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UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJALa Universidad Catlica de Loja
Panel de fibra vegetal para la divisin de espacios interiores
Reyes Narvez, Sergio EnriqueAUTOR:
DIRECTOR:
Titulacin de Arquitectura
Coloma Erazo, William Lluver, Arq
Trabajo de fin de Titulacin
I
CESIN DE DERECHOS
Yo, Sergio Enrique Reyes Narvez, declaro conocer y aceptar
la disposicin del artculo 67 del Estatuto Orgnico de la
Universidad Tcnica Particular de Loja, que en su parte
pertinente textualmente dice: Forman parte del Patrimonio
de la Universidad la Propiedad Intelectual de Investigaciones,
Trabajos Cientficos o Tcnicos y Tesis de Grado que se
realicen a travs o con el apoyo financiero, acadmico o
institucional (operativo) de la Universidad.
SERGIO ENRIQUE REYES NARVEZTesista
II
CERTIFICACIN
Arq. William Coloma E.
DOCENTE DE LA ESCUELA DE ARQUITECTURA DE LA UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA.
Haber revisado en su totalidad el proyecto de tesis titulado PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA LA DIVISIN DE INTERIORES, por lo tanto queda autorizada su presentacin y defensa ante los tribunales respectivos.
Loja, Agosto 2012
ARQ. WILLIAM COLOMA E.Director de tesis
III
AUTORA
Los conceptos, opiniones, resultados, conclusiones y recomendaciones vertidos en el presente trabajo de investigacin son de exclusiva responsabilidad del autor.
SERGIO ENRIQUE REYES NARVEZTesista
IV
AGRADECIMIENTO
A mis amigos y compaeros que me apoyaron para llegar a la culminacin de estos estudios, por su incondicional ayuda a superar innumerables ancdotas inalienables del ambiente universitario y por su generosidad intelectual propia de nuestra formacin.
A los docentes de la Universidad Tcnica Particular de Lojaque compartieron sus conocimientos y supieron sembrar la necesaria duda, especialmente al Arq. William Coloma por su gua y colaboracin para el desarrollo de la presente investigacin, y por su reveladora docencia que invit siempre a abrir nuestros ojos.
El Autor
V
DEDICATORIA
A mi madre, Vilma Narvez, ejemplo de sacrificio y entrega
por hacer de sus hijos personas de bien, por su apoyo, cario
y comprensin incondicionales.
A mi padre, Lenin Reyes, cuyas experiencias ayudan a guiar mi
caminar.
A mis hermanas Karla e Isis testigos de cada uno de mis pasos
y cuyo irrepetible genio ayudaron a forjarme muchas
verdades.
El Autor
VI
TABLA DE CONTENIDOS
1. FIBRAS NATURALES
1.1.Composicin
1.2.Ventajas
1.2.1. Productivas
1.2.2. Fsicas
1.2.3. Bioqumicas
2. BASES TEORICO-CONTRUCTIVAS
2.1.Mtodos de elaboracin de paneles
2.1.1. Continuo
2.1.2. Discontinuo
2.2.Procesos constructivos similares
2.2.1. El Bahareque
2.2.2. Balas de paja
2.2.3. Cob
2.2.4. Paja encofrada
2.2.5. Paja enrollada
2.2.6. Bloques trmicos
2.2.7. Sistema drywall
2.3.Normativa Ecuatoriana
3. ALTERNATIVAS DE FIBRAS VEGETALES
PARA ELABORACION DEL PANEL
3.1.Cascarilla de arroz
3.1.1. Propiedades fsicas
3.1.2. Disponibilidad
3.2.Bagazo de caa de azcar
3.2.1. Propiedades fsicas
3.2.2. Disponibilidad
3.3.Paja de gramneas
3.3.1. Propiedades fsicas
3.3.2. Disponibilidad
3.4.Paja de pino
3.4.1. Propiedades fsicas
3.4.2. Disponibilidad
VII
3.5.Determinacin de tipo de fibra para la
propuesta de panel
3.5.1. Anlisis de idoneidad de las fibras
disponibles
3.5.2. Determinacin y justificacin de un
tipo de fibra
4. PROPUESTA DE PANEL
4.1.Anlisis y determinacin de medidas del
panel
4.2.Propuesta de proceso constructivo del
panel
4.2.1. Dosificacin
4.2.2. Pruebas de laboratorio
4.2.2.1. Resistencia a la compresin.
4.2.2.2. Resistencia a la flexin de la
dosificacin propuesta.
4.2.2.3. Hinchamiento
4.2.2.4. Resistencia al fuego
4.3.Elaboracin del panel
4.4.Materiales y su aplicacin en el panel
propuesto
4.5.Anlisis de las caractersticas del panel
4.5.1. Compresin
4.5.2. Flexin
4.5.3. Acstica
4.5.4. Trmica
4.5.5. Peso especifico
4.5.6. Hinchamiento
4.5.7. Combustin
4.6.Propuesta de proceso constructivo de una
pared
4.7.Materiales
4.8.Anlisis comparativo de precios unitarios
del proceso constructivo
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
VIII
La presente investigacin plantea una nueva
alternativa constructiva de un muro seco,
tomando como base a la fibra vegetal. El
proyecto se encamin al aprovechamiento de
las caractersticas especficas de cada uno de los
componentes del panel, principalmente de la
fibra vegetal.
El tipo de fibra es la gua del proceso de diseo
hacia especficas caractersticas tcnicas del
panel, y su seleccin est sujeta sus bondades
tcnicas y disponibilidad que engloba factores
como: costo, produccin y cercana de esa
produccin, costo del tratamiento y manejo de
la fibra.
Determinado el tipo de fibra, el diseo del panel
est sujeto a que la dosificacin elegida cumpla
con las pruebas tcnicas pertinentes (compresin
flexin, hinchamiento, resistencia al fuego),
realizadas bajo la normativa correspondiente
para ensayos determinada por el INEN.
El estudio del mtodo constructivo propuesto es
de carcter prctico, por tal razn se plante la
construccin de un elemento arquitectnico en
donde se puedan poner a prueba las soluciones
constructivas (uniones, juntas, anclajes,
acabado).
Finalmente un anlisis comparativo de precios da
la certeza de la viabilidad de la propuesta.
RESUMEN
IX
El desarrollo de nuevas alternativas de
construccin ha sufrido un importante
incremento en los ltimos tiempos especialmente
aquellas que se encaminan al aprovechamiento
de residuos producidos en campos ajenos a la
construccin; y es que la conciencia ecolgica
est tomando cada vez ms acogida en el
campo de la construccin.
Es con esta visin que la presente investigacin
pretende plantear el uso de un desecho de la
industria agrcola, la fibra vegetal, en la
propuesta de un sistema constructivo de
divisiones interiores viable desde el punto de vista
econmico tcnico y arquitectnico.
Actualmente en nuestro medio, la fibra vegetal
carece de aceptacin, por su bajo uso en
construcciones y escasa o ninguna alternativa de
uso buscando salvar las dificultades que este
material tiene, sin embargo en pases de
mercados mucho ms competitivos, por la gran
cantidad de oferta y demanda de materiales de
construccin, la fibra vegetal tiene una
importante presencia en la industria constructiva.
Hasta la actualidad se han venido desarrollando
sistemas constructivos con la paja o fibra vegetal
como principal materia prima, de carcter
artesanal; y en aquellos en los que se ve una
intensin de tecnificacin, la utilizacin de la
paja solo llega a nivel de relleno de una
estructura prefabricada con la finalidad de que
el elemento constructivo adquiera las bondades
acsticas y trmicas de la fibra vegetal.
INTRODUCCIN
X
La gran ventaja que tiene este material es que es
un material renovable en un ciclo relativamente
corto y de fcil accesibilidad.
Por el sinnmero de tipos de fibras y as mismo por
lo diferente de sus caractersticas, en la parte
investigativa se plantearn fibras accesibles en
nuestro medio, las cuales luego de un estudio
comparativo arrojar aquella de mejores
caractersticas y accesibilidad para ser
considerada en la parte prctica del presente
proyecto, en donde de obtener los resultados
esperados, se culminar con un panel prototipo,
una tentativa de un producto industrializable y lo
ms importante, de aporte ecolgico puesto que
aprovechar un residuo para ser incluido dentro
del ciclo de consumo convirtindolo en un
recurso antes que en residuo.
El cumplimiento de las caractersticas tcnicas
exigidas por la normativa nacional, establecidas
por el INEN, es de vital importancia, ya que el
panel debe ser competitivo con sistemas
constructivos tradicionales.
El estudio del sistema constructivo posible con el
panel conseguido, debe ser de carcter
prctico, por lo que se hace preponderante la
construccin de un elemento arquitectnico en
donde se puedan poner a prueba las soluciones
constructivas (uniones, juntas, anclajes,
acabado).
Un anlisis comparativo de costos del sistema
constructivo propuesto, con sistemas
constructivos tradicionales, dar la certeza de la
viabilidad de la propuesta resultante de la
presente investigacin. El anlisis comparativo
debe ser en funcin del precio unitario.
XI
El entorno en el que vivimos presenta una
reducida gama de opciones accesibles en
cuanto a la construccin de mampostera, por lo
que este campo se ha sometido a un especfico
elemento constructivo mampostera de ladrillo.
Lo que a los profesionales del diseo y
construccin les representa una importante
limitacin en la puesta en marcha de sus
proyectos. Este tradicional sistema constructivo
presenta complicaciones tales como:
Realizarse de manera artesanal: lo que no
permite garantizar las caractersticas tcnicas
que las mamposteras realizadas con este
material deberan tener.
Elevado costo y tiempo de construccin: la
pequea modulacin y requerimiento de un
tiempo de fraguado ocasiona que el levantar
una pared tome mucho tiempo en comparacin
con otros sistemas.
Elevada produccin de residuos constructivos:
siendo un sistema de carcter artesanal, no se
lleva un control del aprovechamiento ptimo de
los materiales utilizados, por lo que el porcentaje
de desperdicio que se debe considerar es
considerablemente elevado.
Adicionalmente, sistemas alternativos al de
mampostera de ladrillo, que presentan
soluciones efectivas a los problemas antes
mencionados, son generalmente importados, por
lo que el acceso a estos materiales es limitado
especialmente por el aspecto econmico.
PROBLEMTICA
XII
Es de primordial importancia la bsqueda de
alternativas para la construccin, de ah la
necesidad del desarrollo del presente proyecto
buscando aportar con un sistema constructivo de
divisiones interiores, en respuesta al sistema
artesanal que se utiliza actualmente en nuestro
medio.
El hecho de aportar a la reducida gama de
sistemas y materiales constructivos accesibles en
nuestro medio, da amplitud a las alternativas de
diseo y construccin, dando ms libertad a los
diseadores de plasmar sus ideas y a los
constructores de llevar a cabo proyectos mucho
ms efectivos y optimizadores de los recursos
disponibles. La incursin en la elaboracin del
panel a base de fibra vegetal o paja, abre
nuevas posibilidades de acabados en lo
referente a texturas y colores.
La posibilidad de trabajar con elementos
prefabricados que garantizan caractersticas
especficas, permite en obra trabajar con mayor
seguridad y facilidad, las especificaciones
bsicas de la construccin. Es por tal razn que la
finalidad de esta investigacin, es la propuesta
de un panel prefabricado.
Adicionalmente, la propuesta de este material,
puede tender a optimizar los precios de la
construccin; al ser realizado con un recurso que
no posee una elevada demanda en nuestro
medio, que incluso se lo considera un desecho, lo
que facilitar el acceso a la materia prima,
JUSTIFICACIN
XIII
cualquiera sea el tipo de fibra vegetal
seleccionada para la elaboracin del panel.
Entre las fibras vegetales que se conocen en
sectores cercanos a la ciudad de Loja que no
tienen un uso determinado y de poca demanda
tenemos: bagazo de caa de azcar, paja
alpina, paja de pino, paja toquilla y carrizo. De
entre estos tipos de fibra vegetal se determinar
el ms apto en funcin de su accesibilidad y
caractersticas.
La puesta en marcha del presente proyecto
potenciar un uso ms ptimo de los recursos
naturales que poseemos en nuestro medio; en
este caso un residuo de la produccin agrcola
ser aprovechado en la industria constructiva.
Esto en respuesta a la constante bsqueda de
reducir desperdicios producto de nuestras
actividades econmicas.
XIV
OBJETIVOS
General:
Desarrollar un panel, a base de fibra vegetal,
para la divisin de espacios interiores.
Especficos:
Investigar los usos y alternativas de la fibra
vegetal en la industria de la construccin.
Determinar el tipo de fibra vegetal
accesible en nuestro medio y apta para la
elaboracin del panel.
Desarrollar un tipo de panel modulado y
ecolgico apto tcnicamente para la
construccin de divisin de espacios
interiores.
Aplicacin del panel desarrollado en un
prototipo de pared divisoria.
HIPTESIS
La implementacin de fibra vegetal, en la
elaboracin de un panel, permitir desarrollar un
sistema constructivo econmicamente y
tcnicamente competitivo
OBJETIVOS E HIPTESIS
PANEL A BASE DE FIBRA VEGETAL PARA LA DIVISION DE ESPACIOS INTERIORES
PANEL A BASE DE FIBRA VEGETAL PARA LA DIVISION DE ESPACIOS INTERIORES
CAPITULO I
1.1. Composicin
1.2. Ventajas
1.2.1. Productivas
1.2.2. Fsicas
1.2.3. Bioqumicas
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
1.FIBRAS NATURALES
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 1
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Las fibras son estructuras unidimensionales slidas
y flexibles, con una longitud normalmente mayor a
su dimetro
Las fibras vegetales estn compuestas
bsicamente por:
Lignina: del latn lignum que significa madera; esta sustancia es propia de las
paredes celulares de organismos vegetales,
que en gran cantidad le da la
caracterstica de leosa a la especie
vegetal que la posea. La lignina da dureza,
resistencia e impermeabiliza.
Celulosa: es el compuesto orgnico ms difundido en la naturaleza, en plantas esta
sustancia componente de las paredes
celulares, se combina con la lignina
conformando los tejidos de sostn de la
estructura celular confiriendo resistencia a
traccin e incrementando la flexibilidad.1
1 Abstracto extrado de: COBREROS, Carlos. Uso de fibras vegetales procedentes de explotaciones agrcolas en la edificacin sostenible. Barcelona, Espaa: Universidad Politcnica de Catalua, Departamento de Construcciones Arquitectnicas, Escuela Tcnica Superior de Arquitectura de Barcelona. (2006) pg.13
Foto # 1. Cascarilla de arroz. Fuente: Autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 2
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Las fibras vegetales cuentan con ventajas tales
como:
Productivas:o Alta disponibilidad. Los cultivos de los
que se puede adquirir gran cantidad
de fibra son los ms extendidos en la
produccin agrcola, gramneas.
o Bajos costos de adquisicin. Por ser un
desecho de la industria agrcola su
produccin es considerada incluso
indeseable
o Facilidad de procesamiento. Su baja
densidad la hace fcilmente
procesable en cuanto a recoleccin
y transporte.
Fsicas:Su estructura porosa le da principalmente
caractersticas fsicas como:
o Baja densidad.
o Aislante acstico.
o Aislante trmico
o Resistencia estructural
Bioqumicas:o Inocuidad. Su composicin qumica lo
hace inofensivo en caso de ser
ingerido, compuesta por
polisacridos(molculas de azucares,
C-H-O) 2
2 Abstracto extrado de: CADENA, Carolina. Estudio de la variacin en la conductividad trmica de la cascarilla de arroz aglomerada con fibras vegetales. Universidad del Norte, Ingeniera &Desarrollo. (2002) Pg. 2
CAPITULO II
2.1. Mtodos de elaboracin2.1.1. Continuo 2.1.2. Discontinuo
2.2. Procesos constructivos similares2.2.1. El Bahareque2.2.2. Balas de paja2.2.3. Cob2.2.4. Paja encofrada2.2.5. Paja enrollada2.2.6. Bloques trmicos2.2.7. Sistema drywall
2.3. Normativa Ecuatoriana
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
2. BASES TEORICO-CONSTRUCTIVAS
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 3
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Panel, segn la Real Academia Espaola:
Elemento prefabricado que se utiliza para
construir divisiones verticales en el interior o
exterior de las viviendas y otros edificios.
2.1. MTODOS DE ELABORACIN
La fabricacin de paneles se la puede realizar de
dos maneras; la eleccin de que mtodo utilizar
depende de los materiales que componen el
panel, tiempo de produccin, grado de
tecnificacin, accesibilidad de herramientas
(maquinaria), etc.
El primer mtodo es discontinuo, en este mtodo
se prepara la mezcla y los componentes del panel
los cuales se vacan o arman, dependiendo de la
constitucin del panel, dentro de un molde con
las medidas exactas del elemento. Luego se
espera el tiempo adecuado para el fraguado o
cohesin de los elementos constitutivos del panel;
en ciertos casos se requiere que el elemento sea
sometido a temperaturas y presiones especficas.
Finalmente el panel es retirado de su molde,
curado y almacenado para su posterior
distribucin. Una de las principales desventajas de
este mtodo es la relativa lentitud en la
produccin.
El segundo mtodo es el continuo3, este mtodo
se utiliza principalmente en produccin a gran
escala.
La mezcla y los componentes del panel son
vertidos en una lnea de produccin, los
elementos son introducidos continuamente a una 3 PANEL SNDWICH GROUP. Informacin tcnica. Disponible en: http://www.panelsandwich.com/preguntas/3%20produccion%20de%20los%20paneles%20sandwich.html. Extrado el 23 de noviembre del 2011
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 4
ESCUELA DE ARQUITECTURA
prensa de doble cinta en donde comnmente la
elevada temperatura y presin endurecen al
panel; existen mtodos en donde no se necesita
elevar la temperatura durante el proceso de
prensado.
El material que sale de la prensa es continuo y
homogneo, el mismo que luego de una etapa
de enfriamiento, de ser necesario, se somete a
corte segn las medidas requeridas del panel.
Finalmente se cura y almacenan los paneles para
su posterior distribucin.4
4 MABETON ESPAA s.a. Plantas para la fabricacin de paneles ligeros. Disponible en: http://www.mabeton.com/productos4.htm. Extrado el 23 de noviembre del 2011
Los acabados de los paneles en ambos procesos
Se pueden realizar:
Durante el moldeo: el molde aporta con textura y se puede aadir pigmentos a la
mezcla
Despus del moldeo: se sobreponen lminas y recubrimientos al panel acabado.
Grafico # 1. Panel sndwich. Fuente: Panel Sandwich.sa
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 5
ESCUELA DE ARQUITECTURA
2.2. PROCESOS CONSTRUCTIVOS SIMILARES
En Amrica Latina mtodos que tienen como
material comn el barro y fibra vegetal, son
producto del aporte de elementos constructivos,
por parte de los indgenas tanto como de los
colonizadores, lo que dio lugar a una arquitectura
mestiza.5
2.2.1. El Bahareque
Este sistema en algunos pases latinoamericanos
se denomina quincha. Utilizado desde tiempos
precolombinos (600 D.C.)6 Incorporando
5 ARQ. URUEA lvarez, Mario. Arquitectura Sustentable. Disponible en:http://www.arquitectura.com/arquitectura/monografias/tubos_de_papel/tubos2.asp. Extrado el 17 de enero del 20126 DRA.ARQ. SCHILLER, Silvia y ARQ. MARTIN Evans, John. Construccin con tierra. Buenos Aires, Argentina. Centro de Investigacin Hbitat y Energa. (2006) Pg. 6
posteriormente tcnicas tradas por los
conquistadores.7
Esta tcnica se basa en la elaboracin de un
marco o estructura que sostendr al muro. Este
marco o estructura es complementado con un
tramado de fibras, luego se rellena los huecos con
tierra arcillosa. Una vez terminado el relleno se
puede dar un revoque de barro al muro para
darle un acabado liso. 8 Este proceso logra un
tabique muy liviano y flexible ante los movimientos
ssmicos. Aunque es comn la aparicin de fisuras
debido al incorrecto espesor de la capa de barro
sobre los paramentos de madera o el tejido de
caa. Es debido a la aparicin de estas grietas
que este mtodo requiere de un control y
7 MINKE, Gernot. Manual de construccin para viviendas antissmicas de tierra. Alemania. Universidad de Kassel. (2001) Pg. 288 ARQ. VLEZ, Jahn Gonzalo. Congreso virtual de Arquitectura. Arquitectura de Barro. Disponible en: http: // members. Fortunecity .es/alan2/ARQUITECTURA%20DE%20BARRO.htm. Extrado el 17 de enero del 2012
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 6
ESCUELA DE ARQUITECTURA
mantenimiento estricto, ya que atraen insectos
adems que por las grietas se puede filtrar
humedad que provocara desprendimiento del
revoque.
Foto # 2. Bahareque con elementos prefabricados CEPED Brasil. Fuente: Jos Esteves.
Una de las excelentes propiedades del
bahareque es su aislamiento trmico; una
quincha tradicional con 3cm de revoque por cara
es equivalente en cuanto a aislacin trmica a un
muro de ladrillo de 18cm de espesor.9
Grafico # 2. Detalle de quincha tradicional. Fuente: Wilfredo Carazas Aedo, Alba Rivero Olmos.
9 ESTEVES, Jos. Conservacin de energa en sistemas autoconstruidos, El caso de la quincha mejorada. Argentina, Laboratorio de Ambiente humano y vivienda.(2008) Pg. 2
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 7
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Grafico # 3. Detalle de amarre de caas al marco o columna y de fijacin de solera a cimiento. Fuente: Wilfredo Carazas Aedo, Alba Rivero Olmos.
Estructura
Compuesta por piezas de madera natural o
bamb, tanto verticales como horizontales.
Foto # 3. Marco de madera para bahareque. Fuente: Dra. Arq. Silvia de Schiller, Arq. John Martin Evans.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 8
ESCUELA DE ARQUITECTURA
La trama
Enrejado o trama de caas, listones o ramas,
atadas o clavadas, dispuestas generalmente en
dos sentidos.
Constituida por caas, ramas, o madera,
sujetadas a la estructura mediante clavos o
amarradas. La trama puede tener un sentido
horizontal-vertical o diagonal-diagonal. Esta trama
tambin puede estar constituida por mallas
metlicas.
El relleno
Consiste en una mezcla de tierra de
caractersticas plsticas con adicin de
estabilizantes y paja picada o fibras. Se puede
recubrir la trama por una sola cara o por ambas
con un espesor mnimo de 2cm. Lo que se hace
comnmente es utilizar la tierra del lugar pero se
debe analizar la tierra disponible para determinar
la necesidad de estabilizarla y las dosificaciones.10
La idoneidad del material de relleno se prueba
dejando caer una bola de relleno de 10cm de
dimetro desde 1m de altura, si la deformacin
luego de la cada es menor a 14cm entonces la
consistencia es la correcta.
Con este sistema se pueden lograr paredes de 10
a 20cm de espesor. Debido a su debilidad ante la
10 Idem 6. pg. 7
Foto # 4. Entramado de caa. Fuente: Dra. Arq. Silvia de Schiller, Arq. John Martin Evans.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 9
ESCUELA DE ARQUITECTURA
lluvia, este es un sistema utilizado mayormente en
espacios interiores.11
Foto # 5. Relleno de tierra arcillosa. Fuente: Dra. Arq. Silvia de Schiller, Arq. John Martin Evans.
11 ARQ. TOMEO, Fernando. Materiales alternativos. Per (2008). Pg. 37
Anlisis de la tierra para relleno12
La verificacin de la conveniencia de la tierra
para la construccin se la puede realizar
mediante simples pruebas de campo, las mismas
que muestran las caractersticas de la tierra.
Manipulacin- olor
Al agregar agua a un puado de tierra nuestros
sentidos permiten identificar los componentes de
la tierra:
Orgnica: desprendimiento de un olor Arenosa: poco pegajoso, rugoso,
quebradizo.
Limosa: fino fcil de reducir en polvo, pegajoso.
Arcillosa: difcil de romper, lento de deshacer en el agua, pegajoso y fino.
Lo ideal es tierra arenosa y arcillosa a la vez. 12 CARAZAS, Aedo Wilfredo y OLMOS Rivero, Alba. Gua de construccin parassmica. CraTerre. Francia (2002) Pg. 9
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 10
ESCUELA DE ARQUITECTURA
El Cigarro
La tierra no debe ensuciar las manos. Se moldea
sobre una plancha un cigarro de 3cm de
dimetro, se empuja lentamente el cigarro hacia
el vaco y se mide la longitud del pedazo que se
desprende por gravedad. Realizar 3 intentos y
obtener un promedio.
Lo conveniente es que el pedazo que se
desprende tenga una longitud de 7 y 15 cm.
La pastilla
Se moja y mezcla la muestra, se deja reposar por
media hora para que la arcilla reaccione con el
agua. Se moldea 2 pastillas con la ayuda de una
seccin de tubo. Se evala la retraccin de la
pastilla y su resistencia aplastndola entre el
pulgar y el ndice.
Grafico # 5. Prueba de la pastilla. Fuente: XIV Congreso Nacional de ingeniera Civil.
Grafico # 4. Prueba del cigarro. Fuente: XIV Congreso Nacional de ingeniera Civil.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 11
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Arenosa: no se retrae y fcil de convertir en polvo.
Limosa: se retrae y fcil de convertir en polvo.
Arcillosa: retraccin importante, difcil de convertir en polvo.
Lo conveniente es menos de 1mm de retraccin y
difcil de convertir en polvo.
Fallas tpicas en viviendas de quincha.13
Cada uno de los elementos de la quincha,
aportan con resistencia a la flexin como al corte.
Las fallas por corte son resistidas principalmente por los bastidores, estos
poseen elementos longitudinales de fibras
13 XIV CONGRESO NACIONAL DE INGENIERA CIVIL. Caractersticas ssmicas de las construcciones de tierra en el Per: Contribucin a la enciclopedia mundial de las construcciones de viviendas. Per. Colegio de ingenieros del Per. (2003) Pg. 8
paralelas a la dimensin ms larga (caa
guadua), que le dan gran resistencia. El
inconveniente se presenta en el revoque de
barro donde la traccin diagonal origina
grietas y hasta desprendimientos.
La caa tejida en los bastidores otorga flexibilidad al muro, sin embargo su
resistencia puede ser superada
ocasionando que los bastidores soporten los
efectos de la flexin que puede hacer
pandear el muro.
2.2.2. Balas de paja.
Siendo la paja uno de los materiales de
construccin ms antiguos, la construccin con
balas de paja no es un mtodo nuevo. La paja es
idnea para formas curvas y circulares y puede
proporcionar facilidad de adaptacin de
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 12
ESCUELA DE ARQUITECTURA
muebles puesto que por el grosor de una bala de
paja se puede proporcionar fcilmente de
asientos, rincones profundos, ventanas etc.14
Entre las ventajas que se difunde a travs de la
Red de construccin con paja est el bajo
costo del proceso que puede llegar a ser hasta 24
veces menos que un muro de construccin
tradicional; excelente aislamiento trmico lo que
supone un ahorro energtico del 75% y por ltimo
se asegura que este mtodo ha aprobado
controles de seguridad contra incendios en
Estados Unidos, Canad y Alemania.15
Uno de las principales preocupaciones de la
construccin con balas de paja es su resistencia al
14Red de construccin con paja.org, Brbara Jones. Una gua de construccin con balas de paja. (2001). Disponible en: http://www.casasdepaja.org/sites/casasdepaja.org/files/LibritoBarbaraJones.PDF. Abstracto extrado el 12 de noviembre del 201115ARQUIDEA.sa. Cubiertas ajardinadas, casas de paja (2010). Disponible en: http://arkiidea.blogspot.com/2010/11/cubiertas-ajardinadas-casas-de-paja.html. Abstracto extrado el 20 de Octubre del 2011
fuego; en funcin de esta preocupacin se han
hecho pruebas de fuego de las cuales se puede
afirmar que las balas de paja recubiertas con
mortero de arcilla tienen una resistencia de 90
minutos; con esta resistencia se pueden aprobar
proyectos multifamiliares en Alemania. Pruebas
realizadas en EEUU han logrado una resistencia de
120 minutos.
La construccin con balas de paja no es un
mtodo aplicable en cualquier tipo de clima,
puesto que si no se aplica un sistema constructivo
adecuado, adems de un buen mantenimiento,
la construccin es susceptible a problemas como
humedad, erosin etc. La humedad es el principal
enemigo de la paja.16 La resistencia depender
16 Red de construccin con paja.org. Caractersticas fsicas y biolgicas de la bala de paja. (2010). Disponible en: http:// www .casasdepaja. org/ content/ caracter%C3%AD sticas-f%C3% ADsic as-biol% C3%B3gicas-etc-de-la-bala-de-paja.htm.Abstracto extrado el 12 de noviembre del 2011
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 13
ESCUELA DE ARQUITECTURA
del mtodo usado, diseo y cuidado de la
edificacin.
La opcin de un recubrimiento de cal es llamativa
pero esto encarece considerablemente los
precios, adems de que esto no soluciona
completamente los problemas con la humedad.
Un alero grande no se convierte en una solucin
del todo ante estos inconvenientes.
Este mtodo resulta muy prctico para su
aplicacin en climas secos, por la facilidad de
proteger la edificacin ante las inclemencias del
clima.
En el caso de no proteger las balas de paja
contra el clima se pueden llegar a tener
putrefaccin, enmohecimiento,
desmoronamiento, de las mismas.
Estos casos pueden llegar a ser estudiados en
construcciones ya realizadas, analizado efectos
del paso del tiempo y tambin en pruebas
aceleradas. Por ejemplo en la Universidad John
Moores, Liverpool, se realiz una construccin de
Foto # 6 (a,b,c). Construcciones con fardos de paja. Fuente: Manuel Saravia Madrigal
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 14
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prueba la misma que present plagas de insectos
y mal olor.
Los resultados de las pruebas a la comprensin
realizadas a los fardos de paja se destaca la
presin que admiten sin romperse: 4,8 Kg/cm2,
pero se recomienda que para evitar
deformaciones se debe trabajar por debajo de
0.1 Kg/cm2, por lo que se interpreta que un muro
de 50cm. De espesor debe soportar un peso no
mayor de 500kg. 17
17ECOHABITAR. Construccin con balas de paja(2010) disponible en: http://www.ecohabitar.org/articulos/bioconstruccion/balaspaja.html) Abstracto extrado el 20 de Octubre
Acomodo de los fardos:
Grafico # 6. Acomodo de los fardos. Fuente: SEMARNAT.
Grafico # 7. Fardos unidos con varillas. Fuente: Ecohabitar.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 15
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Un importante inconveniente de este sistema es el
grosor de los muros los que origina en un bajo
coeficiente de ocupacin del suelo.
Grafico # 8. Medida de un fardo de paja. Fuente: Athena Swentzell, Bill Steen, David Bainbridge.
El proceso constructivo consiste primeramente en
un sobrecimiento para separar los muros del suelo.
Del sobrecimiento se dejarn varillas cada 50cm a
manera de chicotes para sujetar el muro. Los
fardos de paja se colocaran clavados en los
chicotes en trama discontinua. Cada tres filas se
coloca una varilla de 1m para unirlas entre s. Al
terminar el muro se coloca un soporte de madera
sobre los fardos para amarrarlos desde los
cimientos y sobre el soporte, en varias direcciones
para evitar que este se mueva.
Foto # 7. Muro con fardos de paja. Fuente: Johny Salazar.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 16
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Luego se coloca un revoque de barro
directamente sobre los fardos para darle
proteccin al muro y una superficie lisa.
2.2.3. Cob
Palabra inglesa que significa Terrn o masa
ablandada. En esta tcnica constructiva se usa
tierra arcillosa, arena y paja, los mismos que son
moldeados in situ a mano. Al no necesitar
encofrado es muy manejable para formas
orgnicas, curvas y arcos. Comnmente las
viviendas construidas con esta tcnica tienen una
durabilidad de aproximadamente 100 aos.
El Cob puede llegar a obtener gran resistencia
una vez seco, gracias los materiales que lo
componen:
Arena: es elemento resistente de la mezcla, otorga dureza a la mezcla incrementando
su resistencia a la compresin. Su
porcentaje es de 60%
Arcilla: es el material conglomerante de la mezcla, su porcentaje es de 40%
Fibra vegetal: esta conforma una red tridimensional que otorga a la mezcla seca
resistencia a la traccin
El espesor de los muros de cob se deben calcular
aumentando 5cm a la base de 25cm por cada
90cm de altura del muro. As mismo la longitud de
un muro no debe superar los 5 a 6m. 18
El sistema es portante por lo que no necesita de
marcos o estructura siempre y cuando se realicen
todos los muros de la edificacin
monolticamente. La forma ideal de trabajar es
levantar todos los das una capa de
18 SALAZAR, Johny. Manual de construccin natural, Construyendo con Cob. Argentina(2007) Pg. 4-7
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 17
ESCUELA DE ARQUITECTURA
aproximadamente 20cm en todas las divisiones de
la casa, as se da oportunidad a la mezcla de
secar y en 20 das tener ya 2m de muros
levantados.
Esta es una tcnica que goza de muy buena
inercia trmica, lo que reduce los intercambios de
temperatura del interior con el exterior.
Foto # 8. Proceso constructivo del cob. Fuente: Johny Salazar.
Foto # 9. Proceso constructivo del cob. Fuente: Johny Salazar.
2.2.4. Paja encofrada19
Esta tcnica se usa, por cuestiones trmicas, en
paredes poco soleadas, para mantener una
temperatura constante en toda la edificacin.
Se trata de un encofrado de madera que
moldear el rastrojo de paja de trigo, avena o
19 RAMREZ, Mariano. Tcnicas naturales de construccin. UNNE. (2002)pg. 45
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 18
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cualquier fibra vegetal. Es preferible que sea paja
de cereales puesto que estos son estructuras
huecas que aportan a dar mayor termicidad al
muro.
Foto # 10. Encofrado de madera. Fuente: Mariano Ramrez.
El proceso consiste en colocar los encofrados de
madera de acuerdo la necesidad, luego rellenar
con paja mezclada con arcilla como el
aglomerante de la mezcla. Para comprobar el
porcentaje de paja-arcilla de la mezcla se debe
apretar un puado de mezcla y no debe gotear.
La mezcla estar bien humedecida pero sin
gotear.
Al ir colocando la mezcla se debe compactar
con un palo o manualmente. El encofrado puede
ser retirado inmediatamente y seguir con el
siguiente nivel del muro a levantarse. Se pueden
levantar de 20cm a 60cm de muro a la vez. Se
debe tener cuidado de que al compactar no se
derrumben niveles del muro inferiores, por lo que
se debe colocar solapas asegurando los perfiles
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 19
ESCUELA DE ARQUITECTURA
2.2.5. Paja enrollada
Esta tcnica constructiva consiste en paja con
arcilla como aglomerante, enrollada en un
travesao de madera que se sujeta a una
estructura o marco. Para esta tcnica, la paja a
utilizar debe ser lo ms larga posible.
El proceso consiste en ir enrollando la paja
mezclada con arcilla en un madero, rama, o
cualquier travesao de madera. Luego se acopla
el travesao en una estructura o marco que lo
sujetar.
Foto # 11(a,b,c,d). Proceso paja encofrada. Fuente: Mariano Ramrez.
Colocacin de la mezcla(c) Muro de paja (d)
Encofrado de madera(b)Mezcla de paja con arcilla(a)
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 20
ESCUELA DE ARQUITECTURA
El muro se ira armando al colocar un travesao
sobre otro. La ventaja de esta tcnica es que no
se debe esperar a que el muro se vaya secado
para poder armar los niveles superiores del mismo.
Foto # 13. Armado de muro. Fuente: Mariano Ramrez.
2.2.6. Bloques trmicos
Esta tcnica consiste en bloques de paja y arcilla
lquida como aglomerante.
Para su elaboracin hay que impregnar la paja
con la arcilla lquida como si estuviese sucia y
realizar la prueba del goteo el presionar. Es
importante que ningn tramo de la paja quede
Foto # 12. Mezcla de paja con arcilla. Fuente: Mariano Ramrez.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 21
ESCUELA DE ARQUITECTURA
sin impregnar puesto que en tal caso, no se
aglomerar uniformemente el bloque.
Foto # 14. Mezcla de paja con arcilla lquida. Fuente: Mariano Ramrez.
La mezcla debe ser prensada en un molde. Para
alivianar el bloque se puede atravesar a los
bloques con un tubo PVC de 10cm de dimetro;
esto les dar mejor maniobrabilidad y quitar
peso al muro.
Foto # 15. Molde de bloque trmico. Fuente: Mariano Ramrez.
El proceso de elaboracin de los bloques exige
que, al primer da se los incline para mejorar su
secado, al tercer da ya se los puede apilar y en el
quinto da los bloques estn aptos para ser usados
en construccin. Los huecos realizados en cada
bloque pueden ser rellenados con paja sin arcilla.
Los bloques se colocan en trama discontinua en
un marco de madera con barro para unirlos.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 22
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Foto # 16. Bloque trmico. Fuente: Mariano Ramrez.
La termicidad del sistema se asemeja al de la paja
encofrada con la ventaja de que los bloques
secan mucho ms rpido.20
2.2.7. Drywall
Este es un sistema constructivo seco que se basa en
placas de cartn yeso, madera o fibrocemento,
previamente fabricadas, sujetas a una estructura de
madera o acero galvanizado.
20 dem 19. Pg. 43-47
Este sistema consiste bsicamente el siguiente
proceso:
Armado de estructura, la cual ser el sostn de todo el elemento divisorio, el armado se lo
realiza siguiendo una modulacin acorde a las
medidas de las placas previstas a usarse las
cuales tienen unas medidas estndar de 1.22m
x 2.44m
Colocacin de instalaciones, tales como elctricas, sanitarias y complementarias de
acuerdo a las exigencias de la obra.
Foto # 17. Estructura galvanizada. Fuente: Arquigrfico.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 23
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Sujecin de placas mediante tornillos autoperforantes o clavos, dependiendo de los
materiales empleados.
Acabado de la divisin el cual puede ser revestido con mortero, empastado, lacado o
pintado directamente segn las necesidades
del proyecto. En el caso de necesitar ocultar las
juntas entre paneles se usa cinta en forma de
malla la cual se aplica a lo largo de la junta
para luego ser recubierta con el acabado
(empastado o revestido de mortero)
Anchos de muros.
Este es un sistema industrializado el cual cumple con
medidas estandarizadas, entre las ms comerciales:
Foto # 18. Estructura galvanizada. Fuente: Oniria Arquitectura
Foto # 20 Colocacin de placas drywall de yeso. Fuente: Oniria Arquitectura
Foto # 19. Sellado de juntas. Fuente: Oniria Arquitectura
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 24
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Espesores de
placas
Espesor estructura
metlica
1/2" 12.70 mm 3 5/8" 90 mm
3/8" 9.52 mm 2 1/2" 65 mm
5/8 15.87 mm 1 5/8" 39 mm
Cuadro # 1. Espesores estandar de elementos para drywall. Elaboracin autor.
Un muro drywall que comnmente se aplica en obras
utiliza dos placas de 12.70 mm con una estructura de
90mm. Siendo as terminado con un ancho de 12cm.
Tendramos 3 tipos de muros comerciales que utilizan
las variantes de anchos de perfiles metlicos y el uso
de la placa de 12.7mm" que es la ms utilizada para
los muros.
1. 12.00 cms: estructura metlica de 90 mm
2. 9.00 cms: estructura metlica de 65 mm
3. 6.50 cms: estructura metlica de 39 mm
VENTAJAS DE USAR DRYWALL
Rpido.-es un proceso en seco por lo que se eliminan los tiempos de espera al para tener un
muro terminado.
Liviano.-Por su peso de 25 Kg/m2 aprox.
instalaciones van empotradas y se arman
simultneamente con las placas.
fcil almacenamiento.
Transporte.-Por ser un producto liviano, y de
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 25
ESCUELA DE ARQUITECTURA
2.3. NORMATIVA ECUATORIANA
Las especificaciones a cumplir por el panel
propuesto, debe ser la exigida por la normativa
determinada por el INEN, Instituto Ecuatoriano de
Normalizacin, ya que es el organismo oficial
ecuatoriano encargado de la normalizacin,
certificacin y metrologa.
Dentro del marco legal, el INEN clasifica su
normativa en: Normas Obligatorias y Normas
Voluntarias; las normas que el panel propuesto
debe cumplir se encuentran clasificadas como
Voluntarias.
Las especficas normas que determinan las
caractersticas que el panel propuesto debe cumplir
son:
NTE INEN 900
NTE INEN 899 NTE INEN 804 NTE INEN 1685
NTE INEN 900 (TABLEROS DE MADERA AGLOMERADA.
REQUISITOS.)
Esta norma establece los requisitos mnimos que
deben cumplir los tableros para efectos de
certificacin.
Luego de un marco de definiciones, la normativa
establece una clasificacin de tableros de
madera:
Tipo I: Exterior a prueba de agua y para usos
marinos
Tipo II: Para uso en interiores
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 26
ESCUELA DE ARQUITECTURA
La norma especifica las caractersticas mnimas
para los dos tipos de tableros, siendo los requisitos
de consideracin para tableros de tipo II:
COMPRESIN > 20kg/cm2
FLEXION > 15kg/cm2
HINCHAMIENTO < 20% en 24horas
Cuadro # 2. Caractersticas mnimas para tableros. Elaboracin autor.
NTE INEN 899 (TABLEROS DE MADERA AGLOMERADA
DETERMINACIN DE LA HINCHAZN Y DE LA
ABSORCIN DE AGUA POR INMERSIN)
En esta norma se especifica un mtodo para
determinar la hinchazn y absorcin de agua por
inmersin total de tableros de madera
aglomerada.
Luego de establecer el equipo necesario
(calibrador y recipiente con agua) se enumeran
las especificaciones de las probetas, las cuales
El procedimiento consiste en determinar el espesor
de cada probeta antes y despus de la inmersin
en agua limpia a temperatura y presin ambiente
en tiempos de 2 y 24 horas; las probetas deben
estar separadas unas de otras, los bordes
superiores de las probetas deben estar por debajo
del nivel del agua.
La determinacin del porcentaje de
hinchamiento se lo realiza con la frmula:
Ht: Hinchamiento (%)t1: espesor de probeta previo a inmersint1: espesor de probeta luego a inmersin
Ht
t
= 100 t1t21
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 27
ESCUELA DE ARQUITECTURA
NTE INEN 804 (PREVENCIN DE INCENDIOS.
DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA AL FUEGO DE
ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS)
Esta norma establece el mtodo de ensayo para
determinar la resistencia al fuego de elementos
constructivos.
Luego de un marco de definiciones y simbologa
la normativa describe el mtodo de ensayo de
una probeta representativa del elemento
constructivo completo.
El ensayo consiste en someter la probeta al fuego
en un horno bajo condicin de presin y
temperatura controladas y determinar el tiempo
durante el cual la probeta resiste al fuego segn
criterios de integridad, capacidad de aislamiento
y estabilidad del elemento.
En la especificacin del equipo necesario,
establece la necesidad de usar un horno que
permita controlar temperatura y presin pero no
se especifica las medidas del mismo, siendo esta
caracterstica dependiente del tamao de
muestras que se quiera ensayar.
Dentro de los condicionamientos de la prueba se
aclara que el contenido de humedad de la
muestra debe ser equilibrado con la atmsfera
adems de que el condicionamiento de la
muestra debe ser lo ms parecido posible a
cuando esta est en servicio.21
21 Instituto Ecuatoriano de Normalizacin. INEN. Disponible en:http://www.inen.gob.ec/index.php?option=com_content&view=article&id=206&Itemid=62. Abstracto extrado el 20 de octubre del 2012
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 28
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Finalmente la normativa establece una
clasificacin segn el tiempo de resistencia de la
probeta: F(minutos de resistencia).
La resistencia mnima para elementos verticales
de uso residencial es de:
F30 riesgo bajo
F60 riesgo alto
Cuadro # 3. Clasificacin de resistencia al fuego. Elaboracin autor.
NTE INEN 1685 (YESO PARA LA CONSTRUCCION)
Esta norma establece los requerimientos que de
cumplir el yeso que se utiliza en la construccin.
Primeramente la norma establece las definiciones
necesarias para luego describir los requisitos fsicos
del yeso. Esta normativa exige como mtodo de
ensayo de propiedades fsicas a la norma NTE
INEN 1688.
Adems establece como referencia a las normas
espaolas ASTM de donde se obtienen las
exigencias fsicas:
Cuadro # 4. Especificaciones minimas para yeso en la construccion. Fuente:
Norma NTE INEN 1685.
YA- yeso alivianado, YD- yeso alta dureza, YE/T-yeso de terminacin, YPM- yeso de
construccin de proyeccin mecnica, YPM/D- yeso de proyeccin mecnica de
alta dureza, YPM/A- yeso de proyeccin mecnica aligerado.
CAPITULO III
3.1. Bagazo de caa de Cascarilla de arroz3.1.1. Propiedades fsicas3.1.2. Disponibilidad
3.2. Bagazo de caa de azcar3.2.1. Propiedades fsicas3.2.2. Disponibilidad
3.3. Paja de gramneas 3.3.1. Propiedades fsicas3.3.2. Disponibilidad
3.4. Paja de pino3.4.1. Propiedades fsicas3.4.2. Disponibilidad
3.5. Determinacin de tipo de fibra para la propuesta de panel
3.5.1. Anlisis de idoneidad de las fibras disponibles
3.5.2. Determinacin y justificacin de un tipo de fibra
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
1. ALTERNATIVAS DE 3. ALTERNATIVAS DE FIBRAS VEGETALES PARA ELABORACION DEL PANEL
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 29
ESCUELA DE ARQUITECTURA
3.1. CASCARILLA DE ARROZ
Es un desecho de la industria arrocera, el cual se
puede obtener en un 20% del peso total de grano
procesado. La cascarilla es quebradiza, abrasiva
y de color pardo rojizo. Por su densidad baja
ocupa al apilarse grandes espacios: 1tonelada
ocupa 8m3.
Al salir del descascarado, la cascarilla de arroz
posee una humedad que va desde el 5 al 40% y
ante la exposicin a la intemperie en poca no
lluviosa la humedad vara entre el 8 y 15%.
Esta fibra no presenta cualidades nutritivas
importantes, adems de contener Dixido de
silicio, lo que imposibilita su consideracin como
un posible alimento.
Composicin de la cascarilla de arroz
Cuadro # 5. Composicin de la cascarilla de arroz. Fuente: Ing. Agustn Valverde, Ing. Bienvenio Sarria, Ing. Jos Monteagudo.
3.1.1. Propiedades fsicas de la
cascarilla de arroz
Cuadro # 6. Propiedades fsicas de la cascarilla de arroz. Fuente: Ing. Marcela Bizzoto, Ing. Mario Natalini, Sr. Gaspar Gmez.
Cascarilla de arroz (%)
Celulosa 40
Cenizas (Dixido de silicio) 20
humedad 10
Extracto no nitrogenado 30
Cascarilla de arroz
Natural Tratada
Dimetro mximo. mm 2.3
Peso especfico seco. Kg/m3 980 1290
Peso unitario suelto. Kg/m3 102 125
Peso unitario compactado.
Kg/m3
142 220
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 30
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Proceso de extraccin de la cascarilla de arroz
En el momento de la cosecha, el arroz posee una
cascara que protege el grano adems de una
humedad de aproximadamente 19 a 23%. El
grano hmedo y sucio, posteriormente a su
secado es limpiado mediante un cedazo. Luego
del proceso de secado el grano alcanza una
humedad de 13%, solo entonces est apto para
ser almacenado o molido.
En el proceso de molido, el arroz cascara se
ingresa en un molino de rodillos de goma que
mediante friccin separa la cascara de arroz del
grano de arroz cubierto de afrechillo.
Posteriormente para separar el afrechillo del
grano de arroz blanco se muele el grano en
rodillos de piedra o metlicos.
Luego de este proceso se obtiene el 70% de arroz
blanco, 20% de cascarilla de arroz y 10% de
afrechillo.22
La cascarilla en el campo de la construccin es
tratada bsicamente como las partculas de
madera. Estas se muelen y se pasan por un tamiz
para obtener un dimetro controlado de fibra.
Se le adiciona una resina aglomerante y se vierte
la mezcla en moldes, depende del resultado que
se quiera obtener, el panel puede ser sometido a
presiones y temperaturas elevadas; obteniendo
un tablero de caractersticas especiales debido a
22 Asociacin de cultivadores de arroz. Industria. Disponible en: http://www.aca.com.uy/index.php?option=com_content&view=category&
layout=blog&id=16&Itemid=19. Extrado el 28 de enero del 2012
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 31
ESCUELA DE ARQUITECTURA
las caractersticas de la cascara de arroz y la
resina. 23
Al igual que en los tableros de madera, la
densidad y resistencia del tablero depende de la
cantidad de resina que se utilice y de la presin y
temperatura que se aplique.24
3.1.2. Arroz en Loja - Ecuador
Segn estadsticas del MAGAP, en el Ecuador, en
el ao 2010 se cultivaron 363.119hectreas de
arroz.
23 DR. SALGADO, Ren. Cascarilla de arroz. Instituto de ciencia de materiales. (2008). Disponible en: http://wwwimre.imre.oc.uh.cu/cmbl og /? p = 81. Extrado el 25 de noviembre del 201124 C. DESIRELLO, S. CERINI, R CHARADA, R SCALFI, C. LIBERMAN, P.M. STEFANI. Efecto de las condiciones de procesado sobre las propiedades mecnicas de aglomerados de cascara de arroz. Uruguay: Universidad Tecnolgica Central, Departamento de Ingeniera Civil. (2004) Pg. 75.
Arroz en Loja
Superficie
sembrada
hectreas
Superficie
cosechada
hectreas
Produccin
Tm
Arroz Solo 1.861 1.853 11047
Asociado - - -
Cuadro # 7. Hectreas de arroz cosechadas en Ecuador. Fuente: MAGAP
Cuadro # 8. Hectreas de arroz cosechadas en Loja. Fuente: MAGAP
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 32
ESCUELA DE ARQUITECTURA
3.2. BAGAZO DE CAA DE AZCAR
Es un subproducto fibroso, residuo obtenido de
caa exprimida. La caa de azcar se da en
climas tropicales y subtropicales. Se calcula que
en el mundo se producen ms de 57.5 millones de
toneladas de bagazo seco. 25
Generalmente el bagazo es utilizado en las
azucaras o trapiches para generacin de energa
calrica, aunque para la industria papelera
representa una importante materia prima.26
El bagazo representa el 15 a 25% de la totalidad
de caa procesada, por ejemplo de una
tonelada de caa se puede obtener un mnimo
25 LINTU, Leo. Paneles, papel y cartn hechos con residuos agrcolas. Disponible en: http://www.fao.org/docrep/l2015s/l2015s03.htm. Extrado el 25 de noviembre del 201126 ARBOLEDA Marcelo, CONDOR Beln, CUEVA Nathaly y GNGORA Estefana. Aislamiento, seleccin y preservacin de cepas levaduriformes y fngicas degradadoras del bagazo de caa de azcar. Quito Ecuador. Universidad central del Ecuador, Facultad de ciencias qumicas, Escuela de bioqumica y farmacia. (2010)Pg. 6
de 150kg de bagazo. El contenido de humedad al
salir del molino es de aproximadamente 50% y una
densidad promedio de 144kg/m3. Luego de 22
das de secado al aire libre, el bagazo de caa
de azcar puede llegar a presentar una humedad
de 23.4%27
3.2.1. Composicin de bagazo de caa de
azcar
Composicin de bagazo de
caa (%)
Fibra 48
Solidos
solubles2.3
humedad 49
Cuadro # 9. Composicin de bagazo de caa. Fuente: Dewral Taurachand.
27 LABARTHE, Humberto. Consumo de lea y otros combustibles en los trapiches de San Ramn. Costa Rica. (2000)Pg. 25
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 33
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Proceso de extraccin del bagazo
La caa se corta en el campo a 5cm
aproximadamente desde el suelo y se la deshoja.
Es transportada hasta los ingenios o trapiches en
donde en algunos casos se toman muestras para
determinar aspectos como: calidad, porcentaje
de sacarosa, fibra y nivel de impurezas.
Luego es dirigida a mesas de lavado en donde es
transportada por bandas hasta las picadoras que
convierten el tallo de la caa en astillas de
tamao uniforme que facilitarn la extraccin del
jugo de caa. En trapiches informales la caa va
directamente a la extraccin del jugo en los
trapiches sin pasar por un lavado o control de
calidad.
El bagazo que sale de las moliendas se almacena
dependiendo del clima, bajo sombra o al aire
libre, para su secado. Luego de que el bagazo se
sec es llevado a las calderas como combustible
o caso contrario es usado por fbricas de papel
como principal materia prima.28
El proceso de fabricacin de los aglomerados a
base de bagazo cumple con los pasos bsicos de
todo aglomerado, obteniendo los siguientes
resultados de pruebas tcnicas en tableros con
este material.
28 LOAIZA, Johana. Usos de los subproductos de la agroindustria de la caa en la elaboracin de dos suplementos nutricionales para rumiantes en el Valle del Cauca. Colombia. Universidad de Caldas, Ingeniera dealimentos. (2008) Pg. 11
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 34
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Cuadro # 10. Tabla de resultados de pruebas a aglomerados de caa. Fuente: Wilver Contreras, Mary Owen, Daro Garay, Yoston Contreras.
3.2.2. Caa de azcar en Loja - Ecuador.
Segn estadsticas del MAGAP en el 2000 en el
Ecuador se cultivaron un aproximado de 79.913
hectreas de caa de azcar con una
produccin de 5.618.045.TM y en el 2010 se
cosech una superficie total de 71.437hectareas
solo para produccin de azcar.
Si calculamos el 25% de produccin de bagazo
tendramos 1.404.511,25TM como mnimo anual.
Solo de los 6 ingenios del Ecuador se pueden
obtener 158.000 toneladas de bagazo de caa
de azcar anualmente.29
29 dem 26. Pg. 4-5
Propiedades Resinosidad
10% 13%
Fsic
as
Densidadgr/cm3
0,678 0,684
AbsorcinAgua % 2h
31,17 24,83
AbsorcinAgua % 24h
55,65 53,87
VariacinEsp. % 2h
9,52 8,50
VariacinEsp. % 24h
17,11 14,84
Me
c
nic
as
Flexin estticakg/cm2
155,72 181,13
Traccin perpendicular. kg/cm2
3,71 3,85
Cuadro # 11. Hectreas de caa cosechadas en Ecuador. Fuente:MAGAP.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 35
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Caa de azcar en Loja:
3.3. PAJA DE GRAMNEAS
La paja es un subproducto de la industria agrcola
procedente principalmente de cereales. La
composicin de la paja depende principalmente de la
especia de la que proviene, ya que la proporcin de
hojas, tallo, altura de planta varan de acuerdo a la
especie. La constituyen principalmente los tallos,
rastrojos y hojas la planta, despus de su mxima
maduracin y posterior recoleccin.30
3.3.1. Composicin paja de gramneas
30 CORTS, Carlos. Forrajes para cereales. Disponible en: http://www.piensoscovaza .es/equi/mas/mas_equi03.html. Extrado el 28 de enero del 2012
Ingenios Azucareros del Ecuador
Ingenio Caa cortada anualmente (hectreas)
La Troncal 1541246
Valdez 1368608
San Carlos 1666856
IANCEM 240940
Monterrey 187000
Isabel Mara 82320
SUPERFICIE
PLANTADA
(Hectreas)
SUPERFICIE
COSECHADA
(Hectreas)
PRODUCCIN
(Tm.)
Para
azcar
Solo 2097 2066 122853
Asociado 0 0 0
Para
otros
usos
Solo 8681 8123 -
Asociado 1762 1599 -
Composicin paja cereales (%)
Protena cruda 4-5
Fibra 73-80
Lignina 7-14
Cenizas 6-8
Cuadro # 12. Ingenios existentes en Ecuador. Fuente: CINCAE
Cuadro # 13. Hectreas de caa cosechadas en Loja. Fuente: MAGAP
Cuadro # 14. Composicin de paja. Fuente: Ing. Agr. Danilo Bartaburu
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 36
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Rendimiento de paja por tonelada de cereal.
El tratamiento de la paja luego de la cosecha es
un inconveniente a solucionar ya que la opcin
ms accesible es la incineracin de los campos
de cultivos31.
31 GARAY, Mac Donald, F y CALDERN, B. Acevedo. Potencialidades deempleo de rastrojos agrcolas en la fabricacin de tableros. Mxico (2003)Pg. 3
3.3.2. Gramneas en Loja
3.4. Paja de Pino
El pino es una especie arbrea de la familia de las
pinceas. Pueden alcanzar gran altura (20 a
40m), y poseen un crecimiento muy acelerado,
razn por la cual es bastante difundido en la
industria maderera. Una hectrea de bosque de
T. por T. de cereal
Trigo 2.3
Avena 1.6
Cebada 1.5
Arroz 1.5
Gramneas en Loja
Superficie
hectreas
Superficie
hectreas
Produccin
Tm
Gramneas Solo 3.105 3.029 8.180
Asociado 159 158 22
Cuadro # 15. Rendimientos de paja por cereales. Fuente: Garay, R, Mac Donald, F. Caldern, B. Acevedo.
Cuadro # 16. Hectreas de gramneas cosechadas en Loja. Fuente: MAGAP:
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 37
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pino produce un aproximado de 1.1m3 de hojas
secas anualmente32.
3.4.1. Composicin de paja de pino (agujas
de pino)
3.4.2. Pino en Loja.
Se estima que la totalidad de hectreas de
plantaciones de pino Loja llega a las 3355
hectreas.
32 GILLESPIE, Andrew. Pino patula, ocote. New Orleans, LA. Departamento de agricultura ( 1992) Pg. 404
CAUDRO # 18. Distribucin de los bosques de pino. Fuente:Jorge Cueva Ortiz, Luis Anbal chaln.
3.5. DETERMINACIN DE TIPO DE FIBRA
PARA LA PROPUESTA DE PANEL
3.5.1. Anlisis de idoneidad de las
fibras disponibles
Composicin paja de pino (%)
Protena cruda 12
Fibra 44
Nitrgeno 41
Cenizas 3
Ciudad rea hectreas
Loja 1.567
Saraguro 996
Catamayo 204
Ganzanam 119
Quilanga 264
Espndola 206
Cuadro # 17. Composicin de paja de pino. Fuente: GLOBAL B2. SA
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 38
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Tm Cosechadas
Rendimiento (%)
Tm Fibra Densidad tm/m3
Volumen m3
Tamao de fibra
Ventajas Desventaja
Cascarilla de arroz 11047 20 2209 0,125 17672
Uniforme (2-3mm)
Ignifuga Innecesario tratar la
fibra. Fcil obtencin. Reducidos usos
alternativos
Caa de azcar 122853 15 18427 0,14 127965
Variable (60-180cm)
Elevada humedad. Necesidad de tratar la
fibra. Fuego Usada como combustible
en 100% artesanalmente
Gramneas 8180 60 4908 0,20 24540 Variable (10-80cm)
Difcil acopio de fibra. Fuego Necesidad de tratar la
fibra. Usada como alimento de
ganado
Hectreas de bosque Produccin de paja
Pino 3356 1,1m3/ha 3691
Uniforme (15-25cm)
Elevada acidez Gran flexibilidad de la
fibra.
Difcil acceso a la fibra. Fuego Necesidad de tratar la
fibra.
Cuadro # 19. Resumen de caractersticas de fibras vegetales. Elaboracin: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 39
ESCUELA DE ARQUITECTURA
3.5.2. Determinacin y justificacin de
un tipo de fibra
Cuadro # 20. Resumen de disponibilidad de fibras vegetales. Elaboracin: autor
Una vez resumidas las disponibilidades de fibras en
la provincia de Loja, se puede observar que el
mayor volumen de fibra que se produce es el
bagazo de caa de azcar seguido de la paja de
gramneas, cascarilla de arroz y finalmente la de
menor produccin es las agujas de pino.
A pesar de que el bagazo y la paja de gramneas
son las fibras de mayor produccin en la
provincia, hay que tener en cuenta la
accesibilidad que se tiene a estas fibras. En el
caso del bagazo de caa de azcar, la totalidad
del volumen producido en las moliendas
artesanales es usado como combustible, lo que
limita el acceso a esta fibra; por otro lado el
principal inconveniente de la paja de gramneas
es que la recoleccin de esta fibra representa
trabajos adicionales en el campo como corte
directamente de los sembros y el acopio de la
fibra cortada.
Tomando en consideracin las caractersticas y
accesibilidad se deduce que la cascarilla de arroz
es la fibra de mejor ms apta para el
planteamiento de una nueva propuesta
constructiva.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 40
ESCUELA DE ARQUITECTURA
La principal ventaja de la cascarilla de arroz sobre
las dems fibras analizadas es que en su
composicin cuenta con aproximadamente un
20% de dixido de silicio, este elemento es el
principal constituyente del vidrio, cuarzo y arena,
lo que le confiere a la cascarilla importantes
propiedades ignifugas. La presencia del dixido
de silicio hace que la combustin de la cascarilla
sea lenta, contrariamente a las fibras vegetales
como el bagazo o la paja de gramneas las
cuales son altamente inflamables.
Una caracterstica importante de la cascarilla de
arroz que tambin cabe recalcar es su tamao, 2
a 3mm, a diferencia de las dems fibras
disponibles que presentan una estructura
alargada y delgada, lo que resultara en la
necesidad de un proceso previo de preparacin
de las fibras para su posterior uso. Este proceso de
preparacin tendra como principal objetivo el
control de tamao de la fibra con el fin de
homogeneizar las caractersticas del material a
usar, aspecto que en la cascarilla de arroz no
representara mayor problema por su tamao de
partcula relativamente ms uniforme.
La accesibilidad a la cascarilla de arroz se la
considera ms inmediata que el resto de fibras
por el hecho de que se la puede encontrar
fcilmente en las apiladoras de arroz, evitando
que se tengan que realizar trabajos de acopio. A
pesar de que la cascarilla de arroz no es de las
fibras vegetales de mayor produccin en la
provincia, si es de las que menos alternativas de
uso tienen, lo que eleva su disponibilidad en
relacin a las dems fibras disponibles.
CAPITULO IV
4.1 Anlisis y determinacin de medidas del panel
4.2 Propuesta de proceso constructivo del panel4.2.1 Dosificacin4.2.2 Pruebas de laboratorio
4.3 Elaboracin del panel4.4 Materiales y su aplicacin en el panel
propuesto4.5 Anlisis de las caractersticas del panel4.6 Propuesta de proceso constructivo de una
pared4.7 Materiales4.8 Anlisis comparativo de precios unitarios del
proceso constructivo
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES
4. PROPUESTA DE PANEL
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 41
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4.1. Anlisis y determinacin de medidas del
panel
Tomando en cuenta medidas ergonmicas y
antropomtricas y considerando que el panel
obtenido debe cumplir con necesidades
funcionales en la construccin, se toma para la
determinacin de medidas del panel, el mdulo
de 30cm*30cm el cual es obtenido, con motivos
constructivos, funcionales y de diseo, en funcin
de las series roja y azul propuestas por Le
Corbusier en su obra El Modulor
Teniendo presente el cumplimiento de la
modulacin (30cm*30cm) y considerando la
manejabilidad del panel para su transporte y
manipulacin en obra, as como tambin la
disponibilidad de perfilera en el mercado
(longitud: 2.44m), se determina que la dimensin
del panel debe ser de 0.6m * 0.90m.Grafico # 9. Series roja y azul de proporciones humanas. Fuente: Le
Corbusier.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 42
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Las dimensiones del panel se prestan para la
modulacin, de manera que se facilita construir
divisiones con una altura de 2.4m o 2.7m, que son
las medidas de entrepiso ms comunes en nuestro
medio, efectivizando as el aprovechamiento del
panel y minimizando el desperdicio. La disposicin
del panel puede ser horizontal o vertical de
acuerdo a la modulacin de la pared.
Grafico # 10. Dimensiones del panel. Elaboracin: autor.
4.2. Propuesta de proceso constructivo del
panel.
Para la determinacin de la composicin del
panel es necesario realizar los ensayos pertinentes
con el fin establecer una dosificacin idnea.
El material base de las probetas elaboradas es la
cascarilla de arroz a la que se le aadi
aglutinantes y aglomerantes con el fin de obtener
una mezcla que cumpla con los requerimientos
mnimos de un panel para la elaboracin de un
drywall. Entre los materiales considerados en
diferentes dosificaciones, adicionales a la
cascarilla de arroz, estn:
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 43
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Arcilla
Cemento
Cola
Cal
Estos materiales fueron considerados por sus
caractersticas aglomerantes y aglutinantes, as
como tambin por su accesibilidad en el
mercado actual lo que facilita la accesibilidad
econmica del panel obtenido.
La arcilla a utilizarse debe ser sometida a una de
las prueba para garantizar sus idoneidad. (Ver
Tema 2.2.1)
Foto # 21. Resultado prueba del cigarrillo. Fuente: autor
Foto # 20. Proporcin arcilla-cemento. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 44
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4.2.1. Dosificaciones
A continuacin se detallan las dosificaciones
utilizadas, las mismas establecidas con base en
sistemas constructivos que guardan cierta similitud
por el uso de los materiales. Por ejemplo relacin
cal-arcilla del adobe, relacin cemento-arcilla de
bloques de arcilla estabilizados.
La realizacin de las diferentes dosificaciones se
realiz mezclando en primer lugar los
componentes secos (arcilla, cemento, cementina,
arena, cascarilla) hasta tener una composicin
uniforme, luego se disolvi de manera separada
la cola en el agua; finalmente se mezcla ambas
combinaciones, seca y liquida, obteniendo una
mezcla poco fluida espesa y homognea.
# Probeta Arcilla(ml) Cemento(ml) Cola(ml) Cementina(ml) Agua(ml) Arena(ml) Cascarilla(ml)
1 500 50 - - 300 - 500
2 165 - - 50 120 - 200
3 100 - 60 - 75 - 200
4 - - 60 50 60 - 300
5 - 50 - - 75 200 400
Cuadro # 21. Dosificaciones de probetas. Elaboracin: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 45
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Las probetas se realizaron en una medida de
10cm*10cm*15cm, con el fin de poder someterlas
a la prueba de compresin simple en el
Laboratorio de materiales de la Universidad
tcnica Particular de Loja, en donde no se puede
romper probetas de ms de 30cm
aproximadamente.
Foto #22 (a,b,c) Mezclas obtenidas para diferentes
probetas. Fuente: autor.
Foto # 23. Encofrado de probetas. Fuente: autor
Foto 17(a)
Foto 17(b)
Foto 17(c)
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 46
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El tiempo de fraguado de las probetas fue de 8
das, el mismo que se lo realiz bajo sombra para
evitar agrietamientos en los bloques.
4.2.2. PRUEBAS DE LABORATORIO
4.2.2.1. Resistencia a la compresin
Equipo necesario para experimento
Balanza.- proporcionada por el Laboratorio de
Materiales de la Universidad Tcnica Particular de
Loja, la cual tiene las siguientes caractersticas.
Marca Mettler
Modelo PE 3600
Precisin 0.1gFoto #24. Probetas de ensayo a compresin. Fuente: autor
Foto # 25. Balanza. Fuente: autor
Cuadro # 22. Especificaciones Balanza. Elaboracin autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 47
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Versa Testter.- mquina de compresin,
proporcionada igualmente por el Laboratorio de
Materiales de la Universidad Tcnica Particular de
Loja, y operada bajo la direccin tcnica del Ing.
ngel Tapia.
La direccin Tcnica de los ensayos estuvo a
cargo del Ing. ngel Tapia. El procedimiento
seguido durante los ensayos fue:
Medicin de probeta.
Calculo de rea y volumen
Pesaje de probeta
Calculo de densidad
Ensayo de compresin simple.
Calculo de resistencia obtenida en base al dial marcado por la
mquina.
A continuacin se detallan los resultados
obtenidos en las diferentes probetas:
Foto # 26. Ensayos a compresin. Fuente: autor.
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 48
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De los resultados obtenidos, se puede apreciar
que la mezcla de mayor resistencia es la de las
probetas nmero 3. De lo que se puede deducir
que la cola es el principal responsable, ya que
aporta con mayor cohesin entre las partculas
por su caracterstica elstica.
La mayor resistencia a la compresin obtenida es
de 0.97 kg/cm2 la cual de acuerdo a la normativa
nacional, no cumple con el requerimiento mnimo.
Las probetas presentaron los siguientes
agrietamientos producto de la carga a la que
fueron sometidas:
# Probeta 1 1 2 2 3 3
Peso(g) 1443.1 1440.6 1390.2 1439 1347 1315
Densidad(g/cm3) 0.96 1.00 1.04 1.06 1.15 1.12
Resistencia(kg/cm2) 0.85 0.94 0.92 0.8 0.97 0.97
Promedio resistencia (kg/cm2) 0.9 0.86 0.97
*Nota: la probeta 4 y 5 no fueron sometidas a las pruebas debido a que en ellas no se logr cohesin necesaria.
Cuadro # 23.Resultados de ensayos. Elaboracin: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 49
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Probetas # 1 Probetas # 2
Foto 27(a,b,c,d) Agrietamiento en probetas #1. Fuente: autor Foto 28(a,b,c,d). Agrietamiento en probetas #2. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 50
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Probetas # 3
En los agrietamientos presentados en las
diferentes probetas se evidencia el aporte de sus
respectivos aglutinantes y aglomerantes, puesto
que es en la tercera probeta, con cola como
elemento de cohesin, en donde la muestra falla
al presentarse un agrietamiento mayor que en las
dems probetas, esto debido a la caracterstica
elstica de la cola.
Las probetas 1 y 2 con contenido de cemento y
cementina respectivamente, fallan con un
agrietamiento de menor dimensin por la
caracterstica principal de sus aglomerantes que
trabajan principalmente a compresin antes que
a tensin.
Las resistencias obtenidas no cumplen el mnimo
requerido segn la norma NTE INEN 1685 vigente
en la Repblica del Ecuador.
Foto 29(a,b,c,d). Agrietamiento en probetas #2. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 51
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En base a los resultados obtenidos se obtiene ya
una posible dosificacin. Tomando la
composicin de las probetas #3, para en base a
ella proponer una mejor dosificacin que cumpla
con la normativa nacional vigente.
Luego de los primeros ensayos se procedi a
mejorar la dosificacin de mayor resistencia,
probeta 3, con el fin de alcanzar la resistencia
mnima requerida para aprobar la normativa
nacional. La dosificacin mejorada sigue el mismo
proceso de elaboracin que ya se indic en las
primeras probetas; esta dosificacin mejorada
posee los siguientes volmenes:
Siguiendo el mismo procedimiento de las primeras
probetas, se realizaron ensayos para determinar la
resistencia de la dosificacin mejorada.
# Probeta Arcilla(ml) Cola(ml) Cementina(ml) Agua(ml) Cascarilla(ml)
1 80 7.5 8 30 160
Foto # 30. Medicin de probetas.
Fuente: autor
Foto # 31. Pesaje de probetas.
Fuente: autor.
Cuadro # 24. Dosificacin determinada. Elaboracin: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 52
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Medicin de probeta.
Calculo de rea y volumen
Pesaje de probeta
Calculo de densidad
Ensayo de compresin simple.
Calculo de resistencia obtenida en base al dial marcado por la
mquina.
Una vez realizado el ensayo se obtuvieron los
siguientes valores:
La resistencia promedio obtenida, 28.9kg/m2, es
superior a la exigida en la Norma NTE INEN 900,
(20kg/cm2) por lo que se seleccionar la dosificacin
obtenida para la elaboracin del panel.
Especificacin 1 2
Peso(g) 1099.5 1011.9
Densidad(g/cm3) 0.97 1.09
Resistencia(kg/cm2) 30.1 27.8
Promedio resistencia
(kg/cm2)28.9
Foto # 32. Ensayo de probetas.
Fuente: autor.
Cuadro # 25. Resultados ensayos a compresin. Elaboracin: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 53
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La muestra que alcanz la resistencia deseada
present agrietamientos similares a los de las
probetas en el primer experimento.
4.2.2.2. Resistencia a la flexin de la
dosificacin propuesta.
Para los ensayos a flexin se realizaron probetas
con el espesor (3cm) y reforzada con malla
hexagonal, para mejorar su resistencia. La medida
de las probetas fueron de una dimensin de
15cm x 20cm.
El equipo necesario para el ensayo es:
Versa Testter.- mquina de compresin,
proporcionada por el Laboratorio de Materiales
de la Universidad Tcnica Particular de Loja, y
operada bajo la direccin tcnica del Ing. ngel
Tapia.
Barras de hierro.- en un nmero de 3; su
colocacin facilita la prueba de flexin de las
probetas conseguidas.
Foto # 33 (a,b). Agrietamiento en probetas ensayadas. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 54
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Para el experimento se debe establecer las
medidas de cada una de las probetas y
establecer un promedio que servir para los
posteriores clculos.
En cada probeta se marca el lugar especfico de
colocacin de las barras de hierro; los apoyos a
2cm del borde exterior y el lugar de aplicacin de
la carga en el centro de la probeta.
Grafico # 11. Esquema de ensayo a flexin. Elaboracin: autor
Foto # 34. Probeta tipo para ensayo a flexin. Fuente: autor
Foto # 35(a,b). Sealamiento de probetas para ensayo a flexin. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 55
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Las probetas se someten a una carga puntual en
el Versa Testter. La resistencia mxima es
determinada por el Versa Testter, el cual
incrementa el dial y la carga de acuerdo a la
resistencia de la probeta.
Los resultados obtenidos en ensayos a flexin son:
#Probeta Carga (kg/cm2)
1 15.45
2 17.70
3 18.20
4 17.5
5 18.70
Foto # 36. Ensayo a flexin. Fuente: autor
Cuadro # 26. Resultados de ensayo a flexin. Elaboracin: autor
Foto # 37. Ensayo a flexin. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 56
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El fallo de las muestras es un fisuramiento en los
apoyos, producto de la compresin que se crea
en estos puntos y al momento de la falla de la
muestra se produce un fisuramiento en el punto
medio de la muestra.
Esto nos demuestra la gran resistencia a la flexin
de la muestra ya que primero se muestran daos
producto de la compresin antes que de la flexin
a la que son sometidas la muestras.
Los resultados obtenidos cumplen con la
normativa NTE INEN 1685 la cual exige un mnimo
de 15kg/cm2.
4.2.2.3. Hinchamiento
Para las pruebas de hinchamiento se tomaron
probetas similares a las usadas en los ensayos de
flexin. La medida de las probetas fueron de una
dimensin de 15cm x 20cm. El espesor de las
diferentes probetas fue tomado previo al inicio del
ensayo.
Foto # 38. Ensayo a flexin. Fuente: autor
Foto # 39. Probeta tipo, ensayo de hinchamiento. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 57
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El procedimiento de la prueba consiste en
determinar el espesor de cada probeta antes y
despus de la inmersin en agua a temperatura y
presin ambiente en tiempos de 2 y 24 horas, de
acuerdo con la Norma NTE INEN 899
La determinacin del porcentaje de
hinchamiento se lo realiza con la frmula:
El equipo necesario para el ensayo es:
Calibrador.- instrumento de medicin con una
precisin de 0,00cm.
Recipiente.- contenedor del lquido donde se
sumergir las probetas.
Ht: Hinchamiento (%)t1: espesor de probeta previo a inmersint1: espesor de probeta luego a inmersin
Foto # 40. Inmersin de probetas. Fuente: autor
Foto # 41. Calibrador. Fuente: autor
1t2 t1= 100tHt
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 58
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La medicin se la debe realizar antes y luego de
la inmersin en el mismo punto de la probeta, por
lo que en cada probeta fue marcado el lugar de
medicin.
Los resultados obtenidos en ensayos son:
# Probeta Espesor
previo
Espesor 2
horas
Espesor 24
horas
1 0.275 0.277 0.285
2 0.276 0.278 0.288
3 0.273 0.275 0.278
4 0.275 0.277 0.279
5 0.270 0.274 0.279
6 0.275 0.278 0.280
Foto # 42. Medicin de probeta. Fuente: autor
Cuadro # 27. Resultados de ensayos de hinchamiento. Elaboracin: autor
Foto # 43. Probeta luego de ensayo de hinchamiento. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 59
ESCUELA DE ARQUITECTURA
Aplicando la frmula antes descrita se obtiene los
porcentajes de hinchamiento:
La normativa usada para el ensayo, NTE INEN 899,
establece un hinchamiento mximo de 20% para
tableros aptos para la construccin, por lo que el
panel propuesto aprueba las exigencias de la
normativa con un hinchamiento mximo de 4,35%
4.2.2.4. Resistencia al fuego
La resistencia al fuego de un elemento
constructivo se mide exponiendo el material al
fuego directo y midiendo el tiempo que el fuego
tarda en afectar la cara posterior del elemento, el
tiempo en minutos que el material resista ser su
clasificacin de resistencia al fuego. Este es un
mtodo de clasificacin aceptado en la norma:
NTE INEN 804
El equipo necesario para el ensayo es:
# Probeta Ht 2 horas(%)
Ht 24 horas(%)
1 0,73 4,00
2 0,72 4,35
3 0,74 4,04
4 0,73 3,28
5 1,11 3,70
6 0,73 3,27
Foto # 44. Probeta luego de ensayo de hinchamiento. Fuente: autor
Cuadro # 28. Resumen ensayo de hinchamiento. Elaboracin: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 60
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Soplete: alimentado por gas licuado de petrleo,
lo que garantizar una llama constante y
focalizada en un solo punto del panel.
El ensayo fue realizado en un lugar abierto,
tomando las precauciones para simular un
ambiente de interior, evitando la accin del
viento.
Una vez que se someti el panel al fuego se
observ una inmediata carbonizacin del punto
sometido a la accin del fuego pero sin
presentarse la expansin del mismo.
Foto # 45. Ensayo de resistencia al fuego. Fuente: autor
Foto # 46. Ensayo de resistencia al fuego. Fuente: autor
PANEL DE FIBRA VEGETAL PARA DIVISIONES INTERIORES 61
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Durante el ensayo se observ que el panel no
genera llama en su exposicin al fuego.
Luego de exponer al panel 60 minutos al fuego
directo se present en su cara posterior un
evidente dao.
Esto le da al panel una clasificacin de F 60,
segn normativa nacional, cumpliendo con las
exigencias mnimas para uso residencial que
determinan una resistencia de F 30 y F 60 para
elementos verticales segn su riesgo bajo y alto
respectivamente.
Retirando el material carbonizado se logra
apreciar la poca o casi nula expansin del fuego,
puesto que solo presenta dao en el rea
especfica de exposicin al fuego y no hay
evidencia de que el panel se haya convertido en
un potencial combustible de nuevo fuego. Cabe
indicar que no se ejerci ninguna accin para
apagar el fuego una vez terminado el ensayo, las
brasas generadas se extinguieron rpidamente
luego de retirar la llama lanzada por el soplete.Foto # 47. Ensayo de resistencia al fuego, cara posterior. Fuente: autor
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