Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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La construcción sostenible a partir del empleo de ladrillos
tipo PET
Ing. Juan Carlos Moya MSc.
1
,
Sr. Esteban Cevallos
2
, Sr. Erick Endara
3
1
Docente - Investigador, Coordinador Unidad de Titulación Carrera de Ingeniería Civil
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Universidad Central del Ecuador
jmoya@uce.edu.ec juancmoya4@gmail.com
2
Estudiante - Investigador, Carrera de Ingeniería Civil
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Universidad Central del Ecuador
3
Estudiante - Investigador, Carrera de Ingeniería Civil
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
Universidad Central del Ecuador
Información del artículo
Recibido: julio 2018
aceptado: septiembre 2018
Resumen
El presente proyecto investigativo demuestra la problemática en la que se encuentra el Distrito Metro-
politano de Quito, esto es debido al alto consumo por parte de la sociedad de materiales plásticos, entre
ellos el polietileno de terealato (PET), los cuales no tiene un destino nal apropiado. En primer lugar
el proyecto proporciona factores favorables para una construcción sostenible, porque se intenta mitigar
el problema de la contaminación y la disminución del uso de mamposterías tradicionales. El objetivo es
brindar a la sociedad alternativas de construcción mediante el reciclaje de materiales de alto consumo
a n de conservar el medio ambiente, una forma de mitigación es la reutilización de las botellas plásti-
cas de cualquier capacidad como elementos constructivos de mampostería. Esta construcción novedosa
debe cumplir con parámetros que brinden seguridad a sus ocupantes, para ello la investigación deter-
minará a través de ensayos en especímenes de mampostería las bases de diseño para la construcción con
elementos reciclados, vericando los resultados con las normas vigentes en el país.
Palabras clave: mampostería con ladrillo tipo pet / tracción indirecta en botellas plásticas / resistencia a
la compresión de prismas / tensión diagonal en muretes / adherencia con botellas plásticas / costo mam-
postería de botellas tipo pet.
Abstrac
is research project demonstrates the problems in the Metropolitan District of Quito, due to the high
consumption by the society of plastic materials including polyethylene terephthalate (PET) which does
not have an appropriate nal destination. In the rst place, the project provides favorable factors for
sustainable construction, because it tries to mitigate the problem of pollution and the reduction of the
use of traditional masonry. e objective is to provide society with construction alternatives through the
recycling of high consumption materials to conserve the environment, a way of mitigation is the reuse
of plastic bottles of any capacity as building elements of masonry. is new construction must comply
with parameters that provide security to its occupants, for this the research will determine through tests
in masonry specimens the design bases for the construction with recycled elements, verifying the results
with the norms in force in the Country.
Keywords: Typical pet brake mamposters / indirect traction in plastic bottles / resistance to prism com-
pression / diagonal tension in mureters / adhesion with plastic bottles / cost pet bottle mamposters.
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1. Introducción
El PET (polietileno de terealato) es uno de los
residuos más abundantes mundialmente. Son
elementos no retornables y tardan en degradarse
entre 100 y 1.000 años. Mediante un proceso de
reciclaje se puede reutilizarlo para conformar ele-
mentos aptos para la construcción, implementán-
dolo en la creación de paredes o mamposterías
logrando de esta manera una reducción signica-
tiva en la carga permanente o carga muerta de una
edicación o vivienda. Al ser un elemento más li-
viano que los mampuestos tradicionales (ladrillos
o bloques), se obtendrán estructuras más ligeras y
se reducirían los costos de construcción.
El ladrillo PET podrá ser fabricado con diferentes
envases o recipientes de plástico de distintas ca-
pacidades y el material de relleno (arena, tierra,
espuma ex, paja, entre otros) puede variar de-
pendiendo de la zona en donde se va a construir
la vivienda. De esta manera se puede considerar
como construcción sostenible debido a que re-
utiliza una gran cantidad de residuos de plásticos
y otros elementos de sitio, evitando la explotación
de materias primas a nivel de canteras para la
producción de mampuestos de ladrillo o bloque.
Existe poca conciencia por parte del ser huma-
no al momento de reciclar materiales que emplea
de forma frecuente, una vez que los productos
fueron consumidos, la mayoría de los envases de
botellas plásticas PET son dispuestos en rellenos
sanitarios, cauces, calles o tiraderos clandestinos;
pero estos podrían ser reutilizados en la con-
strucción como nuevas alternativas ecológicas,
entre ellas el uso de botellas de plástico como
ladrillo tipo PET en mampostería, permitiendo
tener elementos sismo resistentes a bajo costo
siempre y cuando participe o colabore la comu-
nidad en la edicación de las mismas apoyando
de esta manera con una alternativa para mitigar
la contaminación ambiental que tanto afecta a ci-
udades y pueblos ecuatorianos.
En el cantón San Lorenzo de la provincia de
Esmeraldas se utilizó cerca de 21.500 botellas
para edicar una vivienda de aproximadamente
275m2 de construcción.
1 Celi, M., (2013). Análisis del sistema constructivo con botellas reci-
cladas PET, y su aplicación en el diseño de un centro de exposición
Fotografía 1. Vivienda construida con ladrillos tipo PET.
Fuente: Universidad Técnica Particular de Loja.
En el Distrito Metropolitano de Quito DMQ se
generan al día 2.037 toneladas de basura o resid-
uos sólidos urbanos RSU de los cuales el 57% son
residuos orgánicos, el 24% es material reciclable,
19% rechazos (papel higiénico, servilletas usadas,
envases de espuma ex, envolturas de golosinas
y caramelos) y un porcentaje bajo de residuos
peligrosos.
Gráco 1. Tipologías de los residuos sólidos urbanos en el DMQ.
Fuente: Emaseo (2016)
2
De los porcentajes descritos el material reciclable
contiene un 1,94% de botellas PET que represen-
tan 38,572 ton/día se lo puede observar en el ítem
quinto de la siguiente tabla.
(tesis de pregrado). Universidad Técnica Particular de Loja, Loja,
Ecuador.
2 Consultoría para la realización de un estudio de caracterización
de residuos sólidos urbanos domésticos y asimilables a domésti-
cos para el Distrito Metropolitano de Quito, Recuperado de:
http://www.emaseo.gob.ec/documentos/pdf/Caracterizacion_
residuos.pdf.
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Tabla 1. Caracterización de los residuos sólidos del cantón Quito
Gráco 2. Composición de los residuos sólidos urbanos del cantón
Quito
Fuente: Emaseo
Según estudios realizados por Emaseo en el DMQ
con una población urbana y rural de 2´551.721
habitantes la producción o generación per cápita
de residuos sólidos (PPC
3
) global, se encuentra,
en promedio, en un valor de 0,850 kg/hab/día
equivalentes a 319 kg/hab/año; siendo 0,879 kg/
hab/día a nivel urbano y 0,779 kg/hab/día a nivel
rural.
Se han obtenido valores sobre la generación de resid-
uos sólidos en la capital a partir del año 2012, los
cuales constan identicados en la tabla adjunta.
3 PPC: Producción per cápita de residuos sólidos: cantidad de resid-
uos sólidos generados por persona en un día; kg/habitante/día.
Tabla 2. Caracterización de los residuos sólidos urbanos y rurales
del cantón Quito
Fuente: Emaseo
2. Justicación
2.1 Justicación teórica
Buscar nuevas alternativas constructivas y eco-
lógicas que sirvan como elementos sismo resis-
tentes a bajo costo, aprovechando materiales de
la zona donde será la construcción y controlar
la contaminación generada por el uso de gran-
des cantidades de energía para la elaboración de
mampostería tradicional.
Justicación práctica
Encontrar soluciones económicas, ecientes y se-
guras para edicaciones de diversos usos, a través
de un estudio técnico que permita conocer las
propiedades físico mecánicas de un elemento de
mampostería; también contar con información
acerca de esta alternativa de construcción ecoló-
gica siendo un aporte nuevo para la la comuni-
dad.
3. Antecedentes
En la carrera de Ingeniería Civil de la Universi-
dad Central del Ecuador se han realizado investi-
gaciones acerca de la aplicación del ladrillo PET
como elemento para la construcción sostenible
combinando botellas de distintas capacidades,
diferentes elementos de relleno y varias combina-
ciones del mortero de pega con los mampuestos
para observar la adherencia de los elementos; de
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dichos estudios se citan la condiciones más rele-
vantes:
En una primera investigación realizada en enero
de 2015 se vericó las propiedades de las mam-
posterías empleadas en la construcción de varias
aulas en el colegio Liceo Internacional de Quito.
Esta técnica la auto calicaron de manera inapro-
piada como antisísmica, se utilizaron botellas
plásticas de 1.35 litros rellenas de arena, con la
nalidad de estudiar la adherencia entre las bo-
tellas y el mortero se trabajó con botellas lisas,
botellas con rugosidad y botellas con clavos dia-
metralmente opuestos.
Al nal de este se obtuvieron diferentes limita-
ciones tanto en la adherencia del conjunto (pasta
de mortero - botellas) y un peso propio elevado
(570 kg/m
2
). Como recomendaciones de dicha
investigación se sugiere realizar un nuevo estudio
empleando botellas de menor capacidad y otro
material de relleno para disminuir el peso del la-
drillo PET.
En la segunda etapa de investigación realizada
en mayo de 2017, se cambió el tipo de envases,
empleando botellas de 0.50 litros, rellenándolas
de suelo del sitio de construcción (tierra), con la
nalidad de aligerar el peso propio del ladrillo
PET; además se empleó un aditivo plastican-
te para conseguir una mejor adherencia entre el
mortero y los mampuestos.
Se obtuvieron resultados favorables al disminuir
el peso propio aproximadamente en un 30% (394
kg/m
2
) sin embargo, dicho valor aún sigue siendo
elevado. El empleo del aditivo originó una pér-
dida en la resistencia del mortero, a pesar de este
inconveniente se logró mejorar las propiedades
físico-mecánicas del conjunto.
A partir de las ideas anteriormente expuestas, el
propósito del presente estudio es conseguir un el-
emento que tenga un peso propio similar a los va-
lores recomendados por la NEC 2015 (peso propio
≤ 200 kg/cm
2
) y con mejores propiedades físi-
co-mecánicas a un bajo costo; con la nalidad de
alcanzar estas características en los ladrillos PET
se debe saber responder a las siguientes preguntas:
¿Cuál será el material de relleno para dis-
minuir el peso propio?
¿De qué forma se deben rellenar las botellas?
¿Cómo mejorar la adherencia entre el morte-
ro y el ladrillo PET?
¿Qué propiedades físico-mecánicas se logran
mejorar?
¿Cuál es el costo de construcción de este tipo
de mampostería?
4. Objetivos
4.1 Objetivo general
• Mejorar las bases de diseño para la con-
strucción sostenible con mampostería de
ladrillo tipo PET.
4.2 Objetivos especícos
• Establecer las propiedades físicas y
mecánicas de los elementos que confor-
man la mampostería optimizada.
• Comprobar la adherencia entre el mortero
y el ladrillo tipo PET optimizado.
• Determinar los costos de construcción por
cada metro cuadrado de mampostería tipo
PET.
• Comparar los resultados con los obtenidos
en las investigaciones anteriores sobre la
construcción sostenible con ladrillos PET.
5. Análisis de los materiales
En esta tercera etapa de investigación se em-
plearon botellas de 600 ml de capacidad, con una
longitud de 24 cm, diámetro promedio de la bo-
tella 6,5 cm y un diámetro de 2,1 cm en la boca
del envase; las mismas fueron rellenadas de espu-
ma ex reciclada y triturada previamente.
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Fotografía 2. Caracterización de los ladrillos PET.
Autores: Esteban Cevallos / Erick Endara
Nuevamente en esta etapa de investigación se
empleó el aditivo plasticante y como estudio
complementario se utilizaron botellas con clavos
diametralmente opuestos para vericar las con-
diciones de adherencia entre el mortero y los la-
drillos PET
5.1 Propiedades físicas de la mampostería
Un sistema de mampostería deberá tener la capa-
cidad para resistir las diferentes cargas a las que
estará expuesta durante su vida útil como son:
cargas gravitacionales, cargas sísmicas, presiones
de tierra, acción de viento, entre otras; debe ser
una barrera contra el ruido, contra el frío o el ca-
lor, además de resistir los daños que ocasionaría
el fuego en caso de un incendio.
5.1.1 Durabilidad
La durabilidad es la capacidad de resistir inuen-
cias ambientales y físicas, en el transcurso del
tiempo, de un material de construcción trabajan-
do por separado o conjuntamente.
En cuanto a la mampostería, especícamente se
trata de las resistencias a los cambios de las condi-
ciones naturales como son la humedad y la tem-
peratura a la que están expuestos. Esta capacidad
de la mampostería se evalúa realizando pruebas
de congelación y descongelación, consistiendo en
condiciones repetitivas de saturación con ciclos
de humedecimiento y secado.
Dado que la vida útil o el tiempo de descom-
posición de las botellas plásticas, utilizadas como
ladrillo PET de esta investigación, va desde 100 a
1.000 años, se considera que este material cumple
satisfactoriamente con esta propiedad.
5.1.2 Absorción
La absorción de una mampostería es la medida
de porosidad de un bloque o ladrillo, por donde
se puede ltrar algún tipo de líquido, tendiendo a
la disgregación.
Debido a que el ladrillo PET está conformado por
botellas plásticas, no absorberá ningún tipo de
líquido de su alrededor, teniendo la característi-
ca de impermeable, evitando la disgregación del
material, siendo este un gran problema en tipos
de mampostería tradicional.
5.2 Propiedades mecánicas de la mampostería
La mampostería al estar formada por dos ma-
teriales que tienen características distintas (es-
fuerzo-deformación) y encontrarse sometidos
a la acción de esfuerzos de compresión tienden
a deformarse de diferente manera, es decir que
tanto el mampuesto como el mortero de pega re-
accionan indistintamente, lo que hace difícil su
interacción.
Un prisma de mampostería sometido al efecto
de una carga vertical, tanto el mortero como el
mampuesto sufren deformaciones verticales y
alargamientos transversales. Se debe destacar
que, si los materiales tuviesen la oportunidad de
trabajar independientemente, sus deformaciones
serían distintas debido a sus respectivas propie-
dades elásticas.
La adherencia y las fuerzas de fricción entre las
caras de contacto del mampuesto con el mortero,
impiden el desplazamiento o deslizamiento rela-
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tivo lo que genera que ambos tengan una misma
deformación transversal que será un intermedio
de las que se inducirían por separado.
Autores: Moreno D. / Rojas S. / Gutiérrez C.
Gráco 3. Posibles modos de falla en un muro de mampostería
El mecanismo de falla es el efecto generado en
la mampostería debido a solicitaciones de com-
presión, corte, exión, entre otros, por el cual
se ocasionan procesos, secuencias de daño que
provocan las fallas en el muro de mampostería.
Cuando los muros de mampostería no cuentan
con un adecuado connamiento, una cantidad
suciente o detalle adecuado del refuerzo en los
elementos connantes, o no presentan ningún
tipo de refuerzo, se han detectado diferentes ti-
pos de patrones de agrietamiento, que dan origen
a fallas en los muros.
5.2.1 Falla por compresión axial
Debido a la compresión axial, la falla podrá pre-
sentarse por aplastamiento de las piezas, pero este
efecto también puede darse por agrietamiento
vertical producido por deformaciones transver-
sales que acompañan a la deformación longitu-
dinal y que debido al efecto de junta pueden ser
incrementadas en las piezas.
Fotografía 3. Ensayo a compresión axial de prismas de mampos-
tería PET.
Autores: Fernando Gamboa / Andrea Recalde
Cuando el agrietamiento vertical es en exceso, este
produce inestabilidad del elemento de mampostería
y su falla. El aplastamiento del mortero solamente,
no ocasiona, generalmente, la falla del elemento, ya
que por estar colocado en capas delgadas es reteni-
do por las piezas y no generan la inestabilidad del
conjunto. (Meli R. & Reyes A., 1992).
Fotografía 4. Ensayo a compresión axial de prismas de mampos-
tería PET
Autores: Esteban Cevallos / Erick Endara
5.2.2 Falla por tensión diagonal
En un muro las cargas laterales inducen esfuerzos
de tensión diagonal que pueden causar la falla del
muro, se produce una grieta diagonal que atravie-
sa indistintamente de forma parcialmente recta
las piezas de mampostería y el mortero, formán-
dose desde el centro del muro, creciendo hasta los
extremos del mismo.
Fotografía 5. Ensayo a compresión axial de prismas
de mampostería PET
Autores: Esteban Cevallos / Erick Endara
Facultad de Ingeniería, Ciencias Físicas y Matemática
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La falla por tensión diagonal se da cuando los
mampuestos son de baja resistencia y tienen bue-
na adherencia con el mortero, de lo contrario la
falla se presentaría por esfuerzos tangenciales en
las juntas.
Fotografía 6. Ensayo a tensión diagonal de muretes de mam-
postería PET.
Autores: Fernando Gamboa / Andrea Recalde
6. Análisis e interpretación de los
resultados
Tabla 3. Análisis comparativo de las propiedades de la mampos-
tería PET
PROPIEDAD 1° ETAPA
2°
ETAPA
3°
ETAPA
ESTUDIO COM-
PLEMENTARIO
Densidad (gr/
cm
3
)
1.75 1.88 1.26 1.35
Peso unitaro
(kg/m
2
)
570.50 394.13 301.73 324.00
Resistencia a
tensión dia-
gonal (MPa)
0.09 2.22 0.17 0.25
Resistencia a
compresión
axial (MPa)
0.63 3.47 0.69 1.26
Costo unita-
rio (USD /m
2
)
52.60 42.02 81.01 60.62
Autores: Esteban Cevallos / Erick Endara
Luego de realizar los ensayos de laboratorio (den-
sidad, tracción indirecta, compresión axial y
tensión diagonal) en los elementos y muretes re-
presentativos de la mampostería PET, a continua-
ción se detalla un análisis global de las diferentes
etapas de la invetigación realizada en la carrera
de Ingeniería Civil de la Universidad Central del
Ecuador.
6.1 Densidad
Gráco 3. Densidad de la mampostería PET.
Autores: Esteban Cevallos / Erick Endara
6.2 Peso propio
Gráco 4. Peso propio de la mampostería PET.
Autores: Esteban Cevallos / Erick Endara
6.3 Resistencia a la tensión diagonal
Gráco 5. Resistencia a tensión diagonal de la mampostería PET.
Autores: Esteban Cevallos / Erick Endara
Revista INGENIO N.º 1 vol. 2 (2019)
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6.4 Resistencia a la compresión axial
Gráco 6. Resistencia a compresión axial de la mampostería PET.
Autores: Esteban Cevallos / Erick Endara
6.5 Costo unitario
Gráco 7. Costo Unitario de la mampostería PET.
Autores: Esteban Cevallos / Erick Endara
Gráco 8. Costo unitario de diversos tipos de mampostería.
Autores: Fernando Gamboa / Andrea Recalde
7. Conclusiones
Los muretes construidos con botellas PET y cla-
vos poseen menor densidad que los de la primera
etapa en 22.86% y que los de la segunda etapa en
28.19%, sin embargo, tiene un ligero aumento de
0.09 gr/cm
3
que representa 7.38% de incremento
al valor de los muretes construidos con elementos
rellenos únicamente de espuma ex.
De igual manera el peso propio de los muretes
construidos con botellas PET y clavos son más
livianos en 43.21% a los de la primera etapa y
son más livianos en 17.79% que los elementos de
la segunda etapa y al igual que la densidad tienen
un incremento del 7.38% al valor de los muretes
de la tercera etapa.
Los resultados nos indican que los muretes de
la segunda etapa (botellas rellenas con suelo de
sitio) son los que presentan la mayor resisten-
cia tanto en tensión diagonal 2,22 MPa como en
compresión axial 3,47 MPa, en comparación a to-
dos los demás elementos estudiados; por lo tanto
se encuentra dentro de los parámetros permisi-
bles según la NEC_SE_VIVIENDA, viviendas
hasta dos pisos con luces hasta 5 metros, convir-
tiendo a este mampuesto en una alternativa para
la construcción sostenible de viviendas.
Se evidenció que la adición de clavos diametral-
mente opuestos además de permitir una mejor
adherencia entre el mortero y los ladrillos PET
aporta en un incremento a la resistencia del ele-
mento tanto en tensión diagonal como a la com-
presión axial.
Los muretes construidos en la segunda etapa son
los más económicos que se obtuvieron a lo largo
de esta investigación, sin embargo el costo de los
muretes de la tercera etapa podría disminuir si se
involucra a la comunidad en el reciclaje, acopio,
limpieza y trituración del poliestireno expandido
(espuma ex) que se utiliza como relleno de las
botellas, de esta manera se tendría una reducción
del 34,3% del costo con una mampostería de blo-
que y hasta un 38,7% del costo de una mamposte-
ría de ladrillo mambrón.
El uso del aditivo plasticante con la nalidad de
mejorar la adherencia entre el mortero y las bote-
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llas PET logra que la mezcla posea mayor traba-
jabilidad, sin embargo, ocasiona una pérdida del
25% del valor de resistencia a la compresión y no
alcanza su propósito de mejorar la adherencia de-
bido a la supercie lisa de las botellas PET.
El empleo del ladrillo PET elaborado en esta inves-
tigación, es una alternativa viable y sostenible para
reducir los impactos negativos y de esta manera
mitigar la contaminación ambiental, debido a que
se genera un proceso de reciclaje y reutilización
de dos elementos altamente contaminantes, como
son las botellas PET y la espuma ex.
Finalmente, luego de analizar todos los resultados
obtenidos en la presente investigación se puede
armar que se ha mejorado la densidad, el peso
propio y las resistencias a compresión axial y ten-
sión diagonal al emplear como relleno el suelo de
sitio (segunda etapa), sin embargo, la adherencia
entre el mortero y las botellas PET sigue siendo
una gran debilidad del sistema de mampostería
propuesto.
8. Referencias bibliográcas
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Repositorio Universidad Central. Obteni-
do de http://www.dspace.uce.edu.ec/bits-
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http://www.emaseo.gob.ec/
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vera Montes, A.E. (2005). Diseño Estructural
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ño para la construcción sostenible con mam-
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Capítulo 10. Norma Ecuatoriana de la
Construcción.
