La viabilidad de usar Polyethylene Terephthalate (Plástico) reciclado campo como un elemento de construcción Pineda Ronesto*, Hinostroza Huarcaya Joe Saul, Suazo Castro Daniel a
EP. Arquitectura, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Peruana Unión
Abstracto: El objetivo de la presente investigación es destacar la importancia del uso de los ladrillos elaborados con botellas de plástico (Polyethylene Terephthalate) reciclados a fin de generar un equilibrio entre las necesidades de la población creciente en nuestra sociedad; Las organizaciones que pretenden proteger y mantener los recursos naturales siguiendo el clima de conciencia al cual se han adherido ya bastantes países, buscan en el reciclaje y la reutilización de la basura una alternativa para solucionar las dificultades ecológicas que se tienen en este aspecto. Por lo tanto, se debe incorporar técnicas de utilización de plástico reciclado para la construcción de viviendas, la cual podría aliviar en parte la presión social y ambiental de la problemática, favoreciendo a la población más necesitada, asimismo, este tipo de ladrillo reciclado pueden ser de igual o mayor calidad que los de cualquier otro tipo de material de construcción, su costo puede variar dependiendo de la zona y lugar donde se efectúe una obra. La fabricación de estos ladrillos se basa en fundir botellas plásticas en un horno casero que luego es vaciado en un molde para el proceso de enfriamiento. Concluimos que no resulta eficiente elaborar un ladrillo de plástico, aunque ésta sea nuestra visión como arquitectos; por lo cual hacer paneles resultó ser más eficaz. Estos paneles disminuyen el impacto de contaminación que producen las botellas plásticas, y genera la creación de elementos decorativos que beneficia los intereses económicos. Palabras claves: Plásticos, reciclajes, eficiente y costos de producción, Polyetheylene Terephthalate, Forja
Abstract: The objective of the following investigation is to help prove the use of plastic bottles (Polyethylene Terephthalate) as raw materials for bricks that can be used to help alleviate the needs of the growing population. The organizations created by various countries that try to protect, maintain and manage the natural recourses, mainly due to the high rate of change, try to use recycling as an alternative solution a to several of their ecological and resource problems. Hence, it is important to start to integrate recycled materials, like plastic, into construction. This will help to alleviate the economic, and ecological pressure that comes with the population growth. A more financially feasible product that is about the same or greater quality is what would be have been an ideal result of this experiment. Though the price would vary depending on the area in which the material is retrieved. The fabrication of these bricks is based on the melting of plastic bottles in a homemade oven. The plastic is then poured into a mould so that it can be cooled. It was concluded that the trying to create a plastic brick was not as efficient as has previously conceived, though testing showed that creating plastic panels with this method was marginal more efficient in cost than was is sold commercially in our area. The panels create an alternative to the physical impact and contamination that is created by the plastic bottles themselves, and they can become of aesthetic use to those who are less financially inclined. Though the process will have to be revisited to reduce the waste produced. Palabras claves: Plastics, recycle, efficiency and production cost, Polyetheylene Terephthalate, Forge
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Autor de Correspondencia: Km. 19 Carretera Central, Ñaña, Lima E-mail: ron4pin@yahoo.com, Joe_26_saul@hotmail.com, suazo16daniel@gmail.com, vricardi.arq@gmail.com, renz0_09@hotmail.com
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Introducción La presente investigación se refiere al uso de los plásticos reciclados para el uso en construcción, dando una breve definición de lo que es la investigación diciendo que es una actividad humana que se orienta principalmente a la obtención de conocimientos, y por ende dar solución. Explicaremos completa y detalladamente el tema de reciclado de plásticos tratando de aportar los conocimientos adecuados para utilizar de la mejor manera este plástico que es el reciclado en general. Este proyecto de investigación lo realizamos con una gran visión de aprender a reutilizar el plástico, obtener beneficios de ello, crear conciencia en la nueva generación y que tengan un mejor conocimiento de estos plásticos que en la vida cotidiana vemos todos los días y no practicamos esto que es reutilizarlo. El reciclaje del plástico considerado como una actividad que se realice diariamente puede generar excelentes resultados, ya que con esto podemos evitar la contaminación. También podemos sacarle beneficios y con ello podemos lograr conciencia de esta práctica. Llevando este proyecto acabo nuestra vida diaria sería más limpia, así como nuestro entorno, podamos crear nuevas cosas con los plásticos tan simples como reutilizarlos. Definición del problema: Nuestro tema está centrado a la recolección de este plástico (botellas) para beneficio de la población en bajos recursos económicos y así también propio para tener ventajas usando este material para venta, trabajos, exposiciones, etc. El problema de nuestro tema se vive a diario en la sociedad, pero lamentablemente nadie toma interés hacia este gran problema que puede tener una gran solución obteniendo grandes resultados. El reciclado del plástico es una actividad que poco a poco ha ido realizándose con el paso del tiempo hasta la actualidad cada vez más, la mayoría de las personas de un nivel económico bajo lo hacen por los beneficios. Nuestro problema lo podemos definir con dos palabras: Práctica y voluntad. Objetivo de estudio: Reciclar, fundir y reutilizar polyethylene terephthalate (botellas de plástico) obteniendo muy buenos benefcios a costo de estas acciones. Crear un elemento de construcción que sea ambos fácil (relativamente) de crear y posiblemente más económicamente viable que las opciones que hay. Materiales y Métodos La investigación era mayormente experimental con parte muy menor bibliográfica. Es para notar que estos experimentos no fueron hechos en un laboratorio, aunque acceso a un laboratorio será una gran ayuda para el resultado. Avances de seguridad fueron utilizados para menguar los riesgos accidentales de estos experimentos. Experimento 001: Para poder hacer el ladrillo de plástico, primero necesitamos un molde para contener el plástico caliente. En búsqueda de un molde: usando cartones y cinta, hemos armado un molde temporal para el ladrillo. Con cual podríamos usar como negativo para el ladrillo de plástico. Por no usar un elemento que separa el ladrillo de la mezcla, se puso dificultoso para separar ambos. En lo cual termino destruyendo el molde para el ladrillo de plástico. Un factor puede ser que la mezcla era muy fresca aun para tratar de separarlos. Así teníamos que usar un muro y dos ladrillos para hacer un molde temporal. Para poder empezar a usar las botellas como ladrillo teníamos que sacar las etiquetas que estaban puestas en las botellas. La tabla arriba muestra el tiempo necesario para sacar las etiquetas que las botellas. notemos que era más fácil sacar las etiquetas con cuchillo, y esto disminuyo el tiempo para cada botella hasta dos segundos. Las botellas eran lavadas usando solo agua hasta ¼ de su capacidad marcada en su etiqueta. Demoraríamos hasta o aproximadamente 15 min para lavar las botellas así cada botella demora acerca de 3.33 segundos para lavar. Hemos cortado las botellas por el centro y las hemos puesto en el molde hecho por ladrillos para poder derretirlo. Una pistola de calor era utilizado para tratar llevar los materiales a un punto de transición o punto de derretir entre 348.15 kelvin y 528.15 kelvin† Era un proceso muy largo y tedioso demorando 2 horas y media y consumiendo 35 botellas en el proceso. Pareciera que, en vez de usar una pistola de calor, era mejor construir una especie de horno, donde la radiación puede ser más o menos constante, y va hacer que las botellas se derritieran un poco más rápido, y con lo cual podríamos
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(Thomas, 2012) 2
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usar moldes intercambiables y hacer más ladrillos. También era una observación que podríamos usar latas en el molde para hacer huecos en el ladrillo de plástico para ahorrar material.
Figure 1 Mostrando el proceso del experimento 001
Experimento 002: Por asuntos de tiempo el grupo decidió usar un soplete de fuego para este experimento. Para empezar, teníamos que recolectar los materiales, de los cuales incluyen un molde de pan, para usarlo como molde de ladrillo, botellas, latas de leche y un soplete de fuego. Encontramos las latas de leche en la basura alrededor de la Urb. Alameda, en Ñaña. Demoramos medio minuto para limpiar la lata de leche. Las botellas de plástico eran cortadas en trozos pequeños, se demoró cerca de 2 a 3 minutos para cortar estas botellas
Figure 2 Armado del experimento 002 (Izquierda), resultado del experimento (adelante derecha), y los materiales del experimento (fondo derecha).
pequeñas. Estos trozos pequeños (para las botellas grandes) Y 1 a 2 minutos para las botellas pequeñas e estos trozos eran puestos dentro del molde alrededor de las latas, el soplete era prendido y el fuego aplicado para derretir el plástico esta vez, pero el proceso emite una gran cantidad de humo y tampoco el resultado fue satisfecho.
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Experimento 003 y el primer horno: Para poder hacer el ladrillo de plástico, primero necesitamos un molde para contener el plástico caliente. En búsqueda de un molde: usando cartones y cinta hemos armado un molde temporal para el ladrillo. Con cual podríamos usar como negativo para el ladrillo de plástico. Por no usar un elemento que separa el ladrillo de la mezcla, se puso dificultoso para separar ambos. En lo cual termino destruyendo el
Figure 3 Elaboración 3d del horno se sitio que hacíamos para experimentos 003-006 (perspectiva-izquierda extremo, perspectiva en corteizquierda interior, plano-derecha interior, elevación frontal – derecha extremo).
molde para el ladrillo de plástico. Un factor puede ser que la mezcla era muy fresca aun para tratar de separarlos. Así teníamos que usar un muro y dos ladrillos para hacer un molde temporal. Hemos tratado de encender el fuego después de una semana de construir el horno, por causas organizacionales. Usando cartones, madera y un encendedor (el cartón y la madera eran reciclados), precedimos a encender el horno. Después de varios intentos y un encendedor roto se decidió parar y analizar el proceso antes realizado. Era obvio que para iniciar el fuego era necesario el uso de un combustible (sea gasolina o papel) que era mucho más fácil para encender el fuego, que solamente cartón. Pudimos encontrar hojas secas de tuna que se encontraban alrededor de donde estábamos. Luego de 15 minutos de intentarlo a las 18:00 teníamos el fuego encendido. Alrededor de las 18:15 se colocó el e en horno para calentar. En varios intervalos se fue colocando las botellas de plástico en el molde para estas se derritan. En cada molde (4 en total) había una combinación diferente de plástico y metal. El primero de ellos constaba de 03 latas de leche, el segundo molde 01 lata grande y los últimos moldes no contenían ninguna lata. A las 18:30 el plástico paso a estado líquido.
Figure 4 muestra el horno casero prendido (izquierda) y el método usado para poner los botellas para derretir (derecha).
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Esto fue un problema debido a que el molde que se utilizo tenía huecos debajo de este mismo (para un mejor acabado de elemento que estaba al interior). Entonces se decidió sacar los ladrillos (moldes) del fuego, donde también se perdió otra porción de líquido. Menguamos el fuego del molde con la arena, y lo dejamos toda la noche para que se enfríe. Al momento de volver al sitio encontramos que era dificultoso
Figure 5 Lo que quedo en el encofre después del experimento 003
sacar el plástico del molde otra vez, pero liberando el hoyo donde escapaba el plástico la vez anterior y con unos golpes detrás del molde el plástico salió, pero parecía que al momento de golpear detrás del molde el bloque de plástico perdió su integridad, estructura y se quebró en partes. Otra observación era que los moldes que tenían latas se carbonizaban y no mantenían sus cualidades (aparentemente). Es probable que se deba a la lata que se diferencia tanto, o puede ser por error humano, pero la diferencia era muy notoria.
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Experimento 004: En el experimento 004. Usando el mismo método de fundir hemos agregado cemento, cal en ladrillos diferentes. Normalmente, el plástico se prende cuando estuvimos tratando de derretirlo. Así cuando se prendió, usamos la cal o el cemento para apagar el fuego en los ladrillos respectivos. Era notado que el cemento apagaba el fuego rápidamente, pero no deja que el fuego empieza otra vez fácilmente, debido a que no permite que el calor ingrese. Con la cal se prendió el fuego rápidamente otra vez. A final todavía estaban muy débiles los ladrillos.
Figure 6 los resultados del experimento 004
Experimento 005: Para tratar hacer que los ladrillos fueran más fuertes, fueron puestos malla de fierro adentro del molde a la hora de fundir el ladrillo. Se funcionó para unir el ladrillo, pero la malla se doblaba por el calor y el enfriamiento, y esto hacia que el plástico se separaba un poco por donde se encontraba con el plástico. Era aquí, sacando los cálculos que descubrimos que haciendo ladrillos de plástico no era una opción factible financieramente, porque los costos de un ladrillo normal eran tres veces más baratos que los ladrillos que estuvimos usando. Debido a esto, hicimos paneles del mismo tipo de plástico eran más factible, marginalmente, que hacer ladrillos, y esto será nuestro próximo paso.
Figure 7 los resultados del experimento 005
Experimento 006: El experimento 006 fue hecho usando los mismos pasos, generalmente, que los experimentos anteriores, la diferencia de esta vez era que el molde no estaba a nivel, y esto hacia que el panel al sacarlo 6
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no estaba nivel. El papel platino eran usado para el panel para que salga más fácil de su molde y para dar al panel un tipo de textura única. Era notado que podrá ser por causa de los elementos secundarios que metemos en la hora de fundir que hacía que los ladrillos se rajen. Una nueva técnica para derretir era usada también. Primero el plástico era derretido, y de ahí se pasaba al estado líquido.
Figure 8 los resultados del experimento 006
Experimento 007 El experimento 007 está dividido en dos partes A y B. Experimento 007 A Formamos el grupo y nos dirigimos con las botellas recicladas hacia el lugar donde estaba el horno para hacer nuestro trabajo de investigación, llevamos también moldes circulares, papel platino, y un nivel para que la loza a hacer tenga mejor resultado. Uno de nosotros se dispuso a nivelar el molde con
Figure 9 El proceso general para experimento 007A y 007B
materiales de la zona (bloques de ladrillos existentes en el área y losetas) se hizo dos moldes para losetas de 20x20 y un molde circular para el arco, luego forrarlo con papel platino y dejarlo listo para el vaciado. Mientras tanto otro miembro del grupo buscaba leña para encender nuestro horno casero, otros quitaban los logos de las botellas y otro cortaba el pico de la botella. Se hizo nuevos materiales para el uso de disolución y para poder sacar mejor el proceso una vez que las botellas estén en estado líquido. Una vez el horno se prendió se puso las 45 botellas a derretir en el molde. Se echó agua para evitar que se prenda y así se queme el líquido de botella. Al echar el agua por acción del oxígeno el líquido se puso en un tono similar a la brea. Pensamos entre nosotros que sería ello una falla más Al vaciar en el molde de losa ello sería la primera losa que echamos agua. Al vaciar se notaba en la parte superior una forma tosca y grumosa Luego nos dispusimos hacer la otra loza sin agregarle agua: Se derritió la misma cantidad de botellas. Cada vez que se quería prender espolvoreábamos tierra para evitar que se queme. Luego de que estuvo listo lo pusimos en el molde tanto de loza como el de arco. El proceso se interrumpió debido a que se prendió en pleno vaciado llegándose a quemar un poco. Igual 7
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vaciemos y esperamos a que se enfriara. La primera vaciada resulto mucho más resistente de lo que pensábamos seria comparación con lo demás. Los otros por el hecho de echar tierra se ve que no tuvo mayor resistencia sumándole a ello que se nos prendió en pleno vaciado.
Figure 10 los resultados para la experimento 007A
Experimento 007B Nos reunimos nuevamente en el mismo lugar a las 5:00 pm Nos dimos con la sorpresa que los moldes que habíamos guardado para derretir en fuego se lo llevaron. Mientras uno buscaba los moldes o algo en que poder hacer nuestro experimento otro se disponía a arreglar el horno.
Figure 11 El nuevo horno usado para el experimento 007B (corte en perspectiva – izquierda extremo, plano- izquierda interior, elevación frontal – derecha interior, perspectiva – derecha extremo.
Encontramos latas de pintura vacías y allí lo haríamos, encontrando un soporte de barra de fierro lo usamos como mango para la lata, así poder sacar del fuego libremente. El horno quedo mejorado e inmediatamente comenzamos a hacer nuestro proyecto. En la lata rellenamos con las tapas que habíamos cortado anteriormente y lo dejamos derretirse por el calor. No se vio ningún resultado si no dentro de 20 minutos en que esto comenzó a derretirse haciéndose líquido. Inmediatamente comenzamos a echar más botellas de plástico ya sin cortar el pico de ella. De tal manera que se comenzaba a derretir rápidamente y sin problemas. Luego ya casi para finalizar tuvimos dos momentos en que se quiso prender, pero lo apaciguamos. Vaciamos así al único molde que encontramos y el resultado sería cuando lo veamos al día siguiente ya que era muy oscuro 7:30 pm.
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Figure 12 Una parte del proceso del experimento 007B
Conclusiones Durante todos los cinco experimentos podríamos ver que no resulta eficiente elaborar un ladrillo de plástico por los métodos que estuvimos usando. Por lo cual hacer paneles resultó ser más eficaz. Estos paneles disminuyen el impacto de contaminación que producen las botellas plásticas, y genera la creación
Figure 13 La cantidad de botellas usadas por bloques de color rojo: la cantidad de botellas perdidas al fundirlas de color Azul: la cantidad de botellas en el ladrillo final de color blanco se muestra la línea de botellas en total
de elementos decorativos que beneficia los intereses económicos. Aunque el proceso que usemos en estos experimentos también contaminan el medio ambiente por otros modos. Tendríamos que volver a revisitar nuestro proceso y planear uno menos dañino al medio ambiente para cumplir con nuestro objetivo original.
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Agradecimientos Esto se llevó a cabo gracias al equipo de trabajo que ayuda a realizar este trabajo, Renzo Muchari, Valeria Ricardi, la Universidad Peruana Unión y su facultad de ingeniería y arquitectura. Referencias
Lindaly Giraldoo Marroquín, M. I. (2013). Proyecto Ladrillos de Plastico. Obtenido de SlideShare: http://es.slideshare.net/lindalygiraldo/proyecto-ladrillos-de-plstico-22675121 Thermal conductors and Insulators. (s.f.). Obtenido de Everything Maths & Science: http://everythingmaths.co.za/science/grade-10/02-classification-of-matter/02-classification-ofmatter-07.cnxmlplus Thomas, G. P. (24 de July de 2012). Recycling of Polyethylene Terephthalate (PET or PETE). Obtenido de http://www.azocleantech.com: http://www.azocleantech.com/article.aspx?ArticleID=254
Figure 14 Zona de experimentación
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