Numerical evaluation of eco-friendly houses made of plastic bottles filled with sand and reinforced with rebar steel
Este artículo presenta una evaluación experimental de cargas en casas ecoamigables hechas con botellas de plástico (pet) rellenas con arena y reforzadas con acero corrugado en marco del proyecto “Diseño y modelación de muros formados por botellas de tereftalato de polietileno rellenas de arena y reforzadas con acero corrugado” desarrollado en la Universidad Santo Tomas, Villavicencio – Colombia, en el año 2022.
Introducción: el pet es un material pobremente biodegradable que se ha tornado un problema de contaminación medioambiental. Los sistemas de construcciones alternativas con botellas pet recicladas pueden suplir funciones de construcción, tomando ventaja de sus características mecánicas; también ayudan a reducir la contaminación medioambiental a través del reciclaje y reducen costos de construcción.
Metodología: las botellas fueron colocadas verticalmente y no horizontalmente como se hace generalmente, además, estas botellas fueron reforzadas de acero corrugado para proveer estabilidad lateral al sistema propuesto. Para evaluar el sistema frente a diferentes escenarios de carga, se realizó una caracterización de las propiedades mecánicas de los elementos propuestos y se construyó un modelo de elementos finitos con el objetivo de representar una aproximación del comportamiento real de la casa que cumple los requerimientos de la nsr-10.
Resultados: se determinó que la estructura soportará las cargas impuestas, presentando un ise de 0,8 para muros de carga y esta no presentará deformaciones excesivas de acuerdo a un ifl de 0,9.
Conclusiones: debido a que el modelo a escala soportó las cargas verticales, se demuestra que el sistema provee seguridad a sus ocupantes y que el sistema de construcción propuesto genera reducción en los costos.
Originalidad: aunque podemos encontrar casas construidas con botellas llenas con arena, estas son generalmente construidas con las botellas colocadas horizontalmente. Este proyecto propone el estudio de casas hechas con botellas configuradas verticalmente, con el fin de reducir su espacio constructivo.
Limitaciones: en la práctica la caracterización de los atributos mecánicos del conjunto de materiales es naturaleza heterogénea, lo cual dificulta la alimentación de dichos atributos en los modelos de simulación. Por esto se propuso evaluar los atributos mecánicos del conjunto de materiales y asumirlos como homogéneos en el modelo.
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Aquae Fundación, “¿Cuál es el tiempo de degradación de los residuos inorgánicos?”, 26 ago 2021, p.1. [En línea]. Disponible en: https://www.fundacionaquae.org/wiki/cuanto-tiempo-tardan-degradarse-desechos/#:~:text=En%20concreto%2C%2010%20a%C3%B1os. [Último acceso: 14 jul 2022].
D. Achilias, Ε. Antonakou, C. Roupakias, P. Megalokonomos Y A. Lappas, “Recycling techniques of polyolefins from plastic wastes”, Global NEST Journal, vol. 10, pp. 114-122, 2008.
M. Planelles, “Casi la mitad de la población mundial es ‘altamente vulnerable’ a un cambio climático que ha causado ya daños generalizados”, 28 feb 2022, p. 1. [En línea]. Disponible en: https://elpais.com/clima-y-medio-ambiente/2022-02-28/casi-la-mitad-de-la-poblacion-mundial-es-altamente-vulnerable-a-un-cambio-climatico-que-ha-causado-ya-danos-generalizados.html. [Último acceso: 15 jul 2022].
F. A. Espinosa Guzmán, “Caracterización de botellas PET para su uso como elementos constructivos de muros de carga”, tesis de maestría, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Occidente, 2016.
Naciones Unidas, “La ONU lucha por mantener los océanos limpios de plásticos”, Noticias ONU, 12 may 2017. [En línea]. Disponible en: https://news.un.org/es/story/2017/05/1378771. [Último acceso: 17 jul 2022].
A. Bio-Cosmetics, “Contaminantes plásticos, ¿cómo afectan a nuestro organismo y al medio ambiente?”, Belleza Natural, 03 may 2018. p. 10 [En línea]. Disponible en: https://www.amapolabio.com/contaminantes-plasticos-como-afectan-a-nuestro-organismo-y-al-medio-ambiente/?cli_action=1660495432.054. [Último acceso: 18 jul 2022].
Organización Mundial de la Salud, “Medio ambiente y determinantes sociales de la salud”, 14 ago 2019. p. 1 [En línea]. Disponible en: https://www.paho.org/es/temas/determinantes-ambientales-salud. [Último acceso: 20 ago 2021].
D. Ruiz Valencia, C. López Pérez, E. Cortés y A. Froese, “Nuevas alternativas en la construcción: botellas PET con relleno de tierra”, Apunt. Rev. Estud. sobre Patrim. Cult., vol. 25, n.º 2, pp. 292-303, 2012.
Departamento Administrativo Nacional de Estadística, “Boletín técnico. Déficit habitacional”, Bogotá, 2021, pp. 1.
H. D. Rincón Figueroa, “Uso de materiales no convencionales en la elaboración de concretos”, tesis de pregrado, Universidad Santo Tomás, 2020.
K. Madej, “Earthships made from old tires and tin cans”, 28 ago 2021. p.1[En línea]. Disponible en: https://medium.com/transformation-pending/amazing-green-citadels-made-from-old-tires-and-tin-cans-1d680801c6be. [Último acceso: 19 jul 2022].
F. A. Argüello Rueda y M. L. Castellanos Salazar, “Prototipo de vivienda de bajos recursos con material reciclado (modelación SAP, caracterización de los materiales y animación virtual)”, tesis de pregrado, Universidad Católica de Colombia, Bogotá D.C., 2015, pp. 14.
C. A. Damiani Lazo, S. M. Cáceres Larico y A. G. Mamani Flores, “Concrete bricks with recycled rubber fibers: An alternative material for social housing”, Ingeniería Solidaria, vol. 17, n.º 3, pp. 3-10, 2021. doi: https://doi.org/10.16925/2357-6014.2021.03.01
Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, “Reglamento Colombiano de Construcción Sismo Resistente NSR10 Título A”, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, Bogotá D.C., 2010, pp. 1.
M. Oyinlola et al., “Bottle house: A case study of transdisciplinary research for tackling global challenges”, Habitat International, vol. 79, pp. 18-29, 2018. doi: https://doi.org/10.1016/j.habitatint.2018.07.007
P. Paihte, A. C. Lalngaihawma y G. Saini, “Recycled aggregate filled waste plastic bottles as a replacement of bricks”, Materialstoday: Proceedings, vol. 15, n.º 3, pp. 663-668, 2019.
M. Mokhtar et al., “Application of plastic bottle as a wall structure for green house”, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, vol. 11, n.º 12, pp. 7617-7621, 2016.
J. Zambrano Nájera, V. Delgado, J. J. Vélez Upegui, “Short-term temperature variability in a tropical Andean city Manizales, Colombia”, Rev. Vínculos, vol. 17, n.º 2, pp. 129-139, 2020. doi: https://doi.org/10.14483/2322939X.17091
J. Taaffe, S. O’Sullivan, M. Ekhlasur Rahman y V. Pakrashi, “Experimental characterisation of Polyethylene Terephthalate (PET) bottle Eco-bricks”, Materials & Design, vol. 60, pp. 50-56, 2014. doi: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2014.03.045
Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, “Reglamento colombiano de construcción sismo resistente NSR10 Título E”, Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, Bogotá, 2010.
Y. U. López Castrillón y F. A. Gaviria Cataño, “Metodología y evaluación de recursos energéticos renovables: implementación de microrredes aisladas”, Vis. Electron., vol. 12, n.º 2, pp. 162-172, dic. 2018. doi: https://doi.org/10.14483/22484728.14260
