El Prodigio se encuentra localizado en el municipio de San Luis al oriente de Antioquia, en Colombia (Figura 2), se caracteriza por sus ecosistemas kársticos y riqueza en mármol, de ahí que este material pétreo se encuentre distribuido en toda la superficie de estudio. Para realizar esta etapa preliminar se efectuó una entrevista a 20 estudiantes de la Tecnología en Gestión Ambiental de la Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia sobre las problemáticas ambientales y las necesidades presentes en el corregimiento El Prodigio. Todos los encuestados, pertenecientes a la comunidad de estudio, estaban conformados en su mayoría (90 %) por madres cabezas de familia, con un rango de edades entre los 20 años y los 45 años.

Figura 2 Figura 2 Geolocalización del corregimiento El Prodigio Fuente: elaboración propia.

Una vez analizadas las problemáticas ambientales relacionadas con la sobreproducción de residuos, se procedió a hacer la verificación mediante la realización de una inspección visual de forma conjunta con los estudiantes; lo anterior como método de recolección de información, con la cual se determinó que las zonas urbanas y boscosas carecían de acopios para la disposición de residuos sólidos; de ahí que la presencia de botellas PET y envolturas plásticas fueran un problema ambiental para la comunidad, situación que fue considerada punto de partida para el aprovechamiento de estos residuos mediante la aplicación de la construcción sostenible. Además de los desechos plásticos, se pudo establecer que la presencia de recursos como guadua, retales de madera, tierra y RCD eran de fácil disponibilidad. Este tipo de materiales y residuos han sido implementados a través de la arquitectura en la construcción de edificaciones como alternativa de sostenibilidad ambiental [17]-[22]. Debido a los anteriores fundamentos teóricos que soportan el uso de estos recursos en la construcción de edificaciones, se podría decir que su uso puede estar direccionado a la construcción de prototipos arquitectónicos de aprovechamiento avícola (galpones y gallineros) como medio de sostenibilidad para comunidades rurales con problemáticas ambientales, sociales y económicas.

Una vez realizado el análisis de entorno e identificadas las problemáticas respecto a la presencia de residuos sólidos (botellas PET), y estudiada la disponibilidad de otros recursos alternativos (tierra, madera, guadua y RCD), se procedió con la caracterización física de estos materiales. Las densidades fueron determinadas mediante correlaciones de masas y volúmenes, garantizando siempre que los recursos analizados estuvieran secos y con una humedad de equilibrio del 10 % al 13 % en materiales higroscópicos. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Tabla 1 Densidad de materias primas

Material	Densidad (kg/m3)
Tierra	1650
Guadua	635
Cedro	450
PET	1350
RCD	1850

Fuente: elaboración propia.

Para la caracterización, inicialmente se analizó la tierra proveniente de zonas boscosas de El Prodigio mediante pruebas organolépticas de campo [23], [24], [25], la cual fue extraída a una profundidad aproximada de 0.5 m; posteriormente, en un laboratorio de manera controlada se realizaron pruebas de granulometría bajo parámetros de la norma [26] y medición de pH mediante un medidor multiparámetros LAQUAact PC110K, con el cual se obtuvo como resultado un valor de 7.88, correspondiente a un pH básico. El registro fotográfico de algunas pruebas realizadas se muestra en las Figura 3. Las pruebas de granulometría establecieron que la tierra analizada corresponde a un suelo fino-granular medio con un módulo de finura de 2.49 [27] (Figura 4), cuyo uso fue destinado a la fabricación de revoques como componente constructivo de los galpones.

Figura 3 Figura 3 Análisis de suelos: A) Tamizado, B) Prueba de olor, C) Separación granulométrica y D) Medición de pH Fuente: elaboración propia.

Figura 4 Figura 4 Análisis granulométrico de la tierra utilizada Fuente: elaboración propia.

Posterior al análisis de la tierra, se procedió con la caracterización de residuos de madera y de guadua presentes en las zonas boscosas y urbanas de El Prodigio; para este estudio se tomaron cuatro muestras de cada uno de los recursos forestales, las cuales fueron sometidas a un proceso de secado en un laboratorio a temperatura constante de (100 ± 3) °C durante 24 horas [28]; luego se analizaron sus densidades (Tabla 1).

Se efectúa análisis organoléptico de las muestras de madera (Tabla 2) con la finalidad de determinar su tipología a través del uso de fuentes bibliográficas para la identificación de recursos madereros [29]; las muestras analizadas corresponden a cedro y la guadua Angustifolia Kunth que crece en la región de análisis donde es usada comúnmente en la realización de acabados, elementos decorativos y muebles. La Figura 5 muestra algunas de las pruebas realizadas.

Tabla 2 Tabla 2 Pruebas organolépticas del Cedro

Prueba	Densidad (kg/m3)
Olor	Agradable, suave
Brillo	Poco brillo, opaco
Color	Rojizo
Textura	Superficie lisa y suave
Sabor	Amargo

Fuente: elaboración propia

Figura 5 Figura 5 Análisis de guadua y madera: A) Guadua, B) Corte de madera, C) Medición humedad de equilibrio y D) Inspección ocular Fuente: elaboración propia.

Por último, se procede con la caracterización de los RCD y las botellas PET; los residuos de demolición y construcción en su gran mayoría corresponden a restos de concreto, los cuales fueron triturados, tamizados y sometidos a un proceso de análisis granulométrico bajo parámetros de la norma [26]; además, se determinó la presencia de material orgánico mediante el ensayo de colorimetría establecido por la norma [30]. Según los ensayos realizados se establece que el RCD de concreto corresponde a un material fino-granular muy grueso con un módulo de finura de 5.76 [27] y la presencia de material orgánico es mínima según la escala colorimétrica de Gardner, debido a la coloración amarilla clara situada por debajo del límite colorimétrico correspondiente al color marrón. Con relación a la caracterización de las botellas PET que representan la problemática ambiental en el corregimiento El Prodigio, se establece que este material presenta una coloración translucida, buena resistencia química frente agentes externos, durabilidad, impermeabilidad y estabilidad física; de ahí que este material sea utilizado ampliamente a en el mundo como alternativa constructiva [10], [13], [31]-[33]; alguna de las propiedades fisicomecánicas del PET se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3 Tabla 3 Propiedades del PET

Tipología	Prueba	Valor	Referencia
Mecánica	Módulo de elasticidad (GPa)	2–4	[34]
	Resistencia a la tracción (GPa)	80	[34]
	Tensión por elongación (%)	50-300	[35]
Físicas	Absorción de agua (%)	< 0.7	[34]
	Compresibilidad (TPa)	3.86	[36]

Fuente: elaboración propia.

Una vez estudiados los materiales para la construcción de los galpones, se procedió con la ejecución de los diseños arquitectónicos (Figura 6). Para la realización de estos, se analizó previamente la función que desempeñarían los materiales dentro del proyecto, con la finalidad de garantizar estabilidad, funcionalidad y estética (Tabla 4).

Figura 6 Figura 6 Diseños: A) Isométrico y componentes constructivos y B) Vista frontal Fuente: elaboración propia.

Tabla 4 Tabla 4 Caracterización de materiales por tipología y uso

Tipología según su origen	Material	Elemento constructivo	Función
Residual	Tierra	Revoque (Bahareque)	Estética
Residual	Madera	Viguetas	Estabilidad
Residual	Botellas PET	Muros, lleno y aislamiento	Funcionalidad y estabilidad
No residual	Emulsión asfáltica Sika®	Impermeabilizante	Funcionalidad
Residual	Boñiga	Revoque (Bahareque)	Funcionalidad
No residual	Cemento	Piso y estabilizante	Funcionalidad
Residual	Envolturas plásticas	Relleno de Botellas PET	Funcionalidad
No residual	Tornillos	Conectores	Estabilidad
No residual	Malla plástica Proplantas S.A.	Malla de amarre Revoque (Bahareque)	Estabilidad
Residual	Restos de alambre	Amarres	Estabilidad
No residual	Guadua	Columnas, compuertas, muros	Estabilidad y Funcionalidad
Residual	RCD	Llenos	Estabilidad

Fuente: elaboración propia.

Los planos arquitectónicos fueron desarrollados conforme a las necesidades presentadas por la comunidad y su construcción fue determinada como una alternativa de sostenibilidad, mejora socioambiental y económica de las familias más desfavorecidas. Las dimensiones del galpón para un área de 4.8 m., con una distribución de 2.4 m. en la parte inferior y de 2.4 m. en la parte superior, correspondieron a: altura de la fachada frontal: 2.5 m, altura de la fachada posterior: 1.5 m, ancho entre ejes de columna: 1.2 m, largo entre ejes de columnas: 2 m.

Para la tangibilidad de los diseños arquitectónicos, inicialmente se procedió con la cuantificación de materias primas y elementos constructivos (Tabla 5), esto mediante el despiece de los planos arquitectónicos y la correlación entre volúmenes y densidades de los materiales (Tabla 1) necesarios para la construcción de un galpón.

Tabla 5 Tabla 5 Cuantificación de materiales

Material	Elemento constructivo	Masa (kg)	Cantidad
RCD	Llenos	1665	0.9 m3
Madera	Viguetas inferiores	11	2.2 m
Guadua	Viguetas superiores	43	17.3 m
Guadua	Columnas	25	10 m
Guadua	Cubierta	150	7.7 m2
Guadua	Piso intermedio	14	2 m2
Guadua	Muros (Esterilla)	31	6.2 m2
Emulsión asfáltica Sika®	Impermeabilizante	0.6	0.8 m2
Boñiga	Revoque (Bahareque)	30	1 saco
Cemento	Piso y estabilizante	15	0.3 bulto
Envolturas	Relleno de Botellas	44	1 saco
Tornillos	Conectores	0.5	1 caja
Malla plástica Proplantas S.A.	(Bahareque)	0.09	6.2 m2
Restos de alambre	Amarres	2	2 kg
Tierra	Revoque (Bahareque)	103	3.1 m2
Botellas PET	Cerramiento, lleno y aislamiento	9	434 unidades

Fuente: elaboración propia.

Por otro lado, en la Tabla 6 se muestra la inversión en materiales no residuales realizada para la construcción del galpón, excluyendo la guadua que era un material abundante en el sector.

Tabla 6 Tabla 6 Costo de materiales no residuales

Material	Elemento constructivo	Cantidad	Valor unitario $	Valor total $
Emulsión asfáltica Sika®	Impermeabilizante	0.8 m2	5 000	4 000
Cemento	Piso y estabilizante	15 kg	1 500	22 500
Tornillos	Conectores	0.5 kg	10 000	5 000
Malla plástica Proplantas S.A.	(Bahareque)	6.2 m2	12 000	74 400
Valor total invertido en materiales $				105900

Fuente: elaboración propia.

Como actividades previas a la realización del galpón, inicialmente se designó el lugar de construcción y al mismo tiempo se realizó el proceso de recolección de materiales residuales como botellas PET y envolturas plásticas para su llenado; la distribución por cantidades porcentuales de cada uno de los materiales utilizados se muestra en la Figura 7.

Figura 7 Figura 7 Cantidades porcentuales de materiales residuales y no residuales Fuente: elaboración propia.

Para la construcción del galpón intervinieron madres cabezas de familia con sus respectivos hijos y familiares (Figura 8); lo anterior como un proceso de sensibilización y educación ambiental en el corregimiento El Prodigio.

Figura 8 Figura 8 Proceso de sensibilización: A) Integración familiar y B) Instalación de botellas Fuente: elaboración propia.

La cantidad de residuos por botella fue determinada mediante la diferencia de pesos entre botellas con y sin envolturas, donde se estableció un valor por botella vacía de 0.02 kg y botella llena de 0.12 kg, para un valor aproximado de residuos de 0.1 kg por botella de 600 ml; fuera de lo anterior, se determinó la cantidad de botellas a utilizar por m. de muro con espesor de 0.12 m, correspondiente al galpón. Para este análisis las botellas utilizadas en su gran mayoría presentaban una longitud de 0.24 m y diámetro de 0.06 m; a partir de la correlación entre alturas, longitudes y ancho de un 1 m. de muro con las dimensiones de la botella, se estableció un valor de 139 unidades de botellas PET por m. de muro. Una vez recolectados los materiales (residuales y no residuales) (Tabla 4) de forma conjunta con la comunidad, se procedió con la designación y realización de actividades para el desarrollo de esta etapa (Figura 9), el cual tuvo una duración aproximada de ocho días. Posterior a la culminación del primer prototipo, dicha actividad fue replicada alrededor de tres veces entre la comunidad de El Prodigio y estos procesos fueron direccionados por líderes comunitarios que asumieron la tarea de darle valor a los residuos como material alternativo aplicado a la construcción sostenible (Figura 10).

Figura 9 Figura 9 A) Culminación de estructura, B) Retroalimentación de procesos Fuente: elaboración propia.

Figura 10 Figura 10 A) Replica de galpones, B) Puesta en funcionamiento de galpón Fuente: elaboración propia.

Posterior a la construcción y puesta en funcionamiento de los galpones realizados con materiales residuales y no residuales, se procedió a verificar el comportamiento de los sistemas constructivos frente a los agentes externos mediante procesos de inspección ocular, actividad ejecutada nueve meses después a la puesta en funcionamiento de los galpones. En dicha inspección se pudo determinar que los elementos constructivos correspondientes a la estructura en guadua no presentaban indicios de descomposición, lo único visible correspondía a manchas blanquecinas superficiales debido a la exposición al sol; por otro lado, el revoque de muros (bahareque) no presentaba lesiones relacionadas con humedades, fisuras ni grietas, y la cubierta solo presentó una pequeña filtración, la cual fue solucionada mediante la implementación de barreras físicas impermeables como plástico. El registro de la inspección ocular se muestra en la Figura 11. Además de lo anterior, en algunas guaduas del techo se aprecia la aparición de líquenes, musgo y hongos, debido a la humedad y a la lluvia; es por esto que, para garantizar una mayor durabilidad, se hace necesario en futuras construcciones de proyectos avícolas alternativos, generar procesos de impermeabilización e inmunización en elementos constructivos como la guadua, garantizando así una mayor protección y durabilidad frente a los agentes externos.

Para una futura investigación en comunidades rurales con relación al aprovechamiento de residuos como alternativa de construcción, los autores recomiendan realizar un proceso de indagación con mayor nivel de detalle y desagregación en cuanto a los diferentes materiales a utilizar con su respectiva caracterización físico-mecánica, análisis por elementos finitos de la estructura de soporte de los galpones alternativos y análisis de alternativas constructivas con base en las necesidades de las comunidades en estudio; además, sería pertinente realizar una evaluación ex post a nueve meses de construcción del proyecto como retroalimentación en cuanto a la mejora de los galpones, y al aprovechamiento y uso de los materiales residuales empleados.

Figura 11 Figura 11 A) Galpón, nueve meses después de su puesta en funcionamiento, B) Revoque sin presencia de lesiones, C) Guadua sin problemas de descomposición Fuente: elaboración propia.