Caracterización de la flexión y compresión de elementos estructurales huecos fabricados con láminas de Tetra Pak® reciclado y cálculo aproximado de la huella de carbono producida en su elaboración

Resumen

Este trabajo resume los resultados de los ensayos sobre la capacidad mecánica de elementos estructurales construidos, con la intención de introducir el uso de las láminas de Tetra Pak® reciclado como material para la creación de soluciones estructurales destinadas a viviendas temporales y de tamaño pequeño. Se usaron vigas y columnas huecas como modelo las que ayudaron a comprender el comportamiento teórico, mediante relaciones tensión-deformación no lineales del material y modelos de elementos finitos (MEF) para determinar las principales áreas dónde se produce la tensión y deformación. Las muestras se fabricaron con las láminas de 15mm, un espesor óptimo; luego se sometieron a falla usando una máquina de ensayo MTS, con cargas monotónicas. Para los ensayos realizados, enfocados principalmente a la flexión y compresión, se usaron apoyos articulados y un dispositivo central de carga en dos puntos. La investigación presenta además una comparación básica entre los resultados de los ensayos mecánicos realizados con los descritos en los manuales técnicos para madera laminada colombianos. Un análisis paralelo, con una unidad funcional definida, ayudó a estimar la huella de dióxido de carbono equivalente para las diversas etapas del proceso de producción del material de base. Los resultados muestran que a pesar de que la lámina de Tetra Pak reciclado tiene un comportamiento elástico menor, las tensiones se mantienen bajo la tensión última. La falla en la columna tiende a ser frágil comparada con aquella de los elementos resistentes a flexión. Sin embargo, la presencia de pandeo local sugiere también los medios para mejorar dicha capacidad. Las cargas para falla son similares a las informadas para la madera laminada colombiana, sin embargo, presentaron mayores deformaciones. Se determinó que la huella de carbono se redujo en un 20% (para la producción del material utilizado en esta investigación) en comparación con el producido para fabricar la madera laminada comercial en Colombia.