ISSN impreso 1996-6660 / ISSN online 2519-5719 DOI: https://doi.org/10.31381/perfiles_ingenieria.v17i17.4579 PROPUESTA DE USO DEL CORCHO AGLOMERADO COMO MATERIAL SOSTENIBLE EN LA CONSTRUCCIÓN DEL SANCTUM EN SAN ISIDRO PROPOSAL FOR THE USE OF AGGLOMERATED CORK AS A SUSTAINABLE MATERIAL IN THE CONSTRUCTION OF THE SANCTUM MULTI-FAMILY BUILDING IN SAN ISIDRO Jose D. Anchante Mendoza1 Nicole A. Baca Alvarado2 Johnny J. Guevara Rodriguez3 Asesor(a): Susana I. Davila Fernandez4 RESUMEN Muchas de las construcciones de edificios en el Perú se realizan con materiales que son perjudiciales para el medio ambiente, la presente investigación se basará acerca del edificio Sanctum, detallando, ubicación, materiales de construcción, área, etc. Se realizan diversos estudios para demostrar las propiedades del corcho ante ensayos para, se analiza la resistencia de este material, se evalúa la resistencia máxima al fuego de dicho material para obtener la resistencia máxima, proponiendo, así como uso ante el edificio multifamiliar Sanctum. Posteriormente se indaga sobre las propiedades que tiene el corcho desde su origen hasta su proceso de transformación de aglomeración, el cual es usado para distintas construcciones, se toma como una posible propuesta de uso del corcho aglomerado como material sostenible para la construcción del edificio en San Isidro, haciendo uso de ensayos de temperatura a escala reducida para ver la resistencia a temperaturas elevadas, cuyo resultado es positivo. Se concluye finalmente dar marcha a la propuesta del uso de este material en el edificio mencionado. Palabras clave: Corcho aglomerado, edificio, propuesta, ensayo, materiales, sostenible. INGENIERÍA CIVIL ABSTRACT Many of the constructions of buildings in Peru are made with materials that are harmful to the environment, the present investigation will be based on the Sanctum building, detailing, location, construction materials, area, etc. Several studies are carried out to demonstrate the properties of cork before tests, the resistance of this material is analyzed, the maximum resistance to fire of said material is evaluated to obtain the maximum resistance, thus proposing its use before the Sanctum multifamily building. Subsequently, the properties of cork are investigated from its origin to its agglomeration transformation process, which is used for different constructions, it is taken as a possible proposal for the use of agglomerated cork as a sustainable material for the construction of the building in San Isidro, making use of reducedscale temperature tests to see the resistance to high temperatures, whose result is positive. It is finally concluded to launch the proposal for the use of this material in the aforementioned building. Keywords: Agglomerated cork, building, proposal, test, materials, sustainable. INGENIERÍA CIVIL 1. INTRODUCCIÓN En el Perú comúnmente los proyectos de construcción se realizan usando los recursos naturales, como la producción excesiva de elementos contaminantes para nuestro medio ambiente, la producción masiva de materiales son elementos nocivos para el ecosistema, en nuestro país, diversas empresas realizan la producción sin tener en cuenta que se hace uso de muchos recursos y hacen poco para poder mitigar la contaminación ambiental, por otro lado, al término de un proyecto algunas empresas no realizan acción alguna con los residuos, esto también es un factor dañino. [1]La reflexión en torno a los actuales valores medioambientales y económicos ligados a la sostenibilidad de la edificación, exige un progreso en la investigación, desarrollo e innovación de materiales, así como de nuevas soluciones constructivas adecuadas al contexto ambiental, energético y social. [2]Según la OMS, la población que vive en ciudades pasa entre un 80% y un 90% del tiempo en el interior de los inmuebles. Durante este tiempo están en contacto con un número importante de productos constructivos que conforman el edificio, los cuales presentan unas propiedades y características prefijadas para que puedan cumplir los requerimientos y exigencias prestacionales que la legislación les demanda. Sin embargo, no han sido examinados con una visión u óptica más amplia en la que se consideren los impactos medioambientales, que en nuestro país aún son actualmente de tipo voluntario, ni tampoco los efectos fisiológicos e incluso psicológicos sobre el ser humano: su color, luminosidad, textura y especialmente las emisiones en el entorno, las cuales resultan decisivas en la relación entre el producto y las personas. Algunas de estas emisiones son claramente perjudiciales para la salud y cuando la comunidad científica ha conseguido evidenciarlo se han declarado tóxicas, tomando medidas legislativas para su prohibición. [3] La viabilidad de evaluar el impacto ambiental del edificio es posible si, previamente, se dispone de información sobre el impacto de sus componentes. En este sentido se debe hacer hincapié en la metodología de Análisis de Ciclo de Vida (ACV) que ha irrumpido en el sector de la construcción a través de normativas y comités técnicos, convirtiéndose en una herramienta necesaria para la evaluación ambiental en la edificación INGENIERÍA CIVIL Los materiales de aislamiento térmico son la herramienta clave en el ahorro energético de las viviendas gracias a su resistencia térmica, pudiendo llegar a reducir hasta un 60% la pérdida de calor en el hogar. En términos de capacidad de aislamiento, todos cuentan con un rendimiento similar, pero pueden presentar diferencias significativas en cuanto a su comportamiento ambiental. Por ejemplo, algunos materiales necesitan consumir menos energía para su producción e incluso provienen de recursos naturales renovables, como es el caso del corcho. [4]En la actualidad, existen diversas barreras y obstáculos a superar para conseguir una mayor aplicación del ACV ( Análisis de ciclo de vida) en los edificios, entre los que cabe citar, los prejuicios existentes acerca de la complejidad del ACV y la precisión de sus resultados en función de las bases de datos o las aplicaciones informáticas utilizadas, las dificultades en la comprensión y aplicación de los resultados del ACV debido al escaso conocimiento de la metodología del ACV entre los agentes del sector, así como la falta de exigencias legislativas y la falta de incentivos, que conlleva una baja demanda para la realización de estudios de ACV en edificios. [5] El confort térmico en las oficinas es un tema que preocupa a nivel mundial, consideramos que éste afecta no solo la salud de los ocupantes sino también su confort e incluso su productividad. Sin embargo, las personas que permanecen hasta un 80% de su tiempo en recintos cerrados, como: lugares de trabajo, centros estudio o la propia vivienda, presentan síntomas de afectación a su salud, la cual se manifiesta desde una leve molestia, fatiga, estrés, hasta enfermedades de carácter respiratorio, cáncer, etc. [6] La necesidad de impermeabilizar las cubiertas de las edificaciones resulta esencial para su vida útil, pues en principio evita las filtraciones y con esto la aparición de lesiones como humedades, corrosiones de los aceros, deterioro de instalaciones, afectación y daños materiales de los usuarios, entre otras. El agua y las diferentes familias de humedades que genera, son la principal causa de los deterioros en las edificaciones y construcciones en general, con el propósito de buscar técnicas alternativas que minimicen las desagradables afectaciones que producen las humedades, y en especial las filtraciones por cubierta, fundamentalmente en el sector residencial, que es el más afectado por sufrir la falta de conservación durante décadas. INGENIERÍA CIVIL [7] El corcho, como todos los materiales de origen orgánico, también es combustible y por ello es importante conocer su posible comportamiento en caso de incendio. Sin embargo, existen pocos trabajos científicos al respecto y es difícil encontrar datos relativos al corcho natural. En el caso de los paneles aglomerados de corcho expandido y de los aglomerados con resina, éstos suelen clasificarse como clase E de acuerdo a la norma EN 13501-1 de reacción al fuego. A pesar de esta mala clasificación y a diferencia de otros aislantes sintéticos, el corcho presenta algunas propiedades positivas, como su capacidad de extinción después de retirar la llama o fuente de calor que provocó su inflamación. [8] Actualmente existe una tendencia en el sector de la construcción para avanzar hacia soluciones constructivas energéticamente eficientes y sostenibles, que impliquen no solo la disminución de la transmisión térmica de la envolvente del edificio, sino también la mejora y el uso de materiales de construcción renovables, reutilizables y compostables. El uso del corcho como aislante térmico es, desde el punto de vista del impacto medioambiental, una excelente alternativa a los productos basados en recursos no renovables que actualmente se utilizan de forma mayoritaria, como las lanas minerales y las espumas orgánicas sintéticas. En un estudio sobre la evaluación del ciclo de vida de los materiales de construcción realizado por Zabalza Bribián et al. [9] La comparación de diferentes tipos de corchos indica que, en función de los aglutinantes, la estructura interna del material y del proceso de fabricación al que hayan sido sometidos, se producen variaciones en su comportamiento frente a la temperatura. 2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo General. INGENIERÍA CIVIL Realizar una propuesta para el uso del corcho aglomerado como material sostenible en la construcción del edificio multifamiliar Santum en San Isidro 2.2 Objetivos específicos. Realizar estudios para demostrar las propiedades del corcho ante ensayos para Analizar la resistencia de este material. Evaluar la resistencia al fuego del corcho para ver su resistencia máxima para proponerlo como uso ante el edificio multifamiliar Sactum. 3. FUNDAMENTO TEÓRICO 3.1 Zona de estudio. Se ubica en la Av. Santo Toribio 465, en el distrito de San Isidro en la ciudad de Lima. El terreno donde se edificó el proyecto tiene un área de 569.33m2, construyéndose en total 4770.91m2 8 pisos más azotea y tres sótanos para los estacionamientos. El área construida máxima por planta es de 60% del área del terreno. Este proyecto cuenta con ascensor directo a los departamentos para mayor comodidad y seguridad, así como un Sistema automatizado para controlar tu hogar desde tu celular INGENIERÍA CIVIL 3.2 Información del Proyecto Tabla 1: Datos del edificio Sanctum Nota: elaboración propia Figura 1: Edificio multifamiliar SANCTUM Nota: infocasa INGENIERÍA CIVIL 3.3 El corcho. para los futuros proyectos se debe contemplar el corcho aglomerado en las obras, desde el punto de vista energético, para ayudar al ahorro de la energía de los edificios y, desde el punto de vista medioambiental, se tomará en cuenta que hayan sido fabricados con el mínimo de recursos naturales, extraídos en un entorno próximo, su fabricación haya requerido una baja intensidad (energía renovable y agua reutilizable) y que sea posible su reciclaje al final de su vida útil. [10] Figura 2: El corcho es reciclable y renovable Nota: ArchDaily 3.4 Aislamiento térmico El aislamiento térmico actúa como una barrera para el flujo de calor y es esencial para mantener su hogar cálido en invierno y fresco en verano. Una casa bien aislada y bien diseñada proporciona comodidad durante todo el año, reduciendo las facturas de refrigeración y calefacción hasta en la mitad. Los materiales de aislamiento térmico son fundamentales en la arquitectura sostenible del mismo modo, la herramienta clave en el ahorro energético de las viviendas gracias a su resistencia térmica, llegan a reducir hasta un 60% la pérdida de calor en el hogar. En términos de capacidad de aislamiento térmico, estos cuentan con un rendimiento similar, pero pueden presentar diferencias significativas en cuanto a su comportamiento ambiental. Por ejemplo, INGENIERÍA CIVIL algunos materiales necesitan consumir menos energía para su producción e incluso provienen de recursos naturales renovables, como es el caso del corcho. [13] Figura 3: Foto del aislamiento término Nota: ARQUIPLUS 4. METODOLOGÍA Para poder realizar una propuesta del uso del corcho aglomerado como material sostenible en el edificio Sanctum nos basamos en una investigación que estudia la comparación de la capacidad térmica de planchas de corcho aglomerado de diferentes espesores a fin de realizar ensayos experimentales de un prototipo de vivienda a escala reducida revestida con planchas de corcho y el análisis numérico del mismo prototipo a escala real para valorar su comportamiento frente a bajas temperaturas. 4.1 Ensayos en los prototipos de vivienda [11] Para este ensayo se obtuvo nueve planchas de corcho aglomerado el cual tiene las siguientes dimensiones respectivamente: de 2mm, 3mm, 6mm, 9mm y 12mm de la distribuidora N1 (Veyser EIRL), y planchas de espesores de 2mm, 5mm, 6mm y 12mm de la distribuidora N2 (DLS comercial EIRL). Se construyeron 3 prototipos de viviendas a una escala de 1:50 distribuidas en dos habitaciones, un baño, una cocina y una sala. Cada prototipo se construyó de triplay de 15 mm de espesor y cada uno fue revestido interiormente con las INGENIERÍA CIVIL planchas de corcho de los espesores seleccionados (N1-2 mm, N1-3 mm y N2-2 mm). Posteriormente cada prototipo fue sometido a una temperatura externa de 0°C por 8 horas. Figura 4: Foto del producto de la empresa Nota: DLS Comercial E.I.R.L Figura 5: Prototipo P-1 a escala reducida revestido con corcho 2mm de la distribuidora N1 Durante el registro de temperaturas. Nota: Villanueva, A. Y. L., Ayala, M. E. Y., Echavarría, N. G. C., & del Carpio, G. A. (2021). INGENIERÍA CIVIL Se realizó un modelo en el programa Solidworks, luego se realizó una simulación de transferencia de calor por conducción entre el triplay y el corcho, y la transferencia de calor por convección entre el exterior del prototipo y triplay. El modelo fue sometido a una temperatura externa de 8°C y a una temperatura interna de 15° C por un tiempo de ocho horas y el coeficiente de transferencia de calor por convección utilizado fue de 24 W/m2°C. De este modelo obtenemos las características mecánicas y térmicas de los materiales de la vivienda empleados en la simulación. Figura: 6 Vista desintegrada del modelo a escala real en Solidworks Nota: Villanueva, A. Y. L., Ayala, M. E. Y., Echavarría, N. G. C., & del Carpio, G. A. (2021). 5. CÁLCULOS Y RESULTADOS Tabla 2: Características mecánicas y térmicas de los materiales Nota: Elaboración propia INGENIERÍA CIVIL Como resultado se obtiene la diferencia entre los registros de temperatura antes y después de realizar los ensayos en los cubos construidos con las nueve muestras de planchas de corcho cuando son sometidos a una temperatura de 8°C. Figura 7: Variación de temperatura de las nuevas muestras de planchas de corcho Nota: Villanueva, A. Y. L., Ayala, M. E. Y., Echavarría, N. G. C., & del Carpio, G. A. (2021). Por consiguiente, de los resultados de la figura 7 se obtienen los tres prototipos de vivienda revestidos interiormente con las planchas de corcho N1-2mm, N1-3mm y N2-2mm que fueron sometidos a una temperatura de 0°C durante ocho horas. Figura 8: Variación de temperatura en cada ambiente de los tres prototipos construidos Nota: Villanueva, A. Y. L., Ayala, M. E. Y., Echavarría, N. G. C., & del Carpio, G. A. (2021). INGENIERÍA CIVIL Como resultado tenemos que el corcho N1-2 mm brinda mayor aislación térmica respecto a los otros prototipos. De este resultado se procede a realizar el análisis dinámico térmico y someter el modelo numérico de la vivienda a una temperatura de 8°C en el exterior durante ocho horas. Figura 9: Temperaturas en el interior del modelo de la vivienda Nota: Villanueva, A. Y. L., Ayala, M. E. Y., Echavarría, N. G. C., & del Carpio, G. A. (2021). Tabla 3: Temperaturas promedio en el interior del modelo de vivienda por ambiente Nota: Elaboración propia INGENIERÍA CIVIL 6. CONCLUSIONES En esta investigación, se ha analizado al corcho aglomerado la cual se caracteriza por ser aislador térmico, acústico y proteger los revestimientos contra el fuego, siendo este un producto eco - amigable es decir el impacto. Dicho material es económico, y eco amigable. Tener el confort térmico evitando así la entrada de las bajas temperaturas que se viene dando con el pasar de los años producto del calentamiento global, lo brinda este peculiar material. La alternativa que se propone para el edificio de Sanctum San Isidro, es usar las planchas de corcho aglomerado como posible revestimiento, y haciendo uso de las características que posee, cabe recalcar que, no es necesario la mano de obra de un profesional para realizarlo. Se concluye finalmente dar marcha a la propuesta del uso de este material en el edificio Sanctum, por resultados positivos en los ensayos realizados. 7. RECOMENDACIONES Como se ha mencionado el corcho aglomerado posee cualidades beneficiosas para diversos sectores, por consiguiente, se recomienda profundizar más investigaciones sobre este material, ya que personas de bajos recursos podrían revestir sus casas de este producto y mitigaría las enfermedades producidas por las bajas temperaturas climáticas que existen en el Perú, accediendo así a un confort térmico. INGENIERÍA CIVIL 8. BIBLIOGRAFÍA [1] Romero Girón, A., Rodríguez García, R., Canivell, J., & González Serrano, A. M. (2014). Iniciación al análisis del cumplimiento del código técnico de la edificación mediante el empleo del BTC como material de construcción. Accedido el 12-06-2022. Disponible en http://www5.uva.es/grupotierra/publicaciones/digital/libro2014/295-306-romero.pdf [2] Network, H. B., & Permanente, K. (2008). 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