Evaluación de las características físico-mecánicas de adoquines compuestos por plástico polipropileno como alternativa a los adoquines convencionales
La gestión de residuos plásticos se ha convertido en un desafío global, siendo crucial encontrar métodos sostenibles para su manejo. En este contexto, la propuesta de fabricar adoquines a partir de plástico de polipropileno reciclado se presenta como una solución innovadora en el ámbito de la constr...
- Autores:
-
Ávila Sandoval, Angelly Xiomara
Cortés Garzón, María Gabriela
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2025
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/5408
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/5408
- Palabra clave:
- Adoquines convencionales
Adoquines convencionales - Características físico-mecánicas
Residuos plásticos
Polipropileno
Adoquines sostenibles
Propiedades mecánicas
Plastic waste
Polypropylene
Sustainable paving blocks
Mechanical properties
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La gestión de residuos plásticos se ha convertido en un desafío global, siendo crucial encontrar métodos sostenibles para su manejo. En este contexto, la propuesta de fabricar adoquines a partir de plástico de polipropileno reciclado se presenta como una solución innovadora en el ámbito de la construcción. Este proyecto tiene como objetivo evaluar la viabilidad de estos adoquines como alternativa sostenible a los convencionales, analizando sus propiedades mecánicas, durabilidad y el impacto ambiental asociado a su producción. Se realizarán pruebas para determinar la resistencia a la compresión y flexión, así como la absorción de agua, siguiendo las normas técnicas pertinentes. Además, se considerará la viabilidad económica y el ciclo de vida del producto, buscando reducir la cantidad de residuos plásticos y promover prácticas más ecológicas en la industria de la construcción. La metodología se desarrollará en seis pasos que incluyen la recolección y preparación del material, la elaboración de moldes, el curado de los adoquines y la realización de ensayos mecánicos. Los resultados esperados indican que los adoquines de polipropileno reciclado no solo cumplen con los estándares de resistencia, sino que también ofrecen ventajas económicas y ambientales, contribuyendo así a la sostenibilidad en la construcción. |
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Ávila Sandoval, A. X., & Cortés Garzón, M. G. (2025). Evaluación de las características físico-mecánicas de adoquines compuestos por plástico polipropileno como alternativa a los adoquines convencionales. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5408 |
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Arias Rodriguez, K. M., & Vargas Forero, L. (2023). Caracterización de adoquines elaborados a partir de plástico reciclado. Acosta Chaparro, S. A., Espinosa Castañeda, N., & Ramos Camargo, J. D. M. (2023). Tejas en polipropileno de alta densidad. Alonzo, A. L., Andrade, I. A. S., Picón, G. A. P., Terrel, W. L. P., Villa, L. V. V., & López, R. E. A. (2022). Análisis computacional para determinar la durabilidad de adoquines peatonales fabricados con mezcla de plástico polipropileno reciclado y semilla entera de Mauritia flexuosa L. f.(aguaje). Serie Científica de la Universidad de las Ciencias Informáticas, 15(6), 244-260. Arce, A. S. S. R., Catpo, L. R. G., Santamaría, M. D. C. F., Calvay, N. G. C., & Pérez, S. P. M. (2021). Adiciones de fibras de acero para mejorar las propiedades mecánicas del concreto: una revisión literaria. Epistemia Revista Científica, 5(1). Castillo Piscoya, G. E., Chavarry Koosi, J. C., Peralta Panta, J. K., & Muñoz Pérez, S. P. (2021). Uso de residuos agroindustriales en las propiedades mecánicas del concreto: Una revisión literaria. Cuno Zapana, M. A., & Quispe Sullca, A. M. (2023). Análisis comparativo de las propiedades físico-mecánicas de un adoquín tipo I con sustitución de PET triturado reciclado en porcentajes de 15%, 25% y 35%, respecto a un adoquín patrón, Cusco 2023. Mamani, L. F. C. (2024). Desarrollo de Adoquines Ecológicos con Vidrio Reciclado bajo Normativa NTP 399.611 para Uso en Pavimentos Peatonales. Revista Veritas de Difusão Científica, 5(3), 1241-1262. Martínez Mayancela, J. R. (2016). Análisis comparativo de la resistencia a compresión entre un adoquin convencional y adoquines preparados con diferentes fibras: Sintética (polipropileno), orgánica (estopa de coco), inorgánica (vidrio) (Bachelor's thesis, Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Carrera de Ingeniería Civil). Meza Puchoc, L., & Navarro Lazo, K. G. (2023). Diseño con plástico reciclado adicionando piedra chancada variable para elaboración de adoquines de pavimento, 2022. Naranjo Avilés, M. S. (2023). Determinación de la cinética de pirólisis del polipropileno (PP) y polietileno de alta densidad (HDPE) mediante el uso de análisis termogravimétrico y algoritmos genéticos Olarte, J. V., & Bayuelo, A. M. (2023). Uso de tecnología IR para caracterización de mezclas de polipropileno y polietileno de alta densidad para materiales posconsumo. Teknos Revista Científica, 23(1), 35-43. Portilla Jiménez, J. G. (2022). Análisis del Marco Normativo de Economía Circular en Ecuador orientado al sector de los plásticos. FIGEMPA: Investigación y Desarrollo, 13(1), 38-47. Rey Angulo, E. D. (2018). Propiedades físico–mecánicas de adoquines con polipropileno y caucho al 10% y 15% de reemplazo del agregado grueso, para su utilización en tránsito liviano en pavimentos articulados. Romainville Alvarez, C., & Santos Pilares, G. L. (2024). Análisis de la resistencia a la compresión y flexión en adoquines de polipropileno y arena, como alternativa tecnológica, para pavimentos de tránsito peatonal, en la región del Cusco, 2022. Salvi, S., Mantute, K., Sabale, R., Lande, S., & Kadlag, A. (2021). A study of waste plastic used in paving block. International Journal of Creative Research Thoughts, 9(1), 2320-2882. Susila, I. M., Suardana, N. P. G., Kencanawati, C. I. P. K., Thanaya, I. N. A., & Adnyana, I. W. B. (2019, June). The effect of composition of plastic waste low density polyethylene (LDPE) with sand to pressure strength and density of sand/ldpe composites. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 539, No. 1, p. 012043). IOP Publishing. |
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Se realizarán pruebas para determinar la resistencia a la compresión y flexión, así como la absorción de agua, siguiendo las normas técnicas pertinentes. Además, se considerará la viabilidad económica y el ciclo de vida del producto, buscando reducir la cantidad de residuos plásticos y promover prácticas más ecológicas en la industria de la construcción. La metodología se desarrollará en seis pasos que incluyen la recolección y preparación del material, la elaboración de moldes, el curado de los adoquines y la realización de ensayos mecánicos. Los resultados esperados indican que los adoquines de polipropileno reciclado no solo cumplen con los estándares de resistencia, sino que también ofrecen ventajas económicas y ambientales, contribuyendo así a la sostenibilidad en la construcción.The management of plastic waste has become a global challenge, making it crucial to find sustainable methods for its handling. In this context, the proposal to manufacture paving blocks from recycled polypropylene plastic emerges as an innovative solution in the construction field. This project aims to evaluate the feasibility of these blocks as a sustainable alternative to conventional ones by analyzing their mechanical properties, durability, and the environmental impact associated with their production. Tests will be conducted to determine compressive and flexural strength, as well as water absorption, following the relevant technical standards. In addition, the economic viability and life cycle of the product will be considered, with the goal of reducing the amount of plastic waste and promoting more eco-friendly practices in the construction industry. The methodology will be developed in six steps, including the collection and preparation of the material, mold fabrication, curing of the blocks, and mechanical testing. The expected results indicate that recycled polypropylene blocks not only meet strength standards but also offer economic and environmental advantages, thus contributing to sustainability in construction.PregradoIngeniera CiviIntroducción.....13 Capítulo 1:.....15 1.1. Planteamiento del problema y Justificación.....15 1.2. Marco de Referencia.....17 Capítulo 2:.....19 2.1. Residuos plásticos.....19 2.2. Polipropileno de alta densidad.....20 2.3. Adoquines sostenibles.....21 2.4. Propiedades mecánicas.....21 Capítulo 3:.....23 3.1. Objetivos.....23 3.1.1. Objetivo General.....23 3.1.2. Objetivo específico.....23 3.2. Planteamiento metodológico.....24 Paso 1: Obtención y Preparación del Polipropileno Reciclado.....24 Paso 2: Elaboración de Moldes y Preparación de la Mezcla.....24 Paso 3: Curado de los Adoquines.....24 Paso 4: Ensayos Mecánicos.....24 3.3. Referencias metodológicas.....25 3.3.1. Clasificación SEGÚN LA NORMA ICONTEC 2007.....25 3.3.2. Elaboración de ensayos.....25 3.3.3. Encofrado.....25 3.3.4. Elaboración de adoquines.....26 3.4. Obtención y uso de materias primas.....26 3.5.Diseño de mezclas.....27 3.6. Proceso constructivo.....30 3.6.1.Preparación de materiales.....30 3.6.2.Pesado de materiales.....31 3.6.3.Engrasado de moldes.....31 3.6.4.Mezclado de materiales.....31 3.6.5.Fundición de adoquines.....31 3.6.6.Fraguado de adoquines.....31 3.6.7.Clasificación de adoquines:.....32 3.7. Ensayos de caracterización.....32 A. Ensayo granulométrico de la arena.....33 3.7.1. Ecuación 1: Porcentaje retenido (%R).....33 3.7.2. Ecuación 2: Porcentaje retenido acumulado (%RA).....33 3.7.3. Ecuación 3: Porcentaje pasa (%P).....33 3.7.4. Ecuación 4: Porcentaje de gravas.....33 3.7.5. Ecuación 5: Porcentaje de finos.....34 3.7.6. Ecuación 6: Porcentaje de arenas.....34 3.7.6: Ecuación 7: Coeficiente de uniformidad.....34 3.7.8. Ecuación 8: Coeficiente de curvatura.....34 3.7.9. Ecuación 9: Módulo de finura.....34 B. Ensayo densidad aparente de la arena.....35 3.7.10. Ecuación 10: Densidad aparente del agregado fino.....35 C. Ensayo contenido de materia orgánica en la arena.....36 3.7.11. Ecuación 11: Porcentaje de equivalente de arena.....36 3.7.12. Ecuación 12: Porcentaje promedio de equivalente de arena.....36 D. Ensayo densidad del cemento.....36 3.7.13. Ecuación 13: Densidad del cemento hidráulico.....36 E. Ecuaciones para el diseño de mezclas.....37 3.7.14. Ecuación 14: Volumen requerido para cada tipo de mezcla.....37 3.7.15. Ecuación 15: Masa de mortero requerida para cada tipo de mezcla.....37 3.7.16. Ecuación 16: Cantidad de cemento requerido para cada tipo de mezcla.....37 3.7.17. Ecuación 17: Cantidad de arena requerida para la mezcla M1 y M2.....38 3.7.18. Ecuación 19: Cantidad de agua requerida para cada tipo de mezcla.....38 3.7.19. Ecuación 20: Porcentaje de absorción de agua en adoquines.....38 3.7.20. Ecuación 22: Área neta.....38 3.7.21. Ecuación 23: Resistencia a la compresión en adoquines.....39 Capítulo 4: Resultados.....40 1.Análisis granulométrico del agregado fino (INVE – 213 – 13).....40 2. Densidad del agregado fino (NTC 237).....43 2.1 Equivalente de arena del agregado fino (INV E – 133 – 13).....43 3. Densidad del cemento hidráulico (NTC 221).....44 3.1. Dosificación de cantidades.....44 3.1.1. Mezclas.....45 4. Dimensionamiento de adoquines tradicionales y sostenibles.....46 4.1 Dimensiones para 72 adoquines.....46 5. Absorción de los adoquines (NTC 2017).....47 6. Dispersión % Aa vs. Tipo de mezcla.....56 7. Medidas de dispersión %Aa.....57 8. Mr promedio vs. Tipo de mezcla.....60 9. Porcentaje cumplimiento %Aa según tipo de mezcla.....61 10. Flexotracción de los adoquines (NTC 2017).....62 11. Dispersión Mr vs. Tipo de mezcla.....69 12. Medidas de dispersión Mr.....70 13. Porcentaje cumplimiento Mr según tipo de mezcla.....73 12. Resistencia a la compresión de los adoquines (INV E – 426 – 13).....74 12.1. Adoquines sometidos al ensayo de compresión.....74 12.2. Resistencia a compresión Mezcla 1.....74 12.3. Dispersión Resistencia compresión de adoquienes vs. Tipo de mezcla.....81 13. Medidas de dispersión Resistencia a la compresión.....82 14. Rca promedio vs. Tipo de mezcla.....84 15. Porcentaje cumplimiento Rca según tipo de mezcla.....85 16. Correlaciones entre resultados de las pruebas de laboratorio.....86 16.1 Correlación %Aa vs. Mr.....86 16.2. Correlación Rca vs. Mr.....87 16.3. Correlación Rca vs. %Aa.....88 Capítulo 5: (Conclusiones y recomendaciones).....89 1. Conclusiones.....89 2. Recomendaciones.....91 Referencias bibliográficas.....92100 páginasapplication/pdfÁvila Sandoval, A. X., & Cortés Garzón, M. G. (2025). Evaluación de las características físico-mecánicas de adoquines compuestos por plástico polipropileno como alternativa a los adoquines convencionales. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/5408https://hdl.handle.net/20.500.12313/5408spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería CivilArias Rodriguez, K. M., & Vargas Forero, L. (2023). Caracterización de adoquines elaborados a partir de plástico reciclado.Acosta Chaparro, S. A., Espinosa Castañeda, N., & Ramos Camargo, J. D. M. (2023). Tejas en polipropileno de alta densidad.Alonzo, A. L., Andrade, I. A. S., Picón, G. A. P., Terrel, W. L. P., Villa, L. V. V., & López, R. E. A. (2022). Análisis computacional para determinar la durabilidad de adoquines peatonales fabricados con mezcla de plástico polipropileno reciclado y semilla entera de Mauritia flexuosa L. f.(aguaje). Serie Científica de la Universidad de las Ciencias Informáticas, 15(6), 244-260.Arce, A. S. S. R., Catpo, L. R. G., Santamaría, M. D. C. F., Calvay, N. G. C., & Pérez, S. P. M. (2021). Adiciones de fibras de acero para mejorar las propiedades mecánicas del concreto: una revisión literaria. Epistemia Revista Científica, 5(1).Castillo Piscoya, G. E., Chavarry Koosi, J. C., Peralta Panta, J. K., & Muñoz Pérez, S. P. (2021). Uso de residuos agroindustriales en las propiedades mecánicas del concreto: Una revisión literaria.Cuno Zapana, M. A., & Quispe Sullca, A. M. (2023). Análisis comparativo de las propiedades físico-mecánicas de un adoquín tipo I con sustitución de PET triturado reciclado en porcentajes de 15%, 25% y 35%, respecto a un adoquín patrón, Cusco 2023.Mamani, L. F. C. (2024). Desarrollo de Adoquines Ecológicos con Vidrio Reciclado bajo Normativa NTP 399.611 para Uso en Pavimentos Peatonales. Revista Veritas de Difusão Científica, 5(3), 1241-1262.Martínez Mayancela, J. R. (2016). Análisis comparativo de la resistencia a compresión entre un adoquin convencional y adoquines preparados con diferentes fibras: Sintética (polipropileno), orgánica (estopa de coco), inorgánica (vidrio) (Bachelor's thesis, Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Carrera de Ingeniería Civil).Meza Puchoc, L., & Navarro Lazo, K. G. (2023). Diseño con plástico reciclado adicionando piedra chancada variable para elaboración de adoquines de pavimento, 2022.Naranjo Avilés, M. S. (2023). Determinación de la cinética de pirólisis del polipropileno (PP) y polietileno de alta densidad (HDPE) mediante el uso de análisis termogravimétrico y algoritmos genéticosOlarte, J. V., & Bayuelo, A. M. (2023). Uso de tecnología IR para caracterización de mezclas de polipropileno y polietileno de alta densidad para materiales posconsumo. Teknos Revista Científica, 23(1), 35-43.Portilla Jiménez, J. G. (2022). 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IOP Publishing.info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/Adoquines convencionalesAdoquines convencionales - Características físico-mecánicasResiduos plásticosPolipropilenoAdoquines sosteniblesPropiedades mecánicasPlastic wastePolypropyleneSustainable paving blocksMechanical propertiesEvaluación de las características físico-mecánicas de adoquines compuestos por plástico polipropileno como alternativa a los adoquines convencionalesTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionPublicationTEXTTrabajo de grado.pdf.txtTrabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain102529https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/50161caf-408c-4cfe-8e30-7f7dff3cf5d8/download56ee870e27b1b930326afb1fccdaa174MD510Formato de autorización.pdf.txtFormato de autorización.pdf.txtExtracted texttext/plain3877https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/fab1f6cb-3dc8-412b-b647-b4ea3ccd7012/download3dcbbdbd19e3361037a5fc484a970fa5MD512THUMBNAILTrabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg11285https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/08dd03b2-48be-4222-9a3a-e96d79756b97/downloadd4b5d937ebec96aa9173340c8a57351eMD511Formato de autorización.pdf.jpgFormato de autorización.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg24173https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/2653beff-dd09-4424-9cb3-0bc0965d7f7d/download996f01ba7e457f6e2124061ce49e9a70MD513ORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfapplication/pdf2392092https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/ecce763f-2d38-47ed-9cbe-31d5b550da91/download67e8c66521668937b912179968f51befMD51Anexos.zipAnexos.zipapplication/zip9343997https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/e20de15e-ec71-408d-a65f-6399cf0bb43d/download189af61bcdd06440a7a5d96242af1471MD52Formato de autorización.pdfFormato de autorización.pdfapplication/pdf192694https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/f8d407fc-cdd2-481d-b09e-4c1ac0c1f5d1/download077117632c37b40915b370e11bddc764MD55LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8134https://repositorio.unibague.edu.co/bitstreams/258b2c74-b9c2-4c3a-9139-bc0863da5ac1/download2fa3e590786b9c0f3ceba1b9656b7ac3MD5420.500.12313/5408oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/54082025-08-13 00:55:28.109https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/https://repositorio.unibague.edu.coRepositorio Institucional Universidad de Ibaguébdigital@metabiblioteca.comQ3JlYXRpdmUgQ29tbW9ucyBBdHRyaWJ1dGlvbi1Ob25Db21tZXJjaWFsLU5vRGVyaXZhdGl2ZXMgNC4wIEludGVybmF0aW9uYWwgTGljZW5zZQ0KaHR0cHM6Ly9jcmVhdGl2ZWNvbW1vbnMub3JnL2xpY2Vuc2VzL2J5LW5jLW5kLzQuMC8= |