,000
COSTO UNITARIO DIRECTO
12,50
PRECIO CALCULADO EN DÓLARES
12,50
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
CAPITULO V 2.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
82
CONCLUSIONES
La implementación de la fibra vegetal en la elaboración de un panel permite desarrollar
Por
su
accesibilidad,
producción
y
características, la cascarilla de arroz es la
un sistema constructivo liviano.
cascarilla de arroz permite superar una de
fibra con mejores prestaciones para la
las mayores debilidades de la fibra vegetal
fabricación del panel propuesto.
La
dosificación
propuesta
El uso de materiales como arcilla y la
(Cuadro
en
2),
construcción,
el
fuego,
por
su
característica ignifuga.
aunque susceptible de ser mejorada, da como resultado un panel que cumple la
la
La propuesta de un panel de fibra vegetal es económicamente competitiva por su
normativa NTE INEN vigente en el territorio
menor
ecuatoriano.
precio
en
relación
a
sistemas
constructivos tradicionalmente usados. Panel Norma
El
sistema
constructivo
de
divisiones
Resistencia a compresión kg/cm2
28.9
20
interiores con paneles a base de cascarilla
Resistencia a flexión kg/cm2
17.5
15
de arroz es de aporte ecológico por
Hinchamiento %
4.35
20
convertir un residuo agrícola en un recurso
Resistencia al fuego
F60
F60-F30
45-36
15
970
NN
Aislamiento acústico% Peso específico kg/cm3
Cuadro 29. Resumen de especificaciones de panel propuesto. Elaboración autor.
ESCUELA DE ARQUITECTURA
para
la
construcción,
incineración de la cascarilla.
evitando
la
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
83
Con la propuesta del panel se reduce el uso
costos
de cemento en la construcción, aportando
elaborar
a
material
cercanas a los más importantes puntos de
considerado como la segunda industria más
producción arrocera en la provincia de Loja
contaminante en el mundo.
y en el Ecuador.
minimizar
el
uso
de
un
RECOMENDACIONES
Las
características la
a
mejorar
resistencia
seria a
la
compresión y flexión, aunque están dentro de la norma, en comparación a materiales como el ladrillo, gypsum y MDF son similares o inferiores. Entre las opciones mejoramiento
de
estas
para el
características,
están el uso de cabuya en la composición panel
y
de
resinas
con
mejores
características plastificantes que la cola.
En busca de un uso del máximo de la cascarilla disponible, así como el reducir
ESCUELA DE ARQUITECTURA
producción,
los
paneles
se en
recomienda instalaciones
Se recomienda tratar de elaborar una dosificación
principalmente
del
de
del
panel
reduciendo
el
consumo de cementina, que aunque es bajo, lo recomendable es que sea nulo.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
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ESCUELA DE ARQUITECTURA
84
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
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ESCUELA DE ARQUITECTURA
85
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PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
ANEXOS
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
ESCUELA DE ARQUITECTURA
86
CERTIFICADO DE ENSAYO A COMPRESION
ANEXO 1
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
ESCUELA DE ARQUITECTURA
87
CERTIFICADO DE ENSAYO A FLEXION
ANEXO 2
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
ESCUELA DE ARQUITECTURA
88
CERTIFICADO DE ENSAYO A FLEXION
ANEXO 3
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
89
PRESUPUESTO REFERENCIAL MAMPOSTERIA DE LADRILLO 12X8X9 m2
EQUIPO DESCRIPCION
Herramientas manuales
CANTIDAD
TARIFA
REND/HORA
1,00
0,1800
1,000
C.TOTAL
0,180
0,180
SUBTOTAL (A)
MANO DE OBRA DESCRIPCION
Albañil Peón
CANTIDAD
JORN./HORA
REND. U/H
1 1
2,75 1,87
1,000 1,000
C.TOTAL
2,750 1,870
4,620
SUBTOTAL (B)
MATERIALES DESCRIPCION
Ladrillo Mortero arena cemento
UNIDAD
CANTIDAD
P. UNIT.
UNIDAD m3
34,0000 0,0450
0,2000
C.TOTAL
6,800 5,400
120
12,200
SUBTOTAL (C)
TRANSPORTE DESCRIPCION
UNIDAD
CANTIDAD
C. TRANSP.
C.TOTAL
NN
0,000
SUBTOTAL (D)
COSTO UNITARIO DIRECTO COSTOS INDIRECTOS PRECIO CALCULADO EN DÓLARES
ESCUELA DE ARQUITECTURA
17,00 0
0,00 17,00
PRECIO UNITARIO DE MAMPOSTERIA DE LADRILLO
ANEXO 4
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
90
PRESUPUESTO REFERENCIAL MAMPOSTERIA DE BLOQUE ALIVIANADO m2 EQUIPO DESCRIPCION
Herramientas manuales
CANTIDAD
TARIFA
REND/HORA
1,00
0,1800
1,000 SUBTOTAL (A)
C.TOTAL
0,180
0,180
MANO DE OBRA DESCRIPCION
Albañil Peón
CANTIDAD
JORN./HORA
REND. U/H
1 1
2,75 1,87
1,000 1,000 SUBTOTAL (B)
C.TOTAL
2,750 1,870
4,620
MATERIALES DESCRIPCION
Bloque Mortero arena cemento
UNIDAD
CANTIDAD
P. UNIT.
UNIDAD m3
8,0000 0,0700
0,6000
120 SUBTOTAL (C)
C.TOTAL
4,800 8,400
13,200
TRANSPORTE DESCRIPCION
UNIDAD
CANTIDAD
C. TRANSP.
C.TOTAL
NN SUBTOTAL (D)
ESCUELA DE ARQUITECTURA
0,000
COSTO UNITARIO DIRECTO
18,00
PRECIO CALCULADO EN DÓLARES
18,00
PRECIO UNITARIO DE MAMPOSTERIA DE LADRILLO
ANEXO 5
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
91
PRESUPUESTO REFERENCIAL DRYWALL DOBLE CARA CON PANEL GYPSUM m2 (e=12cm)
EQUIPO DESCRIPCION Herramientas manuales
MANO DE OBRA DESCRIPCION Albañil Peon
MATERIALES DESCRIPCION Panel gypsum 12mm Track Stud Tornillo cabeza plana 6mm Tornillo punta de broca 8mm Tratamiento de junta TRANSPORTE DESCRIPCION NN
CANTIDAD 1,00
CANTIDAD 1 2
TARIFA 0,0060
REND/HORA 0,500
C.TOTAL 0,012
SUBTOTAL (A)
0,012
JORN./HORA 2,75 1,87
REND. U/H 4,000 4,000 SUBTOTAL (B)
1,623
UNIDAD UNIDAD UNIDAD UNIDAD UNIDAD UNIDAD m
CANTIDAD 0,6700 0,4500 0,6600 8,0000 8,0000 4,0000
P. UNIT. 8,5500 2,95 2,25 0,0160 0,0180 1,0000 SUBTOTAL (C)
C.TOTAL 5,729 1,328 1,485 0,128 0,144 4,000 12,813
UNIDAD
CANTIDAD
C. TRANSP.
C.TOTAL
SUBTOTAL (D)
0,000
COSTO UNITARIO DIRECTO COSTOS INDIRECTOS PRECIO CALCULADO EN DÓLARES
ESCUELA DE ARQUITECTURA
C.TOTAL 0,688 0,935
0
14,45 0,00 14,45
PRECIO UNITARIO DE DRYWALL CON GYPSUM
ANEXO 6
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
92
PRESUPUESTO REFERENCIAL DRYWALL DOBLE CARA CON PANEL FIBROCEMENTO m2 (e=12cm)
EQUIPO DESCRIPCION
Herramientas manuales
CANTIDAD
TARIFA
REND/HORA
1,00
0,0060
0,500
C.TOTAL
0,012
0,012
SUBTOTAL (A)
MANO DE OBRA DESCRIPCION
Albañil Peon
CANTIDAD
JORN./HORA
REND. U/H
1 2
2,75 1,87
4,000 4,000
C.TOTAL
0,688 0,935
1,623
SUBTOTAL (B)
MATERIALES DESCRIPCION
Panel de fibrocemento 12mm Track Stud Tornillo cabeza plana 6mm Tornillo punta de broca 8mm Tratamiento de junta
UNIDAD
CANTIDAD
P. UNIT.
UNIDAD UNIDAD UNIDAD UNIDAD UNIDAD m
0,6700 0,4500 0,6600 8,0000 8,0000 4,0000
30,1300
C.TOTAL
20,187 1,328 1,485 0,128 0,144 6,000
2,95 2,25 0,0160 0,0180 1,5000 SUBTOTAL (C)
29,272
TRANSPORTE DESCRIPCION
UNIDAD
CANTIDAD
C. TRANSP.
C.TOTAL
0,000
SUBTOTAL (D)
COSTO UNITARIO DIRECTO COSTOS INDIRECTOS PRECIO CALCULADO EN DÓLARES
ESCUELA DE ARQUITECTURA
0
30,91 0,00 30,91
PRECIO UNITARIO DE DRYWALL CON FIBROCEMENTO
ANEXO 7
Panel de fibra vegetal para la división de espacios interiores
Resumen La presente investigación plantea una nueva alternativa constructiva de un muro seco, tomando como base a la fibra vegetal. El proyecto se encaminó al aprovechamiento de las características específicas de cada uno de los componentes del panel, principalmente de la fibra vegetal. El tipo de fibra es la guía del proceso de diseño hacia específicas características técnicas del panel, y su selección está sujeta sus bondades técnicas y disponibilidad que engloba factores como: costo, producción y cercanía de esa producción, costo del tratamiento y manejo de la fibra. Determinado el tipo de fibra, el diseño del panel está sujeto a que la dosificación elegida cumpla con las pruebas técnicas pertinentes (compresión flexión, hinchamiento, resistencia al fuego), realizadas bajo la normativa correspondiente para ensayos determinada por el INEN. El estudio del método constructivo propuesto es de carácter práctico, por tal razón se planteó la construcción de un elemento arquitectónico en donde se puedan poner a prueba las soluciones constructivas (uniones, juntas, anclajes, acabado). Finalmente un análisis comparativo de precios da la certeza de la viabilidad de la propuesta.
Sergio Enrique Reyes Narváez
Titulación de Arquitectura