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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE ARQUITECTURA Y URBANISMO

CARRERA DE ARQUITECTURA

Optimización de residuos sólidos urbanos para su reincorporación en la dinámica urbana, caso poliestireno espumado.

Trabajo de graduación para optar al Título de Arquitecto

Autor: Ángel Andrés Neira Toapanta

Tutor: Arq. Luis Rafael Bossano Rivadeneira MDI.

Quito, noviembre 2017

http://www.google.es/imgres?imgurl=http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5e/Sellouce.JPEG/220px-Sellouce.JPEG&imgrefurl=http://es.wikipedia.org/wiki/Universidad_Central_del_Ecuador&h=221&w=220&sz=17&tbnid=UlN7vadnL-KgaM:&tbnh=107&tbnw=107&prev=/search?q=sello+de+la+universidad+central+del+ecuador&tbm=isch&tbo=u&zoom=1&q=sello+de+la+universidad+central+del+ecuador&hl=es&usg=__JChxnPzdKJAu0LCn9QUYthtQFTU=&sa=X&ei=JnmATq3NJ4TTgQe1usA6&ved=0CB8Q9QEwBw

v

DEDICATORIA: A todas las generaciones futuras

vi

AGRADECIMIENTO: Agradezco a mis padres, papuchos y familiares, los cuales, han

fomentado en mí sus deseos de superación.

Agradezco a mis maestros y guías que han formado parte de mi vida

académica en especial a Luis Bossano, Oswaldo Altamirano y Roberto

De la Torre por ser formidables ejemplos para mi futura vida profesional.

Agradezco a Fátima Arregui, por ser luz en mi camino.

vii

Índice de Contenido

©Derechos de autor .............................................................................. ii

Aprobación del tutor del trabajo de titulación ..................................... iii

Aprobación de la presentación oral/tribunal .........................................iv

Dedicatoria: ........................................................................................... 5

Agradecimiento: ...................................................................................vi

Índice de contenido ............................................................................. vii

Lista de tablas .................................................................................... viii

Lista de figuras .................................................................................. viii

Recumen y abstract ................................................................................ x

CAPÍTULO I

Antecedentes.......................................................................................... 1

Motivación ............................................................................................. 1

Introducción ........................................................................................... 1

Justificación ........................................................................................... 1

Recursos y residuos ............................................................................... 1

Objetivo general .................................................................................... 2

Objetivos específicos ............................................................................. 2

Fundamentación..................................................................................... 3

Desde recursos hasta desechos .............................................................. 3

Recursos naturales ................................................................................. 3

Clasificación de recursos naturales ........................................................ 3

Recursos minerales en Ecuador ............................................................. 3

Extracción de recursos para la producción ............................................ 4

Antecedentes para una sociedad de consumo ........................................ 5

Inicios de la cultura de consumo ........................................................... 5

Comportamiento influido....................................................................... 6

Vida líquida ........................................................................................... 7

Saturación del consumismo, “obsolescencia”........................................ 7

Conclusión ............................................................................................. 8

Gestión de residuos sólidos urbanos .................................................... 10

Generación ........................................................................................... 10

Origen y tipo de residuo ...................................................................... 11

Almacenamiento y separación ............................................................ 11

Recolección y transporte ..................................................................... 12

Composición y caracterización ........................................................... 12

Materiales recuperables ....................................................................... 12

Mercado de materiales ........................................................................ 13

Tratamiento ......................................................................................... 14

Disposición final ................................................................................. 14

Conclusiones ....................................................................................... 15

CAPÍTULO II

Sistema de gestión de RSU del DMQ ................................................. 16

Infraestructura y espacios vulnerables ................................................ 16

CEGAM .............................................................................................. 16

Recolección de los RSU en el DMQ ................................................... 17

Estaciones de transferencia norte y sur ............................................... 17

Relleno sanitario ................................................................................. 18

Planta de tratamiento de lixiviados ..................................................... 20

Composición de los residuos sólidos urbanos en el Distrito

Metropolitano de Quito ....................................................................... 20

Selección de materiales ....................................................................... 20

Poliestireno ......................................................................................... 22

Procesos para obtener poliestireno expandido y extruido ................... 22

Propiedades del poliestireno ............................................................... 23

Conclusiones ....................................................................................... 24

CAPÍTULO III

Método experimental .......................................................................... 25

Experimento 1: poliestireno molido .................................................... 25

Objetivo............................................................................................... 25

Diseño ................................................................................................. 25

Muestra ............................................................................................... 26

Probetas ............................................................................................... 26

Proceso poliestireno ............................................................................ 26

Instrumentos ........................................................................................ 27

Datos y conclusiones ........................................................................... 27

Recomendación ................................................................................... 28

Experimento 2: platos de poliestireno ................................................. 28

Objetivo ............................................................................................... 28

Diseño .................................................................................................. 28

Muestra ................................................................................................ 28

Proceso ................................................................................................ 29

Instrumentos ........................................................................................ 29

Datos y conclusiones ........................................................................... 29

Recomendaciones ................................................................................ 29

Discusión ............................................................................................. 30

Formación de los arquitectos ............................................................... 30

La práctica profesional ........................................................................ 30

Sistema de tratamiento de desechos .................................................... 31

Conclusiones generales ....................................................................... 32

Sistema de RSU ................................................................................... 32

Método experimental ........................................................................... 32

Anexos ................................................................................................. 34

A.- ........................................................................................................ 34

Era de los nuevos materiales ............................................................... 34

Antecesores de los plásticos ................................................................ 34

Inicios de la industria del plástico ....................................................... 35

Primer termoestable ............................................................................. 35

Polímeros ............................................................................................. 35

Termoplásticos .................................................................................... 36

B.- ........................................................................................................ 36

Casos de estudio de materiales ............................................................ 36

Bambú guadua-recurso natural para el desarrollo ............................... 36

Proceso de transformación................................................................... 36

Lamiando de la caña ............................................................................ 37

Ensayos ................................................................................................ 37

Conclusiones ....................................................................................... 37

Bloqueplas ........................................................................................... 38

viii

Propiedades y proceso ......................................................................... 38

Sistema modular .................................................................................. 38

Bibliografía .......................................................................................... 39

Lista de tablas

Tabla 1 Separación Mecanizada .............................................................. 14

Tabla 2 Composición promedio de RSU en estación de transferencias sur

(izquierda) y norte (derecha) ................................................................... 20

Tabla 4 Vida útil de los materiales reciclables ........................................ 21

Tabla 4 Selección de materiales para experimentación ........................... 21

Tabla 5 Propiedades físicas ..................................................................... 23

Tabla 6 Propiedades Químicas ................................................................ 23

Tabla 7 Propiedades mecánicas ............................................................... 24

Tabla 8 Propiedades de diseño como plato desechable ........................... 24

Tabla 9 Propiedades biológicas y ambientales ........................................ 24

Tabla 10 Dosificación de poliestireno molido ......................................... 25

Tabla 11 Probetas con diferentes porcentajes de poliestireno ................ 26

Tabla 12 Grupo de control ....................................................................... 26

Tabla 13 Resultados ensayo a la compresión .......................................... 29

Lista de gráficos o figuras

Figura 1 Contaminación ambiental (2017) [Fotografía] Recuperado:

https://www.teknologeek.com ; http://www.nacion.com........................... 1

Figura 2 Propia del Autor. (2017). Diagrama Recursos. Fuentes:

https://geogirls.wordpress.com/2008/10/25/definicion-y-clasificacion/ .... 3

Figura 3 Varios Autores (2017) Paisajes del Ecuador Recuperado:

http://laestrella.com.pa; http://www.elcomercio.com; https://k36.kn3.net 4

Figura 4 Día de sobregiro (2017) [Gráfico] Fuente:

http://www.unpuntoenelinfinito.com .......................................................... 4

Figura 5 Propio del autor. (2017) Consumo [Diagrama] Fuente:

(Ventura J. P., 2013) .................................................................................. 5

Figura 6 Sociedad del futuro

Fuente:http://www.scoopnest.com/ - http://www.bbc.com/news/business-

30513670 - sparth.tumblr.com -

https://publicdomainreview.org/collections/france-in-the-year-2000-

1899-1910/ - https://www.pinterest.com 5

Figura 7 Estereotipos urbanos años 50 en USA (2017) [Fotografía]

Recuperado: www.pinterest.com; http://www.legalmenteentaco12.com . 6

Figura 8 Alex Gross (2017) Sociedad actual [arte digital] Recuperado de:

http://weareselecters.com/2012/07/the-art-of-alex-gross/;

http://arrestedmotion.com; http://olga-

totumrevolutum.blogspot.mx/2015/04/la-critica-figuracion-de-alex-

gross.html .................................................................................................. 7

Figura 9 Propio del Autor (2017) Consumismo Fuente: (Procuraduría

Federal del Consumidor, 2013) ................................................................. 8

Figura 10 Inventos absurdos (2017) [Fotografía] Fuente:

http://www.20minutos.es; http://elmeme.me; http://megavision.com.sv .. 8

Figura 11 Propio del Autor (2017) Encuentros Inesperados en Pedernales

y Quito [Fotografías] Recuperado: fuente propia..................................... 9

Figura 12 Propio del autor (2017) Gestión de residuos sólidos urbanos

[diagrama] Recuperado: (Díaz & Janon, 2010)....................................... 10

Figura 13 Propio del autor (2017) Producción anual [Diagrama]

Recuperado: (The World Bank, 2012) .................................................... 10

Figura 14 Propio del aturo (2017) Fuente de generación de RSU

[Diagrama] Fuente: https://aulagaasociacion.files.wordpress.com ......... 11

Figura 15 Colores del reciclaje (2017) [Diagrama] Recuperado:

http://www.inforeciclaje.com .................................................................. 11

Figura 16 Propio del Autor (2017) Tipos de Residuos [Diagrama]

Fuente: (Díaz & Janon, 2010) ................................................................. 11

Figura 17 Sistema de recolección de RSU (2017) [Fotografías]

Recuperado: MisionesOnline; http://www.triciclos.cl;

http://www.andina.com.pe ...................................................................... 12

Figura 18 Propio del autor (2017) RSU en el ambiente [Fotografía]

Recuperado: (McDonough & Braungart, 2002) ...................................... 13

Figura 19 Materiales de reciclaje (2017) [Fotografías] Recuperado:

http://www.comunidadism.es/wp-content/uploads/2013/05/reciclaje-

pl%C3%A1stico.jpg ................................................................................ 13

Figura 20 Propio del autor (2017) Ecuador y manejo de RSU Fuentes:

http://www.ambiente.gob.ec/programa-pngids-ecuador; Análisis sectorial

de RSU en el Ecuador.............................................................................. 15

Figura 21 Propio del autor (2017) Generación de RSU [diagrama]

Recuperado:

http://www.emaseo.gob.ec/documentos/pdf/Caracterizacion_residuos.pdf

................................................................................................................. 16

Figura 22 El comercio (2016) Camión recolector [fotografía]

Recuperado: http://www.elcomercio.com ............................................... 17

Figura 23 Julio Estrella (2017) Centro de gestión ambiental la delicia

[Fotografía] Recuperado:

http://www.elcomercio.com/tendencias/reciclaje-hogares-ecuador-

crecimiento-inec.html .............................................................................. 17

Figura 24 Fátima Arregui (2017) Estación de transferencia Sur

[Fotografía] Recuperado: fuente propia.................................................. 18

Figura 25 Fases de ejecución del relleno sanitario (2017) Recuperado:

https://rellenosanitariocsi.wordpress.com/ .............................................. 18

Figura 26 Fátima Arregui (2017) Relleno sanitario El Inga [fotografía]

Recuperado: fuente propia ....................................................................... 19

Figura 27 Fátima Arregui (2017) Gestión de Lixiviados [Fotografía]


Figura 28 Poliestireno visto a través del microscopio (2017) Recuperado:

http://www.aipex.es/poli_desc_po.php?idioma=po&s=5 ........................ 22

Figura 29 Propio del Autor (2017) Estructura molecular del PS [gráfico]

Recuperado: https://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno .......................... 22

Figura 30 Proceso de transformación de poliestireno [Diagrama]

Recuperado: http://www.aipex.es ............................................................ 23

Figura 31 Propio del Autor (2017) Método Experimental [diagrama]

Fuente: (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio,

2010) ........................................................................................................ 25

Figura 32 Propio del autor (2017) Materiales reciclables como basura

[Fotografía] .............................................................................................. 25

Figura 33 Propio del autor (2017) Recuperado: fuente propia (laboratorio

Facultad de Ingeniería Química)); http://www.aipex.es .......................... 26

ix

Figura 34 Propia del autor (2017) XPS reciclado Recuperado: fuente

propia ....................................................................................................... 26

Figura 35 Propio del autor (2017) Instrumentos de laboratorio A-204

facultad de ingeniería química [fotografías] Recuperado: laboratorio

Facultad de Ingeniería Química ............................................................... 27

Figura 36 Resultados de CAMSIZER P4 Recuperado: laboratorio

Facultad de Ingeniería Química ............................................................... 27

Figura 37 Propio del autor (2017) Método de ensayo a la compresión

Recuperado: laboratorio de ensayo Faculta de Ciencias Físicas y

Matemática .............................................................................................. 28

Figura 38 Propio del autor (2017) Dimensiones de plato de poliestireno


Figura 39 Informe laboratorio de Ingeniería Ciencias Físicas y

Matemática (2017) Resultados de ensayos a compresión Fuente:

laboratorio de ensayos Faculta de Ciencias Físicas y Matemática .......... 29

Figura 40 Asociación Artesanal de Reciclaje Vida Nueva (2012)

Recuperado: Asociación Artesanal de Reciclaje Vida Nueva fan page ... 32

Figura 41 Propio de autor (2017) Historia de los polímeros [Diagrama]

Fuente: (Cusa, 1979)................................................................................ 34

Figura 42 Propio del autor (2017) Estructura molecular de polímeros

Recuperado: http://termoplas.blogspot.com/2012/10/termoplasticos.html

................................................................................................................. 35

Figura 43 Propio del autor (2017) Polímeros [Diagrama] Recuperado:

Fuente especificada no válida. .............................................................. 35

Figura 44 E J. I. Moreno (2017) Ensayos en bambú Recuperado: Bambú

guadúa recurso natural para el desarrollo ................................................ 36

Figura 45 Caori Takeuchi (2015) Procesos de diseño y construcción con

caña guadúa [Fotografías] Recuperado: Bambú guadúa recurso natural

para el desarrollo ..................................................................................... 37

Figura 46 A- Bloqueplast; B-C Casa hecha con bloquepst (2017)

Recuperado: http://ecoinventos.com/casas-de-ladrillos-de-plastico/ ....... 38

Figura 47 Marquina de extrusión (2017) Recuperado de:

http://3.bp.blogspot.com/8xWX_69N70k/VerXXbQjrgI/AAAAAAAAD

LU/Z9wG336SnNI/s1600/moldeado%2Bpor%2Bextrusion2.jpg ........... 38

x

TEMA: OPTIMIZACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS PARA SU REINCORPORACIÓN EN LA

DINÁMICA URBANA, CASO POLIESTIRENO ESPUMADO

Autor: Ángel Andrés Neira Toapanta

Tutor: Arq. Luis Rafael Bossano Rivadeneira

RESUMEN

TOPIC: OPTIMIZATION OF URBAN SOLID WASTE FOR ITS REINCORPORATION IN URBAN

DYNAMICS, POLYSTYRENE FOAMED CASE

Author: Ángel Andrés Neira Toapanta

Tutor: Arq. Luis Rafael Bossano Rivadeneira

ABSTRACT

Los recursos naturales son extraídos, procesados, transformados en bienes de consumo, consumidos y finalmente

convertidos en desechos. Las principales fuentes de generación de desechos son las viviendas, sin embargo, en este

nivel no existe una respuesta apropiada por parte del arquitecto por lo que pasa a convertirse en un problema urbano

de mayor complejidad. Se realiza el análisis del sistema de gestión de desechos del Distrito Metropolitano de Quito

para entender procesos, actores y seleccionar los materiales que pueden ser recuperados al tomar en cuenta su

impacto hacia el medio ambiente.

El método experimental permite investigar con mayor profundidad estos materiales para que sean considerados

como recursos. El caso de estudio será el poliestireno con el objetivo de encontrar propiedades originales y

potenciales para su reincorporación a la dinámica urbana.

PALABRAS CLAVE: RECURSOS NO RENOVABLES, CIUDAD, RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS,

MATERIALES CONSTRUCTIVOS, ARQUITECTURA SUSTENTABLE.

Natural resources are extracted, processed, transformed into consumer goods, consumed and finally converted into

waste. The main sources of waste generation are housings, however, at this level there is no appropriate response

from the architect for what happens to become a more complex urban problem. It is carried out of the waste

management system of the Metropolitan District of Quito to understand processes, actors and select the materials

that can be recovered by taking into account their impact on the environment.

The experimental method allows to investigate in greater depth these materials to be considered as resources. The

case of study will be polystyrene with the objective of finding original and potential properties for its

reincorporation into urban dynamics.

KEYWORDS: NON-RENEWABLE RESOURCES, CITY, SOLID URBAN WASTE, CONSTRUCTIVE

MATERIALS, SUSTAINABLE ARCHITECTURE.

I CERTIFY that the above and foregoing is a true and correct translation of the original document in

Spanish

Laura Chávez Jiménez.

Certified Translator

Ecuadorian ID: 170498301-2

Italian passport: 219019H

ATIEC registration

UCE-FAU Optimización de residuos sólidos urbanos para su reincorporación en la dinámica urbana, caso poliestireno espumado.

1

CAPÍTULO I

Antecedentes

Motivación

Terminar los estudios de la carrera de Arquitectura y Urbanismo,

con el fin de retribuir a la sociedad su inversión en mi educación,

a través de un proyecto de trabajo de fin de carrera que aporte al

estudio de la ciudad, desde un problema arquitectónico como es la

vivienda.

Conocer sobre el campo de la investigación experimental durante

el desarrollo del trabajo, para responder varias inquietudes

formadas durante la carrera.

Encontrar una metodología de diseño más acorde a mi filosofía,

enfocada en el cuidado ambiental, calidad de vida, desarrollo

urbano con diseño sostenible y sustentable.

Abrir nuevas posibilidades de trabajo en áreas que traigan mayor

satisfacción para mi desarrollo personal y profesional.

Analizar propuestas urbanas de mayor complejidad para la

vinculación entre actores, patrones de comportamiento que

beneficien la dinámica urbana y aportar con nuevos datos para la

comprensión de la ciudad.

Investigar la abundante cantidad de recursos que son generados y

desechados en las ciudades que ocupan y contaminan otras

extensiones urbanas.

Introducción

Justificación

Recursos y residuos

El uso de recursos naturales ya no es una solución viable para el desarrollo

de las futuras generaciones. Las advertencias acerca del cambio climático,

contaminación de aire, suelo y agua (ver figura 1), extinción masiva de

especies, desastres naturales, entre otros son claros. La sociedad occidental

ya no puede mantener el estilo de vida consumista a costa de explotar los

recursos naturales y desechar todo aquello que considera sin valor

funcional y simbólico. Por estos motivos se debe cambiar el concepto que

se tiene de los residuos sólidos urbanos para que sean considerados como

recursos importantes para el desarrollo de las ciudades pues, a diferencia

de los recursos naturales, los RSU continúan en constante crecimiento

debido a su intrínseca relación con la dinámica urbana. La cantidad de

desechos que las ciudades generan se ha vuelto un inconveniente global,

por ello, afecta de igual forma al territorio ecuatoriano y al desarrollo de

sus municipios que en su mayoría carecen de los recursos económicos y

Figura 1 Contaminación ambiental (2017) [Fotografía] Recuperado: https://www.teknologeek.com ; http://www.nacion.com

Las ciudades

transforman bienes

y servicios de

consumo en

residuos sólidos

urbanos que

contaminan el

medio ambiente.

http://www.nacion.com/vivir/ambiente/aumento-produccion-pesticidas-ARCHIVO_LNCIMA20150420_0013_5.jpg

https://www.teknologeek.com/wp-content/uploads/2009/05/basura-450x300.jpg


2

técnicos para gestionar todos sus residuos. Por esta razón se plantea

explotar este tema sensible para la sociedad desde una perspectiva

arquitectónica y urbana, de este modo, identificar las conexiones en la

dinámica urbana, que pueden ser aprovechadas para desarrollar propuestas

viables para nuestro contexto. Abrir una puerta hacia el desarrollo

sostenible y sustentable de las ciudades con el fin de mantener intacto los

recursos naturales no renovables que conforma la mega diversidad del

territorio ecuatoriano.

Objetivo general .

Determinar propiedades aprovechables de un residuo sólido urbano, para

utilizarlo como material con menor impacto ambiental y nuevos ciclos de

vida dentro de la dinámica urbana.

Objetivos específicos

Plantear una visión global sobre el ciclo de recursos y su acelerado

des

Estudiar la producción de residuos en la ciudad de Quito

Clasificar los residuos (generados la ciudad de Quito)

Seleccionar los residuos aprovechables (método: en base a las

propiedades)

Implementar el método experimental en los procesos de análisis de

las propiedades de los residuos como materia prima de procesos

posteriores (diseño, construcción, entre otros)

Desarrollar un caso de estudio en el que se aplique el método

experimental para el análisis de un producto.

Aportar al conocimiento de los materiales para el desarrollo de la

carrera con una perspectiva hacia la investigación.


3

Fundamentación

Desde recursos hasta desechos

Recurso:

Bien material o inmaterial, medio o riqueza.

Concepto ligado a distinto ámbitos, que puede

aplicarse según el contexto (Tipos.co, 2017).

Recursos naturales

Los recursos naturales (RN) son elementos y servicios que se generan en

la naturaleza, los cuales, son utilizados por los seres vivos para satisfacer

sus necesidades biológicas: comer, respirar, vivienda, entre otros además

de deseos propios de su cultura. Por esta razón el hombre aprovecha los

recursos con ayuda de tecnología para desarrollar su contexto construido

con el fin de mejorar su bienestar.

Clasificación de recursos naturales

Entre los recursos naturales más importantes están aquellos cuyas

propiedades físicas, químicas o mecánicas les permiten ser aplicados en

diversos ámbitos para el desarrollo de la sociedad occidental, por ello, es

conveniente establecer una clasificación para entender que recursos son los

que más demanda el mercado global. Clasificación que se puede establecer

según la capacidad de regeneración que poseen (renovables, no renovables

e inagotables (Impacto ambiental - el planeta herido cap.5, 2017)), la cual,

ha sido organizada en un mapa mental (figura 2).

Renovables: plantas, animales, agua, suelo cultivable, oxígeno, es

decir que pueden utilizarse indefinidamente, sin embargo, tienen

límites o condiciones que permiten este proceso cíclico. Por ello la

actual capacidad de extracción y su uso indiscriminado ha puesto

a prueba esta capacidad.

No renovables: estos recursos son abundantes al iniciar su

proceso de extracción, como el caso de recursos energéticos

(petróleo, carbón, gas natural), minerales estratégicos (hierro,

cobre, uranio, oro, entre otros) sin embargo, su aprovechamiento

se dificulta al irse agotando las fuentes de las cuales se extraen

hasta llegar a ser prácticamente insostenibles económicamente.

Inagotables: están conformados en su mayoría por recursos

energéticos (solar, eólica, geotérmica), son denominados

inagotables pues no se terminan o gastan en el tiempo ecológico y

sus reservas son prácticamente infinitas.

Recursos minerales en Ecuador

Estudios geológico-mineros realizados hasta el 2005 cuantificaron la

existencia de materia prima en el Ecuador determinando que posee grandes

reservas de recursos (Paladines, 2005). Por esta razón el sector minero

presenta las mejores posibilidades de desarrollo como industria en el

país. Estas reservas de materia prima son las siguientes:

4.500 millones de barriles de petróleo liviano y semi pesado

5.000 millones de barriles de petróleo pesado y asfalto

700 toneladas. oro

1.600 toneladas plata

1.500.000 toneladas cobre

167 manantiales de aguas termales y minerales

Otros: gas natural, materia prima para diferentes tipos de cemento,

cerámica, vidrio plano y derivados, rocas ornamentales y mármol, abonos

fosfatados, nitrogenados y aditivos para mejorar los suelos, y reales

expectativas de metales como plomo, zinc y antimonio.

El hombre ha

clasificados los

recursos, sin

embargo, en la

naturaleza estos se

encuentran unidos y

conforman con sus

características los

diversos ecosistemas.

Figura 2 Propia del Autor. (2017). Diagrama Recursos. Fuentes: https://geogirls.wordpress.com/2008/10/25/definicion-y-clasificacion/


4

Con ellos se prevé impulsar en el país una política energética y minera con

el fin de fortalecer los pilares básicos de la economía nacional:

construcción y vialidad, agrícola pecuario, producción industrial e

industrialización del petróleo y gas. (Paladines, 2005), con el fin de lograr

satisfacer las necesidades internas de bienestar y procurar generar un

excedente exportable. Sin embargo, esta ideología no es novedosa, ni

innovadora pues, los recursos naturales son explotados para abastecer con

el flujo de material que necesitan las ciudades para su desarrollo, sin

importar las consecuencias para el medio ambiente.

Extracción de recursos para la producción

Si bien el hombre con el uso de la tecnología ha demostrado ser capaz de

explotar grandes reservas de recursos en pro del desarrollo de la sociedad

y de las ciudades, las consecuencias de esta voraz actividad ya son latentes

como: pérdida masiva de especies, ecosistemas, calentamiento global,

contaminación, desastres naturales de mayor magnitud, entre otros. Entre

ellas está la capacidad de regeneración que poseen los recursos, la cual,

que se ha visto rebasada por la demanda de insumos, producto del aumento

de la población así como de la cantidad de bienes y servicios consumidos

per cápita. La organización sin fines de lucro Global Footprint fundada en

el año 2003 cuya misión es procurar un futuro sostenible para todas las

personas, realizó un estudio para determinar cuántos recursos se extraen

anualmente a nivel global y de este modo tener en cuenta la huella de

carbono de los recursos consumidos para la pesca, la ganadería, la

agricultura, así como la construcción. En base a lo planteado nace el

concepto de “el día de sobregiro” definido como el momento del año en

que la humanidad consume los recursos que la Tierra puede regenerar en

doce meses. Desde 1970 ese día llegó el 23 de diciembre y desde entonces,

no ha cesado de adelantarse (ver figura 4). En el 2016, el día del sobregiro

llegó el 8 de agosto, de este modo actualmente se necesitan 1.6 planetas

por año para satisfacer las necesidades y deseos de consumo.

Figura 3 Varios Autores (2017) Paisajes del Ecuador Recuperado: http://laestrella.com.pa; http://www.elcomercio.com; https://k36.kn3.net

Figura 4 Día de sobregiro (2017) [Gráfico] Fuente: http://www.unpuntoenelinfinito.com

http://laestrella.com.pa/

https://k36.kn3.net/taringa/5/7/8/9/2/8/6/maestro_pokemon/8E3.jpg?5619

http://www.elcomercio.com/


5

Antecedentes para una sociedad de consumo

“Una sociedad es un grupo con ciertas características,

territoriales, reproductivas, culturales (conocimiento,

creencias, artes, moral, leyes, costumbres y aptitudes

sociales)” (Johnson, 1968)

Inicios de la cultura de consumo

A mediados del siglo XX durante la depresión de la post guerra de la

Segunda Guerra Mundial, las industrias norteamericanas se encontraban en

un dilema pues, la constante acumulación de inventario y reducción de la

producción debido al problema del desempleo desencadenó un cuello de

botella en sus ventas, por este motivo, los vendedores reaccionaron ante

este problema con un programa de ventas realmente intenso, de manera

que las industrias y dirigentes de gobierno incitaban al ciudadano a

comprar por su propio bien, un ejemplo claro fue el caso del presidente

Eisenhower que a través de una conferencia de prensa expresaba que

“comprar” es lo que se debería hacer para vencer la recesión, poco después

rectificó su respuesta diciendo “el público debería comprar sólo lo que

necesita y quiere”, de este modo, la sociedad empieza a experimentar un

crecimiento en sus niveles de consumo que logran vencer la recesión

entrados los años 50, a pesar de que sus objetivos ya fueron cumplidos, por

miedo a nuevas recesiones se establece en la sociedad norteamericana la

necesidad de aumentar los niveles de consumo por lo menos un 4%

anual.

Según el libro “Los artífices del derroche”, (Packard, 1983) se relatan los

hechos consumistas en un artículo tomado de la revista “Time” a principios

de los años 60. “La fuerza que proporciona el impulso a la economía

norteamericana es engendrada cada vez más en los bullentes pasillos de las

tiendas de la nación… los consumidores de los Estados Unidos no se

aferran a los trajes, las chaquetas y los vestidos como si fuesen legado;

muebles, refrigeradoras, alfombras –otrora comprados para que durasen

muchos años, o toda la vida-, son remplazados ahora con una regularidad

que hace tintinear la registradora.” de este modo surgió la idea de crear una

nueva raza de superconsumidores, capaces de absorber todo aquello que la

industria automatizada pueda ofrecer, mediante la comercialización

insistente y continua propaganda publicitaria, que establece varios de los

estilos de vida y comportamientos sociales hasta la actualidad (ver figura

6).

Figura 5 Propio del autor. (2017) Consumo [Diagrama] Fuente: (Ventura J. P., 2013)

Figura 6 Sociedad del futuro Fuente:http://www.scoopnest.com/ - http://www.bbc.com/news/business-30513670 - sparth.tumblr.com - https://publicdomainreview.org/collections/france-in-the-year-2000-1899-1910/ - https://www.pinterest.com


6

Comportamiento influido

¿Y qué importancia tiene la introducción de nuevos bienes de consumo, si

cada individuo tiene el derecho de decidir lo mejor para sí mismo? Al

modificar el medio ambiente se puede influir fuertemente en el

comportamiento del individuo, es decir, que las características materiales

del medio condicionan la conducta de la persona. “La persona que moldea

el medio ambiente y resuelve la ecuación entre los patrones de conducta

deseable y el escenario en el cual la gente actúa, obtiene una posición de

poder tan grande como la del político” (Moles, 1989).

No es fácil conjeturar la existencia del ser humano en un hábitat carente de

objetos, ni tampoco es fácil entender los procesos de construcción del

medio ambiente artificial que dejan de lado a sus principales actores y

elementos naturales. Los objetos creados son extraños en el medio natural

como también el hombre es extraño al medio, los ambientes saludables en

todas las escalas continúan lejanos sí el hombre no da sentido a los cambios

que crea en su entorno (Bossano, 2005). Por estas razones se entiende que

la arquitectura y el urbanismo también se han convertido en un bien de

consumo como sistemas a gran escala, los cuales, modifican contexto y

comportamientos del hombre. Las cáscaras, como las denomina Moles,

pueden dividirse en tres categorías:

Objetos individuales: aquellos que pueden ser manipulados por

los seres humanos.

Entorno (decoración): la totalidad de objetos materiales que

envuelven a los individuos en una cáscara personal.

Sistemas a gran escala: ambientes urbanos o de trabajo tarea de

arquitectos y planificadores urbanos.

Estereotipos de

consumo

establecidos a

partir de los años

50, belleza,

tecnología,

entretenimiento,

entre otros.

Figura 7 Estereotipos urbanos años 50 en USA (2017) [Fotografía] Recuperado: www.pinterest.com; http://www.legalmenteentaco12.com


7

Vida líquida

La sociedad de productores que expresaba el desarrollo en base al trabajo

artesanal y el deseo humano de seguridad con sueños de un estado estable

y definitivo, no puede ser aplicado a la sociedad de consumidores

dependientes de la producción, debido a que, el deseo humano de

estabilidad deja de ser una ventaja para convertirse en una falla

potencialmente fatal para el propio sistema. El consumismo no asocia tanto

la felicidad con la gratificación de los deseos, (…) sino con un aumento

permanente del volumen y la intensidad de los deseos, lo que a su vez

desencadena el reemplazo inmediato de los objetos pensados para

satisfacerlos…” (Bauman, 2010)

Bauman un importante sociólogo y filósofo polaco, a través de sus obras

cuestiona las clases sociales, el socialismo, el consumismo y la

globalización. Al desarrollar nuevos conceptos como la “modernidad

líquida” haciendo referencia a la maleabilidad, fragilidad y desarraigo

constante en la sociedad actual, analiza la sociedad europea como un

producto de transición entre la libertad y la comodidad para disfrutar de

nuevos niveles de beneficios y de seguridad, no experimentados durante la

historia. (Biografías y vidas, 2017).

Las ciudades modernas se pueden interpretar como máquinas que

consumen recursos e incuban una sociedad basada en la velocidad de los

cambios en su contexto construido, trabajos precarios, exclusión social y

crecimiento demográfico. Las últimas décadas del siglo XX se destacan

por la abundante vida basura, expresado así por los fenómenos que

caracterizan a la vida contemporánea individual y colectiva: comida

rápida, programas de telebasura, donde predomina el cotilleo y la

violencia, contratos basura temporales, abundantes y mal renumerados.

Finalmente los bienes y servicios de consumo por medio de la propaganda

y la insatisfacción de sus usuarios, hacen que la sociedad occidental sea

dependiente de los medios productores, que sin duda han logrado

identificar los patrones de conducta y deseos, para seguir con el

abastecimiento de todo aquello que sea novedoso, lo cual, no dista de los

objetivos de aquellos vendedores de los años 50 con una sociedad de

superconsumidores.

Saturación del consumismo, “obsolescencia”

Necesitamos lo que compramos en la medida en que nos auto-

convencemos (o nos convencen) de que el producto en cuestión nos va a

ayudar a ser más felices y a vivir mejor. En ese sentido, con la sociedad

de consumo el individuo tiene como principal actividad consumir. (Ventura,

2013).

El consumo en la sociedad occidental siguen en aumento este

comportamiento es incentivado por estrategias de mercado, siendo la más

representativa la obsolescencia, clasificada en dos tipos:

Programada, que se origina por el deseo de los medios

productores por incrementar sus ventas, interviniendo en la calidad

de sus productos para hacerlos durar un lapso de tiempo

preestablecido; de este modo, los bienes de consumo simplemente

dejan de funcionar o necesitan reparación con partes costosas o

difíciles de obtener, por ello, el consumidor tiende a ir por el

camino más fácil que previamente el sistema se ha encargado de

adoctrinar, es decir, deshacerse del que ya posee y comprar otro

nuevo.

Relatos de la

condición moderna

sobre el caos,

seres humanos

sedados por el

capitalismo,

belleza y

paisajes

Figura 8 Alex Gross (2017) Sociedad actual [arte digital] Recuperado de: http://weareselecters.com/2012/07/the-art-of-alex-gross/; http://arrestedmotion.com; http://olga-totumrevolutum.blogspot.mx/2015/04/la-critica-figuracion-de-alex-gross.html


8

Percibida: que genera en el consumidor la idea de la moda, esto

se refiere al valor que le asigna la sociedad al objeto por razones

subjetivas, culturales e ideológicas (ver figura 9), con esto el

usuario se encuentra atrapado en una red de consumo que le hace

incapaz de satisfacer sus necesidades como individuo y en la

sociedad. Ambos tipos de obsolescencia aumentan el volumen de

materiales que termina como desecho, poniendo en riesgo la salud

de la biodiversidad, por lo cual, en los capítulos siguientes se

tratará con mayor profundidad el tema de los desechos.

Los ejemplos claros del consumo irracional se muestran en la figura 10 con

la creación de varios inventos con funciones muy específicas, algunas

cuestionables en cuanto a su valor funcional, sin embargo, varios de ellos

alcanzaron ventas millonarias, como el caso de Pet Rock, de esta forma se

puede conjeturar que el deseo de acumular sin llegar a estar totalmente

satisfecho se debe a la sugestión y condicionamiento de cada individuo

para preservar los valores culturales que son defendidos actualmente como

sociedad, siendo el despilfarro consumista el requisito necesario para “ser

feliz”. Hoy por hoy, no existen estándares para alcanzar, o mejor dicho,

estándares que, una vez alcanzados siempre serán inferiores a las

satisfacciones del ideal humano.

En el 2003, investigadores de la Universidad de Georgia y del Centro de

Primatología Yerkes de la Universidad Emory, Sarah Brosnan y Frans de

Waal respectivamente, desarrollaron un experimento que demostraba

como algunos monos rechazaban realizar una tarea, de recibir una piedra y

devolverla, si observaban que otro mono recibía una recompensa mejor por

la misma tardea. La neurocientífica Brosnan S. explica que desde el punto

de vista evolutivo este comportamiento se denomina codicia, definido

como la recolección de mayor cantidad posible de recursos, y explica que

la mayoría de los animales viven más cerca del mínimo existencial que la

mayor parte de los humanos, por eso, si no aspiran a obtener la mayor parte

de alimentos posibles sería un gran riesgo para su supervivencia. En las

sociedades humanas la codicia, es la necesidad de apropiarse de todo lo

posible a expensas de los demás.

Conclusión

Los ciclos lineales utilizados en los recursos naturales desde su extracción

hasta su disposición final resultan insostenibles como modelo de

desarrollo, debido a la limitación de varios recursos, no es posible

mantener un crecimiento constante de la economía en un planeta con

recursos finitos. Si las ciudades e individuos continúan con el modelo

económico establecido, basadas en el consumo dependiente de recursos, se

pronostica un colapso en la economía que pone en peligro la integridad de

la sociedad como se conoce.

Varias de estas costumbres de producción y consumo resultan por el

momento muy difíciles de modificar debido a la fuerte influencia de los

medio productores y el deseo de consumo; sin embargo, la cantidad de

bienes y recursos que ya se encuentran presentes en la dinámica urbana

podrían ser aprovechados como recursos al ser incorporados en nuevos

ciclos pero que aún no son considerados como tal, por la falta de

investigación y podrían ser la solución para el desarrollo sostenible y

sustentable.

Figura 9 Propio del Autor (2017) Consumismo Fuente: (Procuraduría Federal del Consumidor, 2013)

El supermercado global

de las ciudades ricas,

se olvida de informar

al consumidor, el

origen de las cosas

que terminan en los

carritos de la compra,

del mismo modo, los

consumidores no están

motivados para

preguntarlo.

Figura 10 Inventos absurdos (2017) [Fotografía] Fuente: http://www.20minutos.es; http://elmeme.me; http://megavision.com.sv


9

El desperdicio de

recursos resulta

evidente debido a

la saturación de

bienes y servicios

de consumo que la

sociedad

occidental

dispone.

Figura 11 Propio del Autor (2017) Encuentros Inesperados en Pedernales y Quito [Fotografías] Recuperado: fuente propia


10

Gestión de residuos sólidos urbanos

Basura

“Aquellas materias generadas en las actividades de

producción y consumo que no han alcanzado un

valor económico en el contexto en el que son

producidas.” (Colomar Mendoza, 2007)

Residuo

“Residuo es un recurso desechado por su poseedor o

usuario (residencia, comercio, industria, gobierno)

debido a que aparentemente ya no le es útil a éste.”

(Díaz & Janon, 2010)

Residuo sólido urbano:

Sustancia u objeto generado en los domicilios,

comercios, oficinas y servicios, así como todos

aquellos que no tengan clasificación de peligrosos, y

que por su naturaleza o composición puedan

asimilarse a los producidos en los anteriores lugares

o actividades. (Calvo, 2000)

Generación

¿Cuánta cantidad de desperdicios más se puede tirar, enterrar o quemar si

la población y las ciudades continúan con el modelo de crecimiento

establecido? Los RSU generados en las ciudades en el 2002 eran de 0.64

kg/persona/día. En el 2012 se estimó el crecimiento a 1.2 kg/persona/día,

para el 2025 se proyecta una producción de 1.42 kg/persona/día (The

World Bank, 2012).

En tiempos pasados la relativa baja densidad de población concentrada en

ambientes urbanos, las posesiones materiales de los individuos eran

escasas, afín con un estilo de vida más simple, razón por la cual, la gestión

de RSU era considerado un problema de menor magnitud. Las ciudades en

los últimos siglos aceleran su desarrollo como sistema complejo que

modifica esta situación de manera continua (consecuencia de “que en ella

confluyen múltiples elementos y sus interrelaciones confirman la

estructura de un sistema que funciona como totalidad organizada” (Di

Pace, María ; Caride Bartrons, Horacio;, 2004)) Los cambios de mayor

importancia para la generación de RSU son: cuantitativos debido a la alta

densidad de la población en grandes ciudades que aumenta a su vez en la

producción de desechos (ver figura 12) (la mayor fuente de generación de

RSU en las ciudades son hogares) y cualitativos por la composición de los

residuos (plástico, papel, aluminio, vidrio, orgánico, metales, entre otros)

de tal manera que su descomposición no se resuelve de forma natural, lo

que demanda un tratamiento y disposición específicos con el fin de evitar

una amenaza para la salud del medio ambiente.

Según (Díaz & Janon, 2010) existen cuatro tendencias en la variación de

generación de RSU de una ciudad a otra:

1.- La cantidad de generación de residuos per cápita (PPC).

2.- Nivel de desarrollo social con el aumento del uso y disposición

de papel.

3.- Consecuencia de la segunda en base a los desarrollos técnicos

y económicos.

Figura 13 Propio del autor (2017) Producción anual [Diagrama] Recuperado: (The World Bank, 2012)

Figura 12 Propio del autor (2017) Gestión de residuos sólidos urbanos [diagrama] Recuperado: (Díaz & Janon, 2010)


11

4.- Aumento en la densidad de los residuos debido a una mayor

proporción de basura de cocina con un alto contenido de humedad,

ceniza y polvo.

Por estas razones, es necesario conocer tanto como sea posible acerca

de los RSU para el diseño de las operaciones y elementos asociados a

las funciones durante su gestión, estos elementos básicos son: origen,

tipo de residuo, datos sobre la composición y tasas de generación.

Origen y tipo de residuo

Las fuentes de generación se clasifican dependiendo del uso ó lugar que

son generados, como se muestra en la figura 13. La vivienda es el mayor

generador de residuos dentro del contexto urbano, seguido por el comercio

y mercados, es decir que la producción depende intrínsecamente de las

funciones. La tipología de los RSU establece la información de

reciclabilidad y susceptibilidad frente a la proyección de tratamientos

posteriores, así como, el estudio de mercado, una evaluación económica

preliminar para el desarrollo de operaciones, que incluyen: localización,

diseño de planta, alternativas de producción, capacidad de los equipos de

procesamiento, costos y rentabilidad. La tipología se parte de tres

categorías (ver figura 15) el grado de desarrollo de la ciudad, fuente

principal y composición urbano (áreas metropolitanas con altas densidades

de población) o rural (pequeñas comunidades). La tipología se establece

en cuatro grupos:

Residuos domésticos: en consecuencia de las actividades

domésticas.

Residuos comerciales: de origen propios de la actividad comercial

al por mayor, así como los que pertenecen al sector servicios.

Residuos industriales: de procesos de fabricación, transformación

y otras actividades generados por la industria.

Residuos peligrosos: aquellos que contiene características

peligrosas, así como recipientes y envases que los contengan.

Almacenamiento y separación

El manejo técnico del almacenamiento temporal de los RSU es a través de

recipientes separados con un sistema de diferentes contenedores diseñados

para entornos urbanos o domésticos, clasificados por colores de reciclaje

(ver Figura 16) o también se pueden almacenar mediante una separación

en la fuente, esto se refiere a diferenciar las características físicas y

biológicas de los materiales, obteniendo un grupo húmedo o seco de bajo

valor y de alto valor para el mercado del reciclaje. El segundo método

facilita procesos posteriores de recolección y transporte en ciudades que

no presentan el sistema de diferenciación por colores, además de ser un

método de menor costo. La importancia del almacenamiento temporal

radica en varios factores que intervienen: bio-degradabilidad, volumen,

área disponible, frecuencia de recolección y ubicación de contenedores

exterior e interior (CENICA, 2006).

En ciudades que han desarrollado programas de separación de RSU por

más de tres décadas, sus ciudadanos son capaces de identificar más de

cinco fracciones de residuos (orgánicos, papel, plástico, cartón, vidrio,

Figura 14 Propio del aturo (2017) Fuente de generación de RSU [Diagrama] Fuente: https://aulagaasociacion.files.wordpress.com

Figura 16 Propio del Autor (2017) Tipos de Residuos [Diagrama] Fuente: (Díaz & Janon, 2010)

Figura 15 Colores del reciclaje (2017) [Diagrama] Recuperado: http://www.inforeciclaje.com


12

metal y otros). En el 2010 los Países Bajos obtuvieron los siguientes

resultados, un 80% de los residuos reciclados, 16% incinerados y apenas

un 3 a 4% de los desechos fueron a parar a los rellenos sanitarios. En

ciudades que aún no manejan este tipo de programas, la separación por

fracciones implicaría la toma de decisiones equivocadas por lo que se

debería aplicar otro tipo de fracciones, divididos en aprovechables, no

aprovechables e higiénicos (Díaz & Janon, 2010).

Recolección y transporte

El sistema de recolección debe establecer métodos para recoger los RSU

desde la fuente, a la espera de su transferencia. Entre los métodos de

recolección están: el de parada fija, el método de acera, el método intra-

domiciliario o de llevar y traer y el método de contenedores. Existen varios

aspectos a considerar para aplicar cada método como: la ruta de

recolección con su equipo respectivo siendo el más usado para este servicio

un vehículo especializado capaz de almacenar hasta 8m3 de RSU, otros

elementos de recolección y limpieza como se pueden observar en la figura

17, distancias entre paradas, estaciones y frecuencias de recolección.

Además dependiendo del tipo de demanda exigida y el grado de

tecnificación se establece para el método las siguientes opciones:

Manual: con personal encargado de la limpieza de calles y espacios

públicos.

Semi-automático: con personal y maquinaria especializada

encargada de recolectar, lavar, limpiar espacios públicos, entre

otros

Automáticos: que en general se utilizan para la recolección de RSU

en depósitos de almacenamiento de gran volumen (contenedores).

Una vez dispuestos los RSU en los camiones recolectores estos son

transportados para su siguiente etapa en plantas de transferencia o

separación.

Composición y caracterización

En base a las fuentes de generación anteriores (ver figura 14) se obtiene la

composición de los residuos generados, seleccionados aquellos de interés

específico para sistemas de tratamiento y reciclaje. Un adecuado manejo

de los RSU implica conocer con exactitud las características (propiedades

químicas, físicas y térmicas) y cantidades de los materiales a ser

procesados, debido a que, entre los materiales recuperables que componen

los RSU se encuentran recursos capaces de sustituir insumos vírgenes con

un alto valor comercial y de gran utilidad para la industria de la producción.

La composición de RSU depende básicamente de los siguientes factores:

Nivel de vida económico de la población

Actividad de la población

Climatología general de la zona

La caracterización de los RSU se lleva a cabo en un relleno sanitario o

estación de transferencia, con un análisis para establecer los diferentes

porcentajes de RSU que se pueden encontrar en un metro cuadrado de

muestra. Finalmente se calcula la tasa de generación per cápita (PPC) con

una metodología utilizada a nivel internacional con los siguientes puntos:

Balance de masas (flujo de materiales que ingresa)

Muestreo directo (pesaje de los residuos desde la fuente

generadora)

Pesaje total (pesaje de los residuos en el vehículo recolector de una

ruta determinada)

Peso-volumen (pesaje de los residuos en el vehículo recolector y

cuando se ha procedido a la descarga).

Materiales recuperables

Los materiales recuperables son aquellos recursos rescatados y reciclados

para ser transformados mediante procesos mecánicos o químicos, debido

al potencial de sus propiedades y características, con el fin de ser

nuevamente aprovechados como materia prima en la industria de la

Los equipos del

sistema de

gestión urbana de

RSU, a nivel

general se

encuentran

diferenciados:

mecánicos y

manuales.

Figura 17 Sistema de recolección de RSU (2017) [Fotografías] Recuperado: MisionesOnline; http://www.triciclos.cl; http://www.andina.com.pe


13

producción, considerando el tipo de insumos vírgenes a los que pueden

sustituir.

Los procesos convencionales que recuperan recursos, los clasifican y

transforman con el fin de alargar la vida útil de los recursos, por el contario,

no logran cambiar el ciclo lineal preestablecido en el momento que

ingresan a formar parte del metabolismo urbano. Los nuevos productos

vuelven a tener un tiempo de vida útil corto o de mediano plazo, pero al

final terminarán convertidos en desperdicios, por ello, si son descartados

fuera del sistema que los recupera, es decir si son desechados en un espacio

urbano vulnerable su cadena de reciclaje terminará. El reciclaje se puede

entender como un arma de doble filo pues, no incide en el modelo de

consumo de productos, lo que del mismo modo sigue consumiendo una

cantidad importante de recursos vírgenes.

Un proceso con una estructura de pensamiento diferente se basa en la

filosofía del libro de la Cuna a la Cuna, el cual, propone reducir químicos,

tóxicos y encontrar nuevas áreas de aplicación en cada proceso de reciclaje

(es decir no hacer botellas si se recuperan botellas) con el fin de mejorar la

calidad de los nuevos productos o materia y pensar en ciclos cerrados que

logren reincorporar los recursos transformados poco a poco en la

naturaleza, hasta que se convierta en alimento y pueda ser asimilado por el

medio ambiente de forma natural (McDonough & Braungart, 2002) (ver

figura 18)

Mercado de materiales

El mercado de materiales recuperables, (ver figura 19) depende del tipo,

calidad y ubicación de los materiales, se puede dar de dos formas: venta

directa a industrias productoras (caso que se presenta cuando los

municipios aprovechan los RSU) y/ó la reventa a intermediarios que

procesan el material o lo venden directamente a fabricantes. Ambos casos

utilizan los diferentes recursos recuperados para generar nuevos insumos

que reemplazan materiales vírgenes. Por esta razón los materiales

recuperados son de gran interés, al presentar nuevos beneficios en cuanto:

al costo, menor consumo de energía para su transformación, menor

consumo necesidad de materia prima para crear productos, fuentes más

accesibles, además de los beneficios ambientales y promocionales.

Entre los materiales que presentan la mayores tasas de reciclaje se

encuentra el papel y sus diversos tipos como: papel periódico, cajas

corrugadas, revistas, papel de alto grado y mixto, materiales que siguen el

proceso: recolección, selección, clasificación, empaque y embarque y que

son reincorporados a través de cuatro grandes industrias las cuales

procesan los materiales para obtener diferentes productos:

Productos de papel: papel periódico, papel para impresión y

escribir, empaque, bolsas y costales, papel de seda y papel toalla.

Productos de cartón: cajas corrugadas, cintas de papel corrugada,

caja de zapatos, carpetas de archivos.

Papel de construcción: materiales para techado, losetas acústicas.

Productos de pulpa moldeados: cajas de huevos, capas separadoras

para envases de frutas.

El vidrio ocupa el segundo puesto entre los materiales reintroducidos al

mercado; puede ser reciclado infinitamente (el inconveniente que presenta

es la dificultad para separar los diferentes colores en los que está fabricado

el vidrio por lo que el subproducto ya no es transparente). En la

transformación se ahorra hasta un 60% de energía en comparación a

material virgen. Se comercializa como insumo para la fabricación de vidrio

para envases, focos, vasos, artículos de cocina y vidrio plano.

Figura 18 Propio del autor (2017) RSU en el ambiente [Fotografía] Recuperado: (McDonough & Braungart, 2002)

Los materiales

con mayores tasas

de reciclaje en

el mercado son:

vidrio, papel,

cartón, aluminio,

metales ferrosos.

Figura 19 Materiales de reciclaje (2017) [Fotografías] Recuperado: http://www.comunidadism.es/wp-content/uploads/2013/05/reciclaje-pl%C3%A1stico.jpg


14

En tercer lugar están los metales ferrosos aprovechados varias veces, sin

perder su calidad. Los productos de donde se obtiene este recurso son latas

de envases para alimentos y bebidas, automóviles viejos, restos de

construcciones y estructuras antiguas además de mermas industriales; la

industria siderúrgica incorpora en su producción estos insumos,

actualmente se incorpora un 60% en la producción.

En cuarto lugar tenemos el aluminio que reduce en un 95% la

contaminación en relación al material virgen, al utilizar menor cantidad de

energía eléctrica en comparación al proceso de material virgen. Los

productos de donde se recupera este material son latas, perfiles, aparatos,

entre otros.

Finalmente tenemos el grupo de los polímeros sintéticos, materiales más

nuevos con diversas aplicaciones en la vida moderna (juguetes, envolturas,

artículos para el hogar, carrocería, partes de elementos arquitectónicos,

accesorios, entre otros) que han reemplazado varios recursos naturales de

elevado costo; debido a esto, son los materiales que más abundan y

destacan entre los RSU. Los polímeros que pueden ser reciclados son los

termoplásticos entre los más conocidos están: Polietilén tereftalato PET,

Poliestireno (PS), Polietileno (PE), Polipropileno (PP), Polietileno de alta

densidad (PEAD), Polietileno de baja densidad (PEBD), Policloruro de

vinilo (PVC) que pueden ser recuperados en un 100% y un número

indeterminado de veces (aunque pueden presentar pérdida de calidad

debido a los elementos climáticos, especialmente los rayos UV).

Tratamiento

Se inicia con el ingreso de los camiones recolectores a la planta de

transferencia, los cuales, depositan su contenido en tolvas que dirigen los

RSU a cuchillas encargadas de abrir las bolsas. A continuación se inicia la

separación de los diferentes componentes mediante dos pasos:

1. Separación manual que se lleva a cabo a través de una banda

seleccionadora en la que los residuos pasan delante de los

trabajadores que separan los elementos voluminosos de otros

específicos y contaminantes.

2. Separación mecánica mediante varios tipos de procesos unitarios

que incluyen: trituración, clasificadores de aire, cribas,

separadores magnéticos, separadores de vidrio y de aluminio,

secadores, densificadores y equipo de manipulación (procesos

detallados en la tabla 1).

Pasado este punto el diseño para la recuperación de materiales se vuelve

mucho más específico mediante el diseño de una Planta de Recuperación

de Materiales (PRM) que depende del tipo de producto a recuperar. Los

requisitos para el diseño de una PRM incluyen los siguientes puntos:

1.- Frecuencia de entrega: recibir los RSU de los diversos tipos de

vehículos recolectores y coordinar la cantidad de residuos en la instalación.

2.- Grado de automatización: depender de trabajo manual cuando se carece

de automatización, este proceso se aplica en organizaciones de minadores

o pepenadores.

3.- Cantidad de producto: en base a la caracterización de los componentes

en una planta de transferencia o relleno sanitario.

Al finalizar esta etapa los materiales que no son recuperados, pasan a una

banda transportadora para ser vertidos en camiones tipo bañera para ser

llevados hasta su disposición final, sin embargo, este proceso también

puede ser efectuado con una máquina compactadora de residuos, con la

finalidad de aprovechar la capacidad máxima de carga de los vehículos.

Disposición final

Existen varias infraestructuras encargadas de recibir los RSU entre ellas

están las plantas incineradoras, rellenos sanitarios, botaderos a cielo

Tabla 1 Separación Mecanizada


15

abierto, pasivos ambientales, entre otros. Los lugares para la disposión

final de mayor aplicación son los rellenos sanitarios, pues cumplen con el

método técnico, sanitario, además por ser considerados la solución más

segura y económica que posibilitan el confinamiento adecuado de los RSU

para su controlada degradación evitando su contacto con agentes

ambientales, posibles afectaciones a la salud de habitantes y ecosistemas.

Las condiciones que deben cumplir estos sitios para su ubicación son:

Disponer de un acceso transitable para vehiculos especializados,

durante todo el año.

No estar muy alejado de la ciudad

Contar con el área suficiente para diseñar la infraestructura

necesaria y que tenga una vida útil no menor a 5 años.

No debe mezclarce con ninguna otra funcion o uso: urbana,

industria, ganadera, agrícola, entre otros.

Distante a lugares densamente poblados

Espesor del suelo de por lo menos a 9 metros y con una pendientre

entre el 3 al 12%.

Nivel freatico a una profundidad mayor a los 3 metros, durante

todo el año.

Permeabilidad baja, menor a 0.00001 cm/s. Si presenta otra

condición es necesario impermeabilizar la superficie.

Suelo de tipo areno-limo-arcilloso

Que no pueda undirse, presentar deslizamientos o asentamientos.

El manejo tecnico debe contemplar: la captación y control de

biogases generados, captación y extracción de lixiviados, control

de dispeción de materiales ligeros.

Para el diseño del relleno se debe conocer las cantidades actuales y futuras

de los RSU generados, con un periodo no menor a 5 años. Durante los

procesos de descomposición se liberan lixiviados, que son líquidos

residuales de la descomposición de materia orgánica y agua lluvia que

ingresa a la masa de basura, por ello, es necesario dotar de un sistema de

captación y drenaje interno dentro del cubeto. Otro de los productos que se

generan durante la descomposición son gases como el metano, por lo cual,

se debe incluir una chimenea, que evite la acumulación de bolsas de gas o

canalizar al igual que los lixiviados mediante tuberías. Este proceso de

captación de biogas, producto de la descomosición, puede ser aprovechado

y transformado en energía.

Conclusiones

Las ciudades dependen de sistemas complejos para el manejo de RSU pues,

este servicio resulta fudamental para preservar y mejorar la calidad de vida

de sus habitantes, con el fin de evitar plagas, enfermedades, contaminación

del suelo, fuentes de agua subterranea, entre otros. Estos sistemas de

gestión de RSU se vuelven mucho más específico dependiendo del tipo de

materiales a procesar, además deben ser capaces de manejar grandes

volúmenes de materiales desde su fuente de generación hasta instalaciones

técnicamente habilitadas como estaciones de transferencia y plantas de

tratamiento. Sin embargo, para que este proceso se lleve a cabo se necesitan

Figura 20 Propio del autor (2017) Ecuador y manejo de RSU Fuentes: http://www.ambiente.gob.ec/programa-pngids-ecuador; Análisis sectorial de RSU en el Ecuador


16

grandes cantidades de recursos económicos, equipamiento, humanos, entre

otros factores. Por ello resultaría dificil aplicar todos estos requerimientos

en todo el territorio ecuatoriano, debido claro está a que el país aún

proyecta superar otras necesidades básicas (alcantarillado, vivienda, salud,

víalidad, plazas de trabajo). Otra de las razones es que desde sus habitantes

hasta las autoridades que las gobiernan no consideran este sensible tema

con mayor profundidad y conexión dentro de la dinámica urbana, y así

solucionar los principales problemas que presentan es decir gestionar

nuevos ciclos, para el aprovechamiento de las propiedades de los RSU que

se mantienen presentes. Por ello se considera primordial difundir el

potencial que este tema maneja para cambiar el concepto actual de los RSU

generados en las ciudades, como fuentes inagotables de recursos, desde la

arquitectura y el urbanismo hacia la dinamica urbana para poner a

disposición como material aprovechable 5.4 millones de toneladas

métricas de RSU que el Ecuador generará en el año 2017 (ver figura 17).

CAPÍTULO II

Sistema de gestión de RSU del DMQ

Las empresas públicas que forman el sistema que administra y manejan los

residuos sólidos urbanos generados en el Distrito Metropolitano de Quito

son: la Empresa Pública Municipal de Aseo (EMASEO) encargada de la

recolección mecanizada, no mecanizada y la limpieza en eventos masivos;

y la Empresa Pública Metropolitana de Gestión Integral de Residuos

Sólidos (EMGIRS) encargada de: “planificar, construir, mantener, operar,

explotar la infraestructura del sistema municipal de gestión de residuos

sólidos.” (EMGIRS-EP, 2015). Aparte existen otras instituciones privadas

como: gestores ambientales (minadores), plantas de reciclaje, Centros de

educación y gestión ambiental (CEGAM) que complementan los servicios

de recolección y reciclaje.

Según (EMASEO-EP, 2016) la generación de RSU en el DMQ en el año

2013 sobrepasó las 2000 toneladas al día, lo que al proyectarlo al 2021 que

mantiene su crecimiento constante (figura 20-A) en relación al crecimiento

de la población urbana. Las fuentes de generación que mayor impacto al

sistema de gestión son: doméstica, comercio, mercados, centros educativos

(ver figura 20-B).

Infraestructura y espacios vulnerables

Las dos empresas públicas antes mencionadas administran las siguientes

infraestructuras: cuatrocientos treinta y cinco puntos de acopio para todo

tipo de residuos como aceite de cocina usado, tetrapack, césped,

electrodomésticos, enlatados, llantas, medicinas caducadas, plásticos,

tereques, vidrio, focos, escombros domésticoFuente especificada no

válida.; cuatro Centros de Educación y Gestión Ambiental (CEGAM)

donde se acopia y procesa el material recolectado, para su posterior

comercialización; dos estaciones de transferencia Norte y Sur la que

incluye una planta de separación inaugurada en el año 2016; el relleno

sanitario (RS) El Inga, además de las escombreras Troje 4, Oyacoto y

Piedras Negras (mina que ahora es utilizada a fin de generar un pasivo

ambiental).

Se denominan espacios urbanos vulnerables aquellos que son utilizados

como botaderos clandestinos, entre ellos están: quebradas, lotes baldíos,

calles poco transitadas, ríos, entre otros. Los principales usuarios de estos

espacios son habitantes cercanos a estos puntos, que por falta de cobertura

del servicio de recolección tienen la necesidad de deshacerse de sus RSU,

proceso que a su vez degenera la calidad del espacio, incrementan los

problemas ambientales y vectores como mosquitos, ratas, animales

callejeros, entre otros.

CEGAM

Los Centros de Educación y Gestión Ambiental (CEGAM) son espacios

de acopio de materiales reciclables, gestionados por el Municipio de Quito

a través de la EMGIRS EP. En Quito existen cuatro centros CEGAM: Eloy

Alfaro, La Delicia, Manuela Sáenz y Tumbaco, ubicados en el sur, norte,

centro y en la parroquia Pifo respectivamente. El promedio mensualmente

de RSU comercializado de los cuatro centros es de 145 toneladas de RSU,

beneficiando a 111 familias de gestores ambientales antes denominados

minadores (ver figura 22). Su trabajo consiste en recolectar materiales

reciclables depositados en las calles del DMQ a través de la modalidad “Pie

de vereda”, a través de los Puntos Limpios, así también, la ciudadanía

puede acercase directamente a los CEGAM para entregar los materiales.

Figura 21 Propio del autor (2017) Generación de RSU [diagrama] Recuperado: http://www.emaseo.gob.ec/documentos/pdf/Caracterizacion_resi duos.pdf

A

5

5

5

2

2

2

2

2

2

2

2

B

5

5

5

2

2

2

2

2

2

2

2


17

Los centros reciben la coordinación de la EMGIRS-EP, a través de la

unidad de comercialización de la cuya labor incluye contactar con clientes

estratégicos como: centros comerciales, conjuntos residenciales y

empresas para que entreguen los RSU reciclables, además de contactar con

compradores directos de estos elementos y brinda apoyo a los gestores

ambientales para negociar este valor con la finalidad de que sea justo y

dignifique su trabajo. La separación de residuos es importante porque

presenta los siguientes beneficios:

Disminuye de costos operativos.

Alarga la vida del relleno sanitario y los equipos de trasporte.

Impulsa el sistema tecnificado de gestión de RSU en el DMQ.

Brinda a la industria nacional materias primas que aseguren un

crecimiento sustentable.

Recupera materiales reciclables como: papel, cartón, plásticos

reciclables (Polietileno Tereftalato (PET), polietileno de alta

densidad (PHD, polietileno de baja densidad (PLD), vidrio, entre

otros), metales ferrosos y no ferrosos).

(EMGIRS-EP, 2015)

Recolección de los RSU en el DMQ

El método de recolección de RSU que predomina dentro del DMQ es de

acera o a pie de vereda, modalidad que fija rutas para camiones

especializados (ver figura 23) con la finalidad de recolectar punto a punto

las fundas ubicadas en las veredas, cestas particulares o contenedores. El

día y frecuencia está establecido por EMASEO, a partir del volumen de

generación y costes para el servicio; a este método se incluyen otros actores

independientes denominados minadores que logran incrementar

sustancialmente la cantidad de residuos reciclables recuperados, por tener

un mayor acercamiento y participación de la comunidad, que reconoce al

reciclador de su sector para la entrega de los materiales diferenciados

(EMASEO-EP, 2016).

Estaciones de Transferencia Norte y Sur

Existen dos estaciones de transferencia (ET) en el DMQ, infraestructuras

que tienen la función de almacenar los RSU en galpones o plataformas. La

cantidad promedio de RSU que ingresa a cada una de las Estaciones de

transferencia Norte y Sur (ET1 y ET2) es de 1200 y 800 toneladas al día

respectivamente; sin embargo en épocas festivas se han registrado hasta

1500 toneladas. Por un lado está la ET Sur infraestructura de carga directa

de alta capacidad con compactadora de desechos, encargada de receptar los

RSU generados en la zona sur del DMQ. El proceso inicia cuando un

camión recolector o un vehículo privado ingresa a la planta, el cual, es

pesado en una balanza para vehículos, posteriormente se dirige a descargar

su contenido en la plataforma y nuevamente es pesado para obtener una

estimación de los RSU gestionados (en el caso de los vehículos privados

para establecer el cobro respectivo). Los RSU se almacenan bajo techo en

un galpón con una superficie de 1800 m2 para evitar que se contamine con

agua lluvias, se genere más lixiviados y aumente los costos de transporte.

El tiempo máximo que permanecen en la estación es de 3 horas

aproximadamente.

El siguiente paso consiste en depositar los desechos con ayuda de una

cargadora frontal que empuja los RSU en una tolva conectada a una

máquina block pack que compacta la basura en bloques para reducir el

volumen y optimizar su trasporte; estos son empujados hacia un vehículo

de trasporte especializado denominado “bañera” proceso que dura 15

minutos, con una capacidad de carga entre 21 a 27 toneladas (promedio de

3 bloques); antes de salir los vehículos son pesados. Finalmente los RSU

se trasportan hacia el relleno sanitario El Inga (recorrido de ida y vuelta

que toma un tiempo de 2 horas 20 minutos). Además en la ET Sur en el

año 2017, se ha puesto en marcha la planta de separación (orgánicos e

inorgánicos) con una capacidad de procesamiento del 12% material

recibido (proceso que aún sigue en estudio pues, se quiere recuperar la

materia orgánica para producir compost y encontrar los clientes interesados

en este insumo).

Por otro lado está la ET Norte, infraestructura de descarga y

almacenamiento de alta capacidad, ubicada en el sector de Zámbiza la cual

recibe los residuos generados en la zona centro-norte del DMQ. En ella se

maneja un proceso similar al de la ET Sur, los camiones ingresan a la

planta, son pesados y depositan los RSU en la plataforma durante un

periodo de tiempo de 2 a 4 horas antes de ser trasvasados. Los residuos son

separados y seleccionados por grupos de gestores ambientales “Asociación

Vida Nueva” integrada por 225 recicladores, divididos en dos turnos: día

150 y noche 75 personas, proceso de poca capacidad que no supera el 2.5%

de material recibido, aproximadamente 580 toneladas mensuales, debido

a que se lo realiza de forma manual. Los materiales recuperados se Figura 22 El comercio (2016) Camión recolector [fotografía] Recuperado: http://www.elcomercio.com

Figura 23 Julio Estrella (2017) Centro de gestión ambiental la delicia [Fotografía] Recuperado: http://www.elcomercio.com/tendencias/reciclaje-hogares-ecuador-crecimiento-inec.html


18

clasifican en grupos de: botellas PET, aluminio, cartón, papel y vidrio.

Finalmente los RSU no reciclados son evacuados con maquinaria de carga

hacia los camiones bañera sin ser compactados, que los trasportan hacia el

relleno sanitario, disposición final de RSU del sistema de gestión del

DMQ.

Ambas estaciones cuentan con una flota de transporte con 11 camiones tipo

bañera (tracto camiones de tipo furgón herméticamente cerrados), que

realizan aproximadamente al mes 720 viajes (ET Sur) y 1000 viajes (ET

Norte), que trabajan en dos turnos de 10 horas en el día y noche. La

cantidad de vehículos recolectores que ingresa a la estaciones es de 2700

veces al mes (ET Sur) y 3150 veces (ET Norte) con una capacidad de 8.3

toneladas. Las operaciones de transferencias son realizados por la

Fundación SEMBRES y las de trasporte por OPTRASEMBRES

Relleno Sanitario

Dispuestos los materiales en los camiones bañera, los RSU son

transportados hacia su destino final, el relleno sanitario El Inga, ubicado a

45 Km las afueras de Quito en el sector del Inga Bajo, zona industrial de

alto impacto, ubicada en la vía E35 entre Pifo y Sangolquí. Los RSU

confinados en el relleno provienen principalmente de las ET, también se

registran descargas provenientes del Municipio de Rumiñahui y gestores

privados autorizados.

En el año 2003 inician las operaciones en el relleno sanitario, bajo la

dirección de la Fundación “Vida para Quito” a cargo de la Fundación

Natura. En el año 2010 se crea la EMGIRS EP que asume sus operaciones.

La metodología para las operaciones contempla la construcción

(excavación) de espacios configurados, técnicamente denominados

cubetos (ver figura 26), recubiertos por geo-membranas (plásticos de alta

resistencia e impermeables) que protegen la filtración de líquidos

lixiviados y biogás. Los cubetos son diseñados considerando las siguientes

condiciones:

Manejo de agua subterráneas

Características geológicas y geotécnicas del suelo

Facilidad de operación

Manejo de Lixiviados

Extracción de Biogás

Una vez elaborados los cubetos se ejecutan los siguientes procesos:

Preparación del sitio de disposición: se prepara el área conocida

como celda diaria (determinada por el operador). Se renueve la

capa superficial de tierra de cobertura para depositar la nueva capa

de RSU sobre la capa de desechos que estaba cubierta, de este

modo, se forma una sola masa que se compacta, y se evita que

quede capas de tierra en medio.

Tendido y acondicionamiento: los RSU son dispuestos en capas

no mayores a 60 centímetros, con ayuda de un tractor y un

compactador de rellenos. Se debe garantizar la adecuada

compactación de la masa para evitar problemas de estabilidad de

la celda.

Figura 25 Fases de ejecución del relleno sanitario (2017) Recuperado: https://rellenosanitariocsi.wordpress.com/

Este proceso se

ejecuta 364 días,

solo un día al

año se pueden

detener todas las

actividades,

según estipula el

contrato de la

EMAPS EP).

Figura 24 Fátima Arregui (2017) Estación de transferencia Sur [Fotografía] Recuperado: fuente propia


19

Cobertura y conformación de la celda final: se verifica la

conformación de la celda, por lo que se procede a realizar la

cobertura de los RSU con un capa de tierra de 53 centímetros de

espesor. La conformación final de la celda es el rasanteo de la

celda con una motoniveladora, posteriormente con un rodillo se

compacta la capa de cobertura.

Conformación y cobertura final de la terraza: la terraza se

encuentra constituida por dos o más niveles de celdas diarias

(altura aproximada de 5 metros, longitud y ancho dependen del

diseño). Concluida la terraza se efectúa un tendido con material de

cobertura de 50 centímetros y se compacta con un rodillo

compactador.

El relleno sanitario cuenta con tres zonas en un área de 53 hectáreas:

El Inga I: que se mantuvo en operación desde enero de 2003 hasta

mayo de 2007, con un total de 4 cubetos.

El Inga II: inicia sus operaciones en junio de 2007, el cierre

operativo fue en septiembre de 2012, contiene 2 cubetos.

El Inga III: su operación inicia en octubre de 2012, en total están

construidos 3 cubetos y actualmente siguen las operaciones en esta

zona.

En el año 2015 se implementan mejoras en el sistema de tratamiento de

residuos, dentro del relleno sanitario que incluye proyectos como: la planta

de generación de electricidad en base al biogás (sistema que incluye la

captación de gas metano en los cubetos), planta de tratamiento de

lixiviados y la planta de incineración de fauna urbana. Una vez que la

capacidad del relleno llegue al 100% finalizará de su vida útil se cerrarán

las operaciones y se proyectará la regeneración del área con la construcción

de un parque urbano.

Los lixiviados

son tratados en

19 piscinas la

más grande tiene

una capacidad de

35.000 m3

Figura 27 Fátima Arregui (2017) Gestión de Lixiviados [Fotografía] Recuperado: fuente propia

1 2

43

Relleno sanitario

EL INGA: área 53

hectáreas,

capacidad utilizada

80% (2017), desde

su puesta en marcha

año 2003, cada día

ingresan un

promedio de 2500

toneladas de RSU

Figura 26 Fátima Arregui (2017) Relleno sanitario El Inga [fotografía] Recuperado: fuente propia


20

Planta de tratamiento de lixiviados

Los lixiviados son líquidos producidos durante la descomposición de RSU

orgánicos. La gestión comienza con la recolección a través de tuberías que

drenan los lixiviados desde los cubetos a piscinas (imagen 1 en la figura

27) una vez recolectados so bombeados hasta la planta de tratamiento de

lixiviados tiene una capacidad optima de 300 m3 al día (actualmente se trata

120 m3 al día). Los líquidos son filtrados (imagen 2 en la figura 27) a alta

presión a través de seis módulos con filtros de capas filtrantes y metálicas

(cada módulo tiene una duración aproximada de un año con un costo de

trecientos mil dólares cada uno) que separan la parte sólida (lixiviados

putrefactos y elementos tóxicos) la cual queda atrapada en los filtros y agua

con un color negro y alto contenido de gases (imagen 3 en la figura 27) es

de nuevo depositada en dos piscinas de gran capacidad que disminuyen la

cantidad de gas contenido (imagen 4 en la figura 27). Posteriormente se

traspasa a una piscina de menor capacidad (100 m3) para recibir cuatro

horas de aireación con un sistema de bombas que inyectan aire (proceso

parecido a los jacuzzi) que incluye otro sistema con decantación de varios

niveles con carbón activado que elimina gas nitrógeno y metano, finalizado

el proceso el agua que se obtiene es inodora, limpia, incolora, no apta para

el consumo humano, pero puede ser descargada y reintegrada en el río El

Inga.

Finalmente el proceso de gestión de RSU en el DMQ desde su recolección

a pie de vereda hasta la disposición final tiene un costo de $54 por tonelada

aproximadamente, dato obtenido por funcionarios de la EMASEO (sin

contar el sistema de tratamiento de lixiviados). Por ello este proceso cuesta

a la ciudad miles de dólares al día, por ello resulta necesario encontrar otras

fuentes de ingresos.

Composición de los residuos sólidos urbanos en el

Distrito Metropolitano de Quito

De las 2000 toneladas diarias de RSU generadas en el DMQ se debe

establecer una caracterización, análisis que especifica en porcentajes los

diferentes elementos que componen los desechos en un metro cuadrado de

muestra del relleno sanitario o estación de transferencia. La empresa

pública EMGIRS en octubre del 2013 realizó este estudio a través de una

consultoría para “La caracterización de residuos sólidos urbanos

receptados en las estaciones de transferencia norte y sur del distrito

metropolitano de Quito”, grupos de residuos establecidos en la tabla 2.

Los resultados del estudio demuestran un porcentaje elevado de RSU

hechos con los mismos materiales como: plásticos, vidrio, papel y

derivados, además que entre el 56 y 58% es materia orgánica. De este

modo, se pueden plantear mejores alternativas económicas y técnicas para

obtener subproductos a partir de cada tipo de residuos aprovechables en la

producción de la industria de la producción.

Selección de materiales

En la tabal 3 se puede apreciar una lista con los materiales recuperables y

reciclables que presentan los mayores porcentajes en la composición de

RSU en el DMQ, cuyos procesos de tratamiento se han desarrollado a un

nivel industrial para su reciclaje (detallado en el capítulo Gestión de RSU,

tema tratamiento). Se determina el tiempo de vida útil que tienen los

productos en base a la presentación como bienes de consumo. El caso que

destaca es el grupo con los objetos hechos a partir poliestireno espumado

(PS) que por lo general es aplicado en productos descartables, con un

tiempo de vida útil varía entre 20 minutos hasta un máximo de 12 horas.

El inconveniente que se presenta con varios de estos productos plásticos es

el tiempo en que tardan en ser asimilado por el ambiente, proceso que varía

Tabla 2 Composición promedio de RSU en estación de transferencias sur (izquierda) y norte (derecha)

Fuente: Informe de rendición de cuentas 2015 EMGIRS-EP


21

según las condiciones climáticas entre los 150 a 1000 años. Sin embargo,

tienen la ventaja de ser 100% reciclables.

A partir de la tabla 2 (caracterización de RSU de las estaciones de

transferencia Norte y Sur del DMQ) se elabora otra selección más discreta

(tabla 4) materiales con un alto nivel de reciclaje (ya establecidos en el

mercado). El porcentaje total de estos materiales es de 41.349% que

equivale a 826.98 toneladas al día que podrían ser recuperadas e

incorporadas en la industria u otros procesos productivos. Por ello se

establecen los costos de los materiales obtenidos por una encuesta

telefónica a dos grandes empresas recicladoras de Quito: Graham y

Reciclar. Al aplicar un caso hipotético donde se recuperarían todos los

RSU de esta lista se podría obtener al día $145.240,40 rubro que podría

reducir los costos en la gestión de RSU por parte de EMGIRS-EP, incluido

los beneficios ambientales y aumento de la vida útil del relleno sanitario,

planta de tratamiento de lixiviados, equipos de logística o ser aprovechada

por empresas privadas. Finalmente se determinó si estos materiales tienen

actualmente se usan en la industria.

Tabla 4 Vida útil de los materiales reciclables

Fuente: Informe de rendición de cuentas 2015 EMGIRS-EP; (Oikos, 2000)

Tabla 4 Selección de materiales para experimentación

Fuente: Informe de rendición de cuentas 2015 EMGIRS-EP; Fuente propia (encuesta telefónica)


22

Poliestireno

El poliestireno (PS) con el código es un polímero de la familia de los

termoplásticos6 (Ver anexo A), formado por la polimerización por adición

de monómeros de estireno (ver figura 27). A temperatura ambiente el PS

es un sólido vítreo comercializado en forma de perlas (imagen 1 figura 39).

En 1951 en los laboratorios de la Basf AG se descubre las propiedades

expansivas que contienen las partículas de poliestireno. En la actualidad su

producción mundial es de 15 millones de toneladas al año, por ello es el

cuarto plástico más consumido, debido a su facilidad para ser procesado y

transformado.

Procesos para obtener poliestireno expandido y

extruido

La materia prima que se usa para obtener poliestireno expandido y

extruido, son perlas sólidas de poliestireno tipo cristal (figura 28 -1) (en el

Ecuador no se produce PS, por lo que la materia prima debe ser importada

principalmente de Brasil). Las perlas inician su procesos que transforman

su estructura al añadir añade un agente expansor gas pentano (3- 8% en

relación al peso de PS), el cual, es activado mediante procesos mecánicos

de pre expansión con vapor de agua a temperaturas entre los 80 y 90 oC,

una vez es activado el gas este empuja las paredes del material hasta llegar

a conformar micro celdas cerradas. Durante este atapa de expansión el

material tiene el 20% de humedad en relación a peso, por ello,

posteriormente se almacenan las perlas en silos de tela, esta etapa utiliza el

aire a temperatura atmosférica para secarlo, además permite que el PS se

estabilice y se conforme la memoria física en forma de perla. Una vez seca

la muestra se pasa a la etapa de compactación en una máquina denominada

de moldeo o bloqueadora, las variables con las que se trabajan son el

tiempo y la presión, proceso que permite a las perlas ligarse entre sí, sin

modificar su densidad a una temperatura de 95 oC. Seguido a este proceso

se almacenan los bloques en una bodega para que se enfríe y estabilice,

evitando así su deformación. Finalmente el material puede ser

industrialmente cortado con una máquina de corte denominada pantógrafo

que usa hilos incandescentes de acero templado, con el fin de hacer líneas

rectas, ondas o zigzag para formar paneles.

Mediante otro proceso se obtiene el poliestireno extruido XPS fabricado

como su nombre mismo lo indica por extrucción a partir de resina de

poliestireno en forma de granza (perlas solidad tipo cristal) las cuales son

introducidas en una tolva de alimentación hacia un tornillo sin fin con una

banda calefactora, durante este proceso se añadir agente ignifugante o

colorante. Las variables que se controlan son: presión, temperatura y se

mezcla el material con un agente espumante que se inyecta a presión. Esta

masa plástica uniforme y homogénea pasa a través del cabezal (que define

la forma del producto) donde se produce la expansión. A partir de este

punto el PS adquiere la porosidad característica (ver imagen 2 y 3 en figura

28) con estructura celular cerrada (ver figura 28 - 4). El producto que se

obtiene es una plancha de acabado liso y plano que se transporta a través

de una banda para su curado, además se perfila y corta en las dimensiones

deseadas, acabado este proceso se dejan reposar las planchas para la

estabilización.

El poliestireno en sus dos variedades expandido y extruido (EPS Y XPS)

se obtienen con procesos de rápida producción (ver figura 29), que no

produce desperdicio pues, es un material que puede ser reprocesado sin

problemas. Por ello es el cuarto polímero más producido a nivel mundial

que incluye entre sus aplicaciones: aislantes para equipos electrónicos,

El poliestireno

expandido es 98%

aire y 2%

materia sólida.

Figura 28 Poliestireno visto a través del microscopio (2017) Recuperado: http://www.aipex.es/poli_desc_po.php?idioma=po&s=5

1 2

3 4

Figura 29 Propio del Autor (2017) Estructura molecular del PS [gráfico] Recuperado: https://es.wikipedia.org/wiki/Poliestireno


23

vajilla desechable, casetones, aplicaciones de las más comunes entre los

productos que se encuentran en los RSU.

Propiedades del poliestireno

Resulta fundamental conocer todas aquellas propiedades originales tanto

físicas, químicas, mecánicas, ambientales además de otras potenciales con

el uso de instrumentos de laboratorio. Por esta razón se elabora una tabla

que establece en el primer grupo las propiedades físicas que son aquellas

que se pueden observar o medir sin alterar la composición de la sustancia.

Las propiedades mecánicas de refiere a la capacidad que tiene el material

para reaccionar ante estímulos exteriores como pruebas de resistencia a

compresión, tensión, cizallamiento, entre otros. Las propiedades químicas

parten desde la estructura molecular del material, así como también las

reacciones a las cuales puede verse sometido el material ante otros

productos químicos. Otra de las propiedades que se ha incluido en el

análisis del poliestireno son las tecnológicas (ver tabla 8) que permiten

mecanizar el poliestireno para la producción. Finalmente se analizaron las

propiedades ambientales del material que son aquellas, como el material se

comporta una vez que es producido e inicia su vida útil.

Figura 30 Proceso de transformación de poliestireno [Diagrama] Recuperado: http://www.aipex.es

Las propiedades de

los materiales están

presentes desde su

diseño y se mantienen

intactas después de

haber terminado su

vida útil, de este

modo, pueden ser

aprovechadas en

nuevos ciclos.

Tabla 6 Propiedades Químicas

Fuente: http://poliespor.com/eps; http://www.empolime.com

Tabla 5 Propiedades físicas

Fuente: http://poliespor.com/eps; Asociación nacional de poliestireno expandido


24

Conclusiones

Existen varias propiedades dentro de cada grupo (físicas, químicas,

mecánicas), debido a que el poliestireno es uno de los materiales más

versátiles que se encuentran en la actualidad, sin embargo, el uso que se le

da como bien de consumo desechable no aprovecha su verdadero potencial,

por ejemplo el tiempo de vida útil, el cual, es ínfimo en relación al tiempo

que el material permanece en el ambiente, por ello, se debe tener en cuenta

que propiedades pueden ser investigadas mediante el método experimental,

de modo que pueda ser aplicado en otros ámbitos. Si bien desde su diseño

el material ya se encuentra clasificado como descartable, a través de

proceso de transformación puede volver a ser utilizado en dentro de la

dinámica urbana.

Las propiedades

ambientales,

biológicas parten

de la necesidad

de constatar la

interacción que

tiene el material

con su contexto.

Tabla 8 Propiedades de diseño como plato desechable

Fuente: Faculta De Ciencias Físicas y Matemáticas

Tabla 7 Propiedades mecánicas

Fuente: Asociación Ibérica de Poliestireno Extruido

Tabla 9 Propiedades biológicas y ambientales

Fuente: Asociación Ibérica de Poliestireno Extruido


25

CAPÍTULO III

Método experimental

La ciencia nace en el hombre para satisfacer en un principio sus

necesidades de supervivencia con el fin de obtener de forma más fácil los

bienes indispensables, ejercer control sobre fuerzas naturales, ahorrar

trabajo, planificar, obtener mejores condiciones de vida, entre otros. En la

actualidad en la investigación científica influyen varios factores sociales

para la selección de la materia: necesidades y deseos de producción de

bienes de consumo, estructuras políticas y sociales, conciencia social,

inclinaciones personales del investigador, entre otros.

Experimentar es la acción intencional de manipular una o más variables

independientes, con la finalidad de analizar las consecuencias sobre una o

más variables dependientes, durante un estudio (ver anexo B). La

estructura del experimento se platea con los elementos: objetivo, método,

ensayo, datos y conclusiones, lo que establece un ciclo, que puede

perfeccionarse o repetirse, al seguir el orden y rigor establecido en el

diseño. (ver figura 31)

Experimento 1: Poliestireno molido

Objetivo

Analizar los cambios en la resistencia a la compresión en las probetas, al

agregar diferentes proporciones de poliestireno molido.

Diseño

Se necesita conocer cómo actúa la mezcla entre poliestireno molido

agregado en diferentes proporciones junto al barro. Para iniciar el proceso

de experimentación se requiere elaborar probetas cúbicas de 1 cm, por lo

que se dibuja en AutoCad, un molde rectangular con orificios cuadrados

de 1cm distribuidos en nueve columnas y tres filas, para obtener un mínimo

de 25 probetas iguales en un solo paso, posteriormente se cortan con láser

dos piezas iguales, sobre planchas de MDF de 5 mm de espesor, las cuales,

se unen con adhesivo en caliente para conformar una sola pieza con una

altura de 1cm, la cual, se denominará pieza 1. Además se elabora otra pieza

número 2, la cual, se usa para desmoldar las probetas. Esta placa tiene

adherida muescas cuadradas de 1cm de lado y 5mm de espesor, con el

mismo número de orificios y organización que la pieza 1. Las probetas

van a estar conformadas de acuerdo a las dosificaciones descritas en la

Tabla 10, con lo cual se puede proceder con el ensayo de resistencia a

compresión.

Figura 31 Propio del Autor (2017) Método Experimental [diagrama] Fuente: (Hernández Sampieri, Fernández Collado, & Baptista Lucio, 2010)

Figura 32 Propio del autor (2017) Materiales reciclables como basura [Fotografía]

La materia prima

para los

experimentos fue

recolectada de

distintas fuentes

como calles y

basureros, debido a

su amplia

utilización para el

comercio de comida

rápida.

Tabla 10 Dosificación de poliestireno molido

Fuente: laboratorios Faculta de Ingeniería Química


26

Muestra

La muestra es un subgrupo del universo de RSU del cual queremos

recolectar datos, además se ha seleccionado los siguientes materiales:

PS: poliestireno reciclado (ver figura 33), que ha sido procesado

en molino SM 3000, hasta obtener un tamaño de partículas entre

los 0.5 – 2.5 mm.

Arena: tipo polvo de piedra azul, material inerte constituido por

partículas de rocas con tamaño que varía desde los 0.08 – 0.5 mm.

Agua potable (limpia y sin contaminantes).

Tierra: con un 60% de arcilla y 40 % de limo, también se la conoce

como chocoto.

Probetas

En la balanza gramera se pesan uno a uno los materiales con la dosificación

correspondiente para cada prueba (ver tabla 10) se vierten los materiales:

poliestireno molido en partículas no mayores a 2.5 mm en los diferentes

porcentajes para los grupos: 1-2%; 2-3.5%; 3- 4%, tierra y arena. Se

mezclan los materiales en seco con un recipiente (se observa que las

partículas de poliestireno, al poseer menor densidad tienden a agruparse) y

posteriormente se añade agua, y se amasa para cohesionar las partículas

hasta formar barro, para evitar perder humedad hasta terminar el proceso

de moldeo, se recomienda envolver la masa en film plástico.

Posteriormente se rellenan los orificios del molde (pieza 1). Este proceso

se elabora por capas, se apisona la mezcla con la pieza 2 para conformar

capas iguales e impedir la presencia de burbujas de aire., hasta formar

cubos de 1cm. Se recomienda realizar el proceso sobre una superficie plana

recubierta de una capa plástica para facilitar el proceso de desmolde sobre

una superficie plana hasta conformar los moldes. Una vez conformada las

probetas se aplica presión con la pieza 2 para desmoldar y se dejan secar

por un periodo de 48 horas.

Proceso poliestireno

1.- Obtener el material XPS mediante la recolección de distintas fuentes

(calles, basureros) en forma de producto como: vajilla desechable (ver

figura 33).

2.- Limpiar el material XPS para eliminar restos de residuos orgánicos y

basura adherida en la superficie, el cual, se realizó de forma manual con

jabón de lavavajillas, esponja y agua potable a temperatura ambiente.

Figura 34 Propia del autor (2017) XPS reciclado Recuperado: fuente propia

Rotor de 6 discos

Tamices de abertura cuadrada y trapezoidales entre 0.25 y 20 mm

Molino SM 300

Figura 33 Propio del autor (2017) Recuperado: fuente propia (laboratorio Facultad de Ingeniería Química)); http://www.aipex.es

En el grupo de

control no se

incorpora la

variable

independiente,

se utiliza para

verificar el

comportamiento

la variable

dependiente.

Tabla 11 Probetas con diferentes porcentajes de poliestireno

Fuente: laboratorio Facultad de Ingeniería Química

Tabla 12 Grupo de control

Fuente: laboratorio Facultad de Ingeniería Química


27

3.- Secar el material a temperatura ambiente, proceso similar al secado

industrial, durante un tiempo aproximado de 48 a 72 horas, debido a que,

la cantidad de agua que el material absorbe puede variar entre 0.5 a 3.5 %

de su peso y modifica los valores posteriores durante la dosificación.

4.- Seco el material, inicia el proceso de transformación en la Facultad de

Ingeniería Química, laboratorio A-204 en la máquina Molino SM300 con

un rotor de seis discos a una velocidad de 1500RPM, que incluye una rejilla

de tamiz inferior con aberturas cuadradas de 1mm (ver figura 34). La

muestra de PS deber ser previamente cortada, es decir, se secciona el plato

desechable en partes aproximadas de 5cm capaces de entrar en la tolva del

molino. En segundo lugar, se activó el sistema extractor para obtener la

muestra y finalmente se tamizó manualmente la muestra obtenida mediante

un tamiz plástico con aberturas malladas de 2 mm. El segundo tamizado se

lo realizó debido a que la fuerza de aspiración para extraer la muestra estiró

algunas de las partículas de XPS al pasar por la rejilla inferior.

5.- Análisis de tamaño de partícula del XPS molido en máquina del

laboratorio CAMSIZER P4 (ver figura 35- C), para lo cual, se introduce la

muestra del material en la tolva, las especificaciones de la máquina

recomiendan una cantidad aproximada de 100 gramos, sin embargo el

material al ser extremadamente ligero 98% aire y 2% materia, solo se

necesita de 10 gm para obtener el análisis. Los resultados obtenidos se

encuentran en la figura 4 con la estabilidad en el tamaño de partículas de

la muestra entre los 0.5 y 2 mm.

6.- Elaboración de las probetas de acuerdo a la dosificación de materiales

se encuentra en la tabla 3.

7.- Las probetas se pesaron en balanza analítica antes de realizarse la

prueba de resistencia (ver figura 35- A)

8.- Prueba de resistencia a la compresión de la probetas con máquina

Restch: Grain Crushong Strength (ver figura 35 - B).

9.- Análisis de datos y conclusiones

Instrumentos

Etapa de moldeo: recipientes plásticos, balanza gramera, moldes

de MDF, mortero de madera, película plástica film, paletas de

madera, tamices plásticos con orificios de 2 y 4 mm, calculadora

científica.

Etapa laboratorio: Mandil: Guantes de goma, pinzas y gafas de

protección, Molino SM 300, CAMSIZER P4, Grain Crushong

Strength, balanzas analítica.

Otros: cámara fotográfica Nikon D3300

Datos y conclusiones

El análisis de la resistencia a la compresión sobre probetas de poliestireno

molido dosificado en diferentes porcentajes junto a barro, tiene los

siguientes resultados. Al aumentar la proporción de poliestireno molido

(desde 2% hasta 4%) se reduce la resistencia a la compresión de las

probetas respectivamente. Además a partir de los 3.5% de poliestireno en

la dosificación se aprecia un cambio en su comportamiento por falla en las

probetas, el cual pasa a ser una falla por compresión. Por esta razón se

puede determinar que la cantidad de poliestireno en relación a la tierra,

reduce la capacidad de carga que puede soportar. C: CAMSIZER P4 Fuente: www.vinci tenconogies.com B: Grin Crushing Strength A: Balanza analítica

Los instrumentos

de laboratorio son

objetivos,

confiables y

válidos. La

mayoría trabajan

bajo normas ASTM.

Figura 35 Propio del autor (2017) Instrumentos de laboratorio A-204 facultad de ingeniería química [fotografías] Recuperado: laboratorio Facultad de Ingeniería Química

Figura 36 Resultados de CAMSIZER P4 Recuperado: laboratorio Facultad de Ingeniería Química


28

Al realizar este experimento se percibía que la resistencia a la compresión

no iba a ser afectada, por ello, se había pretendido incorporar poliestireno

reciclado a barro para ser utilizado como material constructivo en el

sistema constructivo tapial, por su similar proceso de conformación a

través de moldeo con encofrados y apisonado, sin embargo, al elaborar los

experimentos se obtuvo resultados contrarios a los esperados. Por esta

razón se necesitó de otros grupos de control (grupo que se diferencia por

la ausencia de la variable independiente, en este caso el poliestireno

molido) para determinar el porcentaje de poliestireno máximo que podría

ser incorporado en la mezcla, para ello se elaboraron dos grupos de control

(ver tabla 12), con estos resultados se puede determinar que la cantidad de

poliestireno máxima para añadir a es de 2% para tener una resistencia

aceptable (275.8 N) capaz de ser usada como material constructivo.

Sin embargo, con los resultados obtenidos se puede considerar otras

opciones para la aplicación de poliestireno molido como espacios urbanos

desertificados, debido a que al incorporar PS en el suelo disminuye la

resistencia del suelo, se incrementa el sustrato, además mantiene el suelo

con mayor grado de humedad ya que tiene la propiedad de absorción de

agua entre el 0.5 al 3 %.

Recomendación

Las aplicaciones potenciales de este material transformado en partículas a

través del proceso de molido, permiten aprovechar como agregado en

diferentes dosificaciones, por ello se recomienda continuar la investigación

introduciendo nuevas variables como: tamaño de partícula, dosificación

con hormigón, comportamiento de flora y su adaptación con este sustrato

y aplicar nuevos procesos pasa su transformación.

Experimento 2: platos de poliestireno

Objetivo

Analizar la resistencia a la compresión sobre platos de poliestireno.

Diseño

Se quiere analizar la resistencia a la compresión del material poliestireno

espumado, transformado como vajilla desechable, que presenta las

dimensiones detalladas en la figura 38. El producto se comercializa con

una forma de cono truncado que incorpora desde su diseño la propiedad

mecánica de resistencia a cargas, por lo tanto, se quiere observar su

comportamiento al manipular la variable independiente de resistencia por

carga, para establecer la propiedad que puede ser aprovechada durante su

vida útil, sin embargo, Para ello se establecen tres grupos: un plato, tres

platos, cinco platos.

Muestra

Platos de poliestireno, tipo cono truncado.

Figura 37 Propio del autor (2017) Método de ensayo a la compresión Recuperado: laboratorio de ensayo Faculta de Ciencias Físicas y Mate mática

1.- Máquina universal 30

toneladas.

2.- Preparación plato de

ensayo

3.- Medir las probetas

4.- Ensayo a la construcción

5.- Resultados de falla a la

compresión

2 4

1 3 5

G 1

G2

G 3

134 mm

110 mm

55 mm

E = 3 mm

Figura 38 Propio del autor (2017) Dimensiones de plato de poliestireno Recuperado: fuente propia


29

Proceso

1.- Obtener el material con la recolección de distintas fuentes (calles,

basureros) en forma de producto como vajilla desechable (ver figura 32).

Durante este proceso se pudo observar que la mayor parte de material de

poliestireno, es

2.- Limpiar del material XPS para eliminar restos de residuos orgánicos y

basura adherida, con jabón lavavajillas y agua a temperatura ambiente.

3.- Secar el material a temperatura ambiente, similar al proceso industrial

tiempo aproximado de 48 a 72 horas permitiendo reducir la cantidad de

agua contenida.

4.- Preparar los platos de compresión, la probeta debe estar dentro del plato

para que el ensayo sea válido.

5.- Medir los platos de poliestireno con ayuda de un pie de rey (ver figura

30).

4.- Evaluar la resistencia a la compresión, dividido en grupos: 1 plato, 3

platos y 5 platos. El ensayo se llevó a cabo en una máquina universal de

30 toneladas, bajo el método NTE INEN 1573:2010 1R (ASTM C 39),

ensayo que corresponde a ensayos a compresión en cilindro de hormigón,

debido a que el método se ajusta al procedimiento de ensayo.

5.- Datos y conclusiones

Instrumentos

Pie de rey

Máquina universal de 30 toneladas

Cámara fotográfica NIKON 3300

Datos y conclusiones

El comportamiento de los grupos de ensayos se determina en la tabla 13

con los siguientes datos. Grupo 1 (No. 1 -2): de un plato, presenta falla en

pared. Grupo 2 (No. 3-4) se presenta falla en la pared al seguir con los

ensayos del segundo grupo de tres platos se puede establecer que la carga

máxima aumenta a un promedio de 1.7 KN, finalmente el grupo tres con

cinco platos se alcanza la carga máxima promedio de 2.45 KN, sin

embargo, las fallas en la pared en los grupos dos y tres cambia y se

presentan de otro tipo como fallas por compresión. Este tipo de falla hace

que el material no se rompa y sea capaz de absorber la establecer de forma

clara la falla en pared por compresión, en los grupos de 3 existe un cambio

en el comportamiento de las probetas, pues la falla en pared se presenta

Los ensayos de resistencia a la compresión sobre platos poliestireno tienen

la capacidad para soportar cargas máxima entre 0.7 - 2.5 KN , capacidad

de carga suficiente para que el material pueda soportar varias veces si

propio peso ya sea en grupos de 3, 5, 10 hasta 80 unidades, debido a que

cada plato tiene un peso de 3.8 gm.

Recomendaciones

La función que pueden desempeñar en la construcción, puede ser al

conformar elementos divisores como estructuras de pared, como elementos

para alivianar losas, sin embargo, la unión de estos materiales aún queda

por comprobar a través nuevas experimentaciones. Por ello se recomienda

que se apliquen las siguientes experimentaciones:

Métodos de unión de poliestireno, ya sea con adhesivos o con

elementos de unión.

Conformación de elementos tipo célula combinado varios objetos,

ya sea por su borde o desde la base.

Figura 39 Informe laboratorio de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática (2017) Resultados de ensayos a compresión Fuente: laboratorio de ensayos Faculta de Ciencias Físicas y Matemática

Tabla 13 Resultados ensayo a la compresión

Fuente: Facultad de Ciencias Físicas y Matemácas departamento de ensayo de

materiales y modelos


30

Discusión

Una oportunidad de aportar en el estudio de la ciudad y de la arquitectura

es la de entender la dinámica de la vida urbana en la que se producen

eventos que afectan tanto la calidad de vida, el espacio urbano y entorno

natural, que actualmente no han sido considerados con los aspectos

técnicos que podrían traer soluciones en beneficio de su desarrollo.

En este sentido he creído importante profundizar sobre los efectos que los

desechos urbanos generan, con su producción a nivel domiciliario, a nivel

urbano y nivel ambiental. Debido a la pertinencia que tiene este tipo de

trabajos para la formación del arquitecto contemporáneo, el cual, debe

tener un sentido ético cercano hacia el uso adecuado de materiales para la

preservación del contexto natural, desarrollo de su contexto construido.

Formación de los arquitectos

Las universidades deben sensibilizar a sus estudiantes no sólo en las

técnicas propias de su profesión sino también en el conocimiento del

impacto de sus decisiones y/o acciones sobre el entorno y el ser humano.

Tal el caso de la producción de desechos y contaminantes que ocasionan

el consumo de bienes y servicios que se generan a nivel domiciliario

relacionado directamente con el crecimiento demográfico a nivel urbano,

el cual, se presenta como un gran alterador del ambiente y la calidad de

vida. Sin embargo, en este nivel no se produce una respuesta adecuada por

parte del especialista arquitectónico y luego genera un impacto mayor a

nivel urbano para lo que el especialista ambiental ha creado como solución:

el relleno sanitario, la incineración de desechos y muy colateralmente los

procesos de tratamiento como: reciclaje, reutilización y reprocesamiento.

Conocer de mejor manera los materiales desde su procedencia, como se

producen, transforman, ciclo de vida útil y su adecuada disposición final

en el entorno, no únicamente los que se utilizan en la construcción sino los

que se utilizan en la vida diaria es deber de los arquitectos y su formación

debe incorporar estos conocimientos para mejorar la relación entre el ser

humano y su entorno. Nuestra carrera es una de las que podría tener

mejores opciones para dar respuestas a estos fenómenos de la vida

contemporánea y urbana, cuyo trabajo se centra en todos los aspectos en

base al comportamiento del individuo, su relación con los espacios, la

dinámica de la ciudad y su entorno.

Por ello me he enfocado en el estudio del método experimental porque

permite profundizar en el conocimiento de los materiales con el objetivo

de entender las propiedades originales y sus propiedades potenciales con

el uso de equipos de laboratorio, los cuales, me han permitido recolectar

datos objetivos para su selección, procesamiento y aprovechamiento en los

ciclos productivos de la ciudad y de otros ámbitos. La formación debe

tornarse más sensible acerca de la oportunidad que tiene el profesional para

aprovechar materiales introducidos en la vida cotidiana, como elementos

de diseño, a través de la investigación parte fundamental en el desarrollo

académico y permite la incursión de la carrera en nuevas problemáticas de

mayor complejidad.

Durante la elaboración de este trabajo la experiencia en los laboratorios de

la Facultades de Ingeniería Química y de Ciencias Físicas y Matemática ha

permitido elucubrar un pensamiento más amplio hacia la investigación

experimental desde la arquitectura, al interactuar con estudiantes y

profesionales que han enriquecido el proceso. El método experimental, se

presenta como nexo entre las diferentes áreas de la ciencia y como el

camino a seguir durante otros proyectos a futuro como: diseño de

productos, planificación de proyectos, aplicación de materiales, sistemas

domésticos. Otra de las experiencias importantes es haber utilizado

instrumentos de precisión como se mencionan en los experimentos del

trabajo. En la Facultad de Arquitectura y Urbanismo, no se ha introducido

aún estos instrumentos que, según la experiencia en otras facultades,

resultan necesarios para la formación de los estudiantes y el progreso de la

carrera. Por ello creo conveniente empezar a incursionar con la búsqueda

de equipos más acordes a este siglo; si bien si se ha introducido el

computador y el dibujo asistido por Autocad y otros softwares, debido a

que el desarrollo de la sociedad durante estos últimos siglos solicita

alcanzar otros estándares tecnológicos.

Sin embargo, habrá que superar varios inconvenientes para llevar a cabo

varios etapas de este trabajo experimental, debido a la debilidad de la

carrera con la que se presenta ante el campo de investigación científica,

que si bien aborda las propuestas con datos como: demografía, condiciones

climáticas, topografía, entro otros, no ha logrado profundizar en los

solucionar los problemas cotidianos y sutiles en los diversos niveles en los

que actúa el profesional.

Para alcanzar los estándares que requiere la formación del arquitecto la

Facultad de Arquitectura y Urbanismo cuenta con el Laboratorio de Diseño

e Investigación que parte de la necesidad de formar un pensamiento que

introduzca a los estudiantes hacia una postura crítica hacia la arquitectura,

así como también trabajar con ámbitos que cumplan los deseos,

aspiraciones e inquietudes que surgen durante la formación académica, con

la finalidad de introducir a los estudiantes en una nueva arquitectura para

ampliar los campos de acción en los cuales puedan actuar como futuros

profesionales, que le permitan formar o dirigir grupos interdisciplinarios

para aportar a la ciudad y la arquitectura.

La práctica profesional

La práctica profesional requiere profesionales con alto valor ético que

entienda su responsabilidad sobre el manejo del entorno natural, contexto

construido y social además de las acciones para su protección, preservación

y perfeccionamiento. Las escalas de participación del profesional parten de

la vivienda, el barrio, la ciudad, la metrópolis y la región. Estas escalas

están relacionadas entre sí, lo que forma un sistema complejo que se

entrelaza permanentemente y en la que el ser humano a través de sus

acciones las transforma e impacta y estas a su vez también inciden sobre el

ser humano. El rol del arquitecto en la sociedad trasciende la

materialización de objetos, ambientes y sistemas a gran escala con carácter

estético y funcional pues, como diseñador tiene el control sobre el

comportamiento del ser que habitará estos espacios, por lo tanto, es capaz

de generar dinámica y conciencia en el contexto que realiza su obra o

también entorpecer estas relaciones.


31

El arquitecto se presenta como el profesional con mayor relación con el

contexto pues, utiliza los materiales que tiene a su disposición para diseñar

y crear ambientes personales y sistemas a gran escala. Para diseñar tiene a

disposición en el mercado miles de materiales, no obstante, la influencia

extranjera de arquitectura y urbanismo en el Ecuador causa una tendencia

marcada en el comportamiento e implementación de ciertos materiales con

su respectivo sistema constructivo. Entre los materiales que predominan

para la materialización están: hierro, vidrio, cemento que son considerados

como la mejor opción técnica y económica, sin embargo, su uso no siempre

resulta viable ambientalmente o no corresponde a las necesidades actuales

para el desarrollo de las ciudades, debido a las consecuencias y condiciones

ambientales que se presentan por el consumismo de recursos no

renovables. Los diversos problemas a mi criterio, que se encuentran para

la evolución de la profesión son:

Lenta adaptación tecnológica para el aprovechamiento de

herramientas y técnicas del siglo XXI en el sector de la

construcción.

Falta de investigación para la conexión de los actores y materiales

involucrados en el desarrollo del contexto artificial (ambientes y

sistemas a gran escala).

Organización del mercado de la construcción, que no es capaz de

responder a la demanda incierta, heterogénea y masiva de

viviendas, infraestructura y otros servicios.

Uso de técnicas artesanales y manuales poco eficientes que

encarecen la construcción de los objetos arquitectónicos.

Por estas razones el método experimental se debería aplicar en el desarrollo

de la vida profesional pues permitiría romper las limitaciones

autoimpuestas por los arquitectos con el uso de materiales (hierro, vidrio y

hormigón), procedimientos constructivos ortodoxos y soluciones estéticas

ajenas que no responden al desarrollo de una identidad propia como la que

ha conformado en la ciudad de Quito un paisaje eclecticista. Por ello, el

desarrollo de la profesión desde la ciencia y la experimentación objetiva

puede aportar con nuevos conocimientos que respondan a las necesidades

actuales del entorno.

Sistema de tratamiento de desechos

Los desechos que produce la ciudad, utilizan, alteran y dañan zonas

naturales en la región que algún momento podrían ser integradas como

espacios de vida humana, como ejemplo el relleno sanitario El Inga (54

hectáreas), cuyo impacto trascenderá varios años después de su cierre

técnico y deberá permanecer como un pasivo ambiental. Entre los diversos

componentes de los desechos existen materiales sintéticos que –para su

desintegración- pueden durar entre 400 y 1000 años, de este modo, los

ciclos naturales se rompen y la irrupción de nuevos materiales sintéticos

no se incorpora a los procesos o condiciones de sus receptores.

Se determina que los materiales deben responder a las necesidades de la

sociedad y las condicionantes que el medio ambiente está imponiendo,

utilizando todos aquellos que el ser humano dispone y no solo los que el

mercado provee, pues en este punto entra en juego el ingenio del

profesional para construir un mejor hábitat. Por ello la gestión de los

desechos debe modificar el ciclo de los materiales a través de la

investigación respectiva para aprovechar su verdadero potencial, al pensar

de otra manera en ellos y es allí donde el estudio que se ha presentado

pretende aportar una solución viable e innovadora que alimente la dinámica

urbana y disminuya el flujo de recursos que pasan a ser desperdiciados.

El arquitecto en relación con otros especialistas del ambiente debería

plantear esquemas innovadores que estructuren sistemas más complejos

pues, dada la diversidad de los desechos las tecnologías y propuestas deben

ser diversas, de este modo, el uso eficiente de los materiales debe incluir el

aprovechamiento, utilización y transformación desde la fuente (en los

domicilios ) para generar soluciones a nivel local con gestión a menor

escala de materiales reciclables, hasta que permita incorporar sin alterar las

condiciones ambientales en la disposición final.


32

Conclusiones Generales

El presente trabajo de titulación inició tratando de aprovechar los residuos

sólidos urbanos que genera la ciudad de Quito cotidianamente para poder

utilizarlos como una materia prima que resuelva alguno de los productos

que se utiliza en la construcción. Después de entender la producción y

manejo de los residuos en la ciudad de Quito el objetivo fue mucho más

complejo e inmiscuye el entendimiento más general de esta problemática

que no es solamente la reutilización de los desechos sino más bien el

sistema que incluye la generación, la disposición inicial, el transporte, la

transformación y su disposición final. Este problema puntual de un

fenómeno casero o domiciliario –cercano a la arquitectura- se transforma

en la comprensión de un fenómeno urbano y regional, la complejidad por

tanto se incrementa y la responsabilidad de Arquitectos y Urbanistas es

mayor y –en nuestra formación- pocas o ninguna respuesta se han podido

desarrollar.

Las conclusiones a las que llega este trabajo se integran en dos grandes

capítulos: una referida al sistema de manejo de los residuos sólidos urbanos

y una segunda que es una parte importante de la primera pero también

integra decisiones sobre a formación de los nuevos arquitectos.

Sistema de RSU

Los residuos sólidos urbanos son un producto resultado de la ciudad que

debido al concepto actual de la sociedad no son pensados ni manejados

como recursos. Dichos residuos deben ser reconocidos y clasificados de

acuerdo a su cantidad y calidad e incorporados dentro de los procesos de

manejo del ambiente urbano. La administración de residuos establece –por

el momento- una única opción de su manejo que es la de su disposición

final en un “relleno sanitario”.

Sistema de manejo de desechos tiene 3 variables principales: la cantidad,

la calidad y la cultura local referida a los desechos. La reducción de los

desechos debe partir en la fuente de generación con un cambio en diseño

de los espacios y el comportamiento de los ciudadanos para permitir una

verdadera conciencia ambiental. Por estas razones el arquitecto al ser el

diseñador de espacios tiene la oportunidad de incorporar en la vivienda

nuevas funciones con soluciones objetivas en este nivel que modifiquen y

faciliten la relación con los desechos.

El resultado del estudio previo permite entender que los residuos pueden

ser considerados como materia prima (de la misma manera como

entendemos a la piedra, la arena, ladrillo, hierro, vidrio, etc.) para la

población urbana e insertos en procesos industriales que incentiven un

metabolismo cíclico.

Por lo tanto el impacto del desecho urbano deben partir de la iniciativa

ciudadana e incorporar lógicas de reducción de los mismos o de

aprovechamiento inmediato de los mismos con una lógica de reducción del

desecho en la fuente y no del traslado del mismo a zonas cada vez más

alejadas de los límites urbanos. Los impactos de los desechos están

presentes y todavía no han sido evaluados desde la Arquitectura.

Método experimental

Los factores que articulan la dinámica urbana se han vuelto más compleja

debido a su crecimiento acelerado y a la globalización, por ello, se

requieren profundizar en su estudio para aportar con soluciones objetivas

al desarrollo humano y su entorno. Desde la academia las facultades deben

sensibilizar a sus estudiantes sobre el impacto de sus acciones y decisiones;

fomentar las relaciones entre facultades, profesores y estudiantes;

incrementar el nivel de complejidad en proyectos y propuestas para trabajar

con una perspectiva multi-disciplinar. La experiencia de rigor y orden

obtenida en los laboratorios de las facultades de Ingeniería Química y

Ciencias Físicas y Matemática exhorta la necesidad de adoptar la

metodología experimental en la Facultad de Arquitectura y Urbanismo

(FAU).

Los gestores

ambientales

desempeñan una labor

esencial para el

desarrollo de Quito,

pues son la última

línea de acción para

recuperar recursos.

1

3

2

4

Figura 40 Asociación Artesanal de Reciclaje Vida Nueva (2012) Recuperado: Asociación Artesanal de Reciclaje Vida Nueva fan page


33

El “Laboratorio de Diseño e Investigación” de la FAU propone que los

estudiantes amplíen su perspectiva de la arquitectura desde las inquietudes

que se han planteado durante su carrera mediante ámbitos más generales

para innovar con soluciones de vanguardia teóricas, experimentales,

profesionales, etc. pues el rigor y orden que la sociedad y el medio

ambiente requieren condicionan propuestas con mayor impacto

tecnológico, económico, cultural, social y ambiental.

El método experimental permite manipular variables al diseñar en forma

ordenada y rigurosa los procesos necesarios para obtener datos y

conclusiones mediante un ciclo perfectible; ser comprobado por otros

investigadores; ahorrar tiempo, recursos y validar o eliminar hipótesis. De

este modo se ha utilizado el método experimental en los ejemplos del

trabajo de fin de carrera para profundizar en el conocimiento de los

materiales de desecho como el poliestireno espumado desde sus

propiedades originales hasta sus propiedades potenciales y de diseño para

comprender como pueden ser procesados en nuevos ciclos urbanos como

recursos.

Para ello se deben incorporar materias que instruya al estudiante el uso de

instrumentos, herramientas, procesos, tecnología de vanguardia precisa y

objetiva, que reduzca la brecha de subjetividad y falta de identidad en los

proyectos. Debido a la ambigüedad con la que todavía se manejan temas

de diseño como: análisis de variables en la calidad de vida, confort,

percepción, relación espacio-usuario, procesos constructivos, materiales,

formas, entre otros el profesional arquitecto ha perdido un papel

representativo en la sociedad y se ha transformado en ejecutor de ideas

exógenas sobre estos temas.


34

Anexos

A.-

Era de los nuevos materiales

Las épocas de la humanidad pueden ser clasificadas según el material de

mayor importancia para el desarrollo del hombre, como el caso de la Era

de Piedra, Era del Cobre, Era del Bronce, Era del Hierro, entre otras. Por

esta razón, se puede denominar a este periodo de la humanidad, la Era de

los nuevos materiales. El renacimiento material del siglo XXI sigue su

marcha, actualmente se transforman recursos, modificando sus

características a diferentes escalas macroescalas, microescalas y

nanoescalas; destacan los materiales superconductores, termoeléctricos,

piezoeléctricos y otros que modifican bajo pedido sus propiedades físicas,

mecánicas, térmicas, eléctricas y ópticas. Javier Peña, Doctor Científico

del Centro de Materiales de Barcelona, MaterFAD señala: “el material es

lo que queremos que sea” pues una adecuada selección del material permite

generar valor agregado, sostenibilidad e impacto al proyecto (Valencia,

2014).

Los recursos materiales de mayor desarrollo en las últimas décadas, son

los poliméricos sintéticos, considerados materiales de ingeniería por su

vital importancia para el desarrollo social, que han llegado a sustituir varios

recursos naturales, por su producción masiva, acorde a las necesidades y

demandas de la población, además de su versatilidad de aplicaciones en

diversos ámbitos como la salud, comunicación, construcción, agricultura

entre otros, con los cuales se pueden construir: puertas, autos, edificios,

vías, ropa, naves espaciales, ente otros miles de objetos de uso cotidiano.

El hombre siempre se ha inspirado en la naturaleza para descubrir secretos

de optimización, uso de materiales, así también el desarrollo de estructuras

simples, eficientes y para la fabricación de inventos útiles o novedosos para

la humanidad.

Antecesores de los Plásticos

La palabra plástico de origen griego se define como moldear o dar forma,

por ello, el uso de este tipo de materiales se puede datar varios siglos atrás.

Los primeros polímeros naturales utilizados por el hombre son el ámbar

resina obtenida de coníferas; hasta natural usado por los egipcios para

embalsamar a sus muertos y para moldear figuras y recipientes,

posteriormente en Europa durante el medievo se utilizó para realizar

objetos cotidianos como cucharas, peines o faroles; goma laca secreción

de un chinche hembra llamado gusano de la laca, originaria del sudeste

asiático, la cual, era disuelta en alcohol para ser aplicada en superficies

para producir un recubrimiento brillante, impermeable y de color

anaranjado o translucido; y gutapercha. En primer lugar el lacre, utilizado

para conformar altos relieves con el fin de sellar cartas y paquetes, al

utilizar el calor para fundir el material, registros del uso de este material

datan de varios siglos atrás uno de los más antiguos encontrados se remonta

a los años 800 D.C.

En 1820 Thomas Hancock descubre la goma (antecesor del cucho),

plástico orgánico natural, producto del sangrado de una especie de árbol en

la India. Esta savia de hevea debía ser procesada en una máquina inventada

por Hancock, que trituraba y mezclaba la goma cruda hasta que esta

adquiría plasticidad, posteriormente, la masa plástica obtenida era

introducida en un molde, sin embargo, no adquiría una forma estable una

vez separada del molde por lo que se deformaba y aplastaba por acción de

la gravedad, esto se debía a que el aire no la seca, por lo tanto se consideró

Figura 41 Propio de autor (2017) Historia de los polímeros [Diagrama] Fuente: (Cusa, 1979)


35

un material inútil. Posteriormente en 1839, Charles Goodyear perfecciona

el proceso de Hancock, al añadir azufre y temperatura consigue

transformar accidentalmente el caucho crudo en un nuevo material elástico

y resistente al calor, proceso que posteriormente Hancock lo denominaría

vulcanizado, término derivado del dios Vulcano. Entre los inventos entre

los inventos que destacan son los neumáticos y la goma de borrar.

Inicios de la industria del plástico

En 1846 Frederich Schonbein sienta las bases de la industria de los

plásticos con la investigación del nitrato de celulosa, posteriormente,

Alexander Parkes en 1865, obtiene una pasta denominada Parkesina a

partir del nitrato de celulosa, alcanfor fundido y calor, que al irse

enfriándose pasa por una etapa intermedia de plasticidad en la cual podía

ser moldeada. Al olvidar Parkes patentar la parkesina, en 1868 John W.

Hyatt, perfecciona este material y creara su patentase el Celuloide,

material más avanzado, resultante de la mezcla de piroxilina con goma de

alcanfor pulverizada. Invento, que haría a Hyatt ganar una recompensa

ofrecida por un editor, que buscaba hacer bolas de billar sustituyendo al

marfil. Sin duda el celuloide poseía unas propiedades excepcionales

resistente, flexible, transparente e impermeable, pero también

extremadamente inflamable. Los primeros usos que se dieron al celuloide

son en la producción de: juguetes, artículos caseros, artículos de aseo e

como gran sustituto para el marfil, concha y coral. Posteriormente a este

descubrimiento nacerá el primer polímero que literalmente revolución el

mundo, el primero de una ingente cantidad de nuevos plásticos sintéticos

termoestables.

Primer termoestable

Leo Baekeland en 1907 formula una resina sintética mediante la

condensación de fenoles con formaldehído (resina de fenolformaldehido y

gas formaldehido en presencia de un catalizador). El proceso consistía en

someter la resina a una temperatura constante, hasta que la reacción llegue

a su término. El producto era una sustancia de color marrón oscura

susceptible a ser trasvasada en moldes (temperatura que debe permanecer

constante para ser moldeada). Una vez conformada la pieza no podía volver

a ser ablandada mediante calor, únicamente deformándose hasta

calcinarse; obteniendo el título del primer material termoestable. Las

propiedades mecánicas destacaban la dureza, extraordinaria tenacidad y

resistencia. En 1909 se patenta como Baquelita el primer material plástico

sintético inventado por el hombre.

Polímeros

La palabra polímero etimológicamente proviene de poli = muchos y meros

= partes o segmentos, son raíces griegas y químicamente quiere decir que

está conformado por una repetición de la misma unidad química de

monómeros, estas cadenas son extremadamente grandes con valores de

cien mil unidades, en algunos casos llegando hasta el millón, a

comparación de otras moléculas como el agua cuya masa alcanza las

dieciocho unidades. Los polímeros pueden ser clasificados según:

Composición homopolímeros (formados con un solo monómero)

y heteropolímeros (formados con dos o más monómeros

diferentes).

Origen: naturales (proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos)

semi-sintéticos (transformando polímeros naturales a través de

procesos como el vulcanizado) y sintéticos (por procesos

industriales)

El grupo de polímeros sintéticos se clasifica en: termoplásticos

constituidos por moléculas filiformes separadas, que al aumentar la

temperatura y sobrepasar el punto de reblandecimiento entran en un estado

plástico, capacidad que los hace moldeables y reciclables, en teoría, un

número indeterminado de veces; otro grupo son los termoestables

cuya forma estructural reticulada se crea por una reacción química y

permiten una única vez su proceso de moldeo, ya sea en caliente o a

temperatura ambiente, la macromolécula creada es demasiado sólida

(estructura molecular tridimensional) y estable, por lo que ya no puede

reblandecerse de nuevo e impide su reciclaje; un caso especial de

polímeros termoestables son los elastómeros, que presentan una estructura

sutilmente reticulada capaz de estirarse hasta 6 o 7 veces su tamaño

original sin llegar a romperse.

Figura 42 Propio del autor (2017) Estructura molecular de polímeros Recuperado: http://termoplas.blogspot.com/2012/10/termoplasticos.html

Figura 43 Propio del autor (2017) Polímeros [Diagrama] Recuperado: Fuente especificada no válida.


36

Termoplásticos

Los termoplásticos son polímeros con estructuras moleculares lineales o

ramificadas desordenadas, amorfas o pueden presentar zonas específicas

con cadenas ordenadas geométricamente (tomando la denominación de

cristalinos) que se reblandecen al entrar en calor y pueden fundirse a cierto

rango de temperaturas.

En 1988 la Sociedad de Industrial de Plástico (SPI) estableció códigos y

siglas para identifica el tipo de resina que componen a los termoplásticos,

estos códigos son ubicados en los productos para facilitar la selección y

separación de los plásticos. La producción mundial de termoplásticos

abarca gran variedad de aplicaciones, como: poliestireno (envases de

alimentos, espumas aislantes, vajilla desechable) policroruro de vinilo

(tuberías, marcos de ventanas, envases, botellas, juguetes, zapatos,

utencillos médicos) polietileno de baja densidad (bolsas, tapas de

recipientes, botellas, tuberías) polipropileno (artefactos eléctricos,

embalaje de alimento) existen otros termoplásticos clasificados en familias

de menor producción.

B.-

Casos de estudio de materiales

Los elementos simples como ladrillos, vidrio, acero, plásticos, cemento,

madera parte de materiales constructivos comprobados mediante

experimentos que validan su utilización en la materialización de objetos

arquitectónicos, obras civiles y diversidad de ámbitos, así del mismo modo,

los nuevos materiales necesitan también pasar por la etapa de

experimentación, proceso en el cual, se analizan las propiedades físicas,

mecánicas, químicas para determinar las ventajas y limitaciones

estableciendo su clasificación según su función como el caso de elementos

arquitectónicos en: estructurales (hormigón, acero, rocas) capaces de

absorber, soportar y transmitir cargas (cimentaciones, elementos verticales

y horizontales de sustentación, cubiertas y elementos de circulación

vertical) complementarios que proporcionan confort, habitabilidad,

funcionalidad (elementos de separación, de cierre, instalaciones)

auxiliares que sirven durante el proceso de construcción pero no quedan

incorporados en el edificio (andamios, cimbras, apeos)

Los casos de estudios a continuación, se ha llevado a cabo durante varios

años de investigación y experimentación por la Universidad de Colombia

sede Bogotá y el grupo Ecoplasso, con ello han conseguido: primero

tecnificar los procesos para la utilización de caña guadua y plástico PET a

nivel industrial y generar propuestas para la utilización de estos materiales

que aumenten su valor actual en el mercado.

Bambú guadua-recurso natural para el desarrollo

La Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá y el Grupo de

Investigación en Estructuras desde el año 2000, lleva acabo métodos de

investigación con Guagua Angustifolia Kunth. Los experimentos con esta

variedad de caña guadúa se basan en: ensayos de comportamiento permiten

determinar las propiedades físicas y mecánicas en base a la (NTC 5525).

Los elementos rollizos, estructuras y conexiones son puestos a prueba y

con ello determinan uso potencial como material de construcción.

Posteriormente estas pruebas han sido publicadas por el Instituto

Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) con el fin de

difundir su utilización en objetos arquitectónicos y obras civiles.

Proceso de transformación

El proceso de transformación de la caña guadúa para la elaboración del

material laminado tiene su inicio en el guadual (ver figura), con la

selección y marcado que cumple con requisitos generales como: el tiempo

de madurez de entre 4 a 5 años y la calidad en nudos y sección. Los

elementos son cortados en fase de luna menguante entre horas de la media

noche hasta el amanecer, luego son almacenados arrumando de manera

vertical para protegiéndolos del suelo durante un periodo entre 20 y 30

días, en este punto empieza el avinagrado o sangrado, transcurrido este

tiempo se lavan las cañas con agua, con un cepillo de acero se limpian los

nudos para eliminar las impurezas y restos orgánicos como hongos y hojas,

además se aplica una solución de sulfato, ácido bórico y dicromato de sodio

en proporción 2:1:1 para la finalizar el proceso de curado, finalmente, se

dejan secar de manera natural o artificial y se almacenan bajo techo hasta

que obtengan un color amarillo (Bernal, 2013).

J. I. Moreno (2017) Ensayo de flexión Recuperado de:

Bambú guadua recurso natural para el desarrollo,

(exposición)

J. I. Moreno (2017) Ensayos de comportamiento de pegantes

Recuperado de: Bambú guadua recurso natural para el desarrollo

Los

instrumentos de

mediciones

deben cumplir

tres

requisitos:

confiabilidad,

validez y

objetividad.

Figura 44 E J. I. Moreno (2017) Ensayos en bambú Recuperado: Bambú guadúa recurso natural para el desarrollo


37

Lamiando de la caña

La guadua pasa a un proceso de transformación más evidente, al trabajar

los elementos laminando la pieza para obtener latillas (tiras) que son

cepilladas por sus caras lo cual genera una superficie óptima para le

encolado. El armado en seco mediante el sistema de uniones endentadas o

finger joint propicia versatilidad en el dimensionamiento además de

diferentes productos como planchas y elementos estructurales. Durante el

encolado han utilizado tipos de pegantes como Urea Melamina

Formaldehído, Fenol Formol Resorcinol, Polivinil Acetato PVA y Cola

Natural ya que cada uno tendrá diferente influencia en el comportamiento

del elemento. Posteriormente se pasa al proceso de prensado el cual

formará la una unidad cohesiva aplicando la presión necesaria (Takeuchi,

2015).

Ensayos

Una vez terminada la etapa de transformación la pieza procede con el

ensayo y estudio del comportamiento de los elementos laminado dentro los

cuales se analiza la influencia del tipo de pegante también las condiciones

ambientales las pruebas fueron elaboradas por Patricio Luna y Edwar

Cordón en el 2013. El tiempo de resistencia al fuego, la influencia de la

perforación para inmunización de tabiques comportamiento solicitado a

flexión, el comportamiento mecánico llevado a cabo por Melissa Rusinque

en el 2011. Además se han realizado otras pruebas con paneles, cargas

perpendiculares en tableros, cargas horizontales en pórticos planos.

Conclusiones

Los trabajos de fin de carrera de la Universidad Nacional de Colombia sede

Bogotá y el Grupo de Investigación en Estructuras permiten la

normalización e incorporación el material de caña guadúa en la

construcción. Durante varios años de investigación se han recopilado datos

en base al material bambú-guadua como material constructivo estructural

para formar estructuras tipo cercha y pórticos con ensayos de diferentes

ensambles, así como también procesos de transformación en láminas. Por

ello, es importante proponer similares trabajos de investigación que

permitan el desarrollo de materiales constructivos con recursos naturales

locales a través de la tecnología para utilizar materiales alternativos que

pueden incorporar valor agregado y sustituir a materiales convencionales

de mayor impacto ambiental.

Los arquitectos y urbanistas tiene el deber de proporcionar a través de sus

diseños mejores condiciones de vida para los seres humanos y permitir el

adecuado desarrollo del contexto artificial sin perjudicar el medio ambiente

presente y futuro. Los materiales alternativos como la caña guadúa

permiten al arquitecto conformar objetos arquitectónicos menos invasivos

para el entorno, fomentan el trabajo local a través de proyectos de

emprendimiento locales.

Diseño de elementos estructurales y animación de diseño arquitectónico


Construcción prototipo Pasuncha


Construcción prototipo Ibama


Figura 45 Caori Takeuchi (2015) Procesos de diseño y construcción con caña guadúa [Fotografías] Recuperado: Bambú guadúa recurso natural para el desarrollo


38

Bloqueplas

El grupo Ecoplasso ha creado un sistema constructivo estructural y no

estructural conformado por elementos livianos, modulares además de

resistentes y de bajo costo obtenido a partir de plástico termoplástico tipo

PET recuperado de residuos empresariales, comerciales y domiciliarios

como: botellas plásticas, Esta propuesta representa una nueva alternativa

en la construcción de vivienda de interés ambiental, debido a que, la

reducción del impacto ambiental es una de las necesidades de la sociedad

occidental de este nuevo siglo, capaces de aprovechar e incorporar

sistemas de producción en serie con materiales ya procesados que no

generen residuos al final de su ciclo de vida.

Propiedades y proceso

Las propiedades del material PET lo convierten en un aislante térmico del

calor y el frío. Al ser ligero (una vivienda de 36m2 tiene un peso de 4

toneladas) y flexible le brinda unas excelentes propiedades sismo resistente

tanto en vigas, columnas y bloques además su facilidad de trasporte y

almacenamiento lo hacen geográficamente adaptables a cualquier

contexto. La durabilidad en términos de biodegradación tardaría 500 años

también presenta ventajas dado que soporta fuertes impactos directos, la

erosión por agentes ambientales, insectos incluyendo bacterias y hongos.

El PET contiene las características de un polímero termoplástico de

elevada rigidez, cristalinidad con un alto punto de fusión importante para

el proceso de transformación. Para hacer uso del termoplástico este

necesita ser procesado una aglutinadora la cual muele el material y lo

agrupa en partículas con un tamaño aproximado de 2 cm, posteriormente

pasa una lavadora para eliminar restos orgánicos y se deja secar el material.

Posteriormente se usa un proceso de extrusión con el fin de obtener los

elementos sólidos tipo bloque, proceso que inicia al introducir el material

ya granulado en una tolva que regula la cantidad de material. Una vez

ingresa el material pasa a un tornillo sin fin envuelto en una camisa

calefactora, la cual, calienta lo calienta hasta llegar a tener una consistencia

plástica. El material derretido fluye hasta llega al cabezal o boquilla que

determina la forma del producto final. Finalmente el material pasa a una

piscina para su enfriamiento, proceso que estabiliza la mezcla, luego se

realizan los cortes necesarios y perforaciones necesarios para las

instalaciones.

Sistema modular

El sistema constructivo modular opera su instalación a través de anclajes y

ensambles a la estructura de vigas y columnas hechas del mismo material

la parte estructural se une mediante conexiones metálicas que incluyen

perfiles y tornillos (procedimiento que excluye el uso de conglomerantes,

y facilita el posible desarme de la vivienda). Los sistemas eléctricos,

hidráulicos, entre otros pueden ser instalados a través de los cuatro orificios

verticales (ductos) que se configuran al adosar los bloques. Además el

sistema de anclaje crea una barrera contra ruido, humedad y viento.

C

V

Figura 46 A- Bloqueplast; B-C Casa hecha con bloquepst (2017) Recuperado: http://ecoinventos.com/casas-de-ladrillos-de-plastico/

A

C

V

B

Figura 47 Marquina de extrusión (2017) Recuperado de:

http://3.bp.blogspot.com/8xWX_69N70k/VerXXbQjrgI/AAAAAAAADLU/Z9wG336

SnNI/s1600/moldeado%2Bpor%2Bextrusion2.jpg


39

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