PROYECTO: IMPLEMENTACION PLANTA PETROCASAS

2012EMPRESA BOLIVIANA DE

INDUSTRIALIZACIÓN DE

HIDROCARBUROS EBIH

GERENCIA DE PROYECTOS

CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN.................................................................................................7

1.1 Antecedentes.........................................................................................................................8

1.2 Definición del Problema......................................................................................................9

1.3 Formulación del Problema................................................................................................10

1.4 Justificación........................................................................................................................10

1.5 Objetivos.............................................................................................................................11

1.5.1 Objetivo General..........................................................................................................................................11

1.5.2 Objetivos Específicos...................................................................................................................................11

2. ANALISIS DE LA MATERIA PRIMA............................................................12

2.1 Introducción.......................................................................................................................12

2.2 Compuesto de PVC............................................................................................................12

2.2.1 Policloruro de Vinilo (PVC).........................................................................................................................12

2.2.2 Propiedades Químicas y Características Físicas...........................................................................................13

2.2.3 Características del PVC................................................................................................................................14

2.2.4 Propiedades Mecánicas del PVC..................................................................................................................15

2.2.5 Propiedades Químicas del PVC....................................................................................................................16

2.2.6 Propiedades Eléctricas del PVC..................................................................................................................17

2.3 Insumos...............................................................................................................................18

2.3.1 Carbonato de Calcio.....................................................................................................................................18

2.3.2 Aditivos........................................................................................................................................................19

2.4 Poliolefinas..........................................................................................................................20

2.4.1 Polietileno.....................................................................................................................................................21

2.4.2 Polipropileno................................................................................................................................................28

2.5 Madera Sintética (WPC)...................................................................................................30

2.6 Elección y justificación de materia prima.......................................................................31

3. ESTUDIO DE MERCADO................................................................................33

3.1 Definición del Producto: Kit casas prefabricadas Polímero - Concreto.......................33

3.2 Características de los KITS..............................................................................................34

3.3 Modelos de viviendas.........................................................................................................34

3.4 Elementos Complementarios............................................................................................35

3.5 Calidad................................................................................................................................35

3.6 El Producto en el Mercado................................................................................................36

3.7 Productos Sustitutos..........................................................................................................36

3.8 Productos Complementarios.............................................................................................37

3.9 Nombre del Producto........................................................................................................37

3.10 Usos del Producto..............................................................................................................37

3.11 Demanda.............................................................................................................................37

3.12 Oferta..................................................................................................................................38

3.13 Oferta de casas convencionales.........................................................................................38

4. TAMAÑO Y LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO.......................................39

4.1 Tamaño de planta..............................................................................................................39

4.2 Localización del Proyecto..................................................................................................39

4.2.1 Introducción..................................................................................................................................................39

4.2.2 Macrolocalización........................................................................................................................................40

4.2.3 Elección y justificación de la Macro localización........................................................................................41

4.3 Microlocalización...............................................................................................................43

4.3.1 Análisis cualitativo para la selección de la Micro localización...............................................................44

5. DEFINICIÓN DE LA SITUACIÓN “SIN PROYECTO”..............................47

6. ANALISIS DE LA INGENIERIA DEL PROYECTO....................................48

6.1 Introducción.......................................................................................................................48

6.2 Descripción del Producto..................................................................................................48

6.3 Disponibilidad de materia prima y Requerimiento Anual para el Proyecto...............49

6.4 Precios de venta de los materiales....................................................................................50

6.5 Material Auxiliar...............................................................................................................50

6.6 Servicios..............................................................................................................................50

6.6.1 Agua.............................................................................................................................................................50

6.6.2 Energía Eléctrica..........................................................................................................................................51

6.6.3 Gas Natural...................................................................................................................................................51

6.7 Propiedades físicas y químicas del producto...................................................................51

6.8 Usos del producto...............................................................................................................52

6.9 Flujo grama de Proceso y dimensionamiento de maquinas...........................................54

6.10 Costos de Maquinaria y Equipos......................................................................................59

6.10.1 Costo de obras civiles...................................................................................................................................60

6.11 Organización y Gastos Generales.....................................................................................60

6.12 Mano de Obra....................................................................................................................61

6.12.1 Introducción..................................................................................................................................................61

6.12.2 Disponibilidad de mano de Obra..................................................................................................................61

6.12.3 Necesidades de la mano de Obra..................................................................................................................61

6.13 Planificación de la ejecución del proyecto.......................................................................64

6.14 Análisis de Costos y Evaluación Financiera....................................................................64

6.14.1 Introducción..................................................................................................................................................64

6.14.2 Inversiones Fijas...........................................................................................................................................65

6.14.3 Gastos de Capital Previos a la Producción...................................................................................................65

6.14.4 Fuente y Condiciones de Financiamiento.....................................................................................................66

6.14.5 Costos de Producción...................................................................................................................................67

6.14.6 Calculo de los costos de Producción sin financiamiento..............................................................................67

6.14.7 Calculo de los costos de Producción con financiamiento............................................................................68

6.14.8 Calculo de Precio de Venta..........................................................................................................................68

6.15 Evaluación Financiera.......................................................................................................69

6.16 Tasa Interna de Retorno (T.I.R.).....................................................................................70

6.17 Valor actual neto (V.A.N.)................................................................................................70

7. ANALISIS DE SENSIBILIDAD DE LAS VARIABLES QUE INCIDEN

DIRECTAMENTE EN LA RENTABILIDAD DEL PROYECTO......................71

7.1 Introducción.......................................................................................................................71

7.2 Sensibilidad del proyecto a la variación del costo de materia prima e insumos..........71

7.3 Sensibilidad del proyecto a la variación del precio de venta.........................................72

8. ASPECTOS AMBIENTALES..........................................................................73

9. MARCO LEGAL................................................................................................73

10. CONCLUSIONES DEL ESTUDIO DE IDENTIFICACION.....................74

11. RECOMENDACIONES..................................................................................77

INDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Petrocasas Construidas en la Ciudad del Alto.................................................................8

Ilustración 2 Formula de PVC y composición química.....................................................................12

Ilustración 3 Aditivos para desarrollo de compound de PVC............................................................20

Ilustración 4 KITS de Productos prefabricados para construcción de casa tipo................................33

Ilustración 5 Tipos de Perfiles para Paredes y Contramarcos............................................................35

Ilustración 6 Presentación de una vivienda tipo con kit prefabricado de Polímero Concreto............37

Ilustración 7 Estructura de ensamble de las partes del Kit Petrocasas...............................................49

Ilustración 8 Losa radier casas Polimero-Concreto............................................................................52

Ilustración 9 Instalación del Kit Petrocasas.......................................................................................53

Ilustración 10 Flujo grama de la planta PETROCASAS...................................................................57

Ilustración 11 Layout empresa de fabricación de KITS Petrocasas...................................................58

INDICE DE TABLAS

Tabla 1 Propiedades Físicas y mecánicas...........................................................................................22

Tabla 2 Propiedades LDPE y HDPE..................................................................................................25

Tabla 3 Tabla de valoración de materia prima...................................................................................31

Tabla 4 Proyecciones del déficit cuantitativo de viviendas...............................................................38

Tabla 5 Ponderación de las diferentes alternativas de Macro localización de la planta.....................42

Tabla 6 Análisis cualitativo de la micro localización.........................................................................45

Tabla 7 Demanda Proyectada.............................................................................................................46

Tabla 8 Requerimientos de Energía eléctrica.....................................................................................51

Tabla 9 Calculo del precio de venta de una Petrocasa......................................................................53

Tabla 10 Maquinaria y equipamiento.................................................................................................59

Tabla 11 Material y equipo auxiliar...................................................................................................59

Tabla 12 Equipos de transporte..........................................................................................................60

Tabla 13 Obras civiles........................................................................................................................60

Tabla 14 Personal Requerido 3 turnos Petrocasas..............................................................................62

Tabla 15 Planilla de mano de obra planta Petrocasas........................................................................63

Tabla 16 Inversiones fijas Planta Petrocasas......................................................................................65

Tabla 17 Gastos de capital precios a la producción...........................................................................65

Tabla 18 Plan de pagos Planta Petrocasas..........................................................................................66

Tabla 19 Cálculo de depreciaciones...................................................................................................67

Tabla 20 Costos de producción sin financiamiento............................................................................67

Tabla 21 Costos de producción con financiamiento..........................................................................68

Tabla 22 Precio de Venta...................................................................................................................68

Tabla 23 Flujo financiero del proyecto sin financiamiento..................................................................69

Tabla 24 Flujo financiero del proyecto con financiamiento.................................................................70

Tabla 25 Sensibilidad del proyecto a la variación del costo de materia prima e insumos................71

Tabla 26 Sensibilidad del proyecto a la variación del Precio del producto.......................................72

Tabla 27 Total Inversión Planta Petrocasas.......................................................................................76

1. INTRODUCCIÓN

El Proyecto Petrocasa consiste en la producción partes constructivas (kits) destinadas a la construcción

de casas prefabricadas, una nueva tecnología habitacional. Estos Kits son fabricados con partes hechas

a partir de una mezcla polimérica libre de toxinas1, y concreto.

La finalidad fundamental de la implementación de la planta de producción de partes prefabricadas,

Kits, es proveer material prefabricado, destinado fundamentalmente hacia la construcción de viviendas

sociales. El Ministerio de Obras Publicas y Vivienda, a través de la Agencia Estatal de Vivienda, tiene

proyectado proveer viviendas dignas a poblaciones y/o personas de bajos recursos. La aplicación de

esta nueva tecnología de construcción, minimiza los tiempos de implementación de estas viviendas.

Los perfiles de polímeros diseñados como elementos constructivos integrantes de este sistema de

casas, son básicamente encofrados perdidos (contenedores de concreto u otros materiales de relleno), y

acabado final de las viviendas o edificaciones donde se utilicen (remplaza los materiales y trabajo de

obra fina).Son altamente resistentes al desgaste por abrasión, no requieren ser pintados en toda su vida

útil, estimados en más de 50 años.

Dentro del proceso constructivo, los elementos a producir por la planta de Petrocasa, agilizan los

trabajos de erección de las paredes y no requieren de la etapa de acabado. El sistema Petrocasa incluye

elementos complementarios para la construcción, tales como puertas, ventanas, canaletas eléctricas,

perfiles para construir vigas y columnas. La principal ventaja del uso de un sistema productivo en línea

es que proporciona una manera eficiente y rápida de la fabricación de casas.

Este Estudio de Identificación, permitirá definir la viabilidad de realizar un estudio Técnico

Económico Socio Ambiental (T.E.S.A) y en caso positivo, pasar a la etapa de ingeniería de detalle que

incluirá el diseño de la instalación física y tecnológica.

1.1 Antecedentes

El Gobierno, por intermedio de la Empresa Boliviana de Industrialización de Hidrocarburos, EBIH,

está desarrollando diversos proyectos, denominadas plantas de tercera generación de productos

1 LGA QUALITEST GmbH. Ensayo ecológico de producto. Informe Técnico 5791233_AgPB_SP<http://www.pequiven.com/pqv/index.php?option=com_content&view=article&id=242:certificados&catid=35:petroquimicadevenezuela> [Consulta: 17/07/2012]

petroquímicos. Uno de estos emprendimientos, es la implementación de una planta de producción de

Kits pre-fabricados que permitan desarrollar un sistema de construcción de viviendas.

En Bolivia se construyeron estas viviendas prefabricadas, gracias a una donación venezolana, en la

Ciudad del Alto La Paz (38 casas), Trinidad (25 casas), Tarija (12 casas) y Santa Cruz (25 casas).

Ilustración 1 Petrocasas Construidas en la Ciudad del Alto.

En el contexto internacional, este sistema de casas, construidas en base a Polímero- Concreto han

tenido un impacto considerable en la sociedad; principalmente, por atender las necesidades de

viviendas, en situaciones de emergencia provocadas por desastres naturales u otros.

En Cuba, se adelanta la construcción de una planta de Petrocasas en Cienfuegos, que en una primera

etapa procesará cerca de 500 toneladas mensuales del compuesto a base de PVC, para generar

diariamente de 4 a 6 kits para viviendas. El gobierno cubano tras el paso sucesivo de los huracanes

Gustav, Ike y Paloma que, entre el 30 de agosto y el 9 de noviembre de 2008, provocaron pérdidas por

más de 10.000 millones de dólares, dañaron medio millón de viviendas y afectaron de una u otra forma

a más de dos millones de habitantes.

En Dominica, se erigirán 50 Petrocasas distribuidas en las localidades de Chance, Castle Bruce, Stock

Farm, Lilly Valley y Grand Bay, que podrán pasar de 60 m2 a 75 m2. Actualmente, se efectúan los

estudios de proyecto y se ubica el terreno para edificar una planta de Petrocasa.

Nicaragua también arrancará próximamente la construcción de 100 viviendas en la ciudad de Managua

y a 25 km de esa ciudad se localizará la planta de Petrocasa, de la cual se elabora el proyecto de

ingeniería básica. En Perú y en República Dominicana, se levantaron durante el año 2008, 2009

Petrocasas que fueron habitadas por damnificados de los desastres naturales ocurridos en esas

localidades.

1.2 Definición del Problema

En Bolivia, una gran mayoría de la población no cuenta con una vivienda propia; en las poblaciones

rurales se evidencia la carencia de una vivienda digna, que brinde las comodidades y servicios básicos.

Si bien existen proyectos para otorgar viviendas dignas a los pobladores de determinados sectores,

estos presentan algunos inconvenientes, fundamentalmente debido a la carencia de mano de obra y los

tiempos y altos costos de construcción.

Bolivia es un productor importante de Gas Natural, cuya proyección de producción en las gestiones

precedentes supera los compromisos de exportación con Brasil y Argentina, además, de cubrir la

demanda de consumo interno. Este hecho muestra la necesidad de realizar proyectos de

industrialización del gas natural, con el objetivo de transformarlo a materias primas, polímeros base

para la industria, en función a esta política es que se requiere la implementación de plantas de

producción a base de estas materias primas petroquímicas. Entonces, una planta de producción de Kits,

material de construcción prefabricado a base de polímeros - concreto, podrá proveer de material de

calidad y gran resistencia, destinado a la fabricación de viviendas sociales y otras aplicaciones como

podrían ser puestos de salud, escuelas, centros comunales, etc.

1.3 Formulación del Problema

Implementación de una planta de producción de Kits a base de Polímero - Concreto, material aplicado

para la construcción de casas tipo, que proveerá de material de construcción de alta calidad y gran

estética, permitiendo la construcción de viviendas sociales, facilitando el cumplimiento de los planes de

vivienda proyectados por el Ministerio de Obras Públicas, a través de Agencia Estatal de Vivienda, ya

que, el uso de los Kits de construcción prefabricados, minimizan los tiempos de construcción de las

viviendas.

1.4 Justificación

La implementación de una planta de producción de Kits de Polímero - Concreto, material de

construcción prefabricado, tiene la ventaja de brindar los siguientes impactos.

Los beneficios que tendrá la zona en donde se implementará la planta de producción

serán: generar empleos para los pobladores, mejorará la calidad de vida (servicios

básicos), mejorará los aspectos físicos de la zona (apertura de caminos, electrificación de

zonas, etc.), desarrollará un crecimiento económico, tecnológico y estabilidad social en la

zona de producción.

Generación de nuevas fuentes de empleo, minimizando la inmigración de habitantes, del

área rural hacia ciudades y otros países, que es uno de los grandes problemas sociales que

actualmente tiene nuestra patria, como consecuencia de la falta de trabajo, con la

implementación de plantas industriales, se contribuye a las políticas de parte del Gobierno

del Estado Boliviano, mediante los cuales se pretende frenar la migración de

compatriotas.

Generar mayores divisas bajo en concepto de industrializar nuestras materias primas, en

este caso específico del Gas Natural, transformándolo a productos de mayor valor

agregado, ya que en un futuro cercano Bolivia contará con plantas petroquímicas

proveedoras de materia primas.

Desarrollo de los sectores donde se ubicará la planta industrial.

1.5 Objetivos.

1.5.1 Objetivo General

Desarrollo del Estudio de Identificación (EI) para la implementación de un sistema productivo en línea

para la producción de Kits de Polímero - Concreto, como material de construcción para viviendas

prefabricadas.

1.5.2 Objetivos Específicos

El proyecto tiene los siguientes objetivos específicos:

Determinar la materia prima ideal para la producción de kits para la fabricación de casas

prefabricadas.

Determinar las características del producto a producir.

Determinar la oferta y la demanda del producto.

Determinar las características técnicas de la planta.

Determinar los suministros y servicios complementarios.

Determinar la localización de la planta.

Determinar el sistema productivo en línea para la fabricación de kits de construcción de

viviendas prefabricadas,

Determinar el plan de inversión.

Realizar el estudio financiero del proyecto.

2. ANALISIS DE LA MATERIA PRIMA

2.1 Introducción

Para realizar el análisis de materia prima se describe las características fisicoquímicas y proceso de

transformación e insumos utilizados en la fabricación de Kits prefabricados de Polímero-Concreto

para la construcción de casas.

Existen dos compuestos utilizados en la fabricación de estos Kits, estos son:

PVC Compuesto

Compuesto de Poliolefinas y material celulósico, madera sintética

2.2 Compuesto de PVC

2.2.1 Policloruro de Vinilo (PVC)

El PVC es un polímero vinílico. Es similar al polietileno, con la diferencia que cada dos átomos de carbono,

uno de los átomos de hidrógeno está sustituido por un átomo de cloro. Es producido por medio de una

polimerización por radicales libres del cloruro de vinilo.

Ilustración 2 Formula de PVC y composición química.

2.2.2 Propiedades Químicas y Características Físicas

El PVC es un material esencialmente amorfo con porciones sindiotácticas que no constituyen más

de 20% del total, y que, generalmente, cuenta con grados de cristalinidad menores.

El PVC es un polvo blanco, inodoro e insípido, fisiológicamente inofensivo. Tiene un contenido

teórico de 57% de cloro, difícilmente inflamable, no arde por sí mismo. La estructura de la partícula

a veces es similar a la de una bola de algodón. El diámetro varía dependiendo del proceso de

polimerización.

Del proceso de suspensión y masa, se obtienen partículas de 80 a 200 micras, por dispersión de 0.2

a 4 micras y por solución de 0.2 micras. La configuración de las partículas de PVC, varía desde

esferas no porosas y lisas hasta partículas irregulares y porosas. El PVC especial para compuestos

flexibles, debe poseer suficiente y uniforme porosidad para absorber los plastificantes rápidamente.

Para compuestos rígidos, la porosidad es menos importante, debido a que a menor rango se obtiene

mayor densidad aparente.

Para formular un compuesto de PVC, se requiere escoger la resina conforme a los requerimientos en

propiedades físicas finales, como flexibilidad, procesabilidad y aplicación para un producto

determinado.

La gran polaridad que proporciona el átomo de cloro transforma al PVC en un material rígido. El

PVC acepta fácilmente diversos plastificantes, modificándolo en flexible y elástico. Esto explica la

gran versatilidad que caracteriza a este polímero, empleado para fabricar artículos de gran rigidez y

accesorios para tuberías, productos semiflexibles como perfiles para persianas y otros muy flexibles

como sandalias y películas.

La estructura del PVC puede ser comparada con la del Polietileno. La diferencia radica en que un

átomo de la cadena del Polietileno es sustituido por un átomo de cloro en la molécula de PVC. Este

átomo aumenta la atracción entre las cadenas polivinílicas, dando como resultado un polímero

rígido y duro.

2.2.3 Características del PVC.

2.2.3.1 Forma y Tamaño de la Partícula

Su forma es esférica y en algunos casos es similar a una bola de algodón. El tamaño varía según se

trate de resina en suspensión o en masa. En el caso de la resina en suspensión, el diámetro de la

partícula va de 40 micrones (resina de mezcla) a 80-120 micrones (resina de uso general). En el

caso de resina en masa, el diámetro de la partícula es de 0.8 a 10 micrones.

Porosidad de la Partícula

Es característica de cada tipo de resina. A mayor porosidad, mayor facilidad para la absorción del

plastificante, acortándose los ciclos de mezclado y eliminando la posibilidad de que aparezcan “ojos

de pescado” (fish eyes) en el producto terminado.

Peso Molecular

Su promedio se mide indirectamente evaluando la viscosidad específica en disoluciones al 0.4% de

nitrobenceno o la viscosidad inherente en disoluciones al 0.5% de ciclo-hexanona. En el primer

caso, nos da valores de 0.30 a 0.71 g/mol y en el segundo de 0.650 a 1.348 g/mol.

Conforme disminuye el peso molecular, las temperaturas de procesamiento de las resinas serán más

bajas, serán más fácilmente procesables, las propiedades físicas en el producto terminado tales

como la tensión y la resistencia al rasgado serán más pobres; el brillo y la capacidad para aceptar

más carga será mejor y la fragilidad a baja temperatura será menor.

Gravedad Específica

Los valores típicos para la resina en suspensión tipo homopolímero son de 1.40 g/cm3 y para

copolímeros cloruro-acetato de vinilo son de 1.36 a 1.40 g/cm3. Los compuestos modifican su

gravedad específica al adicionar cargas o plastificantes. El plastificante reduce el peso específico;

por cada 10 partes de DOP se reduce en aproximadamente 0.02 gramos, mientras que la carga lo

aumenta en función del tipo de carga de que se trate.

Estabilidad Térmica

A mayor peso molecular, se tiene mayor estabilidad térmica. Durante su procesamiento, la resina se

degrada al recibir calor y trabajo. La degradación se presenta en forma de amarillamiento y

empobrecimiento de las propiedades mecánicas del producto. Para evitar esto se adicionan los

estabilizadores.

Características de Procesabilidad

La temperatura de fusión (temperatura de transición vítrea) de la resina en suspensión

homopolímero es de 140°C la de copolímero de 130°C. Al ser formuladas, las temperaturas de

fusión de las resinas aumentan hasta 160°C y 180°C. Las cargas y los plastificantes también sirven

para aumentar dicha temperatura, aunque unos lo hacen con mayor efectividad que otros.

2.2.4 Propiedades Mecánicas del PVC

Resina en masa

Como resultado de la formulación de resina en masa se obtiene el plastisol. Las principales

propiedades del plastisol son la viscosidad, la dilatancia y el esfuerzo mínimo de deformación. La

viscosidad, en las resinas en masa es una característica básica, pues mediante la apropiada

viscosidad se controlan los espesores y velocidades de aplicación y las características del producto

terminado.

Las características de flujo observadas se consideran como no-newtonianos; es decir, que la relación

entre el esfuerzo cortante contra la velocidad de corte no es igual para todas las velocidades. Así,

tenemos que la velocidad del recubrimiento (cm/s) contra el espesor del recubrimiento (cm) nos da

la relación de corte.

El esfuerzo mínimo de deformación (valor yield) es la fuerza inicial mínima para comenzar el

movimiento de un plastisol debe controlarse para cada tipo de formulación, para que no gotee y no

traspase la tela.

Dilatancia es una viscosidad aparente que aumenta al aumentar la fuerza cortante; a menor cantidad

de plastificante, mayor dilatación. A altas velocidades de corte, se usa el reómetro Severs, que da

valores en gramos de plastisol por cada 100 segundos.

También es importante considerar que al aplicar calor a una dispersión de PVC en plastificante

(plastisol), la viscosidad se eleva gradualmente y el material se transforma en sólido. Existe una

temperatura óptima de fusión (175°C) a la cual se logran las propiedades óptimas de elongación y

tensión. Rango de temperatura de trabajo -15ºC +60ºC.

Resina en suspensión

Como resultados de la formulación de resinas en suspensión, se obtienen compuestos en forma de

polvo seco, cuando se procesan gradualmente se transforman en un líquido viscoso de

características no-newtonianas, aquí también existe una temperatura óptima de fusión a la cual el

líquido obtiene sus propiedades de flujo más adecuadas para realizar la operación de transformación

(160°C-180°C).

2.2.5 Propiedades Químicas del PVC

El PVC es soluble en ciclohexanona y tetrahidrofurano. Puede co-polimerizarse con acetato de

vinilo y cloruro de vinilideno, reduciéndose la temperatura de fusión. Puede post-clorarse, elevando

su temperatura de distorsión.

El PVC rígido, resiste a humos y líquidos corrosivos; soluciones básicas y ácidas; soluciones

salinas y otros solventes y productos químicos. Tiene buena estabilidad dimensional. Es

termoplástico y termosellable. Sólo arde en presencia de fuego; de otra forma, tiene buena

resistencia a los efectos del medio ambiente, principalmente al ozono.

2.2.6 Propiedades Eléctricas del PVC

Tiene gran poder de aislamiento eléctrico. Para medirlo se usa el método de resistividad

volumétrica, que también permite controlarla.

Resistente y liviano, su fortaleza ante la abrasión, bajo peso (1,4 g/cm3), resistencia mecánica y al

impacto, son las ventajas técnicas claves para su elección en la edificación y construcción.

Versatilidad

Gracias a la utilización de aditivos tales como estabilizantes, plastificantes y otros, el PVC puede

transformarse en un material rígido o flexible, teniendo así gran variedad de aplicaciones.

Estabilidad

Es estable e inerte. Se emplea extensivamente donde la higiene es una prioridad. Los catéteres y las

bolsas para sangre y hemoderivados están fabricados con PVC.

Longevidad

Es un material excepcionalmente resistente. Los productos de PVC pueden durar hasta más de 60

años como se comprueba en aplicaciones tales como tuberías para conducción de agua potable y

sanitaria. Una evolución similar ocurre con los marcos de puertas y ventanas en PVC.

Seguridad

Debido al cloro que forma parte del polímero PVC, no se quema con facilidad ni arde por sí solo y

deja de arder una vez que la fuente de calor se ha retirado. Se emplea eficazmente para aislar y

proteger cables eléctricos en el hogar, oficinas y en las industrias. Los perfiles de PVC empleados

en la construcción para recubrimientos, cielorrasos, puertas y ventanas, tienen también esta

propiedad de ignífugos.

2.3 Insumos

Los Insumos a Utilizar en la realización del PVC compuesto son: Carbonato de Calcio y

Aditivos.

2.3.1 Carbonato de Calcio

El carbonato de calcio es un compuesto químico, de fórmula CaCO3. Es una sustancia muy

abundante en la naturaleza, formando rocas, como componente principal, en todas partes del

mundo y es el principal componente de conchas y esqueletos de muchos organismos (p.ej.moluscos,

corales) o de las cáscaras de huevo. Es la causa principal del agua dura. En medicina se utiliza

habitualmente como suplemento de calcio, como antiácido y agente adsorbente. Es fundamental en

la producción de vidrio y cemento y la industria de plásticos. Desde el punto de vista químico se

trata en general de una mezcla de silicatos y aluminatos de calcio, obtenidos a través del cocido de

calcáreo, arcilla y arena.

El material obtenido, molido muy finamente, una vez que se mezcla con agua se hidrata y

solidifica progresivamente. Puesto que la composición química de los cementos es compleja, se

utilizan terminologías específicas para definir las composiciones. Es el componente principal de los

siguientes minerales y rocas:

Calcita. Aragonito. Caliza. Travertino.

Usos y aplicaciones del carbonato de calcio.

El carbonato cálcico o carbonato de calcio, es el producto obtenido por molienda fina o

micronizaciòn de calizas extremadamente puras, por lo general con más del 98.5% de contenido en

CaCO3. La Asociación de Productores de Caliza Pulverizada de Estados Unidos (PLA), lo define

como un producto procedente de la molienda de caliza o dolomía con una pureza mínima del 97%

y un tamaño de grano inferior a 45 mm. En idioma inglés se le conoce por GCC (Ground calcium

carbonate), en contraposición con el carbonato cálcico artificial o PCC (precipitated calcium

Carbonate).

En términos generales se utiliza como carga para papel (en sustitución de caolín) y plásticos

(mejora la velocidad de extrusión y las propiedades mecánicas del plástico).

Aplicaciones del carbonato de calcio en hules y plásticos.

En general el carbonato de calcio es el mineral más importante para la industria del plástico.

El carbonato de calcio se caracteriza por las siguientes propiedades:

Alta Pureza, lo que deja de lado cualquier efecto catalítico adverso en el envejecimiento de los

polímeros.

Alto grado de blancura.

Bajo índice de refracción, permitiendo tonos pastel y blancos.

Baja abrasividad mejorando el tiempo de vida de las maquinas y equipos.

2.3.2 Aditivos

Los estabilizantes térmicos se añaden al PVC puro para dotarlo de una alta resistencia y durabilidad

frente a las altas temperaturas a las que se somete el material durante el proceso de extrusión de los

perfiles.

Las ayudas de proceso permiten controlar la gelificación del compound durante la extrusión de los

perfiles, permitiendo un flujo uniforme y estable durante todo el proceso que permite garantizar la

alta calidad y resistencia de los sistemas de perfiles

Los modificadores de impacto aumentan considerablemente la resistencia al impacto del perfil de

PVC, minimizando su fragilidad aun a temperaturas extremadamente bajas. De esta forma se

garantiza un perfecto comportamiento de la ventana durante su fabricación, su instalación y durante

su larga vida útil

El TiO2 da el acabado brillante que distingue a los perfiles de PVC. Además, refleja la radiación

ultravioleta, aumentando su resistencia a la acción solar durante toda la vida útil de la ventana, y

evita la acumulación de calor en el interior del perfil.

Ilustración 3 Aditivos para desarrollo de compound de PVC

2.4 Poliolefinas

Se denomina poliolefina a todo aquel polímero obtenido mediante la polimerización de olefinas. El

término IUPAC para olefina es "alqueno", por lo cual a las poliolefinas también se les puede

denominar polialquenos.

Los principales poliolefinas son :

Polietileno de baja densidad (PEBD o LDPE), formado a partir de etileno a muy alta

presión.

Polietileno de alta densidad (PEAD o HDPE), producto de la polimerización del etileno

sobre un catalizador a presión moderada.

Polietileno lineal de baja densidad (PELBD o LLDPE), similar al HDPE pero introduciendo

como comonómeros olefinas más largas (especialmente 1-buteno, 1-hexeno, 1-octeno).

Polipropileno (PP), producto de la polimerización catalítica del propileno.

2.4.1 Polietileno

El polietileno de alto peso molecular es un sólido blanco y translúcido. En secciones delgadas es

casi del todo transparente. A las temperaturas ordinarias es tenaz y flexible, y tiene una superficie

relativamente blanda que puede rayarse con la uña. A medida que aumenta la temperatura, el sólido

va haciéndose más blando y finalmente se funde a unos 110 ºC, transformándose en un líquido

transparente. Si se reduce la temperatura por debajo de la normal, el sólido se hace más duro y más

rígido, y se alcanza una temperatura a la cual una muestra no puede doblarse sin romperse.

Polietileno líquido

El movimiento del polietileno líquido es no newtoniano. La velocidad disminuye a medida que

aumenta la presión y con ésta la velocidad de paso. Por la sensibilidad de la viscosidad de la masa

fundida al peso molecular, y en virtud de que el polietileno se maneja normalmente en estado

fundido en operaciones de extrusión, moldeo o vaciado, los diferentes polímeros del comercio se

caracterizan por la viscosidad del producto fundido.

En el intervalo 20000-30000 del peso molecular, un aumento de 10% del peso molecular dobla

aproximadamente la viscosidad del producto fundido.

La viscosidad del polietileno fundido disminuye a medida que aumenta la temperatura; se reduce

aproximadamente a la mitad por un aumento de 25 ºC, en la temperatura.

Birrefringencia en corriente

Cuando fluye por un orificio, como durante la extrusión o el moldeo, existe una orientación

apreciable de las moléculas, que pasan al estado no orientado si el material se mantiene en el estado

líquido, pero permanecen orientadas en el sólido si, como es normal en la fabricación, el material

fundido se enfría rápidamente. El grado de esta orientación es una función de la longitud media de

la cadena y del grado de ramificación.

Los polietilenos de alto peso molecular muestran más orientación que los materiales de peso

molecular bajo, y la orientación disminuye a medida que sube la temperatura.

Polietileno sólido: En la tabla 1 siguiente se muestran algunas de las propiedades típicas del

polietileno sólido.

Propiedades físicas y mecánicas

Tabla 1 Propiedades Físicas y mecánicas

Peso molecular medio 25.000

Viscosidad intrínseca ( en tetranidronaftaleno a 75 ºC),dlts/gr 1,0

Punto de Fusión, ºC 110

Densidad

a 20 ºC 0,92

a 50 ºC 0,90

a 80 ºC 0,87

a 110 ºC 0,81

Coeficiente de dilatación lineal entre 0 y 40 ºC, por ºC 0,0002

Aumento de volumen por calentamiento desde 20 a 110 ºC, 14

Compresibilidad a 20 ºC, por atm. 5,5 x 10-5

Calor específico

a 20 ºC 0,55

a 50 ºC 0,70

a 80 ºC 0,90

Índice de refracción 1,52

Módulo de Young ( 0-5% de extensión), Kg/cm2 1.600

Resistencia a la tracción a 20 ºC., Kg/cm2 150

Resistencia al choque ( barra con muesca de 0,5 plg. en cuadro),Kgm +2,07

Dureza Brinell ( bola de 2 mm de diám., 3 Kg 2

Conductividad térmica, cal/ (seg.) (cm2) ( ºC/cm 0,0007

Alargamiento en la ruptura 500

Estas propiedades se refieren a un producto con peso molecular aproximado de 25.000. Algunas de

las propiedades son relativamente insensibles al peso molecular, entre ellas la densidad, el punto de

fusión, el calor específico, la dureza y el módulo de Young; otras, como la resistencia a la tracción,

la resistencia al choque, la resistencia al desgarramiento, el alargamiento en la rotura por tracción y

la flexibilidad a temperaturas bajas, son sensibles al peso molecular. La elección del peso molecular

necesario para diferentes usos significa, en general, una transacción entre las propiedades mecánicas

mejoradas del material de alto peso molecular y la mayor facilidad para fabricar artículos con el

material de peso molecular más bajo.

La tensión en el punto de ruptura depende del peso molecular; pero para un material con peso

molecular de 25.000 puede ser el doble de la tensión en el punto cedente. La forma de la curva

general de esfuerzo-deformación depende de la temperatura y de la rapidez de aplicación del

esfuerzo. A medida que aumenta la temperatura, baja el punto cedente; mientras que un aumento en

la rapidez con que aplica la tracción da como resultado un aumento del punto cedente y de la

resistencia final, y también en la perfección de la orientación del ejemplar estirado en frío. A

medida que se reduce la temperatura por debajo de las temperaturas ordinarias, se reduce el

alargamiento en la ruptura y se alcanza una temperatura en la cual no se produce estirado en frío,

rompiéndose el ejemplar bruscamente con sólo un alargamiento de 10%. Esta temperatura es

aproximadamente aquella en que un ejemplar no puede ser doblado más que en un grado muy

limitado sin que se rompa como si fuera un material quebradizo.

Una propiedad bastante extraordinaria del polietileno de peso molecular inferior a 20.000 es su

sensibilidad al agrietamiento cuando se somete a tensiones en contacto con ciertos líquidos, en

especial líquidos orgánicos polares. Los rasgos moleculares que rigen esta propiedad son

semejantes a los que regulan la flexibilidad a baja temperatura, y si es necesaria la resistencia a esta

forma de ataque, debe usarse polietileno de alto peso molecular.

Todas las propiedades mecánicas del polietileno son sensibles a la historia térmica del ejemplar. Si

el material se enfría rápidamente desde el estado fundido, el sólido tiene densidad y cristalinidad

menores; por consiguiente es más blando y más flexible y, por lo menos al principio, es más

resistente al agrietamiento a bajas temperaturas y al agrietamiento en presencia de líquidos

orgánicos.

Por otro lado, es probable que contenga más tensiones internas. El enfriamiento lento partiendo del

estado fundido o el recocido de la muestra, por ejemplo, por tratamiento en agua hirviendo, da un

producto más cristalino, más duro y algo más quebradizo; pero el sólido puede estar sometido a

menos tensiones y es menos probable que se produzcan cambios lentos en las dimensiones al

elevarse después la temperatura.

El polietileno sólido sufre deslizamiento en frío, como sucede a muchos otros polímeros; pero en

virtud de su naturaleza cristalina, este corrimiento es muy pequeño a temperaturas ordinarias, salvo

bajo cargas que se aproximan al punto de cedencia. Sin embargo, a temperaturas más altas, el

corrimiento en frío es apreciable.

Cuando se somete una muestra a tracción, esfuerzo cortante o compresión, al principio se deforma

rápidamente; pero la rapidez con que varían las dimensiones disminuye a medida que pasa el

tiempo; por lo menos durante un cierto tiempo, la deformación es aproximadamente una función

lineal del logaritmo del tiempo de aplicación. A temperaturas más altas y con tensiones mayores se

produce una deformación permanente de la muestra.

Algunas propiedades de los LDPE y HDPE

Tabla 2 Propiedades LDPE y HDPE

Propiedad LDPE LLDPE HDPE

Densidad,g/cm3 0,92-0,93 0,922-0,926 0,95-0,96

Resistencia a la tracción x 1000 psi 0,9-2,5 1,8-2,9 2,9-5,4

Elongación, % 550-600 600-800 20-120

Cristalinidad, % 65 .... 95

Rigidez dieléctrica, V/mill. 480 .... 480

Máxima temperatura de uso, ºC 82-100 480 80-120

Solubilidad e hinchazón: A temperaturas inferiores a 60 ºC., el polietileno, si se exceptúan las

muestras de peso molecular muy bajo, es muy poco soluble en los disolventes, pero a temperaturas

más altas es fácilmente soluble en hidrocarburos e hidrocarburos halogenados, aunque sigue siendo

muy poco soluble en líquidos más polares, como alcoholes, ácidos, ésteres, aminas, fenoles y

nitrocompuestos. La rapidez con que varía la solubilidad en función de la temperatura es

frecuentemente tan grande que da el aspecto de casi una temperatura crítica por debajo de la cual el

polímero es insoluble y por encima de la cual es fácilmente soluble.

La solubilidad del polietileno depende hasta cierto punto del peso molecular; las variedades más

solubles son las de peso molecular más bajo; pero a temperaturas inferiores a 110 ºC, tiene también

mucha importancia el grado de ramificación de la cadena y, por consiguiente, la capacidad del

polímero sólido para cristalizar. De dos polímeros con el mismo peso molecular, pero con diferentes

grados de ramificación, el más soluble es el más ramificado.

Cuando se pone polietileno sólido en contacto con un disolvente, se produce absorción apreciable

del líquido por polímero sólido e hinchazón apreciable del sólido, incluso a temperaturas en las

cuales no se produce disolución apreciable del polímero. A medida que aumenta la temperatura,

aumenta la cantidad y la rapidez de la absorción. La absorción del líquido es afectada por el peso

molecular y por la estructura molecular y disminuye a medida que aumenta el peso molecular y a

medida que el polímero tiene una estructura más cristalina y menos ramificada.

El polietileno es insoluble en agua y sólo absorbe ésta en un grado muy limitado. La absorción de

agua aumenta con la temperatura.

Permeabilidad: Una propiedad importante del polietileno es su pequeña permeabilidad al vapor de

agua. Por otro lado, el polietileno tiene una permeabilidad elevada a los vapores orgánicos y al

oxígeno. La permeabilidad aumenta con la temperatura.

Propiedades eléctricas: Como podía esperarse de su composición química, el polietileno tiene una

conductividad eléctrica pequeña, baja permitividad, un factor de potencia bajo ( 9,15) y una

resistencia dieléctrica elevada. Las propiedades eléctricas no son especialmente sensibles a la

humedad en virtud de la absorción muy pequeña de agua por el polietileno; pero el factor de

potencia es probable que aumente si se somete el polietileno a la oxidación.

Propiedades químicas: El polietileno es uno de los polímeros más estables e inertes, como podía

esperarse de su estructura sustancialmente parafínica. Sin embargo, tiene algunas reacciones que

limitan sus usos y que exigen adoptar ciertas precauciones durante su tratamiento.

En ausencia completa de oxígeno, el polietileno es estable hasta 290 ºC. Entre 290 y 350 ºC, se

descompone y da polímeros de peso molecular más bajo, que son normalmente termoplásticos o

ceras, pero se produce poco etileno. A temperaturas superiores a 350 ºC, se producen productos

gaseosos en cantidad creciente, pero el producto principal no es el etileno, sino el butileno. En este

respecto, el polietileno difiere del poliestireno y del metilacrilato de metilo, que dan el monómero

como producto principal de la pirólisis. En presencia de oxígeno, el polietileno es mucho menos

estable. Se han observado cambios en las propiedades físicas y químicas que indican oxidación y

degradación de las moléculas del polímero a 50 ºC, y en presencia de la luz se produce una

degradación incluso a las temperaturas ordinarias.

La oxidación térmica del polietileno es importante en el estado fundido, porque influye sobre el

comportamiento en los procesos de tratamiento, y en el estado sólido porque fija límites a ciertos

usos. Los principales efectos de la oxidación del polietileno son variaciones en el peso molecular

que se manifiestan primero por cambios en la viscosidad y, cuando son más intensos, por deterioro

en la resistencia mecánica, variación en las propiedades eléctricas (especialmente aumento en el

factor de potencia), desarrollo de olor rancio y cambio de color al amarillo, pardo y, en casos

extremos, al negro.. Una oxidación intensa, especialmente a temperaturas elevadas, conduce a la

degradación de la cadena y a la pérdida de productos volátiles: monóxido de carbono, agua y ácidos

grasos, y el producto se hace quebradizo y parecido a la cera.

El proceso de la oxidación es autocatalítico; aumenta la rapidez de la oxidación a medida que

aumenta la cantidad de oxígeno absorbido. La velocidad de oxidación varía de una muestra a otra y

es mayor cuando la ramificación de cadena es grande y también si el contenido inicial de grupos

que contienen oxígeno es grande.

La oxidación térmica del polietileno puede reducirse o suprimirse durante algún tiempo

incorporándole antioxidantes; en general, éstos son los mismos tipos que se usan para el caucho, y

muchos son fenoles o aminas. Al elegir el antioxidante, se prestará atención a puntos como la

ausencia de color y olor y a la baja volatilidad para evitar pérdidas durante el tratamiento a

temperaturas altas.

La oxidación fotocatalizada del polietileno expuesto a la luz del Sol es un problema más grave, ya

que la protección no se consigue con tanta facilidad como en el caso de la oxidación térmica. Los

antioxidantes normales son de poca utilidad y la protección más satisfactoria se obtiene

incorporando aproximadamente 2% de negro de humo, bien dispersado en el polímero. Se tiene

también aquí una reacción autocatalítica, como en el caso de la oxidación térmica. La

fotooxidación produce coloración, deterioro en las propiedades físicas y pérdida de resistencia

mecánica, que conduce al agrietamiento y ruptura de las muestras sometidas a tensión. Conviene

insistir en que el polietileno no protegido no sirve para usos en los cuales estará expuesto a la luz

solar.

2.4.2 Polipropileno

Dispersión de pesos moleculares

Como en la síntesis de otros polímeros, la longitud de las cadenas de polipropileno creadas en una

misma partida no es uniforme. Se obtiene una dispersión de pesos moleculares más o menos amplia,

que condiciona las propiedades mecánicas del grado producido. La distribución de pesos

moleculares viene restringida por los procesos de fabricación, por las condiciones de operación, y

sobre todo por los sistemas catalíticos empleados. En sistemas Ziegler Natta es común encontrar

distribuciones consideradas anchas, comparadas con aquellas de los polímeros fabricados con las

nuevas generaciones de catalizadores metalocenos.

Viscosidad - Características reológicas

La viscosidad en fundido es, junto con la dispersión de pesos moleculares una de las características

más importantes a la hora de la caracterización de los grados de polipropileno, ya que influye

directamente sobre las condiciones de procesado, y por ello sobre la economía de los procesos.

Una manera de caracterizar la viscosidad de los productos es por medio de un ensayo normalizado

llamado índice de fluidez. Cuanto mayor es el índice de fluidez, menor es la viscosidad. Está

relacionado de manera inversa con el peso molecular del polímero.

Cristalinidad - Propiedades mecánicas

Al tratarse de moléculas altamente lineales, las moléculas de polipropileno tienden a tomar en

estado sólido una estructura ordenada, semicristalina. Las moléculas forman cadenas largas y

estables, con altos pesos moleculares. Esta es la que le confiere sus propiedades mecánicas

excepcionales, en particular en lo que respecta a la dureza, la resistencia a la tracción y la rigidez.

Grados de polipropileno

Homopolímeros

Se fabrican introduciendo propileno en un único reactor. Tienen en general una buena serie de

propiedades mecánicas y por ello se les suele emplear para fabricar objetos con densidad baja, alta

rigidez, alto punto de fusión y por ello, temperaturas de servicio altas.

Copolímeros Azar

Se fabrican introduciendo simultáneamente propileno y etileno en un mismo reactor (el contenido

en etileno suele ser bajo). Este hecho hace que las cadenas de polímero estén formadas por mezclas

al azar de unidades de etileno y de propileno. Tienen, como los homopolímeros, buenas propiedades

en general, aunque destacan su mayor transparencia, su mejor resistencia al impacto y su menor

punto de fusión. Estas propiedades condicionan las aplicaciones a las que están dirigidos, siendo

una de las más conocidas los envases alimentarlos.

Copolímeros Bloque

Se fabrican en dos etapas, produciendo inicialmente homopolímero en un primer reactor, y sobre

éste un copolímero al azar en un segundo reactor. De esta manera se obtiene un producto mezcla,

donde se encuentran dos fases diferenciadas pero estrechamente unidas. Por sus buenas propiedades

de resistencia al impacto se les denomina también copolímeros de impacto. Tienen una rigidez

inferior a la del homopolímero y se les destina a aplicaciones como parachoques, maletas o

contenedores.

Cauchos EPR- (Ethylene-Propylene Rubber)

Los denominados cauchos etileno propileno son copolímeros con un alto contenido en etileno, que

se caracteriza por su baja cristalinidad y por sus propiedades elastorméricas. Suelen emplearse

como mejoradores de impacto en mezclas con otros polímeros.

Copolímeros especiales

Algunos procesos particulares permiten preparar copolímeros de propileno con comonómeros

diferentes, como buteno, hexeno, octeno, norborneno, etc. Estos productos suelen ir dirigidos a

mercados específicos, en donde se emplean como mejoradores de impacto o como

compatibilizantes con otras resinas.

Compuestos y mezclas

Como otros termoplásticos, el polipropileno permite ser procesado y tratado fuera del reactor

después del proceso de síntesis. Es común entonces verle empleado como material en mezclas con

otros polímeros o con cargas minerales en altas proporciones (superiores al 10%) para formar

materiales compuestos. Estos materiales tienen propiedades diferenciadas de aquellas del material

de partida (mayor rigidez, o mejor resistencia al impacto, etc.).

Los diferentes grados de polipropileno suelen incorporar indistintamente diversos paquetes de

aditivos (en proporciones inferiores al 1 %), cuya finalidad suele ser la mejora de la estabilidad

termo-oxidativa de los productos, o de sus propiedades físicas (aumento de la transparencia, de la

rigidez, o mejora del aspecto superficial). En este campo, los nuevos desarrollos son de gran

importancia. El estudio de cargas y de fibras novedosas es otro factor de desarrollo importante que

se potencia en la actualidad.

De acuerdo con esta clasificación, el polipropileno debe ser considerado como un grupo de

polímeros, con propiedades físicas variadas, y no como un único producto. Es por ello que sus

aplicaciones son tan variadas.

2.5 Madera Sintética (WPC)

La madera tecnológica (WPC) es un compuesto mezcla de madera y plástico totalmente reciclable y

sostenible. La madera utilizada para la fabricación de la madera tecnológica es subproducto de las

aserradoras, por lo tanto no se talan árboles para su producción, contribuyendo al utilizar WPC de

forma activa a la protección del medio natural. El plástico también puede ser reciclado.

Hay muchas composiciones posibles en base a los productos mezclados. Las más habituales son

mezclas 70 % de madera 30 % plástico, 80-20 y 50-50.En cuanto a los plásticos utilizados

normalmente son; polietileno, polipropileno y PVC. Dependiendo del que se utilice se obtendrá un

tipo de madera tecnológica con un aspecto y unas propiedades mecánicas características.

La madera tecnológica es totalmente reciclable. Una vez acabada su vida útil en una aplicación en

concreto puede ser reutilizada como materia prima para cualquier nueva aplicación.El producto

obtenido por extrusión es un conglomerado de aspecto muy similar a la madera y con propiedades

mecánicas también muy parecidas, pero que mejora notablemente algunos de los comportamientos

propios de las maderas en general.

Una de las grandes aportaciones de la madera tecnológica con respecto a la madera tradicional, al

margen de la sostenibilidad, es su buen comportamiento ante los rigores de la intemperie. La

madera tecnológica resiste perfectamente en la intemperie sin necesidad del típico y molesto

mantenimiento (barnizado periódico, etc.) del que precisan las maderas tradicionales. No es atacada

por los hongos ni por los insectos, es imputrescible además de inastillable.

2.6 Elección y justificación de materia prima

Para realizar la elección del material idóneo para la fabricación de Kits prefabricados para

construcción de casas se tomaran encuentra las propiedades fisicoquímicas de los materiales,

procesabilidad y confiabilidad de la tecnología.

El PVC compuesto como la madera sintética, principalmente de Polipropileno, son materiales que

satisfacen las necesidades mecánicas de los productos necesarios en el Kit prefabricado de casas. El

PVC compuesto tiene un excelente comportamiento ignifugo, menor coeficiente de transferencia

de calor y mejor comportamiento a la abrasión que la madera sintética.

Debido a su mayor tiempo en el mercado, el PVC compuesto es un material que tiene mejor

rendimiento y mayor procesabilidad que la madera sintética, ya que la humedad y a granulometría

de la carga celulósica impiden una productividad tan alta como la del PVC compuesto.

Tabla 3 Tabla de valoración de materia primaVALORACION

PROPIEDADES PVC COMPUESTO MADERA SINTETICA

Propiedades mecánicas

3,00

3,00

Propiedades térmicas

3,00

2,00

Comportamiento Ignifugo

3,00

2,00

Comportamiento a la abrasión

3,00

1,00

Procesamiento

2,50

1,00

Confiabilidad de tecnología

2,50

1,00

PROMEDIO

2,83

1,67Escala: 1: malo, 2: regular y 3: bueno.

Actualmente las empresas que tienen como material la madera sintética tienen plantas pilotos

donde se ha estado fabricando con éxito los kits para la fabricación de casas, pero no existe en el

mundo una planta que produzca a gran escala y con una producción en línea este tipo de productos.

Por otro lado existe en Latinoamérica varias fábricas cuyo material es el PVC compuesto. Grandes

ejemplos son las plantas estatales en Venezuela y las plantas privadas en El Brasil.

Por tanto después de haber realizado un análisis de factores, como se observa en la tabla 3, elegimos

el PVC compuesto como material para nuestro análisis del Estudio de Identificación del Proyecto.

3. ESTUDIO DE MERCADO

3.1 Definición del Producto: Kit casas prefabricadas Polímero - Concreto

Las casas prefabricadas, son construidas en base a un encofrado de Polímero y en las cavidades

internas de los perfiles se vacía concreto, mezcla de arena/cemento, el cual es vaciado en las

cavidades, como de una casa convencional. Ese encofrado o paredes de la vivienda son fabricados

en base a un polímero (PVC) con aditivos muy resistentes al calor. Por otro lado posee elementos

constructivos como ser: ventanas, puertas, techo y otros complementarios fabricados con la

formulación polimérica.Son casas útiles, donde familias de cuatro personas vive fácilmente, pues

cuentan con dos o tres habitaciones, un baño, sala, comedor, áreas verdes, lavandería.

En la Ilustración 2 se muestran algunas de los productos a obtener en la planta de producción de

KITS prefabricados de Polímero - Concreto, destinados a la construcción de viviendas sociales..

Ilustración 4 KITS de Productos prefabricados para construcción de casa tipo.

3.2 Características de los KITS

Los perfiles de PVC compuesto, utilizados en proyectos que fueron desarrollados en otros países,

han sido expuestos a altas temperaturas sin evidenciar ser inflamables, por lo que no existe el

peligro de incendio o destrucción. También son antisísmicos y alta resistencia a fuertes impactos

externos contra la estructura. Las paredes de estas viviendas tienen una apariencia estética, son de

larga durabilidad, resistencia al salitre y a la intemperie, aislamiento térmico y acústico.

Las viviendas sociales tipo tendrán superficies que varían entre50, y 70 m2. El mantenimiento es de

muy bajo costo pues el material permite limpiarlas sólo con agua y jabón.

3.3 Modelos de viviendas

Las características de las viviendas se realizaran en función a los proyectos que el Viceministerio de

Obras Publicas, Servicios y Vivienda, Agencia Estatal de Vivienda y la EBIH definirán a partir de

un acuerdo institucional. Se tiene como base tres diseños, uno para cada piso ecológico de Bolivia:

Altiplano, Valles y Trópico. Cada uno de estos modelos cuentan con características propias de

acuerdo a las normas habitacionales de fomento a la vivienda.

3.4 Tipos de perfiles

Se pretende producir 20 casas diarias. Cada una de las casas tienen un rendimiento de 2.3 Ton para

una casa de 70 m2, por lo que se transformara cerca de 46 ton/día de PVC compuesto. Los perfiles

a utilizar dentro del Kit serán:

• Perfil para replanteo y soporte de paredes.

• Perfil de conexión de muros.

• Perfil tipo pared.

• Perfil de conexión con el techo.

• Perfil de esquina, como columna.

• Perfil para instalación de cableado.

• Puertas de PVC Rígido.

• Machimbrado de PVC para plafón.

• Techo tipo calamina.

La Ilustración 3 muestra algunos de los perfiles tipo aplicados en la construcción de viviendas.

Ilustración 5 Tipos de Perfiles para Paredes y Contramarcos.

3.5 Elementos Complementarios

Los elementos complementarios son:

Tuberías para aguas blancas: Desde ½” hasta 1,5” (Extrusión)

Tuberías para aguas servidas: Desde 2” hasta 4” (Extrusión)

Tuberías para canalización eléctrica: ½”, ¾” y 1”

Conexiones para tuberías de aguas blancas y aguas servidas

Ventanas panorámicas y tipo Miami

Puertas de PVC rígido.

Láminas de PVC macizo desde 2,5 mm hasta 20 mm de espesor

Cubierta de techo PVC

3.6 Calidad

Los productos generados dentro del proceso deben tener controles de calidad de producto que

certifiquen:

Las propiedades químicas del producto.

La resistencia a tracción y compresión.

Inocuidad de los productos.

Calidad del Procesos.

3.7 El Producto en el Mercado

Los perfiles de PVC han sido expuestos a altas temperaturas sin evidenciar ser inflamables, por lo

que no existe el peligro de incendio o destrucción. También son antisísmicos y alta resistencia a

fuertes impactos externos contra la estructura. Las paredes de estas viviendas tienen una apariencia

estética, son de larga durabilidad, resistencia al salitre y a la intemperie, aislamiento térmico y

acústico. El mantenimiento es de muy bajo costo pues el material permite limpiarlas sólo con agua

y jabón.

3.8 Productos Sustitutos

Los productos sustitutos del Kit Prefabricado de PVC, destinado a la fabricación de viviendas tipo,

son los productos convencionales, fundamentalmente aquellos productos convencionales (ladrillos,

hormigón) que se utilizan en la obra fina y/o acabado de la vivienda. La ventaja fundamental en la

utilización de estos Kits pre-fabricados para construcción de vivienda tipo, radica en el corto

tiempo que conlleva la implementación de la vivienda, se estima que con los KITS de construcción

se demora a rededor de ocho días, para una casa de 70 m2, cuya distribución de ambientes están

según normas de emplazamiento de vivienda. El tiempo aproximado que llevaría la

construcción de una vivienda tipo utilizando materiales convencionales llevaría mucho más tiempo

y con mayor recurso de mano de obra.

Por otro lado, existe una nueva tecnología conocida como madera sintética WPC (Wood plastic

compound) que es un compund de Polipropileno (PP) y bases celulósicas. Este material se procesa

en una extrusora de doble husillo y después se la utiliza para la fabricación de pallets, puertas,

perfiles. Es posible construir con estos perfiles casas prefabricas. Actualmente no se conoce una

planta destinada a la fabricación de kits de WPC, por lo que no es una tecnología certificada a

grandes escalas. Por otro lado el material generado tiene problemas de compatibilidad y por tanto

malos comportamientos a la abrasión.

3.9 Productos Complementarios

Los productos complementarios para la construcción misma de la vivienda tipo, están más referidos

hacia los materiales de construcción como el Hormigón Armado, HoAo, Acero, aluminio, y madera

utilizada en la estructura portante del techo.

3.10 Nombre del Producto

El nombre que recibirá el producto es: Kit Prefabricados de Polímero-Concreto, destinados para la

construcción de viviendas tipo.

3.11 Usos del Producto

El uso del producto Kit Prefabricados de Polímero Concreto, está destinado específicamente al uso

en construcción de viviendas tipo. En la Ilustración 4 se muestra una vivienda construida con un kit

prefabricado de PVC.

Ilustración 6 Presentación de una vivienda tipo con kit prefabricado de Polímero Concreto.

3.12 Demanda

Inicialmente el producto, estará orientado a los Programas de Vivienda Social y Solidaria generados

por la Agencia Estatal de Vivienda, para beneficiar a las familias de escasos recursos, puestos que a

menor costo y en menor tiempo podrán acceder a una vivienda digna. La cuantificación de la

demanda o el déficit de viviendas por áreas urbano - rural, del 2005 proyectadas al 2015, se

muestran en la tabla 4.

Tabla 4 Proyecciones del déficit cuantitativo de viviendas.

Actualmente según datos de la Agencia Estatal de Vivienda, el déficit habitacional cuantitativo es

de 250.000 viviendas, valor mayor que el proyectado. El déficit habitacional tiene una mayor

incidencia en las áreas rurales, en el cual se encuentra el 70% de este valor.Por otro lado, el déficit

habitacional cualitativo, que es aquellas viviendas que necesitan refacciones y mantenimiento, se

acerca al millón

Por tanto este proyecto tendrá un mercado dirigido generado por el plan de vivienda social del

Ministerio de Obras Publicas, a través de la Agencia Estatal de Vivienda y dependerá del acuerdo

institucional con la Empresa Boliviana de Industrialización de Hidrocarburos.

3.13 Oferta

En el contexto internacional sudamericano se sabe que, el único país que fabrica estos kits en

magnitudes de importancia, es Venezuela. Cuenta con 4 Plantas dentro de su Proyecto Petrocasas,

con una capacidad actual de producción de 40.000 casas/año. En el contexto mundial se sabe que

producen estas casas, Canadá, EE.UU, Brasil e Italia.

3.14 Oferta de casas convencionales

El producto considerado como competencia de las casas Polímero Concreto son las casas

convencionales de ladrillo, puesto que estas serán el parámetro de medida sobre la aceptación del

mercado objetivo, en función a las características de calidad, precio y confort. El presente Proyecto

puede ser considerado como un proyecto complementario a la tecnología convencional.