Determinación de la composición óptima de adobes de mayor resistencia mecánica y menor conductividad térmica para viviendas en zonas altoandinas

Abstract

En la presente investigación se ha logrado determinar las composiciones óptimas del adobe, estableciéndose proporciones para la arena, limo, arcilla y paja, determinados a partir de diseños experimentales de vértices extremos, establecidos utilizando el programa Statgraphics. En los cuatro diseños experimentales se evalúan doce mezclas, de acuerdo a los rangos de sus componentes establecidos por el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). El objetivo de la investigación es determinar la composición óptima del adobe, en función de sus componentes, para lograr adobes de mayor resistencia mecánica y menor conductividad térmica, que serán utilizados en la construcción de viviendas de mayor estabilidad y confort en las zonas alto andinas. Para lo cual, se identificaron canteras para cada componente y se tomaron muestras de arena, limo, arcilla y paja. Luego, con cada una de ellas se realizaron ensayos para identificar sus propiedades físicas, cumpliendo con los procedimientos establecidos en las Normas Peruanas y ASTM. De acuerdo a los resultados de los ensayos de clasificación y el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), la arena se clasifica como una arena bien graduada (SW), con un Ss = 2,56; la arcilla se clasifica como una arcilla de baja compresibilidad (CL), con Ss = 2,51 y el limo se clasifica como limo de baja compresibilidad (ML), con un Ss = 2,45. Posteriormente, con estas muestras se elaboraron un determinado número de adobes requeridos para la evaluación de cada una de las mezclas establecidas según el diseño de vértices extremos, con los que se conformaron los diferentes especímenes. Para cada mezcla, establecidas según el diseño experimental, se elaboraron el número requerido de especímenes, correspondientes a cubos, pilas, muretes y prismas para evaluar las propiedades de resistencia de la albañilería simple, de acuerdo a la Norma E.080 y la conductividad térmica de acuerdo a la Norma ASTM 1041. Estos especímenes se han sometido a ensayos de: resistencia a la compresión de la unidad (fo) alcanzando valores entre 20,27 kg/cm2 y 14,01 kg/cm2, resistencia a la compresión de la albañilería (fm) alcanzando valores entre 15,51 kg/cm2 y 9,61 kg/cm2, resistencia al corte de la albañilería (Vm) alcanzando valores entre 2,39 kg/cm2 y 1,5 kg/cm2 y conductividad térmica del prisma de adobe (k) alcanzando valores entre 0,362 Wm-1K-1 y 0,178 Wm-1K-1. De acuerdo al análisis estadístico para los diseños experimentales evaluados, las respuestas experimentales se ajustaron con éxito a modelos predictivos lineales, estadísticamente sólidos, alcanzando valores de R2= 82,8571%, R2-ajustado= 76,4285% para resistencia a la compresión de la unidad (fo), R2= 80,0856%, R2-ajustado= 72,6177% para resistencia a la compresión de la albañilería (fm), R2= 75,9168%, R2-ajustado = 66,8856% para resistencia al corte de la albañilería (Vm) y R2= 96,3801, R2-ajustado= 95,0227% para la conductividad térmica del prisma de adobe (k).