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Los adobes son elementos de construcción hechos a base de suelo, reforzados con fibras vegetales, generalmente paja. Los primeros usos documentados de los que se tiene constancia vienen de las primeras civilizaciones como la Sumeria, o la Anasazi e Incaica en América (Cordell, 1996; Lucas & Harris, 2011). Estas unidades de construcción de dimensiones variables (según el lugar de fabricación y norma de construcción aplicable), regularmente consisten de suelo local, cuyos componentes son alguna proporción de: limo, arcilla, arena y grava y cierto porcentaje de materia orgánica y alguna adición de algún tipo de fibra natural como refuerzo (Barriola & Ginoccio, 1983).
Debido a cuestiones ecológicas, de economía y desempeño, recientemente, se han incrementado la cantidad de investigaciones realizadas en torno al mejoramiento de las propiedades físico-mecánicas de adobes y ladrillos de concreto reforzados con otros tipos de materiales (nuevos y/o de reúso), entre los cuales se encuentran vegetales, textiles, plásticos, resinas, cemento, desechos de construcción, entre otros, en presentaciones como: pellet, hojuelas, tiras, entre otros, especialmente fibras.
En la presente revisión, se contemplan investigaciones recientes alrededor del mundo con especial enfoque en publicaciones en Latinoamérica y de trabajos sin mucha difusión en revistas especializadas, pero con mayor importancia en la región, tales como tesis. En este trabajo, se obtiene como resultado una tendencia sobre la mejora de desempeño de las propiedades físico-mecánicas de las unidades de construcción según el tipo de refuerzo, lo que se puede aprovechar para generar propuestas de construcción basadas en los estudios cuyo refuerzo muestra mejor desempeño, así como entender e identificar las áreas de oportunidad para el desarrollo de nuevas propuestas de materiales para reforzamiento de adobes y ladrillos con fines de construcción.
2. ARTÍCULOS DE REVISIÓN PREVIOS
Se consultaron 17 artículos de revisión relacionados con adobes y unidades de construcción reforzados, los enfoques que abordan son: estudios de resistencia mecánica, densidad, propiedades térmicas y absorción de agua para adobe tradicional comprimido (sin refuerzos en fibra o aditivos) (Brito-del Pino et al., 2021; Deboucha & Hashim, 2011), adobe reforzado con diversos tipos de aglutinantes y de fibras sintéticas y naturales nuevas y de desecho, analizando alguna o varias de las propiedades de: conductividad, resistencia a la compresión, conductividad térmica, densidad y absorción de agua, con sus respectivas normatividades (Balan et al., 2021; Hejazi et al., 2012; Jannat et al., 2020; Paul et al., 2022; Ramakrishnan et al., 2021; Salazar-Saucedo & Tejada-Escobedo, 2021; Salih et al., 2020b; Yazici & Keskin; 2021) desechos sólidos y su aplicación en elaboración de unidades de construcción (desechos solos o con algún tipo de suelo). Además, se analizaron propiedades mecánicas de conductividad y absorción de agua (Goli et al., 2020; Kumar et al., 2021; Sharma et al., 2021) y aplicabilidad (Safiuddin et al., 2010), análisis de varios tipos de ladrillos y adobes con enfoque en propiedades térmicas, así como por propiedades mecánicas (Cuitiño-Rosales et al., 2020) y blocks de concreto reforzado con diversos tipos de fibras sintéticas y naturales. Asimismo, se analizó alguna o varias de las propiedades: conductividad resistencia a la compresión, conductividad térmica, densidad y absorción de agua con sus respectivas normatividades (Ming et al., 2021; Thakare et al., 2021).
3. TIPOS DE REFUERZO
El estudio de propiedades fisco-mecánicas se realizó clasificando los estudios acordes al tipo de refuerzo y de mortero base. Los morteros utilizados son suelo AS (adobes y ladrillos de suelo), suelo-cemento ASC (adobes y ladrillos de suelo-cemento) y concreto C (ladrillos de concreto). Los tipos de refuerzos, de acuerdo con los estudios disponibles, se clasificaron como: plásticos P, cemento C y otros O (en su mayoría fibras vegetales).
Por lo tanto, en las categorías clasificadas y analizadas se encuentra el adobe-suelo tradicional sin refuerzo adicional (AS) (Gama-Castro et al., 2012; Gutiérrez-Villalobos et al., 2021; Illampas et al., 2014; Yetgin et al., 2008), adobe/suelo más refuerzo plástico (AS+P); siendo los plásticos de refuerzo (P) utilizados en las diferentes pruebas Tereftalato de Polietileno (PET) (Ahmad et al., 2022; Araya-Letelier et al., 2019b; Ascencios-Mostacero, 2020; Aznarán-Monzón, 2018; Barturen-Payano, 2020; Bertelsen et al., 2021; Candenas-Tacac et al., 2018; Cerna-Livia & Velásquez, 2021; Correa-Carlos & Puican-Cumpa, 2021; Lozano-Rios & Valle-Fernández, 2020; Noa-Huaman & Ordoñez-Claros, 2022; Peña-Estrella & Niño-Santos, 2019; Quispe-Crises, 2017; Robalino-Sánchez, 2019; Subramania-Prasad et al., 2011; Subramania-Prasad, 2013; Tavares & Magalhães, 2019), generalmente utilizados en fibras o molido, polipropileno (PP) (Araya-Letelier et al., 2019a; Ascencios-Mostacero, 2020; Burbano-Garcia et al., 2022; Menon & Ravikumar, 2019; Muntohar et al., 2013; Nasrollahzadeh & Zare, 2020; Onochie & Balkis, 2021; Peña-Estrella & Niño-Santos, 2019; Salaou et al., 2021; Sujatha & Selsia-Devi, 2018); Vignesh et al., 2021),
poliestireno (PE) (Abad-Flores, 2020; Inga-Castro, 2019; Vignesh et al., 2021), poliuretano (PU) (Rabello & da Conceição-Ribeiro, 2021), resina (Serrano et al., 2016), policloruro de vinilo (PVC) (Ascencios-Mostacero, 2020) o plástico sin especificación en general (PLAS) en presentaciones tales como geomalla (Mir & Shah, 2019; Solís et al., 2015) o “bar chip” (El-Emam & Al-Tamimi, 2022).
Se categoriza también al cemento como refuerzo para adobe-suelo (AS+C) (Goutsaya et al., 2021; Ruiz et al., 2018). También, se utiliza esta combinación, pero como mortero base (adobe/suelo/cemento) y se agrega plástico como refuerzo (ASC+P), siendo el refuerzo en estos casos PET (Araya-Letelier et al., 2019b; Consoli et al., 2002; Gordillo-Monteza, 2020; Guio-Pérez, 2019; Oliveira-Metzker et al., 2022; Paschoalin-Filho et al., 2016; Subramania-Prasad et al., 2011, 2014; Vázquez-Greciano, 2018), PP (Donkor et al., 2021; Donkor & Obonyo, 2015; Radwan et al., 2021), PE (Binici et al., 2005, 2007), plástico virgen (Jayaram et al., 2021) y plástico no especificado (Binici et al., 2005, 2007) y Bar Chip (El-Emam & Al-Tamimi, 2022).
Se agrega la categoría de ladrillos de concreto reforzados con algún tipo de plástico o polímero, (C+P) para contrastar la variación de las propiedades físico-mecánicas respecto al adobe con refuerzos similares. En este caso, los refuerzos son PET (Bailón-Espinoza & Huatuco-Cordova, 2021; Campos-Barboza et al., 2019; Di Marco-Morales & León-Téllez, 2017; Dueñas et al., 2021; Farias-Solano, 2019; Márquez-Domínguez et al., 2018; Meza-de Luna et al., 2021; Pérez-Collantes, 2021; Pérez-Pérez & Zamora-Fernández, 2020; Piñeros-Moreno & Herrera-Muriel, 2018; Sandoval-Saucedo & Guzmán-Hasegawa, 2019), polipropileno (Ccansaya-Saldaña & Piña-Pereyra, 2021; Illampas et al., 2014; Islam et al., 2022) y cubierta de cables conduit (Khalid et al., 2020).
Finalmente, la última categoría es adobe-suelo con otros tipos de refuerzo (AS+O) siendo estos cascarilla de arroz (Ascencios-Mostacero, 2020), cabuya (Correa-Carlos & Puican-Cumpa, 2021), bagazo de caña de azúcar, fibra de paja de arroz (Chib & Sharma, 2021), polímero de fibra de vidrio (Gandia et al., 2019), desecho de ladrillo triturado y cemento (Kasinikota & Tripura, 2021), pluma de pollo y bagazo de caña de azúcar (Salih et al., 2020a), cáñamo y paja (Calatan et al., 2016), fibra de vidrio, yute y fibra de banana (Sujatha & Selsia-Devi, 2018), cemento y fibras de basalto (Wang et al., 2020), neumáticos molidos (Oliveira-Metzker et al., 2022), cemento y fibra de palma (El-Emam & Al-Tamimi, 2022), paja y cemento (Binshad et al., 2018), alignato y fibras de lana (Galán-Marín et al., 2013), caña de maíz, fescua, paja, huesos de aceituna molidos y goma molida (Serrano et al., 2016) y pluma de pollo (Burbano-Garcia et al., 2022).
De los estudios enfocados, únicamente al adobe reforzado con fibras plásticas es, en su mayoría, realizado en Perú, bajo la modalidad de tesis. Destaca el papel de la Universidad César Vallejo de Perú, en donde se han realizado 17 de los estudios que se reportan en el presente artículo.
4. NORMATIVIDAD APLICADA
Las normatividades utilizadas son diversas, acorde al país de realización y a la prueba o medición realizada según el tipo de mortero. En la Tabla 1, se resume la aplicación de normas acorde al tipo de estudio según lo reportado por los autores de los diversos estudios abordados. En el caso de Sudamérica, específicamente Perú, para el estudio de adobe en pruebas de granulometría, dimensionamiento y físico-mecánicas en adobe y especímenes de suelo o suelo-cemento se utiliza la NTP (norma técnica peruana) E.080 (Ministerio de Vivienda, 2017) empleada prácticamente en la totalidad de los estudios abordados (Abad-Flores, 2020; Araya-Letelier et al., 2019a; Ascencios-Mostacero, 2020; Aznarán-Monzón, 2018; Barturen-Payano, 2020; Cerna-Livia & Velásquez, 2021; Correa-Carlos & Puican-Cumpa, 2021; Inga-Castro, 2019; Lozano-Rios & Valle-Fernández, 2020; Noa-Huaman & Ordoñez-Claros, 2022; Quispe-Crises, 2017; Robalino-Sánchez, 2019). Para el dimensionamiento, granulometría y pruebas fisicomecánicas en general de especímenes de concreto y algunos en espécimenes de mortero suelo-cemento, la norma más utilizada es la Norma Técnica Peruana NTP E.070 (Ministerio de Vivienda, 2014), usada por Campos-Barboza et al. (2019), Ccansaya-Saldaña & Piña-Pereyra (2021), Farias-Solano (2019), Pérez-Collantes (2021) y por Pérez-Pérez & Zamora-Fernández (2020). Así mismo, en conjunción con la norma E.080, para especímenes de adobe, se utiliza la NTP 339.613 (Instituto Nacional de Calidad, 2003) y en conjunción con la norma E.070 en conjunción se utiliza la NTP 339.034 (Instituto Nacional de Defensa Civil., 2005) para especímenes de concreto, tal como se muestra en los trabajos de Illampas et al. (2014), Pérez-Pérez & Zamora-Fernández (2020) y Sandoval-Saucedo & Guzmán-Hasegawa (2019).
Para el caso de Colombia, se utiliza la Norma Técnica Colombiana NTC, en sus versiones 3495 (Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación., 1998) utilizada por Peña-Estrella & Niño-Santos (2019). Para granulometrías y pruebas fisicomecánicas en adobe-suelo; así como la norma 4205 (Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, 2000) utilizada por Piñeros-Moreno & Herrera-Muriel (2018) para mezclas dimensionamiento y pruebas de fisicomecánicas en concretos.
En el caso de Brasil, se utiliza la norma Técnica Brasileña ABNT 8492 (Associação Brasileira de Normas Técnicas, 1984) utilizada para pruebas de infiltración en los estudios de Gandia et al. (2019), Oliveira-Metzker et al. (2022) y Paschoalin-Filho et al. (2016).
En Asia, predomina el uso de las normas indias IS, tales como la IS 2710 (Bureau of Indian Standards, 1980) utilizada por Menon & Ravikumar (2019) y Mir & Shah (2019) para suelos no consolidados, la norma IS 2720-13 (Bureau of Indian Standards, 1986) para pruebas de cortante directa en suelos consolidados, utilizada por Binshad et al. (2018), Kasinikota & Tripura (2021) y Mir & Shah (2019), la norma IS 3495 (Bureau of Indian Standards, 1992) y la IS 1725 (Bureau of Indian Standards, 1982) utilizada por Subramania-Prasad (2013) y Vignesh et al. (2021) para pruebas de absorción.
En la mayoría de los países europeos, se utiliza la norma inglesa EN, tal como la EN 1052-2:2016 (European Committee for Standardization, 2016), utilizada por ejemplo por Salih et al. (2020a) para suelo comprimido, y la norma inglesa EN 772-1:2011 (European Committee for Standardization, 2011) utilizada por Salaou et al. (2021) y Sujatha & Selsia-Devi (2018). Para pruebas de infiltración, por ejemplo, se utiliza la norma EN 771-1:2003 (European Committee for Standardization, 2003) que, a pesar de ser emitida para especímenes de arcilla cocida, se utiliza en determinación de absorción y densidad para especímenes de suelo comprimido por Salaou et al. (2021), Salih et al. (2020a) y Sujatha & Selsia-Devi (2018).
Sin embargo, de manera general, en gran cantidad de los estudios abordados, se emplean las normas derivadas de la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM, por sus siglas en inglés) en alguna de sus nomenclaturas ASTM D (suelos) y ASTM C (concretos). Solo a modo de ejemplo, se indican las normas más relevantes presentes utilizadas para estudios de suelo (granulometría, contenido de humedad, límites de Atterberg, etc., y pruebas físico-mecánicas como compresión o absorción) como la ASTM C127 (ASTM International, 2015a), ASTM D6913 (ASTM International, 2017b) y ASTM D7928 (ASTM International, 2017c) para pruebas de absorción y densidad, ocupada por Gordillo-Monteza (2020), la ASTM C109 (ASTM International, 2016) utilizadas para agregados, dimensionamiento y pruebas físico-mecánicas por Nasrollahzadeh & Zare (2020) y Onochie & Balkis (2021), la ASTM D695 (ASTM International, 2015c) utilizada por Rabello & da Conceição-Ribeiro (2021) para granulometría y pruebas de compresión, la ASTM D5102-09 (ASTM International, 2009) usada por Muntohar et al. (2013) para pruebas de granulometría y cortante; o bien, la ASTM D1633-17 (ASTM International, 2017a) empleada por El-Emam & Al-Tamimi (2022) para granulometría y compresión. Y la ASTM C349 (ASTM International, 2015b), utilizada por Ahmad et al. (2022) y Burbano-Garcia et al. (2022) para pruebas de flexión.
5. PRUEBAS FISICOMECÁNICAS, ANÁLISIS Y DISCUSIÓN
En el análisis, se compara el valor correspondiente al sujeto de control (sin refuerzo) contra el valor correspondiente al sujeto mejorado (reforzado), y se analiza la variación porcentual (incremento o decremento) del sujeto mejorado respecto al de control. Esto se realiza acorde a las categorías de mortero y refuerzo utilizado según el tipo de prueba, de modo general (valor promedio según la categoría aplicable) y de modo particular (enfocándose en los valores de mejor y peor desempeño). Los días de secado se consideran de 7, 14 y 28 días, siendo este último valor el más utilizado, con algunas excepciones a 7 y 21 días y pruebas en suelo no consolidado (UCS). Se indica el porcentaje de incorporación de plástico en relación al peso seco del espécimen, Wt (%), el tipo de arreglo utilizado para la prueba, tipo de plástico empleado y la presentación del mismo.
Resistencia a la compresión
En la prueba de resistencia a compresión σc (MPa), se compara la resistencia a la compresión σcc (MPa) del sujeto patrón o de control vs el sujeto mejorado σcm (MPa), para obtener la variación porcentual de resistencia a compresión ∆σc (%) (considerándose un valor positivo como favorable para este parámetro) según las categorías de refuerzo AS, AS+P, AS+C, ASC+P, AS+O y C+P, de modo general y particular. La prueba más utilizada para suelos consolidados es la prueba de compresión uniaxial. La expresión para calcular la σc se da por:
Donde Pmax (N) es la carga de compresión a ruptura aplicada, en y A (m2) es el área la sección transversal de la muestra. Para el caso de pruebas de UCS, se realiza por lo regular inmediatamente del vertido desde el molde del sujeto de prueba sin periodo de secado. La resistencia acorde a la norma NTP E.080 es de 0.6 MPa para adobes y de 6.86 MPa para bloques de concreto acorde a la norma NTP-E070, ambos secados a 28 días.
En la categoría AS se abordan 3 estudios, cuyo refuerzo inherente es por definición paja indicado explícitamente (Illampas et al., 2014; Yetgin et al., 2008) e implícitamente (Gutiérrez-Villalobos et al., 2021). No existe sujeto de control, por lo cual σc= σcc= σcm; se tiene un promedio de σc=2.20 MPa con un valor máximo σc=3.31 MPa y σc=1 MPa mínimo es el obtenida por Illampas et al. (2014). Los máximos valores de σcc y σcm por categoría de refuerzo, así como los valores promedio, se indican en la Figura 1.
En la categoría AS+P, se analizan 32 estudios (Abad-Flores, 2020; Araya-Letelier et al., 2019a, 2019b; Ascencios-Mostacero, 2020; Ahmad et al., 2022; Aznarán-Monzón, 2018; Barturen-Payano, 2020; Bertelsen et al., 2021; Burbano-Garcia et al., 2022; Candenas-Tacac et al., 2018; Cerna-Livia & Velásquez, 2021; Correa-Carlos & Puican-Cumpa, 2021; El-Emam & Al-Tamimi, 2022; Inga-Castro, 2019; Lozano-Rios & Valle-Fernández, 2020; Menon & Ravikumar, 2019; Muntohar et al., 2013; Nasrollahzadeh & Zare, 2020; Noa-Huaman & Ordoñez-Claros, 2022; Onochie & Balkis, 2021; Paucar-Sevillano, 2018; Peña-Estrella & Niño-Santos, 2019; Quispe-Crises, 2017; Rabello & da Conceição-Ribeiro, 2021; Robalino-Sánchez, 2019; Salaou et al., 2021; Serrano et al., 2016; Subramania-Prasad, 2013; Subramania-Prasad et al., 2011; Sujatha & Selsia-Devi, 2018; Tavares & Magalhães, 2019; Vignesh et al., 2021). Los valores promedio en la categoría son σcc =2.03 MPa, σcm=3.82 MPa y ∆σc=95.37 %.
De manera particular, Lozano Rios & Valle Fernández (2020) muestran el mayor valor de ∆σc =1015 % y de σcm =16.40 MPa usando fibra PET al 12 %. A su vez, el menor valor de σcm se da en el estudio de Muntohar et al. (2013), con 0.19 MPa debido a que se trata de UCS mediante la fibra de PP al 0.8 %. La menor resistencia para suelo consolidado se da en los estudios de Peña-Estrella & Niño-Santos (2019) y de Inga Castro (2019) con σcm =1.10 MPa. a través de tiras PET de 1” (sin concentración específica indicada) y Fibra de PE al 0.5 % como refuerzo, respectivamente. En este último caso, con ∆σc=27.56 %. El menor valor de ∆σc de da también en el estudio de Inga-Castro (2019), en que se usa como refuerzo PE rayado al 0.5 %, con ∆σc =-27.56 %.
En la categoría AS+C, solo se tiene al estudio de Ruiz et al. (2018), con σcc =27.30 MPa. Éste estudio no contempla una comparativa vs adobe sin cemento, por lo que se toma al sujeto de control con 6°% de cemento, y al adobe mejorado con 6 % de cemento y una cubierta de madera, con una resistencia de σcc=27.00 MPa.
Para la categoría ASC+P, se analizaron 15 estudios (Araya-Letelier et al., 2019b; Binici et al., 2005, 2007; Consoli et al., 2002; Donkor & Obonyo, 2015; El-Emam & Al-Tamimi, 2022; Gordillo-Monteza, 2020; Guio-Pérez, 2019; Jayaram et al., 2021; Oliveira-Metzker et al., 2022; Paschoalin-Filho et al., 2016; Radwan et al., 2021; Subramania-Prasad, 2013; Subramania-Prasad et al., 2011; Vázquez-Greciano, 2018). Los promedios son σcc=3.42 MPa, σcm=4.69 MPa y ∆σc=93.94 %. Se destaca que este valor de σcc es 697.38% menor al valor de σcm de la categoría AS+C al ser el mismo tipo de sujeto de prueba. Individualmente, el valor máximo σcm=11.33 MPa se obtiene en el estudio de Jayaram et al. (2021) utilizando como refuerzo PET virgen el pellet al 2 %, y el mayor ∆σc =850.42 % se presenta en el estudio de Guio-Pérez (2019), usando como refuerzo fibras PET concentradas al 1 %; mientras que la menor σcm=0.45 MPa se da en el estudio de Radwan et al. (2021), bajo una prueba UCS y usando fibra de PP al 0.15 %. Para el caso de pruebas ordinarias de compresión axial, en el estudio de Vázquez Greciano (2018) se presenta la menor σcm=0.85 MPa y σcc =52.77 %, la baja resistencia se debe quizá a usar al PET como refuerzo trenzado, no como fibra.
En la categoría C+P, se analizaron 11 estudios (Bailón-Espinoza & Huatuco-Cordova, 2021; Campos-Barboza et al., 2019; Ccansaya-Saldaña & Piña-Pereyra, 2021; Farias-Solano, 2019; Illampas et al., 2014; Islam et al., 2022; Khalid et al., 2020; Pérez-Collantes, 2021; Pérez-Pérez & Zamora-Fernández, 2020; Piñeros-Moreno & Herrera-Muriel, 2018; Sandoval-Saucedo & Guzmán-Hasegawa, 2019). Los valores promedio son σcc=14.56 MPa, σcm=17.65 MPa y ∆σc=25.24 %. Individualmente, el mayor valor σcm =41.30 MPa se presenta en el estudio de Khalid et al. (2020), donde se utiliza como refuerzo desecho de Conduit (sin cobre) al 0.5 %, a la vez que el menor σcm=5.19 MPa se presenta en el estudio de Piñeros-Moreno & Herrera-Muriel (2018) utilizando como refuerzo PET triturado al 25 %. El mayor ∆σc=126.07 % , se da para el estudio de Pérez-Pérez & Zamora-Fernández (2020) cuyo σcm =6.73 MPa, en bloques reforzados con fibra PET al 20 %, mientras que el menor ∆σc =-6.06 % es para el estudio de Illampas et al. (2014), usando como refuerzo 5 % PP triturado, el cual llega a un valor de σcm=11.37 MPa.
En la categoría AS+O , se analizaron 16 estudios (Araya-Letelier et al., 2020; Ascencios-Mostacero, 2020; Binshad et al., 2018; Calatan et al., 2016; Chib & Sharma, 2021; Correa-Carlos & Puican-Cumpa, 2021; El-Emam & Al-Tamimi, 2022; Galán-Marín et al., 2013; Gandia et al., 2019; Kasinikota & Tripura, 2021; Oliveira-Metzker et al., 2022; Rabello & da Conceição-Ribeiro, 2021; Salih et al., 2020a; Serrano et al., 2016; Sujatha & Selsia-Devi, 2018; Wang et al., 2020). Los valores promedio son de σcc=2.53 MPa, σcm=4.72 MPa y ∆σc=110.58 %. Individualmente, el mayor σcm=18.04 MPa es para adobe reforzado con yute al 1 % (Sujatha & Selsia-Devi, 2018). La menor σcm=1.35 MPa se presenta en el estudio de Oliveira-Metzker et al. (2022) para adobe reforzado con desecho neumático y 10 % cemento. El mayor ∆σc =555.22 % se da en el estudio de Gandia et al. (2019), para adobe reforzado con fibra de vidrio al 10 %, pasando de σcc=1.34 MPa a σcm =8.78 MPa mientras que el menor valor de ∆σc =-44.32 %, es para el estudio de Serrano et al. (2016) usando como refuerzo de hueso de aceituna al 5 %, pasando de σcc =2.90 MPa a σcm=1.61 MPa.
Resistencia a la tensión.
La resistencia a tensión σt (MPa) de adobes-suelo simple se obtiene en una proporción menor a la resistencia a la compresión. Esta propiedad se suele obtener por varios tipos de prueba: tensión directa, tensión bajo flexión o también llamada “bending tensile” bajo el método de ensayo “three-point bending” acorde a la norma EN 1015-11 (European Committee for Standardization, 2019), el ensayo brasileño a la tensión o “Indirect Split Tensile” (Wang et al., 2020; Muntohar et al., 2013), que consiste en comprimir un cilindro e inferir su resistencia a la tensión. La expresión para determinarla mediante este último método es:
Donde Pmax (N) es la carga de compresión ruptura, L(m) es la longitud del cilindro y D(m) es el diámetro del cilindro. Sujatha & Selsia-Devi (2018) simplifica esta expresión a 
; o bien, para efectos prácticos, en algunos estudios sometidos a la norma peruana E.080, se redondea a 
(Aznarán-Monzón, 2018; Barturen-Payano, 2020).
Para el análisis, se compara la resistencia a la tensión del sujeto de control σ tc (MPa) vs la resistencia a la tensión del sujeto reforzado σ tm (MPa) para obtener la variación porcentual de resistencia a la tensión ∆σ t (%). Al igual que en las pruebas de compresión, se clasifican los estudios por categorías de refuerzo: AS, AS+P, AS+C, ASC+P, C+P y AS+O.
Para la categoría AS, se tiene únicamente al estudio de Yetgin et al. (2008), cuya σ t =0.27 MPa. Esto contrasta con la categoría AS+P, caracterizada por 6 estudios (Aznarán-Monzón, 2018; Barturen-Payano, 2020; Muntohar et al., 2013; Salaou et al., 2021; Subramania-Prasad, 2013; Sujatha & Selsia-Devi, 2018), cuyos valores promedio son σ tc =0.37 MPa y σ tm =0.96 MPa y ∆σ t =187.51 %. La σ tm promedio asciende a 1.12 MPa si se descarta el estudio de Muntohar et al. (2013), que caracteriza a un suelo no drenado reforzado con fibra de PP. Es de desatacar este estudio, pues a pesar de su baja resistencia a la tensión, el valor de ∆σ t =766.66 % es el mayor dentro la categoría. El menor valor de ∆σ t =65.49 % se presenta en el estudio de Aznarán-Monzón (2018), que caracteriza adobe reforzado con fibra PET. Los máximos valores de σ tc y σ tm por categoría de refuerzo, así como los valores promedio, se indican en la Figura 2.
Para el caso de AS+C, se tiene un único estudio (Ruiz et al., 2018), el refuerzo es cemento al 6 %. No se caracteriza un sujeto de control, por lo que se tiene únicamente σ tm =1.37 MPa. Este valor es 260 % mayor al promedio de σ tc =0.38 MPa de la categoría ASC+P, cuando debería ser similar dado que en ambos casos es un ladrillo ASC.
Para esta categoría ASC+P se tienen 2 fuentes. El estudio de Subramania-Prasad (2013), en la que ensaya con mortero AS y cemento al 15 %, con refuerzos de fibra PET y bolsa de plástico, ambos al 0.2 % y el estudio de Consoli et al. (2002), que caracteriza mortero AS y cemento al 6.42 %, ensayando con refuerzo de fibra de plástico genérico al 0.78 %. Los promedios son σ tc =0.38 MPa σ tm =0.60 MPa y ∆σ t =54.82 %. La mayor σ tm =0.82 MPa se da en el estudio de Subramania-Prasad (2013), y el menor valor de σ tm =0.18 MPa en el estudio de Consoli et al. (2002), realizada para un suelo no drenado reforzado con fibra de bolsa de plástico al 0.78 %.
La categoría AS+O se representa por los estudios de Salih et al. (2020a), lo que caracteriza como refuerzos pluma de pollo y bagazo de caña de azúcar de Sujatha & Selsia-Devi (2018), que determinan como refuerzos fibra de vidrio AR y fibra de yute, y de Wang et al. (2020) especificando fibra de banana y fibra de basalto como refuerzo. Los promedios son σ tc =1.58 MPa (contrasta que sea 476 % mayor que el σ t de AS y 63.58 % mayor que el σ tc promedio de AS+P, cuando en los 3 casos se trata de AS sin refuerzo), σ tm =4.44 MPa y ∆σ t =156.57 %. Para esta categoría, el mayor valor de σ tm =9.89 MPa y de ∆σ t =415.10 % es para el estudio de Sujatha & Selsia-Devi (2018), cuyo refuerzo es yute al 1 % . Este valor de σ tc es mayor que el de los AS+P y ASC+P, e inclusive que la resistencia del C+P.
En la categoría C+P, se tienen los estudios de Khalid et al. (2020) en que se usa conduit al 0.5% como refuerzo, e Islam et al. (2022), en que se usa refuerzo de fibra de PP nueva y usada, ambas al 0.5%, los valores promedios son σ tc =2.87 MPa, σ tm =3.34 MPa y ∆σ t =17.58. El mayor valor de σ tm =3.74 MPa se da en el estudio de Khalid et al. (2020) y el menor valor de σ tm =3.10 MPa en el estudio de Islam et al. (2022).
La resistencia a la flexión σ f (MPa) se determina por el ensayo de flexión a 3 puntos. La ecuación para calcularla de acuerdo a la UNE-EN 196-1 (UNE, 2018) es:
Donde F f (N) es la fuerza de flexión al punto de ruptura, l f (m)es la distancia entre los soportes y b(m) es la sección cuadrada del prisma. Esta norma establece que la σ f mínima para bloques AS es de 0.35 MPa. Para el análisis, se compara la resistencia a la flexión del sujeto de control σ fc (MPa) vs la resistencia a la flexión del sujeto reforzado σfm (MPa) para obtener la variación porcentual de resistencia a la flexión ∆σ f (%). Nuevamente, se clasifican los estudios por categorías de refuerzo: AS+P, AS+C, ASC+P, C+P y AS+O se omite AS, al no encontrarse estos ensayos en la literatura revisada).
Para la categoría AS+P, se contemplan 9 estudios (Ahmad et al., 2022; Araya-Letelier et al., 2019a; Ascencios-Mostacero, 2020; Bertelsen et al., 2021; Burbano-Garcia et al., 2022; Candenas-Tacac et al., 2018; Correa-Carlos & Puican-Cumpa, 2021; Onochie & Balkis, 2021; Serrano et al., 2016). Son los valores promedio de σ fc =0.93 MPa, σ fm =1.30 MPa y ∆σ f =31.09 %, con el mayor valor de σ fm =3.62 MPa y ∆σ f =105.55 % para el estudio de Candenas-Tacac et al. (2018), que determina el refuerzo fibra PET al 25 %; a su vez, el estudio de Serrano et al. (2016) especifica pellet de PU al 10 % como refuerzo, tiene el menor valor de σ fm =0.17 MPa y ∆σ f =-42.14 %. Los máximos valores de σfc y σfm por categoría de refuerzo, así como los valores promedio, se indican en la Figura 3.
En la categoría AS+C, se tienen dos estudios (Goutsaya et al., 2021; Ruiz et al., 2018). Los valores promedio son σ fc =3.37 MPa y a una σ fm =3.08 MPa, con un valor máximo de σ fc =3.37 MPa para el primer estudio, reportando a su vez un ∆σ f =31.15 % a una concentración 8 % de cemento.
De la categoría ASC+P representada por los estudios de Donkor & Obonyo (2015) y Donkor et al. (2021) (en ambos el mortero usa cemento al 8 % y fibra de PP como refuerzo al 0.4 % y 0.6 % respectivamente), los valores promedio son σ fc =0.57 MPa, y σ fm =0.83 MPa (271%menor a la σ fm de AS+C, a pesar de tratarse del mismo mortero) y ∆σ f =50,39 %. Los valores de σ fm de ambos estudios son prácticamente idénticos (0.83 MPa y 0.84 MPa respectivamente), confirmando la consistencia de los estudios.
En la categoría AS+O, se tienen 7 estudios (Araya-Letelier et al., 2020; Ascencios-Mostacero, 2020; Calatan et al., 2016; Correa-Carlos & Puican-Cumpa, 2021; Galán-Marín et al., 2013; Kasinikota & Tripura, 2021; Serrano et al., 2016). Los valores promedios son σ fc =1.01 MPa, σ fm =1.34 MPa es y ∆σ f =26.52 %. El mayor valor de σ fm =3.1 MPa se da en el estudio de Calatan et al. (2016), que caracteriza cáñamo al 15% como refuerzo. El mayor y ∆σ f =102.34 % es para el estudio de Serrano et al. (2016), que utiliza festuca al 1%, a la vez que el menor valor de σ fm =0.164 MPa y ∆σ f =-45.15 % se caracteriza también en este estudio, con hueso de aceituna como refuerzo al 5 % (valor similar de ∆𝜎 𝑓 en el mismo estudio para pruebas de compresión).
Para la categoría C+P, se tienen los estudios de Di Marco-Morales & León-Téllez (2017), Islam et al. (2022), Márquez-Domínguez et al. (2018) y Meza-de Luna et al. (2021). Los valores promedio son σ fc =3.46 MPa, σ fm =3.70 MPa y ∆σ f =26.76 %. El valor máximo de σ fm =5.54 MPa se da en el estudio de Márquez-Domínguez et al. (2018), con tiras PET como refuerzo (no se indica la concentración). Este valor es el mayor de σ fm en todas las categorías de esta prueba. Individualmente, el mayor valor de ∆σ f =100 % está en el estudio de Meza-de Luna et al. (2021), que caracteriza como refuerzo fibra PET al 25 %, y el menor ∆σ f =-17.30 % se tiene en el estudio de Di Marco-Morales & León-Téllez (2017), que caracteriza fibra PET al 20 % como refuerzo.
Resistencia a cortante
La resistencia a la cortante σ s (MPa) comúnmente se determina de manera indirecta por la prueba de compresión diagonal, acorde a Cerna-Livia & Velásquez (2021) y a la norma peruana NTP E.080. La expresión para determinar σ s es:
Donde P (N) es la carga diagonal, aplicada al bloque o al murete (cuadrado), a(m) es la medida de uno de los lados del murete y em(m) es el grosor del murete. La resistencia mínima es de 0.25 kg/cm2 (2.45x10-2 MPa), acorde a la Norma Peruana E.080. La prueba anteriormente mencionada es aplicada en los estudios de las categorías AS+P, C+P, y en el estudio de Correa-Carlos & Puican-Cumpa (2021) de la categoría AS+O. En los estudios de las otras categorías, σ s se determina mediante las pruebas UCS y de cortante directa.
Para el presente análisis, se considera la comparativa de la resistencia a cortante de los sujetos de control σ sc (MPa) vs la resistencia a cortante de los sujetos mejorados σ sm (MPa), para obtener la variación porcentual de resistencia a cortante ∆σ s (%). Dada la escasez de estudios para este tipo de prueba, únicamente se consideran las 3 categorías anteriormente mencionadas.
En la categoría AS+P se abordan 7 estudios (Candenas-Tacac et al., 2018; Cerna-Livia & Velásquez, 2021; Correa-Carlos & Puican-Cumpa, 2021; Menon & Ravikumar, 2019; Mir & Shah, 2019; Muntohar et al., 2013; Salaou et al., 2021). Son los valores promedio de σ sc =0.49 MPa, σ sm =0.93 MPa y ∆σ s =708.67 %. El menor valor de σ s es para el estudio de Mir & Shah (2019), en el que se utilizan 3 tiras de PET como refuerzo resultando en una σ sc = 6.40x10-3 MPa y σ sm =1.75x10-2 MPa. Esta baja resistencia se debe quizá a que el mortero base es arena; sin embargo, para este caso se puede observar un ∆σ s =173 %, casi el doble que la ∆σ s promedio de la categoría, lo que indica que el refuerzo con PET aplicado a arena tiene un gran efecto en el aumento de resistencia a cortante. Los máximos valores de σ sc y σ sm por categoría de refuerzo, así como los valores promedio, y se indican en la Figura 4, destacando que el mayor valor de σ sm =4.11 MPa dentro de esta y todas las categorías es para el estudio de Candenas-Tacac et al. (2018) con fibra PET al 30 % como refuerzo y un ∆σ s =90.91 % , respecto a σ sc =2.15 MPa. Sin embargo, el mayor ∆σ s =4454.54 % se da en el estudio de Muntohar et al. (2013) caracterizando refuerzo de fibra de polipropileno al 0.4% para un estudio de suelo no drenado.
La categoría C+P es representada por los estudios de Illampas et al. (2014) y de Pérez-Collantes (2021) en donde el refuerzo es polipropileno triturado al 5 % y PET triturado al 10 %, respectivamente. Los valores promedio son σ sc =1.47 MPa, σ sm =1.16 MPa y ∆σ s =-21.03 % . Este caso de reducción en las dos referencias podría indicar que los refuerzos plásticos reducen la resistencia cortante en el concreto, aunque se deben realizar más estudios al respecto.
En la categoría AS+O, se tiene únicamente al estudio de Correa-Carlos & Puican-Cumpa (2021) en que el refuerzo es fibra de cabuya (maguey) al 4%. Se pasa de σ sc =0.03 MPa a σ sm =0.14 MPa, mayor al ∆σ s promedio general de la categoría AS+P (a pesar que en ésta se encuentra el mayor valor de σ sm debido al estudio Candenas-Tacac et al. (2018), pero menor aún al ∆σ s del estudio de Muntohar et al. (2013).
Las pruebas de desempeño físico, a pesar de ser de secundarias, por lo general cobran especial relevancia cuando se elaboran prototipos destinados a condiciones específicas de vivienda y zona de aplicación.
Densidad
La densidad ρ(kg/m3) se determina por la ecuación:
Donde m (kg) es la masa del espécimen de prueba: adobe, masa de suelo o ladrillo seco o, en su caso, de suelo no drenado; y V (m3) es el volumen del sujeto. La ρ se obtiene tanto para el sujeto de control ρ c (kg/m3), así como para el sujeto reforzado ρ m (kg/m3), y la variación porcentual de densidad ∆ρ (%). Asimismo, se obtienen los valores promedio para las categorías analizadas AS, AS+P, ASC+P, C+P y AS+O. Se considera que un sujeto reforzado obtiene un desempeño favorable si ρ m se reduce respecto a ρ c ; es decir, se desea un valor negativo de ∆ρ.
Para la categoría AS se resaltan los estudios de Gama-Castro et al. (2012) y de Gutiérrez-Villalobos et al. (2021) (éste último realizado para adobes del centro y sudeste de México en pruebas destructivas y no destructivas). El promedio de ρ es ρ=1361.13 kg/m3. La categoría AS+P es caracterizada por 6 estudios (Bertelsen et al., 2021; Burbano-Garcia et al., 2022; Noa-Huaman & Ordoñez-Claros, 2022; Subramania-Prasad, 2013; Subramania-Prasad et al., 2011; Sujatha & Selsia-Devi, 2018), siendo los valores promedio de ρ c =1852.28 kg/m3 (35.64 % mayor a ρ c de la categoría AS), ρ m =1738.57 kg/m3 y ∆ρ=-6.29 %. El estudio con mejor desempeño para esta categoría es el de Noa-Huaman & Ordoñez-Claros (2022), el cual incorpora 6 % de fibras PET, con la mayor reducción de densidad ∆ρ=-16.33 % y con el menor valor de ρ m =1280 kg/m3 de esta clasificación. El mayor valor de ρ m =1897 kg/m3 en esta categoría lo tiene el estudio de Subramania-Prasad (2013), para refuerzo de fibra PET al 0.2%, esto se debe a que el adobe fue manufacturado con una presión de moldeado de 7.5 MPa. Los máximos valores de ρ c y ρ m por categoría de refuerzo, así como los valores promedio, se indican en la Figura 5.
La categoría ASC+P se representa por 4 estudios (Guio-Pérez, 2019; Oliveira-Metzker et al., 2022; Subramania-Prasad, 2013; Subramania-Prasad et al., 2011), siendo los valores promedio de ρ c =1781.25 kg/m3, ρ m =1748.50 kg/m3 y ∆ρ=-1.88 %. En todos los casos, se observa reducción de la densidad, con el mayor valor para el estudio de Guio-Pérez (2019), que incorpora fibra PET al 1 %, con 6 % de contenido de cemento, con ∆ρ=-3.63 %. Esto es consistente con la tendencia indicada por Radwan et al. (2021), donde se indica que a mayor cantidad de incorporación de cemento, se incrementa la densidad del adobe (a partir del 10 % de contenido de cemento, se observa ∆ρ m de 100 kg/m3, por cada 10% de incremento de contenido de cemento).
Para la categoría C+P, se tiene únicamente el estudio de Farias-Solano (2019), que evalúa como refuerzo la fibra PET al 30 %, con valores de ρ c =2180 kg/m3, ρ m =2060 kg/m3 y ∆ρ=-5,50 %. Es de destacar que el valor de 𝜌 𝑐 es 37.56 % mayor que el correspondiente del adobe puro.
Finalmente, para AS+O se tienen 7 estudios (Araya-Letelier et al., 2020; Calatan et al., 2016; Gandia et al., 2019; Oliveira-Metzker et al., 2022; Rabello & da Conceição-Ribeiro, 2021; Salih et al., 2020a; Sujatha & Selsia-Devi, 2018), siendo el valor promedio de ρ c =1630.60 kg/m3, ρ m =1433.67 kg/m3 y ∆ρ=-12.56 %. En todos los casos, existe una reducción del valor de densidad, con el mejor desempeño para el estudio de Calatan et al. (2016)(∆ρ=-25.59 %), con 40% de incorporación de paja como refuerzo (en este caso, la incorporación no se da en porcentaje de peso seco como en el resto de los estudios, sino como porcentaje de volumen). Es de notar que la paja como refuerzo de AS proporciona el mejor desempeño de reducción de densidad, incrementando también su resistencia a la flexión en 51.51 % pero reduciendo en 4.87 % su resistencia a la compresión, por lo que no necesariamente el mejoramiento de propiedades físicas está ligado al mejoramiento de propiedades mecánicas (ver Figura 8).
Aislamiento térmico
Este parámetro no es siempre determinable bajo los mismos términos, en algunos estudios (Noa-Huaman & Ordoñez-Claros, 2022; Núñez-Aldás et al., 2021; Oliveira-Metzker et al., 2022) se caracteriza como conductividad térmica o aislamiento térmico, que se evalúa como la cantidad de calor que pasa por unidad de volumen; se representa por el coeficiente de conductividad térmica λ (w/m∙K), expresado en la siguiente ecuación, acorde a las normas NCh 851 (Instituto Nacional de Normalización, 2008) y ABNT 2008 (ABNT, 2008).
Donde: d (m) es el grosor del espécimen, P (W/m2) es la radiación por unidad de área, A (m2) es el área de la sección transversal y Δt (K) o (°C) es la variación de temperatura entre las caras opuestas del espécimen.
Las pruebas de trasferencia de calor/aislamiento térmico tienen como propósito la reducción del valor del coeficiente obtenido; pues entre menor sea este valor, se considera a la unidad de construcción como un mejor aislante. Por lo tanto, para el análisis, se compara el aislamiento térmico del sujeto de control λ c (w/m K) contra el aislamiento térmico del sujeto reforzado λ m (w/m K) en las categorías AS+P, ASC+P, C+P y AS+O, a través del porcentaje de reducción de conductividad térmica (∆λ ),que es el cambio porcentual entre λc y λm . El comportamiento general de las categorías analizadas para ∆λ, se muestra en la Figura 6.
Figura 6 Porcentaje promedio de reducción de aislamiento térmico acorde a las categorías de refuerzo
En la categoría AS+P, no se analizan las mismas unidades para estos estudios. En los trabajos de Noa-Huaman & Ordoñez-Claros (2022),Núñez-Aldás et al. (2021), y de Rabello & da Conceição-Ribeiro (2021), se analiza en (w/m K), mientras que Inga Castro (2019) utiliza (°C/h). Sin embargo, es posible obtener un valor promedio para la categoría de ∆λ=-43.81 %, cuyo mejor desempeño se presenta en el estudio de Rabello & da Conceição-Ribeiro (2021) con ∆𝜆=−93 % usando como refuerzo vermiculita aligerada reforzada con resina de poliuretano vegetal al 10 %.
En la categoría ASC+P, se tiene al estudio de Oliveira-Metzker et al. (2022) en donde se caracteriza como refuerzo tiras PET al 1.5 % cuyo contenido de cemento en el mortero es 10 %; se observa ∆λ=-11.94 %. También se tiene el estudio de Binici et al. (2007), que caracteriza dos tipos de refuerzo: fibra de plástico genérico al 0.2% y tela de PET al 0.4 %, con 10 % de contenido de cemento en el mortero, con ∆λ=13.02 % y ∆λ=12.09 %, respectivamente. El promedio para la categoría es de ∆λ=4.39 %. Este comportamiento de incremento de λ se da también para el único estudio de la categoría C+P, (Dueñas et al., 2021), que analiza el cemento reforzado con plástico (PET) en días soleados y nubosos, con valores de ∆λ=35.1 % y ∆λ=27.5 %, respectivamente, resultando en un promedio de ∆λ=31.8 % para la categoría. En este caso, el desempeño del refuerzo no es el esperado.
En la categoría AS+O, se analizan los estudios de Calatan et al. (2016), Gandia et al. (2019) y Oliveira-Metzker et al. (2022). En los tres trabajos, se presentan valores negativos para los diferentes refuerzos, siendo estos ∆λ=-20.93 % para fibra de vidrio, ∆λ=-18.42 % para paja y ∆𝜆=−10.14 % para neumático triturado con cemento respectivamente. En el trabajo de Calatan et al. (2016), se presenta un segundo estudio de adobe- suelo con cáñamo como refuerzo, donde se tiene un ∆λ=16.15 %, resultando en un valor promedio ∆λ=-8.33 % para la categoría. La comparativa entre el promedio de ∆λ, se agrega también en comparación con otros porcentajes de incremento en la Figura 8.
Porcentaje de absorción de agua
El porcentaje de absorción de agua WA (%) es una propiedad adimensional que mide la cantidad de agua que una unidad de construcción puede absorber, respecto a su peso seco. De acuerdo con Onochie & Balkis (2021), W A se calcula con la siguiente fórmula:
donde MH (kg) es el peso húmedo del adobe y MA (kg) es el peso seco. Para el caso de esta propiedad, el objetivo es reducir el valor de W A , a fin de evitar efectos nocivos como degradación por erosión hídrica, acumulación de humedad en la construcción y disminución de resistencia mecánica. La reducción de este valor (favorable en caso de ser negativo) se cuantifica también de manera porcentual y se expresa como ∆WA (%), en referencia al valor del sujeto de control WAC (%) vs el mejorado WAM (%). Las categorías analizadas son AS, AS+P, ASC+P, C+P y AS+O.
Para la categoría AS, el estudio de Gama-Castro et al. (2012) es el único caracterizado, con 2 diferentes presiones de moldeado, observándose la directa influencia de este tratamiento para reducir W A . Se pasa de W A =27.02 % a 3.30x10-2 MPa de presión de moldeado a W A =12.43 % a 1.50 MPa de presión de moldeado. El valor promedio es considerado como de control y mejorado, dado que se trata del mismo espécimen. Dentro de todas las categorías, los valores más altos de absorción los tienen los adobes simples, tal como se puede observar en la Figura 7
En la categoría AS+P, se analizan 9 estudios (Abad-Flores, 2020; Ascencios-Mostacero, 2020; Correa-Carlos & Puican-Cumpa, 2021; Noa-Huaman & Ordoñez-Claros, 2022; Paucar-Sevillano, 2018; Salaou et al., 2021; Sujatha & Selsia-Devi, 2018; Vignesh et al., 2021). Particularmente en el estudio de Salaou et al. (2021), que caracteriza a fibra de polipropileno al 0.4 %, no se determina W A , sino un parámetro conocido como tasa de absorción de agua, con valores de 0.41 kg/(m2∙min) y 0.18 kg/(m2∙min) para el sujeto de control y mejorado respectivamente, por lo que no se analiza en conjunto con los otros estudios. Para el resto de los ellos, el W AC promedio es de 12.01 % y W AM promedio de 6.80 % , con un promedio de ∆WA de -37.31 %. El mayor valor de reducción de ∆WA=-71.42 %, se obtiene para el estudio de Vignesh et al. (2021), que caracteriza adobe reforzado con monofilamentos PET al 0.5 % y presión de moldeado de 15 MPa. En el estudio de Abad-Flores (2020) ∆WA =-89.10 %; sin embargo, se debe resaltar que se trata de una extrapolación de los resultados presentados por Paucar-Sevillano (2018). El peor desempeño es para el estudio de Correa-Carlos & Puican-Cumpa (2021), con ∆WAM = 67.28 %, para adobe reforzado con fibras de PET al 2 %, sin indicar una presión de moldeado específica.
El único estudio de absorción de agua para AS+C es el de Goutsaya et al. (2021) reforzado al 8% con una presión de moldeado de 3 MPa. Se obtiene ∆WA= -43.84 % , pasando de WAC =2.76 % a WAM=1.55 %.
La categoría ASC+P la representan 5 estudios (Jayaram et al., 2021; Oliveira-Metzker et al., 2022; Paschoalin-Filho et al., 2016; Subramania-Prasad, 2013; Subramania-Prasad et al., 2014). En este caso, W AC promedio es de 11.96 %, W AM promedio de 12.38 % y un promedio de ∆WA=14.05 %. Esto se debe a que en los últimos 3 estudios la incorporación de fibras tiene un efecto no favorable en el adobe, incrementando W AM , a pesar de la alta presión de 7.5 MPa de moldeado a la que se someten los especímenes. El peor desempeño se presenta en el estudio de Subramania-Prasad (2013) y en el estudio de Subramania-Prasad et al. (2014), con ∆WA=29.28 % que pasa de W AC =7 % a W AM =9.05 %, al reforzar ASC al 15 % de cemento y con fibra PET reciclado de 1 cm al 0.1 % en ambos casos. En el estudio de Jayaram et al. (2021), donde el refuerzo es plástico virgen al 2 % y el contenido de cemento en el mortero del 16.7 %, no se aplica presión de moldeado. Este último estudio tiene los valores más pequeños de W AC y W AM (1.52 % y 1.85 % respectivamente), aun cuando no se aplica presión de moldeado. El mejor desempeño en esta categoría se da en el estudio de Paschoalin-Filho et al. (2016) en el que se estudia el refuerzo de hojuela de PET triturado al 10 % en mortero ASC con 25 % de contenido de cemento, con una ∆WA =-10.28 %, pasando de W AC =21.4 % a W AM =19.2 % .
Los estudios de Campos-Barboza et al. (2019), Ccansaya-Saldaña & Piña-Pereyra (2021), Di Marco-Morales & León-Téllez (2017) y Farias-Solano (2019) y de representan la categoría C+P. El valor promedio de W AC y W AM es de 8.32 % y de 7.28 %, respectivamente, y el promedio ∆WA=-11.79 %, con reducción para todos los estudios. En ninguno de los especímenes se aplica presión de moldeado, dadas las condiciones de moldeado y fraguado de concreto. El mejor desempeño es para el estudio de Farias-Solano (2019), con una ∆WA de -26.37 %, pasando de W AC =9.1 % a W AM =6.7 % , usando PET triturado al 30 %.
En el caso de la categoría AS+O descrita por los estudios de Ascencios-Mostacero (2020), Correa-Carlos & Puican-Cumpa (2021), Gandia et al. (2019), Kasinikota & Tripura (2021), Oliveira-Metzker et al. (2022), Rabello & da Conceição-Ribeiro (2021), Salih et al. (2020a) y Sujatha & Selsia-Devi (2018), el valor promedio de W AC es de 14.42 %, mientras que W AM promedio es de 12.43 %, y un promedio ∆WA=-12.49 %. El peor desempeño en cuanto a reducción por refuerzo lo muestra el estudio de Gandia et al. (2019) caracterizando suelo reforzado al 5 % con fibra de vidrio AR, con ∆WA =33.88 % pasando de W AC =9.62 % a W AM =12.88 %, mientras que el mejor desempeño dentro de esta y todas las categorías es para vermiculita reforzada al 30 % con resina de poliuretano vegetal, pasando de W AC =8.31 % a W AM =1.42 %, lo que da como resultado ∆WA=-82.91 %. Esto tal vez debido a que la resina permea dentro de los poros del bloque, impidiendo el paso del agua.
6. CONCLUSIONES
Mediante este trabajo de revisión se determinó la relación general entre la variación de las propiedades físico-mecánicas de unidades de construcción de adobe-suelo-cemento y concreto ante la aplicación de refuerzos diversos. Esto será de utilidad en la investigación del efecto de nuevos tipos de refuerzo a especímenes de suelo y concreto, para mejorar el desempeño de los mismos, a la vez que se obtiene un criterio general de aplicación de los datos reportados, en aplicaciones diversas de construcción y de ingeniería. A continuación, se indican las conclusiones específicas por criterio de desempeño.
Resistencia a la compresión
De manera general, los valores promedio de los sujetos de control y los sujetos mejorados superan la 𝜎 𝐶 establecida por norma. Con la incorporación de cemento en el mortero base y como refuerzo se obtienen los mayores valores 𝜎 𝐶 , con valores cercanos a los necesarios por norma(6.86 MPa) para especímenes de concreto puro. La incorporación de refuerzos plásticos y otros diversos implican valores de ∆σ C similares en especímenes de mortero AS y ASC, (con una variación entre ellos del 1.42 %) siendo ligeramente mayor al reforzar con vegetales ( 15.21 % y 16.63 % mejor respecto a refuerzos plásticos en morteros AS y ASC respectivamente). El efecto en el ∆σ C al incorporar plásticos en concreto es menor al observado en especímenes AS y ASC, tal cual se observa en la Figura 8
Resistencia a la tensión
Los mayores valores de σ tm promedio se dan en orden descendente en las categorías AS+O,C+P,ASC+P,AS+C,AS+P, y AS, respectivamente. De manera individual, el AS reforzado con yute ofrece el mayor valor de σ tm =415.10 % y ∆σ t =415.10 % de todas las categorías analizadas. Se puede inferir que la incorporación general de refuerzos al AS tiene similares efectos de ∆σt. No así para morteros ASC y C, notando que, a mayor cantidad de cemento, menor es el impacto de los refuerzos plásticos, tal como se muestra en las Figuras 2 y 8.
Resistencia a flexión
La mayor σfm promedio y σfm máxima (individual) por categorías es para C+P; seguido por AS+C,AS+O,AS+P y ASC+P, superando en lo general el valor de resistencia a la flexión mínima por norma (0.35 MPa). El promedio de ∆σf para AS+P, AS+C y AS+O es similar, lo que se puede indicar que el aumento de resistencia a la flexión en especímenes 𝐴𝑆 es similar sin importar el tipo de refuerzo. La incorporación de plástico en el mortero ASC implica el ∆σf promedio más alto de todas las categorías (50.9 %), mientras que para especímenes de C es menor (26.76 %), y no se observa una clara relación en el mejoramiento de resistencia al incorporar de plástico en C y ASC, pero similar al incorporar plástico en C y refuerzos generales en AS (incremento de 26.76 % y 26.52 % respectivamente).
Resistencia cortante
En todas las categorías, los valores promedio de σsc y σsm superan el valor de la resistencia mínima por norma 2.45x10-2 MPa, excepto el estudio de Mir & Shah (2019b)). La categoría AS+P tiene los estudios con mayor y menor resistencia (4.11 MPa y 0.0175 MPa, respectivamente), pero la mayor σ sm promedio da en la categoría 𝐶+𝑃 (1.16 MPa). A pesar de la escasa cantidad de estudios, se puede indicar que la incorporación de plásticos (y cabuya para las categorías AS+O) tiene un efecto positivo en el ∆σS del AS, en similar proporción al ∆σC para este mortero. En el caso del concreto, la incorporación de plásticos como refuerzo reduce la σsm(-21 %).
Densidad
La mayor ρm promedio e individual por categorías se da en C+P, seguido de ASC+P,AS+P,AS+O y AS, lo que indica que el contenido de cemento es proporcional a la densidad, en tanto que, en lo general, todos los especímenes reforzados tienen menor densidad que los especímenes AS, tal como se puede observar en la Figura 8. Así, el efecto de refuerzos en todas las categorías tiende a ser a reducción tal como se pretende, siendo el menor Δρ en AS+O, seguido de AS+P, C+P y ASC+P. (-12.56 %, -6.29 %, -5.50 % y -1.88 % respectivamente), por lo que la incorporación de vegetales tiende a ejercer un mayor efecto en la reducción de densidad, seguido de plásticos. A su vez, los plásticos tienen mayor efecto de reducción de densidad en morteros AS,C y ASC respectivamente.
Aislamiento térmico
En los estudios analizados, los valores de λ se plasman con unidades de medida no equivalentes, lo que dificulta su análisis, pero en todos los casos abordados se puede determinar el ∆λ. El mejor desempeño por categoría es para AS+P , seguido de AS+O,ASC+P y C+P respectivamente (Figura 6), lo cual muestra que el contenido de cemento en el mortero base aumenta el valor de 𝜆, por lo que no se recomienda como un material aislante.
Absorción de agua
Los mayores valores promedio de absorción para sujetos reforzados y de control se dan en adobes en AS, seguido de AS+O,ASC+P,AS+P,C+P y AS+C. Esto se debe probablemente a que el suelo es más permeable que el cemento, así como las fibras vegetales retienen mayor humedad, y las fibras plásticas son impermeables.
Por otro lado, los mayores valores promedio de ∆WA se dan en ASC+P (esta categoría tiene el único valor positivo), seguido de C+P, AS+O, AS+P y AS+C , todos negativos con el último caso el de mejor desempeño (mayor reducción). No parece haber una tendencia hacia algún tipo de refuerzo a incrementar o reducir WA. Es de destacar el estudio con mayor porcentaje de reducción de absorción ∆WA, así como de ∆ρ y ∆λ (-82.91 %, -23.8 % y -18 %, respectivamente) es el de Rabello & da Conceição-Ribeiro (2021), lo que caracteriza vermiculita con resina de poliuretano vegetal. Como se observa en la Figura 8, la reducción o aumento de la absorción no parece tener una correlación entre otras propiedades mecánicas.
