Implementación de paja de arroz y fibras de pseudotallo de plátano como elementos de refuerzo en paneles constructivos con matriz arcillosa

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.26507/paper.4260

Palabras clave:

paja de arroz, fibras de pseudotallo de plátano, matriz arcillosa, panel, NaOH

Resumen

La presión ambiental ejercida por la industria de la construcción debido al uso de recursos naturales junto al gasto energético y los residuos generados en la extracción, procesamiento y elaboración de elementos constructivos, obliga a la implementación de materiales alternativos de bajo impacto ambiental que contemplen las exigencias fisicomecánicas solicitadas por las normativas vigentes. En consecuencia, investigaciones centran su objetivo principal en el uso materiales, técnicas y metodologías novedosas con el fin de reducir el gasto energético y la generación de residuos. Sin embargo, investigadores han decidido dar un vistazo atrás para retomar las técnicas constructivas ancestrales que usaban recursos naturales del mismo entorno. En ese sentido, la tierra arcillosa y las fibras vegetales junto a otras especies de fácil crecimiento como las gramíneas dieron origen a las técnicas Adobe, Tapia pisada, Bahareque, y Cob. Técnicas constructivas ancestrales donde prima el uso de materiales propios de la zona con mínimo o nulo gasto energético para su implementación. Materiales con ventaja ambiental en su reutilización mediante humectación o disposición final a través de depósito en lugares donde se pretenda la ubicación de zonas verdes debido a las características compostables de los elementos de partida. Con lo anterior, la presente investigación desarrollada en el marco de la tesis del programa Doctorado en Innovación Tecnológica en Edificación de la Universidad politécnica de Madrid – UPM, contemplo la elaboración de paneles constructivos con matriz arcillosa reforzados con fibras vegetales. En la investigación se mejoraron las propiedades fisicomecanicas de la paja de arroz y las fibras de pseudotallo de plátano mediante tratamiento alcalino con hidróxido de sodio (NaOH) para su incorporación como elementos de refuerzo en matriz arcillosa estabilizada con almidón de yuca y carboximetilcelulosa. A las mezclas se les adiciono resina de origen natural para incrementar su comportamiento mecánico. Con las mezclas se elaboraron paneles constructivos experimentales revestidos con papel artesanal de celulosa de la planta de plátano. Paneles con características compostables con los que se pretenden sustituir los paneles de yeso cartón tradicionalmente utilizados en las construcciones livianas en seco o sistema tipo Drywall. De esta manera, se pretende la innovación de materiales constructivos a través del uso de arcilla cruda, sin proceso de cocción, y residuos vegetales postcosecha. Material ecológico cuya disposición finalizando su vida útil presenta nulo impacto ambiental mediante su implementación como abono en zonas verdes.

Citas

Alhawat, M, Yildirim, G, Ashour A, Ozcelikci E, Aldemir A, Sahmaran, M. (2024). A study on the influencing parameters in developing construction and demolition waste-based geopolymer concretes and their sustainability assessment, Construction and Building Materials, 426, 136143. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136143

Hurtado-Figueroa, O, Rojas, J.P, and Cárdenas-Gutiérrez, J.A. (2019). Subgrade improvement by the replacement of conventional stone aggregate by biosanitary waste treated. IOP Conf. Series: Journal of Physics, 1329, 012010. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1329/1/012010

Hurtado-Figueroa, O, Cardenas-Gutierrez, J and Acevedo-Peñaloza, C. (2018). Substitution of Natural Stony Material Aggregates in Conventional 17.5 Mpa Non-Structural Concrete Mixtures by Means of Percentage Addition of Hospital Solid Waste. Contemporary Engineering Sciences, Vol. 11, No. 100, pp. 4995 – 5004. https://doi.org/10.12988/ces.2018.810546

Wattanavichien P and Iwanami M. (2024). Investigation of the mechanical, microstructure, and durability properties of concrete with fine uniform and non-uniform polyethylene terephthalate (PET) aggregates. Cleaner Materials, 13, 100267. https://doi.org/10.1016/j.clema.2024.100267

Hurtado Figueroa, O, Cárdenas Gutiérrez, J.A and Gallardo, O. (2018). Resistance to compression of conventional concrete alleviated through partial substitution of coarse aggregate for expanded polystyrene. IOP Conf. Series: Journal of Physics, 1126, 012040. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1126/1/012040

Neves, R, de Brito, J and Bravo, M. (2025). Performance of concrete produced with binders obtained through alkali-activation of different construction and demolition wastes. Construction and Building Materials, 473, 141060. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.141060

Alhawat, M, Yildirim, G, Ashour A, Ozcelikci E, Aldemir A, Sahmaran, M. (2024). A study on the influencing parameters in developing construction and demolition waste-based geopolymer concretes and their sustainability assessment, Construction and Building Materials, 426, 136143. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136143

Miao, B.H, Headrick, R.J, Li, Z, Spanu L and Loftus, D.J. (2024). Development of biopolymer composites using lignin: A sustainable technology for fostering a green transition in the construction sector, Cleaner Materials, 14, 100279. https://doi.org/10.1016/j.clema.2024.100279

Yusoff, R.B, Takagi, H and Nakagaito, A.N. (2023). A comparative study of polylactic acid (PLA) Based unidirectional green hybrid composites reinforced with natural fibers such as kenaf, bamboo and coir, Hybrid Advances, 3, 100073. https://doi.org/10.1016/j.hybadv.2023.100073

Hsuan-Cheng L, Cao W, Jones, S, Frederic D.L, Slynkova N, Trevorah, R, Warwick, B, Ziajahromi, S. (2025). Microplastic in Australian processed organics: Abundance, characteristics and potential transport to soil ecosystem, Journal of Environmental Management, 375, 124359. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.124359

Hurtado Figueroa, O, Cardenas Gutierrez, J, and Acevedo Peñaloza, C. (2018). The Architecture on Land and its Construction Techniques, Millenary Tradition that is Reborn, Contemporary Engineering Sciences, Vol. 11, No. 68, pp. 3371 – 3383. https://doi.org/10.12988/ces.2018.87353

Hurtado Figueroa, O. (2016). Adobe estructural reforzado con gramíneas de tallos con tejido leñoso, Arquitectura en tierra. Historia y Renovación. XIII CIATTI. Congreso de arquitectura en tierra en Cuenca y Villagarcía de Campos. Cátedra Juan de Villanueva. Universidad de Valladolid., pp. 237-248.

Hurtado-Figueroa, O, Cobo Escamilla, A and Varum, H. (2023). The Mercerization Process and Its Impact on Rice Straw Surface Topography, Buildings – MDPI. 13, 1573. https://doi.org/10.3390/buildings13071573

Hurtado-Figueroa, O, Varum, H, Prieto, M.I, Gallardo Amaya, R.J and Cobo Escamilla, A. (2025). The alkaline treatment and its influence on the physicomechanical properties of plantain pseudostem fibers - A comparative study of treated and untreated fibers, Heliyon, 11, e41843. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2025.e41843

Hurtado-Figueroa, O, Cobo Escamilla, A, Varum, H, Gallardo Amaya, R.J. (2024). Effect of cassava starch, hydrated lime, and carboxymethylcellulose on the physicomechanical behavior of mixtures with clay matrix, Case Studies in Construction Materials. 20, e03022. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e03022

Cómo citar

[1]
O. Hurtado Figueroa, A. Cobo Escamilla, y R. J. Gallardo Amaya, «Implementación de paja de arroz y fibras de pseudotallo de plátano como elementos de refuerzo en paneles constructivos con matriz arcillosa», EIEI ACOFI, sep. 2025.

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08-09-2025

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Sección

Estudiantes de doctorado en ingeniería
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