Revista Sinapsis. Vol. 1, Nro 21, junio de 2022, ISSN 1390 – 9770
https://www.itsup.edu.ec/sinapsis
Uso de la cáscara de maní en paneles prefabricados para viviendas de
interés social en Manabí.
Use of peanut shells in prefabricated panels for social housing in Manabí.
Roberth William Zambrano De La Torre (1)
Gema Stefany Barreiro Mendoza (2)
1Instituto Superior Tecnológico Portoviejo, Manabí. Ecuador. zroberthwilliam@itsup.edu.ec
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5450-5037
2Instituto Superior Tecnológico Portoviejo, Manabí. Ecuador: stefanybarreiro@gmail.com
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9661-9761
Contacto: zroberthwilliam@itsup.edu.ec
Resumen
El presente trabajo en carácter de investigación de pre-factibilidad estudia la posibilidad de
implementar un sistema de paneles no portantes como mampostería insertando en su elaboración
el residuo agrícola “cáscara de maní” como material de relleno en su mortero dentro de una
distribución espacial definida y aprobada como vivienda de interés social según los organismos
normativos ecuatorianos sin cambiar su funcionamiento estructural. Esto con la doble finalidad
de probar la factibilidad de industrialización en viviendas de interés social con ejecución en obra,
fuerza de trabajo local y al mismo tiempo potenciar los criterios de sostenibilidad ecológica en la
construcción de las viviendas de interés social con sistemas que tengan acogida por la población
manabita. Se presenta un sistema de paneles de 50x50 con doble bisel de resistencia del bloque
tipo B con un costo de 0.40 ctvs./unidad con reemplazo de chasqui fino por cáscara de maní al
10%. La percepción de lo profesionales de la construcción fue generalmente positiva luego de la
encuesta realizada vía formulario de Google form, siempre y cuando no se afecte el
comportamiento estructural de la vivienda y los acabados se mantengan visualmente.
Palabras Clave: viviendas de interé social, costos de construcción, materiales de construcción,
cáscara de maní, economía popular
Abstract
The present work, as a pre-feasibility investigation, studies the possibility of implementing a
system of non-bearing panels as masonry, inserting in its elaboration the agricultural residue
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"peanut shell" as filler material in its mortar within a defined spatial distribution and approved as
housing of social interest according to the Ecuadorian normative organisms without changing its
structural operation. This with the dual purpose of testing the feasibility of industrialization in
low-income housing with execution on site, local labor force and at the same time promoting the
criteria of ecological sustainability in the construction of low-income housing with systems that
are welcomed by Manabi population. A system of 50x50 panels with double bevel of block type
B resistance is presented at a cost of 0.40 cents./unit with replacement of fine snap by peanut shell
at 10%. The perception of construction professionals was generally positive after the survey
carried out via Google form, as long as the structural behavior of the home is not affected and the
finishes are visually maintained.
Keywords: social interest housing, construction costs, construction materials, peanut shells,
popular economy
Introducción
El déficit de vivienda en Ecuador afecta hoy a más de 1,7 millones de hogares. La causa principal
es la asequibilidad de la misma. Es decir, estos hogares carecen de la capacidad económica para
acceder a una unidad de vivienda adecuada o a créditos hipotecarios para tal fin (Chang, 2017).
La causa principal del déficit de vivienda es la disparidad entre ingresos de los hogares y los
costos de la vivienda. Un hogar ecuatoriano promedio necesita ahorrar aproximadamente cien
salarios básicos unificados netos para comprar una vivienda; hecho que en los hogares más pobres
es difícil de considerar.
La pobreza en las zonas urbanas, así como, en las zonas rurales se caracteriza por un sin número
de carencias que interactúan en mayor o menor medida, entre las que se encuentran, condiciones
de desigualdad que se estructuran por la segregación social, la discriminación y la violencia, que
limitan al acceso de bienes y servicios. Se presenta la necesidad de aplicar un nuevo material de
construcción, que contribuya a abaratar los costos de una vivienda de buena calidad, es por ello,
que se ha considerado la implementación de las cáscaras de maní. La cáscara de maní cuando es
consolidada con los otros materiales tiene una resistencia igual a la de un ladrillo tradicional y es
más liviano, las alternativas de pre fabricación aplicadas localmente responden a paneles de
grandes dimensiones que implican solo a ciertas empresas mayores que las distribuyen e instalan
ya que se necesita equipo especial para que su instalación tenga un rendimiento adecuado como
lo son los paneles prefabricados de hormigón que presentan pesos de aproximadamente 120 kg
dependiendo del distribuidor (Pineda, C, Medina, & Giraldo, 2017).
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La cáscara es una vaina leñosa de geometría cóncava, su espesor varía de 0,5 a 1 mm. Las cáscaras
son difícilmente deteriorables en su exposición al exterior, por su alto contenido de lignina y bajo
contenido de nitrógeno. Por estas características brinda pocas posibilidades para actuar como
abono o mejoradores de suelos. La parte externa de la cáscara natural de maní es estriada con
estructura de celdas, parece una superficie muy delgada y frágil, que se despega con facilidad.
Por debajo existe una red, similar a una malla la cual soporta a la primera capa. Esta estructura de
hilos que forman la malla está ligada a la capa interna, sobre la que deja huella. La capa interna
es de apariencia más porosa.
Aislamiento térmico
Extendiendo el análisis de la obra de (Neufert, 1995), podemos referenciar que la confortabilidad
protege al hombre del calor excesivo o del frío riguroso, ahorrar energía de calefacción y/o aire
acondicionado. Evitar daños en la construcción producidos por movimientos de origen térmico o,
sobre todo, por la condensación del vapor de agua, a causa de un aislamiento térmico insuficiente
o erróneamente colocado.
Aislamiento acústico
Indagando en la obra de (Neufert, 1995), podemos exponer quen el aislamiento acústico son todas
aquellas medidas que reducen la transmisión acústica desde un foco emisor hasta el receptor,
aunque no siempre es posible evitarla por completo.
Historia de la aplicación de la cáscara de maní en la construcción
En el 2002 comenzó la investigación con cáscaras de maní para su implementación en el sector
de la construcción de viviendas iniciando de esta forma posibilidades de desarrollo de materiales
no convencionales y así formar parte del reciclado post industrial de cáscara de maní (Calderón,
Dini, & Stumpo, 2016).
Argentina ha llevado a cabo un proyecto para la elaboración de ladrillos, bloques y paneles de
cáscaras de maní, y, después de hacer un comparativo con varios materiales llegaron a un material
que, combinado con adhesivos, se convirtió en placas livianas y aislantes para colocar en
cielorrasos con muchas virtudes, entre ellas su bajo peso, su buena capacidad como aislantes
térmicas, y su gran aplicabilidad en el acondicionamiento de viviendas (Basurillas, 2016). En
México en el año 2015, el Estado de Chiapas empezó a elaborar los ladrillos a base de cáscara de
maní este proyecto fue presentado en el evento ciudad de emprendimiento. También, se ha
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realizado experimentos con cáscaras de maní y resina poliéster, aplicadas en la elaboración de
paneles. En el Ecuador no se registra información de la reutilización de la cáscara de maní como
materia prima.
Uso de la cáscara de maní para la elaboración de paneles
Agregado de alta porosidad y suficiente rigidez, otorgadas por sus partículas fibrosas.
Consecutivamente, las características principales de este nuevo material son su bajo peso y buena
aislación térmica, que lo hace apto para elementos de cerramientos verticales y horizontales. El
uso de este desecho en el sector de la construcción es limitado. En Córdoba, la Universidad
Nacional de Río Cuarto, se ha elaborado paneles aglomerados mixtos con virutas de madera y
cáscara de maní. El pegante usado era de tipo fenólico.
Con un 30% de maní se obtenían resultados óptimos, los paneles pueden compararse con las
actuales maderas aglomeradas por sus propiedades (Calle, 2015). Estos paneles fueron empleados
en la implementación de un cielo raso, con muy buenas propiedades térmicas y de buen aspecto.
Las placas fueron de 43 cm de ancho por 160 cm de largo y 4,5 cm de espesor, fueron fijadas al
techo mediante perfiles metálicos y colocadas sin revestimiento. Es un elemento liviano, poroso
y rígido, con similares características a los paneles de madera industrial, tales como placas de
aglomerados fenólicos elaborados con virutas o astillas de madera. Por consiguiente, sería posible
proveer al mercado de componentes de construcción competitivos por sus características.
Los procesos de industrialización en obras civiles aumentan los rendimientos de construcción ya
que en
la mayoría de los casos se obtienen puestas en obra con tiempos menores en la misma cantidad
de unidad ejecutada, en sistemas de paneles portantes se evidencian disminuciones de hasta el
50% en comparación con sistemas tradicionales (Páez & Gabriela, 2014). En general las
construcciones que implementan sistemas pre fabricados presentan también mejoras en el control
de calidad de los materiales debido a la practicidad de tener ambientes controlados o fábricas
(Mahecha, 2013).
Análisis del ciclo productivo
El análisis del Ciclo productivo para efecto del desarrollo del presente trabajo lo vamos a plantear
desde dos perspectivas:
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1. Ciclo productivo del maní como materia prima de innovación.
2. Ciclo productivo de la placa prefabricada o ladrillo a partir de la incorporación del maní como
parte de la materia prima y que aporta al desarrollo de un sistema industrializado.
El maní es una Oleaginosa originaria de regiones tropicales de América del Sur, su producción
contribuye al desarrollo agrícola e industrial de los países donde se cultiva. En el Ecuador no ha
tenido un adecuado desarrollo, ya que su producción se ha constituido en una actividad de tipo
familiar. De acuerdo a datos referenciados, por el INIAP, la producción media anual es de 13 a
20 qq x hectárea, la misma que se queda en el país y no alcanza para cubrir la demanda interna.
máxima de 1250msnm; las temperaturas óptimas para su cultivo oscilan entre 25 y 30 °C, es una
planta tolerante a la sequía, sin embargo, para una producción comercial requiere de una
precipitación entre 500 y 1000mm.
A continuación, se detallan las etapas del ciclo productivo del maní.
#
ETAPAS
DESCRIPCIÓN
1
Preparación del
Suelo
El suelo debe estar suelto y aireado, para facilitar la siembra de las
semillas (pedúnculos fructíferos) para disminuir pérdidas en la fase
de cosecha. Es necesario realizar un pase de arado y dos de rastra.
2
Distancias de
siembra
Dependiendo de la variedad, se recomienda que la siembra se realice
a espaciamientos de 0,40x0,40 m(en cuadro) y a una profundidad de
3 a 5 cm, colocando entre 2 a 3 semillas por sitio.
3
Rotación de
Cultivos
Tomando en cuenta que como planta leguminosa aporta nitrógeno al
suelo, es aconsejable rotar el cultivo con una gramínea como el maíz,
ya que este proceso ayuda a mejorar las propiedades físicas del suelo.
4
Riego
A pesar de que el maní es una planta muy resistente a la sequía,
necesita humedad en la fase de floración y formación de frutos, por
lo que se recomienda, 6 riegos de auxilio distribuidos en 8-15-25-35-
50 y 65 días después de la siembra, dependiendo de las
características del clima y del suelo.
5
Fertilización
El cultivo de maní no exige fertilización, ya que el rastrojo que queda
de los cultivos anteriores, contribuye como nutrientes.
6
Control de malas
Hierbas y
enfermedades
Los nuevos conceptos de manejo integrado, que implica la
combinación de diferentes labores de cultivo, contribuyen a un
manejo integrado de malezas, ya que hay un aprovechamiento al
máximo de las nutrientes disponibles del suelo. Otros mecanismos
es la utilización del control químico, que en cambio son una opción
pero que afectan la salud de los trabajadores y el medio ambiente.
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7
Cosecha
La cosecha se realiza entre los 90 y 100 días posteriores a la siembra,
presentando ciertas características como un follaje amarillento, la
semilla tomo un color rosado, la cáscara del fruto es muy visible, etc.
A partir de estas señales las plantas son arrancadas y expuestas al
sol, cuando se seca su follaje y vaina, las semillas están secas y listas
para el despique y descascarado a mano o a máquina.
Ciclo productivo de la placa prefabricada o ladrillo a partir de la incorporación del maní
como parte de la materia prima y que aporta al desarrollo de un sistema industrializado.
Para la fabricación de los paneles propuestos se considera el diseño de paredes de hormigón
prefabricadas (un sistema probado y aceptado en Manabí-Ecuador) con la novedad de introducir
cáscara de maní en un reemplazo del 5% del chasqui, en experiencias previas de bloques de
hormigón se han alcanzado resistencias a la compresión 148,47kg/cm2 y un alivianamiento
del 5% con respecto del bloque tradicional, en elementos portantes (Rosero Rios, 2018).
#
ETAPAS
DESCRIPCIÓN
1
Extracción de la materia
prima (cascara de maní)
Es el proceso de descascarado donde se separa el fruto de la
cáscara, y esta última, considerada desecho se convierte en
materia prima para la elaboración de ladrillos.
2
Preparación de la materia
prima
Esta preparación consiste en un proceso de limpieza de la
cáscara, en primera instancia es dejada a la intemperie por
un espacio de 24 horas como máximo, para efecto de que la
materia orgánica adherida se descomponga. Luego ésta es
colocada en un recipiente con agua dejándola reposar
durante ½ hora, repitiéndose este proceso por 2 ocasiones
más, con el objetivo de desechar impurezas que puedan
afectar las propiedades del mortero.
3
Proceso de elaboración de
las placas
Seleccionada la materia prima (cáscara de maní), junto a los
otros componentes, cemento, chasqui, arena y agua, se
procede a hacer la mezcla para el fundido de la placa,
considerando proporciones adecuadas que garanticen la
resistencia adecuada.
4
Mezclado
definidas las cantidades de cada uno de los componentes se
procede a realizar una mezcla homogénea, cada material será
colocado uno tras otro, en el siguiente orden: cemento,
chasqui, arena y la cáscara de maní, se mezclan primero en
seco para luego proceder a incorporar el agua de a poco sin
dejar de revolver hasta obtener la mezcla deseada.
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5
Moldeado
Moldes metálicos con las medidas requeridas para la placa
deseada, colocados en una maquina similar a la de los
bloques. comunes, debidamente engrasados para evitar el
desprendimiento a la hora de desmoldar, luego se hace el
llenado de moldes con el debido compactado a fin de evitar
vacíos.
6
Secado y Curado
para el proceso de secado y curado solo necesita ubicarlo en
un lugar fresco bajo sombra, para evitar pérdida de humedad
por evaporación.
7
Manejo.
las placas deben manipularse con cuidado, no ser lanzadas,
para evitar afectar su forma final, se recomienda el uso de
carretillas o montacargas para transportarlos de un lugar a
otro de manera agrupada.
8
Almacenaje
Se puede almacenar en filas y sobre pallets, no es
recomendable despacharlo antes de haber cumplido 3 días,
es preferible su despacho después de 8 días de fundido para
que se encuentren con la resistencia apropiada.
Tipología base de vivienda de interés social
A continuación, la distribución arquitectónica de la tipología a la cual se propone implementar el
sistema con panel:
Planta arquitectónica
El diseño arquitectónico de la vivienda analizada en el proyecto cuenta con los siguientes
espacios: dos dormitorios, un baño, sala, comedor y cocina siempre cumpliendo con las medidas
necesarias para el uso de una silla de ruedas.
Costos y programación
Para este tipo de investigación que buscan insertar nuevos sistemas de prefabricación los costos
de acabados suelen no ser posibles de comparar con viviendas en sistemas tradicionales
(Rodríguez Rios & Caballero, 2004). Los costos de cimentación y estructuras metálicas de
soporte se conservan en relación el diseño de la tipología existente. De los análisis de precios
unitarios que se obtuvo, el costo de un panel es de $ 0.40/panel o $1.60/m2. En el caso de no
utilizar cáscara de maní incrementa el 1 ctv./bloque. El mayor ahorro económico podrá existir al
aumentar el rendimiento de puesta en obra debido que se calcula sería de aproximadamente del
20%.
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Materiales y métodos
La investigación fue descriptiva, se fundamentó en una recopilación bibliográfica del ciclo
productivo del maní, también fue utilizado este método para definir antecedes ya probados
estructurales y de confort térmico en elementos de hormigón con reemplazo en cáscara de maní,
esto último debido al estado de emergencia vigente en el país que imposibilita el ensayo de
materiales en laboratorio, se recopiló información empírica mediante una encuesta validada por
expertos en la construcción, la misma que buscó obtener información real acerca del uso y
conocimiento del material por parte de los profesionales para el análisis de viabilidad. El
procesamiento y análisis de los datos se lo realizó en el software SPSS versión 25. Se utilizaron
elementos visuales 3d para visualizar la forma del panel y su acabado en pared con y sin ventana.
La población investigada fueron 3150 ingenieros civiles registrados en el respectivo colegio
profesional, la muestra fue de 109, el nivel de significancia fue de ± 8%. El instrumento aplicado
inició con la declaración del consentimiento informado de los colaboradores de la investigación.
Los criterios de inclusión fueron: Ingenieros civiles agremiados en su colegio profesional. Los
criterios de exclusión fueron Ingenieros Civiles agremiados que no estaban activos en la profesión
y aquellos que no aceptaron el consentimiento informado. Los aspectos éticos considerados en la
investigación fueron: Confidencialidad en la información, procesamiento de datos en software
especializados y nivel de confiabilidad en la información. Los autores de la investigación declaran
no tener conflicto de intereses.
Resultados
El instrumento utilizado se lo digitalizó en Google form, luego tomando la base de datos
proporcionada por el Colegio de Ingenieros Civiles de Manabí, se lo difundió entre sus
agremiados para que lo respondieran, el formulario fue cerrado con las primeras 109 respuestas
que comprendía la muestra. A continuación, se presenta los datos obtenidos de la aplicación del
instrumento.
N°
f
%
1
84
77.10
2
25
22.90
109
100
Tabla 1. Conocimientos sobre algún material reciclable que pueda ser usado en la
construcción de viviendas.
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Claramente se observa el elevado porcentaje de informantes que conocen materiales reciclables
que se usan en la construcción, al ser una cifra tan elevada demuestra el alto interés que tienen las
personas a temas referentes a la reutilización de dichos materiales, justificando de manera directa
el presente estudio.
Tabla 2. Nivel de resistencia del ferro-cemento ante el sismo ocurrido el 16 de abril en el
Ecuador, según experiencia de los profesionales de la construcción
N°
INDICADOR
f
%
1
Los desecha
45
41.30
2
Los guarda
15
13.80
3
Les da otro uso
49
45.00
TOTAL
109
100
Tabla 2. Uso que se le da a los materiales reciclados.
Se verifica la utilización que le da la las personas a los materiales reciclables, donde un poco más
de la mitad de las personas encuestadas, consideran que les da otro uso a los materiales, es decir,
les da otro uso a aquellos residuos, mientras que la otra parte de la población simplemente los
desecha.
N°
INDICADOR
f
%
1
Sí, siempre y cuando los acabados se vean como la de
una casa tradicional.
55
50.50
2
No, la vivienda no sería apta para mi familia
10
9.20
3
No sé, tendría que conocer cuánto tiempo duraría la
vivienda
38
34.90
4
Sí, siempre y cuando sea regalada
6
5.50
TOTAL
109
100
Tabla 3. Consideración a cerca del uso de materiales reciclados en una vivienda otorgada
por el estado.
La mitad de personas investigadas tienen una percepción de que si es recomendable construir una
vivienda del estado con materiales reciclables siempre y cuando los acabados se perciban como
si estuviesen en una casa tradicional, se puede apreciar que las personas le dan importancia a la
vida útil que pueda tener dicha vivienda.
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N°
INDICADOR
f
%
1
Si, si eso implica comprarla más barata
13
11.90
2
No, prefiero vivir en una vivienda de hormigón
armado
11
10.10
3
No sé, tengo dudas de su resistencia en un
terremoto
41
37.60
4
Sí, quiero que mi casa contamine menos que una
casa tradicional.
44
40.40
TOTAL
109
100
Tabla 4. Aceptación de vivir en una casa elaborada con ladrillos que tengan material
reciclado
La mayoría de las personas investigadas consideran que si les gustaría obtener una vivienda
construida con ladrillos reciclados ya que así contaminaría menos al medio ambiente.
N°
INDICADOR
f
%
1
Muy de acuerdo
22
20.20
2
De acuerdo
32
29.40
3
Ni de acuerdo, ni desacuerdo
48
44.00
4
En desacuerdo
3
2.80
5
Muy en desacuerdo
4
3.70
TOTAL
109
100
Tabla 5. Conocimientos a cerca de una vivienda elaborada con material reciclado que cubra
con los aspectos básicos en cuanto; a su estética, funcionalidad, seguridad y precio.
La tendencia de la mayoría de las respuestas fue que están indecisas a cerca de los aspectos básicos
de una vivienda elaborada con materiales reciclables ya sea en su estética, funcionalidad,
seguridad y precio, aunque según las respuestas proporcionadas por los investigados afirman que
no descarta esa posibilidad.
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Discusión
La vivienda propuesta ha sido escogida dentro de los prototipos aprobados por el MIDUVI del
proyecto “Casa para todos”. Se mantiene la distribución espacial que cumple los lineamientos de
la NEC Accesibilidad Universal. Se presenta un sistema de paneles que reemplazarían los bloques
de hormigón que utiliza el diseño MIDUVI. En el diseño adaptado se estableció un sistema
estructural a porticado con dos paredes portantes según lo indicado en las imágenes anteriores.
Las paredes no portantes serían reemplazadas por el sistema propuesto. Las paredes portantes no
pueden ser removidos ni tener aperturas.
Se ha considerado un diseño de panel de 0.50x0.50m2 con un doble bisel que calce y grape en
sus lados laterales con uso mínimo de mortero de pega, en el eje horizontal serán unidos con
mortero de pega y con una resistencia mínima igual a la del bloque alivianado con chasqui de
hormigón.
Argentina ha llevado a cabo un proyecto para la elaboración de ladrillos, bloques y paneles de
cáscaras de maní, y, después de hacer un comparativo con varios materiales llegaron a un material
que, combinado con adhesivos, se convirtió en placas livianas y aislantes para colocar en
cielorrasos con muchas virtudes, entre ellas su bajo peso, su buena capacidad como aislantes
térmicos, y su gran aplicabilidad en el acondicionamiento de viviendas (Basurillas, 2016). En
México en el año 2015, el Estado de Chiapas empezó a elaborar los ladrillos a base de cáscara de
maní este proyecto fue presentado en el evento ciudad de emprendimiento. También, se ha
realizado experimentos con cáscaras de maní y resina poliéster, aplicadas en la elaboración de
paneles. En el Ecuador no se registra información de la reutilización de la cáscara de maní como
materia prima.
Conclusiones
Es factible socialmente la inserción de estrategias de industrialización en las viviendas de interé
social en Manabí siempre y cuando se integren acabados que presenten aceptación previamente
probada en la ciudadanía, así mismo el incluir materiales reciclados o escorias dentro de un
elemento que aporta a la economía local abriendo nuevas maneras de utilizar residuos que
normalmente son desechados. Existen diversos estudios que demuestran la factibilidad de
cumplimiento de requisitos mínimos por normativa al añadir cáscara de maní en elementos no
portantes. Los costos del panel no disminuyen por la adición de la cáscara de maní, más si
presentan potencial económico al cubrir un área mayor en paredes que un bloque convencional.
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Iniciar procesos nuevos de industrialización de la vivienda de interés social puede aportar al
surgimiento de emprendimientos y nuevas líneas de negocios para los promotores inmobiliarios
locales.
Bibliografía
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