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Cuatro eco materiales derivados de la Guadua en forma de tableros

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  • 1. Simposio “ LA GUADUA: EL ORO DE LOS ANDES”
  • 2. Energía y desastres naturales. 8´Industrialización del bambú. 5´Eco materiales en la UCSG – SENESCYT. 15´ Jorge A. Morán Ubidia ECUADOR
  • 3. Energía y desastres naturales. 8´
  • 4. ¿ ENERGÍA..?TODO LO QUE PRODUCE: CALOR, LUZ, MOVIMIENTO,…ETC. • LEÑA Y CARBÓN VEGETAL: NO RENOVABLES • EL VIENTO • EL SOL RENOVABLES….LIMPIAS Y LA INSTALACIÓN ?? • LAS OLAS • OTRAS • LA ENERGÍA NUCLEAR: LIMPIA …..PERO………. • FUERZA HUMANA PURAS, RENOVABLES, • FUERZA ANIMAL LIMITADAS y TEMPORALES • COMBUSTIBLES FÓSILES …..NO RENOVABLES !!!! (petróleo, gas y carbón de piedra)
  • 5. Los precursores de la energíaJames Watt 1765. La máquina de vapor George Stephenson 1829. Ferrocarrila leña y carbón vegetal a vapor con carbón de piedra o de mina.
  • 6. EXTRAER, TRANSFORMAR , TRANSPORTAR Y USAR,MATERIAS PRIMAS EN LOS MATERIALES DECONSTRUCCIÓN DEMANDAN ENERGÍA A MAYOR ENERGíA USADA MAYOR EMISIÓN DE CO2 A LA ATMÓFERA EL CO2 Y OTROS GASES, OCASIONAN EL EFECTO FÍSICO LLAMADO INVERNADERO EL EFECTO INVERNADERO ES PRINCIPAL CAUSA DEL CALENTAMIENTO GLOBAL EL CALENTAMIENTO GLOBAL ES CAUSA DEL CAMBIO CLIMÁTICO Y EL CAMBIO CLIMÁTICO ES CAUSA DE LOS DESASTRES NATURALES
  • 7. El impacto ambiental de un material de construcción y su valoración ecológica ENERGÍA INCORPORADA EN EL MATERIAL Desde la extracción de la materia prima ..transformación..uso…transporte.. etc en Varias Unidades. M j / Kg VALORACIÓN CICLO DE VIDA DEL MATERIAL Desde su fabricación hasta su disposición final (se estima en años)
  • 8. un ejemploMaterial de construcción: aluminio
  • 9. ENERGÍA Transformación de la bauxita ENERGÍA ENERGÍA para producir aluminioENERGÍA ENERGÍA ENERGÍA ENERGÍA ENERGÍA
  • 10. Energía Incorporada Emisiones de CO2 MaterialAluminio virgen 191,00 3,0847Poliestireno expandido 117,00 1,8896Goma sintética: goma sintética general 110,00 1,7765Polietileno Alta Densidad 98,20 1,5859Tubería sintética PE/PP Baja Densidad 90,00 1,4535Poliuretano rígido 72,20 1,1660Cobre sin reciclar 70,00 1,1305Perfiles PVC: PVC general 66,00 1,0659Láminas impermeabilizantes Poliéster 53,70 0,8673Acero virgen 32,00 0,5168Vidrio: vidrio sencillo 15,90 0,2568Hormigón (acero reciclado) 10,10 0,1631Teja de fibrocemento 9,50 0,1534Enfoscado de Cemento 7,80 0,1260Tabique cartón-yeso prefabricado 6,10 0,0985Guarnecido de yeso 4,50 0,0727Ladrillo cerámico 2,50 0,0404Madera secada al aire 1,20 0,0000Corcho láminas 0,20 0,0032Fuente: Architecture and the enviroment. Comparison of builoding elements-Life cycle analysis New Zealand Institute of Architects y elaboración propia. Arquitectura sostenible y Aprovechamiento Solar. María Jesús González Díaz. Ed. Era Solar
  • 11. Por c / Kg de material producido, se emite N Kg de CO2 al espacioLa energía es la claveA más energía utilizada mayor emisión de CO2
  • 12. INDUSTRIAS PESADAS:ALTO CONSUMO DEENERGÍA INDUSTRIAS LIVIANAS HERRAMIENTAS MANUALES
  • 13. TODO OBJETO QUE HACE EL HOMBRE (maquinariasherramientas, materiales de construcción, muebles, canastas, etc.etc.)DEMANDAN ENERGÍA……. M j / Kg M j / Kg M j / Kg
  • 14. En todos y cada uno de losmateriales de ejemplo, hayENERGÍA INCORPORADA
  • 15. CICLO DE VIDA DEL MATERIAL
  • 16. Ciclo de vida de los materiales de construcción• Extracción de la materia prima (equipos, alteración del entorno, contaminación, afectación a la naturaleza en• todas sus formas.)• Producción (equipos, ruido, desperdicios, energía….)• Transporte (en todas las fases y formas de transportación)• Puesta en obra (contaminación auditiva y visual , desperdicios)• Deconstrucción (contaminación en todas sus formas) y si hay reuso reciclaje repetición del ciclo en varios niveles)
  • 17. Material Vida estimada (años) Vidrio 4000 -1000 000 Mosaico de cerámica 100 Piso de roble ó pino 100 Tablarroca y enyesado 65 – 70 Paredes de vinilo 50 Techo de tejas planas 50 Techo de tejas 40 – 100 Madera tratada 30 – 40 Paredes de aluminio 25 – 50 Patio de concreto o ladrillo 25 – 30 Canaletas 25 – 30 Paredes de madera De 20 años a la duración total del inmueble Hojas o mosaicos de vinilo 20 – 30 Techo de metal 20 Techo de asfalto 15 – 30 Laminado 15 Plataforma de madera 10 – 15 Pintura (interior y exterior) 5 – 10 Ladrllo Lo que dure el inmueble* Reciclaje del vidrio. Dirección: www.tierra.org/spip/IMG/pdf/AdT_reciclaje-Vidrio-2.pdf.Consultada el 8 de diciembre del 2009
  • 18. A mayor ciclo de vida MÁS tiempo en volver a la tierra y portanto MAYOR contaminación
  • 19. PRINCIPALES CAUSAS DEL CALENTAMIENTO GLOBAL 25 % INDUSTRIA DEL TRANSPORTE 50 % INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN 25 %Cada m2 de edificación OTRAS INDUSTRIASconvencional, representa 7 TMde CO2 emitidas al espacio
  • 20. Industrialización del bambú. 5´
  • 21. Tasa de energía para la producción demateriales de construcción (ECO-COSTO) Material Unidad Valor Bambú MJ / m3 por 30 N/mm2 Madera MJ / m3 por 80 N/mm2 Hormigón MJ / m3 por 240 N/mm2 Acero MJ / m3 por 1500 N/mm2 Prof. Jules Janssen Eindhoven University (NL)
  • 22. TRANSFORMACIONES DEL BAMBÚ EN ASIA Laminado Vertical Laminado Horizontal Aglomerado Mat board (ESTERAS) Long Teng Moso Bambú Wood BambooPhyllostachys pubescens
  • 23. Un mismo material con diferente eco costoTECNOLOGÍA Ejemplo: bambú 8.Wood bamboo EQUIPOS + COMPLEJOS 7.Long Teng 6. Laminados 5.Aglomerados 4.Mat board ¿… ? 2. Estera manual 1. Cortados a machete > COSTO0. Estado natural > ENERGÍA INCORPORADA > EMISIÓN DE CO2 > CONTAMINACIÒN
  • 24. En Asia se fabrican desde hace 40 años y hasta el presente, antiguosy nuevos productos derivados del bambú.Los productos de Asia requiere mayor cantidad de energía, expresadaen maquinarias, equipos, herramientas.Los productos de bambú fabricados en Asia………. ¿ son acasoeco materiales?La tecnología en forma procesos y maquinaria es exportada a todomundo..Sin embargo, luego de años de importar maquinarias y procesos,todavía no se logra “una industria” de alta productividad de laminadosde bambú… y si se logra..entonces los costos de los similares y quellegan desde ASIA son más baratos que los que se producen ennuestro continente. El caso de “Acero Vegetal” en Ecuador es untestimonio.
  • 25. Eco materiales en la UCSG – SENESCYT. 15´
  • 26. Definición de Eco Material (*)• Por Eco Material se define al material deconstrucción: viable, tanto en el aspecto ecológicocomo en el económico.• Ser resultados de diseños que cumplan lassiguientes condiciones:Ser recursos de una región o localidad, que al serexplotados y transformados racionalmente, poseancondiciones de calidad y eficiencia, con menorafectación al ambiente.•También pueden ser resultado del reciclaje demateriales.(*) III Conferencia Internacional de Eco Materiales. Nov.2005. La Habana-Cuba.
  • 27. Características de los eco materiales• Accesibles y económicos• Materias primas del entorno y renovables• De menor peso• Conductividad e inercia térmica (en función del clima)• Resistencia a esfuerzos físicos y mecánicos• Resistencia razonable a la humedad• Aislantes acústicos• Aptitud para acoplarse con otros materiales• Durables• Aspecto estético positivo• Reducida energía incorporada• Reciclables
  • 28. SOSTENIBILIDAD DE LOS ECO MATERIALESNo afecten la vida, el aire, Con alternativas de costosel suelo, el agua… y al alcance de todos Amigables Económicos Eficientes SocialesCon calidad yresponsabilidad técnica Para mejor calidad de vida
  • 29. HIGH E C O COSTO TECH OTROS MJ / m3 X N / mm22500 ALUMINIO MATERIALES CONVENCIONALES1 500 ACERO MATERIALES TRADICIONALES ECOMATERIALES 240 HORMIGÓN 80 MADERA 30 BAMBÚ >C O S T O > Energía incorporada > Contaminación > Emisión CO2
  • 30. Composición de los ECO MATERIALES Materiales Materiales ECO MATERIALESTradicionales “Modernos”• TIERRA• BAMBÚ • ACERO• MADERA • CEMENTO• FIBRAS • ALUMINIO• HOJAS 80-90% • VIDRIO• OTROS • OTROS
  • 31. Proyecto de InvestigaciónDiseño y Desarrollo de nuevos materiales de construcción4 PRODUCTOS 2 PRODUCTOS 1 PRODUCTO
  • 32. La idea principal…..TRANSFORMAR CAÑAS ROLLIZAS EN SUPERFICIES PLANAS YFUERTES………SIN DESPERDICIOS….SIN EQUIPOS COMPLEJOS NOTA: SIN IMITAR A ASIA EN MÁQUINAS Y PROCESOS..
  • 33. Otra idea importanteBUSCAR RESPUESTAS EN EL SABER TRADICIONALDE LOS CAMPESINOS DE ECUADOR Y COLOMBIA ENSUS FORMAS ANCESTRALES DE TRANSFORMAR LAGUADUA.
  • 34. 4 TRANSFORMACIONES TRADICIONALES QUE REALIZA EL CAMPESINO • ESTERILLA O CAÑA PICADA • MEDIAS CAÑAS • TRIPA DE LA CAÑA PICADA • CINTAS DE PACHINCHEGUADUA ANGUSTIFOLIA
  • 35. UN OBJETIVO FINALCONVERTIR A LAS COMUNIDADES CAMPESINAS ENPROVEEDORES DE MATERIA PRIMA SEMIELABORADA Y ASÍ MEJORAR SUS INGRESOS.¿Qué pueden hacer?SELECCIONAR, CORTAR, CURAR DE FORMA NATURAL YQUÍMICA, SECAR, DIMENSIONAR Y TRANSFORMAR A CAÑAPICADA, MEDIAS CAÑAS, TRIPAS, ESTERAS Y TRANSPORTAR ALAS PLANTAS PARA EL PROCESO FINAL
  • 36. TRANSFORMACIONES DEL BAMBÚ EN ECUADOR UCSG – SENESCYT Caña picada Latas de Caña Cintas de Caña Residuos Caña GuaduaGuadua Angustifolia de Caña Kunt
  • 37. PREPARACIÓN DEL TABLERO PLAS BAM PARA EL PRENSADO
  • 38. 8) PRENSADO PROCESO DE PRENSADO
  • 39. EXTRACCIÓN DEL TABLERO
  • 40. 1. ECU BAM: Tablero estructural.Usos: entrepisos, tabiques ext. e int. puertas, muebles, componentes estructurales. Ecu 1.22 m x 2.44m. Esp. 2 a 3,5 cm
  • 41. 2. PLAS BAM: Tablero estructural.Usos: entrepisos, tabiques ext. e int. puertas, muebles, componentes estructurales. 1.22 m x 2.44m. Esp. 2 a 3,5 cm
  • 42. 3. TRIP BAM: Tablero ligeroUsos: cielos rasos, recubrimientos decorativos para paredes, tabiques ligeros para separación de espacios, 1.22 m x 2.44m. Esp. 1 a 1.5 cm
  • 43. 4. ESTER BAM: Tablero ligeroUsos: cielos rasos, recubrimientos decorativos para paredes, tabiques ligeros para separación de espacios, 1.22 m x 2.44m. Esp. 1 a 1.5 cm
  • 44. RESULTADOS ENSAYOSFÍSICOS Y MECÁNÍCOS
  • 45. PROPIEDADES MECÁNICAS DEL ECO MATERIAL PLAS BAM Escuela Superior Politécnica del Litoral ESPOL
  • 46. PROPIEDADES MECÀNICAS DEL ECO MATERIAL PLAS BAM Escuela Superior Politécnica del Litoral ESPOL
  • 47. ALGUNAS MÁQUINAS Y EQUIPOSDE LA PLANTA PILOTO DE ECO MATERIALES
  • 48. ECUBAMEsterilladora o picadora automática de caña: pica, abrey limpia la guadua rollizaEquipo SUPER MAQUINA: PICA , ABRE,en el NUDOS Y LIMPIA LA CAÑA de Investigación diseñado y construido SACA marco del Proyecto
  • 49. REC-CEL Y PLAC-CELPRENSAS DE 30 T PARA EXPERIMENTACIÓN (3 UNIDADES) PRENSA Y MOLDE PARA ENSAYOS
  • 50. ECUBAM – PLASBAM – TRIPBAM - ESTERBAMPRENSA – 100 TONELADAS – CON PRESIÓN VERTICALY LATERAL. SUPERFICIE UTIL: 150X100CM
  • 51. ECUBAM – PLASBAM – TRIPBAM - ESTERBAMPRENSA - 300T- CON PRESION VERTICAL Y LATERAL. PRENSA PARA SUPERFICIE ÚTIL –DE TONELADAS – LAMINADOS Y PLANCHAS 300 1.22 m x 2.44 m SUPERFICIE UTIL 122X244CM Diseñada y construída sobre pedido del Proyecto
  • 52. ECUBAM – PLASBAM – TRIPBAM - ESTERBAM LATILLADORA DE GUADUALATILLADORA – MEDIAS CAÑAS – CUARTOdos partes longitudinales. Modificada para abrir en DE CAÑAS – SEXTO DE CAÑAS
  • 53. CÁMARA DE ENVEJECIMIENTO Diseñada y construida para el ProyectoCAMARA DE ENVEJECIMIENTO
  • 54. ENSAYOS DE NUEVOS PRODUCTOS EN PROCESO (*)( * ) 2DA. FASE DEL PROYECTO JULIO 2011 - JULIO 2012
  • 55. ENSAYOS: Tableros rellenos con diversos materiales recicladospara uso en aislamientos acústicos, térmicos, etc. Relleno de poliestireno Relleno de cartón celular Relleno de poliuretano de baja densidad Relleno de madera de balsa Tamo de arroz
  • 56. ENSAYOS: Tejas y planchas onduladas para cubiertas con EsterBam y Trip Bam (12.5 x 25 cm y 50 cm x 50 cm) Meta: 1.22 x 2.44 m USO DE ESTER BAM USO DE TRIP BAM Tamo de arroz
  • 57. ENSAYOS: tableros estructurales a partir del Plas Bam Uso de fibras y materiales intermedios Fibras de guadua Estopa de coco Tamo de arroz
  • 58. ENSAYO: Obtención de bambú macizo o wood bambooProbeta: 12.5 x 25 cm Densidad: 1.15 g /cm3 Prensa: 30T
  • 59. ENSAYOS: elementos estructurales a partir del Plas bam
  • 60. ENSAYO: Viga estructural partir de Plas bam
  • 61. ENSAYO: Componente constructivoSistema de piso con piezas estructurales dePlas bam y Ecu Bam
  • 62. ENSAYOS: Componente constructivo estructural para sistemas de pisosy estructuras de cubiertas con Plas bam y laminados de guadua PLAS BAM LAMINADOS DE GUADUA
  • 63. Eco material del ProyectoPlacas y recubrimientos ignífugos.PLAC CEL y REC CEL
  • 64. COMBUSTIÓN DE PLAC-CEL A 900 CO APLICACIÓN DE LLAMA DIRECTA
  • 65. COMBUSTIÓN SOBRE PROBETA DE GUADUA, RECUBIERTAPOR EL INTERIOR CON REC CEL
  • 66. NOTAS:• La Primera Fase del proyecto culminó el 23 de junio del 2011.• La evaluación de cumplimiento por actividades, objetivos y calidadrealizada por SENESYT alcanzó el 99.6 %• El costo de la Primera Fase del Proyecto fue de 1 millón de USD (el Estado ecuatoriano financió el 80% y la Universidad el 20%)• La Segunda Fase del proyecto se inició el 1 de Julio del 2011 financiada por la universidad .• La patente de los 7 productos está en diferentes niveles:realizados los referentes a marcas, procesos y en trámites las deproductos (El estado es dueño del 70% y el 30% es de la Universidad)• Patentes de algunas herramientas y equipos, entre ellos la máquinaesterilladora. Tamo de arroz
  • 67. www.eco-materiales.net
  • 68. ……gracias !!

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