Vicerrectorado de

Investigación

FACULTAD DE INGENIERÍAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Aplicación de la ceniza de cáscara de arroz en pavimentos:

Una revisión literaria

AUTOR(ES):

Carrión Jaramillo, Arnaldo

(orcid.org/0000-0001-5988-0004)

Cubas Santamaría, Alex

(orcid.org/0000-0003-2530-0627)

Herrera Arcila, María de los Angeles

(orcid.org/0000-0002-8123-1200)

Vergara Goicochea, Jahaira del Rocío

(orcid.org/0000-0002-3043-8623)

ASESOR(A)(ES):

Ing. Muñoz Pérez, Sócrates Pedro

LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:
Diseño de infraestructura vial

CHICLAYO — PERÚ
(2021)

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I.INTRODUCCIÓN

En la Ingeniería Civil existen fallas por lo cual es importante el diseño, la

construcción y el seguimiento de tierras. Por lo cual existen materiales con
propiedades esenciales, como lo puede ser las cenizas de cascara de arroz, que
tiene la capacidad de resistir condiciones desfavorables que han demostrado ser
contraproducentes para la infraestructura construida (1). una de las alternativas
viables es la utilización de cenizas de cascara de arroz como un relleno para
mejorar los materiales de la carretera y un tipo de modificador para aumentar el
rendimiento de la mescla asfáltica (2).
El elemento más usado en la construcción de obras civiles, es el cemento,
asimismo su obtención es uno de los procesos más contaminantes para nuestro
planeta. A partir de esto nos nace la idea de investigar materiales que sean
apropiados y sean capaces de sustituir las propiedades mecánicas que este
aporta al concreto hidráulico en pavimentos rígidos (3). Mediante un proceso
térmico realizado a la cascarilla de arroz se puede obtener la sílice amorfa, con
un grado de pureza significativa en forma de ceniza. Puesto que se plantea
reemplazar el cemento por la ceniza de cáscara de arroz en distintos porcentajes
en un diseño de mezcla para pavimento (4).
La cimentación de los pavimentos suele sufrir fallas de diseño ya que pueden
tener una construcción defectuosa, así como un mal uso de los materiales (7).
De allí debido a los principales problemas de deterioro de infraestructura vial, ha
sido un relevante motivo para que se tome en cuenta algunas alternativas de
solución que pongan fin a esto, y que mejor si se crean con productos que tengas
alto grado de impacto ambiental, como es el caso de la ceniza de cascarilla de
arroz y su derivado, ya que la ceniza presenta una problemática la cual es que
no se aprovecha de la mejor manera (5).
En este artículo de revisión se busca lograr investigar una mejora de las
propiedades geomecánicas de un suelo blanco y subrasante como también sus
características físicas mediante el implemento de la ceniza de la cascarilla de
arroz que como aditivo, genera una capa de soporte mucho más estable y
resistente a las distintas capas de la estructura del pavimento, así también poder
evaluar su comportamiento a través de los diferentes ensayos ya realizados. (6)
Se determinó experimentalmente características físicas y aerodinámicas de la

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cáscara de arroz con humedad de equilibrio entre 8 y 10 %, entre las que se
encuentran su granulometría, la densidad de bulto, la densidad real, la velocidad
mínima de fluidización y de arrastre. Se reporta modelos matemáticos y
criteriales de la forma 𝑅𝑒 = 𝑓(𝐴𝑟) 𝑦 𝐿𝑦 = 𝑓(𝐴𝑟), que pueden ser utilizados para
predecir estas propiedades de importancia para el diseño y operación de
reactores de lecho fluidizado (8). Por lo tanto, el uso de ceniza de cáscara de
arroz (RHA), como un subproducto de desecho de la molienda del arroz, en
carreteras bituminosas proporciona valiosas ventajas como la reducción de la
degradación ambiental, la reducción de los costos de construcción y el ahorro de
recursos naturales, es un desecho de suma importante si las personas lo saben
utilizar y aplicar en la reconstrucción de los pavimentos (9)
El aumento de la producción tanto agrícola como industrial nos trae como
consecuencia el desarrollo de residuos sólidos, siendo cada vez más difícil su
procedimiento final y eso perjudica a nuestro medio ambiente por el incremento
de la contaminación, por ello mismo va creciendo cada vez el interés de las
personas en ver como se logra la reutilización de estos residuos en las diferentes
campos (10).Las diversas variedades que existen de suelos nos ha permitido
buscar diferentes métodos para lograr la estabilización de ello, de manera muy
útil y contribuyendo para mejorar nuestro ambiente (11).Mediante los ensayos
Marshall y tracción indirecta tanto por vía útil y vía seca, se determinó
glutinosidad de una mezcla asfáltica MDC-25, con una variación parcial del
material granular por ceniza de cascarilla de arroz (12).
Podemos destacar que el uso de hormigón permeable pavimento está
aumentando significativamente debido a la reducción de la escorrentía de la
carretera y la absorción de ruido. Sin embargo, este tipo de pavimento no se
puede utilizar para tráfico pesado debido a una gran cantidad de huecos y, en
consecuencia, la baja resistencia del hormigón permeable. En este papel la
ceniza de cascara de arroz, (RHA) para fortalecer la pasta de cemento
puzolánico y el efecto de porcentajes en peso de 0%, 2%, 4%, 6%, 8%, 10% y
12% como reemplazo del cemento en mezclas de concreto sobre las
propiedades mecánicas fue estudió (13). Según estudios realizados la aplicación
de la ceniza de casca de arroz dio un mejoramiento en las propiedades
mecánicas del hormigón permeable y un resultado muy satisfactorio e indicaron
un aumento significativo en las resistencias a la compresión, tracción y flexión en

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pavimento permeable (14).
Para el estudio de la incorporación de la ceniza de cáscara de arroz en suelos
arenosos, y arcillosos para la mejora del pavimento, se llevará a cabo una
investigación cuantitativa, experimental, controlada en laboratorios
específicamente en (Laboratorio de Ensayo de Materiales de Construcción). Las
reacciones y efectos se evaluarán por comparación entre el suelo natural y varias
proporciones de ceniza. Si existe deficiencia debido a la falta de cohesión en el
suelo, se usará una dosis pequeña de cemento tipo V, que es el más usado en
pavimentación (15). Los resultados que se obtienen en el estudio realizado nos
muestran que el uso de la ceniza de cascará de arroz permite el incremento de
la resistencia de la subrasante de un valor 22.1% hasta 30.1% del CBR, en la
dosificación 7% de ceniza de cascara de arroz, así como también un óptimo
contenido de humedad de 15.1% logrando con esto una máxima densidad seca
de 1.612 gr/cm3 de compactación, también se podrá observar que el uso de la
ceniza de cascara de arroz, al mezclarse con la subrasante disminuye la
absorción de agua, volviéndolo al terreno más estable, para su uso potencial en
obras de pavimentación (16). La caracterización de la ceniza consistió en
determinar la composición química a través del ensayo de fluorescencia de
Rayos X según la norma ASTM E2465 – 13. Además, se evaluó la granulometría
por el método de sedimentación con hidrómetro y la forma de la partícula por
observación con un estereoscopio. El suelo natural se caracterizó mediante las
clasificaciones SUCS y AASHTO. Se siguió el método de ensayos según las
normas NTP 339.134 para la clasificación SUCS y NTP 339.135 para la
clasificación AASHTO. Basado en los resultados de ensayos de la muestra en
laboratorio, se clasificó de acuerdo con los grupos de suelos asignándoles un
símbolo y nombre de grupo en el caso de la clasificación SUCS y un grupo o
subgrupo para el caso de la clasificación AASHTO. Además, se evaluó su
granulometría por el método de tamizado (15).
También se consultó a recientes investigaciones para tener un alcance del
porcentaje, con relación la muestra, que se adicionaría esta ceniza para
conseguir un suelo que alcance las propiedades requeridas por las normas del
Ministerio de Transporte y Comunicaciones para ser considerado un suelo útil
como subrasante (CBR mayor igual que 6), esta investigación contempla
mezclas con 5%, 10% y 15% de ceniza, del total de la muestra, con el fin de

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encontrar la dosificación correcta que permita estabilizar la subrasante de la vía
dentro de los parámetros aceptables (17).

II.METODOLOGÍA

En la presente revisión literaria se realizó una investigación en la base de datos

Scopus, EBSCO y Scielo, en donde se encontraron diferentes artículos
indexados, 13 en EBSCO, 3 en Scopus y 2 en Scielo, de los cuales 1 es del
2014, así también 1 es del 2015, 3 son del 2016, 2 son del 2017, 1 es del 2018,
3 son del 2019, al igual que 3 son del 2020 y 3 del 2021. Nuestras palabras
claves para la búsqueda fueron, Evaluación de las propiedades mecánicas de
la mezcla asfáltica modificada con ceniza de cáscara de arroz, ceniza de
cascara de arroz, CENIZA "CASCARA" "ARROZ", rice husk ash, rice husk ash
on pavements, “pavimentos” “ceniza de cascarilla de arroz”, socrates muñoz
pedro, Aplicación de la ceniza de cascara de arroz en pavimentos. Para una
mejor comprensión y visualización en la Tabla 01 se muestran los artículos
distribuidos según su base de datos y año de publicación (18)

TABLA 1
DISTRIBUCIÓN DE LOS ARTICULOS USADOS COMO REFERENCIA,
SEGÚN SU BASE DE DATOS Y AÑO DE PUBLICACIÓN

AÑO DE PUBLICACIÓN
BASE DE DATOS
2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 Total
EBSCO 1 1 1 3 3 4 13
Scopus 1 1 1 3
Scielo 1 1 2
Total 1 1 3 2 1 3 3 4 18

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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2. Studying the Properties of SBS/Rice Husk Ash-Modified Asphalt. Zhen, L. , Aimin,
S. , Wentong, W. & Junfeng, G. s.l. : Aboelkasim Diab, 2020, Vol. Volume 2020. [2].
3. Camargo, N. & Higuera, C. CONCRETO HIDRAULICO MODIFICADO CON SÍLICE
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4. Fuentes, N. , Fragozo, O. & Vizcaino, L. Residuos agroindustriales como adiciones
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5. Application of Gene Expression Programming to Evaluate Strength Characteristics of
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Vol. 2021. [7].
6. Valverde, Córdova &. “Uso de la ceniza de cascarilla de arroz (Oryza sativa) en el
diseño de la losa del pavimento rígido de la Av. Chulucanas (Km. 1+800 a 2+800) –
Piura – 2019”. Piura : s.n., 2019. [5].
7. Camaño. MEJORAMIENTO DE UN SUELO BLANDO DE SUBRASANTE
MEDIANTE LA ADICIÓN DE CASCARILLA DE ARROZ Y SU EFECTO EN EL
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8. Arabani.M,Tahami, S.A. Evaluación de las propiedades mecánicas de la mezcla
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9. Suárez Rodríguez José, Beatón Soler, Pedro. PROPIEDADES FÍSICAS Y
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10. MATERIALES ALTERNATIVOS PARA ESTABILIZAR SUELOS: EL USO DE
CENIZA DE CÁSCARA DE ARROZ EN VÍAS DE BAJO TRÁNSITO DE PIURA.
Montejo. 2019. [10].
11. Caracterización de un material compuesto por suelo arenoso, ceniza de cascarilla
de arroz y cal potencialmente ùtil para el uso en pavimentacion. Behak, Perez. 2016.
[11].
12. DISEÑO MARSHALL Y VERIFICACIÓN DE ADHERENCIA DE UNA MEZCLA
ASFÁLTICA MDC-25 CON REEMPLAZO PARCIAL DE MATERIAL GRANULAR.
Forero, Hernandez. 2020. [12].
13. Hesami, S., Ahmadi, S, Nematzadeh, M. Efectos de arroz cáscara ceniza y fibra
sobre las propiedades mecánicas del hormigón permeable pavimento. 2014. págs.
680-691. Vol. 53. [13].
14. Shafabakhsh, G., Ahmadi, S. Evaluación de residuos de carbón ceniza y arroz
cáscara ceniza sobre las propiedades del hormigón permeable pavimento. 2016. págs.
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15. Mory Espinoza, Wuelmer Antenor. Efecto de la incorporación de las cenizas de
cáscara de arroz en subrasantes arenosas. primera. Piura : Universidad de Piura,
2020. pág. 88. Vol. 1. [15].
16. Maldonado, R. & Sarrin, D. Estabilización del suelo con fines de pavimentación
del valle san Rafael con ceniza de Cáscara de arroz añadiendo 5%, 10% y 15%,
Casma – Ancash - 2018. 2018. pág. 139.
17. Vilchez, Aldo Daniel. “Aplicación de ceniza de cascara de arroz para mejorar la
estabilidad de la subrasante en la vía de Evitamiento Jaén- Cajamarca, 2019”. 2019.
pág. 103. Vol. 1.
18. Elaboración de ladrillos ecológicos en muros no estructurales: una revisión.
Sócrates, P. , Delgado, J. , Facundo, L. 2021, Vol. 18. [18].

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