ESTADO DEL ARTE DE LA CONSTRUCCION CON MATERIAL RECICLABLE DAVID FERNANDO REYES NARANJO YEZITD ANDRÉS CORNEJO MERCHÁN

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1 ESTADO DEL ARTE DE LA CONSTRUCCION CON MATERIAL RECICLABLE DAVID FERNANDO REYES NARANJO YEZITD ANDRÉS CORNEJO MERCHÁN UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2014

2 ESTADO DEL ARTE DE LA CONSTRUCCION CON MATERIAL RECICLABLE DAVID FERNANDO REYES NARANJO YEZITD ANDRÉS CORNEJO MERCHÁN Trabajo de grado para optar al título de Ingeniero Civil Director ÁLVARO ENRIQUE RODRÍGUEZ PÁEZ Ingeniero Civil UNIVERSIDAD CATÓLICA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTÁ D.C. 2014

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4 Nota de aceptación Director de Investigación Ing. Álvaro Enrique Rodríguez Páez Asesor Metodológico Ing. Saieth Cháves Pabón Jurado Bogotá D.C., noviembre de 2014

5 A Dios, por la salud, y aquellos que contribuyeron de manera incondicional para la elaboración de este trabajo de grado. A nuestros padres por todo el apoyo y las oportunidades de estudio otorgadas. Al ingeniero Álvaro Rodríguez por su apoyo constante durante este proceso. David Fernando Yezitd Andrés

6 CONTENIDO INTRODUCCIÓN 14 pág. 1. ESTADO DEL CONOCIMIENTO ANTECEDENTES HISTÓRICOS MATERIALES RECICLABLES El reciclaje Regla de las tres R Reciclar Materiales reciclables Plástico Papel y cartón Metales Vidrio Neumáticos y llantas Residuos vegetales Compostaje Beneficios del reciclaje Clasificación, reutilización y reciclaje de los residuos generados por la industria de la construcción Tipos de residuos generados en la industria de la construcción Construcción sustentable Arquitectura sustentable Criterios de la construcción y arquitectura sustentable MUROS HECHOS CON NEUMÁTICOS Y TIERRA DISEÑO Cimientos Maneras de apilar las llantas Relleno interno de las llantas EJECUCIÓN Forma de la pendiente (amoldamiento) Preparación de los cimientos Apilamiento de las llantas Trabajo de relleno de las llantas Relleno del agujero de las llantas MÉTODO PARA LA ELABORACIÓN DE SUELO CEMENTO Material a tener listo Composición Mezcla Manejo adecuado del agua Fijación de la altura de llantas 26

7 pág. 2.4 MANTENIMIENTO Preparación de las pendientes Apilamiento de llantas Preparación de los cimientos Levantamiento de muros Llenado de llantas Láminas de cartón Llenado de llantas Compactación de la tierra BOMBILLO NATURAL CON BOTELLA PROCESO CONSTRUCTIVO PRIMER PASO PROCESO CONSTRUCTIVO SEGUNDO PASO PROCESO CONSTRUCTIVO TERCER PASO PROCESO CONSTRUCTIVO CUARTO PASO CALENTADOR SOLAR CASERO CON BOTELLAS DE PLÁSTICO (PET) LISTADO DE MATERIALES CONSTRUCCIÓN DEL COLECTOR SOLAR Primer paso Segundo paso Tercer paso Cuarto paso Quinto paso ELABORACIÓN DE LA BASE O CONTENEDOR DEL CALENTADOR CONSTRUCCIÓN DEL TERMO-TANQUE O DEPÓSITO Primer paso Segundo paso Tercer paso IMPULSOR ECOLÓGICO DE AGUA CON BOTELLA DE PET ARIETE HIDRÁULICO FUNCIONAMIENTO DE LA BOMBA DE ARIETE ELEMENTOS DE UNA BOMBA DE ARIETE HIDRÁULICO VENTAJAS DE LA BOMBA DE ARIETE HIDRÁULICO MATERIALES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE UNA BOMBA DE ARIETE PROCESO CONSTRUCTIVO DEL ARIETE HIDRÁULICO Primer paso Segundo paso Tercer paso 51

8 pág Cuarto paso Quinto paso Sexto paso LADRILLOS HECHOS CON BASE EN PAPEL RECICLADO Y ENGRUDO DE ALMIDÓN DE YUCA LISTADO DE MATERIALES CARACTERÍSTICAS APLICABILIDAD DE CADA MATERIAL Cubetas para huevos Papel periódico reciclado Almidón de yuca Vinagre DOSIFICACIÓN DE MATERIALES Preparación de materiales Molienda del papel Preparación del engrudo Mezcla de materiales PROCESO DE ELABORACIÓN DE UNA UNIDAD DE MAMPOSTERÍA O LADRILLO Conformación del ladrillo PROCESO DE ELABORACIÓN DE MUROS CON LADRILLOS HECHOS A BASE DE PAPEL CASAS HECHAS CON SACOS DE ARENA MATERIALES BÁSICOS La tierra Preparación del suelo y contenido de agua Bolsas y tubos Alambre de púas LA CIMENTACIÓN LLENADO DE LAS BOLSAS MUROS APERTURA DE HUECOS INSTALACIONES CUBIERTAS ACABADOS BIODIGESTORES O PLANTAS DE BIOGAS TIPOS DE DIGESTORES Sistema hindú Ventajas Desventajas Sistema chino 84

9 pág Ventajas Desventajas Sistema Taiwán Ventajas Desventajas CONSTRUCCIÓN DE UN BIODIGESTOR Montaje de un biodigestor tipo Taiwán Doble capa de plástico Salida del biogás Tubos de entrada y de salida Amarre de la entrada y salida INSTALACIÓN DEL BIODIGESTOR Introducción en la zanja Niveles de salida y lodo MÉTODOS DE CARGA Tipo Batch Tipo de carga continua PRODUCCIÓN Y CONDUCCIÓN DEL BIOGÁS CONCLUSIONES 96 BIBLIOGRAFÍA 97

10 LISTA DE TABLAS pág. Tabla 1. Listado De Cantidades Para Esta Obra 32 Tabla 2. Materiales para la fabricación del ariete hidráulico 50 Tabla 3. Masa de los ingredientes del engrudo 58 Tabla 4. Dosificación del aglutinante y material a aglutinar 60

11 LISTA DE FIGURAS pág. Figura 1. Vista frontal Apilado de las llantas de forma piramidal para darle estabilidad a la estructura 23 Figura 2. Vista seccional lateral 24 Figura 3. Diferentes tipos de pisones 24 Figura 4. Anclaje de barras de acero 26 Figura 5. Antes de la construcción en la escuela Emanuel 27 Figura 6. Excavación de la pendiente 27 Figura 7. Figuraciones de la pendiente 28 Figura 8. Finalización del cuarto nivel de llantas 28 Figura 9. Trabajo de colocación de rocas dentro de las llantas 29 Figura 10. Compactación de la mezcla de suelo cemento 29 Figura 11. Compactación en medio de las llantas y la pendiente 30 Figura 12. Tapa hecha para la última fila de llantas 30 Figura 13. Aspecto final de la obra 31 Figura 14. Cimiento de una Earthship 33 Figura 15. Muro de Earthship 34 Figura 16. Aspecto final de muro de Earthship 34 Figura 17. Láminas de cartón dentro de la llanta 35 Figura 18. Llenado de las llantas 35 Figura 19. Compactación del relleno de las llantas 36 Figura 20. Bombillo de luz natural 37 Figura 21. Llenado de botella 38 Figura 22. Sellamiento de botella 39 Figura 23. Corte de orificio 39 Figura 24. Funcionamiento de la luz natural 40 Figura 25. Recolección de botellas 42 Figura 26. Limpieza de botellas 43 Figura 27. Perforación del envase 43 Figura 28. Recomendación para la perforación del envase 44 Figura 29. Configuración de cada botella 44 Figura 30. Ajustar el tamaño del orificio 45 Figura 31. Configuración del radiador de botellas 45 Figura 32. Configuración de la base del calentador 46 Figura 33. Configuración del calentador 47 Figura 34. Configuración de vivienda con sistema de calentador de agua con energía solar 47 Figura 35. Funcionamiento de un ariete hidráulico 49 Figura 36. Elementos de una bomba de ariete hidráulico 49 Figura 37. Configuración final para la construcción de una bomba de ariete hidráulico 53

12 pág. Figura 38. Casa ecológica, construida con ladrillos hechos a base de papel 54 Figura 39. Ensayo de módulo de rotura sobre viga 55 Figura 40. Cubeta para huevos 56 Figura 41. Almidón de yuca 57 Figura 42. Aspecto final del papel triturado y molido 58 Figura 43. Proceso de preparación del engrudo 59 Figura 44. Proceso de elaboración del aglomerado 60 Figura 45. Detalles de la formaleta, acople y autocompresionante 61 Figura 46. Configuración final de parte de un muro con ladrillos hechos a base de papel 62 Figura 47. Usando Earthbag, cimientos y paredes se puede construir una vivienda media suficiente para vivir cómodamente. 63 Figura 48. Prueba de frascos para muestras de suelos. 65 Figura 49. Prueba de frascos para muestras de suelos. 66 Figura 50. Tipo de bolsas para usar en Earthbag 67 Figura 51. Ubicación del terreno de la obra, marcación de límites y centro con una estaca. 68 Figura 52. Configuración de la cimentación de la vivienda 68 Figura 53. Configuración inicial del hueco de cimentación 69 Figura 54. Proceso de llenado del hueco de cimentación con arena y posterior apisonado 69 Figura 55. Configuración de cimentación realizada con neumáticos usados. 70 Figura 56. Embudo o balde para proceso de llenado de una bolsa 70 Figura 57. Proceso de apisonado de las bolsas rellenas de tierra 71 Figura 58. Aseguramiento y doblado de los bordes de las bolsas 71 Figura 59. Ejemplos de uso de bolsas rellenas de tierra como cerramiento 72 Figura 60. Configuración de cada hilada hecha con bolsas rellenas de tierra 73 Figura 61. Configuración esperada de un muro de bolsa con base dura 73 Figura 62. Distribución del alambre sobre una bolsa rellena de tierra 74 Figura 63. Varillas de acero corrugado 74 Figura 64. Apertura de huecos para una puerta 75 Figura 65. Disposición de encofrado para ventanas circulares 75 Figura 66. Configuración de una ventana tradicional con dintel de madera 76 Figura 67. Detalle de colocación de anclajes para hacer huecos 76 Figura 68. Distribución de anclajes cada 50 cm 77 Figura 69. Ejemplo de aberturas superiores en cubierta de vivienda hecha con bolsas rellenas con tierra 78

13 pág. Figura 70. Distribución de tubo entre las hiladas de bolsas para dejar espacio a las instalaciones necesarias 78 Figura 71. Distribución de las bolas rellenas con tierra para construir una cubierta en forma de cono 79 Figura 72. Tipología tradicional de cubierta sobre sistema de pórticos 80 Figura 73. Configuración final de una cubierta tradicional sobre una casa hecha con bolsas rellenas de tierra 80 Figura 74. Proceso de revestimiento de la vivienda con mortero de cemento 81 Figura 75. Proceso de pintado de fachada de casa hecha con Earthbag 81 Figura 76. Biodigestor tipo Hindú 82 Figura 77. Biodigestor tipo Chino 85 Figura 78. Biodigestor tipo Taiwán 86 Figura 79. Configuración doble capa de plástico 88 Figura 80. Pasa muros sobre el corte de las dos capas de plástico 89 Figura 81. Protección de la boca del tubo 90 Figura 82. Amarre de los tubos 91 Figura 83. Introducción en la zanja 92 Figura 84. Configuración de las tuberias de entrada y de salida 93 Figura 85. Línea de conducción para una instalación típica 95

14 INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se habla sobre la aplicación de los materiales denominados reciclables como reemplazo de algunos convencionales en la construcción, intentando dar variedad de ejemplos que demuestren no solo su viabilidad técnica (resistencia estructural, periodo de vida, facilidad de fabricación, entre otros), sino también económica. Para esto trataremos a sobre cada uno los diferentes elementos reciclables 1 que pueden ser aprovechados, y su implementación como materiales de construcción ofreciendo características similares, iguales o mejores que los materiales comúnmente usados. También se considera el proceso constructivo que se pueden llevar a cabo con estos componentes, sin dejar de tener en cuenta los diversos factores que pueden llegar a influir tales como las condiciones que presente el área a intervenir, la situación económica de la región, el clima, el periodo de vida útil de los distintos tipos de materiales y la disponibilidad de los mismos entre otros. Cabe resaltar, que las prácticas de reciclaje y reutilización a partir de la recuperación de materiales y componentes constructivos son eficientes desde el punto de vista ecológico, pero también desde el punto de vista económico, ya que la recuperación de materiales puede ser el punto de partida para generar un mercado alternativo de productos, que por haber sido utilizados anteriormente, resulten más económicos. La ventaja económica también se obtiene a causa de reintroducir los desechos en el ciclo industrial comercial; así, los materiales reciclados resultan normalmente más baratos no por su precio en sí, sino porque el constructor no ha tenido que pagar por deshacerse de él y luego pagar por conseguir algo similar para la obra a realizar. Por último, se considera importante tener en cuenta que en las obras civiles no solo se recuperan materiales y residuos de construcción y demolición, sino también componentes constructivos, como puertas, ventanas, vigas, artefactos sanitarios, revestimientos, tejas, ladrillos y otros materiales similares que puedan ser reutilizados sin la necesidad de su procesamiento previo. Además, se ha comenzado a estudiar la posibilidad del aprovechamiento de los envases de los materiales de construcción, ya que tienen una gran incidencia en la producción de residuos de obras de construcción. 1 CORTINA RAMÍREZ, José Manuel. Guía para el manejo de residuos sólidos generados en la industria de la construcción [en línea]. Puebla: La empresa [citado 31 de julio, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 14

15 1. ESTADO DEL CONOCIMIENTO Antes de comenzar la metodología correspondiente al estado del arte de la construcción sostenible, es preciso describir los antecedentes que se tienen sobre esta temática que con el pasar de los años ha tomado mayor importancia, dado a que hoy en día más que una opción es una necesidad estar involucrado en el campo de la construcción sostenible, teniendo en cuenta que no solamente logramos un beneficio sujeto a factores tanto técnicos como económicos, sino también se realiza una gran contribución al medio ambiente a través de una Buena reutilización de los recursos disponibles. 1.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS Desde la aparición de las primeras civilizaciones, los residuos de la actividad humana o basura, han sido un problema que ha ido incrementándose, lo cual a lo largo de la historia, ha presentado inconvenientes como enfermedades, contaminación y empeoramiento de las condiciones de vida de algunas comunidades, no solo humanas sino también de otras especies. Debido a esto el hombre ha intentado idear diversas soluciones para aminorar, y en algunos casos eliminar la producción de desperdicios; Gracias a la conciencia ambiental que ha ido aumentando en las nuevas generaciones de profesionales, se han mejorado los procesos de desarrollo de diferentes trabajos, haciendo que los mismos sean más eficientes reduciendo la emisión de agentes nocivos parar el medio ambiente y la salud pública. Una de las mejores soluciones que se han planteado para mermar el impacto ambiental, ha sido el reciclaje proceso por el cual se recolecta los materiales de uso común y se transforman para el mismo u otro uso, evitando incurrir a usar más materia prima. Aunque las obras de ingeniería presentan grandes beneficios para la sociedad, sí no se realizan controles o estudios previos con respecto a la posible degradación del medio ambiente, se podría llegar a generar más dificultades en vez de ganancias; Es por esto que actualmente se ha intentado incluir nuevos componentes y técnicas más amigables con la naturaleza, o en su defecto reutilizar los convencionales tratando de menguar los efectos dañinos en su utilización. Uno de los objetos de uso ordinario son los envases PET (polietileno tereftalato), los cuales exponen, un creciente peligro para el medio ambiente, aunque tienen como ventaja ser reciclables. Este atributo ha permitido su implementación para la construcción de cerramientos, ya que si es rellenado con un material adecuado, tiene características similares a las de un bloque o ladrillo, adicionando como posible ventaja un costo inferior de fabricación en comparación a los últimos. 15

16 Finalmente es importante mencionar la utilidad del uso de productos reciclables en la edificación, ya que estos pueden proporcionar una disminución de los costos de obra, y así incentivar la fabricación de viviendas u otros inmuebles para comunidades de bajos recursos, mejorando su calidad de vida. 1.2 MATERIALES RECICLABLES El reciclaje. El reciclaje consiste en aprovechar los materiales u objetos que la sociedad de consumo ha descartado. Por considerarlos inútiles, es decir, darle un nuevo valor a lo descartado a fin de que pueda ser reutilizado en la fabricación o preparación de nuevos productos, que no tienen por qué parecerse ni en forma ni aplicación al producto original. 2 Por medio del reciclaje se pueden economizar recursos directos, los cuales son materias primas, y recursos indirectos, que pueden ser agua y energía entre otros, además de contribuir a descontaminar el medio ambiente. La necesidad de reciclar surge de la mano del consumismo desenfrenado del último siglo. Los profundos cambios sociales que ha producido la Revolución Industrial han afectado directamente al estilo de vida, sobre todo al occidental y a la forma en que consumimos. Con la incorporación de la mujer al mercado laboral y los subsiguientes cambios en la familia tradicional, han surgido toda una variedad de productos elaborados y diseñados para el consumo individual Regla de las tres R. El reciclaje se basa en la estrategia de las 3R: Reducir Reutilizar Reciclar Reciclar. Reciclar es el proceso por el cual los productos de desecho son reutilizados, con el fin de recuperar de forma directa o indirecta, algunos componentes que contienen los residuos de la actividad humana. Es volver a utilizar objetos, con el mismo fin o para transformarlos en otros nuevos, es aprovechar los elementos que la sociedad ha descartado, por considerarlos inútiles, después de su uso; Es decir es darle un nuevo valor a lo desechado con el fin de que puedan ser usados para la preparación o fabricación de nuevos productos. 2 RED ESCOLAR NACIONAL. Qué es el reciclaje? [En línea]. Venezuela: La empresa [Citado el 31 de julio de 2014]. Disponible en Internet: < 3 INSPIRACTION. Qué es el reciclaje. [En línea]. España: La empresa [Citado el 31 de julio de 2014]. Disponible en Internet: < 16

17 1.2.4 Materiales reciclables. Cada material necesita un método diferente de preparación y clasificación. Lo más importante es que se encuentre limpio de otras sustancias y elementos que puedan perjudicar el proceso o la calidad del mismo. Estos son algunos materiales reciclables que pueden ser usados en la construcción Plástico. El plástico se usa en la fabricación de elementos de uso cotidiano, tales como empaques de alimentos y bebidas. Plásticos representan más del 12 % de la cantidad de residuos sólidos urbanos, un aumento espectacular desde 1960, cuando los plásticos fueron menos del 1% del flujo de residuos. 4 Los plásticos se clasifican, de acuerdo a su tipo de resina. Después de clasificarlos se trituran y se eliminan las impurezas, luego se funde y se generan esferas que sirven para generar nuevos elementos Papel y cartón. Debido a que los productos de papel y cartón representan la mayor parte de nuestro flujo de residuos sólidos (es decir, basura). En 2010, los productos de papel y cartón representaron cerca de 71 millones de toneladas (o el 29%) de todos los materiales en el centro de basuras municipal. A través de los siglos, el papel se ha hecho de una gran variedad de materiales como el algodón, la paja de trigo, residuos de caña de azúcar, lino, bambú, madera, trapos de lino y cáñamo. Independientemente de la fuente utilizada, se necesita fibra para hacer papel. Hoy en día la fibra proviene principalmente de dos fuentes: la madera y los productos de papel reciclado Metales. El metal que más se recicla es el aluminio, el cual se encuentra en latas de bebidas. Los residuos sólidos urbanos son el mayor componente de la chatarra de aluminio procesado, con la mayoría de la chatarra dichos residuos son re fabricados de nuevo en latas de aluminio. Como el aluminio puede ser fácilmente reciclado, ha sido posible reducir la cantidad de materia prima necesaria para fabricar el mismo producto. Los datos de la Asociación del Aluminio muestran la reducción del peso de las latas de aluminio en 2010, de una libra de aluminio pueden generarse 34 latas, muy por encima del total de 22 latas en Vidrio. Durante siglos el vidrio ha servido como envase universal, no solo de bebidas, sino también de alimentos, cualquier vidrio puede ser reciclado de 4 RECICLAJE DE PLÁSTICO. [En línea]. Estados Unidos. [Citado el 31 de julio de 2014]. Disponible en Internet: <URL: 17

18 forma directa e indirecta, lo cual lo hace un material muy versátil para la construcción auto sostenible. El vidrio es un material que por sus características es fácilmente recuperable; especialmente el envase de vidrio ya que este es 100 % reciclable, es decir, que a partir de un envase utilizado, puede fabricarse uno nuevo que puede tener las mismas características del primero. Los envases de vidrios retornables y no retornables también se reutilizan como el resto de otras basuras. Este ciclo puede repetirse hasta 20 ó 30 veces, en función del contenido y de la resistencia del vidrio. En el proceso de fabricación del vidrio se utiliza más cantidad de material del necesario, para dotarles de mayor resistencia y poder hacer más rotaciones, antes de que finalice su ciclo de vida y puedan ser reciclados. Desperdicios de vidrio de alta calidad puede ser utilizado para abrasivos, agregados de sustitución, la fabricación de bolas, aplicaciones decorativas, fibra de vidrio y en el trabajo del metal de fundición, entre otros. Desperdicios de vidrio de baja calidad se utilizan cada vez más en aplicaciones secundarias, tales como en la fabricación de aislamiento de fibra de vidrio, otros agregados, perlas reflectantes de seguridad, y azulejos decorativos Neumáticos y llantas. La reutilización de llantas usadas es un problema ambiental cuando ya no es posible seguirlas usando y se consideran basura, que se almacena en casas, se deposita en tiraderos clandestinos y se tira en la vía pública. Se convierten en refugio de plagas, roedores e insectos vectores de enfermedades, además constituyen un riesgo para el entorno y la salud humana, peligro que se incrementa ante la posibilidad de un incendio. Solo en Bogotá son desechadas cada año más de dos millones de llantas cada año, lo cual presenta un peligro ambiental muy grave, del cual el 20% de estas son recicladas Residuos vegetales. Para hacer compost, se pueden aprovechar los residuos vegetales del jardín y de la cocina; Pero no solo los residuos orgánicos se usan para generar composta, elementos como la paja son una buena alternativa para la construcción de cubiertas en casas y muros divisorios entre otros Compostaje. El compostaje es el reciclaje de materias orgánicas, cuyo resultado es un producto denominado compost. 5 EL RECICLAJE [en línea]. Estados Unidos [citado el 7 de septiembre de 2014]. Disponible en iinternet: <URL: 18

19 El compostaje es una descomposición biológica aeróbica de los residuos naturales de manera controlada. Se puede obtener compost a partir de cualquier desecho orgánico, como basuras domésticas, restos de cultivos y lodos de depuradoras. Esta transformación se lleva a cabo en cualquier casa mediante un compostador, sin ningún tipo de mecanismo, ningún motor ni ningún gasto de mantenimiento. La basura diaria que se genera en los hogares contiene un 40% de materia orgánica, que puede ser reciclada y retornada a la tierra en forma de humus para las plantas y cultivos. De cada 100kg de basura orgánica se obtienen 30 kg de compost Beneficios del reciclaje. Algunas de las ventajas que pueden proporcionar el reciclaje son: El Reciclaje protege y amplía empleos de fabricación y el aumento de la competitividad: El reciclaje puede proporcionar una fuente de empleos para una comunidad, ya que se pueden organizar empresas dedicadas a esta labor, aumentando la competitividad de una nación. Reduce la necesidad de vertederos y del proceso de incineración: Debido a que una cantidad considerable de residuos se pueden reciclar, sí esta labor se realiza de manera concienzuda, se podrían reducir las áreas destinadas a vertederos y al proceso de incineración usado para reducir la basura. Evita la contaminación causada por la fabricación de productos de materiales vírgenes: Al reciclar algunos elementos considerados desechos, podemos evitar incurrir a la fabricación de nuevos elementos y de esta forma contaminar el medio ambiente debido al consumo de los recursos naturales. Ahorro energía: Al evitar la producción de nuevos elementos, se puede disminuir el consumo de energía. Reduce las emisiones de Gases de efecto invernadero que contribuyen al cambio climático y global: Otra ventaja de reducir la producción de diversos elementos es la reducción de gases que generan el deterioro de la capa de ozono. Ahorra en Recursos naturales como son el uso de la madera, el agua y los minerales Clasificación, reutilización y reciclaje de los residuos generados por la industria de la construcción. Los materiales utilizados en la construcción pueden diferenciarse según su condición en: reciclables y/o reutilizables los cuales pueden 6 QUÉ ES EL COMPOSTAJE [en línea]. España [Citado el 7 de septiembre del 2014]. Disponible en Internet <URL: 19

20 ser metales, maderas, y otro materiales de origen vegetal, vidrios, telas, plásticos, papeles y cartones; En exclusivamente reutilizables, como por ejemplo los materiales pétreos ya sean naturales o artificiales, a los cuales solo se somete a procesos de trituración para ser utilizados como inertes en el concreto, relleno de terrenos entre otros; Y por último los reutilizables que se diferencian por estar mezclados con otros materiales, como por ejemplo morteros Tipos de residuos generados en la industria de la construcción. Los residuos de construcción son una variada serie de materiales generados en actividades de construcción y demolición, los cuales varían de forma importante dependiendo de aspectos como el tipo de actividad que los origina y el tipo de construcción o demolición de que se trate. De acuerdo a los datos obtenidos en la empresa de Concretos Reciclados S.A de C.V, se puede considerar de forma general que los residuos de la industria de la construcción están constituidos por concreto en un 20%, material de albañilería en un 50%, asfalto 10% y otros materiales 20% Construcción sustentable. La construcción sustentable es una manera de satisfacer las necesidades de vivienda e infraestructura del presente sin comprometer el bienestar de las generaciones futuras y satisfacer requerimientos venideros. Lo anterior refleja el programa de las naciones unidas para el medio ambiente (PNUMA) de la construcción sostenible. La construcción sustentable implica cuestiones tales como el diseño, administración de edificaciones, construcción, rendimiento de materiales y uso de recursos. La construcción sustentable representa una manera radicalmente diferente de pensar: requiere de una forma de pensamiento que va mucho más allá de la disciplina de una ciencia exacta. Requiere de una combinación de experiencia en arquitectura, ingeniería y construcción adquirida al paso de los siglos, con la exploración innovadora de nuevos enfoques a fin de satisfacer las demandas de generaciones futuras. La construcción sustentable fusiona la experiencia con el afán de explorar nuevos horizontes. Depende de la experiencia práctica y de la investigación. 8 7 CORTINA RAMÍREZ, José Manuel. Guía para el manejo de residuos sólidos generados en la industria de la construcción [en línea]. Puebla: La empresa [citado 31 de julio, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 8 QUÉ ES LA CONSTRUCCIÓN SOSTENIBLE? [En línea]. Ecuador. [Citado el 7 de septiembre de 2014]. Disponible en Internet: <URL: 20

21 Dependiendo del contexto la construcción sustentable debe combinar la aplicación de diferentes métodos de ingeniería y el uso de nuevos materiales con respecto a la sociedad y el medio ambiente. Una diversidad de enfoques, que involucren elementos ecológicos, económicos y estéticos, para que del mismo modo sean viables como alternativa a los procesos tradicionales Arquitectura sustentable. La arquitectura sostenible es aquella que concibe diseños que optimizan los recursos naturales, de tal forma que minimice el impacto ambiental y habitacional Criterios de la construcción y arquitectura sustentable. Los siguientes son criterios que hacen la construcción y arquitectura sustentable: La salud y ecología del lugar. El sol, el ahorro energético y utilización de energías renovables. La utilización de materiales naturales. El reciclaje y la gestión racional del agua. La minimización de la contaminación. Utilización de tecnologías adaptables a la zona. Optimización de procesos para reducir costos económicos. 21

22 2. MUROS HECHOS CON NEUMÁTICOS Y TIERRA La fabricación masiva de neumáticos y la dificultad para deshacernos de ellos una vez usados, constituyen uno de los principales problemas medioambientales de los últimos tiempos en todo el mundo. La producción de estos elementos, requiere mucha energía, por ejemplo para crear una sola llanta de camión es necesario medio barril de petróleo crudo. Adicionalmente si estas no son manejadas adecuadamente, pueden producir contaminación ambiental al generarse botaderos improvisados y no controlados. La importancia del manejo de estos residuos es elevada debido a: Su baja degradabilidad. Ocupan un espacio considerable, debido al volumen que le confiere su forma y escasa densidad. Por ser elásticos, son difíciles de compactar. Es por esto que se ha buscado una forma viable de reutilizar estos elementos que una vez prestado su servicio inicial, presentan un gran inconveniente para el medioambiente. Gracias a sus propiedades y forma, las llantas se han podido usar como un material que forma parte en la construcción de muros de casas y principalmente muros de contención. A continuación se explica el método para que de forma comunitaria se pueda construir un muro de contención a partir de llantas usadas. Como referencia esta guía forma parte del proyecto BOSAI DE JICA (proyecto de fortalecimiento de desarrollo de capacidades para la gestión de desastres en América central). La obra se llevó a cabo en la escuela primaria Emanuel en la colonia La Canaan en la ciudad de Tegucigalpa en Honduras. El continente Americano en general es muy propenso a deslizamientos, derrumbes o desprendimientos, debido a las características de sus suelos y su geomorfología, sobre todo en la época lluviosa. Estos fenómenos cusan grandes pérdidas y daños. Existen diversas obras de mitigación de estos portentos, las cuales pueden ser de grande, mediana o pequeña planeación y con técnicas avanzadas o tecnológicas; Este método es para un proyecto sencillo, con el fin de que la comunidad pueda llevarlo a cabo sin complicaciones y fácil de entender. El objetivo de esta obra es proteger terrenos inclinados. El muro posee una estructura capas de prevenir la erosión y aguantar la carga del terreno. Una 22

23 consideración importante es que se pueden usar llantas de diversos tamaños y levantar un muro de hasta 2 metros de alto. Es importante aclarar que es necesario recurrir a técnicas tradicionales en alguna parte de la construcción como alternativa segura en algunos casos (para esto es necesario la aprobación de un ingeniero o un técnico calificado). 2.1 DISEÑO Cimientos. Se debe cavar 20 cm de la superficie, rellenar con 10 cm de grava, distribuirlo uniformemente para luego compactarlo firmemente. En caso de que los cimientos sean poco sólidos, será necesario fundir una losa de concreto (consultando antes a un técnico o ingeniero). Arriba de la grava compactada se coloca la primera fila de llantas y se deja enterrada aproximadamente 10 cm, esto se hace con el fin de evitar la erosión que puede ser causada por la lluvia Maneras de apilar las llantas. Las llantas se apilan desplazando hacia la pendiente de 5cm a 10 cm con respecto a la fila de llantas colocada abajo (ver figura 1 y 2). Figura 1. Vista frontal Apilado de las llantas de forma piramidal para darle estabilidad a la estructura. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 23

24 Figura 2. Vista seccional lateral. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Relleno interno de las llantas. Se llena el interior de las llantas con piedras para darles suficiente peso. El agujero de la llanta se rellena como lo que llamaremos suelo cemento, lo cual es una mezcla de tierra y cemento, para evitar al máximo que el agua de la lluvia erosione la estructura. La fórmula precisa del suelo cemento es: Por cada 1 mezclar 100 Kg de cemento. de tierra, se deben Compactación del suelo cemento. La compactación del suelo cemento se debe hacer firmemente con un pisón (ver figura3). Figura 3. Diferentes tipos de pisones. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: EJECUCIÓN Forma de la pendiente (amoldamiento). El muro a proteger deberá tener más o menos la forma de la pendiente a proteger (Ver figura 9) Preparación de los cimientos. Como se mencionó anteriormente, desde la superficie se escava 20 cm, se rellenan 10 cm con grava y se compacta firmemente. El peso ideal del compactador o Pisón debe ser superior a los10 Kg, y 24

25 cada lugar debe ser compactado más de 5 veces y se repetirá el proceso en donde sea necesario Apilamiento de las llantas. Hay que apilar las llantas tal y como parece en las figura 1 y 2. La primera fila de llantas se coloca a nivel (sobre la superficie del cimiento previamente escavado y compactado). La tierra que se había escavado, se deposita nuevamente tras la fila de llantas y se compacta nuevamente más de 5 veces en cada lugar (ver figura 11) Trabajo de relleno de las llantas. Se rellenan firmemente las llantas con piedras, bloques de concreto o madera, si las llantas no se rellenan de manera adecuada, la fila que quede encima hundirá la de abajo, es por esto que es importante no dejar ningún espacio abierto al rellenar los neumáticos (ver figura 9) Relleno del agujero de las llantas. Se produce una mezcla de suelo cemento, se transporta con la carreta y se vacía 15 cm de la mezcla para posteriormente compactarla. Cada vez que sea necesario compactar es necesario compactar más de 5 veces el mismo lugar. Se repite la operación hasta llegar a la superficie del agujero de la llanta. Se hace necesario esparcir agua en las capas a compactar para facilitar el proceso y lograr un mejor resultado (ver Figura 10). 2.3 MÉTODO PARA LA ELABORACIÓN DE SUELO CEMENTO Material a tener listo. Cemento, suelo o tierra (preferiblemente el que se encuentre cerca de la zona de construcción), agua, a tierra que se va a utilizar, no debe tener contenido vegetal, para esto es necesario removerle las raíces, hojas y demás material orgánico Composición. Tierra: 100 litros (5 cubetas de 20 litros), cemento: 10 kg, Agua: Al tanteo; Bien mezclado los elemento anteriormente nombrados conforman lo que llamaremos un BATCH Mezcla. Se mezclan 10 Kg de cemento y 100 litros de tierra haciendo el uso de palas, hasta que no se distinga el polvo del cemento. Mientras se mezcla se rocía agua dentro de la mezcla, se debe controlar la cantidad de agua; Si se agrega poca agua, el cemento no se adhiere y si se aplica mucha la mezcla será difícil de compactar Manejo adecuado del agua. La manera de revisar si se está rociando la cantidad de agua adecuada, es tomar en la mano un poco de suelo cemento y apretar firmemente. Si la figura de los dedos queda marcada y escurre agua de la muestra, la mezcla posee demasiada agua; Ahora bien si apretamos la mezcla y esta se desmorona, significa que tiene poca agua. Si se hace la misma prueba y 25

26 no derrama agua y tampoco se desmorona, se puede decir que la mezcla tiene la cantidad optima de agua Fijación de la altura de llantas. En caso de considerar insegura la altura del muro, se pueden anclar o enterrar varillas de acero de diámetro 0.5 pulgadas (ver figura 4). Figura 4. Anclaje de barras de acero. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Para que las varillas no se oxiden al momento de quedar enterradas, se rellena la última fila de llantas con 10 cm de concreto o mortero. 2.4 MANTENIMIENTO Cada año al finalizar la temporada de lluvias, es importante revisar los puntos expuestos abajo y de ser necesario darles un mantenimiento adecuado. Revisar que las llantas no hayan cambiado de posición. Revisar que los cimientos no hayan recibido daños ocasionados por el agua. Revisar que el relleno detrás de las llantas no tenga nada irregular. Revisar que el suelo cemento de rellenos de las llantas no esté levantado. 26

27 Figura 5. Antes de la construcción en la escuela Emanuel. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Figura 6. Excavación de la pendiente. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 27

28 Figura 7. Figuraciones de la pendiente. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Figura 8. Finalización del cuarto nivel de llantas. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 28

29 Figura 9. Trabajo de colocación de rocas dentro de las llantas. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Figura 10. Compactación de la mezcla de suelo cemento. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 29

30 Figura 11. Compactación en medio de las llantas y la pendiente. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Figura 12. Tapa hecha para la última fila de llantas. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 30

31 Figura 13. Aspecto final de la obra. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 31

32 Tabla 1. Listado de cantidades para esta obra. Fuente: GUÍA DE CONSTRUCCIÓN de muro de contención con llantas usadas [en línea]. Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Esta es una de las aplicaciones para las llantas desechadas en la construcción, pero no es la única, con base al mismo principio de los muros de contención hechos con neumáticos, en la actualidad se están realizando las llamadas Earthships o naves terrestres, las cuales son viviendas semienterradas para aprovechar las ventajas de este método. 32

33 A continuación se explica el método para construir los muros de una casa con llantas usadas (Earthship). 2.5 EARTHSHIP Preparación de las pendientes. Se prepara las pendientes de los terrenos de la misma forma como se hizo con el muro de contención Apilamiento de llantas. Los muros curvos son más fuertes, pero luego será más difícil colocar la cubierta Preparación de los cimientos. Los cimientos de la vivienda, se pueden construir de la misma forma que en el muro de contención, pero se recomienda realizar una placa de cimentación tradicional (Concreto armado) para brindar mejor estabilidad a la estructura, la cual va a tener una altura mayor. Figura 14. Cimiento de una Earthship. Fuente: MUROS DE UNA CASA CON LLANTAS USADAS (Earthship). Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Levantamiento de muros. Las siguientes filas de llantas se posicionan de manera que el centro de cada neumático quede en la parte en que se unen dos neumáticos de la fila de abajo, lo cual hará que le muro sea más resistente. (Se pueden enterrar elementos verticales en la unión entre las llantas para brindar mayor estabilidad al muro) (Ver figura 15). Es necesario anclar las ruedas mediante varias de la misma forma que en el muro de contención. Este proceso se repite, hasta conseguir la altura desaseada del muro, la fila final se termina con una capa de mortero para proteger el relleno de las llantas. 33

34 Figura 15. Muro de Earthship. Fuente: MUROS DE UNA CASA CON LLANTAS USADAS (Earthship). Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Figura 16. Aspecto final de muro de Earthship. Fuente: MUROS DE UNA CASA CON LLANTAS USADAS (Earthship). Bogotá [citado15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Llenado de llantas. Para la construcción de una Earthship, no es necesario rellenar las llantas con la mezcla de suelo cemento nombrada anteriormente, estas también pueden ser llenadas con tierra y compactada de la siguiente manera. 34

35 Láminas de cartón. Se cortan láminas de cartón aproximadamente del diámetro de las llantas y se empujan dentro del neumático, con el fin de evitar que la tierra suelta se hunda hacia el fondo al momento de ser apisonada. Figura 17. Láminas de cartón dentro de la llanta. Fuente: MUROS DE UNA CASA CON LLANTAS USADAS (Earthship). Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: Llenado de llantas. Se procede a llenar de tierra las llantas lo mejor posible sin dejar espacios vacíos, para esto se levantan los laterales de la llanta y se introduce manualmente el material como se ve en la imagen. Figura 18. Llenado de las llantas. Fuente: MUROS DE UNA CASA CON LLANTAS USADAS (Earthship). Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 35

36 Compactación de la tierra. Finalmente se compacta la tierra dando más de cinco golpes en cada lugar alrededor de la superficie de la misma. Figura 19. Compactación del relleno de las llantas. Fuente: MUROS DE UNA CASA CON LLANTAS USADAS (Earthship). Bogotá [citado 15 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: 36

37 3. BOMBILLO NATURAL CON BOTELLA Para una gran porción de la población mundial, una botella de plástico vacía se considera como un material inútil o basura, o que simplemente servirá para re envasar algún líquido y nada más. Realmente, este tipo de botellas denominadas PET (Politereftalato de etileno) aportan una gran resistencia a la degradación por impacto y resistencia a la tensión, sin olvidar que también cuentan con propiedades barrera de buena resistencia química, por lo que no solamente contribuyen a la construcción sostenible para fabricar los denominados Eco- Ladrillos (Botellas PET rellenas de arcilla) sino también se constituyen como la solución a un problema de iluminación a muy bajo costo. Figura 20. Bombillo de luz natural. Fuente: LA BOTELLA QUE ILUMINA AL MUNDO. Bogotá [citado16 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: La idea surgió en el año 2002 gracias a un mecánico de Brasil llamado Alfredo Mosed, quien cansado de los frecuentes apagones que afectaban su pueblo natal, decidió ingeniárselas para poder contar con una alternativa de suministro de luz a un costo muy bajo ya que no se contaban con los suficientes recursos para adquirir siquiera una pequeña planta eléctrica y poder desarrollar sus labores como mecánico. Al poco tiempo después de analizar la refracción de la luz solar en el agua, Moser logro inventar la Bombilla de los pobres. Dicho fenómeno, consiste en que los rayos del sol viajan en sentido vertical a través del envase y al entrar en contacto con el líquido se genera una refracción horizontal de 360 grados. Posteriormente a ello, la noticia fue estudiada por el instituto tecnológico de Massachusetts (MIT), la cual difundió mediante diversas campañas, la más importante de ellas la muy conocida Un litro de luz, creada por la fundación MyShelter que comenzó a implementarla en Manila, Filipinas y hoy abarca más de 16 ciudades en el mundo. A continuación surge la cuestión más importante de todas con respecto a la presente temática: Cómo se fabrica una bombilla de luz natural? Realmente el proceso es bastante sencillo y se explicara en los siguientes 4 pasos. 37

38 3.1 PROCESO CONSTRUCTIVO PRIMER PASO Se llena con agua limpia una botella de plástico transparente con 1,5 litros de agua y 3 cucharadas de cloro (detergente) que corresponden a 10 ml para evitar que con el tiempo se llene de moho. Figura 21. Llenado de botella. Fuente: BOMBILLO NATURAL CON UNA BOTELLA. Bogotá [citado 16 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: />. 3.2 PROCESO CONSTRUCTIVO SEGUNDO PASO Se hace un orificio en un pedazo cuadrado de metal corrugado (calamina) y se coloca alrededor de la botella, luego de ello se sella con una buena pasta adhesiva para mantenerla firme en el techo, dicha pasta puede ser la resina de poliéster. 38

39 Figura 22. Sellamiento de botella. Fuente: BOMBILLO NATURAL CON UNA BOTELLA. Bogotá [citado 16 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: />. 3.3 PROCESO CONSTRUCTIVO TERCER PASO Luego, se corta otro orificio en el techo de la estructura que se desea iluminar. El corte debe ser del mismo diámetro de la botella para poder insertarla y luego sellarla al igual que en el punto anterior por el borde de la calamina para evitar filtraciones. Figura 23. Corte de orificio. Fuente: INGENIOSO PROYECTO DE ILUMINACIÓN SOLAR con botellas plásticas. Bogotá. [Citado 16 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: />. 39

40 3.4 PROCESO CONSTRUCTIVO CUARTO PASO Por último, se cubre la tapa con un envase de películas fotográficas o con el plástico que funcione con el fin de protegerla de los rayos del sol. Una vez realizado todo lo anterior tendremos lista para funcionar la bombilla de luz natural. Figura 24. Funcionamiento de la luz natural. Fuente: BOMBILLO NATURAL CON UNA BOTELLA. Bogotá [citado 16 de octubre, 2014]. Disponible en Internet: <URL: />. 40

41 4. CALENTADOR SOLAR CASERO CON BOTELLAS DE PLÁSTICO (PET) Construir un calentador solar de bajo costo, con material reciclado es muy simple y útil, especialmente, para las personas que no poseen los recursos para mantener el funcionamiento de un sistema que realice esta labor (gas, eléctrico), pero también es una muy buena opción para quien desee ahorrar algo de dinero en cuanto a servicios públicos. También puede ser una alternativa para las personas que apoyan la ecología, y son conscientes de la necesidad de buscar fuentes alternativas de energía, así como también para quienes gustan de las actividades manuales. Esta fuente energética alternativa tiene como fin aprovechar la energía solar que no tiene ningún costo, y darle un nuevo uso a las botellas de bebidas que se arrojan a la basura. El principio de funcionamiento de este calentador de agua, en términos simples, es crear un pequeño invernadero en cada botella la cual se atraviesa con una manguera de riego que al ser negra absorbe el calor acumulado dentro del envase y se lo transfiere al agua, para que de esta forma el fluido aumente su temperatura sin necesidad de recurrir al uso de combustibles como gas o madera. Se puede decir que este modo se puede construir un dispositivo para calentar agua, para uso sanitario, con energía totalmente renovable. Según estudios, una familia promedio con cuatro integrantes, consume aproximadamente 80 litros de agua caliente en la cocina y el baño. Este sistema se puede construir del tamaño que uno desee, ya que está conformado por columnas de cinco o seis botellas, y se pueden acoplar en paralelo tantas columnas como se necesiten, para luego ser apoyado sobre el techo de la vivienda, aclarando que la estructura de la misma debe resistir un peso extra aproximadamente de 100 L de agua. Este dispositivo fue inventado por José Alano, un mecánico retirado brasileño, quien se ideo un método para reutilizar botellas plásticas y empaques de leche para crear un sistema de calentamiento de agua con energía solar, barato y simple. En Brasil más de 700 mil personas se ven beneficiadas por estos captadores autoconstruidos, gracias a la difusión de su creador, medios de comunicación y algunas compañías eléctricas. Para construir un radiador de doce ramales o columnas por cinco filas, se necesitan los siguientes materiales: 41