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Análisis de la resistencia a la
compresión de adobes
compactados con adición de
plásticos PET, PVC y HDPE
Resistencia a la Compresión del Adobe
Compactado con Plástico PET, PVC y HDPE
Este documento analiza la resistencia a la compresión del adobe compactado al añadir plásticos PET, PVC y HDPE en porcentajes de 5%, 10% y 15% en Cajamarca, Perú, durante el año 2022.
Introducción y Realidad Problemática
En zonas rurales y periféricas andinas, la autoconstrucción con materiales locales como el adobe es común debido a su bajo costo y facilidad de manejo. Sin embargo, en áreas sísmicas, estas construcciones a menudo colapsan debido a la falta de normatividad y la baja durabilidad del material. En Cajamarca, el adobe es un material de construcción muy utilizado, según el INEI (2017). Por lo tanto, es crucial investigar nuevos métodos para mejorar las características del adobe (resistencia y durabilidad) a bajo costo y con tecnología viable. Cajamarca, según la norma E-0.30, se encuentra en una zona de alta sismicidad (Z=3).
Investigaciones Previas
La investigación busca aportar conocimiento sobre la resistencia a compresión del adobe compactado con residuos de PET, PVC y HDPE.
Vásquez, Botero & Carbajal (2015): Propusieron la fabricación de bloques de tierra comprimida con residuos de construcción y demolición (RCD) como reemplazo del agregado pétreo convencional, buscando un ciclo continuo de Reciclaje-Fabricación-Uso-Reciclaje. El objetivo era fabricar bloques que cumplieran con las especificaciones normativas colombianas, utilizando tierra de excavación y RCD. López (2018): Investigó la mejora de la resistencia del bloque de tierra con la adición de un gel de origen vegetal (VOG). Se realizó un trabajo experimental en Barcelona, utilizando una muestra de referencia compuesta de agua y tierra para evaluar las mejoras al usar el GOV. Se concluyó que el GOV mejora la resistencia de la tierra, con una mejora del 134% a compresión y una mejora del 300% a flexión en comparación con los bloques de tierra comprimido convencionales. Arenas (2012): Buscó fabricar un adobe artesanal (no estructural) resistente, durable y económico utilizando materiales reciclables como cartón, vidrio, aserrín y plástico. Se concluyó que el suelo 4, clasificado
como un limo de alta plasticidad (MH), con un Índice de Plasticidad de 0.07 y un Límite Líquido de 58.0%, dio valores de resistencia media a la compresión de 728.2 N/cm2, superando el valor exigido por la norma para la mampostería estructural. Yeniffer (2019): Determinó la influencia de la ceniza y el cemento en el adobe para muros de mampostería sobre la compresión y durabilidad en Trujillo. El mejor resultado se obtuvo con una dosificación de suelo con sustitución de 20% de ceniza y la adición de 9% de cemento, logrando una resistencia a compresión de 11 kg/cm², valor aprobado por la norma E.080. Márquez (2018): Investigó la estabilización del adobe con la adición de viruta de Eucalipto en Chincha. Los porcentajes de viruta añadidos fueron de 1.5%, 3.0% y 4.5%. Se observó un incremento en la resistencia a compresión (67%, 46% y 94% respectivamente) en comparación con el adobe patrón de 26.05 Kg/cm2. Tesis (sin autor especificado): Estudió la resistencia a la flexión y compresión axial del adobe compactado con fibras de yute en Cajamarca, utilizando porcentajes de 0.1%, 0.5% y 1.0%. Se encontró que la resistencia a la compresión axial aumentaba con la incorporación de fibras de yute de 0.10% y 0.50% (10.81% y 27.15% respectivamente), pero disminuía con la incorporación de 1% de fibra de yute. Bolaños (2016): Elaboró un estudio sobre la resistencia a compresión, flexión y absorción del adobe compactado con adición de goma de tuna. Los resultados del ensayo a compresión indicaron que todos los adobes superaron la resistencia mínima establecida en la norma técnica de edificaciones E.080. El adobe con mejor resistencia a la compresión fue el de 15% con goma de tuna (27.56 kg/cm²).
Definición de Adobe y Componentes
Según la Norma E-80, el adobe es un bloque macizo de tierra sin cocer, que puede contener paja u otro material para mejorar su estabilidad. El bloque debe estar libre de materias extrañas, grietas u otros defectos. El adobe tradicional es una unidad de tierra cruda mezclada con paja y agua. La gradación del suelo debe aproximarse a: arcilla 10-20%, limo 15-25% y arena 55-70%. No se deben utilizar suelos orgánicos. La tierra como material de construcción debe estar libre de materia orgánica y humus.
Densidad y Resistencia del Suelo
La densidad del suelo se define como la relación entre la masa seca y el volumen total, incluyendo los poros. Un suelo recién excavado presenta una densidad que oscila entre 1200 y 1500 kg/m³. Al compactarse, como en técnicas de tapial o bloques de suelo, su densidad aumenta, variando de 1700 a 2200 kg/m³, o incluso más si contiene cantidades significativas de grava o agregados gruesos. La resistencia a la compresión de elementos de construcción secos hechos de tierra, como bloques de arcilla compactada, generalmente varía de 5 a 50 kg/cm².
Población, Muestra, Técnicas y Materiales
Se tomarán 6 adobes para cada tipo de plástico (PET, PVC, HDPE) y 6 para el adobe patrón, sumando un total de 60 adobes. La muestra consistirá en 40 adobes de cada tipo, seleccionados por tener dimensiones y composición similares. La técnica de inspección se basará en el ensayo destructivo de resistencia a la compresión del adobe. El proceso incluye la extracción del material, la aplicación del plástico picado, la elaboración del adobe según la dimensión requerida, el secado y el ensayo en laboratorio.
La selección del material para la elaboración del adobe compactado se realizará en la zona de Iscoconga, realizando ensayos granulométricos para determinar si cumple con las propiedades físicas especificadas en la NTP E.
- El material se tamizará por la malla de 1/8´ y luego se realizarán los ensayos de propiedades físicas del suelo.
Recolección de Datos e Instrumentos
La recolección de datos se realizará después de un mínimo de 20 días tras el procedimiento de elaboración. Se analizará cada tipo de adobe, observando la formación de grietas y fisuras durante el ensayo de compresión. Los instrumentos incluyen los utilizados en obra para la elaboración del adobe y un protocolo denominado "Reporte de Resistencia a la compresión del adobe" para la recolección de datos en laboratorio, que incluye identificación, condiciones del ensayo, materiales utilizados, esquema o registro de indicaciones y revisión.
La resistencia a la compresión (f’c) se determina dividiendo la carga de rotura (Pu) entre el área bruta (A) de la unidad (en caso de ser sólida o tubular) o el área neta (A) (en caso de ser hueca o perforada). La norma peruana considera siempre el área bruta como divisor.
Matriz de Consistencia
La matriz de consistencia relaciona la formulación del problema, los objetivos, la hipótesis, las variables y las dimensiones del estudio. La pregunta central es cómo varía la resistencia a la compresión al añadir PET, PVC y HDPE al adobe compactado respecto a la NTP E.080. El objetivo general es determinar esta variación. La hipótesis es que la resistencia aumenta al incorporar estos plásticos. La variable dependiente es el adobe compactado.
