conductividad termica relacionado con la porosidad - ladrillos

UNIVERSIDAD ANDINA DEL CUSCOFACULTAD DE INGENIERIA

PROGRAMA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

ALUMNO : EDUARDO JOSE MEDINA PILARES

CUSCO, MAYO DEL 2013

INDICE:

EVALUACION DE LA CONDUCTIVIDAD TERMICA Y SU RELACION CON LA POROSIDAD EN DIFERENTES TIPOS DE LADRILLOS FABRICADOS EN LA DISTRITO

DE SAN JERONIMO - CUSCO

INTRODUCCION

1.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. Ámbito de la influencia de la tesis1.2. Descripción de la situación actual1.3. Justificación1.4. Formulación del problema1.5. Objetivos1.6. Hipótesis1.7. Variables1.8. Metodología de la tesis1.9. Matriz de consistencia

2.-Marco teórico de la tesis2.2. Antecedentes de la tesis2.3. Bases teóricas – científicas

3.-Contenido tentativo de la tesis4.-Plan de actividades5.-Recursos y presupuestoReferencias

1.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1. ÁMBITO DE LA INFLUENCIA DE LA TESIS

La siguiente investigación sobre la conductividad térmica y su relación con la porosidad, se realizara con los diferentes tipos de ladrillos elaborados en el distrito de San Jerónimo – Cusco.

1.2. DESCRIPCIÓN DE LA SITUACIÓN ACTUAL

En la ciudad del cusco, distrito de san jerónimo hay varias empresas ladrilleras artesanales y también en la ciudad del cusco proveedores, donde no conocen en los diferentes tipos de ladrillos una propiedad importante como es la conductividad térmica que puede está relacionado con la porosidad, lo cual es de vital importancia obtener estos valores para poder dar como aporte el mejor ladrillo que se comporta como buen aislante térmico.

1.3 JUSTIFICACIÓN

Hoy en día en la ciudad del cusco, casi todas las construcciones son de material noble, donde un material fundamental es el ladrillo, lo cual hoy en día es importante conocer una propiedad de mucha utilidad ahora para las nuevas construcciones que es la conductividad térmica, ya que este dato no se tiene en la zona del cusco, lo cual sería muy importante conocer este dato para construcciones futuras y de hoy.

1.4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA

PROBLEMA PRINCIPAL:

En la ciudad del Cusco y en el Perú, hemos visto un problema que es de no tener como dato la conductividad térmica de los diferentes tipos ladrillos fabricados en san jerónimo que puede estar relacionado con la porosidad, ya que conociendo este dato podremos saber comparando los diferentes tipos de ladrillo cual es mejor aislante térmico, que permitirá tener ambientes calientes.

FORMULACION INTERROGATIVA DEL PROBLEMA:

¿Cómo podremos obtener la conductividad térmica en ladrillos? ¿Cómo obtener la relación entre la conductividad térmica y la porosidad

en los ladrillos? ¿La conductividad térmica dependerá mucho de la porosidad? ¿Cómo influye la temperatura en la conductividad térmica?

¿De qué depende la cantidad de poros en los ladrillos?

1.5 OBJETIVOS

Objetivo General:

.Determinar un dato importante hoy en la actualidad que es la conductividad térmica de los diferentes tipos ladrillos fabricados en San Jerónimo – Cusco y obtener su relación con la porosidad de estos, para luego con estos datos podremos obtener el aislamiento térmico que tiene estos ladrillos y cómo se comporta en la ciudad del Cusco.

Objetivos Específicos:

Determinar la conductividad térmica en los diferentes tipos de ladrillo Obtener la relación que existe entre la conductividad térmica y la

porosidad en los ladrillos. Determinar si la porosidad es muy importante y como podría variar la

conductividad térmica de acuerdo a la cantidad de poros. Evaluar como influye la temperatura del ambiente con relación a la

conductividad térmica Obtener mediante ensayos la cantidad de poros y evaluar la

dependencia de estos.

1.6. HIPÓTESIS

Hipótesis General:

La conductividad térmica de los diferentes tipos de ladrillos fabricados en San Jerónimo – Cusco, tendrá una relación con la porosidad y lo cual esta relación dependerá de varios factores en su fabricación y características de cada tipo de ladrillo, entonces se sabrá cómo se comporta como aislante térmico en la ciudad del cusco.

Sub Hipótesis

La conductividad térmica variara dependiendo del tipo de ladrillos

La conductividad térmica tiene una relación con la porosidad en los ladrillos

La porosidad en cada tipo de ladrillo podrá influir mucho o no en la conductividad térmica

La temperatura del ambiente influye en la conductividad térmica La cantidad de poros influye en la variación de conductividad termica

1.7. Variables

Variables dependientes:

Conductividad térmicaPorosidad

Variables independientes:

Tipos de ladrillos elaborados en el distrito de san jerónimoDensidadTemperaturaNumero de muestrasMétodo para medir la conductividad térmica

1.8. Metodología de la tesis

1.9 Matriz de consistencia

MATRIZ DE CONSISTENCIA

TITULO: “EVALUACION DE LA CONDUCTIVIDAD TERMICA Y SU RELACION CON LA POROSIDAD EN DIFERENTES LADRILLOS, FABRICADOS EN EL DISTRITO DE SAN JERONIMO – CUSCO.PROBLEMA OBJETIVOS HIPÒTESIS VARIABLES Y

SUBVARIABLESINDICADORES Y UNIDADES DE ESTUDIO

1.Problema Central¿Existe una relación de la conductividad térmica con la resistencia a la compresión de los ladrillos fabricados en el distrito de san jerónimo del cusco?

1.1.Preguntas específicas:

P1.- ¿Qué es la conductividad térmica?P2.- ¿Qué valores se puedes apreciar para la conductividad térmica en cerámicos?

2.Objetivo General:Determinar la conductividad térmica y la resistencia a la compresión en los diferentes ladrillos fabricados en el distrito de san jerónimo- cusco.

2.1.Objetivos Específicos:

.O1.- Determinar la conductividad térmica en los diferentes tipo de ladrillos.O2.-. Encontrar valores de la conductividad térmica en los cerámicos.O3.-. Determinar la resistencia a la compresión para

3. Hipótesis Central:La conductividad térmica en los diferentes tipos de ladrillos elaborados en el distrito de san jerónimo tendrá una relación con la resistencia a la compresión.

Sub Hipótesis:S1.- Es necesario conocer la conductividad térmica de los ladrillos.S2.-Para cada tipo de cerámico existe un valor “k” de conductividad térmica.S3.-La resistencia a la compresión variara de acuerdo al tipo de ladrillo.S4.- Existe una variación de la conductividad térmica, de acuerdo a la resistencia a la compresión de cada tipo

4. Identificación de Variables de la Hipótesis Central.

V. Dependiente:

-Conductividad térmica-Resistencia a la compresión

V. Independiente:

-Tipos de ladrillos elaborados en el distrito de san jerónimo-Empresas de fábrica de ladrillos – san jeronimo.-Temperatura-Fuerza aplicada-Método para medir la conductividad térmica.

5.-Identificacion de Indicadores.

-Conductividad térmica (λ)

-Resistencia a la compresión (F’m)

-Tipos de ladrillos de empresas fabricadoras de ladrillos en el distrito de san jerónimo (x)

-Temperatura (T°)

-Fuerza (kg)

P3.- ¿Qué es la resistencia la compresión?P4.- ¿Cuántos tipos de ladrillos fabrican en el distrito de san jerónimo- cusco?P5.- ¿Cómo varia la conductividad térmica de acuerdo a la resistencia a la compresión del ladrillo?P6.- ¿Cómo medir la conductividad térmica en materiales de ladrillo?

cada tipo de ladrillo.O4.- Encontrar los diferentes tipos de ladrillos fabricados en el distrito de san jerónimo - cusco.O5. Determinar cómo varia la conductividad térmica de cada ladrillo respecto a diferentes resistencias a la compresión.O6.- Determinar el método para medir la conductividad térmica.

de ladrillo.S5.- La conductividad térmica variara dependiendo del experimento que se realizara de conductividad térmica.

EDUARDO JOSE MEDINA PILARES

2.- MARCO TEORICO DE LA TESIS2.1. Antecedentes de la tesis“EVALUACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS ESTRUCTURALES DE LA ALBAÑILERIA PRODUCIDA CON UNIDADES FABRICADAS EN LA REGIÓN CENTRAL JUNIN” – PUCP.

EVALUACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL LADRILLO ARTESANAL – UNIVERSIDADA NACIONAL PEDRO LUIS GALLO.

DIAGNOSTICO SOCIOECONOMICO DE PEQUEÑAS LADRILLERAS DEL DISTRITO DE

SAN JERONIMO – Ing. Cesar Ausguto Negron Ortiz y Ing. Maylin Vanesa Olivera Lazo

2.2. Bases teórico – científicas

MARCO TEORICO

Bases teóricas o científicas

Transmisión del calor por conducción

Tal y como se ha expuesto en el tema anterior, es el mecanismo molecular de transporte del calor y se verifica sin movimiento del medio.Tiene lugar fundamentalmente en el seno de cuerpos sólidos, como paredes de hornos, tuberías, cámaras frigoríficas, o también como frutos que se refrigeran o latas de conserva que se esterilizan.

Puede tener lugar también el líquidos o en gases y, de hecho contribuye al transporte en estos sistemas. Sin embargo en el caso de fluidos los gradientes de temperatura suelen causar convección que tiene una contribución mucho más alta que la conducción en el seno del fluido.

Para estudiar la conducción del calor utilizaremos las ecuaciones presentadas en el tema 4: ley de Fourier:

q=−k ·∇T [1]

y ecuación de continuidad SIN generación y SIN el componente de transporte másico C p,∇,v que es:

C p d T/ d t =−∇ ·q [2]

Escrita de esta forma es independiente de la geometría y podemos adaptarla con facilidad a cada caso particular.

CONDUCTIVIDAD TERMICA

La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción

de calor. En otras palabras la conductividad térmica es también la capacidad de una sustancia de transferir

la energía cinética de sus moléculas a otras moléculas adyacentes o a sustancias con las que no está en

contacto. En el Sistema Internacional de Unidades la conductividad térmica se mide en W/(K·m)

( equivalente a J/(s·°C·m) )

¿Qué es una termocupla?

Las termocuplas són el sensor de temperatura más común utilizado industriálmente.Una termocupla se hace con dós alambres de distinto material unidos en un extremo (soldados generálmente). Al aplicar temperatura en la unión de los metales se genera un voltaje muy pequeño (efecto Seebeck) del orden de los milivolts el cual aumenta con la temperatura.

Normalmente las termocuplas industriales se consiguen encapsuladas dentro de un tubo de acero inoxidable u otro material (vaina) , en un extremo está la unión y en el otro el terminal eléctrico de los cables, protegido adentro de una caja redonda de aluminio ( cabezal ).

TIPOS DE TERMOCUPLAS

Existen una infinidad de tipos de termocuplas, en la tabla aparecen algunas de las más comunes, pero casi el 90% de las termocuplas utilizadas son del tipo J o del tipo K.

Ventajas , Desventajas y Aplicaciones:

Una ventaja de las termocuplas sobre otros tipos de sensores es la posibilidad de construir el sensor adaptado a una aplicación específica.Desde la termocupla con sus alambres desnudos hasta la protegida en un tubo de acero inoxidable con cuentas de cerámica protectoras en su interior pasando por una infinidad de dispositivos de montaje.

El hecho de que son normalmente muy robustas y económicas y abarcan un rango de temperaturas muy amplio las hacen las indicadas para muchas aplicaciones. Además hay que tener en cuenta de que el hecho de estar formadas por dos alambres muy finos hace que sean muy sensibles en un punto pequeño.

La termocupla de tipo J o hierroconstantán es por mucho la más empleada, en los EE UU se emplean más de 200 toneladas de dichos materiales para la fabricación de termocuplas.

No obstante, muchos se opusieron al empleo del hierro en el campo de la termometría, Burgess y Le Chatelier, en su libro “Mediciones de Altas Temperaturas” (1912), enfatizaron este punto, basando sus objeciones en la falta de homogeneidad de los alambres de hierro, ya que se desarrollaban f.e.m. parásitas si existían gradientes de temperatura a su largo. Sin embargo, su salida relativamente alta, un costo comparativamente bajo y su adaptabilidad a atmósferas, tanto oxidantes como reductoras, justifican el amplio uso del hierro-constantán. Además, hoy en día, el hierro no es mucho menos homogéneo que el constantán con el cual se encuentra unido. Cuando se emplea en condiciones tales que el gradiente a lo largo del alambre no está sujeto a fluctuaciones rápidas, las f.e.m. parásitas raras veces resultan en errores mayores que 1 ó 2 grados ºF.

Una desventaja es que su f.e.m. de salida no es lineal, de modo que el instrumento que mide su salida debe incluir circuitos de linealización. También su exactitud depende de la pureza de las aleaciones empleadas en su construcción.

¿Qué es calor?

El calor está definido como la forma de energía que se transfiere entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, sin embargo en termodinámica generalmente el término calor significa simplemente transferencia de energía. Este flujo de energía siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico (ejemplo: una bebida fría dejada en una habitación se entibia).La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos de transferencia, estos son la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado. Cabe resaltar que los cuerpos no tienen calor, sino energía térmica. La energía existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el proceso mediante el cual la energía se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura.

CANTIDAD DE CALOR:

Cuando una sustancia se funde o se evapora absorbe cierta cantidad de calor llamada calor latente, este término significa oculto, pues existe aunque no se incremente su temperatura ya que mientras dure la fusión o la evaporación de la sustancia no se registrará variación de la misma. En tanto el calor sensible es aquel que al suministrarle a una sustancia eleva su temperatura.

Si una lámina de material se encuentra en contacto con dos focos térmicos a diferentes temperaturas (fig 2),

en estado estacionario la cantidad de calor por unidad de tiempo y superficie que atraviesa la placa será

proporcional a la diferencia de temperaturas e inversamente proporcional a su espesor (ε). El flujo de calor

(H) irá desde la región de mayor temperatura (Tc) hacia la de menor temperatura (Tf). La ecuación que

describe este proceso, es la llamada Ley de Fourier y es mostrada en la figura 2. En esta ecuación la

constante de proporcionalidad (k) se denomina constante de conductividad térmica del material.

Descripción del Experimento

Para medir la constante de conductividad térmica utilizaremos el aparato mostrado en la figura 3. Este consiste esencialmente en una cámara aislada de aluminio, la cual tiene un orificio cuadrado en el cual se posiciona la lámina del material que se desea medir. Esta cámara se utiliza como foco térmico de alta temperatura (Tc), ya que a través de ella se hace circular vapor de agua. Sobre el material se ubica un trozo cilíndrico de hielo el cual cumple la función de foco térmico de baja temperatura (Tf), y además es utilizado para determinar la cantidad de calor que fluye a través del material. Por lo tanto, midiendo la cantidad de hielo que se funde en un determinado intervalo de tiempo (Δt), podemos conocer la cantidad de calor que fluyó desde el depósito caliente hacia el hielo en ese mismo intervalo de tiempo.

http://srv2.fis.puc.cl/mediawiki/index.php/File:Ter2.png

Para llevar a cabo al experimento será necesario medir o determinar las siguientes variables:

Espesor (ε) de la muestra. Para ello es recomendable utilizar un pie de metro disponible en el

laboratorio.

El área de contacto entre el hielo y la muestra (A). Se determinará a partir de la medida del diámetro del

bloque de hielo al inicio y al final de la experiencia, con el propósito de reducir el error cometido al

considerar un área de transferencia constante.

El flujo de calor (ΔQ / Δt) se determinará midiendo la masa de hielo derretido en un intervalo de tiempo

determinado (Δt). Ello se realizará bajo dos condiciones diferentes. Primero con el foco caliente estando

a temperatura ambiente, esto es, sin conectar la manguera con vapor a la cámara. Ello con el propósito

de medir cuanto hielo se derrite por el efecto de la entrega de calor desde el ambiente. Luego se

realizará la misma medición, pero con el foco caliente, esto es, cuando está conectada la manguera con

vapor. Por lo tanto en el último caso la temperatura de la cámara tendrá un valor cercano a la

temperatura de ebullición del agua a presión atmosférica.



Materia Prima

La materia prima utilizada para la elaboración de las unidades de albañilería, más conocido como

‘’ladrillos’’, es la arcilla, encontrada en la superficie, lo que permite su fácil y económica

explotación.

Información técnica sobre Arcillas

Según la teoría geológica se explica que la formación de las arcillas se da por la descomposición de

las rocas ígneas primarias o rocas básicas, como los granitos, feldespatos o pegmatitos, los cuales

son alterados por los agentes atmosféricos a través del tiempo, produciéndose las diferentes clases

de arcilla según el grado de intemperización hasta alcanzar tamaños menores que dos micras (0.002

mm).

Según la teoría química explica la formación de las arcillas por sedimentación coloidal a partir de

geles de aluminio y sílica (disoluciones) de grano fino.

La arcilla es el producto final de la descomposición de las rocas, el cual se presenta como material

pétreo o terroso que contiene esencialmente silicato de aluminio hidratado e impurezas,

componentes que le da diferentes propiedades como:

• Plasticidad, esta propiedad le permite a la arcilla en combinación con el agua necesaria, adquirir

cierta flexibilidad, y se puede con la masa amoldar diferentes formas de objetos o ladrillos.

• Contracción, tiene efecto durante el secado. La pérdida de agua se inicia en los poros superficiales,

continuando estos en los poros interiores, hasta conseguir un equilibrio, entonces por arrastre se

contraen los poros, disminuyendo el volumen.

• Aglutinación, es la propiedad por la cual las arcillas se consolidan en una masa.

• Porosidad y absorción de agua, dependiendo de los componentes estos pueden ser impermeables.

• Vitrificación, es la propiedad de las arcillas de hacerse duras. A temperaturas muy elevadas la

pasta se vitrifica, se vuelve más sonora y queda dura.

Muestreo de las Unidades de Albañilería (Ladrillos)

Marco Conceptual

Lote: Es el conjunto de ladrillos de la misma forma y tamaño fabricados en condiciones similares

de producción.

Muestra: Es el grupo de ladrillos extraídos al azar del lote para efectos de obtener la información

necesaria que permita apreciar las características de ese lote.

Espécimen: Es cada una de las unidades en donde se aplicará cada ensayo especificado en la

Norma.

EL LADRILLO

¿Que son los ladrillos?

Son pequeñas pieza cerámicas, de forma de paralelepípedo, formadas por tierras arcillosas,

moldeadas, comprimidas y sometidas a una cocción conveniente. Puede utilizarse en toda clase de

construcciones por ser su forma muy regular y fácil su manejo.

Los ladrillos se clasifican entre los materiales que se obtienen mediante la cocción de arcillas

naturales previamente moldeados.

La norma del Ministerio de Vivienda MV 201-1972, “Murga resistentes de fábrica de ladrillos” da

la siguiente definición de ladrillo.

”Ladrillo es toda pieza destinada a la construcción de muros, generalmente en forma de ortoedro,

fabricado por cocción con arcilla o tierra arcillosa, a veces con adicción de otros materiales.

Tierras convenientes para la fabricación de ladrillos.

Las mejores tierras para la fabricación de ladrillos son las arcillas, en las cuales la arcilla (silicata de

alúmina hidratado) es el elemento predominante, conteniendo además carbonato de cal, arena y

óxido de hierro. Estas arcillas provienen de la descomposición de las rocas feldespáticas.

Las arcillas utilizadas para la fabricación de productos cerámicos pertenecen a dos grandes grupos.

A. Arcillas micáceas; muy abundantes y empleadas comúnmente la fabricación de ladrilleros, la

arcilla micácea esta acompañada supera el 25% de excelentes cualidades a la arcilla para la

fabricación de ladrillos haciéndolos resistentes contra el agua y el hielo. El óxido de hierro que

también contiene la arcilla hace que el ladrillo aumente su resistencia a la comprensión después de

cocida.

Está demostrado que los mejores ladrillo se fabrican de la arcilla que contiene asociada la cal, el

oxído de hierro y la arena.

B. Arcillas zoolíticas. Que son las más puras y se reservan para la fabricación de loza. Esta arcilla

proviene de los feldespatos más puros.

Frecuentemente se añaden a las arcillas otras materias.

a. Desengrasantes (arena cuarzosa, cuarcita, bauxita, aluminio, etc).

b. Fundentes (Aservir, alquitran, grafito, etc)

Características, propiedades y condiciones que deben reunir los ladrillos.

A. Características.

- Tabla, cada una de las dos caras mayores.

- Tanto, cada una de las dos caras medianas.

- Testa, cada una de las dos caras menores.

B. Propiedades y condiciones.

Los ladrillos de buena fabricación tienen que ser sólidos, resistentes, sin fisura y que se puedan

cortar de un simple golpe de paleta.

La forma debe ser homogénea, compacta, luciente y exenta de caliches, no deben estar demasiado

cocidos ni poco cocidos, en resumen en el ladrillos tiene que tener una buena cocción, color

uniforme, sonido claro y seco cuando se le golpea.

Clasificación de los ladrillos.

A. Según el tipo de fabricación.

- Ladrillos de tejar. Fabricación a mano, moldeados con gradillas sobre el suelo, son toscos en las

caras rugosas y cocidas en unos hornos abiertos llamados hormigueros.

- Ladrillo de mesa. Fabricados a mano, sobre superficies lisas y cocidos en hornos fijos.

- Ladrillo mecánicos. Llamados cerámicos, son los moldeados con galletera y cocido en horno fijo.

- Ladrillos prensados. Son ladrillos de caras final, fabricados mediante potentes prensas y cocidos

en hornos fijos.

B. Por su cochura.

- Ladrillos santos: Son los que, por exceso de cochura, se han vitrificado, resultando retorcidos,

quemados y de color azulado.

- Ladrillos escalificados, son los que, por exceso de cochura, tienen un principio de vitrificado y

están algo alabeados.

- Ladrilleros recochos: son los que tienen un grado exacto de cocción y muy resistentes.

C. Por su forma.

- Ladrillos huecos: son aquellos con perforaciones paralelas a una de sus aristas ventajas.

• Menos peso pero igualdad de volumen que los macizos.

• Se necesita menos combustible en su cocción.

• Son más baratos que los macizos.

• Mayor poder aislante que los macizos por las cámaras de aire que tiene.

- Ladrillo Macizo: Son ladrillos sin perforaciones en la tabla de volumen, son de masa compacta de

forma rectangular.

Ventajas:

• Para aligerar su peso pueden llevar unos taladros practicados en las tablas no superior a 2.5cm2.

• Es homogéneo.

• Ser porosos sin exceso para poder tomar el mortero-.

• Se puede cortar con facilidad.

- Ladrillo perforado: son aquellos con perforaciones paralelas a cualquiera de sus aristas.

- Ladrillos aplantillados: son aquellos con perforaciones paralelas a cualquiera de sus aristas.

- Ladrillos aplantillados. Son aquellos que su forma geométrica es diferente a la paralelepipédica,

tiene forma de cuña, se empela para dinteles, chimeneas, cornisas, encuentro de paredes en forma

de curva.

- Ladrillos rasillas: de menores dimensiones que los normales, pudiendo ser huecos o macizos.

- Ladrillos especiales. Son los que, por su forma y tamaño, reciben el nombre e ladrillos, pero

obtenidos con procedimientos especiales de fabricación.

- Ladrillos coloreados. Se obtienen mezclando colorantes a las arcillas blancas (kaolines),

desengrasados, sólo con arena silíca, de forma que en ninguno de estos productos exista el óxido de

hierro que es el que le da el color rojizo.

Fabricación del ladrillo.

Las operaciones que comprende la fabricación son:

- Extracción y trituración de la arcilla.

- Preparación y amasado de la pasta.

- Moldeado.

- Secado.

- Cocción.

A. Fabricación artesanal.

- Extracción.

Por lo general lo más lógico es que los ladrillos se fabrican en lugares lo más cerca de las

poblaciones, las tierras de campo son excavadas con picos o máquinas excavadoras y no se le hace

ninguna prueba de salinidad.

- Preparación y amasada de la pasta.

Practicada la primera operación (extracción) se procede regularizar las tierras añadiéndoles arcilla,

arena y agua en proporciones hechos al tanteo, en algunos casos se les agrega un componente

opcional que es la ceniza (pajilla quemado de arroz), la cual según los ladrilleros informales es la

que da resistencia al ladrillo y se procede a mezclar.

- Moldeo.

Teniendo una masa no muy uniforme se procede la moldeado, el cual se da en moldes de maderas

cuyas medidas son 22 x 13 x cm para el tipo King kong, los cuales son llenados a mano por los

mismos ladrilleros, cada vez que va a moldearse se esparce arena final en el fondo del molde y a los

cantos con el fin de que la masa no se adhiera ni en el suelo ni en el molde de madera.

Luego se procede al desmolde y se apilan para el secado respectivo.

- Secado.

El siguiente paso es el secado en el cual se utiliza la energía solar teniendo un tiempo máximo de

secado de 7 días en los cuales los rangos solares caen directamente sobre el producto elaborado.

Hasta ahora solo tenemos un producto llamado “gallera” o ladrillo crudo.

Hay que tener en cuenta que en estas ladrilleras artesanales cuando los pedidos aumentan el tiempo

de secado disminuye (3 a 4 días).

- Cocción.

Siendo uno de los pases mas importantes en este proceso.

La cocción se realiza en hornos pequeños o en hornos grandes, el combustible a utilizar también es

variado, la pajilla de arroz y el jebe son algunas de ellos. El tiempo de duración para la cocción es

de 6 a 7 días pero hay que tener en cuenta que en estos hornos no se distribuye uniformemente la

temperatura teniendo como consecuencia ladrillos poco uniformes y no siempre iguales en su

resistencia.

El tiempo de enfriado es un día, después de este tiempo el ladrillo artesanal esta listo para la venta

al público.

Si bien un ladrillo artesanal es reconocible a simple vista, casi siempre no logramos darnos cuenta

de su característica a continuación mencionamos algunos.

• El color, varia de rojizo intenso al naranja apagado.

• Raduras.

• Fluorescencias.

• Medidas no uniformes.

• No son completamente compactadas a pesar de su apariencia.

B. Fabricación industrial.

- Extracción.

Es este proceso se emplean tierras seleccionados como tierra amarilla, tierra negra con propiedades

especificas, para esto se emplean medidas y proporciones adecuadas, es decir cada tipo de ladrillo

tiene una proporción de material específica; estos materiales son traídos de canteras, previo análisis

químico de salinidad, carbohidratos.

- Preparación y amasado de la pasta.

El material es elevado a la tolva o molino la cual un vez llena empieza el proceso de las fajas.

La tolva es donde ingresa la materia prima para después salir el material en polvo finísimo. Luego

el polvo ingresa a la amasadora es ahí donde se le añade agua, donde simplemente se humecta la

cual la forma, consistente a la masa. Luego pasa a la laminadora donde la maquina convierte a la

masa en laminas cuya función es uniformizar la humedad de barro.

- Moldes.

Seguidamente el barro pasa a la exclusota, donde el barro ingresa y es ahí donde se forma el ladrillo

pasando por una cámara de vacío la cual succiona todo el are del barro y el ladrillo se compacta

saliendo totalmente manejable en forma de barra largo que es cortada por una cortadora.

- Secado.

El secado se hace exponiéndose al sol, pero el secado no debe ser violento ya que el ladrillo tiende a

controlarse por secado y si la contracción es muy violenta se producirá grietas.

El tiempo de secado varía de acuerdo al tipo de ladrillero.

Ejes: el ladrillo tipo derecho demora 4-5 días para que llegue a su conteo, el ladrillo Kin kong de 18

huecos demora 11-12 días hasta llegar el conteo.

- Cocción.

El cocido de estos ladrillos es optimo ya que la temperatura se expande uniformemente hacia todas

las apiladas de ladrillos, cuenta además en un sistema completo de distribución de calor la cocción

es en un tiempo no mayor de tres días.

5. Dimensiones de ladrillo

- EN cuanto a las dimensiones de los ladrillos la Norma MV 201 -1997 establece para el ladrillo

Macizo: 24 x 11.5 x5.3 cuya resistencia a la comprensión f’c = 140 -160 kg/cm2.

6. Resistencia.

La Resistencia a la compresión de la albañilería (d0 es su propiedad más importante. En términos

generales, define no sólo el nivel de su calidad estructural, sino también el nivel de su resistencia a

la intemperie o a cualquier otra causa de deterioro. Los principales componentes de la resistencia a

la compresión de la albañilería son: La resistencia a la compresión del ladrillo (f b), la perfección

geométrica del ladrillo, la calidad de mortero empleado para el asentado de ladrillo y la calidad de

mano de otra empleada.

CADENA DE VALOR DE LAS LADRILLERAS

Descripción de las empresas

El sector ladrillero del Distrito de San Jerónimo está conformado por 178 productores; 81% arrendatarios y 19% propietarios.De los propietarios:− El 13% cuenta con RUC (Registro Único de Contribuyente).− El 10% promociona sus productos a través de un nombre comercial.− El 3% cuenta con Licencia Municipal.

Los requisitos para obtener la Licencia de Funcionamiento Municipal son:− Solicitud al Alcalde.− Carné de sanidad de los trabajadores.− RUC vigente.− Certificado de Compatibilidad (Otorgado por la Municipalidad).− Certificado de Defensa Civil ((Otorgado por la Municipalidad).− Copia de Escritura Pública (en caso de ser personería jurídica).

Para obtener el RUC como persona natural, no es necesario tener la Licencia de Funcionamiento Municipal.

Tamaño de las empresas

El sector ladrillero genera 677 puestos de trabajo (permanentes y eventuales), sin considerar los puestos generados indirectamente (estibadores, transportistas, intermediarios).

El 51% de los productores cuenta con más de 5 años de experiencia trabajando en el sector; el 20% entre 2 y 5 años; mientras que el 29% tiene una experiencia menor a 2 años.

El 37% de los productores utiliza sus talleres como viviendas.

Servicios básicos en talleres

− El 38% cuenta con agua y el 2% tiene desagüe.− El 16% cuenta con el servicio de energía eléctrica.− La vía de acceso al 42% de sus talleres es mediante trochas y el 1% cuenta con pista asfaltada.

Personal y nivel de calificación

Productores Mecanizados:− Los productores mecanizados tienen un promedio de 3 trabajadores permanentes y 5 eventuales.− El 1% de los talleres cuenta con profesionales y técnicos.Productores Artesanos− Los productores artesanos, tienen un promedio de 2 trabajadores permanentes y 3 eventuales.

Si bien es cierto, la tasa de analfabetismo en el distrito ha disminuido a 2.5%, esto, no se ve reflejado en el sector, 34% de los productores varones no sabe leer ni escribir; al igual que el 65% de las mujeres que trabajan en los talleres.

La deserción en el nivel secundario (jóvenes entre de 13 a 18 años), se debe principalmente a que pasan a ser parte de la población económicamente activa, siendo el 9.5% trabajadores del sector ladrillero.

Análisis del pensamiento estratégico

El 65% de los productores pertenece a alguna asociación.De ellos el 11% pertenece a la Asociación de Productores Ladrilleros de San Jerónimo (propietarios); mientras que el 48% pertenece a la Asociación San Agustín (arrendatarios); ambas representadas por sus juntas directivas.

El 35% de los productores no esta organizado ni asociado, están situados en las comunidades de Picol Orcompujio (margen derecha) y Pillao Matao.

Como resultado de los talleres efectuados con los productores (propietarios y arrendatarios) se tiene las siguientes variables:

− Los productores no cuentan con una visión de largo plazo, no fijan objetivos ni metas de corto y mediano plazo.− Los productores no se consideran empresarios, el hecho de sólo ser “productores”, los limita a no considerar muchas variables y alternativas dentro de la cadena de valor como la generación de alianzas estratégicas para la optimización de sus procesos, el establecimiento de mecanismos de optimicen la comercialización de sus productos, y el adecuado manejo financiero.− No se cuentan con fuentes claras de ventajas competitivas, la producción se sustenta en la existencia arcilla como materia prima (ventaja comparativa).

− La relación con el entorno es débil, no analizan las oportunidades existentes como el desarrollar convenios con universidades para efectuar prácticas pre profesionales que mejoren la productividad y gestión empresarial, mesas de negociación con gobiernos locales para mejorar servicios e infraestructura, entre otros.

Participación de mujeres y niños

La participación de las mujeres en el sector se da en los siguientes procesos de:− Recepción y pago de insumos para la quema.− Apilamiento de productos (antes de la quema).− Comercialización de productos terminados.El 34% de los productores, trabaja con mujeres, teniendo un promedio de 1 mujer por taller.

En 12% de los talleres trabajan niños, a razón de 1 niño por taller, principalmente en actividades de apoyo.

Infraestructura (terrenos y equipos)

A. Terrenos

El 81% de los productores ladrilleros son arrendatarios, mientras que el 19%está conformado por propietarios.

El promedio de extensión que poseen los propietarios es de 2,255.6 m2.

B. Equipos

El 99% de los equipos son hechos en la ciudad del Cusco, teniendo los siguientes:

EquiposProducciónArtesanal

Producción Mecanizada

− Buguis (carretillas)− Palas− Picos− Moldes

− Picos, palas, carretillas− Escavadoras− Procesadora− Extrusoras− Chancadoras− Soletes− Ventiladores− Cortadoras

Fuente: Elaboración Propia

C. Hornos

Los hornos son hechos artesanalmente de ladrillos y arcilla sin recubrimiento, de formas circulares y cuadrados, de tiro natural y semiabiertos a la atmósfera. La capacidad es de 7,000 a 10,000 ladrillos por quema, y de 4,000 a 8,000 tejas.Tanto productores artesanales como mecanizados utilizan el mismo tipo de horno, variando la forma circular o cuadrada; la cantidad de productos por quema varía en función a las características del producto; cuando se queman productos artesanales se

puede llegar a cargar hasta 10,000 ladrillos (por mayor resistencia al peso, no tienen orificios); caso que no ocurre con los mecanizados.El sector cuenta con 215 hornos registrados, teniendo como promedio 1 horno por productor.Análisis de la producción

Materia prima e insumos

Las materias primas utilizadas para la fabricación de ladrillos y tejas son:− Arcilla− ArenaLa tierra se usa en la producción artesanal como un tercer componente.

Los insumos necesarios varían en el proceso de elaboración y en las quemas; para este último de acuerdo a la facilidad de adquisición (costo) y oferta se usa aserrín y/o ramas de eucalipto.

InsumosElaboración − Agua

Quemas

− Aserrín− Ramas de eucalipto− Cáscara de café1

− Carbón− Llantas de vehículos− Jebes


A. Cantidad de materia prima utilizada

Materia Prima e Insumos

Cantidad promedio para8,000 ladrillos

ProducciónArtesanal

ProducciónMecanizada

Arcilla de 1ra 5,120 Kg. 16,000 Kg.Arcilla de 2da 1,710 Kg.Tierra 2,560 Kg.Arena 3,840 Kg. 16,000 Kg.Agua 500 litros 400 litros


La arcilla que es utilizada está ubicada en las comunidades de: Sucso Aucaylle, Picol (anexo Acaman) y Pillao Matao. Se estima que las reservas sean de100’000,000 TM y tengan un tiempo de explotación de 100 años a ritmo normal

B. Cantidad de insumos utilizados

Alternativas para Quemas

Cantidades UtilizadasKilogramos Unidades

AserrínRamas de eucalipto

Cáscara de café Llantas

1 20,000 – 24,000 2 – 42 5,000 – 6,000 10,000 – 12,000 2 – 43 10,000 – 12,000 80 – 1004 10,000 – 12,000 2 – 4


Esta cantidad de insumos es utilizada para la fabricación de ladrillos artesanales, en hornos con una capacidad de 8,000 a 10,000 ladrillos.

Procedencia y costos de insumos para quemas

Los principales insumos utilizados para quemas son:

InsumoPromedio

deCamiones

Cantidad Promedio por camión

(s/.) PrecioPromedio

Procedencia

Aserrín 15,500 Kg. (Canter 10 m3).

312.00 – 400.00Aserraderos y madereras de Cusco ciudad

Ramas de eucalipto

411,000 Kg. (Camión de 25 m3). 400.00 – 453.00

− Anta− Mollepata− Limatambo− Paucartambo− Andahuaylillas

Cáscara de café

111,000 Kg. (Camión de 25 m3).

730.00 –1,300.00

Provincia de LaConvención

Llantas --- 21 unidades1.25 pequeñas Llanterías y talleres

mecánicos de la ciudad del Cusco.

5.00 grandes


−Estas cantidades son utilizadas para quema de 7,000 a 8,000 ladrillos mecanizados, y de 8,000 a 10,000 ladrillos artesanales.− Los productores mecanizados realizan un promedio de 3 quemas semanales (12 quemas mensuales, cada quema de 7,000 a 8,000 ladrillos).−Los productores artesanales realizan un promedio de 2 quemas al mes (cada quema de 8,000 a 10,000 ladrillos), estas quemas se desarrollan de manera mancomunada.

Eslabonamiento con proveedores

Las relaciones entre proveedores y fabricantes de ladrillo, se caracterizan por ser del tipo ganador – perdedor; el factor que se negocia es el precio que es manejado netamente por los proveedores, debido a la alta demanda de sus productos, son ofrecidos al mejor postor.

Los fabricantes continuamente están buscando nuevas fuentes de suministro para estos insumos.

La estrategia seguida por los proveedores para aumentar su poder negociador se centra en la necesidad y escasez de sus productos, lo cual, crea dependencia en sus compradores, con limitaciones en calidad y un compromiso de proveer a los mismos fabricantes.

Las relaciones entre proveedores y fabricantes son de corto plazo, para una nueva compra se negocia nuevamente el precio.

Principales productosLos productos se diferencian en dos:

Artesanales Mecanizados

1. Tejas2. Ladrillos3. Pasteleros

1. Bloquetas 12 x 20 x 302. Bloquetas 15 x 20 x 303. Panderetas 14 x 10 x 244. Ladrillos de 18 huecos5. Pasteleros6. Tejas Mecanizadas


Tecnología utilizada

La tecnología utilizada en la producción incluye los procedimientos, métodos, personas, materiales y equipos que se utilizan para producir tejas y ladrillos. Dentro del sector se ha encontrado tecnología artesanal (65%) y tecnología intermedia (35%).

A. Producción Artesanal

La tecnología artesanal es utilizada en la producción de ladrillo artesanal y teja, no se utilizan equipos sofisticados, los materiales se procesan es forma manual, el personal no es calificado; respecto a los procedimientos y métodos la producción es en serie y el quemado es en lotes de 8,000 a 10,000 unidades.

B. Producción Mecanizada

La tecnología intermedia es utilizada en la producción principalmente de bloquetas, panderetas, ladrillo de 18 huecos, pasteleros y tejas mecanizadas, la mejora en la producción es el resultado de la acumulación de experiencias y la implementación de nuevas tecnologías; se cuenta con equipos, la mano de obra es semi calificada, y respecto a los procedimientos y métodos la producción es en serie y el quemado es en lotes de 7,000 a 8,000 unidades.

Descripción del proceso

A. Productos mecanizados

Inicio

− Arena 16,000 Kg.− Agua 8 cilindros

Extracción de arcilla

Preparación(mezcla)

Moldeado

16,000 Kg. 12 hrs.

8 hrs.

32 hrs.

15 días Apilado de productos crudos

Limpieza de horno

1 hrs.

− Aserrín− Llantas− Jebes

− Ramas− Aserrín− Llantas− Cáscara de café

Cargado de proas. a horno

Precalentado

Quemado

5 hrs.

2 hrs.

8 hrs.

5 hrs. DescargadoMermas:(Promedio 50 unidades)

10 – 12 hrs. Ladrillos20 – 30 hrs. Tejas

Enfriado

Venta


Productos terminados:− Bloquetas− Panderetas− 18 huecos− Pasteleros− Tejas

El proceso de fabricación de productos mecanizados, se da de manera continua de lunes a sábado (24 días al mes, cada día de una jornada de 10 hrs.), lo que implica que mientras se están realizando las quemas, se siguen elaborando otros productos.El moldeado de 8,000 se hace en cuatro días, en jornadas de 10 hrs., cada una.

B. Productos Artesanales

Inicio

Extracción de arcilla

Secado de arcilla(Aire libre)

16 hrs.

Fina: 48 hrs.De 2da: 24 hrs. De 3ra: 24 hrs.

4.5 cilindros de agua (promedio)de 50 litros de capacidad

Chancado de ArcillaFina: 1 hrs.De 2da: 30 min. De 3ra: 30 min.

Arena:− Fina: 15 carretillas− De 2da: 8 carretillas− De 3ra: 4 carretillas− Tierra: 10 carretillas

Remojado de Arcilla 12 hrs.

Preparación 8 hrs.

Moldes: tejas y ladrillosArena fina: 1 carretilla

Reposo De 5 a 15 hrs.

Moldeado80 hrs. (8 días)

Raspado y apilado 24 hrs.

8,000 – 10,000 ladrillos8,000 tejas

Secado 112 hrs. (14 días)

Cargado a horno 8 hrs.

− Ramas: 2 camiones− Aserrín: 1 camión− Llantas: 30 unidades

Limpiado de horno 2 hrs.

Quemado 20 hrs.

Enfriado 96 hrs. (4 días)

Venta En función a la demanda


El proceso de fabricación de productos artesanales es intermitente, se realizan2 quemas en promedio al mes.

Moldeado 1 persona 2 personas8,000 Ladrillos 16 días (10 hrs. por día) 8 días (10 hrs. por día)8,000 Tejas 8 días (10 hrs. por día)


Clasificación y volumen de producción

El 81% de la producción está concentrado en la elaboración de ladrillos artesanales, tejas artesanales y ladrillos mecanizados de 18 huecos.

El volumen de producción mensual en el Distrito de San Jerónimo (Sucso Aucaylle, Pillao Matao, Picol Orcompujio) de los ladrillos artesanales es de 913 millares al mes, vendido a un precio promedio de s/. 183.60; seguido por las tejas artesanales (19% de la producción), cuyo volumen de producción mensual es de 343 millares, a un precio promedio de s/. 276.18; todos los precios son en taller (sacado del horno) sin considerar la distribución física (estibadores y transporte).

Productos en Función al Volumen de ProducciónTipo de

Producción Productos %Precio Promedio por millar

Cantidad (unidades millares)

Cantidad Promedio por

productor

ArtesanalLadrillo artesanal 36% S/. 183.60 913 11Teja artesanal 13.6% S/. 276.18 343 10

Mecanizada

Ladrillo 18 huecos 30% S/. 330.37 743 28Teja mecanizada 9% S/. 344.67 214 14Bloquetas 4% S/. 755.56 107 11Pandereta 6% S/. 321.67 163 27Pastelero artesanal 0.4% S/. 433.33 10 3Super king Kong 1% S/. 350.00 24 24


CRONOGRAMA:

1 2 3 4 5 5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17

1 Selección del tema

2 Preguntas de investigacion

3 Objetivos de investigacion

4 Hipotesis

5 Diseño de investigacion

6 Marco teorico

7 Recoleccion de Datos

8 Trabajo de campo

9 Analisis de informacion

10 Conclusion de la investigacion

ENERO FEBRERO ACTIVIDADES

MARZO ABRIL

Cronograma de Actividades: Evaluacion de la Conductividad termica y su relacion con la resistencia a la compresion de los diferentes tipos de ladrillos fabricados en el distrito de san jeronimo - cusco

18N°

BIBLIOGRAFIA:

NORMAS TECNICAS - ITINTEC 331.017



DIAGNOSTICO SOCIOECONOMICO DE PEQUEÑAS LADRILLERAS DEL

DISTRITO DE SAN JERONIMO – Ing. Cesar Ausguto Negron Ortiz y Ing. Maylin

Vanesa Olivera Lazo

http://www.cenam.mx/dmE/pdf/PRE_E-Mie-5.pdf

NORMA MEXICANA “NMX-C-181-1984” TESIS SOBRE CONDUCTIVIDAD TERMICA – CHILE Caracterización climática de la región cusco – PACCPERU PRINCIPIOS DE DISEÑO PARA EL LADRILLO TERMORESISTENTE Departamento de Ingenieria Quimica – Transmision de calor. Transferencia de calor – J.P. HOLMAN Norma Chilena – Nch853

http://www.cenam.mx/dmE/pdf/PRE_E-Mie-5.pdf

conductividad termica relacionado con la porosidad - ladrillos

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