Investigadores de la Universidad de Piura (UDEP) desarrollaron un proyecto pionero en Perú que reutiliza el bagazo de la caña de azúcar para elaborar un panel constructivo que contribuye a brindar confort térmico a las viviendas ubicadas en zonas andinas y expuestas a las heladas e incluso a aquellas localizadas en zonas de abundante calor en la costa y selva.
El proyecto de investigación aplicada de la UDEP, denominado “Diseño, fabricación y evaluación de un prototipo de panel constructivo de muy baja conductividad térmica para cerramiento de viviendas en situación de friaje o calor extremo desarrollado con tecnologías autóctonas en base a bagazo y otros residuos productivos de la caña”, se desarrolló desde el segundo semestre de 2019 hasta diciembre de 2022.
Su ejecución fue posible tras postular con éxito, en mayo de 2018, a una convocatoria de fondos para investigación aplicada en el ámbito de la construcción y saneamiento por parte del Concejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (Concytec) y el Servicio nacional de capacitación para la Industria de la Construcción (Sencico). Tras ganar el concurso, la asignación de los recursos económicos se produjo en 2019.
Investigación y economía circular
“Nuestra investigación se alinea con los principios de la economía circular y aprovecha un residuo agrícola como el bagazo de la caña de azúcar, que es cuantioso en Perú. A partir de esas fibras, que se emplean tradicionalmente para abono y combustible en ciertas industrias, se investigó si era posible desarrollar un panel constructivo con la mínima conductividad térmica posible para ayudar a conservar la energía o calor en las viviendas, mejorando con ello la calidad de vida de sus ocupantes”, manifestó David Resano, investigador principal y coordinador general del proyecto de investigación.
El proyecto se desarrolló de manera interdisciplinaria con varios expertos de la Universidad de Piura, y contó con el valioso apoyo de la empresa Caña Brava como socio estratégico que suministró del bagazo de caña de azúcar necesario para la investigación aplicada y brindó información sobre las características este residuo agrícola.
Fases del proyecto
El investigador refirió en entrevista con la Agencia de Noticias Andina, que el proyecto tuvo cinco fases, siendo la primera el estudio de las propiedades físico-químicas del bagazo de la caña de azúcar. En esta etapa, que demandó alrededor de seis meses, se caracterizaron aspectos como la concentración de humedad, lignina, celulosa, pH, azúcares, ceniza, entre otros que permitiesen entender bien cómo es este material orgánico y si era viable desarrollar un tipo de panel constructivo con propiedad de aislante térmico.
A continuación, en una segunda fase se investigó, durante otros seis meses, procesos de fabricación, sistemas de trenzado de las fibras, adhesivos compatibles con las fibras del bagazo que permitieran armar o consolidar el panel constructivo con propiedad de aislante térmico.
El año siguiente se desarrolló la tercera fase que consistió en la elaboración de los primeros prototipos de panel constructivo a tamaño reducido de cuadrados de 15 por 15 centímetros por 6 centímetros de espesor, realizando pruebas de fibras aisladas, utilización de diferentes adhesivos y soluciones de montaje.
En esta tercera etapa también se empezaron a producir los paneles constructivos en dimensiones idóneas para su comercialización: cuadrado de 60 por 60 centímetros con 6 centímetros de espesor y de rectángulos de 1,20 metros por 60 centímetros con 6 centímetros de espesor.
“Al ver que podíamos llegar a un buen resultado con las probetas, enviamos las mejores a un laboratorio de construcción certificado en España, donde se hizo la prueba de conductividad térmica para constatar que el producto que estábamos proponiendo tenía esa propiedad. Al recibir los resultados comprobamos que estaban por debajo del umbral de los materiales aislantes y nuestra propuesta era una solución viable”, expresó.
En la cuarta fase se implementó un modelo de ensayo colocando los paneles constructivos en una vivienda altoandina de la comunidad campesina de Altos de Poclús, ubicada en el distrito de Frías, provincia piurana de Ayabaca, sobre los 3,096 metros de altitud y expuesta todos los años a las heladas. Allí se instalaron también sensores de temperatura, humedad, velocidad del viento y radiación solar para evaluar en campo el comportamiento de los paneles constructivos hechos con bagazo de caña de azúcar y si brindaban, efectivamente, el confort térmico esperado. Además, allí se encuentra instalada una estación meteorológica del Senamhi.
“Esa experiencia nos vino muy bien porque nos permitió entrar en contacto con la población para conocer su realidad en cuanto a sistemas constructivos propios y explicarles el proyecto sobre los paneles constructivos y la posibilidad de que pudieran ser adoptados por la comunidad en algún momento”, anotó el investigador.
La fase final de proyecto se dedicó a la difusión de los resultados, tanto a nivel académico como divulgativo, realizando talleres de presentación en Arequipa y Puno. Estos talleres se realizaron durante octubre de 2022 en la Universidad Nacional San Agustín, Universidad Católica San Pablo, Universidad Nacional del Altiplano y en Sencico. Esta experiencia sirvió para dar a conocer los métodos y resultados del proyecto, así como para entrar en contacto con investigadores que trabajan en campos similares
Material complementario
Tras aclarar que los paneles constructivos hechos a partir del bagazo de la caña de azúcar no tienen resistencia mecánica como para servir estructuralmente, Resano precisó que se trata de un material complementario y aislante térmico de otros como el adobe o de planchas de calamina hechas de zinc, materiales muy utilizados en la construcción de viviendas en las zonas altoandinas y rurales del Perú.
Agregó que, aunque no es impermeable, si el panel constructivo llega a mojarse no resultará totalmente dañado ni quedará insalubre.
“Estos paneles con aislamiento térmico pueden acoplarse sin problemas en construcciones sismorresistentes y complementar la estabilidad y resistencia de la estructura”, aseveró.
Aumento de la temperatura al interior de la vivienda
Fue así que los paneles se colocaron debajo del techo de calamina de la vivienda elegida para medir la eficacia del prototipo como aislante térmico al interior de la vivienda. “Según el ensayo realizado, comprobamos que la temperatura interior de la vivienda aumentó de 2 a 3 grados Celsius. Hay que tener en cuenta que en este ensayo no incluimos ningún sistema de generación de calor adicional como estufas o similares”, puntualizó.
Ahorro energético
Al incrementar la temperatura con estos panales constructivos hechos con bagazo de caña de azúcar, las familias gastarán menos energía y dinero en leña, electricidad o combustible para obtener un confort térmico que mejore su calidad de vida, subrayó Resano.
Proceso de fabricación sostenible y de bajo costo.
El investigador resaltó también que, además de contribuir a mejorar el confort térmico al interior de las viviendas, los paneles constructivos desarrollados por los investigadores de la UDEP tienen como atributos importantes el enfoque ecológico y de sostenibilidad por tratarse de un residuo agrícola subutilizado y el bajo costo de producción.
“Con estos paneles constructivos hechos con bagazo de caña de azúcar se puede mejorar notablemente el confort térmico con una inversión relativamente baja”, enfatizó.
El investigador dijo que falta evaluar el impacto de los paneles constructivos colocándolos detrás de las paredes de adobe, que tienen un comportamiento térmico mejor que la calamina. También está por medirse el comportamiento en viviendas ubicadas en lugares de mucho calor como ocurre en la costa norte o la Amazonía.
“Por principio, este panel constructivo puede funcionar como aislante térmico, tanto para ayudar a conservar el calor en las zonas frías o también puede evitar que aumente la temperatura en viviendas de zonas con mucho calor”, apostilló.
Tarea pendiente
Resano afirmó que, si bien en este proyecto de investigación aplicada se ha logrado un prototipo de panel aislante térmico de bagazo de caña viable, es necesario continuar desarrollando esta tecnología para que alcance la madurez necesaria a fin de lograr su inserción comercial y aplicación constructiva.
Consideró que, pese a que diversas regiones del país están expuestas a condiciones geográficas y climáticas extremas, la mayoría de los edificios en Perú se construyen con sistemas y tecnologías convencionales que no responden a la realidad y contexto nacionales.
Esto implica problemas de habitabilidad y confort, así como que la energía necesaria para calentar o refrigerar estos edificios sea muy alta, generando un costo energético que los habitantes no pueden permitirse, lo que afecta a su calidad de vida y disminuye la competitividad del Perú, añadió.
“El hecho de aprovechar un residuo agrícola y emplear baja tecnología favorece la implementación de estos paneles en las viviendas de la población con menores recursos, mejorando su bienestar”, dijo.
Asimismo, destacó que esta tecnología puede transferirse a las zonas más pobres del país y tener un alto impacto en el tejido productivo local, generando con ello desarrollo económico y social.
“A escala nacional, esta tecnología se alinea con los planes estatales para combatir las heladas y el friaje, buscando el desarrollo social de las zonas andinas expuestas a menores temperaturas y favoreciendo un menor uso de energía para para el confort térmico de las viviendas, lo que contribuye también la competitividad económica del país”, finalizó.
Equipo de investigación
David Resano lideró un equipo de investigación aplicada integrado por docentes de la Facultad de Arquitectura e Ingeniería, así como del laboratorio de química de la UDEP. A ellos se sumaron tesistas, alumnos de pre y posgrado, y personal gerencial y técnico de la empresa Caña Brava de Piura.
Perfil del investigador
David Resano es arquitecto formado en la Universidad de Navarra, con maestría en proyectos arquitectónicos avanzados en innovación y tecnología en la Universidad Politécnica de Madrid, y ha sido académico invitado en la Escuela Politécnica de Zúrich (Suiza) durante el desarrollo de su doctorado que defendió en la Universidad de Navarra. Su campo de estudio es la tecnología constructiva para mejorar el diseño arquitectónico.
Desde 2016 es docente e investigador en la Facultad de Arquitectura e Ingeniería de la UDEP, y dirige el Departamento de Arquitectura desde 2017.
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