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Procesos de reducción del peso del ladrillo elaborado con material Arena-Pet mediante tratamiento térmico, implementando orificios que cumplan con la normativa NTC 4205 y NTC 4076

Resumen

En el ámbito de la construcción, los ladrillos desempeñan un papel crucial al influir en la estabilidad, durabilidad, embellecimiento, resistencia, así como en el aislamiento térmico y acústico de las edificaciones. No obstante, la elevada demanda y producción de ladrillos convencionales, junto con sus consecuencias ambientales negativas, ha creado la necesidad de explorar materiales alternativos para su fabricación como es el caso del plástico PET. Este proyecto de investigación se enfoca en la modificación de ladrillos macizos H5 fabricados con material Arena-PET mediante tratamiento térmico a una temperatura aproximada de 300 °C, incorporando orificios con el objetivo de reducir las cargas estáticas sobre las estructuras y los costos de fabricación sin afectar negativamente las propiedades físicas y mecánicas, y cumpliendo con las normativas colombianas (NTC 4205 y NTC 4076) para la clasificación de ladrillos macizos y mampostería no estructural. La investigación, respaldada por el uso del software SolidWorks, explora las ventajas y desventajas potenciales de la implementación de estos orificios en diferentes distribuciones geométricas, destacando la significativa reducción del peso en un 9,4 % y el cumplimiento teórico de las resistencias mínimas a compresión en el modelado según la norma NTC 4205 al obtener valores de 10 MPa. No obstante, experimentalmente el ladrillo presentó una resistencia de 5,05 MPa, inferior al mínimo requerido por la normativa, 10 MPa. Los procedimientos detallados abarcan desde ensayos realizados para conocer las propiedades del material, el modelado en el software SolidWorks por análisis estático mediante elementos finitos, análisis topológico, y evaluación de factores de seguridad a partir del análisis de la tensión de máxima energía de Von Mises, y fabricación de los ladrillos siguiendo metodologías de proyectos de investigación previos. Como resultado, se obtuvo un ladrillo con tres orificios de 31,8 mm de diámetro, distribuidos horizontalmente a una altura de 20 mm de la base y separados cada 27 mm con un factor de seguridad general de 1.0, indicando que la pieza soportara una fuerza de 115000 Newtons. Finalmente la presentación detallada de los análisis, ensayos, resultados y recomendación para optimizar el desencofrado, respalda la viabilidad y eficacia de esta innovadora idea, proponiendo una solución exitosa para la fabricación de ladrillos de mampostería no estructural. Esto podría contribuir significativamente a la construcción sostenible y cuidadosa con el medio ambiente.