Usos y aplicaciones del plástico PEAD reciclado en la fabricación de elementos estructurales para construcción de vivienda en Colombia - Sierra Jiménez, Jorge Andrés (Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito, 2016)
Desde sus inicios y en el futuro próximo el plástico ha transformado y transformará la calidad de vida de la humanidad pero la acumulación de residuos en botaderos, océanos, espacios públicos, reservas ambientales y zonas comunes es una preocupación global, por lo que el reciclaje es la forma más rápida y fácil para contribuir a la sostenibilidad de los ecosistemas del mundo. Mediante esta investigación se estudia la factibilidad técnica del uso de material plástico polietileno de alta densidad (PEAD) reciclado en la fabricación de elementos estructurales para la construcción de vivienda en Colombia y también se estudia una posible solución al déficit de accesibilidad a vivienda para personas de bajos recursos y en caso de emergencia, mediante la construcción rápida de viviendas sostenible a base de plástico reciclado PEAD (prPEAD). Se estudia el material tomando muestras de especímenes fabricados, especímenes unitarios y el conjunto de éstos formando elementos estructurales a los cuales se les determina propiedades físicas, se realizan ensayos a compresión, tensión, flexión, carga lateral horizontal paralela al plano y perpendicular al plano del elemento y se estudia el comportamiento de una vivienda de 6,33 x 6,33 m fabricada con elementos de prPEAD y uniones pernadas con láminas metálicas bajo carga horizontal.

Since its inception and in the near future plastic has transformed and will transform the quality of life of mankind but the accumulation of waste in landfills, oceans, public spaces, environmental reserves and public areas It is a global concern, so that recycling is the fastest and easiest way to contribute to the sustainability of the world's ecosystems form. Through this research the technical feasibility of the use of polyethylene plastic material of high density (HDPE) recycled in the manufacture of structural elements for the construction of housing in Colombia is studied and a possible solution to the lack of accessibility to housing for people is also studied low income and emergency, through the rapid construction of sustainable housing based recycled plastic HDPE (prPEAD). The material is studied by taking samples of manufactured specimens unit specimens and the assembly thereof forming structural elements which are determined physical properties, compression tests, stress, bending, horizontal lateral load parallel to the plane and perpendicular performed to the plane of element and the behavior of a housing made of elements 6,33 x 6,33 m prHDPE and bolted connections with metal foils under horizontal loading is studied.
Uses and applications of recycled PET plastic in the manufacture of structural elements for housing construction in Colombia
Contenido Pág. Resumen ........................................................................................................................ IX Lista de figuras ............................................................................................................ XIV Lista de tablas ............................................................................................................. XXI Lista de Símbolos y abreviaturas ............................................................................. XXIV Introducción ...................................................................................................................... 1 1. Objetivos ................................................................................................................... 5 1.1 Objetivo General .............................................................................................. 5 1.1.1 Objetivos Específicos ............................................................................ 5 2. Estado del Arte ......................................................................................................... 7 2.1 Plástico Reciclado: Como sustituto de agregados pétreos ............................. 10 2.2 Plástico Reciclado: Uso en elementos estructurales ...................................... 15 2.3 Plástico Reciclado: Uso en elementos de madera plástica ............................ 27 3. Programa experimental .......................................................................................... 39 3.1 Metodología ................................................................................................... 39 3.2 Variables de estudio ...................................................................................... 39 3.3 Caracterización de materiales y elementos .................................................... 40 3.3.1 Muestra tipo cubo a compresión ......................................................... 42 3.3.2 Muestra tipo probeta a tensión ............................................................ 44 3.3.3 Muestra tipo corte – ensayos a cortante .............................................. 46 3.3.4 Bloques Brickarp® .............................................................................. 50 3.3.5 Columnas con canales y espigos de ensamble ................................... 53 3.3.6 Vigas de cimentación y de remate con pestaña .................................. 56 3.3.7 Viguetas o correas .............................................................................. 58 3.3.8 Vigas acopladas de sección compuesta .............................................. 59 3.3.9 Muretes armados ................................................................................ 60 3.4 Ensayos en muros a escala real .................................................................... 64 3.4.1 Ensayo a carga lateral estática en muros a escala real ....................... 65 3.4.2 Ensayo a carga uniforme en muros a escala real ................................ 68 3.5 Ensayos sobre estructura tipo vivienda de prPEAD a escala real .................. 70 3.5.1 Prueba de carga lateral estática .......................................................... 73 3.5.1.1 Descripción de la estructura ................................................................ 73 3.5.1.2 Protocolo de carga .............................................................................. 75 3.5.1.3 Montaje de ensayo en estructura a escala real ................................... 78 4. Resultados y análisis ............................................................................................. 85 4.1 Resultados de la caracterización de materiales y elementos ......................... 85 4.1.1 Muestra tipo cubo ............................................................................... 86 4.1.2 Muestra tipo probeta a tensión ............................................................ 91 4.1.3 Muestra tipo corte – ensayos a cortante ............................................. 93 4.1.4 Bloques Brickarp® .............................................................................. 98 4.1.5 Columnas con canales y espigos de ensamble................................. 101 4.1.6 Vigas de cimentación y de remate con pestañas .............................. 108 4.1.7 Viguetas o correas ............................................................................ 113 4.1.8 Vigas acopladas de sección compuesta ........................................... 117 4.2 Resultados en muretes ................................................................................ 123 4.3 Resultados de muros ensamblados a escala real ........................................ 125 4.3.1 Ensayo a carga lateral estática ......................................................... 126 4.3.2 Ensayo a carga uniforme sobre el plano del muro ............................ 132 4.4 Análisis de solicitaciones sísmicas y de viento según la NSR-10 para los muros ensamblados a escala real .......................................................................... 137 4.4.1 Análisis de viento – procedimiento simplificado ................................ 139 4.4.2 Análisis Sísmico en muros a escala real ........................................... 141 4.4.3 Comparaciones de resultados de ensayos a carga lateral y carga distribuida en muros a escala real con las solicitaciones sísmicas y de viento exigidas por la NSR-10 ................................................................................... 144 4.5 Resultados de ensayo de carga y descarga lateral en vivienda a escala real 147 4.5.1 Análisis Sísmico de la estructura a escala real ................................. 165 4.6 Comparación de las propiedades mecánicas de los elementos de prPEAD estudiados con otras investigaciones del Estado del Arte ...................................... 168 5. Ventajas y desventajas del uso del prPEAD en elementos estructurales para vivienda y su aporte al desarrollo sostenible ........................................................... 173 6. Conclusiones y recomendaciones ..................................................................... 181 6.1 Conclusiones ............................................................................................... 181 6.2 Recomendaciones ....................................................................................... 184 A. Anexo: Resultados de ensayos a compresión en muestras tipo cubos .......... 187 B. Anexo: Resultados de ensayos a tensión en muestras tipo probeta ............... 253 C. Anexo: Resultados de ensayos a cortante en muestras ................................... 277 D. Anexo: Resultados de ensayos a compresión en bloques Brickarp® ............. 283 E. Anexo: Resultados de ensayos a compresión en columnas prPEAD con canales y espigos de ensamble sin refuerzo de 2,40m, 1,60m y 0,80m ................................... 293 F. .......... Anexo: Resultados de ensayos a flexión en vigas prPEAD de 1,16m, 1,50m y 2,40m ........................................................................................................................... 351 G. Anexo: Resultados de ensayos a carga lateral estática en muros a escala real 411 H. Anexo: Figuras de la NSR-10 utilizadas en la investigación ............................. 421 7. Bibliografía ........................................................................................................... 427
Keywords: polietileno de alta densidad; elementos estructurales; Sostenibilidad; Sustainability; Vivienda; Housing; Plásticos - Reciclaje; Plastics - Recycling; Reciclaje; Recycling (Waste, etc.); Plastic; recycled; polyethylene high density; housing; sustainability; structural elements