¡Descarga Impermeabilizante Ecológico con Diente de León: Estudio de Investigación y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Gestión de la Calidad solo en Docsity!
Tecnológico Nacional de México
Instituto Tecnológico de La Laguna
INGENIERÍA QUÍMICA
TALLER DE INVESTIGACIÓN I D57B
Maestra (Facilitadora): Ing. María de Jesús Serrano Salas
Equipo 4
Alumnos:
Carlos Andrés Muñoz Salazar
Michelle Alexandra Venegas Ramírez
Michelle Jáquez Espinoza
Nicol Montelongo Montes
No. Control:
Fecha. 07/04/
i
Resumen
Actualmente el uso de impermeabilizantes es común en la sociedad, ya que es uno de los pasos más importantes en la construcción de cualquier tipo de inmueble. El impermeable impide que el agua penetre en el interior, evitando así los daños que se puedan ocasionar según el plazo de vida al que esté diseñado. Sin embargo este tiene un grave problema ambiental debido a las sustancias tóxicas que contiene.
Una gran alternativa son los impermeabilizantes ecológicos que no contienen plomo, que no son tóxicos y que no contienen ningún otro tipo de material contaminante para el medio ambiente. Por lo tanto se buscó aprovechar los recursos naturales al realizar el impermeabilizante a base de diente de león y cal, que tiene las mismas características de los impermeabilizantes comunes.
Analizamos diversas opciones que sirvan como sustituyente de los compuestos más tóxicos que se encuentran en los impermeabilizantes que existen en el mercado. Después de realizar una exhaustiva investigación concluimos que el diente de león es un material viable como alternativa de sustituyente en los impermeabilizantes ecológicos como lo es el impermeabilizante mineral a base cal, ya que cumple con todos los filtros establecidos.
Nos informamos en la preparación de esta mezcla y pudimos reconocer que ese impermeabilizante funciona formando una delgada capa de una lechada de cal, esto para tener una buena adherencia al substrato con una previa aplicación del diente de león preparado en una cubeta de agua, además de que sea fácil de aplicar y trabajar.
Palabras claves: Impermeabilizante, diente de león, alternativa, ecológico, adherencia.
iii
iv
vi
Índice de gráficos
Gráfica 1: Área de rechazo de hipótesis 26 Gráfica 2: Área de rechazo de hipótesis de encuestas, primer análisis 28 Gráfica 3: Área de rechazo de hipótesis de encuestas, segundo análisis 29 Gráfica 4: Área de rechazo de hipótesis de encuestas, tercer análisis 30 Gráfica 5: Precio de venta en base a las respuestas obtenidas 32
vii
Introducción
La impermeabilización es un proceso importante que previene la filtración de agua en las construcciones que se ocasionan por las lluvias, provocando desgaste y disminuyendo la vida útil de los techos. Los impermeabilizantes se utilizan como un sistema de protección y sellamiento de las superficies para que la humedad o agua no se filtre en la superficie donde se aplique.
Actualmente los impermeabilizantes que se encuentran en el mercado y que son muy comunes pueden ser tóxicos y contener algún tipo de material contaminante para el medio ambiente. Es por esto que nace la idea de la elaboración de un prototipo, un impermeabilizante que esté hecho a base de un sustituto orgánico.
Este sustituto orgánico es el diente de león ya que, posee una característica que sirve como base para escogerlo a utilizar en el impermeable, esta característica es que sus vilanos son hidrofóbicos. Si se sumergen los vilanos del diente de león se podrá observar que no sucede nada debido a que tienen tal cantidad de fibrillas que no rompen la tensión superficial del agua.
Teniendo en cuenta las propiedades que tiene el diente de león es necesario conocer el proceso de la creación de un impermeabilizante para adaptarlo al prototipo deseado. Para esto, se realizó una búsqueda en determinadas fuentes de información y se optó por la opción que mejor se ajustaba a la idea que se tenía en mente.
Una vez determinado el proceso del prototipo, se llevó a cabo su fabricación en los laboratorios del Instituto Tecnológico de la Laguna. Y luego de varios intentos se hizo una comparación de los impermeabilizantes obtenidos demostrando cuál era el más eficiente.
Al conocer cual impermeabilizante que se relaciona al prototipo deseado y verificando que es el más eficiente, se aplicó en la estructura de un edificio del Instituto Tecnológico de la Laguna.
La idea de un impermeabilizante hecho de diente de león genera un impacto positivo en el entorno, pues a partir de un componente que no es difícil de obtener y que es orgánico como lo es el diente de león, se puede reducir la contaminación que producen los impermeabilizantes normales.
Por medio de este trabajo se quiere dar a conocer todo el proceso que se obtuvo al lograr elaborar el prototipo propuesto y cuáles son las conclusiones. De igual forma se espera que esto sea un avance para la creación de nuevos impermeables o incluso para el uso del diente de león como material repelente al agua en otros ámbitos.
2
1.3 Justificación
La propuesta del impermeabilizante a base de diente de león fue hecha con el fin de crear un impermeabilizante natural que cumpla con la expectativa de generar un buen impacto en diferentes ámbitos diferenciándolo con lo que provocan los demás impermeabilizantes de forma negativa.
Impacto ambiental
El impermeabilizante contiene diente de león, el cual posee los mismos componentes que la piedra de alumbre, que son los minerales como: hierro, potasio, calcio, zinc, magnesio y fósforo. A diferencia de los otros impermeabilizantes, el impermeabilizante mineral base cal no se ve afectado por la exposición al sol.
Es un impermeabilizante biodegradable, con componentes naturales que resultan menos peligrosos a los que comúnmente se nos presentan, además es adecuado para la captación de agua pluvial y no es tóxico.
Impacto económico
Teniendo en cuenta la problemática, el producto va a estar diseñado para ser aplicado en distintas estructuras dentro del Instituto Tecnológico De La Laguna. También se consideraron los recursos, por lo tanto se evaluó que el diente de león debido a su bajo coste y la facilidad de obtención es el material indicado para la sustitución del alumbre, siendo otra alternativa natural.
Impacto social
Al contener productos orgánicos y no ser tóxico, el impermeabilizante resulta más amigable con el medio ambiente y así se evita crear un producto contaminante que perjudique a nuestro entorno.
Impacto tecnológico
La elaboración de un impermeable a base de diente de león que sea efectivo, abre la oportunidad de estudiar y observar las propiedades del diente de león para diversos temas de investigación siendo un avance en la ciencia y tecnología.
1.4 Objetivo general
Desarrollar un prototipo de un impermeabilizante teniendo como sustituto al diente de león.
1.4.1 Objetivos específicos
- Verificar las características del diente de león para su uso en el proceso de la elaboración del impermeabilizante.
3
- Analizar los materiales y procedimientos necesarios para la creación de un impermeabilizante que sea funcional y óptimo.
- Comprobar que el prototipo a crear sea impermeable al agua.
- Aplicar el impermeabilizante en las estructuras del Instituto Tecnológico de la Laguna.
1.5 Establecimiento de hipótesis
La aplicación de los procesos químicos para la elaboración de un impermeabilizante a base de compuestos orgánicos. Los impermeabilizantes comunes tienen una duración aproximada de 3 años; sin embargo se quiere lograr una mejora en la estructura del impermeabilizante sustituyendo los minerales contenidos por una alternativa menos dañina para el ambiente utilizando en este caso el diente de león sin perder su funcionalidad y logrando mantener la vida útil del producto original.
Hipótesis nula (Ho): El impermeabilizante orgánico posee la misma durabilidad que el común de mercado. Hipótesis alternativa (Hi): El impermeabilizante común tiene una mayor durabilidad que el impermeabilizante orgánico.
Investigando el precio aproximado de los impermeabilizantes comunes es mayor a los $300 (1 lt); con el impermeabilizante a base de diente de león se pretende que este sea más económico que su competidor.
Hipótesis nula (Ho): El impermeabilizante orgánico posee el mismo rango de precio que el común de mercado. Hipótesis alternativa (Hi): El impermeabilizante común tiene un mayor rango de precio que el impermeabilizante orgánico.
Es muy común el uso de impermeabilizantes en los techos de los hogares y negocios, además de otro tipo de edificios. Pero lo más normal es que la gente los utilice para impermeabilizar su casa.
Hipótesis nula (Ho): Los impermeabilizantes se utilizan para hogares. Hipótesis alternativa (Hi): Los impermeabilizantes no se utilizan en hogares.
1.6 Metodología aplicada
La investigación aplicada es la que se apoya en la solución de problemas específicos para mejorar la calidad de las sociedades, entonces es una de las mejores opciones para nuestra investigación, siendo que es una investigación capaz de ayudarnos en nuestro proyecto por las aplicaciones en las que pensamos utilizar el impermeabilizante, porque buscamos información que aplicaremos en el desarrollo de esta.
La investigación cualitativa es un tipo de investigación que recoge y trabaja con datos no numéricos y busca interpretar el significado de estos datos que ayudan a comprender la vida
5
Figura 1: Impermeabilizante asfáltico
Figura 2: Impermeabilizante acrílico
Capítulo II: Marco teórico
2.1 Introducción
El presente trabajo habla acerca de los impermeabilizantes y sus componentes, además de que está enfocado en algunas problemáticas tales como lo son los costos elevados, así como las consecuencias ambientales que son ocasionadas a causa de esto.
Se va a tratar el tema de la alteración de la estructura del impermeabilizante que comúnmente se conoce sustituyendo algunos componentes por sus derivados orgánicos, en este caso utilizando el diente de león para su elaboración.
2.2 Impermeabilizantes
2.2.1 ¿Qué son los impermeabilizantes?
Los impermeabilizantes o hidrófugos son sustancias o compuestos químicos que tienen como objetivo detener el agua, impidiendo su paso, y son muy utilizados en el revestimiento de piezas y objetos que deben ser mantenidos secos. (D., n.d.)
2.2.2 Tipos de impermeabilizantes
2.2.2.1 Impermeabilizantes asfálticos
Son los sistemas de impermeabilización más económicos que podemos encontrar y requieren de un acabado reflectivo que los proteja de la radiación solar, ya que los rayos solares los deteriora rápidamente.
Este tipo de impermeabilizante tiene una gran durabilidad, es de fácil aplicación y requiere muy poco mantenimiento, son muy resistentes a la luz solar y pueden ser reforzadas con una membrana de poliéster. [8]
2.2.2.2 Impermeabilizantes acrílicos
El impermeabilizante acrílico es un producto seguro, eficaz y fácil de utilizar para evitar las filtraciones en tu techo, ya que está elaborado de diferentes resinas y cuando está seco se convierte en una capa impermeable entre el agua y la superficie que quieras tratar.
Estos se realizan con una mezcla de resina, pigmentos y componentes cerámicos, son de fácil aplicación y se pueden utilizar sin membranas de refuerzo. [8]
6
Figura 3: Impermeabilizante cementoso
Figura 4: Impermeabilizante prefabricado
Figura 5: Impermeabilizante ecológico
2.2.2.3 Impermeabilizante cementoso
Recubrimiento a base de cemento, arena y aditivos especiales, diseñado para cisternas, albercas, tanques de agua, túneles, sótanos, cimentaciones, etc., con fuertes presiones de agua y humedad.
Este tipo de impermeabilizante es usado en construcciones de cemento, mortero y mampostería tales como muros de contención, sótanos o depósitos de agua. [8]
2.2.2.3 Impermeabilizante prefabricado
Los impermeabilizantes prefabricados son recubrimientos que se fabrican con base de asfalto modificado su presentación es en rollo. Estos recubrimientos se inventaron en la década de los ochenta, actualmente se utilizan de manera muy frecuente como solución para problemas de filtraciones en losas planas.
Para este impermeabilizante es recomendable usarlo en obras civiles donde hay un mayor contacto con el agua de la lluvia. Son caracterizados por su duración, espesor y por ser muy elásticos. [8]
2.2.2.5 Impermeabilizante ecológico
Los impermeabilizantes ecológicos son recubrimientos acrílicos, anti-humedades para exteriores que en su fabricación utilizan productos reciclados. En este caso nuestra empresa se especializa en dar uso a las llantas que son un gran problema de contaminación en México.
Estos impermeabilizantes son los que no contienen componentes tóxicos o material contaminante para el ambiente, estos impermeabilizantes tienen una vida útil de 10 años. [8]
8
de percibirse visualmente, el ambiente es alterado, ya que se empieza a sentir un cambio en el olor del inmueble; este olor a humedad causa daños a los sistemas respiratorios e inmunológicos de los residentes del lugar. Si las filtraciones continúan, los daños al inmueble se acrecentarán haciendo que los acabados arquitectónicos se degraden o fallen de manera inminente. ● Filtraciones provenientes de las paredes. (Muros de fachadas): Al igual que las filtraciones provenientes de las cubiertas, en las paredes también se pueden evidenciar las características encontradas en las imágenes anteriores; estas fallas suceden usualmente por la humedad proveniente desde el suelo, fallas que nacen en la funcionalidad de las fachadas impermeabilizadas y en algunas ocasiones por las tuberías que conducen diferentes líquidos.
2.2.4 Recipiente
Los impermeabilizantes se guardan en diferentes productos contaminantes, como puede ser:
● Polietileno alta densidad (PEAD); se obtiene del etileno, utilizado a temperaturas inferiores a los 70°C y a bajas presiones es más duro y rígido. ● Metálicos; envases metálicos están constituidos por dos o tres piezas. Los primeros constan de un tubo-fondo constituido en una sola pieza, además de una tapa suelta que posteriormente se une al extremo abierto. Es el caso de las latas de bebida donde no se aprecia la costura lateral. ● Polipropileno (PP); se caracteriza por su flexibilidad, resistencia mecánica, por no contaminar y poder ser utilizado para el agua potable, se utiliza para producir tuberías en las que fluyen líquidos calientes.
Se utilizan en recipientes herméticos para que el agua de la atmosfera no llegue a dañar ni un poco al impermeabilizante, si este mismo dejará que el exceso de agua entre, el impermeabilizante se vería saturado de agua y su manejo no sería el requerido.
Una impermeabilización bien hecha y cuidada favorecerá el tiempo y durabilidad de los tejados y cubiertas de tu hogar. Estos pueden verse afectados por los agentes externos del mismo ambiente.
2.3 Diente de león
2.3.1 ¿Qué es el diente de león?
Taraxacum officinale, de nombre común diente de león o achicoria amarga, es una especie de la familia de las asteráceas. Considerada generalmente como una mala hierba, aunque sería más correcto decir "hierba adventicia"
Existen dos tipos diferentes de flores de diente de león, según la subespecie de esta y ambas son comestibles en su totalidad, pero todas se caracterizan por poseer flores de un color amarillo brillante.
9
2.3.2 ¿Por qué utilizar diente de león?
Este se utiliza porque la superficie de esta planta está compuesta por la adhesión de sustancias no polares como grasas y ceras además de tener una superficie áspera y rugosa que provoca el efecto de hidrofobicidad.
La planta diente de león es muy conocida como maleza resistente, cuyo nombre se debe a las hojas de color verde oscuro profundamente dentadas, que están dispuestas en rosetas. La cabeza de la flor mide entre los 2 y 7 cm de diámetro.
Aunque generalmente se considera una mala hierba, esta planta tiene muchos usos, tanto culinarios como medicinales.
Se encuentra en una gran variedad de hábitats y tiende a desarrollarse mejor en sitios perturbados como céspedes, caminos, terrenos baldíos, pastizales y márgenes de las carreteras. Algunas microespecies se encuentran en hábitats naturales o seminaturales, como pantanos y dunas de arena.
Entonces se utilizó el diente de león por sus efectos hidrofóbicos, su facilidad de cultivo, y facilidad de manejo, junto con qué no resulte perjudicial el exceso de este en tierra fértil, al ser un producto rentable que favoreció al momento de su elección.
2.4 Factores externos
En la creación de impermeabilizantes, varían mucho más por la localización de la zona, también ocurren grandes cambios al momento de en qué material se sobrepone el impermeabilizante.
❖ Condiciones de superficie; revisar el estado actual de tu azotea, si anteriormente has tenido problemas de filtración de agua quizá sea necesario primero resanar pequeñas fisuras en tu techo, para evitar nuevas filtraciones. Además, es importante conocer si tu azotea es nueva o si tiene algún sistema impermeable. Si lo es no tendrás mayor problema al instalar un sistema de impermeabilizado, pero si cuenta con uno, se debe tener cuidado y verificar que el nuevo sea compatible con el anterior, o en su defecto se debe eliminar para colocar el nuevo. Incluir también:
o Falta de limpieza en la superficie; remover de la superficie todo tipo de contaminante (pinturas viejas, puntas de varilla, impermeabilizante suelto, polvo, arenas y hongos). Lo fundamental es contar con una superficie sólida y firme, para que el impermeabilizante pueda adherirse.
o Juntas frías; cuando el agua se filtra a través de una estructura, casi invariablemente es a través de las juntas frías. Las juntas frías se forman cuando una mezcla de concreto o mortero fresco entra en contacto con otra mezcla ya endurecida o que ya inició su proceso de secado.
11
Tabla 1: Materiales y cantidades para la elaboración del impermeabilizante
Tabla 2: Herramientas para la elaboración del impermeabilizante
Capítulo III: Desarrollo de la elaboración de impermeabilizante
teniendo como sustituyente al diente de león
Después de investigar diversos procesos que se realizan a menudo para elaborar impermeabilizantes se ajustó el siguiente proceso para elaborar el impermeabilizante a base de diente de león. Los materiales a utilizar son:
Materiales Cantidades
Jabón neutro 20 gramos
Piedra de alumbre 50 gramos
Diente de león 6.2 gramos Cal 50 gramos
Agua purificada 416 mililitros
Las herramientas que se necesitarán para el desarrollo son las siguientes:
Espátula
Báscula
Vaso precipitado
Vidrios de reloj
Agitador
Termómetro
Recipientes de plástico
12
Figura 6: Recolección de diente de león
Figura 7: Prueba de diente de león
El equipo llevó a cabo el inicio de producción del impermeabilizante a base de diente de león el día 28 de abril del 2022, comenzando con la recolección de dientes de león dentro del Instituto Tecnológico de la Laguna.
Luego se realizó una prueba para confirmar si el diente de león es repelente al agua, introduciendo el diente de león en un matraz con agua, y se determinó que efectivamente si es repelente, por lo que se podía iniciar con el proyecto.
