Arquitectura · 2025
Implementación del residuo de fríjol en la mejora del panel de yeso para la construcción
Resumen La presente investigación analiza la incorporación del residuo de la producción del fríjol (Phaseolus vulgaris), compuesto por ramas y cascarillas, en la fabricación de láminas de yeso para sistemas constructivos livianos. El estudio se desarrolla bajo un enfoque experimental aplicado, con el objetivo de evaluar la incidencia del residuo agrícola en las propiedades físicas y mecánicas del material, especialmente en su comportamiento a la flexión. Para ello, se elaboraron probetas de yeso con diferentes porcentajes de residuo (1 %, 3 % y 5 %), manteniendo constantes las condiciones de mezcla, fraguado, curado y secado. Los ensayos de resistencia a la flexión se realizaron conforme a la NTC 6644:2022, permitiendo establecer una línea base de comparación frente a una muestra de control sin residuo. La investigación no tuvo como finalidad alcanzar los valores normativos exigidos para productos comerciales, sino comprobar el potencial del residuo como refuerzo natural dentro de la matriz de yeso. Los resultados evidencian que la incorporación controlada del residuo de fríjol puede favorecer el desempeño mecánico del material, además de reducir su densidad y aportar cualidades estéticas y texturales diferenciadas. En este sentido, el proyecto propone una alternativa viable desde el punto de vista técnico y ambiental, alineada con principios de sostenibilidad y economía circular, y plantea nuevas oportunidades de investigación y aplicación del residuo agrícola en el desarrollo de materiales constructivos para la arquitectura contemporánea. Palabras clave: Yeso, Residuo agrícola, Fríjol (Phaseolus vulgaris), Lámina de yeso, Resistencia a la flexión, Materiales sostenibles, Sistemas constructivos livianos.
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Contenido
- Capítulo 1. Introducciónp. 11
- 1.1. Antecedentes del estudiop. 11
- 1.2. Contexto regional: producción de fríjol en Cajamarca – Tolimap. 12
- 1.3. Problemática ambiental y constructivap. 15
- 1.4. Planteamiento del problemap. 17
- 1.5. Formulación del problemap. 19
- 1.6. Hipótesis de investigaciónp. 20
- 1.6.1. Hipótesis generalp. 21
- 1.6.2. Hipótesis específicasp. 21
- 1.7. Objetivos de la investigaciónp. 22
- 1.7.1. Objetivo generalp. 22
- 1.7.2. Objetivos específicosp. 22
- 1.8. Justificaciónp. 23
- Capítulo II. Marco teóricop. 24
- 2.1. Marco conceptualp. 24
- 2.1.1 Panel de yesop. 24
- 2.1.2 Residuos agrícolasp. 25
- 2.1.3 Fibras lignocelulósicasp. 26
- 2.1.4 Sostenibilidad en la construcciónp. 26
- 2.1.5 Economía circularp. 27
- 2.1.6 Materiales compuestosp. 27
- 2.2. Marco teóricop. 27
- 2.2.1. Estructura y composición del panel de yesop. 27
- 2.2.2. Propiedades físico-mecánicas del panel de yesop. 28
- 2.2.3. Fibras naturales y residuos agrícolas como refuerzosp. 28
- 2.2.4. Propiedades del residuo de la producción del fríjolp. 29
- 2.2.5. Sostenibilidad y economía circular en la construcciónp. 29
- 2.3. Marco normativop. 29
- 2.3.1. Normas técnicas nacionalesp. 30
- 2.3.2. Normas internacionalesp. 30
- 2.3.3. Normas y políticas ambientales colombianasp. 31
- 2.4. Marco contextualp. 32
- 2.4.1. Contexto globalp. 32
- 2.4.2. Contexto nacionalp. 33
- 2.4.3. Contexto regional: Cajamarca – Tolimap. 33
- Capítulo III. Metodologíap. 35
- 3.1. Tipo y diseño de investigaciónp. 35
- 3.2. Materiales utilizadosp. 36
- 3.2.1. Materias primas principalesp. 37
- 3.2.2. Materiales de soporte y moldesp. 38
- 3.3. Proceso de fabricación de las muestrasp. 38
- 3.3.1. Preparación del residuo agrícolap. 38
- 3.3.2. Preparación de la mezclap. 43
- 3.3.3. Moldeado de las muestrasp. 46
- 3.3.4. Desencofrado y curadop. 48
- 3.3.5. Acondicionamiento y rotulado finalp. 51
- 3.4. Descripción del ensayop. 52
- 3.4.1. Norma técnica de referenciap. 52
- 3.4.2. Método B: Ensayo de resistencia a la flexiónp. 53
- 3.4.3. Condiciones ambientales del ensayop. 55
- 3.4.4. Registro de resultadosp. 55
- 3.5. Diseño experimentalp. 56
- 3.5.1. Enfoque del diseñop. 56
- 3.5.2. Etapas del diseño experimentalp. 56
- 3.6. Equipos, adaptación y calibración de máquinasp. 58
- 3.6.1. Equipos principales utilizadosp. 58
- 3.6.2. Adaptación del sistema de ensayop. 59
- 3.6.3. Calibración de la máquina de ensayosp. 59
- 3.6.4. Validación del sistemap. 61
- 3.7. Variables controladasp. 61
- 3.7.1. Condiciones de mezclap. 61
- 3.7.2. Condiciones de moldeo y fraguadop. 62
- 3.7.3. Condiciones de curado y secadop. 63
- 3.7.4. Condiciones de ensayop. 64
- 3.7.5. Control de medición y registrop. 64
- 3.7.6. Importancia del control experimentalp. 65
- Capítulo IV. Resultados y análisisp. 67
- 4.1.1. Resultados de las pruebas de flexión de probetas sin residuop. 67
- 4.2. Resultados totales de las probetasp. 73
- 4.3. Análisis estadístico y discusión de resultadosp. 73
- 4.4 Comportamiento general de las muestrasp. 74
- 4.5 Análisis estadísticop. 74
- 4.6 Discusión de resultadosp. 76
- 4.7 Balance económicop. 77
- Capítulo V. Conclusiones y recomendacionesp. 77
- 5.1. Conclusiones generales del estudiop. 77
- 5.2. Recomendaciones para futuras investigacionesp. 78
- 5.3. Implicaciones arquitectónicas y constructivasp. 79
- 5.4. Proyecciones de aplicación en sistemas constructivos livianosp. 81
- 5.5. Cualidades estéticas y oportunidades de uso del panelp. 81
- Referenciasp. 83
- Anexosp. 85
- Tabla 1p. 65
- Tabla 2p. 73
- Tabla 3p. 77
- Tabla 4p. 85
- Tabla 5p. 85
- Tabla 6p. 86
- Tabla 7p. 86
- Tabla 8p. 87
- Tabla 9p. 87
- Tabla 10p. 88
- Tabla 11p. 88
- Tabla 12p. 89
- Tabla 13p. 89
- Tabla 14p. 90
- Tabla 15p. 90
- Imagen 1p. 12
- Imagen 2p. 13
- Imagen 3p. 14
- Imagen 4p. 16
- Imagen 5p. 18
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- Imagen 30p. 66