EFECTO DE LA ADICIÓN DE PLUMAS DE
POLLO EN LA RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN DEL CONCRETO F´C=350
KG/CM², PARA PAVIMENTOS RIGIDOS, SAN
RAMON – CHANCHAMAYO – 2024
EFFECT OF THE ADDITION OF CHICKEN FEATHERS ON THE
COMPRESSIVE STRENGTH OF CONCRETE F´C=350 KG/CM²,
FOR RIGID PAVEMENTS, SAN RAMON – CHANCHAMAYO –
2024
Regner Raúl Parra Lavado
Universidad Nacional Intercultural de la selva central Juan Santos Atahualpa, Perú
Elizabeth Andrea Esquivel Cucho
Universidad Nacional Intercultural de la selva central Juan Santos Atahualpa, Perú
Romeo Tucto Santiago
Universidad Nacional Intercultural de la selva central Juan Santos Atahualpa, Perú
Alex Junior Uquiche Molina
Universidad Nacional Intercultural de la selva central Juan Santos Atahualpa, Perú
Lenin Juan Yarango Diaz
Universidad Nacional Intercultural de la selva central Juan Santos Atahualpa, Perú
pág. 8023
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i6.15508
Efecto de la adición de plumas de pollo en la resistencia a la compresión del
concreto f´c=350 kg/cm², para pavimentos rigidos, San Ramon –
Chanchamayo – 2024
Regner Raúl Parra Lavado1
rparra@uniscjsa.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-3564-4637
Universidad Nacional Intercultural de la selva
central Juan Santos Atahualpa
Perú
Elizabeth Andrea Esquivel Cucho
74298210@uniscjsa.edu.pe
https://orcid.org/0009-0005-7492-7129
Universidad Nacional Intercultural de la selva
central Juan Santos Atahualpa
Perú
Romeo Tucto Santiago
73047197@uniscjsa.edu.pe
https://orcid.org/0000-0003-4788-9583
Universidad Nacional Intercultural de la selva
central Juan Santos Atahualpa
Perú
Alex Junior Uquiche Molina
73949271@uniscjsa.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-3097-5314
Universidad Nacional Intercultural de la selva
central Juan Santos Atahualpa
Perú
Lenin Juan Yarango Diaz
71224032@uniscjsa.edu.pe
https://orcid.org/0000-0001-8752-0735
Universidad Nacional Intercultural de la selva
central Juan Santos Atahualpa
Perú
RESUMEN
El presente estudio tiene objetivo de evaluar el efecto de la adición de plumas de pollo en la resistencia
a la compresión del concreto f´c=350kg/cm2, para pavimentos rigidos. Se elaboraron mezclas de
concreto con tres porcentajes de adición de plumas de pollo en función del peso del cemento: 0.5%, 1%
y 2.5% siguiendo normas peruanas e internacionales. Se realizaron pruebas de resistencia a la
compresión a los 7 días. Para evaluar su desempeño, se fabricaron un total de 10 probetas cilíndricas
por cada mezcla, siguiendo las normas técnicas de ensayo de resistencia a la compresión. Los resultados
obtenidos muestran que la adición del 1% de plumas de pollo con una resistencia f´c=219.5kg/cm2
proporciona el mejor desempeño, logrando un incremento significativo en la resistencia a la compresión
respecto a las demás muestras y a la mezcla patrón (sin adición). Este comportamiento sugiere que el
1% de adición constituye un punto óptimo, donde las fibras naturales mejoran las propiedades mecánicas
del concreto sin afectar negativamente su homogeneidad. El estudio concluye que la incorporación de
plumas de pollo representa una alternativa prometedora para el diseño de concreto sostenible, al mismo
tiempo que contribuye a la valorización de residuos avícolas. Esta innovación podría ser aplicada en
pavimentos rígidos para promover prácticas más ecológicas en la construcción.
Palabras clave: resistencia a la compresion, adición pluma de pollo, concreto reforzado con fibras,
fibras naturales
1
Autor principal
Correspondencia: rparra@uniscjsa.edu.pe
pág. 8024
Effect of the addition of chicken feathers on the compressive strength of
concrete f´c=350 kg/cm², for rigid pavements, San Ramon – Chanchamayo
– 2024
ABSTRACT
The present study aims to evaluate the effect of the addition of chicken feathers on the compressive
strength of concrete f´c=350kg/cm2, for rigid pavements. Concrete mixtures were prepared with three
percentages of chicken feather addition depending on the weight of cement: 0.5%, 1% and 2.5%
following Peruvian and international standards. Compressive strength tests were carried out after 7 days.
To evaluate its performance, a total of 10 cylindrical specimens were manufactured for each mixture,
following the technical standards for compression resistance testing. The results obtained show that the
addition of 1% of chicken feathers with a resistance f´c=219.5kg/cm2 provides the best performance,
achieving a significant increase in the compressive strength compared to the other samples and the
master mixture ( without addition). This behavior suggests that the 1% addition constitutes an optimal
point, where natural fibers improve the mechanical properties of the concrete without negatively
affecting its homogeneity. The study concludes that the incorporation of chicken feathers represents a
promising alternative for the design of sustainable concrete, at the same time that it contributes to the
recovery of poultry waste. This innovation could be applied to rigid pavements to promote more
ecological practices in construction.
Keywords: compression resistance, addition of chicken feather, fiber reinforced concrete, natural fibers
Artículo recibido 18 noviembre 2024
Aceptado para publicación: 23 diciembre 2024
pág. 8025
INTRODUCCIÓN
En el diseño y construcción de pavimentos rígidos, el concreto es uno de los materiales más utilizados
debido a su durabilidad y capacidad de soportar cargas pesadas. Sin embargo, la constante búsqueda de
innovaciones que optimicen sus propiedades mecánicas y promuevan la sostenibilidad en la ingeniería
civil ha llevado al desarrollo de materiales alternativos y adiciones no convencionales. En este contexto,
las plumas de pollo, un subproducto de la industria avícola, se presentan como un materal con potencial
para reforzar el concreto y mejorar su desempeño estructural.
Se tiene como justificación ambiental radica en el manejo y reutilización de los desechos provenientes
de la industria avícola. Las plumas de pollo representan un residuo abundante y de difícil degradación,
cuyo mal manejo puede generar impactos negativos en el medio ambiente. Incorporar este material en
el concreto no solo podría contribuir a mitigar el problema de acumulación de residuos, sino también
ofrecer una alternativa sostenible para reducir la extracción de recursos naturales.
Para la justificación técnica y científica se fundamenta en la necesidad de explorar y caracterizar nuevos
materiales que mejoren las propiedades mecánicas del concreto. Las plumas de pollo poseen
propiedades físicas y químicas, como su bajo peso y su composición a base de queratina, que podrían
influir positivamente en la resistencia a la compresión y otras características del concreto. Sin embargo,
existe una limitada cantidad de estudios que analicen de manera sistemática el comportamiento del
concreto modificado con este tipo de aditivos, lo cual abre una oportunidad para generar nuevo
conocimiento en el área.
Desde el punto de vista académico, este trabajo busca aportar al desarrollo de competencias en
investigación aplicada y experimentación dentro del curso de pavimentos. La incorporación de
materiales alternativos en las mezclas de concreto fomenta la creatividad y el pensamiento crítico, al
tiempo que permite a los estudiantes enfrentar desafíos reales en la ingeniería civil.
Finalmente, en el ámbito socioeconómico, esta investigación podría abrir posibilidades para reducir los
costos de producción del concreto al sustituir parcialmente materiales tradicionales por desechos
reciclados. Además, contribuiría al fortalecimiento de una economía circular en sectores como la
construcción y la avicultura. La relevancia de esta investigación radica no solo en los beneficios técnicos
de la adición de plumas de pollo, sino también en su importancia educativa en el curso de pavimentos
pág. 8026
de la carrera de Ingeniería Civil. Este enfoque permite a los estudiantes explorar soluciones innovadoras
y sostenibles para los desafíos actuales en la construcción de pavimentos, promoviendo una formación
integral y orientada al cuidado del medio ambiente.
METODOLOGÍA
La presente investigación se desarrolló con el objetivo de evaluar el efecto de la adición de plumas de
pollo en la resistencia a la compresión del concreto diseñado para pavimentos rígidos con una resistencia
de 350 kg/cm². Para ello, se establecieron los siguientes pasos metodológicos:
Tipo de investigación
Fue aplicada y el diseño experimental puro, donde se evaluó el efecto de la adicion de fibra de pluma
de pollo en las propiedades físico-mecánicas del concreto.
Población de estudio
Incluye muestras de materiales de hormigón con una densidad de 350 kg/cm2, los cuales fueron
ensayados exhaustivamente para analizar sus propiedades mecánicas. El criterio de selección fue que
las muestras contengan material de concreto con una adición de 0,5%, 1% y 2,5% en peso de cemento;
Mientras que los criterios de exclusión son muestras de materiales concretos que no cumplan con los
estándares antes mencionados y tengan un comportamiento anormal. No se aplicó muestreo porque se
trabajó con la población total donde la unidad de análisis fue la muestra de concreto (350 kg/cm2).
Técnica de recolección de datos
La técnica utilizada para recopilar datos es la “Observación de campo”, ya que ayuda a obtener mucha
información valiosa. Esta técnica se utilizó para realizar un análisis del comportamiento del hormigón
ante la reacción de adición de plumas de pollo, por lo que resultó importante en la investigación.
Además, la información se obtiene de ASTM (Sociedad Americana de Ensayos y Materiales), medios
web y normas de ingeniería peruanas, entre otras fuentes.
Intrumentos para la recolección de datos
Se utilizaron fichas de recolección de datos de campo; estas fichas nos ayudan a obtener información
sobre las variables estudiadas en el campo.
pág. 8027
Preparación de Materiales
- Cemento: Se utilizó un cemento tipo Portland de uso general para todas las mezclas.
- Agregados: Los agregados (grava y arena) fueron caracterizados mediante ensayos de laboratorio
para determinar su peso específico, absorción, contenido de humedad y peso unitario, siguiendo
las normativas vigentes. Estos datos se utilizaron para realizar el diseño de la mezcla utilizando
el método de finura.
- Plumas de gallina: Se recolectaron plumas de gallina provenientes de la industria avícola, las
cuales fueron limpiadas, desinfectadas y secadas para garantizar su adecuada incorporación en
el concreto.
Diseño de Mezclas
Se establecieron cuatro proporciones de mezcla para el concreto:
- Muestra patrón (sin adición de plumas).
- Mezcla con 0.5% de plumas de gallina respecto al peso del cemento.
- Mezcla con 1% de plumas de gallina respecto al peso del cemento.
- Mezcla con 2.5% de plumas de gallina respecto al peso del cemento.
Elaboración de Probetas
Para cada proporción, se fabricaron 10 probetas cilíndricas de 15 cm de diámetro y 30 cm de altura,
siguiendo las especificaciones de la norma ASTM C192 para la preparación y curado de especímenes
de concreto en laboratorio.
Ensayos Mecánicos
Después del periodo de curado, las probetas fueron sometidas a ensayos de resistencia a la compresión
a los 07 días, de acuerdo con la norma ASTM C39.
Análisis de Resultados
Los resultados obtenidos se analizaron comparativamente entre las distintas proporciones de plumas de
gallina y la muestra patrón. El desempeño mecánico de las mezclas fue evaluado en términos de su
resistencia a la compresión, identificando la proporción óptima que ofreció el mejor resultado (1% del
peso del cemento).
pág. 8028
Control de Calidad
Durante todo el proceso, se garantizaron condiciones controladas de mezclado, curado y ensayo para
asegurar la reproducibilidad y confiabilidad de los resultados.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados va de acuerdo al objetivo el cual es evaluar el efecto de la adición de plumas de pollo en
la resistencia a la compresión del concreto f´c=350kg/cm2, para pavimentos rigidos.
Parámetros de los agregados
Granulometria de los agregados gruesos y finos.
En la Tabla 1 se presentan los resultados del ensayo de granulometría para el agregado fino, donde se
obtuvo un módulo de fineza de 2.802. En la Figura 1 se muestra la curva granulométrica correspondiente
a este material.
Por otro lado, en la Tabla 2 se presentan los resultados del ensayo de granulometría para el agregado
grueso, con un módulo de fineza de 7.843 y un tamaño nominal del agregado de 1”. En la Figura 2 se
muestra la curva granulométrica correspondiente al agregado grueso.
Tabla 1: Analisis granulometrico del agregado fino
Granulometria Del Agregado Fino
TAMIZ
Peso Reternido
% Acumulado
1 ½”
0
0.0
1”
0
0.0
¾”
0
0.0
½”
0
0.0
3/8”
0
0.0
N°4
220.27
9.4
N°8
127.67
14.8
N°16
228.47
24.5
N°30
633.77
51.5
N°50
761.98
83.9
N°100
289.57
96.2
FONDO
89.67
100.0
MF =
pág. 8029
Figura 1: Curva granulometrica del agregado fino
Tabla 2: Analisis granulometrico del agregado grueso
Granulometria Del Agregado Grueso
Tamiz
Peso Reternido
% Acumulado
2”
0
0.0
1 ½”
0
0.0
1”
120.0
4.3
3/4”
2220.0
84.4
1/2”
433.0
100.00
3/8”
0.0
100.0
N°4
0.0
100.0
FONDO
1.0
100.0
TMN =
MF =
Figura 2: Curva granulometrica del agregado grueso
En la Tabla 3 se presentan los datos obtenidos en el laboratorio para el peso específico y la absorción de
los agregados finos. Se registró un porcentaje de absorción de 0.99% y un peso específico de 2.54 kg/m³.
0
20
40
60
80
100
0,1 1 10
CURVA GRANULOMETRICA
pág. 8030
Por otro lado, en la Tabla 4 se muestran los resultados correspondientes a los agregados gruesos, donde
se obtuvo un peso específico de 2.35 kg/m³ y un porcentaje de absorción de 0.33%
Tabla 3: Resultados del peso especifico y absorcion del agregado fino
1
Peso específico de masa [ P.E.M. = A / ( V - W ) ]
2.50
2
Peso específico de masa saturado superficialmente seco
[ P.E.M.S.S.S. = 500 / (V - W ) ]
2.53
3
Peso específico aparente [ P.E.A. = A / ( V - W ) - ( 500 - A ) ]
2.57
4
Porcentaje de absorción [ ( 500 - A ) / A * 100 ]
0.99
Tabla 4: Resultados del peso especifico y absorcion del agregado grueso
1
Peso específico de masa [ P.E.M. = A / B- C ]
2.34
2
Peso específico de masa saturado superficialmente seco
[ P.E.M.S.S.S. = B / (B - C ) ]
2.34
3
Peso específico aparente [ P.E.A. = A / ( A - C )
2.35
4
Porcentaje de absorción ( B - A ) / A * 100
0.33
En la Tabla 5 se presentan los resultados del peso aparente suelto del agregado fino para tres muestras,
cuyos valores son 1.609 kg/cm³, 1.620 kg/cm³ y 1.600 kg/cm³, con un promedio de 1.6097 kg/cm³.
En la Tabla 6 se muestran los resultados de laboratorio del peso aparente suelto del agregado grueso
para tres muestras, con valores de 1.525 kg/cm³, 1.518 kg/cm³ y 1.522 kg/cm³, y un promedio de 1.522
kg/cm³.
En cuanto al peso aparente compactado del agregado fino, los resultados obtenidos fueron 1.736 kg/cm³,
1.732 kg/cm³ y 1.743 kg/cm³, con un promedio de peso unitario compactado de 1.737 kg/cm³ y un peso
unitario compactado seco de 1.664 kg/cm³.
Por último, para el peso aparente compactado del agregado grueso, los valores fueron 1.656 kg/cm³,
1.650 kg/cm³ y 1.658 kg/cm³, con un promedio de peso unitario compactado de 1.655 kg/cm³ y un peso
unitario compactado seco de 1.652 kg/cm³.
pág. 8031
Tabla 5: Peso aparente suelto del agregado fino
Peso de la muestra suelta + vasija (kg)
12.830
12.866
12.804
Peso de la vasija (kg)
8.138
8.138
8.138
Peso de la muestra suelta (kg)
4.692
4.728
4.666
Constante
2915.79
2915.79
2915.79
Peso unitario suelto (kg/cm3)
1.609
1.620
1.600
Tabla 6: Peso aparente suelto del agregado grueso
Peso de la muestra suelta + vasija (kg)
12583
12562
12574
Peso de la vasija (kg)
8137
8137
8137
Peso de la muestra suelta (kg)
4446
4425
4437
Constante
2715.79
2715.79
2715.79
Peso aparente suelto (kg/cm3)
1525
1518
1522
Peso unitario compactado de los agregados
Tabla 7: Peso aparente compactado del agregado fino
Peso de la muestra compactada + vasija (kg)
13200
13188
13221
Peso de la vasija (kg)
8.137
8.137
8.137
Peso de la muestra compactada (kg)
5062
5050
5083
Constante
2915.79
2915.79
2915.79
Peso unitario compactado (kg/cm3)
1.736
1.732
1.743
Peso Unitario Compactado
1.737 kg/cm3
Peso Unitario Compactado Seco
1.664 kg/cm3
Tabla 8: Peso aparente compactado del agregado grueso
Peso de la muestra compactada + vasija (kg)
12.967
12.947
12.972
Peso de la vasija (kg)
8.137
8.137
8.137
Peso de la muestra compactada (kg)
4830
4810
4835
Constante
2915.79
2915.79
2915.79
Peso aparente compactado (kg/cm3)
1.656
1.650
1.658
Peso Unitario Compactado
1.655 kg/cm3
Peso Unitario Compactado Seco
1.652 kg/cm3
Contenido de humedad
Tabla 9: Contenido de humedad del agregado fino
Peso de la muestra humeda (kg)
939.6
Peso de la muestra seca al horno (kg)
906.4
Peso de la tara (kg)
115.2
Contenido de agua (kg)
33.2
Contenido de humedad (%)
4.20 %
pág. 8032
Tabla 10: Contenido de humedad del agregado grueso
Peso de la muestra humeda (kg)
1306
Peso de la muestra seca al horno (kg)
1304.3
Peso de la tara (kg)
150.2
Contenido de agua (kg)
1.7
Contenido de humedad (%)
0.15 %
Resultados para el diseño de mezcla
Dosificación de materiales para una mezcla f´c=350kg/cm2
Para un concreto con una resistencia a la compresión de f′c=350 kg/cm2, diseñado según el Método ACI
211, se presentan los materiales especificados en la siguiente tabla:
Tabla 11: Cantidad de materiales para el concreto Patron y adicionado 0.5%, 1% y 2.5% de pluma de
pollo
Materiales secos para el diseño de 1 m³ de concreto con la adición de distintos porcentajes de CCC
Adicion CCC
Patron
0.5%
1%
2.5%
Cemento (kg)
402
399.99
397.98
391.95
Agua de diseño (L)
173
172.135
171.27
168.675
Agregado fino seco (kg)
794
790.03
786.06
774.15
Agregado grueso seco (kg)
841
836.795
832.59
819.975
Pluma de pollo (kg)
0
11.05
22.1
55.25
Resultados de la resistencia a la compresiona los 7 dias.
Tabla 12: Resultados del ensayo de resistencia a la compresion a los 7 dias.
Dosificación
Edad (días)
F´c (kg/cm2)
F´c promedio
(kg/cm2)
Mezcla Patron
7
7
7
7
215
221
218
220
218.50
Mezcla con 0.5%
de pluma de pollo
7
7
209
222
215.50
Mezcla con 1% de
pluma de pollo
7
7
220
219
219.5
Mezcla con 2.5%
de pluma de pollo
7
7
157
151
154
pág. 8033
Tabla 13: Cuadro comparativo de resistencia a la compresion a los 7 dias.
DISCUSIONES
Rojas, indicó que, al diseñar su mezcla con la incorporación de pluma, se realizaron ensayos a los
agregados, cumpliendo con las normas técnicas ASTM aplicables a cada prueba. Sin embargo, al
aumentar el porcentaje de adición de pluma, fue necesario el uso de un superplastificante para garantizar
una mezcla más trabajable.
En esta investigación, los agregados utilizados cumplieron con las normas técnicas peruanas y ASTM.
Se calculó un módulo de fineza de 2.802, derivado de los porcentajes acumulados a partir del tamiz n.º
100 y dividiendo entre 100. Además, se consideraron los porcentajes de agua requeridos para detallar
las proporciones empleadas en la mezcla.
Díaz, al analizar las propiedades de la mezcla al incorporar fibra natural de plumas, observó que la
resistencia a la compresión disminuye. Este efecto se atribuye al aumento del aire atrapado en la mezcla
a medida que se incrementa la proporción de plumas.
La investigadora concluyó que agregar mayores cantidades de fibra de plumas reduce la resistencia a
los esfuerzos de compresión, ya que el porcentaje adicional genera más aire atrapado en la mezcla. Sin
embargo, según los resultados obtenidos en la presente investigación, solo el 1% de plumas supero a la
resistencia en comparación con el patrón establecido.
Rojas, menciona que, los residuos de plumas pueden ser reciclados en mataderos, centros de acopio o
mercados, lo que permite diseñar mezclas más económicas. Este proceso no solo reduce los costos, sino
que también contribuye al cuidado ambiental y ayuda a prevenir enfermedades.
pág. 8034
En esta investigación se concluye que es importante explorar alternativas para optimizar las propiedades
del concreto. Por ello, se llevó a cabo este proyecto con el propósito de reutilizar las plumas desechadas,
que usualmente terminan en basureros causando malos olores y problemas de salud.
CONCLUSIONES
De acuerdo con el objetivo de la investigación, que consistió en evaluar el efecto de la adición de fibras
de plumas de pollo en la resistencia a la compresión del concreto diseñado para pavimentos rígidos con
una resistencia objetivo de 350 kg/cm², se concluye lo siguiente:
Se adicionaron fibras de plumas de pollo en proporciones de 0.5%, 1% y 2.5% a la mezcla de concreto,
obteniendo resistencias a la compresión de 215.50 kg/cm², 219.50 kg/cm² y 154.00 kg/cm²,
respectivamente. Los mejores resultados se lograron con una adición del 1%, alcanzando una resistencia
de 219.50 kg/cm². Sin embargo, al incrementar la proporción de fibras a 2.5%, se observó una
disminución significativa de la resistencia, incluso por debajo del concreto patrón.
En consecuencia, se concluye que la adición de fibras de plumas de pollo en proporciones superiores al
1% afecta negativamente la resistencia a la compresión del concreto, limitando su viabilidad para
aplicaciones en pavimentos rígido
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