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FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE
INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
EL BITUBLOCK COMO ALTERNATIVA DE CONSTRUCCIÓN EN
CHIMBOTE
AUTORES:
AGUIRRE CORDOVA GERSON
ARRIBASPLATA DE LA CRUZ JULIO
FLORES MENDOZA BRANDON
LOYOLA LARA JHORDAN
PAREDES BONIFACIO JIMMY
ASESORA:
Mg.
NUEVO CHIMBOTE – PERÚ
2014
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CULTURA AMBIENTAL
I. REALIDAD PROBLEMATICA
El problema real que hemos tomado en cuenta, teniendo conocimiento de los
problemas de contaminación en el sector siderúrgico de nuestra localidad y también de
desechos sólidos que vemos a diario en el medio ambiente.
Chimbote es Considerada como una de las tres ciudades más contaminadas del país (junto con Cerro de Pasco eIlo). Su crecimiento urbano ha sido muy caótico, básicamente alrededor de las fábricas de la industria pesquera y la siderúrgica SIDERPERU.
El suelo está peligrosamente contaminado por acción de las harineras y conserveras, y el dióxido de azufre y óxido de fierro provenientes de la siderúrgica, y también la contaminación del aire por los humos de la siderúrgica y las pesqueras, completan este poco atractivo panorama ambiental de la bahía.
Contaminación de las aguas marinas en Chimbote por líquidos-ácidos con 600.000 m3 anuales provenientes de la siderúrgicas
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II. PROBLEMA GENERAL:
El impacto ambiental generado por la depredación de recursos naturales y
materias primas para elaborar materiales de construcción ya por demás
conocidos, es por ello que en el presente trabajo hemos centrado nuestro
trabajo en los problemas que aqueja nuestra localidad con respecto a la
contaminación de fábricas siderúrgicas, y otros agentes contaminantes tales
como residuos solidos, de esta forma damos como resultado un material
novedoso y a la vez económico como alternativa de material constructivo.
III. OBJETIVOS
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OBEJETIVO GENERAL
Determinar los beneficios del bitublock como alternativa de construcción en
Chimbote
OBEJETIVO ESPECÍFICO
Conocer las propiedades de los materiales reciclados para la elaboración del
bitublock,
Brindar, verificar y conocer su resistencia máxima del material, compuestas
por materiales de desechos solidos
Proponer al bitublock como alternativa de solución rentable de construcción.
Disminuir los contaminantes a la atmosfera en el campo de la construcción, y
aprovechar la resistencia de los materiales que la componen
IV. ANTECEDENTES
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A) HENRY LIU
Henry Liu tiene como invención al " Fly-Ash Brick " que ha sido premiado con el
"Popular Science Award"
Tomando como idea los bloques fabricados a partir de materiales usados, naturales o
de alta tecnología posibilitan la construcción de viviendas más ecológicas.
Cada año, unos 45 millones de toneladas de ceniza procedentes de las centrales
térmicas de carbón acaban en la basura. Henry se preguntó ¿Y si transformamos
estos desechos en ladrillos evitando su impacto ambiental? Entonces esta fue la idea
del ingeniero civil ya jubilado Henry Liu, mientras trabajaba en 1999 en una de estas
centrales
Ladrillos que reaprovechan la ceniza del carbón, el plástico usado, que convierten la
humedad ambiental en agua o que utilizan materiales naturales como el cáñamo o la
paja. Diversas empresas, equipos de investigación e iniciativas ecologistas promueven
el uso de varios modelos de ladrillos ecológicos. Al utilizarlos, se reduce el gasto en
energía y materias primas que requieren los ladrillos convencionales, ayudando así al
medio ambiente y a construir casas con propiedades más ecológicas.
Henry Liu (presidente de la compañía Freight Pipeline), ha estado trabajando desde
2004 en el desarrollo de estos revolucionarios ladrillos. En su labor, ha recibido el
apoyo del programa de Investigación para la Innovación en Pequeños Negocios
(SBIR) de la Fundación Nacional para la Ciencia (NSF). La primera fase de ese apoyo
le permitió lograr fabricar ladrillos de ceniza fina más duraderos gracias a modificarlos
por ingeniería de un modo que les hace resistir mucho mejor la congelación y la
descongelación provocadas por la meteorología. Liu está ahora trabajando en una
segunda fase para poner a prueba cuestiones de seguridad sobre el material de sus
ladrillos y preparar el producto para su entrada en el mercado.
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B) JACK MUNRO
El arquitecto británico recién egresado, Jack Munro, recolectó sangre de cuatro de estos animales, se sabeque única vaca puede producir cerca de 30 litros de sangre luego de faeneada, pues Jack les agregó un componente antibacterial para evitar que crecieran hongos. Una única vaca puede producir cerca de 30 litros de sangre luego de faeneada. Lo mezcló con arena y lo cocinó a fuego lento, a solo 160 grados de temperatura.En esto consistieron las primeras pruebas del entonces estudiante de arquitectura, que ya había visto en la sangre animal un potencial material de construcción. Según dijo a la revista Fast Co. Design, esta es “uno de las más prolíficos residuos en el mundo”, pero la gente se deshace de él en vez de reutilizarlo.Si bien los ladrillos de sangre y arena que logró construir para su tesis no son extremadamente fuertes, sí son resistentes al agua y su creador no deja de verlos como un material alternativo en los países subdesarrollados, donde los materiales de construcción son escasos.La tesis ganó el premio 2012 a Mejor Proyecto de Diseño de graduación y está nominado para la Medalla de Plata RIBA 2012.
El arquitecto dijo a Fast Co. Design que imagina edificios hechos de estos ladrillos en zonas con clima árido, por ejemplo en el Medio Oriente, donde por lo general se utilizan ladrillos de barro.
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V. JUSTIFICACIÓN
¿Qué hacer con la basura? Buena pregunta. Y, por suerte, una de las
respuestas para dar es que para muchos la basura comienza a ser vista con
interés, lista para ser reciclada y reutilizada hábilmente. Entre sus múltiples
usos podemos destacar este ladrillo que ha sido bautizado como Bitublock.en
la que justamente respecto a estos problemas existen diversos estudios para
encontrar materiales nuevos en la construcción que tengan en su composición
desechos de construcción reciclados.
¿Es este un material económico? con nuestra alternativa, podemos buscar
como materia prima del ladrillo material reciclado o de desperdicios sólidos , la
cual da como resultado una reducción de contaminación en el ambiente lo cual
lo convierte en una innovación constructiva con un desarrollo sostenible.
VI. MARCO TEORICO
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Con el fin de reducir la contaminación ambiental y sacar provecho de los residuos
industriales, el ingeniero John Forth, de la Universidad de Leeds, en el Reino Unido,
creó un ladrillo llamado Bitublock que es seis veces más resistente que el concreto, y
está hecho de basura en un 100%.
El Bitublock está compuesto de partículas de vidrio, escoria metalúrgica, lodo del
alcantarillado, ceniza producida por los incineradores industriales y ceniza de
combustible pulverizado de las centrales eléctricas que funcionan en el Reino Unido.
Se trata de materiales que tradicionalmente han sido catalogados como desechos
inútiles.
La fabricación del Bitublock es posible gracias a una sustancia pegajosa, creada por
estos científicos, que han bautizado con el nombre de “bitumen”.
El betún o bitumen es el material que funciona como ligante del bitublcok
es una mezcla de líquidos orgánicos altamente viscosa, negra, pegajosa,
completamente soluble en desulfuro de carbono y compuesta principalmente por
hidrocarburos aromáticos poli cíclicos.
El betún es la fracción residual (el fondo) resultante de la destilación fraccionada del
petróleo. Es la fracción más pesada y la que tiene el punto de ebullición más elevado
Primero, los expertos trituran los diferentes materiales de desecho y luego los echan
en un contenedor de cemento común y los mezclan. Después, a la mezcla se le añade
el “bitumen” como aditivo, a fin de que los elementos se entrelacen y creen un material
homogéneo.
Posteriormente, la mezcla se coloca en un molde con la forma y tamaño del ladrillo
que se requiere y se la somete a altas temperaturas. A esto se le llama “curar al fuego”
un material.
Ante el calor, el “bitumen” se oxida y esto permite que el material se endurezca tanto
cómo el concreto. La composición química del “bitumen” es un secreto comercial.
Este bloque es más resistente que uno de las mismas características de cemento, y
requiere menos energía para su fabricación que un ladrillo de arcilla, además de ser
mucho más barato. Hay grandes expectativas con que este material revolucione la
construcción y reemplace otros materiales que acarrean graves ataques al medio
ambiente para su extracción, producción y posterior desecho en vertederos. Los
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vertederos pueden convertirse en las minas del futuro, donde localizar materiales muy
económicos y altamente productivos, y la edificación puede solidificar, retener y
reaprovechar residuos que en el medio ambiente podrían causar graves daños.
El Bitublcok tiene una oportunidad ideal en la utilización de muchos insumos que se
pierden normalmente en las obras. La combinación de desperdicios diferentes tiene un
efecto en la actuación global y propiedades del bloque que lo hacen muy atractivo para
los inversionistas y los ecologistas. El producto podría estar en el mercado dentro de
tres a cinco años, y ya existe un interés comercial enorme.
El ingeniero John Forth de la Universidad de Leeds, junto con su colega Salah Zoorob,
de la Universidad de Nottingham, también está trabajando en la creación del
Vegeblock, a partir de desechos de aceite vegetal. Como podemos darnos cuenta, la
tecnología de materiales ya no para más.
A. Bitublock
Denominación: Ladrillo reciclado, Bitublock, Ladrillo de residuos industriales, Ladrillo
de betún o bitumen.
Empresa: Universidad de Leeds, Universidad de Nottingham.
Descripción: Ladrillos reciclados de residuos industriales y betún.
Dimensiones: Pendiente de comercialización durante 2009.
Composición: Conglomerado de materiales de desecho en distintas proporciones,
incluyendo partículas de vidrio, escoria metalúrgica, lodo del alcantarillado, ceniza
producida por los incineradores industriales y ceniza proveniente del combustible
pulverizado de las centrales eléctricas. Se usa betún como aditivo en proporción
menor al 5% por pieza.
Peso: En función de la composición, la densidad puede variar desde 1,74 g/cm3 a 2,45
g/cm3.
Montaje: Similar a los ladrillos, tomados con mortero en disposición de hiladas a
contrallaga.
Aplicaciones: Cerramientos, particiones interiores y muros de carga.
Cenizas de carbón: Esta fue una idea de un ingeniero civil, Henry Liu, en 1999, con
un doble beneficio ecológico. Con este material los ladrillos se obtienen a 212 grados
en 10 horas y se aprovechan los 45 millones de toneladas de residuos del mismo que
generan las centrales térmicas de carbón.
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Cáñamo y paja: Este ladrillo ecológico ya ha sido usado por empresas españolas.
Pese a la aparente fragilidad de los materiales su dureza es semejante a los
convencionales. Cuentan con la desventaja de ser más caros pero aíslan muy bien la
temperatura del exterior. Ello supone un ahorro del gasto de energía en calefacción y
aire acondicionado, por lo que se amortiza pronto su precio.
Plástico usado y cáscaras de cacahuete: Los ladrillos ecológicos de este material
son una creación del Centro Experimental de la Vivienda Económica de Argentina
quien asegura que son duros, aislantes ligeros y económicos. Además de producir un
ahorro energético posibilitan un reciclaje de residuos para su elaboración
B. Obstáculos y Beneficios (emparejamiento producto de desecho)
Comentario sobre las limitaciones y los beneficios que cubren los cinco
epígrafes principales temas genéricos: Material relacionado
Materiales de alimentación de alta porosidad pueden conducir a betún superiores
utilizan, hasta un 10% en comparación con más típicamente 6% del total. En general,
el tipo de producto y la capacidad de adaptar las condiciones de proceso parece muy
adecuado para una amplia gama de residuos y la naturaleza inconsistente de más
características de los residuos. Esto es particularmente para la sustitución funcional de
los componentes finos y de relleno.
Legal
La mayoría de las entradas seguirá siendo definida como el proceso de fabricación de
los residuos y, por tanto, las entradas estarán sujetos a los reglamentos de gestión de
residuos. Posibles cambios futuros debido a protocolos de calidad del producto
pueden hacer que las entradas de corriente de desechos potenciales (en particular
para la función agregada por supuesto) más atractivo para otros sectores / productos.
Económico
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Aunque puede haber plazo los mercados de preferencia cortos "verdes", el producto
tendrá que competir en precio con otros bloques de construcción. Beneficios de la
huella de carbono de bajo y alto contenido reciclado generan ventajas de precio (por
ejemplo, impuesto medioambiental en las industrias de cemento y ladrillo, Impuesto
sobre los áridos, estos beneficios son susceptibles de mejorar con el tiempo.
Ambiental
Baja huella de carbono y hasta un 100% de contenido reciclado. Desechos adecuados
para su incorporación en este producto están ampliamente disponibles y, por tanto, la
producción se puede contemplar en la mayoría de las zonas con una demanda de
bloques de construcción. Los metales pesados pueden estar presentes en algunos de
los desechos agregados de sustitución.
Organizacional
El mayor obstáculo es el carácter conservador general del sector de la construcción;
esto no puede ser plenamente abordarse sin bloques de entrar en producción en una
escala significativa. Esta inversión será de mayor riesgo que para la capacidad de
producción más convencional.
C. BENEFICIOS
Reduce los costos
Contribuye con la termorregulación del espacio
Facilidad de encontrar los materiales
D. PROPIEDADES
Requiere menos energía
Resistente.
Mayor resistencia en comprensión
Resistencia en flexión
Dureza
Termorregulador
impermeable
VII) MARCO CONCEPTUAL:
Aparte de la minería, la industria de la construcción en el Perú se ha convertido en uno de los sectores más dinámicos de la economía. Sin duda, en su crecimiento influyen la
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expansión de la demanda interna como consecuencia del aumento de la población y el crecimiento de la economía, asimismo por el aumento de la inversión privada, bien secundada por la pública.
El sector construcción crece a tasas superiores al 10%, vale decir a ritmos mayores que la tasa de crecimiento del PBI global. Tal es así que desde el 2006 creció en más del 14% anual, excepto en el 2009 cuando cayó al 6% causado por la crisis financiera internacional, pero inmediatamente se recuperó hasta alcanzar en el 2010 una tasa superior al 17%. Los años subsiguientes continuó creciendo, aunque con menor velocidad, tal como corroborarse en las estadísticas oficiales del INEI y del BCRP.
El aumento de ingresos de Chimbote véase por muchos factores como el constante ingreso del Canon Minero, el presupuesto y las inversiones han ido en aumento en los diferentes sectores de la ciudad.La constantes propuestas y maneras de invertir el dinero a llevado que el crecimiento de obras de infraestructura haya aumentado, a su vez también las fuentes de trabajo, pero la cual ha originado el aumento e incluso excesivos gastos en obras sobre valorizadas, es por ello que se prefiere la economizarían tanto en los materiales y el correcto manejo de precios en la ejecución de las obras.
No cabe duda de que el boom de la industria de la construcción en nuestro país está en marcha y su dinamismo se siente por doquier. En adelante se estima que el crecimiento y el potencial del mercado inmobiliario en Perú seguirán progresivamente abriendo una importante vía a inversiones financieras internas y de otros países vecinos. Se avizora así la consolidación del sector inmobiliario en el Perú.
NÚMERO DE DISTRITOS CON GESTIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS, SEGÚN DEPARTAMENTO Y PROVINCIA, 2007 - 2012
Departamento / Provincia 2007 2008 2009 2010 2011 2012
Total 215 370 260 186 157 59
Amazonas Santa 6 6 6 6 - -Fuente: Ministerio de Salud (MINSA) - Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA).
ACCIONES DE GESTIÓN AMBIENTAL, SEGÚN DEPARTAMENTO, 2012
Acciones de gestión ambiental
Audiencias públicasAtención de denuncias por deterioro de los recursos
naturalesEstudios de riesgo ambiental Certificación ambiental
Total 11 50 98 27
Áncash … 1 … 1
Fuente: Ministerio de Agricultura (MINAG).
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PERÚ: ESTIMACIONES Y PROYECCIONES DE POBLACIÓN TOTAL POR SEXO DE LAS PRINCIPALES CIUDADES, 2012-2015
DEPARTAMENTO, PROVINCIAY PRINCIPAL CIUDAD
2014 2015
Total Hombre Mujer Total Hombre Mujer
PERU 30,814,175 15,438,887 15,375,288 31,151,643 15,605,814 15,545,829
ÁNCASH 1,142,409 579,214 563,195 1,148,634 582,978 565,656
HUARAZ - HUARAZ 123,915 60,934 62,981 127,041 62,464 64,577
CASMA - CASMA 28,855 14,769 14,086 29,343 15,038 14,305
SANTA - CHIMBOTE 367,850 184,988 182,862 371,012 186,724 184,288
RESTO DE POBLACIÓN 621,789 318,523 303,266 621,238 318,752 302,486
Fuente: INEI - Censos Nacionales de Población y Vivienda, 1993 y 2007.
INEI - Perú: Estiamciones y Proyecciones de Población por sexo, según Departamento, Provincia y Distrito, 2000 - 2015
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TIPO DE ESTUDIO
El método a emplear será el experimental, ya que debido a que
proporcionamos una alternativa de construcción es necesario probar la
resistencia del producto que vamos a mostrar como alternativa.
MATERIALES EMPLEADOS
Bitumen liquido
Escoria metalúrgica de cobre
Escoria metalúrgica de aluminio
Brea en piedra
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Viruta metalúrgica de fierro
MATERIALES PARA PROBETA DE ENSAYO DE FLEXIÓN:
En una barra de 796gr de masa con dimensiones de 4cm x4cm x 22cm
Materiales Masa (gr)
Partículas de vidrio 240
Escoria metalúrgica de fierro 155
Brea en piedra 255
Viruta metalúrgica de fierro 150
Total 800(gr)
MATERIALES PARA PROBETA DE ENSAYO DE COMPRESIÓN:
En una barra de forma circular de 630gr de masa con dimensiones de 4” por 10cm de
alto.
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Materiales Masa (gr)
Partículas de vidrio 190
Escoria metalúrgica de fierro 120
Brea en piedra 200
Viruta metalúrgica de fierro 120
Total 630
Equipos
Molde de probeta cilíndrica 5cm de diámetro x 10cm de altura
Molde de probeta rectangular de 4cm x 4cm x 22cm
Horno o cocina
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Recipiente de acero
PROCESO DE ELABORACIÓN
Primero, se trituran los diferentes materiales de desecho y luego los echan en
un recipiente común y se mezclan.
Después, a la mezcla se le añade el “bitumen” como aditivo, a fin de que los
elementos se entrelacen y creen un material homogéneo.
Posteriormente, la mezcla se coloca en un molde con la forma y tamaño del
ladrillo que se requiere según el tipo que se desee
Ante el calor, el “bitumen” se oxida y esto permite que el material se endurezca
tanto como el concreto
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ENSAYOS CON PROBETAS
A) Ensayo de compresión
El siguiente ensayo de comprensión se desarrollara en una maquina manual donde la probeta se tiene que partir por una palanca situada al medio de esta como se muestra en la figura así hallándose por medios de análisis matemáticos y cálculos la fuerza máxima que resiste en el momento de romperse.
Se pone el peso en un balde el cual está colgado de una romana y este de un lado de la madera
Durante la prueba de flexión si no se pudo romper la probeta por ser resístete entonces será llevado a maquinaria mecánica
B) Ensayo de flexión
El ensayo de comprensión se realizara en la misma maquinaria de flexión la cual se adecuara para realizar este ensayo. La probeta de 2” de 10cm de alto soportara una presión de 27 bar que sería igual a 2700 k/pascal.
