Investigación sobre Pruebas de Compresión en Adoquines de Caucho Reciclado

Artículo de investigación
Pruebas de Compresión en Adoquines de Caucho Reciclado y Resina de Poliuretano
Zárate Velásquez-Vásquez 1, Edwin Matos Tarazona 2, *
1
2
Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Cesar Vallejo, Chimbote (Perú); [email protected]
Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Cesar Vallejo, Chimbote (Perú); [email protected]
Resumen Gráfico:
Resumen: Esta investigación analiza la resistencia a la compresión de adoquines tipo I fabricados con caucho reciclado y
resina de poliuretano, con el propósito de evaluar su viabilidad técnica y su posible aplicación en pavimentos de bajo
tránsito. Ante la problemática ambiental generada por el desecho inadecuado de neumáticos, el estudio busca una alternativa sostenible que aproveche estos residuos en la infraestructura vial. Se empleó una metodología experimental con enfoque cuantitativo, en la que se elaboraron cuatro grupos de adoquines: uno patrón de concreto convencional y tres experimentales con diferentes proporciones de caucho y resina. La variable dependiente fue la resistencia a la compresión, evaluada mediante ensayos en laboratorio según la Norma Técnica Peruana (NTP 399.611). Se usó una prensa hidráulica para
someter las muestras a cargas controladas y determinar su desempeño mecánico.
Los resultados demostraron que el grupo con una mezcla de 45 % resina de poliuretano, 30 % caucho granulado y 25 %
caucho fino alcanzó 388.89 kg/cm², una resistencia competitiva frente al adoquín convencional (419.03 kg/cm²). Este grupo
cumplió con los estándares normativos y evidenció una adecuada cohesión estructural, aunque su comportamiento elástico
sugiere aplicaciones en superficies flexibles. En contraste, cuando la proporción de resina se redujo al 15 %, los adoquines
presentaron fracturas y una resistencia insuficiente.
La investigación concluye que es posible fabricar adoquines ecológicos con materiales reciclados, siempre que se respete
una dosificación balanceada. Se recomienda seguir explorando su durabilidad en diferentes condiciones climáticas y analizar su desempeño en cargas dinámicas, lo que permitiría optimizar su aplicación en la construcción sostenible. Además,
se propone evaluar otros polímeros como alternativas adhesivas para mejorar la estabilidad de la mezcla y reducir costos
de producción.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
2 of 18
Palabras clave: Resina; Polímero; Capacidad; Tratamiento de desechos; Infraestructura de transportes.
Lista de abreviaturas:
NTP -Norma Técnica Peruana.
ASTM - American Society for Testing and Materials.
ISO
-International Organization for Standardization.
PU
- Resina de poliuretano.
1.
Introducción
En el Perú, la acumulación de neumáticos desechados representa un problema ambiental de importancia, impulsado por
el aumento del parque automotor. Se ha registrado un incremento en la circulación de vehículos del 4.5% a nivel nacional y
un 11% en el tránsito en la garita de peaje de Huarmey, en Áncash (INEI, 2021). El aumento del tránsito vehicular, impulsado
por factores como la reactivación económica y las necesidades de movilidad personal y comercial en nuestra región, es el
mecanismo exacto que transforma el progreso y la actividad diaria en un residuo físico y contaminante.
Fuente: INEI
Figura 1. Evolución del Índice Nacional del Flujo de Vehículos Ligeros, 2017 - 2021
Naturalmente, un mayor número de vehículos en las pistas conduce a una necesidad de recambio más frecuente, lo que se
traduce en un volumen de residuos que ha crecido de forma alarmante. De hecho, los informes del Ministerio del Ambiente
del Perú revelan que la cantidad de neumáticos desechados se disparó de 55,673 toneladas en 2014 a 92,659 toneladas en
2018 (Ministerio del Ambiente, 2021). El verdadero problema, sin embargo, surge del "inadecuado manejo post-uso" de estos
residuos, una situación crítica en ciudades como aquí en Nuevo Chimbote. Es esta falta de gestión apropiada la que transforma
un simple desecho en una seria amenaza ambiental. Esta acumulación descontrolada no solo crea un "foco potencial para la
proliferación de pestes o infecciones", sino que también se ha identificado como una fuente significativa de contaminación
por microplásticos, los cuales se liberan a medida que los neumáticos se degradan en el ambiente (Hasselerharm, P. R. 2024).
Para hacer frente a esta situación, el Ministerio del Ambiente (MINAM) ha implementado el Régimen Especial de Gestión
de Neumáticos Fuera de Uso (NFU). Esta normativa busca asegurar un manejo correcto de estos residuos, fomentando su
valorización y asignando responsabilidades a productores, distribuidores y operadores para garantizar una gestión sostenible
(MINAM, 2021). En paralelo de buscan modos de aprovechamiento para estos residuos que se componen en gran parte de
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
3 of 18
caucho de los neumáticos, tales como su reutilización mediante trituración para pavimento flexible o canchas de futbol sintético.
Una línea de investigación recurrente para el manejo de neumáticos desechados ha sido su incorporación en el concreto
tradicional. Diversos estudios han optado por modificarlo mediante la adición de pequeñas proporciones de caucho fino o
granulado, obteniendo resultados positivos. Un claro ejemplo de esta tendencia se encuentra en un proyecto desarrollado en
Mazamari, Perú, donde se fabricaron adoquines de concreto ecológico para pavimentos tipo I, precisamente mediante la adición de caucho triturado de neumáticos usados (Manrique y Manrique, 2021). El objetivo de esta y otras investigaciones
similares ha sido aprovechar los residuos para producir adoquines más resistentes y con menor impacto ambiental. Sin embargo, una limitación fundamental de este enfoque es que la baja proporción de caucho utilizada resulta insuficiente para
abordar de manera significativa el volumen masivo de este residuo altamente contaminante.
Frente a esta limitación, surge una propuesta innovadora que busca dar un paso más allá: desarrollar un adoquín compuesto
casi en su totalidad por caucho reciclado. Este enfoque sustituye la mezcla de concreto por una resina de poliuretano que actúa
como agente aglutinante y estructural. El objetivo de esta combinación es doble: por un lado, maximizar el aprovechamiento
del caucho desechado y, por otro, garantizar que el producto final cumpla con el requisito principal de resistencia establecido
por la Norma Técnica Peruana (NTP 399-611).
2. Materiales and metodos
2.1. Materiales
2.1.1. Caucho Reciclado
El caucho reciclado utilizado en esta investigación proviene de neumáticos fuera de uso (NFU), los cuales han sido procesados y triturados en partículas granulares. Este material ha sido considerado por su potencial para mejorar las propiedades
del concreto, específicamente en cuanto a su resistencia a la abrasión y su capacidad de absorción de impactos (Fioriti et al.,
2020). Según la investigación de Vidal y Huamantupa (2021), el caucho reciclado tiene un alto grado de flexibilidad y resistencia al desgaste, lo que lo convierte en un excelente aditivo para pavimentos y superficies sometidas a tránsito vehicular.
Además, la incorporación de este material ayuda a reducir la acumulación de residuos de neumáticos, promoviendo una gestión más sostenible de los desechos (MINAM, 2021).
El caucho reciclado utilizado en este estudio fue triturado hasta alcanzar una granulometría adecuada para su integración
en la mezcla del adoquín. Los residuos de neumáticos se desintegraron en pequeñas partículas, las cuales luego fueron mezcladas con otros materiales para asegurar la cohesión del compuesto. El tamaño de partícula y la proporción de caucho en la
mezcla fueron criterios clave para determinar su influencia en las propiedades físicas y mecánicas del adoquín (Alvarez et al.,
2022).
Se realizó la recopilación de material, que es principalmente el caucho granulado que se obtiene de la trituración de los
neumáticos, luego de la trituración, se tamiza el caucho granulado, utilizando el tamiz N°50, donde queda retenido nuestro
material principal que es el caucho granulado y finalmente con el tamiz N°20, obtenemos el polvillo. Luego, se realizaría el
pesado de estos dos componentes derivados. La validez de corrobora al usar instrumentos confiables y en buen estado para la
correcta recolección de datos avalado por el laboratorio asistido.
Figura 2. Caucho granulado retenido por el tamiz número 20.
Figura 3. Caucho fino retenido por el tamiz número 50.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
4 of 18
2.1.2. Resina de Poliuretano
La resina de poliuretano es un material polimérico de alto rendimiento, formado por la reacción entre un poliol y un
isocianato. Esta resina se caracteriza por su alta resistencia al desgaste, su capacidad de adherencia a diferentes superficies y
su flexibilidad, lo que la convierte en un excelente agente aglutinante en la fabricación de materiales compuestos para construcción (Barreiro, Corcuera & Eceiza, 2021). Además, su resistencia química a disolventes y a condiciones climáticas adversas (como la exposición a rayos UV y cambios de temperatura) hace que sea particularmente adecuada para aplicaciones en
exteriores, como pavimentos y recubrimientos de alto tráfico (Caballero 3D, 2021).
En la presente investigación, se utilizó resina de poliuretano como aglutinante para el caucho reciclado, con el objetivo de
mejorar la integridad estructural del adoquín y proporcionar mayor flexibilidad a la mezcla. La resina se empleó en forma
líquida y se combinó con el caucho granulado para formar una mezcla homogénea, que posteriormente fue vertida en moldes
para su curado y posterior análisis de las propiedades físico-mecánicas del material (Jones et al., 2015).
La resina de poliuretano también se destaca por su capacidad de formar uniones resistentes a impactos, lo que incrementa
la durabilidad de los adoquines en condiciones de carga y tráfico vehicular pesado. Además, su capacidad de expansión le
permite adaptarse a las variaciones térmicas y a los movimientos del terreno, factores que pueden afectar la estabilidad de los
pavimentos convencionales (Cabrera & Peñafiel, 2023).
Figura 5. Resina de poliuretano, parte A.
Figura 6. Resina de poliuretano, parte B.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
5 of 18
2.1.3.
Moldeado
Se requirió del uso de un molde de madera de 12 cm por 22 cm de exterior y con un acabo de interior 10 cm x 20 cm x 6
cm, con la base removible para el retiro del adoquín antes de su secado parcial, las paredes fueron cubiertas con una cinta
antiadherente. Con la finalidad de dar forma a nuestro bloque y tener varios bloques de una sola medida.
Figura7. Medidas del molde
2.2. Elaboración
La elaboración de los bloques de adoquines fue realizada siguiendo un proceso experimental controlado que garantizó la
uniformidad y las propiedades mecánicas deseadas en las muestras. Se calculó la cantidad de caucho a usar, tomando como
referencia un bloque de resina de poliuretano, el cual, al ser pesado con las dimensiones de nuestro molde, tendríamos el peso
base a trabajar y calcular los porcentajes de caucho a introducir. Peso de bloque en bruto de resina de poliuretano con medidas
del adoquín 990 gramos.
se realizó la recopilación de material, que es principalmente el caucho granulado que se obtiene de la trituración de los
neumáticos, luego de la trituración, se tamiza el caucho granulado, utilizando el tamiz N°20, donde queda retenido nuestro
material principal que es el caucho granulado y finalmente con el tamiz N°50, obtenemos el polvillo. Luego, se realizaría el
pesado de estos dos componentes derivados. La validez de corrobora al usar instrumentos confiables y en buen estado para la
correcta recolección de datos avalado por el laboratorio asistido.
Figura8. Desmoldamiento del adoquín
Figura9. Pesado del adoquín (990 gramos Aprox.)
Nuestros especímenes tendrán una variación en la proporción de sus componentes, siendo la diferencia entre el caucho
granulado, polvo de caucho y la resina. Una vez mezclados nuestros componentes, se traslada al molde de madera, cuyo
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
6 of 18
interior está recubierto con una capa antiadherente, sea una capa de plástico o líquido antiadherente para desmoldarlo fácilmente, y colocamos la tapa de madera para que quede uniforme. Lo dejamos secar durante al menos 2 horas o lo que indique
en la ficha técnica de la resina.
Pasadas las 2 horas, procedemos a retirar cuidadosamente el adoquín, dando pequeños golpes en el molde y empujando
sin mucha fuerza, hasta lograr retirarlo completamente y esperar al menos24 horas para que la resina alcance su resistencia
máxima. Se pulirán los detalles y medirían para que sean los que se indican en la norma y los que escogimos, se pesan
individualmente y se someterán en la prueba de compresión (ASTM C-39), la utilización de la prensa hidráulica permite
obtener datos precisos sobre la resistencia de los materiales. Con el propósito de evaluar los resultados obtenidos en las
pruebas de consistencia y compresión de los adoquines en el laboratorio, se empleó una prensa hidráulica. Finalmente, se
identificaría el grupo de mezcla óptimo y su resultado más efectivo para ser validado.
Figura 9. Adoquín listo
2.3. Metología
El grupo de estudio X1 se conformará de adoquines de tipo I convencionales, con las mismas dimensiones que los nuestros,
ya que solo se evaluó su resistencia a la compresión, el cual es objeto de estudio en este informe, y al tratarse de otro material
no habría punto de comparación en sus demás características.
Teniendo en cuenta que el adoquín convencional con las medidas y uso que estamos partiendo (TIPO I), pesa alrededor
de 2600 gramos, debido a su composición de concreto común, y por lógica la baja densidad del caucho, así como la resina
hace que los bloques resultantes tengan un menor peso.
Se calculó la cantidad de los componentes a base del peso del bloque de resina en bruto y sus porcentajes en cada grupo:
Peso de Adoquín de resina= 990 gramos. Se usa el peso base del adoquín de resina para calcular la proporción de los demás
componentes por porcentajes: Caucho grueso% x 990 gramos + Caucho fino% x 990 gramos + Resina de poliuretano% x 990
gramos.
2.3.1. Grupo de estudio X1
Componente
Cemento Portland
Arena fina
Grava o árido grueso
Agua
Tabla 1 Materiales Grupo X1
Proporción estimada (% en peso)
Observaciones
10 – 15%
Generalmente tipo I o IP
30 – 40%
Arena lavada, sin materia orgánica
35 – 45%
Piedra triturada, tamaño máximo 10 mm
6 – 10%
Relación agua/cemento entre 0.35 y 0.50 aprox.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
7 of 18
Se tienen los componentes básicos usados en la elaboración de adoquines convencionales de tipo I, en este caso basándonos en la ficha técnica del proveedor el cual no indica que el peso del adoquín es de 2.6 kg. Este será el grupo patrón, ya que
es de uso comercial y cumple con las especificaciones en la norma, y será usado como contraste frente a las demás muestras
elaboradas.
2.3.2. Grupo de estudio X2
Material
Caucho granulado
Caucho fino
Resina poliuretano
Tabla 2 Materiales Grupo X2
Porcentaje
Cantidad usada en un
adoquín
30%
297.5 g
25%
247.5 g
45%
445.5 g
Cantidad usada en 12 adoquines
4 kilos
3 kilos
5.4 kilos
En el grupo de estudio 2 el cual consta ya de las muestras elaboradas, usamos la fórmula de proporción para calcular la
cantidad a usar en los adoquines por unidad y en total de la docena. Este grupo en particular tiene una proporción en más
cantidad de caucho siendo el 55% (Tomando de base el peso del bloque de resina) en total y de resina 45% usados en cada
adoquín elaborado.
2.3.3. Grupo de estudio X3
Tabla 3 Materiales Grupo X3
Material
Porcentaje
caucho granulado
caucho fino
resina poliuretano
45%
25%
30%
Cantidad usada en un
adoquín
396 g
247.5 g
297 g
Cantidad usada en 12 adoquines
5 kilos
3 kilos
3.6 kilos
En el grupo de estudio 3 las muestras elaboradas van aumentando progresivamente la proporción de caucho y reduciendo
la resina significativamente para analizar la relación de este cambio y obtener un resultado variable para cumplir con lo
establecido en la norma, teniendo en cuenta la resistencia a la compresión que se tiene estipulado y con lo hallado en el grupo
patrón.
2.3.4. Grupo de estudio X4
Tabla 4 Materiales Grupo 4
Material
Porcentaje
caucho granulado
caucho fino
resina poliuretano
70%
15%
15%
Cantidad usada en un
adoquín
693 g
148.5 g
148.5 g
Cantidad usada en 12 adoquines
8.3 kilos
1.8 Kilos
1.8 kilos
En el último grupo de muestras se redujo el uso de resina a la misma cantidad en peso del caucho fino que es el 15%
quedando en su cantidad mínima usada en esta investigación a comparación de las demás muestras, se previó que sería la que
menos capacidad de resistencia a la compresión tenga ya que los bloques elaborados de este grupo tenían poca adherencia
entre el caucho, por el poco uso de la resina de poliuretano, siendo menos estable estructuralmente.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
8 of 18
La investigación demostró que los adoquines tipo I fabricados con resina de poliuretano y caucho reciclado presentan un
comportamiento mecánico altamente dependiente de la proporción de sus componentes. El grupo con 45 % de resina y 55 %
de caucho (X2) alcanzó una resistencia promedio de 388 kg/cm², superando los estándares establecidos en la NTP 399.611,
sin fracturas visibles y con alta elasticidad estructural. En contraste, la mezcla con menor cantidad de resina (15 %) mostró
resultados muy bajos (15.95 kg/cm²), volviéndose inviable para su uso como adoquín. A diferencia de estudios previos que
usaban caucho como agregado en concreto, esta propuesta elimina el cemento, logrando una mayor incorporación de caucho
con resultados positivos. El análisis estadístico ANOVA y la prueba de Tukey confirmaron diferencias significativas entre los
grupos, consolidando la mezcla X2 como la más eficaz en términos de resistencia y comportamiento estructural.
3.
Resultados experimentales y análisis
3.1. Resistencia a la compresión
Se realizaron los ensayos de compresión para los distintos grupos de muestras.
Figura 10. Grupos de adoquines a ensayar
3.1.1.
Figura 11. Ensayo de compresión
Resistencia a la compresión del adoquín patrón base de concreto X1
Este grupo tuvo una resistencia de comportamiento casi lineal, teniendo una baja en la primera muestra con respecto a las
demás, que se mantuvieron entre el margen de 219 a 2240. Esto nos indicaría que la muestra de concreto común tiene un buen
comportamiento frente a la prueba sometida teniendo como tope 84 842 kilogramos que se registró para este grupo.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
9 of 18
Figura 12 Resultados de resistencia a la compresión grupo patrón (Kg/cm2)
RESULTADOS DE RESISTENCIA A LA
COMPRENSIÓN GRUPO PATRÓN (KG/CM2)
KG/CM2
425
424.21
420
421.165
419.735
415
421.45
410
405
408.565
0
1
2
3
4
5
MUESTRAS
Resistencia a la Comprension (Kg/cm2)
La norma técnica peruana nos indica que en un promedio de 3 adoquines la resistencia a la compresión tiene que pasar los
320 kg/cm2, y en forma individual el mínimo resultado fue de 408 kg/cm2 siendo aun así mayor a lo establecido en dicha
norma lo que nos indica que estos adoquines comerciales cumplen adecuadamente con dicho aspecto.
Figura 13 Resistencia a la compresión X1 en subgrupos
SUBGRUPOS DE 3 EN GRUPO PATRÓN
kg/cm2
430
424.21
421.17
420
410
408.56
400
1
Muestras agrupadas en 3
(NTP 339.611)
3.1.2.
Resistencia a la compresión del grupo X2
La muestra con mayor resistencia es la número 1, con 426.16 Kg/cm², destacándose claramente del resto. Otras muestras
también presentan valores altos, como la 2, 6, 7, 10 y 11, con resistencias cercanas o superiores a 396 Kg/cm². En general,
aunque el grupo X2 tiene una resistencia promedio menor al grupo X1, también presenta mayor variabilidad entre muestras,
lo que podría indicar un factor externo en el proceso de fabricación o en la composición de los adoquines. Este factor afectaría
a su resistencia uniforme que, aunque sea alta su variación indicaría factores adicionales.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
10 of 18
RESISTENCIA A LA COMPRENSIÓN GRUPO X2 (KG/CM2)
430
420
426.16
KG/CM2
410
400
398.77
390
399.62
398.77
396.7
396.78
390.76
380
384.44 385.04
370
381.01
372.73 370.96
360
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
MUSETRAS
Resistencia a la Comprension (Kg/cm2)
Figura 14 Resistencia a la compresión Grupo X2
En general los adoquines de esta composición de caucho y resina de poliuretano demostraron tener la capacidad optima de
resistencia a la compresión teniendo un poque elevado sobrepasando a la muestra de concreto lo cual puede ser punto de
observación aparte, las demás muestras se mantienen en un margen bueno de 370 a 399 Kg/cm².
SUBGRUPOS DE 3 EN X2
440
kg/cm2
420
400
426.15
398.77
390.76396.69
372.73
380
398.77
384.44385.04
399.62396.78
381.01
3
4
370.96
360
340
1
2
Muestras agrupadas en 3
(NTP 339.611)
Figura 15 Resistencia a la compresión X2 en subgrupos
3.1.3.
Resistencia a la compresión del grupo X3
Las doce muestras del grupo X3 en general, la resistencia a la compresión varía de manera bastante uniforme, con la
mayoría de los valores concentrados entre 312 y 314 Kg/cm², lo que indica una buena consistencia. Sin embargo, dos muestras
se desvían notablemente de este patrón: la primera muestra tiene una resistencia de 325.64 Kg/cm², y la cuarta muestra tiene
321.94 Kg/cm², valores considerablemente más altos que el resto de las muestras.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
11 of 18
KG/CM2
RESISTENCIA A LA COMPRENSION GRUPO X3
(KG/CM2)
328
326
324
322
320
318
316
314
312
310
325.64
321.94
314.8
312.69 312.9
0
1
2
3
312.78
4
5
313.65
313.4
6
311.8 311.63 312.27
312.13
7
8
9
10
11
12
MUESTRAS
Resistencia a la Comprension (Kg/cm2)
Figura 16 Resistencia a la compresión X2 en subgrupos
Se puede observar como este grupo de adoquines cumple de buena manera el alcanzar o pasar lo indicado en la norma de
290 kg/cm2 por unidad para adoquines de tipo I, siendo muestra que tiene buena capacidad de resistencia a la compresión aún
por debajo del anterior grupo de adoquines.
kg/cm2
SUBGRUPOS DE 3 EN X3
330
325
320
315
310
305
300
325.64
321.94
312.69 312.9
1
314.8
312.77
313.4 312.13313.65
311.8 311.63312.27
3
4
2
Muestras agrupadas en 3
(NTP 339.611)
Figura 17 Resistencia a la compresión X3 en subgrupos
3.1.4 Resistencia a la compresión del grupo X4
Los resultados reflejan una resistencia significativamente baja en comparación con los grupos X1; X2 y X3 con una caída
abismal. La mayoría de las muestras presentan valores muy similares, que oscilan entre 15.06 y 16.21 Kg/cm², indicándonos
mayor uniformidad en los resultados. Aunque este grupo de tener una resistencia a la compresión baja pero constante, lo que
nos indica que la proporción usada en este grupo no es adecuada para soportar grandes cargas.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
12 of 18
KG/CM2
RESISTENCIA A LA COMPRENSION GRUPO X4
(KG/CM2)
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
18.62
15.83
15.17 15.06 15.21 15.45 15.52
0
1
2
3
4
5
6
7
15.9
16.03 16.21 15.52 15.83
8
9
10
11
12
MUESTRAS
Resistencia a la Comprension (Kg/cm2)
Figura 18 Resistencia a la compresión grupo X4
Notamos que en las muestras el máximo valor alcanzado en las pruebas de laboratorio es 18.61 kg/cm2 siendo muy por
debajo a lo requerido y con un valor mínimo de 15.06 kg/cm2, siendo todas las muestras de este grupo incapaces de cumplir
con lo requerido en cuanto a resistencia a la compresión para adoquines de tipo I según la NTP 399. 611. Los datos son realmente
mínimos, no alcanzan los datos estipulados en la norma referidos a resistencia a la compresión siendo todas las muestras incapaces de
cumplir el promedio de 3 en 320 kg/cm2 y de manera individual a 290 kg/cm2.
SUBGRUPOS DE 3 EN X4
kg/cm2
20
18.61
15.2 15.83 16.2
15.83 15.45 15.9 16.36
15.06 15.51 16.02 16.34
2
3
15
10
5
0
1
Muestras agrupadas en 3
(NTP 339.611)
Figura 19 Resistencia a la compresión X4 en subgrupos
3.2 Análisis
Los grupos compuestos de resina de poliuretano y caucho (Granulado y fino), mostraron un descenso en su resistencia a la
compresión como era de esperarse, sin embargo, un grupo es el que tuvo un mejor desempeño tanto en su capacidad de
soportar la carga sometida, siendo el grupo X2 con una relación mayor de caucho que de resina de poliuretano con una
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
13 of 18
diferencia de 10% de diferencia de ambos materiales, considerando también que los porcentajes son equivalentes a su peso,
ya que su volumen es diferente, es decir se tomó como indicador el peso sobre la masa del material, además de mantener su
forma inicial de forma parcial como ya se mencionó antes esto por propiedad elástica que aporta el caucho que fue agregado
inicialmente en un 45% y reducido en 15% en relación al resto de los grupos siguientes.
Figura 20 Muestra X1; X2; X3 y X4
Los resultados obtenidos muestran una disminución progresiva en la resistencia a compresión entre los distintos grupos
evaluados, tomando como referencia el Grupo X1 (Patrón), que presentó el mayor valor de resistencia con 419.03 kg/cm
representando las condiciones óptimas para la norma NTP 399.611 con respecto a la resistencia a la compresión. Es importante
mencionar también que a pesar de tener buen desempeño en el grupo X2, se necesitan más observaciones por las variaciones
en sus resultados, que siendo optimas, no son constantes o dentro de un rango fijo en varias muestras sometidas a la prueba
de compresión.
Promedio Resistencia (kg/cm²)
PROMEDIO RESISTENCIA (KG/CM²)
450.00
400.00
350.00
300.00
250.00
200.00
150.00
100.00
50.00
0.00
Promedio Resistencia (kg/cm²)
X1
X2
X3
X4
419.03
391.81
314.64
15.97
GRUPO
Figura 21. Promedio de resistencias
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
14 of 18
En comparación, el Grupo X2 muestra una resistencia de 391.81 kg/cm², lo que equivale a una disminución del 6.5%
respecto al patrón. Esta diferencia es relativamente baja, lo que nos indica que el Grupo X2 conserva propiedades mecánicas
similares a las del patrón en respecto a la resistencia requerida. El Grupo X3 evidencia una resistencia notablemente menor,
con 314.64 kg/cm², lo que representa una disminución del 24.92% respecto a X1. Esta caída ya implica una pérdida significativa de capacidad estructural, lo cual podría atribuirse a la reducción de la resina del 15% ya que esta aporta la unión del
material y su dureza propia. Finalmente, el Grupo X4 muestra una resistencia drásticamente reducida de apenas 15.97 kg/cm²
en promedio, lo que corresponde a una disminución del 96.19% respecto al patrón. Esta caída extrema indica un desempeño
inadecuado desde el punto de vista mecánico incumpliendo con lo requerido en la NTP 399.611.
% Reducción de resistencia respecto al Grupo patrón (X1)
150%
100%
50%
0%
-50%
-100%
-150%
100%
1
2
3
-96.18%
4
% Disminución respecto a X1
100%
-6.49%
-24.91%
-96.18%
-6.49%
-24.91%
Grupos
Figura 22. % de Reducción de resistencias respecto al grupo patrón
CARGA SOPORTADA (KG/CM2)
Relación entre Reducción de Espesor y Carga Promedio en Adoquines: Se representó la relación entre la carga máxima
soportada por cada grupo (X1 a X4) y la reducción de espesor sufrida durante la prueba de compresión. Todos los adoquines tenían un espesor inicial de 6 cm. Los resultados indicaron una tendencia inversa entre carga soportada y grado de
asentamiento: a mayor deformación vertical, menor capacidad de carga.
450
425
400
375
350
325
300
275
250
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
419.03
388.89
G1
G2
311.96
G3
G4
15.96
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
REDUCCIÓN EN CM
4
4.5
5
5.5
6
Reducción de Espesor en los grupos de adoquines adoquines (GX)
Figura 23 Reducción de Espesor en los grupos de adoquines (GX)
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
15 of 18
El grupo G1 (concreto) soportó la mayor carga (419.03 kg/cm²) sin experimentar asentamiento, pero su comportamiento fue frágil y carente de elasticidad teniendo sentido por su composición. En contraste, los grupos G2 y G3 mostraron un comportamiento flexible: aunque se deformaron parcialmente (1.5 cm y 3 cm, respectivamente), conservaron una
alta capacidad de carga (388.89 y 311.96 kg/cm²) y recuperaron al menos el 50 % del espesor perdido tras el ensayo. Este
fenómeno se atribuyó a la presencia de caucho granulado, cuya naturaleza elástica permitió la absorción de energía sin
fractura inmediata.
El grupo G4, por su parte, presentó el mayor asentamiento (5.5 cm) y la menor capacidad de carga (15.96 kg/cm²),
además de no mostrar recuperación posterior ni cohesión estructural, evidenciando que una formulación desequilibrada
con exceso de caucho o deficiencia de resina comprometió completamente su integridad.
El caucho reciclado generó un comportamiento mecánico distintivo frente al concreto: mayor flexibilidad, capacidad
de deformación controlada y, en ciertos casos, resiliencia estructural. No obstante, estos beneficios dependieron del equilibrio adecuado en la composición de la mezcla, siendo clave alcanzar una relación entre resistencia y flexibilidad que
asegure la viabilidad técnica del adoquín.
Grupo
Material
Carga soportada
(kg/cm²)
Reducción de
espesor (cm)
Recuperación
parcial
Comportamiento post-carga
G1
Concreto tradicional
419.03
0
No
Fractura inmediata, sin
deformación previa
G2
Caucho + Resina PU
(óptima)
388.89
1.5
Sí (≥50 %)
Deformación moderada con
recuperación elástica
G3
Caucho + Resina PU
(intermedia)
311.96
3
Sí (≥50 %)
Deformación mayor, retorno
parcial evidente
G4
Caucho + Resina PU
(desequilibrada)
15.96
5.5
No
Desintegración del material,
pérdida estructural
Tabla 5 Relación entre Reducción de Espesor y Carga Promedio en Adoquines
El desempeño observado estuvo fuertemente influenciado por la flexibilidad inherente del caucho granulado, un material conocido por su capacidad de deformarse y recuperar forma. Los adoquines G2 y G3, al estar formulados con
proporciones equilibradas de caucho y resina PU, presentaron un asentamiento visible durante la carga, pero también una
recuperación parcial de su espesor después del ensayo. Este fenómeno es atribuible a la memoria elástica del caucho, que
le permite absorber energía mecánica sin provocar ruptura inmediata (Vázquez. 2020). Por otro lado, el grupo G4, con
un asentamiento excesivo y sin capacidad de recuperación, reflejó una mezcla inadecuada ya que este grupo es el que
menos resina de poliuretano cuenta, siendo este su componente de unión. El resultado fue un colapso estructural con
desmenuzamiento superficial tras la compresión, evidenciando que la flexibilidad no siempre es favorable si no va acompañada de cohesión y balance mecánico. El grupo G1, compuesto de concreto, no presentó deformación (asentamiento =
0 cm), pero cedió de manera frágil ante esfuerzos críticos. Esto resalta un contraste fundamental: los adoquines reciclados
bien formulados no solo resistieron cargas similares, sino que ofrecieron una deformación previa al fallo, lo cual representa una ventaja en términos de seguridad estructural y resistencia ante cargas dinámicas o impactos repetidos.
Prueba de hipótesis: En la investigación se evaluó la resistencia a la compresión de grupos de muestras con distintas
proporciones de caucho reciclado y resina de poliuretano, independientemente del primer grupo que se usó como muestra
ideal a alcanzar, se aplicó el análisis de varianza.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
16 of 18
Tabla 6 Grupos experimentales
Grupos
Cuenta
Suma
Promedio
Varianza
X2
12
4701.74
391.811667
218.461452
X3
12
3775.63
314.635833
19.6514083
X4
12
190.35
15.8625
0.88274773
Tabla 7 Análisis de varianza
Origen de las
variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de
los cuadrados
F
Probabilidad
Valor crítico
para F
Entre grupos
946237.56
2
473118.78
5938.8386
6.35E-43
3.28491765
Dentro de los
grupos
2628.95168
33
79.6652025
Total
948866.511
35
Hipótesis
Ho: Las medias poblacionales son iguales, no hay aporte significativo de la mezcla en la resistencia.
H1: Las medias poblacionales no son iguales, por ende, hay influencia significativa de los materiales en la resistencia entre
los grupos experimentales.
Regla de decisión:
P valor
Rechazar Ho si p < α
p=6.34641557452101E-43
α =0.05
P< α
El valor p es prácticamente cero (6.35 × 10⁻⁴³), muy por debajo del nivel de significancia establecido (α = 0.05), lo que
confirma una evidencia extremadamente fuerte para rechazar la hipótesis nula y dar más peso a la hipótesis planteada.
Valor Crítico
Rechazar Ho si F>Fc
Fc=3.28
F= 5938.83
F>Fc
El valor de F calculado (5938.84) es extraordinariamente superior al F crítico de tabla (3.28), lo que significa que las
diferencias entre los grupos no se deben al azar y hay diferencias significativas en sus resultados debido a otros factores
importantes, dado este caso, sus componentes.
El valor de F obtenido fue de 5938.84, muy superior al F crítico (3.28), con un valor de p de 6.35 × 10⁻⁴³, lo que permite
rechazar con confianza la hipótesis nula de igualdad entre medias, por tanto, existen diferencias estadísticamente significativas en la resistencia entre al menos dos grupos de adoquines. Este resultado nos indica que el tipo de mezcla tiene un
efecto significativo sobre la resistencia del adoquín.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
17 of 18
4.
Conclusiones y comentarios
1.
Se ha comprobado la viabilidad técnica para fabricar adoquines tipo I utilizando exclusivamente caucho reciclado
y resina de poliuretano. El estudio demostró que, mediante una dosificación adecuada, es posible alcanzar resistencias a la compresión aceptables, perfilando a estos materiales como una alternativa sostenible para pavimentos
de bajo tránsito.
2.
Para llegar a esta conclusión, se elaboraron satisfactoriamente tres grupos de adoquines experimentales y uno de
control (concreto convencional). De estos, el grupo con una dosificación del 45 % de resina de poliuretano, 30 %
de caucho granulado y 25 % de caucho fino (denominado X2) fue el que presentó el mejor comportamiento
mecánico. Este resultado subraya la importancia crítica de la proporción de los componentes para asegurar la
cohesión estructural y la resistencia del producto final. De hecho, los adoquines con un alto contenido de resina,
como el grupo X2, cumplieron con los requisitos de la Norma Técnica Peruana (NTP) 399.611, alcanzando una
resistencia promedio de 388.89 kg/cm², un valor competitivo frente a los 419.03 kg/cm² del adoquín de concreto.
En contraste, las muestras donde la resina se redujo al 15 % no superaron los mínimos de resistencia, sufriendo
fracturas y deformaciones.
3.
Basado en estos hallazgos, se recomienda priorizar la mezcla del grupo X2 como una formulación estándar preliminar para la producción de adoquines ecológicos. Sin embargo, dado que este grupo presentó cierta variabilidad
en sus resultados, es fundamental realizar un análisis de los agentes externos que pudieron influir en dicha dispersión para garantizar la estabilidad del producto. Se sugiere también realizar ajustes finos en el contenido de resina
para optimizar la relación entre cohesión y costo final.
4.
Considerando que los adoquines de caucho reciclado, si bien tienen una resistencia a la compresión ligeramente
inferior, exhiben un comportamiento elástico notable, se recomienda su aplicación en áreas de tránsito peatonal,
ciclovías, veredas, y zonas recreativas o verdes. En estos espacios, la capacidad de absorción de impacto y la
durabilidad superficial son más valoradas que la resistencia a cargas vehiculares pesadas.
5.
Finalmente, para consolidar el desarrollo de este producto y comprender su potencial completo, se recomienda
ampliar la investigación. Es fundamental llevar a cabo estudios adicionales para perfilar en detalle sus demás
propiedades mecánicas y físicas, como la resistencia a la flexión, la abrasión, el desgaste y la absorción de agua.
De forma paralela, es crucial evaluar su comportamiento bajo cargas dinámicas e impactos repetitivos. Asimismo,
se debe explorar el uso de resinas biodegradables o de base biológica para mejorar su perfil ambiental y, por
último, analizar su durabilidad a largo plazo en condiciones climáticas extremas (humedad y altas temperaturas)
para definir con precisión su ciclo de vida.
Fondos: La investigación fue financiada por los autores.
Agradecimientos: Los autores desean expresar su agradecimiento al personal técnico, profesional y humano de la Facultad
de Ingeniería Civil de la Universidad Cesar Vallejo y la dirección de Investigación por el apoyo financiero para la publicación
de este artículo. Y también a N&Z CIA. INGENIERIA GEOTECNICA E.I.R.L., quienes brindaron un apoyo en la ejecución
de esta investigación en prestación de servicios de ambientes de laboratorios y máquinas para los ensayos.
Conflictos de intereses: Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000
18 of 18
Referecias:
Akcay, C., & Manisali, E. (2018). Fuzzy decision support model for the selection of contractor in construction works. Revista de la Construcción. Journal of
Construction, 17(2), 258-266.
Barreiro, F., Corcuera, M.A., y Eceiza, A., 2021. Advances in waterborne polyurethane and polyurethane-urea dispersions and their eco-friendly derivatives.
https://doi.org/10.3390/polym13030418
Caballero 3D. (2021). Resina de Poliuretano | ¿Qué es y para qué sirve?. Disponible en: https://caballero3d.com/que-es-la-resina-de-poliuretano/
Cabrera, K., y Peñafiel, D., 2023. Diseño de hormigón sustentable con fibras de caucho de neumáticos fuera de uso con una resistencia de 24 MPA. [en
línea]. Disponible en: https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/25481/4/UPS-CT010674.pdf
Fioriti, et al., 2020. Bloques de mampostería de hormigón liviano fabricados con caucho de neumáticos y metacaolín. [en línea]. Disponible en:
https://www.scielo.cl/pdf/ric/v35n3/0718-5073-ric-35-03-295.pdf
Hasselerharm, P. R., 2024. Las ruedas de los coches, grandes emisoras de microplásticos. The Conversation, [en línea] 22 de julio. Disponible en:
https://theconversation.com/las-ruedas-de-los-coches-grandes-emisoras-de-microplasticos-233479
Instituto Nacional de Estadística e Informática, 2023. Movimiento de vehículos a nivel nacional aumentó 4,5% en noviembre de 2021. Gob.pe, [en línea].
Disponible en: https://www.gob.pe/institucion/inei/noticias/579117-movimiento-de-vehiculos-a-nivel-nacional-aumento-4-5-en-noviembre-de2021
Jones, P. A., Smith, R. L., y Brown, K. A., 2015. Caucho reciclado en concreto: Una revisión. Construction and Building Materials, 76, 68-74.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.01.091
Manrique Cárdenas, M. C. y Manrique Sánchez, S. C. F. 2021. Elaboración de adoquines de concreto ecológico con adición de caucho y acero reciclado,
para pavimentos de tránsito ligero. Tesis de licenciatura, Universidad César Vallejo. Disponible en: https://repositorio.ucv.edu.pe/handle/20.500.12692/86206
Ministerio del Ambiente (MINAM), 2021. Decreto Supremo n.° 024-2021-MINAM: Régimen Especial de Gestión y Manejo de Neumáticos Fuera de Uso.
Plataforma del Estado Peruano. Disponible en: https://www.gob.pe/institucion/minam/normas-legales/2039546-024-2021-minam
Ministerio del Ambiente. 2021. Promueven manejo adecuado de neumáticos fuera de uso para proteger a la población. [en línea] Agencia Peruana de Noticias
Andina. Disponible en: https://andina.pe/agencia/noticia-promueven-manejo-adecuado-neumaticos-fuera-uso-para-proteger-a-poblacion855929.aspx
Vidal, J., y Huamantupa, Y., 2021. Influencia de la incorporación de caucho reciclado en el concreto estructural y su respuesta sísmica hipotética. [en línea].
Disponible en: https://usmp.edu.pe/fia/wp-content/uploads/2022/12/2347-8330-1-RV-Jesus_Vidal-Quispe_Justo.pdf
Copyright (c) 2025 Author., Co-Author, Co-Author. This work is licensed under a Creative Commons AttributionNoncommercial-No Derivatives 4.0 International License.
Revista de la Construcción 2025, 21(1) 000-000; https://doi.org/10.7764/RDLC.24.1.000
www.revistadelaconstruccion.uc.cl
Pontificia Universidad Católica de Chile