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TENTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON NON-CONVENTIONAL MATERIALS AND TECHNOLOGIES
NOCMAT 2008
Cali, Colombia. 12-14 November, 2008
DESEMPEÑO TÉRMICO DE MANTAS DE EMBALAJES LARGA-VIDA (ELV) EN
CIELO RASO DE UNA CONSTRUCCIÓN RURAL
Antonio L. Beraldo1; Flávia Freitas2; Michelle S. Rodrigues3
1
Profesor Asociado. Facultad de Ingeniería Agrícola, Universidad Estatal de
Campinas, SP, Brasil. [email protected]
2
Estudiante de grado en Ingeniería Civil. Pontificia Universidad Católica,
Campinas, SP, Brasil.
3
Estudiante de doctorado. Facultad de Ingeniería Agrícola, Universidad Estatal de
Campinas, SP, Brasil. [email protected]
RESUMEN
A pesar de una construcción rural presentar una aplicación muy distinta de
aquellas realizadas en el medio urbano, en una grande parte de ellas son
empleados materiales similares en los dos casos, como lo son las tejas de
fibrocemento. Tales materiales, generalmente constituidos de una matriz
cementante (cemento Pórtland) reforzada por fibras de amianto (asbestos), han
sido objeto de acaloradas discusiones en la sociedad. En varios países, inclusive,
el empleo de eses materiales ha sido prohibido, debido a los riesgos provocados a
la salud humana. Sin embargo, aún se pasará un largo plazo hasta que sean
propuestas soluciones alternativas al cemento-amianto, y que al mismo tiempo
contemplen aspectos ambientales y sobretodo económicos, en la búsqueda de un
material que pueda suplir el mercado consumidor. Actualmente, en Brasil, la
superficie de techos cubiertos con cemento-amianto es predominante en las
construcciones, sobretodo para habitaciones de bajo ingreso. Además de la
polémica a cerca de los efectos nocivos del amianto a la salud humana, cumple
destacar que, en los países de clima tropical, también se debe considerar otro
efecto negativo – la elevada transmitáncia de los techos, combinada con un diseño
inadecuado de la construcción, lo que agrava los problemas ambientales a los
usuarios. En el medio rural, tales efectos son aún más acentuados pues, en
general, las construcciones no presentan un diseño adecuado, lo que agrava
sobremanera los efectos de calentamiento y de la radiación hacia las personas y a
los animales. Una alternativa visando disminuir los efectos inaceptables, en
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términos de temperaturas de los tejos de cemento-amianto, es la construcción de
un cielo raso, de manera a atrapar el aire y, por lo tanto, reducir los efectos del
calentamiento en la construcción. En este trabajo investigativo se evaluó el
desempeño de mantas hechas con embalajes longa-vida (ELV), reforzadas con
tablillas de bambú, en la construcción de un cielo raso en una construcción rural.
Las etapas de la fabricación de las mantas y la evaluación del comportamiento
térmico del cielo raso son presentadas en este trabajo.
Palabras clave: Embalajes longa-vida, cielo raso, calentamiento
INTRODUCCIÓN
La búsqueda por la sustentabilidad ha impulsado investigaciones con el empleo de
materias primas que puedan agregar valor a los productos y al mismo tiempo, que
puedan cumplir con las necesidades ambientales y sociales. El empleo de
embalajes de longa vida post-consumo como materia prima ha sido explotado
cada vez más por diversos sectores de la industria papelera [1]. El costo del
embalaje pago por la industria papelera ha alcanzado precios muy elevados; ha 6
años, la tonelada presentaba un costo de alrededor de los R$ 40,00 (U$ 20.00) y
actualmente este valor alcanza alrededor de los R$ 200,00 (U$ 100.00).
En la ciudad de Porto Alegre, fue realizado un estudio [2] que tuvo por objetivo
verificar la posibilidad de la instalación de empresas de reciclaje con el intuito de
reaprovechamiento de los embalajes de longa vida post-consumo. Investigaciones
exploratorias fueron desarrolladas en tres empresas de reciclaje de papel, que
incorporan los embalajes de longa vida (ELV) como materia-prima en el proceso
de reciclaje del papel. Una de las conclusiones del trabajo fue el fato de que
existen deficiencias con respecto a algunas empresas de reciclaje, en relación a la
tecnología adoptada en el proceso y, al mismo tiempo, se pudo observar una falta
del ELV para fines de aprovechamiento. Este problema es debido a la falta de
informaciones de la población con respecto a la posibilidad de realizar el
reaprovechamiento de ese tipo de embalaje.
Además de la reciclaje del ELV en la industria papelera, se pudo también verificar
su utilización en la construcción civil y rural, en la fabricación de placas y tejas [3].
El ELV presenta en su composición: papel (75%), polietileno (20%) y aluminio
(5%). Los resultados obtenidos indicaron que, por su naturaleza plástica, las tejas
producidas con los ELV presentan una alta resistencia a la flexión y una limitada
absorción del agua. Por lo tanto, el empleo del ELV en la construcción presenta
beneficios estructurales, técnicos, económicos y sociales.
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En este trabajo investigativo se evaluó el desempeño de mantas hechas con
embalajes longa vida (ELV), reforzadas con latillas de bambú, en la construcción
de un cielo raso en una construcción rural.
MATERIALES Y MÉTODOS
1. Producción de los tableros
En Brasil, no se efectúa de forma organizada la coleta selectiva de los residuos
domésticos y la reutilización de los embalajes longa vida (ELV) pasa
necesariamente por la separación y preparación de los materiales. De ese modo,
se instaló un centro de acopio de los ELV, normalmente originarios de las
industrias de leche y de la fabricación de variados jugos tropicales. Los embalajes
individuales, con peso promedio de 28 g, eran limpiados, lavados y abiertos en
dimensiones individuales aproximadas de 22 cm x 29 cm, considerando un
recubrimiento de unos 2 cm en cada hoja. La cantidad considerada fue alrededor
de 19 ELV/m2 de construcción.
Debido a las dimensiones individuales de los ELV, fueron producidas mantas
(tableros) constituidas por 10 a 20 embalajes pegadas. Inicialmente, se buscó la
unión de las piezas por medio de adhesivos o por el empleo de conectores
metálicos. Todavía, estas formas no se mostraron efectivas en efectuar la unión y
entonces se adoptó el uso de un soplete con aire calentado para realizar el
pegado de los embalajes. Después del calentamiento, las hojas de aluminio,
presentes en las capas internas del ELV, se pegaban en si.
Todavía, los tableros producidos eran muy flexibles y por lo tanto se efectuó su
refuerzo en las laterales con latillas de bambú (50 cm de ancho), posicionadas en
las laterales de las mantas (Figura 1).
FIGURA 1. TABLEROS CON LATILLAS DE BAMBÚ
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2. Construcción del cielo raso
Las mantas fueron fijadas a la estructura de madera del techo por medio de
alambres, posicionándose paralelamente al techo (inclinado de 5%) y orientado en
la dirección leste-oeste, a una distancia de 10 cm. Las tejas comerciales de
cemento-amianto presentaban un espesor de 6 mm.
3. Evaluación del desempeño térmico del cielo raso
Termocuplas tipo J, conectadas a un sistema de adquisición de datos datalogger
Novus, fueron posicionadas a lo largo de la altura, en dos perfiles distintos: el
primero correspondiendo al de las tejas-testigo; el otro, después de la colocación
de las mantas de ELV (Figura 2).
FIGURA 2. POSICÍÓN DE LAS TERMOCUPLAS
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
A gua
Tec ho-Plac a
Teja
A mbiente
06:03:38.0
07:58:48.0
09:44:07.0
11:39:24.0
13:24:33.0
15:19:39.0
17:04:49.0
18:29:56.0
19:25:01.0
20:20:05.0
21:15:10.0
22:10:15.0
23:05:20.0
00:00:24.0
00:55:29.0
01:50:34.0
02:45:39.0
03:40:43.0
04:35:48.0
05:30:53.0
T em peratura (ºC )
Con los datos colectados a cada 10 minutos fueron obtenidas las temperaturas
correspondientes a los días 27 al 29 de mayo de 2008 y en el día 30 de agosto de
2008 (Figuras 3 a 8). Los datos obtenidos fueron procesados en una tabla Excel.
EL V
Teja 10 c m
abajo
Hora s
FIGURA 3 – DATOS PARA FECHA DE 27-05-08 – DURANTE EL DIA
06:05:56.0
07:21:02.0
08:36:23.0
09:51:40.0
11:07:09.0
12:22:15.0
13:37:22.0
14:53:31.0
16:08:38.0
17:23:44.0
18:38:51.0
19:53:57.0
21:09:04.0
22:24:10.0
23:39:17.0
00:54:23.0
02:09:30.0
03:24:36.0
04:39:43.0
05:54:49.0
T em peratura (ºC )
18:09:54.0
18:34:56.0
18:59:58.0
19:25:01.0
19:50:03.0
20:15:05.0
20:40:07.0
21:05:09.0
21:30:11.0
21:55:14.0
22:20:16.0
22:45:18.0
23:10:20.0
23:35:22.0
00:00:24.0
00:25:27.0
00:50:29.0
01:15:31.0
01:40:33.0
02:05:35.0
02:30:37.0
02:55:39.0
03:20:42.0
03:45:44.0
04:10:46.0
04:35:48.0
05:00:50.0
05:25:52.0
05:50:55.0
T em peratura (ºC )
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30
25
A gua
20
15
Tec hoPlac a
Teja
10
A mbiente
5
0
EL V
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Hora s
Teja 10 c m
abajo
Hora s
FIGURA 4 – DATOS PARA FECHA DE 27-05-08 – DURANTE LA NOCHE
A gua
Tec hoPlac a
Teja
A mbiente
EL V
Teja 10 c m
abajo
FIGURA 5 – DATOS PARA FECHA DE 28-05-08 – DURANTE EL DIA
06:09:50.0
07:24:57.0
08:40:06.0
09:55:19.0
11:10:38.0
12:25:45.0
13:40:51.0
14:55:58.0
16:11:04.0
17:26:11.0
18:41:17.0
19:56:24.0
21:11:30.0
22:26:37.0
23:41:43.0
00:56:50.0
02:11:56.0
03:27:03.0
04:42:09.0
05:57:16.0
T em peratura (ºC )
18:08:48.0
18:38:51.0
19:08:53.0
19:38:56.0
20:08:59.0
20:39:01.0
21:09:04.0
21:39:06.0
22:09:09.0
22:39:12.0
23:09:14.0
23:39:17.0
00:09:19.0
00:39:22.0
01:09:25.0
01:39:27.0
02:09:30.0
02:39:32.0
03:09:35.0
03:39:37.0
04:09:40.0
04:39:43.0
05:09:45.0
05:39:48.0
T em peratura (ºC )
CENM
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30
25
20
A gua
15
Tec hoPlac a
10
Teja
5
0
A mbiente
25
15
10
5
0
Hora s
EL V
Teja 10 c m
abajo
Hora s
FIGURA 6 – DATOS PARA FECHA DE 28-05-08 – DURANTE LA NOCHE
35
30
20
A gua
Tec hoPlac a
Teja
A mbiente
EL V
Teja 10
c m abajo
FIGURA 7 – DATOS PARA FECHA DE 29-05-08 – DURANTE EL DIA
CENM
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25
20
Tec hoPlac a
10
Teja
5
EL V
0
18:06:14.0
18:41:17.0
19:16:20.0
19:51:23.0
20:26:26.0
21:01:29.0
21:36:32.0
22:11:36.0
22:46:39.0
23:21:42.0
23:56:45.0
00:31:48.0
01:06:51.0
01:41:54.0
02:16:57.0
02:52:00.0
03:27:03.0
04:02:06.0
04:37:09.0
05:12:12.0
05:47:15.0
T em peratura (ºC )
A gua
15
Teja 10
c m abajo
A mbiente
Hora s
FIGURA 8 – DATOS PARA FECHA DE 29-05-08 – DURANTE LA NOCHE
De acuerdo con las Figuras 3 a 8 se pudo observar el efecto de la concentración
de energía térmica en la región entre la teja y la placa de ELV. El aluminio
presente en el ELV actúa como se fuera un espejo y direcciona el calor hacia las
tejas. De esa manera se pudo observar, para los días 27/05 y 28/05, las
temperaturas máximas, en esta zona, de 40 °C y 45°C, respectivamente. Las
temperaturas máximas alcanzadas por la teja para los dos días fueron de 32 °C y
35 °C, respectivamente. Por otro lado, las temperaturas máximas observadas en
las capas inferiores de la placa de ELV, permanecieron en un rango entre 5 a 10
°C inferiores al de las tejas (Figuras 9 y 10). Otro efecto favorable del empleo de
las placas de ELV fue en el periodo nocturno. Se pudo confirmar que las placas de
ELV muestran una inercia térmica, lo que permite que en el ambiente ocurra una
temperatura casi constante a la noche.
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60,00
T em peratura (ºC )
50,00
Teja 1
40,00
Teja 2
Ma nta S 1
30,00
Ma nta S 2
20,00
Ma nta I 1
Ma nta I 2
10,00
Ar 1
Ar 2
15:30
19:00
22:30
02:00
05:30
09:00
12:30
16:00
19:30
23:00
02:30
06:00
09:30
08:30
12:00
11:30
15:00
18:30
22:00
01:30
05:00
0,00
Hora s
FIGURA 9 – DATOS PARA FECHA DE 30-08-08
20,00
10,00
Teja-MS
5,00
Teja-MI
MS -MI
0,00
11:30
14:00
16:30
19:00
21:30
00:00
02:30
05:00
07:30
10:00
12:30
15:00
17:30
20:00
22:30
01:00
03:30
06:00
08:30
11:00
13:30
16:00
18:30
21:00
23:30
02:00
04:30
07:00
09:30
T em peratura (ºC )
15,00
-5,00
-10,00
Hora s
FIGURA 10 – DATOS PARA FECHA DE 30-08-08
CENM
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CONCLUSIONES
Los resultados obtenidos en esta investigación permitieron detectar las ventajas
del empleo de los embalajes longa vida (ELV), en la forma de placas aislantes en
construcciones rurales. Los efectos fueron muy significativos, cuando fueron
comparadas las temperaturas obtenidas en tejas de amianto y debajo de las
placas de ELV.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. NEVES L. F. Novos desenvolvimentos para reciclagem de embalagens longa
vida. Boletim Técnico, AFCAL – Associação dos fabricantes de embalagens de
cartão
para
alimentos
líquidos.
Disponible
en:
<
http://www.afcal.pt/destinoFinal/NovosDesenvolvimentosReciclagem.pdf>. Fecha
de acceso: 20 de julio de 2008.
2. ZORTEA, R. B. Viabilidade econômica e tecnológica para a reciclagem das
embalagens cartonadas longa vida pós-consumo de Porto Alegre. Dissertação de
Mestrado em Administração, Escola de Administração da Universidade Federal do
Rio Grande do Sul. 120p. 2001.
3. CERQUEIRA M. H. Placas e telhas produzidas a partir da reciclagem do
polietileno / alumínio presentes nas embalagens Tetra Pak. Setor Reciclagem.
Disponible en: < http://www.setorreciclagem.com.br/manuais/telhas.pdf >. Fecha
de acceso: 07 de agosto de 2008.
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