T10402_Valorización de los residuos del cultivo cannabis (cannabis sativa) para su aplicación en la industria de la construcción

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VALORIZACIÓN DE LOS RESIDUOS DEL CULTIVO CANNABIS (CANNABIS 
SATIVA) PARA SU APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MAURICIO BELALCAZAR ABADÍA 
2130545 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE 
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS 
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS AMBIENTALES 
PROGRAMA ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL 
 SANTIAGO DE CALI 
2022
VALORIZACIÓN DE LOS RESIDUOS DEL CULTIVO CANNABIS (CANNABIS 
SATIVA) PARA SU APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA DE LA CONSTRUCCIÓN 
 
 
 
 
 
MAURICIO BELALCAZAR ABADÍA 
 
 
 
 
Proyecto de grado para optar al título de 
Administrador Ambiental 
 
 
 
 
 
Director 
RAFAEL CONTRERAS RENGIFO 
Biólogo, Esp. En Gestión Ambiental MSc Ciencias Ambientales 
 
 
 
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE 
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS 
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS AMBIENTALES 
PROGRAMA ADMINISTRACIÓN AMBIENTAL 
 SANTIAGO DE CALI 
2022 
3 
 
Nota de aceptación: 
 
Aprobado por el Comité de Grado en 
cumplimiento de los requisitos exigidos 
por la Universidad Autónoma de 
Occidente para optar al título de 
Administrador Ambiental 
 
 
 
 
 
 
 
 
GLADIS MIRIAM APARICIO 
Jurado 
 
 
 
 
 
 
SANDRA LORENA FRANcO 
Jurado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Santiago de Cali, 24 de agosto de 2022 
4 
 
AGRADECIMIENTOS 
A mi padre Edgard Alberto Belalcázar Gutiérrez y a mi madre Rosse Mary Abadía 
Pérez por el apoyo brindado durante todos mis años de estudio, por enseñarme los 
valores de responsabilidad y constancia para hacerme un hombre honesto, 
responsable para alcanzar y cumplir mis metas y ser un excelente profesional. 
A mis tías Leticia, Martha Lucia, Liliana, Carmen Helena y Ana Cecilia Escobar por 
su acompañamiento y colaboración durante el desarrollo de todo este proceso que 
han sido mis estudios, el apoyo y por el amor tan grande que me han brindado desde 
siempre. 
A Rafael Contreras Rengifo Biólogo, Especialista en Gestión Ambiental, MSc en 
Ciencias Ambientales (investigación) por la dirección de este trabajo de grado y por 
facilitar mi vinculación al proyecto de investigación “Eco-materiales para la Industria 
de la Construcción en épocas de cambio climático”. Y aparte de ser un gran ser 
humano, ser uno de los mejores profesores que tuve en la universidad también es 
un gran amigo. Muchas gracias por todas tus enseñanzas y por tu paciencia. 
A Gloria Amparo Jiménez, Química, Especialización en Gestión Ambiental, Maestría 
en Desarrollo Sostenible y Medio Ambiente por su orientación y apoyo a lo largo de 
toda la carrera 
A Gustavo Acevedo Ing. de materiales MSc en Ingeniería por su asesoría en 
aspectos técnico científicos necesarios para el buen desarrollo del estudio. 
A Ricardo Hincapié Aristizabal Arq. Doctor en Historia y Artes, director de Centro de 
investigaciones en territorio construcción y espacio CITCE de Univalle, por 
permitirme participar en la investigación dentro del marco del proyecto: “Eco-
materiales para la Industria de la Construcción en épocas de cambio climático”, 
proyecto aprobado por la Vicerrectoría de Investigaciones de la Universidad del 
Valle, con número de registro CI: 3214. 
A Gladis Miriam Aparicio Rojas, Física, Magíster y Doctora en Ciencias por su 
asesoría y acompañamiento en la realización de las pruebas a los materiales 
estudiados y posteriormente por la revisión este documento y a Víctor Mauricio 
Albán Ing. del Laboratorio de Análisis Térmico de la Universidad Autónoma de 
Occidente por su valiosa ayuda durante los ensayos de laboratorio. 
5 
 
CONTENIDO 
pág. 
RESUMEN 10 
INTRODUCCIÓN 11 
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 13 
2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 15 
2.1 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 15 
3. JUSTIFICACIÓN 16 
4. OBJETIVOS 20 
4.1 OBJETIVO GENERAL 20 
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 20 
5. ESTADO DEL ARTE 21 
6. MARCO TEÓRICO 25 
7. MARCO LEGAL 28 
8. METODOLOGÍA 32 
8.1 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 32 
8.2 RECOLECCIÓN Y ADECUACIÓN DE LOS MATERIALES 32 
8.2.1 Recolección de los materiales 32 
6 
 
8.2.2 Muestreo aleatorio de los desperdicios (Cañamiza) del cultivo de 
Cannabis sativa sativa. 32 
8.2.3 Adecuación 33 
8.3 CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE PARTIDA 34 
8.4 DISEÑO DE LAS MEZCLAS 36 
8.5 PRODUCCIÓN 37 
8.6 CARACTERIZACIÓN DEL HEMPCAL 40 
8.7 ANÁLISIS TERMOGRAVIMÉTRICO (TGA) 41 
8.8 CALORIMETRÍA DIFERENCIAL DE BARRIDO (DSC) 44 
9. RESULTADOS Y ANÁLISIS 48 
9.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMA 48 
9.2 ANÁLISIS TÉRMICO 50 
9.2.1 Termogravimetría (TGA) 50 
9.2.2 Calorimetría diferencial de barrido 52 
9.2.3 Ensayo de conductividad térmica 53 
10. ENSAYO DE COMPRESIÓN 54 
10.1 COSTOS TOTALES DE LA PRODUCCIÓN 55 
10.2 BENEFICIOS AMBIENTALES 55 
11. CONCLUSIONES 57 
12. RECOMENDACIONES 58 
REFERENCIAS 59 
 
7 
 
LISTA DE FIGURAS 
pág. 
Figura 1 Cáñamo triturado 33 
Figura 2. Cal Hidratada. 34 
Figura 3. Productores. 35 
Figura 4 Picnómetro. 36 
Figura 5 Triturador del tallo de cáñamo. 38 
Figura 6. Tallo de cáñamo triturado 38 
Figura 7. Cal mezclada con agua. 39 
Figura 8. Moldes para cada mezcla 39 
Figura 9. Montaje en los moldes 40 
Figura 10. Termogravímetro TA Instruments TGA Q500, 41 
Figura 11. Esquema de termo-balanza 42 
Figura 12. Curva resultante del TG 43 
Figura 13. Categoría de curvas del TGA 43 
Figura 14. Termocuplas del DSC. 45 
Figura 15. Curvas resultantes del DSC 45 
Figura 16. Calorímetro de barrido diferencial Q2000, Laboratorio de 
Análisis Térmico de la Universidad Autónoma de Occidente. 47 
Figura 17. Frecuencia del peso con respecto a la cantidad de plantas. 50 
Figura 18. Termogravimetría del hempcal 51 
Figura 19. Calorimetría diferencial de barrido. 52 
Figura 20. Prueba de conductividad en el hempcal 53 
8 
 
Figura 21. Resultados de la prueba de compresión realizadas a 5 cubos 
del material con la mezcla del 60% de cañamiza. 54 
 
 
9 
 
LISTA DE TABLAS 
pág. 
Tabla 1. Legislación ambiental. 28 
Tabla 2. Mezclas. 37 
Tabla 3. Pasos para producción de hempcal. 37 
Tabla 4. Medidas de las plantas de cáñamo. 48 
Tabla 6. Costos de producción. 55 
Tabla 7. Costos de producción para la mezcla 4. 55 
 
10 
 
RESUMEN 
En el presente trabajo, se evaluaron las propiedades de la cañamiza obtenida del 
tallo de la planta de cannabis medicinal y recreativa (Cannabis sativa sativa) en una 
matriz de cal denominado en la literatura como “hempcal”. En este estudio, 
inicialmente se midió la pérdida de humedad de los tallos de cannabis a partir del 
momento de corte en el cultivo, posteriormente se realizó la trituración de estos 
obteniendo así la cañamiza, seguidamente se midió la densidad de esta y de la cal, 
registrando valores de 1,077 ± 0,051 y 1,345 ± 0,021 g/cm3 respectivamente. 
Mediante este ejercicio se estima que aproximadamente un 50% de la biomasa 
obtenida en el cultivo, se vuelve material de desecho que puede ser aprovechado 
mediante prácticas que caben dentro de lo que se conoce como economía circular. 
Se fabricaron unas muestras de hempcal de 5x5x5 cm que se sometieron a ensayos 
de resistencia a la compresión, se midieron valores de 0,3187 ± 0,0512 MPa, 
además se complementó esta caracterización con ensayos de análisis térmico del 
material de construcción midiendo estabilidad térmica mediante análisis 
termogravimétrico (TGA), los cambios energéticos con calorimetría diferencial de 
barrido (DSC) y conductividad térmica. 
Se fabricó un bloque de hempcal el cual se sometió a un ensayo de calentamiento 
obteniéndose una temperatura de 110 °C en la cara expuesta al calor, mientras en 
la cara opuesta solo se registró una temperatura 24 °C, lo cual permite mostrar la 
capacidad como aislamiento térmico que posee el material 
Palabras claves: Cannabis, Hemp, Cal, Hempcal, Resistencia a la Compresión, 
Análisis Térmico, Calorimetría Diferencia de Barrido, Conductividad Térmica. 
 
11 
 
INTRODUCCIÓN 
Colombia presenta un panorama alentador frente a la nueva y creciente industria 
del cannabis, dado queen el 2017 entró en vigor la nueva reglamentación de las 
actividades de cultivo, comercialización, derivados y uso de semillas del cannabis 
con fines medicinales y científicos. El país está buscando entrar a competir en 
mercados locales e internacionales con productos como cáñamo y Cannabis con 
fines medicinales. De acuerdo con estadísticas de Procolombia, a finales de 2018 
el ministerio de justicia y de salud había expedido 42 licencias para el cultivo de 
plantas de cannabis psicoactivo y 57 para el no psicoactivo. Actualmente, el valor 
de mercado de productos a base de cáñamo es difícil de estimar en Colombia, pero 
para tener una idea de lo que podría llegar a representar para el país, en el 2015 en 
Estados Unidos este mercado tuvo un valor de 573,3 millones de dólares y presentó 
crecimientos de aproximadamente 10,4% en subcategorías como alimentos y 
productos de cuidado personal (Universidad de los Andes, 2019). 
El crecimiento de la población mundial ha llevado al sector de la construcción a 
producir una mayor cantidad de materiales de construcción, lo que conlleva a una mayor 
explotación de recursos principalmente no renovables, consumo de energía de 
producción y aumento de transporte, haciendo responsable al sector de la 
construcción de aproximadamente el 36% de las emisiones globales de dióxido de 
carbono (CO2) (Casini, 2020). Ante esta situación la Organización de las Naciones 
Unidas (ONU) ha creado “La Nueva Agenda Urbana” que busca implementar los 
compromisos de sostenibilidad social, económica, ambiental y espacial para dar su 
lucha contra el cambio climático, las emisiones de gases de efecto invernadero, 
garantizando patrones de producción amigables con el ambiente, además de un 
consumo responsable; construyendo y modernizando edificios sostenibles, 
resilientes y eficientes con el uso de recursos utilizando materiales locales (ONU, 
2020). 
Con el fin de dar cumplimiento a la Nueva Agenda Urbana recientemente ha 
aumentado el interés por la investigación y el desarrollo de las edificaciones verdes, 
las cuales tienen como objetivo reducir o eliminar los impactos negativos en el 
entorno (WGBC, 2019), para esto las fibras naturales, sobre todo las locales han 
tomado gran importancia, dado que están disponibles en el entorno cercano, son en 
su gran mayoría un subproducto agrícola, y requieren menos energía para 
procesarlas, además que proporcionan buenas propiedades térmicas (Khedari, 
2005) debido a su naturaleza porosa, lo que resulta en un bajo consumo de energía 
en el uso de la construcción (Millogo et al., 2014). Entre las fibras naturales de mayor 
influencia en la investigación se encuentran las provenientes de bagazo de caña 
sisal (Aggarwal, 1995; Khosrow y Barbosa, 1999; Li et al., 2000; Tolêdo Filhoa et 
12 
 
al., 2003) banano (Savastano et al., 2003), bambú (Sudin y Swamy, 2006), o 
cáñamo (Roulac, 1997). 
Los cultivos de cáñamo (Cannabis sativa sativa) tienen gran importancia como 
material rápidamente renovable para producir compuestos más sostenibles 
(Brigittede Bruijn et al., 2009), es por eso que el cáñamo se ha venido 
implementando en morteros (Arnaud, 2000), fibrocemento (Savastano et al., 2003) 
y concreto (Li et al., 2006), incluso muchos autores han estudiado el uso de la fibra 
de cáñamo en diversas matrices como tierra (ad Murphy obe), cal hidráulica (Murphy 
et al., 2010), cemento (Colinart et al., 2012) y yeso (Dalmay et al., 2010). La elección 
de la fibra y la matriz depende de la aplicación prevista del material final, con el 
objetivo de mejorar las propiedades mecánicas, térmicas y de durabilidad, teniendo 
en cuenta el análisis económico, ecológico y de ciclo de vida a través de diferentes 
indicadores de evaluación de impacto (Melia et al., 2014). 
El cáñamo en matriz de cal se denomina comúnmente como "Hempcal”, este 
presenta una baja conductividad térmica (Charai et al., 2021), baja densidad y alta 
porosidad (Nozahica et al., 2012), lo cual representa un material de construcción 
con propiedades que difieren de las del concreto convencional. 
Teniendo en cuenta lo planteado anteriormente, el objetivo de este estudio es la 
valorización de los residuos de cañamiza (Cannabis sativa sativa y C. s. ruderalis) 
para la valorización de los residuos de plantaciones desarrolladas con fines 
recreativos y medicinales y su aplicación en la industria de la construcción, 
representando una opción económica y ecológica con buenas propiedades térmicas 
y mecánicas. 
Este trabajo de investigación se realizó en el marco del proyecto de investigación 
“Aprovechamiento del tallo del cannabis para la producción de ecomateriales para 
la industria de la construcción.” Convocatoria interna 119-2019, aprobado por la 
Vicerrectoría de Investigaciones de la Universidad del Valle, de la cual hace parte 
del equipo de investigación, el profesor Rafael Contreras. 
 
 
 
13 
 
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
El crecimiento de las urbes, la problemática asociada a la sobrepoblación y el uso 
indiscriminado de recursos naturales necesita ser evaluado bajo parámetros del 
desarrollo sostenible, en procura de utilizar los recursos naturales de una manera 
responsable, permitiendo ofrecer una mejor calidad de vida. Una de las estrategias 
más importantes, consiste en apoyar las industrias amigables con el medio 
ambiente, que aprovechen los recursos naturales sin comprometer el uso de los 
mismos en generaciones futuras. 
Según un análisis de emisión de contaminantes asociados a la fabricación de 
ladrillos realizado en 2017 en el municipio de Nemocón, Cundinamarca, en el horno 
artesanal – fuego dormido, se presentan concentraciones significativas de material 
particulado PM10 y 2,5, que afectan la calidad del aire ya que no se cuenta con 
mecanismos de control, y a su vez se superan los niveles establecidos en la norma 
de calidad del aire causando Enfermedades Respiratorias Agudas (ERA), además 
de la irritación a vías respiratorias y ópticas (Arango Ordoñez y Moreno Rodríguez, 
2017). Como alternativa, el cáñamo industrial Cannabis sativa ruderalis y los 
residuos de los cultivos de cannabis medicinal Cannabis sativa sativa, ofrecen una 
oportunidad a la construcción sostenible ya que ambos poseen fibras conocidas 
como cañamiza que tiene un potencial aprovechable para la fabricación, de ladrillos, 
bloques y paneles de cáñamo, que pueden ser un sustituto de los ladrillos de arcilla, 
dado que estos no requieren de cocción, razón por la cual, se minimiza el uso de 
combustibles y la contaminación del aire (Ospina Pedraza, 2019) 
Según la cooperativa de cáñamo “Hemp Industry Association”, con sede en Canadá, 
en el año 2014 se lograron producir 620 millones de dólares en los Estados Unidos 
por venta de productos de cáñamo. En Canadá, Europa y China se ve al cáñamo 
como una oportunidad de apoyar la sostenibilidad y el desarrollo por medio del 
potencial industrial de esta planta, pues se estima que este puede ser utilizado como 
la base de la producción de alrededor de 25.000 productos de nueve sub-mercados 
diferentes (agricultura, textiles, reciclaje, automotores, mobiliarios, nutrición, papel, 
construcción y cuidado personal), que además pueden ser certificados como “eco-
friendly” (Garces, 2016) Por extensión, los cultivos del cannabis medicinal una 
subespecie de la planta en cuestión, también genera grandes cantidades de 
subproductos con características semejantes a las del cáñamo. 
Los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), también conocidos como Objetivos 
Mundiales, son un llamado universal a la adopción de medidas para poner fin a la 
pobreza, proteger el planeta y garantizar que todas las personas gocen de paz y 
prosperidad y se promueva la industria e infraestructura ecológicas (ONU, Objetivos 
de desarrollo sostenible, 2015). Este trabajo se enfoca en la valorización de los 
14 
 
residuos de cañamiza una fibra obtenida de las plantas de Cannabis sativa sativa y 
C. s. ruderalis, cultivadas en elnorte del Cauca para producir marihuana medicinal 
y recreativa, para su aplicación en la industria de la construcción, lo cual podría 
derivar en la generación de un negocio verde que aporte al sector de la construcción 
sostenible al contribuir a mitigar los efectos negativos de actividades industriales 
para la extracción de materias primas y su transformación para el uso en 
edificaciones, además también le apunta a los principios de la ecología industrial y 
la economía circular que implica repensar, rediseñar, refabricar, reparar, redistribuir, 
reducir, reutilizar, reciclar y recuperar la energía, valorando al máximo los recursos 
materiales e introduciéndolos de nuevo en el ciclo productivo, aumentando su vida 
y por tanto, generando menos toxicidad, contaminación, basura y residuos de toda 
índole, al plantearse la posibilidad de aprovechar residuos de los cultivos que con 
fines medicinales y recreativos vienen creciendo en la zona norte del vecino 
departamento del Cauca. 
Estos residuos según observaciones preliminares pueden representar entre un 50 
y un 60% del total de la biomasa producida, pudiendo convertirse en un problema 
de manejo, que puede ser atendido si se les encuentra un uso alternativo (ONU, 
2016). 
 
 
15 
 
2. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 
En este trabajo se realizará una investigación acerca de la valorización de los 
residuos de los cultivos de cannabis medicinal (Cannabis sativa sativa) para su 
aplicación en la industria de la construcción, de igual manera busca ver la factibilidad 
de producir elementos constructivos para introducir al mercado elementos que 
contribuyan a una construcción sostenible. 
El proyecto busca ayudar a crear un ambiente sostenible y contribuir a la 
disminución de la huella de carbono en nuestro país a través del uso de materiales 
que ya han sido probados en otros países, pero que no se utilizan en el sector de 
construcción a nivel local. La cañamiza puede hacer que las viviendas sean mucho 
más ecológicas, dado que muchos elementos de la construcción pueden producirse 
con este, empleándose en ladrillos, recubrimientos de tuberías, alfombras, paneles, 
aislamientos térmicos e incluso en pinturas. Entre todos los productos mencionados 
uno de los más importantes obtenidos de esta planta es el ladrillo de “hemp”, que 
puede utilizarse para muros no estructurales ya que es siete veces más fuerte, 50% 
más ligero y tres veces más flexibles que el ladrillo normal (Ospina Pedraza, 2019). 
2.1 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN 
¿Es posible utilizar de manera eficiente los desechos de cannabis medicinal 
Cannabis sativa sativa para la producción de nuevos materiales con propiedades 
adecuadas para ser usados en construcción? 
16 
 
3. JUSTIFICACIÓN 
La necesidad de buscar alternativas que ayuden a minimizar la utilización de 
materias primas no renovables tomando como base la valorización y el uso de 
materiales que aporten soluciones a la crisis ambiental causada por el consumo 
indiscriminado de recursos naturales especialmente no renovables, ha conllevado 
a que se comiencen a utilizar materias primas de origen orgánico y/o alternativas de 
energía renovable amigables con el ambiente. 
Por otra parte, en los cultivos de Cannabis sativa sativa, con fines medicinales y 
recreativos, al momento de la cosecha, quedan como residuos algunas partes de la 
planta como el tallo, la raíz y las ramas, que representan al menos la mitad de la 
biomasa producida, de acuerdo con las mediciones que realizamos a los tallos 
recolectados el cual constituye un residuo que puede convertirse en un problema si 
los cultivos siguen creciendo y sobre todo si se manejan como un producto de 
descarte. 
Otros países que producían importantes cantidades eran China, Corea del norte, 
Hungría, antigua Yugoslavia, Rumania, Polonia, Francia e Italia. En Japón, el 
cáñamo fue utilizado históricamente como el papel y cosecha de la fibra; y fue 
restringido como droga narcótica en 1948 (Ramos Quevedo, 2019). 
Colombia presenta un panorama alentador frente a la nueva y creciente industria 
del cannabis, dado que en el 2017 entró en vigor la nueva reglamentación de las 
actividades de cultivo, comercialización, derivados y uso de semillas del cannabis 
con fines medicinales y científicos. El país está buscando entrar a competir en 
mercados locales e internacionales con productos como cáñamo y Cannabis con 
fines medicinales. De acuerdo con estadísticas de Procolombia, a finales de 2018 
el ministerio de justicia y de salud había expedido 42 licencias para el cultivo de 
plantas de cannabis psicoactivo y 57 para el no psicoactivo. Actualmente, el valor 
de mercado de productos a base de cáñamo es difícil de estimar en Colombia, pero 
para tener una idea en el 2015 en Estados Unidos este mercado tuvo un valor de 
573,3 millones de dólares y presentó crecimientos de aproximadamente 10,4% en 
subcategorías como alimentos y productos de cuidado personal (Universidad de los 
Andes, 2019). 
El cannabis medicinal bien sea como fuente de fibra, cañamiza o por sus principios 
medicinales o psicoactivos, ha acompañado a la humanidad durante milenios. Uno 
de los registros más antiguos escrito alrededor del siglo III, ya dejaba constatado el 
uso de la planta por lo menos a niveles etno-botánicos y la cultura de transmisión 
de conocimiento sobre diversos usos del cáñamo en la cultura árabe-islámica 
17 
 
(Lozano Cámara, 2017)y recientemente que podría servir para cambiar la manera 
de construcción en las industrias, si se fabricara hempcrete, que es un material 
biodegradable, a partir del cáñamo y otros materiales. 
Para sustituir los métodos convencionales de fabricación de ladrillos, se plantea la 
idea de utilizar residuos de los cultivos de Cannabis medicinal y cáñamo industrial 
en el sector de la construcción en Colombia, debido a que este elemento aplicado 
sobre los ladrillos, puede contribuir a mitigar la crisis climática dado que su huella 
de carbono es negativa y se produce una materia que absorbe el CO2 (Millogo et 
al., 2014). 
El uso industrial de estas fibras como materia prima puede permitir el desarrollo de 
productos con alto componente orgánico para uso de mano de obra nacional, obras 
de interés social (construcción de casas para habitantes de escasos recursos) y 
contribuir al desarrollo sostenible (ONU, 2019). 
Por otra parte, el Gobierno Nacional, a través de los Ministerios de Vivienda y 
Hacienda, se ha embarcado en una nueva medida para reactivar la economía 
colombiana post-pandemia y ayudar a la dinamización del sector de la construcción 
con 200 mil nuevas unidades de vivienda que se vienen adquiriendo con subsidio 
del Gobierno Nacional. Con esta medida, se busca reactivar uno de los sectores 
estratégicos de la economía nacional, por su capacidad de generación de valor 
agregado y empleo, así como por sus múltiples encadenamientos productivos, entre 
los cuales, el uso de los subproductos estudiados en esta investigación podría 
encontrar un espacio muy adecuado (Minvivienda, 2020). Como resultado del 
desarrollo de los cultivos de Cannabis, se produce el aumento en la generación de 
residuos de toda clase y con ello diferentes problemáticas más que nada por su 
inadecuada forma de disposición y vertimiento” (Grande Tovar, 2016) 
Causándose muchas veces, impactos negativos provocados por la poca capacidad 
de manejo y falta de visión para encontrar alternativas de valorización y uso. 
Genéricamente un residuo es “un producto cuya característica fundamental es que 
no tiene valor ni estimación en las circunstancias en las que se genera y que se ha 
de retirar para facilitar o mejorar los procesos” (Cuadros, 2008) De acuerdo con su 
origen en los sectores de producción los residuos se clasifican, como primarios o de 
producción de materias primas, secundarios o industriales y terciarios o de 
servicios” (Bernal y Gondar, 2008 citado por Castro-Garzón y Contreras Rodríguez, 
2020) 
En este caso, se trata de residuos del sector primarioo residuos agrícolas, definidos 
así por López y Boluda (2014) citado por Castro Garzón et al. (2020) algunos de los 
18 
 
cuales, si se utilizan de forma adecuada, y en eso radica la propuesta de este trabajo 
pueden ser recuperados y usados en la fabricación de nuevos materiales dadas las 
características y las prestaciones de las fibras del tallo como ocurre en el caso del 
Cannabis. 
A nivel mundial se generan grandes cantidades de residuos agrícolas que son 
desechados y sin dárseles un uso productivo y, por el contrario, pueden convertirse 
en focos de contaminación ambiental;” (Figueredo et al.,2011 citado por Castro 
Garzón et al., 2020) generando una mayor entropía. 
Es una práctica común en las explotaciones agrícolas que no se realice la 
disposición de residuos en un relleno o en una zona adecuada, recurriéndose 
comúnmente a la quema descontrolada del material que acarrea emisión de gases 
de efecto invernadero. (Chávez Porras y Rodríguez González, 2016) o simplemente 
abandonando los residuos en el campo, aun a pesar de constituir nuevas 
alternativas de ingreso para los agricultores y sobre todo para controlar los posibles 
impactos ambientales negativos por su mal manejo. 
Aunque en la producción agrícola, los residuos son en su mayoría biomasa residual, 
que se genera en grandes cantidades y están muy dispersos en el espacio” y 
residuos inertes representados por los materiales empleados en la actividad 
agrícola que quedan como residuo y tienen potencial para contaminar el suelo y las 
aguas” (Coronado Gutiérrez y Valencia López, 2015) 
Los residuos del cultivo de Cannabis son residuos primarios o de producción de 
materias primas y están integrados por partes de las plantas, que es preciso separar 
después de obtener el producto agrícola representado por las hojas e 
inflorescencias y además puede integrar residuos derivados de la agricultura 
intensiva, principalmente plásticos agrícolas, que no objeto de estudio en esta 
ocasión. 
El trabajo se concentra en aquellas partes de la planta tales como el tallo y las ramas 
sin hojas que son la fuente principal de la fibra que se quiere valorizar y emplear en 
la fabricación de bloques constructivos fabricados con mezclas en las que se utiliza 
tallo de las plantas de Cannabis y la cal. 
El propósito de la investigación es estimar el potencial y valorización de los residuos 
de cañamiza (Cannabis sativa sativa) para su aplicación en la industria de la 
construcción y proponer el uso del tallo, ramas e incluso la raíz de cannabis 
medicinal como alternativa sostenible en la industria de la construcción en 
19 
 
Colombia, dado que por sus propiedades ofrece beneficios térmicos, acústicos, 
bioclimático (Ramirez, 2019), sustituyendo los materiales convencionales y de esta 
forma aprovecharlos como una fuente de ingreso estable y no contaminante (Brandt, 
2014), a su vez, generando oportunidad de empleo a cultivadores de la dos 
variedades y así mismo, formalizando una economía sustentable que incluya a la 
comunidad. 
 
20 
 
4. OBJETIVOS 
4.1 OBJETIVO GENERAL 
Estimar el potencial y la valorización de residuos de cañamiza Cannabis medicinal 
para desarrollar elementos no estructurales para su uso en la construcción de 
viviendas. 
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 Caracterizar y cuantificar los residuos aprovechables de Cannabis sativa a partir 
de residuos de la cosecha en plantaciones cannabis medicinal en Toribio, Cauca. 
 Diseñar y producir un material a base de cal con cañamiza de Cannabis 
medicinal para ser usado en la fabricación de bloques para construcción de 
vivienda. 
 Evaluar las propiedades mecánicas y térmicas del hempcal. 
21 
 
5. ESTADO DEL ARTE 
Actualmente el Consejo Colombiano de Construcción Sostenible (CCCS) 
organización privada sin ánimo de lucro, fundada en el 2008 comprometida con 
elevar el nivel de sostenibilidad de todos los usos de las edificaciones nuevas y 
existentes, y de las ciudades en general, lidera el desarrollo sostenible de la 
industria de la construcción (CCCS, 2018). Debido a lo anterior y a manera de 
ejemplo, en el municipio de Tenjo Cundinamarca se diseñó y construyó la primera 
vivienda sostenible del país certificada en CASA Colombia, proyecto elaborado por 
el grupo Dow en alianza con Asamblea y Hábitat para la Humanidad, las paredes 
de la vivienda fueron elaboradas con paneles de PVC en las cuales se inyectó 
poliuretano con el fin de aislarla térmicamente. El proyecto se realizó haciendo 
énfasis en los beneficios ambientales como ahorro energético, ahorro de agua, 
minimización de los tiempos de construcción; la aplicación de esta tecnología 
innovadora apoya desde el punto de vista social a las familias más necesitadas ya 
que le ofrece una construcción con confort, que económicamente puede aplicar al 
comercio actual con una ventaja competitiva en materia de costos, tiempo y su plus 
ambiental, todo lo cual le da un valor agregado a la casa ya que apunta hacia el 
desarrollo sostenible (DOW, 2018). 
En Colombia, la producción por parte de la industria de la construcción es 
responsable del 30% de emisiones de CO2 al año, lo que se busca por parte de 
Consejo Colombiano de Construcción Sostenible (CCCS) es apoyar la construcción 
de vivienda de interés social ya que muchas veces estos proyectos no se 
desarrollan en su totalidad, por diversos factores y la calidad de las viviendas se ve 
comprometida por la falta de inversión en la calidad de los materiales (CCCS, 2018) 
La arquitectura sostenible es un modelo que se lleva aplicando en Europa hace 
varios años, la búsqueda de sustitutos para implementar modelos sostenibles de 
construcción tiene sus inicios en la adaptación al cambio climático y la deficiente 
calidad del aire a la que están expuestos los centros urbanos del país, bajo la 
continua búsqueda en la reducción en la producción de residuos sólidos, con 
materiales biodegrable (Brandt, 2014). El ejemplo más importante y representativo 
ante los negocios verdes en la línea de los ladrillos es la compañía mexicana 
Heaven Grown, que se dedica a desarrollar construcciones para comunidades de 
escasos recursos. Su materia prima está basada en materiales orgánicos como la 
guadua, fibra de coco y fibra de cáñamo industrial ya que su versatilidad convierte 
al cáñamo en una de las plantas más aprovechables del mundo. La empresa se 
enfoca en la construcción, la preparación de “hempcrete” cemento y “hempbrick” 
ladrillo de cáñamo (Arango Ordoñez y Moreno Rodríguez, 2017). 
22 
 
Actualmente se habla de la construcción sostenible como un modelo de economía 
circular, un concepto que se caracteriza por la reutilización de residuos y la 
utilización de materias primas alternativas para la fabricación de concreto y ladrillos 
que pueden entrar a competir en el mercado actual (Melia et al, 2014). 
Durante la última década, la construcción sostenible ha crecido como una tendencia 
necesaria para el desarrollo de los países, como ocurre en el caso de España donde 
ya existen empresas encargadas de manejar este mercado con su propio espacio 
en el sector inmobiliario debido a que las construcciones sostenibles o con 
características en bioconstrucción son altamente cotizadas gracias al nicho de 
mercado, al enfoque con altos estándares de calidad que ofrecen al comprador un 
alta calidad, al confort, al aislamiento acústico y térmico además de su aporte 
ambiental (Casini, 2020). 
Las construcciones ecológicas que cumplen con los protocolos de eficiencia 
energética suelen estar bien remuneradas económicamente, debido a que pueden 
reducir el impacto medioambiental de todo el sector constructor, la estrategia deriva 
directamente de un ahorro no solo en materia energética y la disminución de uso de 
combustibles fósiles y minerales para la producción de ladrillos convencionales así 
como en la prevención del uso excesivo de los recursos dentro del proceso de 
construcción y una mejora en la productividad ya que su tiempo en obra es muchomás corto que el convencional lo cual significa un menor costo en la construcción y 
una mayor garantía en cuanto a la calidad de la estructura y sus materiales (Mora 
Torres, 2017). Pero la construcción sostenible no solamente hace parte de una 
nueva alternativa sino que además es un tema del que se ha hablado y se han 
establecido compromisos a nivel mundial, es por esto que a partir el año 2012 en la 
cumbre de la tierra Rio+20 se desarrolló la idea de establecer un grupo de trabajo a 
cargo de la Asamblea general de la ONU con el fin de crear objetivos y metas de 
desarrollo sostenible, a partir de ese año hasta el 2014 un grupo de trabajo 
conformado con representantes de 70 países realizaron un borrador el cual fue 
presentado a la Asamblea en septiembre, después de ser consultado ante 
académicos y la sociedad civil en enero de 2015 la Asamblea general lo sometió a 
evaluación a 190 países (ONU, 2016). 
En Colombia, la industria del cannabis medicinal se encuentra regulada mediante la 
ley 1787 de 2016 por la cual se reglamenta el Acto Legislativo 02 de 2009, cuyo 
objeto es crear un marco regulatorio que permita el acceso seguro e informado al 
uso médico y científico del cannabis y sus derivados en el territorio nacional 
colombiano. Gracias a esta, el país avanza como uno de los principales productores 
y exportadores de materias primas para fines científicos y farmacéuticos. Sin 
embargo, la nación estaría próxima a presenciar un segundo hito económico en este 
asunto, pues la eventual aprobación de un proyecto de ley permitiría que el cannabis 
23 
 
también sea aprovechado para aportar a negocios como el de los combustibles, los 
textiles y la construcción (Ojeda, 2020). Con esta propuesta, aspiran a que en 
Colombia se regule el cultivo, la transformación, la producción y demás actividades 
relacionadas al uso industrial del cáñamo, una subespecie del cannabis que no tiene 
efectos psicoactivos (su contenido de THC es inferior al 1%). Mediante este aval, 
aseguran, la economía del país podría dinamizarse, pues de la materia prima 
obtenida a partir de esta planta se pueden elaborar más de 1000 productos, dejando 
amplios márgenes de ganancia, sembrar una hectárea puede costar US$600 
($2′300.000) y de allí extraer de ocho a diez toneladas de fibra, cada una con un 
valor de US$480 ($1′860.000) en el mercados internacionales, que incluso la 
convierten en una candidata idónea para el Plan Nacional de Sustitución de Cultivos 
Ilícitos. En suma, el país se estaría preparando para una gran ‘ola verde’ (Ojeda, 
2020). 
En este punto teniendo en cuenta que el material empleado en la presente 
investigación, constituye un residuo de las plantaciones de Cannabis medicinal y 
recreativa en el norte de departamento del Cauca, se pasa a la órbita de la ecología 
industrial y la economía circular entendida esta última como una alternativa atractiva 
que busca redefinir qué es el crecimiento, con énfasis en los beneficios para toda la 
sociedad. Esto implica disociar la actividad económica del consumo de recursos 
finitos y eliminar los residuos del sistema desde el diseño, respaldada por una 
transición a fuentes renovables de energía. 
El modelo circular crea capital económico, natural y social y se basa en tres 
principios (MacArthur Ellen Fundación , 2017): 
 Eliminar residuos y contaminación desde el diseño. 
 Mantener productos y materiales en uso. 
 Regenerar sistemas naturales 
La cañamiza es un subproducto de naturaleza vegetal procedente de la industria 
productiva de filamento de cáñamo. Este subproducto supone el 53% de la biomasa 
seca que tiene el cáñamo y una de sus principales aplicaciones es su uso como 
sustrato absorbente en la cría de caballos (Mutjé et al., 2008). 
Existen antecedentes del uso de este residuo como material de refuerzo de 
materiales termoplásticos derivados del petróleo, tales como el polipropileno o el 
polietileno. La adición de la cañamiza a la matriz polimérica tal y como resulta del 
proceso productivo del filamento de cáñamo, da lugar a propiedades mecánicas 
muy pobres del material final. Por el contrario, si este residuo es pasteado a través 
24 
 
de un procedimiento semiquímico de alto rendimiento el efecto de refuerzo de la 
matriz es muy significativo (Mutjé et al., 2008) 
 
25 
 
6. MARCO TEÓRICO 
El cambio climático es un proceso que altera la variabilidad del clima en un tiempo 
de 30 años o mayor, y que se ve reflejado en el proceso natural de efecto 
invernadero, que consiste en mantener una temperatura adecuada en la tierra, y 
este proceso requiere la retención de unos gases como el CO2, el metano y los 
óxidos de nitrógeno, entre otros gases, que pueden ser generados de manera 
natural y de manera antrópica. El crecimiento industrial, ha provocado que la 
emisión de estos gases sea aún mayor, alterando así el proceso de efecto 
invernadero, y por tal motivo los cambios en el clima son mucho más agresivos. Una 
manera de evitar que se sigan emitiendo gases de efecto invernadero como el CO2, 
es procurando cambiar la manera de fabricación en las industrias, buscando 
métodos que sean muchos más amigables con el ambiente. 
En este trabajo de investigación se recurre a los principios de la Administración 
ambiental, estrategia mediante la cual se organizan las actividades antrópicas que 
afectan al ambiente con el fin de lograr una adecuada calidad de vida previniendo o 
mitigando los problemas ambientales. Una solución sería optar por métodos de 
producción más amigables con la naturaleza como ocurre en el caso de la 
fabricación del hempcal o ladrillos biodegradables que surgen como un material de 
construcción alternativo a los materiales tradicionales que podría realmente cambiar 
la forma en que abordamos la construcción, pues para su fabricación no se requiere 
de materiales que pueden causar daños al ambiente, además, permite aislamiento 
cuando se compara con sus contrapartes, puede durar cientos de años siendo 
además un material liviano, carbono negativo que reduce la huella de carbono, 
resistente al fuego, al agua y a las plagas. 
Los negocios verdes y sostenibles contemplan actividades económicas en las que 
se ofrecen bienes o servicios que generan impactos ambientales positivos y que 
incorporan buenas prácticas ambientales, sociales y económicas con enfoque de 
ciclo de vida, contribuyendo a la conservación del ambiente como capital natural 
que soporta el desarrollo del territorio (ONVS, 2014). Eco-productos industriales son 
aquellos productos que pueden demostrar que en su proceso de producción 
resultan ser menos contaminantes al medio comparados con otros productos de su 
segmento o que por sus características intrínsecas del producto, de su utilización o 
proceso productivo generan beneficios al ambiente (Roulac, 1997) 
Otros bienes/servicios verdes y sostenibles son aquellos negocios verdes que no se 
encuentran clasificados dentro de los sectores que se mencionan en el plan nacional 
de negocios verdes pero que están basados en procesos de innovación o 
desarrollos tecnológicos que permiten agregar valor al producto y que incorporan 
26 
 
acciones orientadas a la mejora ambiental del producto en todas las etapas del ciclo 
de vida (Charai et al., 2021). 
El cáñamo es una de las plantas cultivadas conocidas por la humanidad más 
antiguas y versátiles. Ha sido de gran importancia económica como proveedora de 
fibras, alimento y 29 medicinas durante más de seis mil años. El cáñamo se 
cultivaba en casi todos los países europeos y asiáticos, y era una de las plantas 
más importantes, sino la más importante de las materias primas para la fabricación 
de cuerdas, lonas, tejidos textiles para ropa, papel y productos oleaginosos. La 
importancia histórica del cáñamo como materia prima también se basa en su 
utilización como textil especializado. En esta área, el cáñamo ha entrado en la 
historia repetidamente (Ramos Quevedo, 2019). 
En China alrededor del 2800 a.C, la primera cuerda delmundo fue fabricada con 
fibras de cáñamo y aproximadamente al mismo tiempo se creó el primer papel con 
cáñamo. Existen indicios de que en el siglo 28 a.C en China, la ropa también se 
hacía de fibras de cáñamo. El tejido textil más antiguo que se conserva data 
aproximadamente del 1000 a C. En el siglo XVII en el momento culmen de la 
navegación a vela, el cáñamo alcanzó su máximo esplendor en Europa. Debido a 
que era a prueba de desgarro y a su resistencia en mojado, en los barcos de 
entonces todas las velas, las jarcias, las cuerdas, las redes, las banderas e incluso 
los uniformes de los marineros estaban hechos con cáñamo (Ramos Quevedo, 
2019). 
El cáñamo industrial es un commodity agrícola particular. Es una variedad del 
Cannabis sativa que no tiene propiedades narcóticas, pues contiene sólo 0,3% de 
Tetrahidrocannabinol (componente psicoactivo); esto frente a su pariente la 
marihuana, catalogada como una droga, que en promedio llega a tener 
concentraciones superiores al 20% de THC. Así pues, debido a la amplia variedad 
de mercados que promueven el cultivo de esta hierba, las leyes de algunos estados 
de Estados Unidos han empezado a ceder para legalizar su plantación. De hecho, 
según la Hemp Industry Association, en la cooperativa más grande de cáñamo en 
Canadá, en el 2014 las ventas totales de productos de cáñamo llegaron a USD 620 
millones en los Estados Unidos, una cifra considerable. Además, la plantación de 
este commodity se realiza principalmente en la mayor parte de la Unión Europea y 
otros países, como China y Canadá. Sin embargo, en la mayor parte del planeta la 
plantación de cáñamo se encuentra en un limbo de ilegalidad por su cercanía con 
la marihuana psicoactiva; lo cual ha restringido el desarrollo y la consolidación de 
una agroindustria que podría tener un éxito económico a escala mundial. En efecto, 
estas barreras legales son un telón que esconden un montón de beneficios y 
oportunidades de negocio que puede presentar la legalización de este producto. Por 
ejemplo, se estima que el cáñamo puede ser utilizado como la base de la producción 
27 
 
de alrededor de 25.000 productos de nueve submercados diferentes (agricultura, 
textiles, reciclaje, automotores, mobiliarios, nutrición, papel, construcción y cuidado 
personal), que además pueden ser certificados como eco-friendly (Agro Negocios, 
2021). 
El cáñamo es una planta versátil, tiene implicaciones en casi todos los sectores de 
la industria, ahora la innovación está llegando al sector de la construcción, el 
cáñamo es un miembro de la familia Cannabaceae que incluye plantas de Cannabis 
sativa, pero al contrario que la marihuana, el cáñamo no es psicoactivo y no se 
puede usar con fines medicinales, pero sus fibras son tan fuertes que existen de 
manera natural, el hempcrete (hormigón de cáñamo) hemp (cáñamo) y concrete 
(hormigón) es una mezcla se crea con fibras de cáñamo cal y agua y el engrudo 
resultante se puede moldear para hacer paredes, ladrillos y cimientos. Este material 
tiene muchas ventajas en comparación con el mortero convencional, es casi 7 veces 
más fuerte, pesa menos y es 3 veces más maleable, se vuelve 51 más resistente 
con el tiempo y evita las grietas con los pequeños movimientos que a veces tiene la 
tierra y no necesita juntas de dilación, impide el exceso de humedad y aquella que 
se da por moho, su cultivo es renovable y por demás rápido (Mora Torres, 2017). 
Con el fin de caracterizar los materiales utilizados en esta investigación, se deben 
de tener en cuenta los siguientes métodos o ensayos: 
 
28 
 
7. MARCO LEGAL 
La normatividad es el conjunto de normas fundamentales del Estado Colombiano, 
en la cual se fijan los límites y las relaciones entre los poderes del Estado y entre 
éstos y los ciudadanos, con el fin de garantizar sus derechos y libertades. 
En la siguiente tabla se presenta la información relacionada con la legislación 
ambiental en Colombia, respecto al tema del uso del Cannabis medicinal. 
Tabla 1. 
Legislación ambiental. 
NORMA DESCRIPCIÓN 
MEDIO AMBIENTE, 
RECURSOS NATURALES 
Y CONTAMINACIÓN 
CONSTITUCIÓN 
POLÍTICA DE COLOMBIA 
DE 1991 
Consagra lo referente a los derechos colectivos y del 
ambiente, específicamente en su artículo 79 establece el 
derecho de todos los colombianos a gozar de un ambiente 
sano. 
LEY 23 DE 1973 
Establece el control de la contaminación del medio ambiente 
y se establecen alternativas y estrategias para la 
conservación y recuperación de los recursos naturales, para 
la salud y el bienestar de la población. 
LEY 99 DE 1993 
Por la cual se crea el Ministerio del Medio Ambiente, se 
reordena el Sector Público encargado de la gestión y 
conservación del medio ambiente y los recursos naturales 
renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental, SINA. 
DECRETO 2811 DE 1979 
Código Sanitario Nacional, donde se establecen los 
procedimientos y medidas para legislar, regular y controlar las 
descargas de los residuos y materiales. Indica, además los 
parámetros para controlar las actividades que afecten el 
medio ambiente. 
DECRETO 1791 DE 1996 Movilización de productos forestales siendo necesaria en el proceso de extracción de arcillas 
MINERÍA Y 
EXPLOTACIÓN, LEY 685 
DE 2001 
Código de minas y explotación de los recursos mineros de 
propiedad estatal y privada. 
 
 
29 
 
Tabla 1 (Continuación) 
NORMA DESCRIPCIÓN 
DECRETO 2462 DE 1989 En el cual se establecen criterios sobre explotación de materiales de construcción. 
DECRETO 501 DE 1995 Inscripción de los títulos mineros en el Registro minero. 
AIRE DECRETO 02 DE 
1982 
Establece el Control de Emisiones Atmosféricas y estipula las 
normas y parámetros de la calidad del aire y los rangos y 
límites permisibles de emisión. 
DECRETO 948 DE 1995 
Reglamenta parcialmente, la prevención y control de la 
contaminación atmosférica y la protección de la calidad del 
aire 
RESOLUCIÓN 1208 DE 
2006 
Por la cual se dictan normas sobre prevención y control de la 
contaminación atmosférica por fuentes fijas. 
RESOLUCIÓN 909 DE 
2008 COMBUSTIBLES 
Por la cual se establecen las normas y estándares de emisión 
admisibles de contaminantes a la atmósfera por fuentes fijas. 
DECRETO 898 DE 1995 
Estípula los criterios ambientales para los combustibles. 
Define los parámetros de calidad de combustibles líquidos y 
sólidos utilizados en hornos y calderas. 
LICENCIAS 
AMBIENTALES 
DECRETO 1220 DE 2005 
Por el cual se reglamenta el título VIII de la ley 99 de 1993, 
sobre licencias ambientales 
DECRETO 2820 DE 2010 
Regula el proceso de licenciamiento ambiental de proyectos. 
En él Se establece el tipo de proyectos que requieren de 
licencia ambiental, autoridades competentes para otorgarlas, 
tipos de estudios que deben adelantarse 
 
 
30 
 
Tabla 1 (Continuación) 
NORMA DESCRIPCIÓN 
ISO 14001 ART. 4 Requisitos del sistema de gestión ambiental para la operación de la ladrillera. 
SALUD RESOLUCIÓN 
8321 DE 1983 
Por la cual se dictan normas sobre Protección y Conservación 
de la Audición de la Salud y el bienestar de las personas, por 
causa de la producción y emisión de ruidos. 
RESOLUCIÓN 832 DE 
2000 
Adopta el Sistema de Clasificación Empresarial por el Impacto 
Sonoro sobre el Componente Atmosférico de Contaminación 
por Ruido 
PRODUCCIÓN MÁS 
LIMPIA RESOLUCIÓN 
2066 DE 2003 
Por la cual se adopta el documento marco para la elaboración 
e implementación de convenio de producción más limpia 
PRODUCCIÓN DE 
LADRILLOS NTC 4205 
Establece los requisitos que deben cumplir los ladrillos y 
bloques cerámicos utilizados como unidades de mampostería 
y fija los parámetros con que se determinan los distintos tipos 
de unidades 
DECRETO 2467 DE 
2015 
Las partes adoptarán todas las medidas legislativas y 
administrativas necesarias para limitar exclusivamente la 
producción, la fabricación, la exportación, la importación, la 
distribución, el comercio, el uso y la posesión de 
estupefacientes a los fines médicos y científicos. 
LEY 1787de 2016 
La presente ley tiene como objeto crear un marco regulatorio 
que permita el acceso seguro e informado al uso médico y 
científico del Cannabis y sus derivados en el territorio nacional 
colombiano. 
 
 
31 
 
Tabla 1 (Continuación) 
NORMA DESCRIPCIÓN 
LEY 1787 de 2016, 
paragrafo1o. 
El Ministerio de Justicia y del Derecho, el Ministerio de Salud 
y Protección Social y el Ministerio de Agricultura y Desarrollo 
Rural, conjuntamente reglamentarán lo concerniente a la 
importación, exportación, cultivo, producción, fabricación, 
adquisición a cualquier título, almacenamiento, transporte, 
comercialización, distribución, uso de las semillas de la planta 
de cannabis, del cannabis y de sus derivados, para fines 
médicos y científicos, así como los productos que los 
contengan y el establecimiento, conservación, financiación y 
explotación de cultivos de cannabis para los mismos fines, lo 
anterior de acuerdo a sus competencias y entendiendo que se 
levanta con la expedición de esta ley las prohibiciones que 
sobre la materia existan a nivel nacional. 
LEY 1787 de 2016 
ARTÍCULO 3º. 
El Estado asumirá el control y la regulación de las actividades 
de cultivo, producción, fabricación, adquisición a cualquier 
título, importación, exportación, almacenamiento, transporte, 
comercialización, distribución, uso y posesión de las semillas 
de la planta de cannabis, del cannabis, de sus derivados y de 
los productos que lo contengan con fines medicinales y 
científicos, en los términos y condiciones que al respecto fije 
la reglamentación. 
Resolución 579 de 
2017 
Expedida por los ministerios de Salud, Justicia y Agricultura, 
aquellos que cultiven en una superficie de media hectárea 
(5.000 m2 o menos son considerados pequeños y medianos 
cultivadores y, por tanto, podrán acceder a asesoría técnica, 
asignación prioritaria de cupos y compra de su producción por 
parte del transformador. La normativa, en efecto, establece 
que el 10% del total de la producción del transformador debe 
provenir de un pequeño y mediano productor. 
 
 
32 
 
8. METODOLOGÍA 
A continuación, se describe la metodología utilizada en esta investigación. 
8.1 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 
Se realizó una búsqueda en bases de datos, artículos, revistas que brindaran 
información con respecto a los métodos de fabricación de mezclas en las que se 
utiliza tallo de cáñamo y cal para la elaboración de hempcrete, con esa información 
se desarrolló una estructura adecuada que permitió llegar al producto final con la 
mejor condición, todo esto se trabajó bajo el modelo de la economía circular. Esta 
consulta se realizó durante todo el trabajo de grado para asegurar una constante 
actualización del estado del arte. 
8.2 RECOLECCIÓN Y ADECUACIÓN DE LOS MATERIALES 
A continuación, se describen los procesos realizados a los materiales que se 
utilizaron en esta investigación. 
8.2.1 Recolección de los materiales 
La recolección de la planta de cáñamo para su aprovechamiento del tallo ocurre tan 
pronto como se derrama el último polen (Ideassonline,2015). La recolección para la 
semilla ocurre 4 a 6 semanas después de que el 60% de la semilla ha madurado. 
Para esta investigación se recolecto el tallo de la planta de cannabis medicinal en 
el municipio de Toribio ubicado en el departamento del Cauca en Colombia. Se 
realizó la recolección de la cal en el municipio de Vijes ubicado en el departamento 
del Valle del Cauca en Colombia. 
8.2.2 Muestreo aleatorio de los desperdicios (Cañamiza) del cultivo de 
Cannabis sativa sativa. 
Teniendo en cuenta que una hectárea de cultivo de Cannabis sativa sativa, tiene en 
promedio 10.000 plantas, se tomó una muestra aleatoria integrada por 23 
especímenes provenientes de un cultivo en la localidad de Toribio departamento del 
Cauca. Las plantas de la muestra estudiada habían sido cosechadas por 
productores locales y se adquirieron, una vez estas fueron aprovechadas para la 
obtención de las sustancias medicinales o para fines recreativos. Los especímenes 
33 
 
estudiados fueron sometidos a una serie de mediciones (longitud, diámetro y peso). 
Mediante este ejercicio se calculó el porcentaje de la biomasa producida en el cultivo 
que se puede aprovechar para la fabricación de los diversos elementos 
constructivos. 
8.2.3 Adecuación 
Para la medición de la humedad y el cálculo del aprovechamiento de la biomasa, no 
fue necesario realizar ninguna adecuación debido a que realizaron mediciones de 
la planta tal cual como se recibió, después de realizadas estas mediciones se 
procedió a quitar las raíces y mediante un triturador CID 125 se realizó la trituración 
del tallo para la obtención de las partículas (cañamiza) que se utilizaron para 
producción de las mezclas del hempcal, en la Figura 1 se presenta una imagen de 
este material después de la trituración del material. 
Figura 1 
Cáñamo triturado 
 
A la cal proveniente de Vijes no fue necesario realizar ninguna adecuación debido 
a que viene en bultos de plástico para así evitar la pérdida de humedad Figura 2. 
 
34 
 
Figura 2. 
Cal Hidratada. 
 
8.3 CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE PARTIDA 
El jueves 8 de octubre de 2020, se adquirió una muestra representativa y aleatoria 
integrada por 23 plantas de Cannabis tomadas de un campo de cultivo ubicado en 
la vereda El Manzano en el municipio de Toribio. 
La muestra fue transportada hasta la ciudad de Cali usando una certificación 
expedida por el director del Centro de Investigaciones en Territorio Construcción y 
Espacio CITCE de la Facultad de Artes Integradas de la Universidad del Valle, Dr. 
Ricardo Hincapié Aristizábal, señalando que el material se usaría dentro de la 
investigación titulada “Eco-materiales para la Industria de la Construcción en épocas 
de cambio climático”, proyecto aprobado por la Vicerrectoría de Investigaciones de 
la Universidad del Valle, con número de registro CI:3214 (ver Anexo A). 
Las plantas así aprovechadas que constituyen el material de descarte se 
trasportaron hasta Cali, se marcaron para poder identificarlas, y se pusieron a secar 
bajo techo para protegerlas del sol directo y de la humedad (Figura 3). 
 
35 
 
Figura 3. 
Productores. 
 
 
Posteriormente durante 3 semanas consecutivas, los sábados 17, 24 y 31 de 
octubre, se le tomo el peso y se midió el contorno del tallo en la base de cada una 
de las plantas para registrar el proceso de desecación. 
Una vez el material estuvo suficientemente seco se procedió al picado de los tallos 
y ramas para obtener un lote de cañamiza de Cannabis medicinal para ser 
empelado en la fabricación de bloques constructivos. 
Finalmente se midió la densidad aparente de las partículas troceadas del tallo 
(cañamiza) mediante el Método de Picnómetro, estos resultados se utilizaron para 
el diseño de las mezclas del hempcal. En la Figura 4 se muestra el picnómetro 
utilizado para la medición de los datos. 
 
36 
 
Figura 4 
Picnómetro. 
 
Se midió la humedad de la Cal, dejándola secar en un horno hasta obtener un peso 
constante y posteriormente se midió la densidad de este material mediante el 
Método de Picnómetro. 
 
8.4 DISEÑO DE LAS MEZCLAS 
En el proyecto de investigación “Aprovechamiento del tallo del cannabis para la 
producción de ecomateriales para la industria de la construcción.” de la Universidad 
del Valle, se realizaron mezclas donde se varió el porcentaje de tallo y cal para la 
producción de hempcal, en esta investigación se decidió replicar las mezclas con 
un 60% de tallo, las cuales presentan mayores resistencias a la compresión. El 
diseño de mezcla se presenta en la Tabla 2. 
 
37 
 
Tabla 2. 
Mezclas. 
% Tallo 60% 
Cal (g) 868,0 
Tallo (g) 189,9 
Agua (g) 304,0 
Fecha de fabricación 1/03/2022 
Fecha de ensayo 31/03/2022 
 
8.5 PRODUCCIÓN 
A continuación, se presente la Tabla 3 con el proceso de fabricación del hempcal, 
estos pasos se realizaron para cada una de las mezclas presentadas en la Tabla 2. 
Tabla3. 
Pasos para producción de hempcal. 
# ACTIVIDAD 
1 Se pesa la cantidad de cada material a utilizar. 
2 Se mezcla la cal con el agua hasta obtener una mezcla homogénea 
3 
Se adicionan las partículas de tallo a la pasta de cal con agua y se mezclan 
estos materiales hasta obtener su homogenización 
4 
Se vierte la mezcla en moldes de 5x5x5cm para la fabricación de los 
bloques de las muestras que se usan para los ensayos de compresión 
5 
Se desmoldan y se almacenan, posteriormente se realizan los ensayos de 
sus propiedades mecánicas. 
 
 
38 
 
Elaboración de las mezclas 
Una vez obtenido el material recolectado se procede a triturar los tallos de cáñamo 
(Figura 5 y Figura 6) y posteriormente a dividirlo en las diferentes cantidades que 
se van a utilizar para la elaboración de las mezclas. 
Figura 5 
Triturador del tallo de cáñamo. 
 
Figura 6. 
Tallo de cáñamo triturado 
 
 
39 
 
Cuando se realizó el triturado de los tallos de cáñamo y posteriormente dividirlos en 
las porciones estipuladas en la Tabla 3, se procede a mezclar la cal con agua (Figura 
7). 
Figura 7. 
Cal mezclada con agua. 
 
Posteriormente, se procedió a realizar las diferentes mezclas (Figura 8 y Figura 9) 
que están establecidas en la Tabla 2. 
Figura 8. 
Moldes para cada mezcla 
 
40 
 
Figura 9. 
Montaje en los moldes 
 
Una vez hecho el montaje, se espera hasta que cada una de las mezclas estén 
listas para realizar los ensayos mecánicos correspondientes, y hacer la elección de 
la mezcla óptima, según los resultados obtenidos. 
8.6 CARACTERIZACIÓN DEL HEMPCAL 
Se realizaron las mediciones de las propiedades térmicas del Hempcal de una 
manera continua y en función de la temperatura en el Laboratorio de Análisis 
Térmico de la Universidad Autónoma de occidente; bajo las técnicas de Calorimetría 
de Barrido Diferencial (DSC) a altas temperaturas y Termogravimetría (TGA). Cada 
una de las mediciones se programó en un rango de temperatura controlada desde 
25 a 600°C para el análisis de termogravimetría y espectrómetro de masa y para el 
análisis de calorimetría de barrido las temperaturas empleadas fueron desde -50°C 
a 600°C. Todas a una rapidez de 10 ºC/min, lo cual tomó por medición alrededor de 
1 hora, el gas que se usó en las medidas fue nitrógeno. 
La preparación de una muestra para este análisis consiste en la adición de una 
pequeña cantidad del material a estudiar (aproximadamente entre 3 y 20 mg) sobre 
una cápsula de aluminio y platino que está, a su vez, suspendida de un alambre en 
forma de ganzúa, quedando en el interior del horno, el cual está aislado del exterior 
mediante un tubo de vidrio. La capsula es seleccionada de manera que las 
temperaturas elegidas para el muestreo no la alteren, ya que esto podría afectar los 
resultados. Es indispensable realizar un análisis detallado de las gráficas 
resultantes, teniendo en cuenta las principales características como la forma y 
estructuras, tasa de la variación de la masa y derivada de las curvas generadas. 
41 
 
8.7 ANÁLISIS TERMOGRAVIMÉTRICO (TGA) 
Es una técnica en la que el peso de una muestra se mide como función de la 
temperatura, al tiempo que se somete a un régimen de calentamiento controlado 
(Barroso, 2020). El equipo que implementa esta técnica se muestra en la Figura 10. 
Figura 10. 
Termogravímetro TA Instruments TGA Q500, 
 
Nota. Disponible en el laboratorio de análisis térmico de la Universidad Autónoma 
de Occidente. 
El instrumento corrientemente usado en termogravimetría (TGA) es la 
termobalanza, que consiste en una balanza de precisión, un horno controlado 
mediante un programador de temperatura y un registrador de datos. El porta-
muestras se encuentra dentro del horno, suspendido directamente de la balanza 
(Figura 11). 
 
42 
 
Figura 11. 
Esquema de termo-balanza 
 
Nota. Tomado de: Thermal analysis: fundamentals and applications to polymer 
science. por: T Hatakeyama,; F X Quinn, (1955). 
El resultado de un análisis TG es una gráfica llamada curva termogravimétrica, la 
cual ilustra el cambio de masa (∆m) expresado porcentualmente sobre el eje Y en 
función de la temperatura (T) o el tiempo (t), que son representados en el eje X. Las 
reacciones se caracterizan por dos temperaturas: La temperatura de 
descomposición procedimental inicial (Ti), que representa la menor temperatura a 
la cual inicia el proceso de cambio de masa de la muestra; y la temperatura de 
descomposición procedimental final (Tf), que representa la menor temperatura en la 
cual el proceso de cambio de masa ha terminado completamente (Barroso, 2020). 
Es en este punto en el que la gráfica se estabiliza (Figura 12). 
 
43 
 
Figura 12. 
Curva resultante del TG 
 
Nota. Tomado de: Thermal analysis: fundamentals and applications to polymer 
science. por: T Hatakeyama,; F X Quinn, (1955). 
Para interpretar las gráficas del TGA, existen siete categorías de curvas (Figura 13) 
que sirven como una herramienta de punto de partida para facilitar el análisis de los 
resultados. 
Figura 13. 
Categoría de curvas del TGA 
 
Nota. Tomado de: Thermal analysis: fundamentals and applications to polymer 
science. por: T Hatakeyama,; F X Quinn, (1955). 
44 
 
 Curva (A): la masa no varía entre en el rango de temperaturas, lo que indica que 
la muestra es estable térmicamente dentro de este rango. 
 Curva (B): se distinguen por tener pérdida de masa inicialmente, seguida de una 
estabilización de la gráfica. Dicha pérdida de masa indica la presencia de procesos 
como la evaporación de los componentes volátiles, los procesos de secado y de 
desorción que dan lugar a este tipo de comportamientos. Si se realiza un segundo 
barrido de la muestra debe presentarse una curva tipo A. 
 Curva (C): indica la presencia de una única reacción de descomposición, donde 
las temperaturas iniciales y final de descomposición se emplean para caracterizar 
la curva. 
 Curva (D): esta curva presenta varios estados de degradación, los cuales son 
definidos por las temperaturas. 
 Curva (E): se presenta un proceso amplio de degradación a lo largo del barrido 
experimental. En este caso se debe emplear una técnica complementaria, como por 
ejemplo Calorimetría de Barrido Diferencial, con el fin de ahondar en el 
comportamiento de la muestra en función de la temperatura. 
 Curva (F): si la muestra es expuesta a la atmosfera exterior, se puede presentar 
un incremento de masa. Las reacciones de oxidación superficial pertenecen a esta 
categoría. 
 Curva (G): en esta curva se observa ganancia y pérdida de masa, lo cual es poco 
usual. Sin embargo, puede presentarse en procesos de oxidación superficial 
continuado por la descomposición de los productos reactantes. 
8.8 CALORIMETRÍA DIFERENCIAL DE BARRIDO (DSC) 
Esta técnica es utilizada para mediciones cuantitativas de cambios energéticos a 
bajas y altas temperaturas. La DSC mide la energía que debe ser aplicada, para 
mantener iguales las temperaturas de la muestra y una de referencia Figura 14) 
durante un cambio de fase. En esta técnica, la muestra no necesita una preparación 
especial, ya que solo se debe ubicar el material (no más de 30mg) en el porta-
muestras y elegir una muestra de referencia que no genere una transición de fase 
durante el proceso (Guitterman y Halpern, 2004). 
45 
 
Figura 14. 
Termocuplas del DSC. 
 
Nota. Tomado de: Phase Transitions: A brief account with modern applications. Por 
M Guitterman, y V Halpern, , 2004. 
Esta técnica suministra datos cuantitativos y cualitativos sobre los procesos 
endotérmicos (absorción de calor) y exotérmicos (liberación de calor) procesos de 
los materiales que durante la transición física son causados por cambios de fase, 
fundición, oxidación y otros cambios relacionados con el calor. Los resultados que 
se obtienen de un DSC es una curva de flujo calórico versus temperatura o tiempo 
(Figura 15). 
Figura 15. 
Curvas resultantes del DSC 
 
Nota. Tomado de: Thermal analysis:fundamentals and applications to polymer 
science. por: T Hatakeyama,; F X Quinn, (1955). 
46 
 
Esta técnica permite determinar la entalpía de las transiciones, la cual es calculada 
directamente por el software, utilizando los efectos sobre y debajo de la curva 
resultante. La entalpía se calcula mediante la integración del pico que representa 
una transición de fase, la expresión para dicho cálculo se ve en la ecuación (1). 
𝜟𝑯 = 𝑲𝑨 
Ecuación 1 
 𝛥𝐻 (Entalpía de la transición). 
 𝐾 (Constante calorimétrica). 
 𝐴 (Área bajo la curva). 
 
La constante K es un factor de conversión eléctrico, lo cual indica que no depende 
las características del material, además ésta varía con el instrumento empleado. Por 
otro lado, el cambio de la entalpía, mostrada en la expresión anterior, presenta 
características según la reacción que se presente, así: 
Cuando el cambio en la entalpía para la reacción es mayor a cero (∆𝐻 > 0: el 
calentador de la muestra se activa y la señal correspondiente se obtiene dando lugar 
a un cambio endotérmico. 
Cuando el cambio exotérmico con entalpía de reacción es menor a cero (∆𝐻 < 0): 
el calentador de la referencia se activa para equilibrar las temperaturas de la 
muestra y la referencia. 
En las mediciones DSC se utilizó un Calorímetro de Barrido Diferencial Q2000 (TA 
Instruments) del Laboratorio de Análisis Térmico de la Universidad Autónoma de 
Occidente, El DSC Q2000 (Figura 16), trabaja en conjunto con un controlador y un 
software asociado que caracteriza el sistema de análisis térmico. 
 
47 
 
Figura 16. 
Calorímetro de barrido diferencial Q2000, Laboratorio de Análisis Térmico de la 
Universidad Autónoma de Occidente. 
 
 
 
48 
 
9. RESULTADOS Y ANÁLISIS 
A continuación, se presentan los resultados obtenidos en la investigación. 
9.1 CARACTERIZACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMA 
El grupo de plantas recolectadas para su aprovechamiento, fueron pesadas con una 
balanza mecánica en el sitio del cultivo, arrojando como resultado un peso total de 
39,00 kg, con un valor promedio de 1,69 kg por planta. Una vez fueron 
aprovechadas, es decir después de retirar de ellas los “moños” representados por 
las flores, meristemos apicales y las hojas que se usan en la extracción de los 
compuestos de interés (THC y CBD), se volvieron a pesar para conocer el peso de 
los residuos de la cosecha. Las partes removidas de interés para los productores 
corresponden a 19,00 kg, equivalentes al 48,79% del peso total, quedando 20,00 
kg de material vegetal de descarte, integrado por tallos, ramas sin hojas y raíces 
que equivalen al 51,21%, estos resultados se pueden ver en la Tabla 4. 
Tabla 4. 
Medidas de las plantas de cáñamo. 
# Planta Grosor cuello raíz (cm) 
Grosor Intermedio 
(cm) 
Grosor terminal 
(cm) 
Altura 
(m) Peso (g) 
1 9,6 5,4 3,8 2,1 984,3 
2 10,3 6,2 4,0 2,1 930,4 
3 10,5 7,1 4,0 1,9 824,5 
4 9,4 4,4 2,9 1,5 745,6 
5 9,2 4,9 2,7 1,8 683,9 
6 8,3 4,3 3,1 1,7 533,3 
7 9,3 4,1 3,0 1,9 526,6 
8 8,2 3,8 2,8 1,8 503,7 
9 8,6 4,1 3,1 1,9 502,2 
10 8,7 3,7 2,2 1,3 481,4 
11 7,7 4,3 3,2 1,8 443,1 
12 7,6 4,2 2,8 1,8 430,7 
13 9,2 5,4 3,3 1,4 400,4 
14 7,1 5,3 3,1 1,7 376,3 
 
49 
 
Tabla 4. (Continuación) 
# Planta Grosor cuello raíz (cm) 
Grosor Intermedio 
(cm) 
Grosor terminal 
(cm) 
Altura 
(m) Peso (g) 
15 7,3 3,7 3,0 1,5 338,4 
16 9,4 3,6 2,7 1,4 301,6 
17 6,9 4,1 2,9 1,5 293,0 
18 6,3 3,9 2,6 1,5 283,3 
19 10,5 4,7 3,4 1,4 270,7 
20 7,2 4,2 2,9 1,4 270,7 
21 6,3 3,6 2,8 1,5 270,0 
22 6,2 3,1 2,3 1,2 225,0 
23 5,9 3,7 2,3 1,3 219,3 
 Total - 10838,4 
 Promedio 1,6 471,2 
 Varianza 0,1 47973,9 
 Desviación 
estándar 0,3 223,9 
 
 
Según los datos de la Tabla 4, las plantas una vez cosechadas varían entre 2,10 m 
y 1,23 de altura, con una altura media de 1,52 m y su peso varía entre 984,3 y 219,3 
g con peso promedio de 486,68 g; se puede decir que el 50% aproximadamente de 
la biomasa total obtenida en un campo de cultivo de Cannabis medicinal, constituye 
los residuos de cosecha que pueden ser valorizados y aprovechados. Una hectárea 
produce entre 2 y 2,5 ton/ha, igual cantidad de residuos de cosecha en peso 
húmedo, representados por tallos, ramas y raíces se podrían aprovechar en la 
producción de fibras para diversos fines. 
Como se observa en la Figura 17, hay mayor cantidad de plantas con un peso en el 
rango de 219 - 519 g, mientas la que menos plantas hay es en las plantas que pesan 
entre 969 - 1119 g. 
 
50 
 
Figura 17. 
Frecuencia del peso con respecto a la cantidad de plantas. 
 
Se midió la densidad de la cal y la cañamiza obtenida del tallo de cannabis 
medicinal. Se midió esta densidad 5 muestras para cada material, reportando 
valores de 1,077 ± 0,051 y 1,345 ± 0,021 g/cm3 respectivamente. Estos datos se 
utilizaron para el diseño de la mezcla de Hempcal. 
9.2 ANÁLISIS TÉRMICO 
Para realizar un análisis térmico fue necesario realizar Termogravimetría y 
Calorimetría diferencial de barrido. 
9.2.1 Termogravimetría (TGA) 
Se realizó una prueba de termogravimetría en el material de estudio, que permitió 
examinar los cambios del peso del material en prueba, en este caso, el hempcal, 
que nos permitió caracterizar la descomposición y estabilidad térmica del material, 
debido a una pérdida o aumento en la masa. 
51 
 
Figura 18. 
Termogravimetría del hempcal 
 
En el termograma de la Figura 18, se aprecia en color verde, la relación entre el 
comportamiento del peso de la muestra (eje vertical izquierdo) en función de la 
temperatura (eje horizontal), en color azul se observa la curva correspondiente a la 
derivada del peso (eje vertical derecho) en función de la temperatura. En cuanto al 
comportamiento del peso, se observan tres zonas de variación, correspondientes a 
la deshidratación del material (21°C < T < 280°C), seguida de la descomposición 
(280°C < T < 600°C) y por último la degradación del material (600°C < T < 800°C). 
En la zona de deshidratación, el material pierde un 4,8% de su peso el cual se 
atribuye al contenido de agua superficial y parte de agua estructural; en la zona de 
descomposición el material pierde un 14,1% de masa correspondiente a la 
descomposición y liberación de algunos de sus componentes constitutivos; 
finalmente en la etapa de degradación el material pierde un 30,0% adicional de su 
peso, el cual se atribuye a la liberación de constituyentes, combustión del material 
orgánico y ruptura de la cal en agua y óxido de calcio (Elfordya et al., 2008). 
 
52 
 
9.2.2 Calorimetría diferencial de barrido 
Se realizó una prueba de Calorimetría diferencial de barrido, que cosiste en la 
diferencia de calor de nuestra muestra, con una referencia obtenida, y esta es 
medida a función de la temperatura, cuando nuestra muestra está experimentado 
una transición de fase. La muestra y la referencia son mantenidas aproximadamente 
a la misma temperatura a través de todo el experimento. 
Figura 19. 
Calorimetría diferencial de barrido. 
 
El termograma de la Figura 19 muestra la relación entre el flujo de calor o energía 
absorbida o liberada por el material en función de la temperatura entre -50 °C y 500 
°C; encontrándose dos anomalías de carácter endotérmico (Absorción de calor) y 
tres anomalías de carácter exotérmico (liberación de calor). La primera anomalía de 
carácter endotérmico se encuentra entre 53,27 °C y 110 °C; coincidiendo con la 
deshidratación observada en el TGA, esta transición obedece a evaporación de 
contenido acuoso superficial y requirió una energía de 1,562 J/g; la segunda 
anomalía endotérmica se encuentra entre 110°C y 270,36 °C correspondiente a 
evaporación de contenido acuoso estructural y reorientación de partículas debido a 
la descomposición del material requiriendo una energía de 152,8 J/g para efectuar 
dicha transición; la tercera anomalía de carácter exotérmico se presentó entre 
270,36 °C y 311,82 °C, con una necesidad energética de 6,804 J/g ésta transición 
53 
 
se atribuye a reacción de oxidación dela muestra con oxígeno liberado en su 
proceso de descomposición, así como un poco de energía liberada para disminuir 
tensiones del proceso de producción; la cuarta anomalía de carácter exotérmico se 
presentó entre 311,82 °C y 380 °C empleando 15,73 J/g esta transición obedece a 
procesos de oxidación y liberación de tensiones más fuertes en el material; 
finalmente la quinta anomalía se presenta entre 390 °C y 475 °C con una liberación 
energética de 6,114 J/g, dado que se encuentra en el rango de descomposición, 
esta anomalía se atribuye a procesos de oxidación, liberación de tensiones y 
combustión del material orgánico (Lucolano et al., 2018). 
9.2.3 Ensayo de conductividad térmica 
Se utilizaron 3 termocuplas, para medir la temperatura exterior, la del centro y la 
interior, también, se utilizó un bombillo de 100 watts, se puso un tubo de PVC, para 
concentrar la energía en este caso el calor, la termocupla del exterior tuvo un 
resultado de 110 °C, la del centro quedó en 29 °C y la del interior quedo en 24 °C, 
el montaje se muestra en la Figura 20. 
Figura 20. 
Prueba de conductividad en el hempcal 
 
 
54 
 
10. ENSAYO DE COMPRESIÓN 
Para la prueba de compresión se utilizó una prensa hidráulica de 40 t o 80.000 PSI, 
esta prensa está ubicada en un taller de la Universidad del Valle, de la ciudad de 
Cali, al tener la prensa se procedió a medir la fuerza N que resiste el bloque de 
cañamiza-cal antes de fracturarse. En la Figura 21 se observa los resultados de 
cada una de las muestras. 
Figura 21. 
Resultados de la prueba de compresión realizadas a 5 cubos del material con la 
mezcla del 60% de cañamiza. 
 
En promedio, la resistencia a la compresión de estas muestras es de 0,32 ± 0,05 
MPa. Ese comportamiento muestra una clara tendencia; sin embargo, se puede 
inferir que los bloques no son totalmente homogéneos. También se puede observar 
que en la mayoría de los casos, luego del inicio de la deformación inelástica, la 
deformación no implica la fractura de la muestra evaluada, sino que conlleva un 
aumento continuo de la tensión, demostrando que el material presenta plasticidad y 
55 
 
se deforma con la compresión, este fenómeno de compactación es similar al que se 
presenta en algunos materiales altamente porosos bajo este tipo de esfuerzos, lo 
cual es una característica aceptable para un material que se piensa usar en paredes 
o muros no portantes (Elfordya et al., 2008). 
10.1 COSTOS TOTALES DE LA PRODUCCIÓN 
En la Tabla 6 se presentan los precios de los materiales y servicios requeridos para 
producir el “hemocal”, teniendo en cuenta que se empleó una trituradora con una 
potencia de 2,271 KW y un rendimiento de 200 Kg/h. En la Tabla 7 se presentan los 
costos para la elaboración de bloques de “hempcal” con 60% cañamiza - 40% cal 
(mezcla 4). 
Tabla 5. 
Costos de producción. 
Materiales y servicios Costo Cantidad (Kg) Peso/Kg 
Cal $ 30.000 25 $ 1.200 
Agua $ 3.263,8 1000 $ 3,264 
Energía* $ 2.633 200 $ 13,17 
*Energía necesaria para triturar la cañamiza. 
Tabla 6. 
Costos de producción para la mezcla 4. 
Costo de producción para la mezcla 4 
Materiales y servicios Cantidad (Kg) Costo 
Agua 0,304 $ 364,8 
Cal 0,868 $ 2,8 
Energía* 0,1899 $ 2,5 
Total 1,3619 $ 370,1 
Precio por Kg $ 271,8 
*Energía necesaria para triturar la cañamiza. 
10.2 BENEFICIOS AMBIENTALES 
Desde el punto ambiental se abordan las temáticas de ecología industrial y 
economía circular, ya que en este proceso, se está dando valor a un producto como 
56 
 
los tallo del cáñamo y de la marihuana medicinal y recreativa que se consideran 
residuos, los cuales se pueden recuperar para la elaboración de un material de 
construcción como el hempcal, lo cual tiene un impacto ambiental positivo, al 
valorizar un material como la cañamiza, que generalmente se desperdicia después 
de haberse cultivado especialmente en el caso de las plantaciones dedicadas a la 
extracción de los principios activos para fines medicinales y recreativos. 
Mediante esta estrategia no solo se generan menos residuos, sino que también se 
obtiene un material con buenas características para la producción de materiales de 
construcción livianos, baratos que permiten el aislamiento térmico y acústico de las 
edificaciones construidas con ellos, y a su vez, ocasionando ahorros importantes en 
los materiales de construcción en un escenario de aumento creciente de precios 
especialmente en los dos últimos años. 
En este caso de estudio, se aplica un concepto muy importante desde la economía 
circular que es el de extender la vida útil al producto lo mayor posible, y así poder 
reutilizar, reparar, renovar y reciclar materiales y productos existentes todas las 
veces que sea posible para crear un valor añadido. 
 
57 
 
11. CONCLUSIONES 
Los residuos de cosecha aprovechables de Cannabis medicinal en Toribio, Cauca 
representaron aproximadamente el 50% de la biomasa total producida en los 
campos de cultivo, lo que demostró el gran potencial industrial que tienen los 
bloques de “hempcal” al convertir este residuo en una potencial fuente de ingresos 
y sobre todo en una oportunidad para aportar a la sostenibilidad y el desarrollo 
ambiental. 
Los bloques de “hempcal” demostraron ser un material de fácil desarrollo, de bajo 
costo y gran beneficio ambiental, afectando positivamente los futuros entornos 
construidos al reducir la huella de carbono. 
Las propiedades térmicas del “hempcal” evidenciaron que la incorporación de 
cañamiza de Cannabis conduce a una disminución importante de la conductividad 
térmica. En cuanto a las propiedades mecánicas, la resistencia a la compresión 
indicó que los bloques no podrán soportar grandes esfuerzos, lo que limita su uso a 
paredes o muros no portantes. 
En esta investigación se demostró que los bloques de “hempcal” apuntan a ser una 
opción viable para implementar los residuos de Cannabis sativa sativa, tanto 
recreativa como medicinal ya que demostraron tener propiedades óptimas para ser 
llevados a la industria, son de fácil implementación ya que no requieren una gran 
inversión y pueden representar una gran contribución al desarrollo de actividades 
productivas que pueden orientarse hacia la ecología industrial y la economía 
circular. 
 
https://www-sciencedirect-com.bd.univalle.edu.co/topics/engineering/carbon-accounting
58 
 
12. RECOMENDACIONES 
Dada la relativa cercanía de las fuentes de los dos materiales la Cal y la Cañamiza 
de Cannabis, fundamentales para la fabricación de bloques constructivos el primero 
de ellos en Vijes, Valle de Cauca y el segundo en la zona del norte del Cauca se 
podría implementar un ensayo piloto de producción de bloques de hempcal en 
alguno de los municipios norte caucanos para la construcción de vivienda con las 
mismas comunidades indígenas que desarrollan los cultivos, teniendo en cuenta 
que algunas de las características de los materiales tales como el aislamiento 
térmico, el bajo peso del material, el carácter alcalino de la cal hidratada (hidróxido 
de calcio [Ca(OH)2], que forma una solución de pH >12, confiriéndole a los bloques 
propiedades bactericidas siendo reducida la aparición de plagas hormigas, 
chinches, cochinillas, mohos y bacterias en las paredes de las viviendas, debido a 
la alta alcalinidad de la cal, y finalmente a valorización de los residuos facilitarían la 
construcción de vivienda 
Buscar un acercamiento formal a través de un convenio entre las dos universidades 
UAO-Univalle para continuar con las investigaciones en la línea de nuevos 
materiales en los que podrían participar la Facultad de Ciencias Básicas y el 
laboratorio de Termogravimetria por parte de la UAO, y el laboratorio de ingeniería 
de materiales y el CITCE de Univalle, a través de nuevos proyectos y trabajo de 
grado. 
 
 
59 
 
REFERENCIAS 
Aggarwal, L. K. (1995). Compuestos de cemento reforzado con bagazo. 
Compuestos de cemento y hormigón,