El jacinto de agua como material de construcción en áfrica subsahariana

• Autores: Adela Salas Ruiz
• Directores de la Tesis: María del Mar Barbero Barrera (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2019
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Hernández Olivares (presid.), Rosa Bustamante Montoro (secret.), Moisés Frías Rojas (voc.), José Blanco Salas (voc.), Julián Salas Serrano (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Construcción y Tecnología Arquitectónicas por la Universidad Politécnica de Madrid
• Materias:
  • Química
    • Química macromolecular
      • Fibras naturales
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología del medio ambiente
      • Eliminación de residuos
    • Tecnología de materiales
      • Ensayo de materiales
    • Tecnología e ingeniería mecánicas
      • Material de construcción
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen

  • El Jacinto de Agua (Eichornnia Crassipes) (JA) es una planta acuática flotante presente en el cinturón tropical del planeta que, sin embargo, es considerada una de las 100 especies invasoras más agresivas debido a su elevado tasa de crecimiento que deriva en graves impactos sociales, económicos y medioambientales. En la actualidad, a pesar de los esfuerzos de los organismos internacionales realizados su erradicación es imposible de alcanzar, siendo la extracción física la medida más efectiva de control a corto plazo para paliar sus efectos. Sin embargo, su elevado coste hace que sólo sea asequible en países con elevados recursos económicos, no siendo este el caso de África Subsahariana. Esta investigación tiene por objeto la búsqueda del máximo potencial de las distintas partes del JA para su empleo como material de construcción en entornos subsaharianos de precariedad, donde las estructuras físicas y administrativas para implementar las medidas de control de la plaga no existen, adaptando la solución al tejido industrial característico del entorno subsahariano. De acuerdo con los resultados de la investigación, el uso de la ceniza de raíz de JA como adición puzolánica no es competitivo comparado con otras cenizas procedentes de residuos vegetales, aunque el efecto de encapsulación de elementos contaminantes observado cuando se emplean matrices de cemento permite plantear su uso en elementos prefabricados sin requerimientos mecánicos. Por su parte el Peciolo de Jacinto de Agua (PJA) presenta unas óptimas prestaciones en términos de aislamiento térmico debido a su baja densidad gracias a su estructura interna porosa. Además, su limitado contenido en lignina, muy poco común en comparación con otras especies vegetales, facilita su aplicación en contextos de precariedad no siendo necesarios pretratamientos de extracción de fibras de celulosa. El análisis de la obra construida en entornos subsaharianos determina que la instalación de paneles como falso techo de cubiertas ventiladas es la mejor estrategia para paliar las ganancias térmicas provocadas por la radiación solar. De modo que, la investigación analiza, en términos físicos, mecánicos y térmicos, el comportamiento de paneles de PJA y cemento para ser instalados como falsos techos. Partiendo de dichas premisas, la fase experimental de la investigación propone la elaboración de paneles con dos tipos de partículas en base a los cuales se fabrican doce tipos de mezclas con diferentes dosificaciones. El proceso de manufactura fue diseñado para su reproducción en entornos de precariedad. En base a los resultados obtenidos y con el objetivo de optimizar el uso de PJA como material de construcción, se buscó aunar en un único elemento las propiedades térmicas de los paneles de partículas de mayor tamaño, cuya conductividad térmica fue de 0,045 W/mK, y las mecánicas de los paneles de partículas más pequeñas, cuya resistencia a flexión fue de 0,61 MPa. Así, se consiguió un panel de aislamiento térmico de 60 x 60 x 6 cm que era autoportante y cuya conductividad térmica fue de 0,05 W/mK, similar a otros materiales aislantes. El panel está compuesto por 3 capas: las dos exteriores elaboradas con partículas pequeñas de PJA con una dosificación en peso de 80:20 (PJA:cemento) y una interna de partículas de mayor tamaño sin cemento. Su instalación reduce al 100% el riesgo de sufrir problemas de salud vinculados a exposiciones prolongadas en el tiempo a temperaturas elevadas. Además, se incrementa de media un 30% las horas de ocupación en las que la temperatura interior se encuentra dentro del rango de confort térmico. En definitiva, la investigación ha permitido desarrollar unos materiales compuestos basados en el máximo aprovechamiento del JA cuyo uso permitirá mejorar la calidad de las edificaciones de bajo coste en África subsahariana, valorizar la biomasa generada por la plaga, promover su control y reducir los impactos provocados en las poblaciones más vulnerables.