03 2012 ENRIQUE ROBERTO ALVAREZ CASTILLA anexo

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ANEXO A
A.1.- Valores obtenidos de los módulos
de resistencia a compresión.
A continuación se muestran los valores obtenidos de las pruebas del laboratorio
realizadas en el Instituto de Ecología de la Ciudad de Xalapa, donde se ensayaron
196 muestras con diferentes características de diámetro, altura y espesor. Esto
tiene el objetivo de conocer la variación que arrojan los resultados de las pruebas y
establecer los criterios para el diseño de piezas de bambú a compresión simple y su
probable mecanismo de falla en las conexiones con este material:
h/e=2 BASAL
Desviación
Desviación
No. de Muestras
3
2
Promedio
2
1
300-350
351-400
401-450
451-500
Rango de Fatigas (kg/cm2)
Gráfica A.1-1
NOMENCLATURA
h/e =
h/d =
d/n =
b/n =
m/n =
altura de la muestra (cm.) / espesor (cm.)
altura de la muestra (cm.) / diámetro promedio (cm.)
distal con nudos
basal con nudos
medial con nudos
Basal = Parte inferior del culmo.
Medial = Parte intermedia del culmo.
Distal = Parte más alejada del culmo.
111
h/e=2 MEDIAL
Desviación
Desviación
No. de Muestras
3
Promedio
2
2
301-400
401-500
501-600
Rango de Fatigas (kg/cm2)
Gráfica A.1-2
h/e= 8 MEDIAL
3
Desviación
Desviación
No. de Muestras
Promedio
2
2
1
0
501-600
601-700
701-800
801-900
Rango de Fatigas (kg/cm2)
Gráfica A.1-3
112
901-1000
h/e= 8 DISTAL
Desviación
Desviación
No. de Muestras
2
2
Promedio
1
401-500
501-600
1
1
601-700
701-800
1
801-900
901-1000
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-4
h/e=8 BASAL
No. de Muestras
3
Desviación
Desviación
Promedio
1
1
1
0
251-300
301-350
351-400
401-450
451-500
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-5
113
h/d= 1 BASAL
Desviación
Desviación
8
Promedio
No. de Muestras
6
3
3
1
451-500
501-550
551-600
601-650
651-700
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-6
h/d=1 DISTAL
Promedio
3
1
1101-1200
1001-1100
901-1000
801-900
700-800
601-700
501-600
401-500
0
1
0
0
0
0
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-7
114
1601-1700
1
1501-1600
1
1401-1500
3
Desviación
1301-1400
3
5
1201-1300
No. de Muestras
Desviación
h/d= 1 MEDIAL
Desviación Desviación
No. de Muestras
6
Promedio
5
4
3
3
301-350
351-400
401-450
451-500
501-550
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-8
M/N MEDIAL CON NUDOS
No. de Muestras
Desviación
Desviación
3
Promedio
2
2
1
151-250
251-350
351-450
451-500
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-9
115
D/N DISTAL CON NUDOS
Desviación
4
Desviación
No. de Muestras
Promedio
2
251-350
351-450
1
1
451-550
551-650
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-10
B/N BASAL CON NUDOS
Desviación
Desviación
No. de Muestras
4
2
2
201-300
301-400
Rango de Fatigas (Kg/cm 2)
Gráfica A.1-11
116
Promedio
401-500
h/e=2 DISTAL
Desviación Desviación
5
No. de Muestras
4
Promedio
4
3
2
651-700
601-650
1
551-600
501-550
451-500
401-450
351-400
1
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-12
h/e=4 MEDIAL
Desviación
Desviación
Promedio
No. de Muestras
2
2
1
281-380
1
381-480
481-580
581-680
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-13
117
h/d=2 BASAL
Desviación
9
Desviación
No. de Muestras
Promedi
o
5
3
2
341-370
371-400
2
401-430
431-460
461-490
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-14
h/e=4 BASAL
Desviación
Desviación
No. de Muestras
3
Promedio
1
1
251-300
301-350
1
351-400
401-450
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-15
118
h/e=4 DISTAL
Desviación
Desviación
No. de Muestras
2
Promedio
1
1
0
251-350
0
351-450
451-550
551-650
651-750
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-16
h/d=2 DISTAL
6 Desviación
Desviación
No. de Muestras
5
Promedio
3
2
801-900
701-800
601-700
501-600
1
401-500
301-400
1
Rango de Fatigas (Kg/cm2)
Gráfica A.1-17
119
h/e = 2
BASAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
2
3
4
5
6
9350
10716
8531
9689
6173
11152
21,75
29,63
25,4
24,58
19,311
23,68
429,88
361,66
335,86
394,18
319,66
470,94
Pandeo Interno
Aplastamiento
Pandeo Interno
Pandeo Interno
Agrietamiento
Agrietamiento
7
7339
16,485
445,19
Pandeo Interno Aplastamiento
8
8695
23,88
364,112
Pandeo Interno Aplastamiento
FALLA
Cuadro A.1-1
h/e = 2
MEDIAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
1
2
3
4
5
6
7
4025
3506
6311
6033
3151
10033
4590
9,56
11,32
11,025
14,89
7,3
19,97
13,98
421,025
309,71
572,42
405,17
431,64
502,4
330,21
Pandeo
Pandeo
Pandeo
Pandeo
Pandeo
Pandeo
Pandeo
Interno
Interno
Interno
Interno
Interno
Interno
Interno
Cuadro A.1-2
h/e = 8
MEDIAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
1
2
3
4
5
12500
8350
9250
10000
10600
20,84
12
9,89
12,99
14,506
599,8
695,83
935,28
769,82
730,73
6
7200
11,13
646,9
7
11200
11,61
964,68
Aplastamiento –
Pandeo Interno
8
8625
13,56
636,06
Aplastamiento
Cuadro A.1-3
120
FALLA
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento –
Pandeo Interno
h/e = 8
DISTAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
2
3
4
5
6
7
8
7000
5600
4620
7500
6760
3820
4200
7120
7,69
8,63
8,32
8,72
7,55
6,43
10,17
9,93
910,27
648,89
555,22
860,09
895,36
594,09
412,97
717,01
Aplastamiento
Aplastamiento
Pandeo Interno
Agrietamiento
Aplastamiento
Agrietamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Cuadro A.1-4
h/e = 8
BASAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
2
3
4
5
6
10250
8600
10040
10750
8900
8250
32,46
24,8
33,91
22,18
23,55
26,48
315,77
346,77
296,07
484,67
377,91
311,55
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Cuadro A.1-5
121
h/d = 1
BASAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
12000
25,72
466,56
Aplastamiento
2
3
4
5
6
16100
23,72
678,75
Aplastamiento
16650
18550
27,4
26,77
607,66
692,93
Aplastamiento
Aplastamiento
18000
15050
29,74
21,99
605,24
684,4
Aplastamiento
Aplastamiento
7
8
15175
26,55
571,56
Aplastamiento
16050
18750
24,5
30,83
655,1
608,17
Aplastamiento
Aplastamiento
11
16675
15550
26,26
29,69
634,99
523,74
Aplastamiento
Aplastamiento
12
13
14350
18300
22,33
32,5
642,63
563,07
Aplastamiento
Aplastamiento
14
15
16
17
18
16300
33,46
487,14
Aplastamiento
12000
17600
20,6
26,38
582,52
667,172
Aplastamiento
Aplastamiento
13150
16500
28,88
23,96
455,33
688,64
Aplastamiento
Aplastamiento
19
20
16125
25,19
640,13
Aplastamiento
14500
16075
21,76
24,34
666,36
660,43
Aplastamiento
Aplastamiento
9
10
21
Cuadro A.1-6
122
h/d = 1
DISTAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5450
4500
5080
7520
5880
4320
6940
4830
4940
4920
4050
6650
5,18
8,83
7,54
12,06
11,54
5,07
14,01
6,85
6,71
10,048
8,95
8,79
1052,12
509,62
673,74
623,54
509,53
852,07
495,36
705,1
736,21
489,64
452,51
756,54
Pandeo Interno
Pandeo Interno
Pandeo Interno
Pandeo Interno
Pandeo Externo
Pandeo Externo
Pandeo Interno
Aplastamiento
Pandeo Interno
Aplastamiento
Agrietamiento
Pandeo Interno
13
5500
3,32
1656,62
Aplastamiento –
Pandeo Externo
14
9850
12,43
792,43
Aplastamiento –
Pandeo Externo
15
6080
5,44
1117,64
Aplastamiento –
Pandeo Externo
16
6620
9,73
680,36
Aplastamiento –
Pandeo Externo
17
6960
12,59
552,81
Pandeo Externo
18
5900
7,41
796,22
Aplastamiento –
Pandeo Externo
Cuadro A.1-7
123
h/d = 1
MEDIAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
6800
7850
6950
5600
7100
6650
7360
7520
6300
6700
6840
6110
5460
5828
6130
7300
7310
6680
8750
7120
5110
21,82
19,92
15,849
16,43
18,957
18,016
19,77
17,827
16,045
14,318
18,588
13,776
10,471
19,02
11,304
14,27
15,61
15,16
18,25
14,13
12,52
311,64
394,04
438,51
340,83
374,53
369,11
372,28
421,87
392,64
467,94
367,97
443,52
521,44
306,41
542,28
511,56
468,28
440,63
479,45
503,89
408,14
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Cuadro A.1-8
M/N MEDIAL CON NUDOS
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
6350
19,66
322,99
Pandeo Interno
2
3
4
5
6
8467
5097
4818
5315
5620
21,03
15,637
12,14
14,42
11,68
402,61
325,95
396,86
368,58
481,16
Pandeo
Pandeo
Pandeo
Pandeo
Pandeo
7
2006
12,96
154,78
Pandeo Interno
8
3978
16,265
244,57
Pandeo Interno
Cuadro A.1-9
124
Interno
Interno
Interno
Interno
Interno
D/N DISTAL CON NUDOS
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
2
3
3123
3350
4260
8,25
6,56
11,22
378,54
510,67
379,67
Pandeo Interno
Pandeo Interno
Pandeo Interno
4
3750
13,15
285,17
Aplastamiento –
Pandeo Interno
5
6
7
5850
3180
2620
10,13
7,94
7,77
577,49
400,5
337,19
Pandeo Interno
Pandeo Interno
Pandeo Interno
8
4500
12,148
370,43
Pandeo Interno
Cuadro A.1-10
B/N BASAL CON NUDOS
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
2
3
4
11693
6726
5277
7444
30,62
22,97
18,37
21,33
381,87
292,81
287,57
348,99
Pandeo Interno
Agrietamiento
Aplastamiento
Pandeo Interno
5
2212
31,22
391,15
Pandeo Interno –
Aplastamiento
6
7
8
8988
10324
7303
28,39
22,62
16,39
316,59
456,41
455,57
Pandeo Interno
Pandeo Interno
Pandeo Interno
Cuadro A.1-11
125
h/e = 2
MEDIAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
2
8600
9000
23,75
22,43
362,1
401,24
Aplastamiento
Aplastamiento
3
4
5
6
7
8
9
8500
8850
6750
9750
6600
10625
8877
18,59
18,59
13,4
17,15
16,13
19,76
14,36
457,23
476,06
503,73
568,51
409,17
537,7
618,17
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
10
11
12
13
14
8500
9800
8750
8300
9200
12,26
25,91
21,7
17,36
14,41
693,31
378,23
403,22
478,11
638,44
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
15
16
17
18
19
9200
7825
8750
5200
6150
22,16
16,49
23,27
12,34
16,13
415,16
474,53
376,02
421,39
381,27
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
20
7850
14,97
524,38
Aplastamiento
Cuadro A.1-12
h/e = 4
MEDIAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
7500
15,28
490,83
Aplastamiento
2
8100
21,12
383,52
Aplastamiento
3
7200
20,26
355,38
Aplastamiento
4
5
6250
7000
9100
15,13
13,32
14,41
413,08
525,52
631,5
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
6
Cuadro A.1-13
126
h/d = 2
BASAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
2
3
4
5
14550
12850
12450
11150
10900
30,83
35,09
27,96
26,93
26,43
471,94
366,26
445,27
414,03
412,41
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
11400
10750
10250
15500
11025
14750
10175
11550
10050
11275
12250
10400
11650
11200
12500
23,98
23,84
29,65
35,57
30,15
32,72
23,27
26,22
25,60
25,75
27,12
25,39
25,99
29,15
29,34
475,39
450,92
345,69
435,76
365,67
450,79
435,38
440,50
392,57
437,86
451,69
409,61
449,63
384,21
426,03
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
Aplastamiento
21
11125
25,92
429,20
Aplastamiento
Cuadro A.1-14
h/e = 4
BASAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
13600
34,13
398,47
Aplastamiento
2
13325
31,32
425,44
Aplastamiento
3
14625
29,68
492,75
Aplastamiento
4
5
11100
8850
40,06
20,51
277,08
431,49
Aplastamiento
Aplastamiento
6
11450
28,27
405,02
Aplastamiento
Cuadro A.1-15
127
h/e = 4
DISTAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
4750
8,82
538,54
Aplastamiento
2
2750
8,32
330,52
Aplastamiento
3
4100
8,02
511,22
Aplastamiento
4
5500
8,16
674,01
Aplastamiento
Cuadro A.1-16
h/d = 2
DISTAL
MUESTRA
CARGA
(Kg.)
ÁREA PROMEDIO
(cm2)
FATIGA CRÍTICA
( Kg/ cm2 )
FALLA
1
4350
10,02
434,13
Aplastamiento
2
6500
7,72
841,96
Aplastamiento
3
3400
7,79
436,45
Aplastamiento
4
5450
7,93
687,26
Aplastamiento
5
3000
6,84
438,59
Aplastamiento
6
3950
9,11
433,58
Aplastamiento
7
5525
8,24
670,50
Aplastamiento
8
3250
7,70
422,07
Aplastamiento
9
5675
7,94
714,73
Aplastamiento
10
5250
8,86
592,55
Aplastamiento
11
4850
7,94
610,83
Aplastamiento
12
13
5150
2325
8,24
7,69
625
302,34
Aplastamiento
Aplastamiento
14
5050
7,57
667,10
Aplastamiento
15
5225
9,15
571,10
Aplastamiento
16
4250
9,80
433,67
Aplastamiento
17
4850
9,03
537,09
Aplastamiento
18
5100
6,85
744,52
Aplastamiento
Cuadro A.1-17
128
A.2.- Valores obtenidos de los modelos de Resistencia al
esfuerzo cortante en el sentido de las fibras.
En relación con estos modelos de resistencia, a continuación tenemos diversas
muestras con características y condiciones físicas similares a fin de obtener los
resultados necesarios para la interpretación conveniente para este estudio.
MUESTRA No.1
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Corte paralelo a la fibra
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Columnas de Tarjeta:
Superficie de
Corte:
1)
Radial ( )
5,72cm2
Tangencial ( x )
Dimensiones: Altura, cm.
Ancho, cm.
NOTAS: c = Pmax.
An
c = 78,67
kg./cm2
Porcentaje de humedad:
%H = 15,85
Vel. De carga m/min.
6 m/min.
Rango de la carga:
1) De 0 a 500 kg. ( x )
2) De 0 a 2500kg. ( )
3) De 0 a 10000kg. ( )
4) De 0 a 25000kg. ( )
5) ADJOST
( )
0 – 500 kg.
Carga máxima, Kg.:
450,00
Peso al momento del
Ensayo, gr.
9,50
Volumen al momento de
la prueba, cm3
---
Volumen verde, cm3
---
Peso anhidro, gr.
8,2
Cuadro A.2-1
129
MUESTRA No.2
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Corte paralelo a la fibra
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Columnas de Tarjeta:
Superficie de
Corte:
1)
Radial ( )
6,096cm2
Tangencial ( x )
Dimensiones: Altura, cm.
Ancho, cm.
Vel. De carga m/min.
Rango de la carga:
1) De 0 a 500 kg.
2) De 0 a 2500kg.
3) De 0 a 10000kg.
4) De 0 a 25000kg.
5) ADJOST
(x
(
(
(
(
Carga máxima, Kg.:
Peso al momento del
NOTAS: La probeta contaba con nudo en la parte Ensayo, gr.
central de ésta.
Volumen al momento de
la prueba, cm3
2
c = 53,31 Kg./cm
Porcentaje de humedad:
%H= 21,34
0 – 500 kg.
325,00
10,8
---
Volumen verde, cm3
---
Peso anhidro, gr.
8,9
Cuadro A.2-2
130
)
)
)
)
)
MUESTRA No.3
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Corte paralelo a la fibra
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Columnas de Tarjeta:
Superficie de
Corte:
1)
Radial ( )
5,83 cm2
Tangencial ( x )
Dimensiones: Altura, cm. : 2
Ancho, cm.
Vel. De carga m/min.
6
Rango de la carga:
1) De 0 a 500 Kg.
2) De 0 a 2500kg.
3) De 0 a 10000kg.
4) De 0 a 25000kg.
5) ADJOST
(x)
( )
( )
( )
( )
Carga máxima, Kg.:
Peso al momento del
NOTAS: La probeta contaba con nudo en la parte
Ensayo, gr.
central de ésta.
c = 52,31 Kg./cm2
Porcentaje de humedad:
% H = 36
0 – 500 kg.
305,00
13,6
Volumen al momento de
la prueba, cm3
---
Volumen verde, cm3
---
Peso anhidro, gr.
10,00
Cuadro A.2-3
131
MUESTRA No.4
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Corte paralelo a la fibra
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Columnas de Tarjeta:
Superficie de
Corte:
1)
Radial ( )
4,65 cm2
Tangencial ( x )
Dimensiones: Altura, cm.
Ancho, cm.
Vel. De carga m/min.
6
Rango de la carga:
6) De 0 a 500 Kg.
7) De 0 a 2500kg.
8) De 0 a 10000kg.
9) De 0 a 25000kg.
10) ADJOST
NOTAS:
c = 58,56 Kg./cm2
Porcentaje de humedad:
% H = 19,10
0 – 500 Kg.
Carga máxima, Kg.:
270,00
Peso al momento del
Ensayo, gr.
10,6
Volumen al momento de
la prueba, cm3
---
Volumen verde, cm3
---
Peso anhidro, gr.
8,9
Cuadro A.2-4
132
(x)
( )
( )
( )
( )
MUESTRA No.5
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Corte paralelo a la fibra
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Columnas de Tarjeta:
Superficie de
Corte:
1)
Radial ( )
5,019 cm2
Tangencial ( x )
Dimensiones: Altura, cm.
Ancho, cm.
Vel. De carga m/min.
6
Rango de la carga:
11) De 0 a 500 kg.
12) De 0 a 2500kg.
13) De 0 a 10000kg.
14) De 0 a 25000kg.
15) ADJOST
NOTAS:
c = 59,77 Kg./cm2
Porcentaje de humedad:
% H = 38,88
(x
(
(
(
(
)
)
)
)
)
0 – 500 Kg.
Carga máxima, Kg.:
300,00
Peso al momento del
Ensayo, gr.
10,0
Volumen al momento de
la prueba, cm3
---
Volumen verde, cm3
---
Peso anhidro, gr.
7,2
Cuadro A.2-5
133
MUESTRA No.6
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Corte paralelo a la fibra
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Columnas de Tarjeta:
Superficie de
Corte:
1)
Radial ( )
3,54 cm2
Tangencial ( x )
Dimensiones: Altura, cm.
Ancho, cm.
Vel. De carga m/min.
6
Rango de la carga:
16) De 0 a 500 Kg.
17) De 0 a 2500kg.
18) De 0 a 10000kg.
19) De 0 a 25000kg.
20) ADJOST
NOTAS:
c = 68,36 Kg./cm2
Porcentaje de humedad:
% H = 40
0 – 500 kg.
Carga máxima, Kg.:
242,00
Peso al momento del
Ensayo, gr.
7,2
Volumen al momento de
la prueba, cm3
---
Volumen verde, cm3
---
Peso anhidro, gr.
Cuadro A.2-6
134
(x)
( )
( )
( )
( )
6,00
A.3.- Valores obtenidos de los modelos de Resistencia al
esfuerzo cortante en el sentido
perpendicular a las fibras.
Sabemos que el bambú tiene diferente resistencia al esfuerzo cortante. En el anexo
dos se observa que los resultados a la resistencia de las fibras es el mas bajo de los
índices para este material, pero es muy importante saber la falla que genera esta
condición, para interpretar el fenómeno de la flexión.
En este anexo se mostrarán las pruebas de resistencia del bambú al cortante en el
sentido perpendicular a las fibras anisotrópicas.
PROBETA 1
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Área de Contacto:
Humedad:
0,77 cm2
15,00%
Espesor del Bambú: 5,17 mm
Pmax = 372,54 Kg.
P (Kg.)
 (mm.)
125
250
375
500
0,41
0,9375
1,35
-
Esfuerzo 
Kg. / cm2
32,46
324,67
487,01
649,35 ( falla)
Aplicación de la Carga: Normal al plano
de dibujo.
(Medidas en pulgadas)
P=
=
=
Cuadro A.3-1
carga
deformación (en milímetros)
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
135
PROBETA 2
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Área de Contacto:
d(33,1) = 3,1416(3)(2,54)(331) =0,4952 cm2
2
28
Humedad: 15,00%
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Espesor del Bambú: 3,31 mm
Pmax = 300 Kg.
P (Kg.)
100
150
200
250
300
Esfuerzo  (Kg. / cm2)
201,92
302,90
403,87
504,84
605,81
Aplicación de la Carga: Normal al plano
(pieza c)
Soporte del bambú:
Piezas ( a )
Transmisión de la carga: Tornillo de ¼”
(Medidas en pulgadas)
P=
=
136
Cuadro A.3-2
carga
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
PROBETA 2´
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Área de Contacto:
d (0,536) = 3,1416 (3)(2,54)(0,534) =0,7989 cm2
2
28
Humedad: 15,00%
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Espesor del Bambú: 5,34 mm
Pmax = 410 Kg.
P (Kg.)
100
150
410
Esfuerzo  (Kg. / cm2)
125,17
187,75
513,20
Aplicación de la Carga: Perpendicular al plano
(pieza c)
Soporte del bambú:
Piezas ( a )
Transmisión de la carga: Tornillo de ¼”
(Medidas en pulgadas)
P=
=
Cuadro A.3-3
carga
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
137
PROBETA 3
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Área de Contacto:
d (415) = 3,1416 (3)(2,54)(415) =0,6209 cm2
2
28
Humedad: 15,00%
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Espesor del Bambú: 4,15 mm
Pmax = 300 Kg.
P (Kg.)
200
300
350
Esfuerzo  (Kg. / cm2)
402,64
483,16
563,69
Aplicación de la Carga: Perpendicular al plano
(pieza c)
Soporte del bambú:
Piezas ( a )
Transmisión de la carga: Tornillo de ¼”
(Medidas en pulgadas)
P=
=
138
Cuadro A.3-4
carga
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
PROBETA 4
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Área de Contacto:
d (550) = 3,1416 (3)(2,54)(550) =0,8229 cm2
2
28
Humedad: 15,00%
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Espesor del Bambú: 5,5 mm
Pmax = 325 Kg.
P (Kg.)
250
300
325
Esfuerzo  (Kg. / cm2)
303,80
364,56
394,94
Aplicación de la Carga: Perpendicular al plano
(pieza c)
Soporte del bambú:
Piezas ( a )
Transmisión de la carga: Tornillo de ¼”
(Medidas en pulgadas)
P=
=
Cuadro A.3-5
carga
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
139
PROBETA 5
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Área de Contacto:
d (2) = 3,1416 (3)(2,54)(0,8) =1,19 cm2
2
28
Humedad: 15,00%
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Espesor del Bambú: 8 mm
Pmax = 145 Kg.
P (Kg.)
Esfuerzo  (Kg. / cm2)
max.= 145 = 121,84 Kg/cm2
1,19
Aplicación de la Carga: Perpendicular al plano
(pieza c)
Soporte del bambú:
Piezas ( a )
Transmisión de la carga: Tornillo de ¼”
Llegó a la falla (rajadura longitudinal) a bajo
esfuerzo. Muestra tierna
(Medidas en pulgadas)
P=
=
140
Cuadro A.3-6
carga
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
PROBETA 6
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Área de Contacto:
d (e) = 3,1416 (3)(2,54)(0,75) =1,12 cm2
2
28
Humedad: 15,00%
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Espesor del Bambú: 7,5 mm
Pmax = 182 Kg.
P (Kg.)
Esfuerzo  (Kg. / cm2)
max.= 182 = 162 Kg/cm2
1,12
Aplicación de la Carga: Perpendicular al plano
(pieza c)
Soporte del bambú:
Piezas ( a )
Transmisión de la carga: Tornillo de ¼”
Llegó a la falla (rajadura longitudinal) a bajo
esfuerzo. Muestra tierna
(Medidas en pulgadas)
P=
=
Cuadro A.3-7
carga
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
141
PROBETA 7
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Área de Contacto:
d (e) = 3,1416 (3)(2,54)(0,35) =0,52 cm2
2
28
Humedad: 15,00%
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Espesor del Bambú: 3,15 mm
Pmax = 230 Kg.
P (Kg.)
Esfuerzo  (Kg. / cm2)
max.= 230 = 439,21 Kg/cm2
0,52
Aplicación de la Carga: Perpendicular al plano
(pieza c)
Soporte del bambú:
Piezas ( a )
Transmisión de la carga: Tornillo de ¼”
Llegó a la falla (rajadura longitudinal) a bajo
esfuerzo.
NOTA: Esta probeta tenía un nudo cercano al
perno. La muestra fue tomada de la zona distal
del culmo.
(Medidas en pulgadas)
P=
=
142
Cuadro A.3-8
carga
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
PROBETA 8
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Área de Contacto:
d € = 3,1416 (3)(2,54)(0,3) =0,44 cm2
2
28
Humedad: 15,00%
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Espesor del Bambú: 3 mm
Pmax = 178 Kg.
P (Kg.)
Esfuerzo  (Kg. / cm2)
max.= 178 = 396 Kg/cm2
0,44
Aplicación de la Carga: Perpendicular al plano
(pieza c)
Soporte del bambú:
Piezas ( a )
Transmisión de la carga: Tornillo de ¼”
Llegó a la falla (rajadura longitudinal) a bajo
esfuerzo.
(Medidas en pulgadas)
P=
=
Cuadro A.3-9
carga
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
143
PROBETA 9
INSTITUTO DE ECOLOGÍA DE XALAPA
Sentido perpendicular a la fibra
Fecha:
23 de enero de 1996
Especie:
Bambusa oldhamií
Condición:
Verde ( ) Seca ( x )
Zona de Colecta: Monte Blanco, Veracruz.
Área de Contacto:
Ac= 3,1416 (3)(2,54)(0,25) =0,374 cm2
28
Humedad: 15,00%
Espesor del Bambú: 2,5 mm
Pmax = 200 Kg.
P (Kg.)
Esfuerzo  (Kg. / cm2)
max.= 200 = 534,69 Kg/cm2
0,374
Aplicación de la Carga: Perpendicular al plano
(pieza c)
Soporte del bambú:
Piezas ( a )
Transmisión de la carga: Tornillo de ¼”
Llegó a la falla (rajadura longitudinal) a bajo
esfuerzo.
(Medidas en pulgadas)
P=
=
144
Cuadro A.3-10
carga
esfuerzo cortante (Kg. / cm2)
ANEXO B
B.1.- Estado del Arte. Resumen de algunas aplicaciones
del bambú en el mundo.
En relación con el uso y aplicación del bambú en el mundo, podemos decir que esta
cultura es milenaria en Oriente, y de algunos siglos en Hispanoamérica,
especialmente en Colombia, Costa Rica y Guatemala.
En Colombia, la explotación del bambú ha representado parte de la historia que se
remonta desde la conquista de los españoles hasta la actualidad, principalmente en
la microrregión denominada EL QUINDIO, ubicado en la zona central del país, un
lugar de rica diversidad de pisos térmicos, y por lo tanto, poseedor de una gran
variedad de cultivos y bosques naturales. Han desarrollado tecnologías, basándose,
principalmente, en conexiones con amarres de fibras naturales en nudos
estructurales con tornillos de rondana. La principal especie del país que se aplica
en la construcción es la Guadua angustifolia, variedad de características de altas
resistencias con entrenudos cortos y paredes gruesas, se han aplicado
eficientemente en casa de interés social y en estructuras planas con ensamble de
conexiones (principalmente amarres).
La tendencia de esta tesis es remontar el uso de las conexiones ya existentes en los
países donde explotan y usan el bambú, pero principalmente buscar nuevos
diseños, aprovechando materiales afines compatibles industrializados, simplificando
las uniones y preparándolas para el proyecto de estructuras ligeras en arquitectura,
que admitan nuevos esfuerzos no considerados en el diseño con anterioridad.
En esta tesis se evaluarán los sistemas conocidos, y otros, con el fin de catalogarlos
y simplificarlos para los diferentes usos en estructuras arquitectónicas.
A continuación se mencionan algunas experiencias en el uso y aplicación del
BAMBÚ en el mundo, rescatadas de los resúmenes del Congreso Mundial con sede
en las ciudad de San José, Costa Rica, Centroamérica.
Considero oportuno expresar en este anexo algunas aplicaciones del bambú en el
mundo, con el fin de establecer una relación entre los objetivos de esta tesis en el
marco de referencia mundial.
MORTERO REFORZADO CON FIBRAS DE BAMBU
La terminología de fibras de bambú se refiere al aserrín que se obtiene al quitar la
pulpa o lignina. Es el sujeto a la definición de fibra de ASTM 1116-89
“Especificación estándar para concreto reforzado con fibra”.
Las propiedades físico-mecánicas del mortero 1:3, reforzado con 10 kp. de fibra de
bambú por metro cúbico de mortero son estudiadas para poder determinar el
factible uso de este material, como una matriz para entrepaños estructurales,
hechos por un molde de madera y tablas de bambú como refuerzos centrales.
Además, para determinar el promedio de resistencia mecánica dentro de los límites
establecidos, la matriz del mortero reforzado debe obtener un control en la forma de
agrietarse. Independientemente de la calidad y cantidad del refuerzo usado, las
hendiduras son inevitables en condiciones normales. De cualquier forma, las fibras
145
tienen la propiedad de controlar la propagación y, consecuentemente, de
transformar una matriz débil en un material dúctil.
Las mezclas son probadas para compresiones y flexiones. Las propiedades físicas de
la absorción de la humedad, de las contracciones del secado y la resistencia de
impacto, son medidas en un tubo, y el porcentaje selecto de pruebas mecánicas.
Palabras clave: Bambú, fibras, morteros, propiedades físico-mecánicas.3
EL USO DEL BAMBU EN VIVIENDAS DE STATUS MEDIO. El bambú como material
estructural en losas
Desde hace aproximadamente 18 años ha existido una constante preocupación en
buscar alternativas para abaratar en poco lo que es la construcción, usando
materiales que pertenecen a la cultura del lugar y, al mismo tiempo, haciendo un
buen uso de los materiales contemporáneos y las ventajas de las técnicas, para que,
conjuntamente, éstos puedan producir sísmica y estética. Esto provocó el
conocimiento histórico y técnico del uso del bambú, sobre la base de la aplicación
de este material para la construcción de viviendas. Esta investigación hace énfasis
en el uso de la Guadua angustifolia como material estructural en losas de pisos.4
APLICACIÓN DEL BAMBU COMO MATERIAL DE REFUERZO EN EL CONCRETO
La utilización del bambú como refuerzo en el concreto ha sido estudiada en la
Universidad Católica de Río de Janeiro, y la Universidad Federal de Paraíba en
Brasil. Las vigas y las losas (de concreto) fueron probadas en laboratorios
estructurales. Este trabajo presenta algunos resultados de las pruebas practicadas
de estos elementos estructurales. Fueron instrumentados con medidores de tensión
mecánicos y eléctricos, y sometidos a la presión del crecimiento hasta alcanzar la
ruptura. El comportamiento de algunas vigas y losas es presentado y discutido.
Como fue mostrado por las pruebas, la clase de losas de concreto reforzadas con
bambú, representada en el papel, a su vez presenta un potencial enorme para ser
explotado.5
3
Associate teacher. Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. Apartado aéreo 1779.
Medellín, Colombia.
E-mail: [email protected]
4
Lucy Amparo Bastidas Pasos and Edgar Flores Borja. Calle 4 No. 7-32, Oficina 501-A. Popayan,
Colombia.
Phone (928) 243326; Fax: (928) 230022
5
Humberto Crreia Lima Júnior (1), Romildo Díaz Toledo Filho (2), Normando Perazzo Barbosa (3)
and Khorsrow Ghavami (4).
(1) Catolic University of Río de Janeiro, Brasil. (2) Agricultural Eng. Dept., Federal University of
Paraiba, Campina Grande, Brasil.
(3) Civil Construction Dept., Federal University of Paraiba, Campina Grande, Brasil. (4) Civil
Construction Dept., Federal University of Río de Janeiro, Brasil.
146
EL USO DEL BAMBU EN CABAÑAS EN EL AREA RURAL DE MEXICO
Como en otros países en donde el bambú es utilizado, en México también se usa
para cabañas, aunque este uso no es tan significativo como en otras regiones del
mundo. Los tallos del Guadua angustifolia aculeata sonde los más utilizados en el
norte del estado de Veracruz, en México; pero el Otatea acuminata es,
definitivamente, el más utilizado para construir cabañas con bambú en áreas
rurales y mostrar la cultura de estos lugares.6
EJEMPLOS CONSTRUCTIVOS PARA VIVIENDAS DE BAJO PRECIO HECHAS CON
BAMBU
La investigación muestra una vista general a la sistematización de soluciones
tecnológicas que se presentan en los sistemas constructivos del bambú para la
construcción de viviendas en Brasil.
La intención de la investigación es definir los parámetros para los usos de este
renovable material en la construcción de casas a bajo precio, haciendo posible
también la reconstrucción de áreas degradadas por medio de una plantación de este
material. El bambú también hace posible el decremento considerable del
desperdicio de energía en la fabricación de componentes de construcción.
La investigación arranca con la compilación de los ejemplos mas significativos del
sistema de construcción con la utilización del bambú, apuntando al análisis de sus
subsistemas: estructural, producción y cierre de componentes prefabricados. En
general, aquellos proyectos no se limitaron exclusivamente al uso del bambú, pero
si a la composición con otros materiales, especialmente la madera. Doce ejemplos
fueron elegidos de la producción de construcciones de los países tradicionales en el
uso de este material, en especial, Colombia, Perú, Costa Rica y Ecuador,
representando así 8 proyectos.
Algunas informaciones adicionales fueron analizadas en la base de la producción
experimental de Brasil. Como resultados por la comparación de soluciones
constructivas en proyectos selectos, algunas recomendaciones fueron mostradas
para un mejor desarrollo de la aplicación del bambú en la producción de
componentes de construcción.
BAMBÚ. UNA ALTERNATIVA VIABLE PARA VIVIENDAS POPULARES (BRASIL)
El gran crecimiento demográfico de nuestro tiempo, combinado con el crecimiento
de la industrialización de los materiales para la construcción, y la misma
construcción, han causado un incremento tanto de la demanda de viviendas como
en los costos para la construcción, en países de economía desarrollada o no.
La información arriba descrita se ha convertido en la justificación en diversas partes
del mundo, para la búsqueda de soluciones y materiales alternativos para la
construcción. También, para la revisión de soluciones y para la investigación de la
arquitectura vernácula, las técnicas de construcción tradicional junto con la
tecnología modernas son necesidades que no deben ser olvidadas en el tiempo, en
6
Cortés, Gilberto (1); Aguilar, Inés (2). Instituto Tecnológico de Chetumal, México. Apartado postal
267. Chetumal, Quintana Roo, México. Phone & fax: (929) 2 10 192 23 20.
147
las que el costo del producto y la producción son elementos preponderantes en el
resultado final de la unidad de construcción.
Este trabajo trata de presentar un proyecto de investigación de 2 años en el proceso
de desarrollo respecto al uso del bambú en estructuras de construcción (edificio), y
también en la construcción civil. El objeto de la investigación es la construcción de
una casa popular de 54 metros cuadrados, en la cual el bambú es usado como
elemento estructural y como opción para un techo prefabricado hecho de vigas de
concreto moldeadas en bandas de bambú entretejidas en los cables. El terminado
de los entrepaños (paneles) será llevado a cabo por la aplicación de tierra
(whitewash soil) sobre las tablas de bambú.
El techo exterior será en losas de cerámica siguiendo el patrón de las habitaciones
populares, sobre estructuras de bambú. Las instalaciones hidráulicas y eléctricas
serán dejadas aparentes para este modo de reducir costos. Los marcos de las
ventanas serán hechas de hierro, pintadas con barniz sintético. El bambú será
tratado con insecticidas y líquidos contra hongos, y la última capa con barniz.
Estos modelos de la casa serán construidos en el Campus de la Universidad de
Campo Grande, Brasil, de diciembre del 97 a marzo del 98, cuando el proyecto haya
sido verificado.7
HOJAS DE MADERA DE BAMBÚ COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN PARA
VIVIENDAS
El objetivo de esta investigación propositiva es el estudio del uso de estas hojas
como elementos estructurales (paredes) en viviendas prefabricadas en países
desarrollados. El problema con las hojas de madera de bambú (plybamboo) es que
cada grupo podría ser diferente; por lo tanto, este proyecto empieza con una
investigación sobre las propiedades de las hojas de prueba en donde la investigación
será hecha. Siguiendo con las pruebas y diseños de los empalmes de las paredes,
principalmente sobre su resistencia de terremotos y huracanes. El resultado del
estudio es una teoría sobre hojas de madera de bambú como elemento estructural
en viviendas, validado por una muestra de las hojas.8
UN NUEVO SISTEMA ARQUITECTÓNICO USANDO TIRAS DE MADERA DE BAMBÚ
Este estudio envuelve la fase de selección de materiales de un proyecto de
investigación y desarrollo de una estructura geométrica, iniciado en 1980, el cual
resultó en el desarrollo de un sistema arquitectónico innovador, “El sistema de
Arquitectura Jacobs”. El elemento básico de la arquitectura de este sistema
desarrollado es el panel para la construcción, el cual está en su proceso de
7
Prof. Eng. Edson de Mello Sartori (1) and Prof. Arq. Rubens Cardoso Junior (2)
(1) Profesor, Universidade para o Desenvolvimiento do Estado e da Regiao do Pantanal, Campo
Grande, Brasil.
(2) Profesor, Universidade para o Desenvolvimiento do Estado e da Regiao do Pantanal, Campo
Grande, Brasil. UNIDERP Rua Victório Zeola, 1882; Campo Grande, Maro grosso do Sul,
Brasil 79032-360. Phone (55-67) 726-4710. E-mail: [email protected]
8
Jules Janssen (1), Guillermo González Jr. (2), Technical University of Eindhoven. (1) J. Janssen,
Bamboo Laboratory, Faculty of Building and Architecture, Technical University of Eindhoven, The
Netherlands. (2) Postgraduate student, Technical University of Eindhoven.
148
producción. Este único panel está compuesto de tiras de material plano, rígido y
doblable, el cual genera paneles de una superficie rígida utilizados para múltiples
estructuras arquitectónicas, y que servirían para vivienda u otro tipo de albergues.
Los materiales utilizados eficazmente en la fabricación del panel de construcción
(building panel), fueron tiras de madera de diversos tipos, pero siempre con
características iguales: rígidas y plana, además de triplay. El material usado en el
presente estudio es el bambú, el cual fue procesado de la misma forma que el
utilizado para los pisos. Este material de bambú procesado fue considerado como el
material ideal para la fabricación de los paneles “Jacob’s architecture building
panel”, como ningún otro material utilizado antes había podido hacerlo.9
CÓDIGO DE CONSTRUCCIÓN INTERNACIONAL PARA BAMBÚ
Un código sobre construcción es el objetivo de diversos constructores, arquitectos,
diseñadores e ingenieros. Estas personas están ya familiarizadas con los códigos
nacionales de construcción para madera, entre otras cosas. El nombre podría ser
“Códigos de Construcción Internacional para Bambú”, el cual puede servir como
base o modelo para el desarrollo de códigos de construcción nacionales de países en
donde el crecimiento y utilización del bambú se ha incrementado.
Materias: Filosofía, conceptos de diseño, vigas, columnas, paneles, durabilidad,
protección contra el fuego, calidad de control, etcétera.10
EL DESARROLLO DE ESTRUCTURAS DE TENSIÓN CON BAMBÚ EN LOTDP
Podemos distinguir 3 líneas principales en la investigación del bambú, con el
objetivo de convertirlo en un elemento estructural dentro de los modernos
requerimientos de la ingeniería. Estudios microscópicos del material , la actuación
de los tubos como como función estructural y el desarrollo de las estructuras de
bambú.
La última línea de investigación, a pesar de no tener límites unidos con el segundo,
siendo interdependiente de otros, tiene particularidades que lo hacen una ciencia
estructural legítima. Restamos hablando de la ciencia de la concretización , la cual
demanda gran capacidad sintetizadora . el objetivo es descubrir la forma más
adecuada de publicación de estos sistemas estructurales , haciéndolos más
eficientes y económicos, y finalmente la generación de detalles constructivos. El
tema de esto es Desarrollo de una estructura geodésica de bambú autotensionada ,
de carácter eminentemente experimental, es el esfuerzo combinado de
investigadores de diseños industriales e ingenieros civiles.
Modelos reducidos y prototipos han sido diseñados en LOTDP (Laboratory
Workshop for Training and Development of Bambu and Cables). Estos subsistemas,
los cuales consisten en bambúes cruzados en forma de una X, son tensionados por
cables. Son situados en la dirección radial del geodésico, permitiéndole a la
estructura una doble capa de recubrimiento. Esta disposición que provee insolación
9
James Robert Jacobs. Jacob’s Architecture and Design. Velarde, New Mexico.
PO. Box 429, Velarde NM 87582. E-mail: [email protected]
10
Dr. Jules Janssen. Bamboo Laboratory, Faculty of Building and Architecture, Technical University
of Eindhoven, The Netherlands. Technical University of Eindhoven. PO Box 513, 5600 MB
Eindhoven. The Netherlands. Phone/fax: (31) 40-243 8575. E-mail: [email protected]
149
termal, también trae rigidez extra al domo, evitando la mutabilidad o inconstancia
conocida como “snap trough” o “flop”. Aparte de esto, estos subsistemas trabajan de
tal modo que el bambú es solo requerido para la compresión, así simplificando
extremadamente las conexiones también mostradas en este anexo.
PRODUCCIÓN DE UN MANUAL DE MÉTODOS DE PRUEBA PARA EL USO DEL
BAMBÚ EN LA INGENIERÍA
Este manual está cercanamente relacionado con el antes mencionado código de
construcción, el cual va de la mano con pruebas de laboratorio. Estaría
completamente en línea con el proyecto para el ISO – standard en la prueba de
bambú, pero además daría más detalles y consejos sobre las prácticas de
laboratorio. Este manual es para gente que trabaja en esto último, y nos haría
recordar las humildes limitaciones de la mayoría de los laboratorios.11
INDUSTRIALIZACIÓN DEL BAMBÚ
Durante los pasados 9 años hemos estudiado el desarrollo de las estructuras de
bambú. Muchas pruebas mecánicas se lograron en este periodo, con el objetivo de
presentar al bambú como material de ingeniería, y considerado dentro de los
conceptos modernos del análisis estructural.
La ausencia del bambú dentro del mercado nos muestra muchos problemas,
no solo relacionados con el análisis mecánico, sino con la pérdida de especies en el
país, transporte, bodegas, preparación de los elementos hasta la construcción y
ensamble de estructuras de bambú.
Toda la experiencia acumulada en este periodo de investigación fue
enriquecida con un intenso trabajo en el LOTDP en la Universidad de Río de
Janeiro. El principal objetivo de los profesores de laboratorio era enseñar a los
estudiantes que “El arte es el arte de hacer”.
Este papel es, por tanto, el producto de la forma de vida con bambú en
Brasil, incluyendo también una visita a la industria de las estructuras de madera
cerca de Belo Horizonte, Minas Gerais, segunda capital económica en Brasil. En
este documento presentamos un modelo de la industria de las estructuras de
bambú con referencia a los aspectos sociológicos y económicos, así como los
técnicos e industriales.12
PROYECTO Y DIMENSIÓN DEL EMPALME DE ESTRUCTURAS DE BAMBÚ
Este documento es el producto de una extensiva investigación al estudio de las
estructuras de bambú. Durante los últimos 9 años hemos hecho pruebas
mecánicas en los elementos del bambú, como tensión compresión, dobladuras,
pruebas estructurales de prototipo, pruebas de conexión, entre otras. Éstas fueron
logradas en la Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro y en LASEES-
11
Dr. Jules Janssen. Bamboo Laboratory, Faculty of Building and Architecture, Technical University
of Eindhoven, The Netherlands. Technical University of Eindhoven. PO Box 513, 5600 MB
Eindhoven. The Netherlands. Phone/fax: (31) 40-243 8575. E-mail: [email protected]
12
Dr. Luis Esutaqui Moreira (1) and Dr. José Luis Mendes Ripper (2); Dr. Khosrow Ghawami (3)
(1) and (2) Escola Engenharia UFMG, Belo Horizonte, Brazil. (3) Departamento de Engenharia Civil,
Pontificia Universidade Catolica, Río de Janeiro, Brazil. Escola Engenharia UFMG, R. Itamonte 60,
Ap. 101, Col. Batista, CEP. 31110-220 Belo Horizonte, MG, Brazil. Phone: (55-31) 446-2679-2381999-01-26. Fax: (55-31) 238-1976. E-mail: [email protected]
150
EEUPMG (Structures experimental analysis laboratory), Escuela de Ingeniería de la
Universidad Federal de Minas Gerais.
Basándonos en los resultados de estas pruebas y en nuestra propia experiencia con
estructuras de madera, presentamos en este documento las reglas principales para
abordar los elementos estructurales del bambú y midiendo las conexiones con los
conceptos de los límites del diseño. Reglas simples son propuestas, con la
simplificación de la geometría del bambú, la cual ofrece un uso económico y
eficiente del bambú en la construcción civil.
De este modo, deseamos contribuir a la aplicación del bambú por ingenieros y
arquitectos, no solamente desde el punto de vista de la intuición, sino también
basado en el análisis estructural de la mecánica.13
ANÁLISIS DE LOS TUBOS DE BAMBÚ SUJETOS A LA CARGA EXTERNA E
INTERNA
Uno de los problemas principales de los países en desarrollo es la carencia de agua
para beber y los sistemas de drenaje, como en las áreas más pobres de Brasil. Por
otro lado la geometría así como las propiedades mecánicas de los bambúes más
disponibles, los hacen muy apropiados para utilizarlos como transporte para el
agua y drenaje. De hecho los tubos de bambú son ya utilizados en algunas ciudades
africanas, aunque sin ningún interés sistemático sobre su comportamiento en la
ingeniería ni en su aplicabilidad.
En esta investigación, los análisis de los elementos son estudiados considerando al
bambú sujeto a presiones internas continuas, para representar las cargas
hidráulicas, así como las cargas externas para explicar la presión de la tierra en los
sistemas de tubería subterráneos.
Las propiedades mecánicas del bambú para este estudio son tomadas de la
información existente y de pruebas especiales en el laboratorio. Los elementos
cuadráticos isoparamétricos son utilizados en esta investigación de datos,
considerando la situación bidimensional de los planos estirados (plane strain) y
permitiendo la variación de las propiedades mecánicas del bambú a través de su
grosor. Los resultados numéricos esperan establecer, de un modo racional, el rango
de aplicabilidad y el uso potencial de los tubos del bambú en el agua para beber y
en los sistemas de tuberías.
ENSEÑANDO ARQUITECTURA CON BAMBÚ
Desde mucho tiempo atrás, el bambú es utilizado como un material de construcción
en Tucumán, Argentina. Es flexible, de poco peso, durable, abundante, y los
hombres rústicos saben muy bien cómo utilizarlo. Por eso y más, el bambú es
idealmente utilizable para estructuras altas construidas sobre una montaña y con
tendencia a los terremotos.
Techos, paredes y puentes son construidos con las varas; además, no hay que
olvidar que tienen un ahorro significativo. Por eso fue elegido como el material de
13
Dr. Luis Esutaqui Moreira (1) and Dr. José Luis Mendes Ripper (2); Dr. Khosrow Ghawami (3)
(1) and (2) Escola Engenharia UFMG, Belo Horizonte, Brazil. (3) Departamento de Engenharia Civil,
Pontificia Universidade Catolica, Río de Janeiro, Brazil. Escola Engenharia UFMG, R. Itamonte 60,
Ap. 101, Col. Batista, CEP. 31110-220 Belo Horizonte, MG, Brazil. Phone: (55-31) 446-2679-2381999-01-26. Fax: (55-31) 238-1976. E-mail: [email protected]
151
construcción estudiado para esta investigación. El proyecto busca la información
sobre formas de construcción, estructuras y detalles para la construcción con varas
vegetales en busca del arte de la arquitectura natural. Los estudiantes son incluidos
en este proyecto, buscando por la mejor compresión de los problemas estructurales,
así como enseñando los métodos prácticos. Al mismo tiempo, hicimos un buen uso
de la creatividad de los jóvenes estudiantes. Los resultados de nuestro trabajo se
exponen en este papel.
Pensamos que es u reto encontrar y propagar los materiales de construcción que
son alternativas económicas, buscando los materiales de mayor valor humano y
estético. El bambú es la mejor solución.14
LAS CONSTRUCCIONES DE BAMBÚ Y LOS CÓDIGOS DE CONSTRUCCIÓN
En unión con la Compañía de Bambú Hardwoods, hemos desarrollado 3 métodos de
construcción para ganar la aprobación del código para edificios hechos con bambú.
El primero es sobre la combinación del bambú con ferrocemento; el segundo incluye
la prefabricación del bambú utilizando la tecnología de los empalmes del oeste
(Western Joint technology); y el tercero es una combinación de la prefabricación de
bambú de poco peso y ferrocemento.
Trabajando con los departamentos de construcción locales para obtener los
permisos de construcción necesarios, hemos completado una estructura usando el
primer método, y tendremos pronto otros tres permitidos – 2 construidos ya –
usando el segundo método. Para la fecha de la conferencia, tendremos ya
completado por lo menos uno del tercer método.
La combinación del bambú y el ferrocemento es el tipo más fácil para obtener un
permiso de construcción usando un ACI Standard para ferrocemento como
referencia estructural. (Esto ilustra la importancia de desarrollar un ASTM
Standard comparable para bambú estructural, para mejorar mucho la viabilidad
comercial de la construcción con bambú en Estados Unidos).
Nuestro primer método es comparable en costo con la construcción estándar, aún
en condiciones de diseños personalizados, mientras que provee una durabilidad
máxima. El segundo método provee una alternativa de costo bajo con menos
flexibilidad, mientras que el tercer método provee una alternativa de costo más bajo
con durabilidad máxima.15
BAMBÚ POTENCIAL PARA LA CONSTRUCCIÓN EN EL OESTE DE LA INDIA
Esta investigación presenta un proyecto para la utilización del bambú como una
madera alterna para la construcción de casas, especialmente en las estructuras del
techo.
14
Horacio Saleme. Facultad de Arquitectura y Urbanismo, Universidad Nacional de Tucumán,
Argentina. E-mail: [email protected]
15
David E. Sands, A1A (1) and Jefree Trudeau (2).
(1) Architect with Bamboo Technologies. (2) Construction Manager with Bamboo Technologies. 120
Hana Huy PO. Box Suite Paia HI 96779. Phone: (808) 572-3033 and (808) 243-0112, (808) 893-7537
mobile. Fax: (808) 573-1944 and (SOS) 572-6426. E-mail: [email protected]
152
Las viviendas rurales descansan sobre diversas maderas para la construcción,
extraídas de los bosques. Sin embargo, existe una tradición rudimentaria en la
construcción con bambú. Actualmente, las personas más pobres son las que lo
utilizan para refugios de ganado, viviendas pequeñas, estructuras temporales, etc.
Pero también hay suficiente cantidad de bambú, cultivado o de crecimiento natural
en el área. Así que creo que éste debería alentarnos a construir muchas casas
utilizando el bambú en esta región.
Las ideas contenidas en el presente envuelven diversos aspectos del bambú en el
oeste de India, más allá de los 5 años pasados. El documento cubre las siguientes
áreas:






Del diseño
Del diseño estructural
Componentes de la construcción
Estimaciones y costos
Manejo del proceso de construcción
Tratamientos de preservación
En adición, el documento trata algunos temas críticos que indirectamente afectan o
facilitan la construcción del bambú. Estos son: la accesibilidad política legal del
medio ambiente, mejoramiento genético de la cantidad de bambú, el manejo de las
plantaciones del bambú, métodos de cultivo, herramientas y técnicas para el
manejo del bambú, entre otros.16
APLICACIÓN DEL BAMBÚ EN LA ARQUITECTURA CHINA
El recurso y las características del bambú en China son brevemente introducidos.
El uso del bambú en la construcción, así como la construcción con bambú, el piso
de bambú, la forma concreta de bambú, muebles de bambú y artesanías, son
descritos en detalle.
PROMOVIENDO LA ARQUITECTURA CON BAMBÚ EN MÉXICO
En los pasados días 10 y 11 de diciembre de 2005, en esta ciudad de Xalapa se
organizó el Congreso Nacional de Bambú con sede en los auditorios del Hotel Misión
Xalapa, donde se expusieron los avances en materia de bambú, que se han logrado
en el estado de Veracruz y Puebla, bajo los proyectos presentados por diversos
arquitectos de esta región, incluyendo las experiencias propias del que les habla,
dejando una gran inquietud a arquitectos, diseñadores, empresarios y a la
comunidad universitaria, los cuales quedaron convencidos de las grandes bondades
que el bambú ofrece a diversos estratos sociales.
ARQUITECTURA, INGENIERÍA Y DECORACIÓN CON BAMBÚ.
El pasado 21 de octubre del 2008, en la ciudad de Xalapa, Veracruz, México, se
realizó un simposio sobre los avances del bambú en México, en el que se discutieron
diversas tendencias en la aplicación de esta gramínea en la región de Veracruz, y tal
vez en todo el país, donde el que escribe defendió el uso del bambú en su forma
natural y tratado con el sistema que más convenga dentro de los rangos del diseño
y creatividad , utilizando los principios de la ingeniería estructural y las fórmulas
16
Kanwarjit Nagi. Architect with a especial interest in bamboo. Phone: (91) 212-317491. E-mail:
[email protected]
153
matemáticas conocidas (arcos, paraboloides, hiperboloides de revolución, etc.), para
obtener productos bellos y baratos. Hay que recordar que las placas de hormigón y
bambú tienen mucha rigidez y resistencia cuando el molde o cimbra forma parte de
la placa en forma definitiva dando una agradable apariencia. No debemos dejar de
reconocer que la alta tecnología que aplican en otros países para obtener productos
con bambú también es atractiva.
En los últimos días estamos estudiando el uso del arco rígido de bambú para
diseñar sistemas de piso de hasta 6 metros, y cubiertas hasta de 12 metros, con
formas sencillas cubiertas con cemento (mortero) o placas de madera.17
17
Enrique Roberto Álvarez Castilla. “Comportamiento elasto-plástico de placas de concreto reforzadas
con bambú. Mecanismo de falla”. Tesis de Maestría. H. Veracruz. Mayo de 2008.
154
B.2.- Imágenes de usos y aplicaciones de los alumnos de
la Facultad de Arquitectura de la
Universidad Veracruzana.
1, 2, 3, 4.- Bambucreto: Estructura plana de Bambusa oldhamii con concreto de
f’c 200kg/cm2
155
5, 6.- Preparación de cajón estructural de esterilla de Bambusa oldhamii clavada
sobre madera.
156
7, 8.- Colado del mortero en el cajón estructural.
9.- Prueba de carga-deformación del cajón.
157
10.- Prototipo de cubierta para aula, Bambusa
oldhamii, recubierta con chapa de cemento.
11.- Sombrilla de Bambusa
olhamii y chapa de cemento.
12.- Esteroestructura Bambusa
oldhamii. Parada de autobuses.
158
13.- Trabajo de campo con paraboloides.
14.- Caseta de vigilancia para la Facultad de Arquitectura.
159
15.- Cubierta para sombra en una casa en la ciudad de Veracruz, Bambusa
oldhamii y madera.
16.- Cubierta para terraza de restaurante italiano, Bambusa oldhamii y troncos de
encino.
Diseño y construcción: Enrique Roberto Álvarez Castilla (2003).
160
17, 18.- Hiperboloide de revolución con base hexagonal, Bambusa oldhamii,
Bambusa vulgaris y Phyllosthachys aurea.
Diseño y construcción: Alumnos de la Facultad de Arquitectura de la Universidad
Veracruzana (2005).
161
19, 20.- Hiperboloide de revolución con base hexagonal, Bambusa oldhamii,
Bambusa vulgaris y Phyllosthachys aurea.
Diseño y construcción: Alumnos de la Facultad de Arquitectura de la Universidad
Veracruzana (2004).
162
21.- Hiperboloide de revolución ya terminado (2004).
22.- Visita de campo a Bambuver, Huatusco, Veracruz (2005).
163
23, 24, 25, 26.- Módulo de servicios en el centro histórico de Xalapa. Bambusa
oldhamii, malla y cemento (2001).
164
27, 28, 29.- Aplicación de color a base de arcilla, cemento y agua para el módulo de
servicios (2001).
165
166
B.3.- Protocolo de algunos proyectos aplicando el bambú
B.3.1.- Hiperboloide de revolución
DATOS:
PROPIETARIO: Lic. Octavio López
UBICACIÓN: Privada de Antonio Frutis S/N. Xalapa, Veracruz, México.
FECHA DE CONSTRUCCIÓN: Agosto de 2004.
SISTEMA CONSTRUCTIVO:
Hiperboloide de revolución con generatrices rectas de bambú (Bambusa
oldhamii de 3” de diámetro) colocadas en dos sentidos rotativos con base geométrica
cuadrada sobre dinteles de madera apoyadas en pilares de tabique con corazón de
hormigón armado y remate circular. Este hiperboloide esta formado por un aro de
varilla de acero de refuerzo de ½”, integrando la boca de la figura con base
cuadrada y una garganta circular.
CUBIERTA:
Mortero de cemento-arena con fibra de polipropileno aplicado a una malla
metálica cerrada (1/2”) romboidal restirada y clavada a los bambúes, zarpeando la
superficie sobre la malla y enluciendo posteriormente para formar la piel. (El color
blanco se debe a la impermeabilización).
COMPORTAMIENTO ESTRUCTURAL:
El sistema general de cubierta, formando el hiperboloide de revolución, en
principio se generan esfuerzos de membrana (compresión/tracción) que son
absorbidos por el entramado de bambú amarrado, y formando barras entrelazadas,
según disposición de las generatrices. Los esfuerzos de tracción y compresión se
tradujeron en flexión en cada barra, con apoyos en el cerramiento por la parte
inferior, y por la garganta rígida en la parte superior, deformándose
significativamente en la zona intermedia que absorbió la gran flexibilidad natural
que tiene el bambú traducida como una gran virtud en este tipo de estructura. Vale
la pena mencionar que la cubierta se comportó como una piel o membrana flexible
por la inclusión de fibra de polipropileno en el cemento.
RESULTADOS:
Los resultados hasta ahora han sido satisfactorios, pues estas estructuras (4
en total) han sido sometidas a vientos fuertes y lluvias intensas. Las conexiones sólo
se resolvieron a base de amarres con alambre y tornillería en los apoyos inferiores.
Estas obras arquitectónicas han sido un comienzo en la aplicación del
bambú en formas geométricas clásicas que representan un ensayo de los pros y
contras para lograr un acercamiento a la sustentabilidad en el uso de materiales
orgánicos de menor consumo energético.
167
Conjunto de cubiertas para restaurante japonés resueltas a base de hiperboloides
de revolución, con Bambusa oldhamii y chapa de cemento.
Diseño y construcción: Enrique Roberto Álvarez Castilla.
168
Conjunto de cubiertas para restaurante japonés resueltas a base de hiperboloides
de revolución, con Bambusa oldhamii y chapa de cemento.
Diseño y construcción: Enrique Roberto Álvarez Castilla.
169
B.3.2.- Puente peatonal sobre el río Consolapa, municipio de
Coatepec, Veracruz, México.
DATOS:
PROPIETARIO: Colegio Simón Bolivar. Educación Preescolar, Primaria, Secundaria r
Preparatoria.
UBICACIÓN: Kilómetro 8.5 carretera Xalapa-Coatepec, Veracruz, México.
FECHA DE CONSTRUCCIÓN: Marzo de 2005.
OBJETO DEL PROYECTO:
Circulación peatonal de una margen del río hacia el otro lado, para enlazar
las aulas de primaria y secundaria. Capacidad de carga viva: 150 kg/m2.
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO:
La luz a salvar fue de 22 metros hasta las márgenes donde el nivel máximo
de aguas extraordinarias definía marcas del régimen hidrológico. Se pensó en una
estructura de bambú en forma de arco debido a dos aspectos principales: el
primero, con el fin de aprovechar las bondades del arco estructural por la luz a
salvar; y el segundo, para dar márgenes de los tirantes del río en sus avenidas que
no impactaran físicamente al puente.
En el diseño de los arranques se utilizó la piedra de río del lugar, con unas
zapatas de cimentación armadas, y columnas ahogadas en los anchos de los
contrafuertes.
La estructura del arco se calculó bajo dos premisas:
a) Cálculo del número de elementos en el arranque de los arcos bajo fuerza
cortante máxima (suma de áreas del tubo de bambú para lograr la
resistencia necesaria).
b) Cálculo del número de barras de bambú para equilibrar el momento flector
en sus puntos críticos.
CONSTRUCCIÓN:
El proceso de construcción comprende las siguientes etapas:
a) Construcción de un caballete provisional de madera colocado al centro del
río para colocar las varas que constituyen el lecho inferior y piso del puente,
incluyendo las barras de cortante necesarias en los arranques que
correspondan.
b) Construcción de los muros contrafuertes que constituyen los arranques para
lograr la altura de los bambúes del lecho superior, utilizando conectores
verticales para cortante y formar el cuerpo principal del puente.
c) Construcción de los travesaños que unen las barras principales de los arcos
para formar el piso con hormigón.
d) Tendido de los arcos superiores que constituyen el cuerpo principal del
puente.
e) Conexiones atornilladas entre elementos principales (arcos de bambú) y
elementos diagonales y verticales.
f) Refuerzos de arcos secundarios colocados en las caras laterales del cuerpo
del puente para reforzar el cortante y los esfuerzos de flexión (tracción y
compresión).
170
g) Colocación de una capa de hormigón de 5 cm para formar el piso de
circulación peatonal.
h) Tratamiento contra intemperie de todos los elementos de bambú que
constituyeron el puente.
i) Se eliminó el caballete o cimbra provisional para liberar toda la estructura
del puente terminado. Se produjo una deformación vertical de 5 cm.
j) Se realizó una prueba de carga con costales de arena colocados en todo el
desarrollo del puente (longitud) con un peso total de 7000 kg, equivalentes a
159 kg/m2 aproximadamente, con lo que se garantizaba perfectamente el
paso de niños y niñas.
Este puente que se construyó como primero en su tipo tal vez en todo el país, ha
manifestado hasta la fecha buen comportamiento. Sin embargo, faltó colocarle
un techo ligero que pudiera preservarlo del agua y del sol, lo cual probablemente
su vida útil sea más corta de lo que pensemos.
171
Puente en forma de arco hecho con Bambusa oldhami, piso de cemento, tornillería
para conectores. Se salvó un claro de 22 m.
Diseño y construcción: Enrique Roberto Álvarez Castilla.
172
Puente en forma de arco hecho con Bambusa oldhami, piso de cemento, tornillería
para conectores. Se salvó un claro de 22 m.
Diseño y construcción: Enrique Roberto Álvarez Castilla.
173
B.3.3.- Techo de bambú con el sistema de arco rígido (diseño del
autor)
DATOS:
UBICACIÓN: Poblado de Chachalacas, municipio de Cardel, Veracruz, México.
FECHA DE CONSTRUCCIÓN: Octubre de 2010.
SISTEMA CONSTRUCTIVO:
Techumbre utilizando arco rígido presforzado con el fin de darle rigidez al
sistema. Se colocaron estas cerchas a cada 1..2 metros con largueros de bambú a
cada 30 cm, y esterilla a cada 10 cm para preparar la malla metálica como base
para colocar el mortero en una capa de 3 cm para preparar el impermeabilizante
(cartón asfáltico) y colocar finalmente la teja de barro.
Claro máximo: 5 m
Tablero del techo: 5 x 6 m
SISTEMA DE CONECTORES:
- Tornillería de ¼”
- Clavo pequeño
- Amarres tradicionales
- Conectores a dalas en muros con amarres de alambre.
EFICIENCIA LOGRADA: 95%
TRABAJO ESTRUCTURAL PREDOMINANTE: Flexión
AHORRO EN EL COSTO: 30% aproximado
PROBLEMAS OBSERVADOS: En detalles de acabado y uniformidad en diámetros de
los bambúes.
174
Sistema de cubierta a base de arcos rígidos de bambú.
Diseño y construcción: Enrique Roberto Álvarez Castilla.
175
Sistema de cubierta a base de arcos rígidos de bambú.
Diseño y construcción: Enrique Roberto Álvarez Castilla.
176
B.3.4.- Techo de bambú, madera, cubierta de triplay y tensores de
acero
DATOS:
DISEÑO ARQUITECTÓNICO: Raúl Corral Peña
DISEÑO ESTRUCTURAL: Enrique Roberto Álvarez Castilla
UBICACIÓN: Poblado de El Lencero, municipio de Emiliano Zapata, Veracruz,
México.
FECHA DE DISEÑO Y SUPERVISIÓN: Abril de 2011.
SISTEMA CONSTRUCTIVO:
Soportes principales:
- Marcos de concreto existentes
- Muros de tabique existentes
- Muros nuevos de tabique, rigidizados con dalas y castillos
Techumbre:
- Varas de bambú (bambusa oldhamii) con diámetros promedio de 7 y 8 cm, a
cada 30 cm
- Cubierta de madera de triplay de 9 mm de espesor
- Impermeabilizante: cartón asfáltico
Sistema estructural:
- Bambú a flexión
- Marcos de madera a flexocompresión
- Tensores y conectores de acero
- Conectores de bambú: taquetes de madera y bambú labrado
- Aleros de bambú con cristal
EFICIENCIA ESTRUCTURAL: 100%
177
Estructura para cubierta de bambú, madera y tensores de acero.
Diseño estructural: Enrique Roberto Álvarez Castilla.
178
Techo de bambú, madera, cubierta de triplay y tensores de acero.
Diseño estructural: Enrique Roberto Álvarez Castilla.
179
Techo de bambú, madera, cubierta de triplay y tensores de acero.
Diseño estructural: Enrique Roberto Álvarez Castilla.
180
B.3.5.- Techos de bambú. Casa-habitación; en proceso de
construcción
DATOS:
DISEÑO ARQUITECTÓNICO: Arq. María Luisa Gordillo
DISEÑO ESTRUCTURAL: Enrique Roberto Álvarez Castilla
UBICACIÓN: Poblado de El Lencero, municipio de Emiliano Zapata, Veracruz,
México.
FECHA DE DISEÑO Y SUPERVISIÓN: Mayo de 2011.
SISTEMA CONSTRUCTIVO:
a) Sistema de cubierta:
o Tipo de bambu: Bambusa oldhamii (simpoidal)
o Diámetro promedio: 8 cm
o Largueros: Phyllostachys aurea (2 cm de diámetro)
o Malla metálica
o Cubierta de mortero de 2.5 cm de espesor
o Sistema estructural predominante: Flexión restringida con tornapuntas a flexo-compresión.
o Tipo de conectores: tornillos y clavos pequeños
o Tratamiento especial: enrollado de cinta plástica para evitar
rajaduras
b) Eficiencia: 95%
c) Economía: Se logró un ahorro de 30% respecto a sistemas tradicionales.
181
Sistema de techo a base de bambú, malla metálica y mortero, en proceso de
construcción.
182
Sistema de techo a base de bambú, malla metálica y mortero.
183
B.3.6.- Entrepisos y techos para una casa-habitación junto al río
Consolapa, en el poblado de Coatepec, Veracruz.
DATOS:
DISEÑO ESTRUCTURAL (losas): Enrique Roberto Álvarez Castilla
UBICACIÓN: Coatepec, Veracruz, México.
FECHA DE CONSTRUCCIÓN: Marzo de 2011.
SISTEMA DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN:
a) Entrepiso:
Las losas de entrepiso se diseñarán bajo los principios de deformaciones
máximas permisibles (Método de Yu y Winter, p. 141, Tesis de Maestría
“Comportamiento elasto-plástico de placas de concreto reforzadas con
bambú. Mecanismos de falla”. Enrique Roberto Álvarez Castilla. H. Veracruz,
Ver., Mayo de 2000).
Particularmente estos entrepisos se diseñarán con doble tubo de bambú en
sentido corto de la losa, y largueros sencillos en sentido largo del tablero de
la losa.
b) Techos de azotea:
Se diseñaron con sistema de una sola capa de bambúes en un sentido y
largueros en sentido perpendicular. Se usó malla metálica y esterilla de
bambú. El grueso del mortero (hormigón con agregado delgado: arena y
gravilla) fue de 2.5 cm.
c) Conectores: Taquetes de bambú y alambre común.
d) Sistema estructural predominante: Flexión
e) Eficiencia: 90%
f) Problemas presentados: Uso de mayor cantidad de material (hormigón) para
lograr un nivel horizontal en los entrepisos, debido a las diferencias en los
diámetros de los bambúes utilizados.
184
Imágenes de losa de entrepiso con Bambusa Oldhamii.
185
Imágenes de losas con Bambusa Oldhamii.
186
B.3.7.- Estudio del autor.
DATOS:
DISEÑO ARQUITECTÓNICO Y ESTRUCTURAL: Enrique Roberto Álvarez Castilla
UBICACIÓN: Av. Murillo Vidal 44-103. Xalapa, Veracruz, México.
FECHA DE CONSTRUCCIÓN: Mayo de 2009.
SISTEMA DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN:
a) Sistema de techo:
Bambusa oldhamii colocado a cada 15 cm. (diseño por deformación máxima
permisible. Método de Yu y Winter, p. 141, Tesis de Maestría
“Comportamiento elasto-plástico de placas de concreto reforzadas con
bambú. Mecanismos de falla”. Enrique Roberto Álvarez Castilla. H. Veracruz,
Ver., Mayo de 2000).
b) Sistema de piso:
Puente de acceso al segundo nivel logrado con bambúes a flexión restringida
(cantilivers y tornapuntas a compresión).
c) Eficiencia: 98%
d) Problemas presentados: Entrada de algunas goteras por el problema de
uniones en claraboyas de iluminación zenital.
187
Puente de acceso al segundo nivel logrado con bambúes a flexión restringida
(cantilivers y tornapuntas a compresión). Sistema de techo: Bambusa oldhamii
colocado a cada 15 cm.
188
B.4.- Imágenes de diseño de interiores
1.- Mesa decorativa de Bambusa
oldhamii
2.- Mesa de centro, Guadua angustifolia
3.- Bases para escritorio (paraboloides intersectados) de Phyllosthachys aurea
(1999).
189
4, 5.- Artesanías de mesa. Bambusa oldhamii y Phyllosthachys aurea (1996)
6.- Silla de Guadua angustifolia (2000).
190
7.- Plafón estructurado con Phyllosthachys aurea (2000).
8.- Lambrín de pared Bambusa oldhamii (1997).
9.- Muebles de comedor Bambusa oldhamii y Phyllosthachys aurea (1996).
191
10.- Mampara y falso plafón de Bambusa oldhamii y Phyllosthachys aurea (2000).
11.- Lámpara decorativa. Bambusa oldhami (2001).
192
13.- Lámpara decorativa. Chusquea chiquean (1998).
193
194
CONCLUSIONES GENERALES
Sin pretender que esta tesis sea un tratado sobre bambú aplicado a algunas facetas
del conocimiento en arquitectura, su contribución se encuentra en el extender la
investigación de tipo documental y principalmente experimental, con el fin de
obtener, en una primera fase, los resultados necesarios, para ser aplicados e
interpretados en el diseño de conexiones básicas; la finalidad es hacer posible la
construcción de cubiertas ligeras con diferentes modalidades de forma, tamaño y
solución estructural. El enfoque de esta tesis justifica su relevancia al encontrar
qué resultados obtenidos en estudios del bambú realizados en otros países no son
necesariamente aplicables al contexto de México. Esto se debe principalmente a que
las especies que predominan en esta tierra pertenecen mayormente al género de las
Bambusas (acuelata, vulgaris, oldhamii), abundantes notoriamente en esta región de
Veracruz. La especia Guadua angustifolia, natural de Centroamérica y Colombia, ha
sido considerada entre las mejores para uso estructural, con muchas aplicaciones
en Colombia y algunas partes del mundo, como lo ha demostrado el Arq. Simón
Vélez. En nuestra región de Veracruz ya se ha iniciado el uso de la Guadua,
explotada en la región de Huatusco (zona central de nuestro estado), con resultados
satisfactorios en su uso y aplicaciones.
En el estudio de esta investigación, las conexiones solo fueron un punto de partida
para analizar el problema como un todo, desde la anatomía, fisiología, bioquímica,
rendimientos agronómicos, propiedades físicas y mecánicas, manejo y durabilidad
de las estructuras; aplicaciones según el clima, la región, la cultura de los estratos
sociales, y todo lo que puede ser interesante para casos como: viviendas, cubiertas,
interiorismo, muebles, artesanías, decoración, esculturas, etc. En todos estos casos
siempre está presente el problema de resolver el tipo de uniones a usar, desde las
más simples como el uso de taquetes labrados del mismo bambú, hilo de cáñamo y
refuerzo con fibra de mimbre, hasta las más sofisticadas con tornillos y refuerzos
poliméricos. Todas estas con un fin, que es el de lograr la seguridad y durabilidad
de las estructuras.
Algo interesante por destacar han sido los comentarios relacionados con las altas
resistencias que el bambú tiene en sus extremos o en su zona distal, donde las
fibras ansiotrópicas se concentran en menores áreas del tubo de bambú, lo que
explica esa diferencia de resistencia y que permite utilizar esas partes más delgadas
del culmo, como conectores a compresión, tracción y aplastamiento en cualquier
unión del tipo que sea. Actualmente, se ha construido, cerca de esta ciudad de
Xalapa, un puente peatonal de 20 metros de luz, utilizando arcos rebajados de
bambú como cuerdas inferiores y superiores en cerchas de 2.40 metros de peralte
en los costados, donde fue necesario realizar juntas a compresión en tres puntos
para lograr la longitud total que se necesitaba. En esta obra participaron los
alumnos de 6to. Semestre de la Facultad de Arquitectura de la Universidad
Veracruzana, de la ciudad de Xalapa, Veracruz, cursando la materia de “Materiales,
sistemas y procedimientos de la construcción”.
En el estudio de la flexión del bambú, se puede concluir que antes de llegar a la
falla por esfuerzos tangenciales (rajadura a la mitad del culmo), es necesario diseñar
las conexiones para que el comportamiento del sistema sea eficiente dentro de los
rangos de deformaciones máximas permitidas en entrepisos o de cubiertas de
azotea (bambucreto), y lograr los objetivos del diseño: resistencia y rigidez sin
vibraciones (Apéndice C).
195
En la mayoría de las estructuras ligeras construidas a base de bambú, como
pudieron ser: bóvedas cilíndricas, paraboloides, hiperboloides de revolución, etc.,
los esfuerzos de membrana son relativamente de poca magnitud, no impactando a
las resistencias del bambú, donde la solución de juntas es a base de amarres
simples con alambre (negro o galvanizado), suficientes para evitar el deslizamiento
de los bambúes. En el caso de los hiperboloides de revolución ya construidos en
Xalapa, obras con una antigüedad de 8 años, se ha notado que el tiempo hasta la
fecha se advierte una deformación motivada por la fluencia del bambú que ofrece
una belleza digna de tomarse en cuenta. Esto no se habría logrado si al
recubrimiento de mortero no le hubiéramos agregado fibra.
Las juntas a tracción son las que requieren mucho más cuidado en su diseño, como
se pudo constatar en el capítulo 4, cuando se discutió un ejemplo de cómo se podrá
proyectar una conexión bajo este tipo de esfuerzos. Dado que el ámbito de esta tesis
ha sido el de estructuras ligeras, podríamos asegurar que, salvo en el caso de
algunos puentes especiales donde se requiere mucho cuidado con las conexiones a
tracción, en la mayoría de los casos se pueden resolver con el sistema de tornillería
clásica.
En un futuro cercano, considero que habrá necesidad de sustituir los bambúes a
tracción (cuando el grado de intensidad de las fuerzas sea considerable), por
tensores metálicos para facilitar el trabajo estructural
y lograr una mejor
arquitectura de conjunto.
Para el caso especial de las cerchas, en definitivo, se recomendó el uso de
conectores de acero de diámetro pequeño para resolver la junta, ya sea con
cartabones de madera o sin ellos. En las pruebas realizadas y comentadas en el
capítulo 4, se hace evidente que el uso de conectores de bambú no ofrece la mejor
solución. Esto podría quedar a criterio del proyectista, el cual debe tomar en cuenta
muchos aspectos, entre ellos, magnitud de las cargas que soporten las estructuras
con el fin de decidir utilizarlos o no.
El problema de las conexiones tiene, como fin principal, darle rigidez y resistencia a
la estructura, y considero que el uso de los conectores industriales puede ser la
solución si queremos que nuestra estructura sea más permanente que temporal.
Por esta razón, considero que una de las finalidades de esta tesis es dirigir estos
esfuerzos hacia la Arquitectura orgánica hecha con bambú, como una forma de
apoyar la sostenibilidad del medio ambiente en beneficio de nuestra sociedad.
A mi juicio, es pertinente resaltar que en México, como un país de desarrollo, es
preferible utilizar la creatividad y el diseño para solucionar el todo y las partes de la
Arquitectura Sustentable, con el fin de disponer, en el bambú, su forma cilíndrica
natural con todas sus virtudes y defectos que la naturaleza prodiga, para no
aferrarse a los productos de alta tecnología del bambú que en algunos países de
Europa y Asía producen.
Se puede decir que esta tesis no ha consistido sólo en el esfuerzo de realizar una
investigación doctoral. En lo personal, el estudio del bambú como elemento
estructural es una búsqueda permanente que comparto con muchos alumnos de las
muchas facultades de Arquitectura del estado de Veracruz desde hace más de 15
años, y quienes han sido testigos de fracasos y aciertos con la convicción de que,
tarde o temprano, ampliaremos los horizontes de aplicación de este material en
muchos órdenes de nuestras vidas. Por estas razones, considero que esta sencilla
contribución del estudio de las conexiones, más que un fin, sea un principio que se
196
extienda en muchas áreas del conocimiento, en beneficio de todos aquellos
interesados en el tema.
197
198
GLOSARIO DE TÉRMINOS
ACPM.- Es un destilado medio obtenido del fraccionamiento o destilación primaria
del petróleo crudo, de tal forma que su índice de cetano, el cual mide la calidad de
ignición sea de 45 como mínimo. Se utiliza como combustible para motores diesel
(en vehículos, plantas eléctricas y calderas).
ANISÓTROPO.- Dícese de los cuerpos y objetos en los que las propiedades difieren
según la dirección considerada.
BAMBÚES HERBÁCEOS.- Plantas del grupo de las Bambusoideaes sin tejidos
leñosos y hierbas.
BAMBÚES LEÑOSOS.- Plantas del grupo de las Bambusoideaes con tejidos leñosos,
los verdaderos bambúes.
BAMBUZALES.- Población vegetal con dominancia de bambúes.
CARRIZO.- Nombre común de una gramínea semileñosa (Arundo donax) que sin ser
bambú, también se le aplica a algunos bambúes.
COMPOSITE. – Sustancia acrílica con partículas de porcelana, utilizada en prótesis
dentales.
CULMO.- El tallo principal de los bambúes.
CUTINA.- Sustancia impermeable contenida en la cutícula de los vegetales.
DIPLOIDE.- Se dice de la célula u organismo con dos juegos de cromosomas.
DORMANCIA.- reducción de actividad y baja de metabolismo en las plantas y
corresponde a un estado de inactividad de las mismas debida a las bajas
temperaturas de los periodos más fríos del clima. Esta época de reposo se
caracteriza por la ausencia de crecimiento o floración.
ENDEMICO.- Plantas o animales que habitan un área geográfica determinada.
ESCLERÉNQUIMA.- Tejido vegetal formado por células que engrosan su membrana
con celulosa y lignina, lo que les proporciona una consistencia petrea. Sus
funciones son mecánicas o de sostén y generalmente forma cubiertas protectoras de
las semillas o da firmeza y flexibilidad a los tallos.
FILOTAXIS.- Distribución de las hojas en el tallo de una planta.
FLOEMA.- Tejido de las plantas metáfitas cuya función es trnsportar los nutrientes
(savia elaborada) desde las hojas hasta el resto de las plantas.
HEMICELULOSA.- Es una cadena de celulosa, más corta, menos cristalina y
constituye un material de unión, de adhesión y de agarre. Es una materia
cementante.
ISOTRÓPO.- Dícese del medio cuyas propiedades físicas son idénticas en todas las
direcciones.
199
LIGULA.- Apéndice membranoso en forma de escama, situado en la hoja o en la
vaina foliar de algunas plantas.
LIMBO.- Porción laminar ensanchada y plana, generalmente delgada y verde, de las
hojas, sépalos o pétalos de las plantas.
MACOLLA.- Nombre común de un grupo de culmos pertenecientes a un mismo
individuo, pero agrupados de “manera apretada”. (Solo los bambúes con sistema
Monopodial de rizomas lo presentan).
MESOFÍTICO CADUCIFOLIO.- Plantas que pierden sus hojas en la época seca del
año en las regiones con temperaturas medias.
MICELA.- Partícula que mide entre 0,001 0,3 micras, formada por un agregado de
moléculas semejantes y que constituye un sistema coloidal.
MONOTIPICO.- En botánica se refiere a un género con una sola especie o una
familia con un solo género.
NEOTROPICAL.- Se refiere a plantas que crecen en las regiones tropicales de
América.
NEOTRÓPICO.- Se refiere a los trópicos de América.
ORTÓTROPO.- Dícese de un tipo de óvulos en que el micrópilo está situado en
oposición a la calaza y la placenta.
OTATE.- Nombre común de un bambú leñoso (Otatea acuminata).
PANOJA.- conjunto de espigas que nacen de un eje o pedúnculo común.
PARÉNQUIMA.- Tejido vegetal que está formado por células vivas, isodiamétricas y
algo alargadas con abundante protoplasma, membrana fina y núcleo activo.
PECÍOLO.- Estructura delgada, a modo de rabillo, que une el limbo foliar al tallo.
POACEAE.- Familia botánica a la que pertenecen los bambúes y las gramíneas en
general.
POLÍMERO.- Sustancia de mayor masa molecular formada por dos de la misma
composición química.
PRIMORDIO.- Originario o primero. Conjunto de células embrionarias que sirven de
punto de partida para el desarrollo de un futuro órgano.
PRIMORDIO FOLIAR.- Prominencia lateral del meristemo apical, que dará lugar a la
hoja.
PROPÁGULO.- Órgano o parte de un vegetal.
RIZOMA.- La porción subterránea del culmo. Es decir el tallo subterráneo de los
bambúes, que no es raíz.
200
RUBISCO.- es una enzima que fija dióxido de carbono en el primer paso de la
fotosíntesis.
XILEMA.- Tejido vegetal secundario rico en lignina que forma la madera. En las
plantas.
YEMA.- Una yema es una estructura rica en merístemos (tejido de crecimiento) y
puede ser de muchos tipos.
201
202
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Costa Rica, Pág. 11-18.
32. Montiel Longhi Mayra, Escalante Casco Mónica, Carpio Malavassi Isabel,
1998. Anatomía y estructura de los culmos de cuatro especies de bambú
en Costa Rica. Facultad de Agronomía, Universidad de Costa Rica. Pág.
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33. Montiel Longhi Mayra, 1998. El bambú, revisión de su biología y cultivo,
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40. Somerville, C. & S. Somerville, 1984. La fotosíntesis de las plantas. Mundo
científcico N° 37. Pág. 610-623.
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41. Tamolang, F. F. López, J. Semana, R. Casin & Z. Espiloy. 1980. Properties
ans utilization of Philippine erect bamboos. In Workshop help in
Singapore. Bamboo Research in Asia. Proceeding: Otawa, Canadá. 189200 p.
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48. Yayasan Bambu Lingkungan Lestari. Environmental Bamboo In Congreso
Mundial del bambú; Bali, Indonesia.
CAPITULO 3
1. Ramírez A., 1981. Propiedades físicas y químicas, de secado y combustión
de siete especies de bambú y caña brava procedentes de Nicaragua y Costa
Rica. Laboratorio de productos forestales, Universidad de Costa Rica. Pág.
10-18.
2. Universidad de Costa Rica, Laboratorio de productos forestales. Estudio de
las propiedades físicas y químicas de cinco especies de bambú y caña
brava en Nicaragua. Mayo 1981.
3. Instituto de ecología en Xalapa, Veracruz. Prácticas y pruebas físicas de
algunas especies del bambú de la región. Facultad de Ingerniería,
Universidad Veracruzana, México 1985.
4. Instituto de ecología en Xalapa, Veracruz. Pruebas a la compresión de
muestras de múltiples geometrías. Alumnos de la especialidad en vivienda,
Universidad Veracruzana, México 2000.
5. Laboratorio de materiales, Facultad de Arquitectura. Prácticas de pruebas
a compresión y carga axial en muestras de bambú de la región.
Universidad Veracruzana, Xalapa, Veracruz, México 1998.
6. Laboratorio de materiales, Facultad de Ingeniería Civil. Prácticas de
pruebas de módulo de elasticidad. Alumnos de 7° semestre. Universidad
Veracruzana, México 1996.
206
7. Cansen J. J. A. dr. “Creep and Recovering Bamboo”, Eindhoven University
of Technology, The Netherlands. Artículo traducido del libro Bamboo
Production and Utilization. Ed. Takayoshi Higuchi, proyect leader. Word
Research Institute, Kyoto University, Japan.
CAPÍTULO 4
1. Hidalgo López Oscar, “Construcción Rural 1”, Manual de construcción con
bambú, Universidad Nacional de Colombia, Centro de Investigaciones de
Bambú y Madera. CIBAM Pág. 11-36.
2. Laboratorio de materiales, Facultad de Arquitectura, Universidad
veracruzana. Alumnos de la materia de Diseño Estructural, México 19951998.
3. Laboratorio del Instituto de Ecología de Xalapa. Prueba de armaduras.
Alumnos del 6° semestre, México 2002.
CONFERENCIAS IMPARTIDAS
1. CONGRESO REGIONAL DEL BAMBÚ.
PONENTE: Enrique R. Álvarez Castilla
TEMA: “Nuevas aplicaciones a sistemas de piso”
LUGAR: Hotel Xalapa, Xalapa, Veracruz, México.
FECHA: Diciembre 10 de 2007.
2. CONGRESO NACIONAL DEL BAMBÚ
PONENTE: Enrique R. Álvarez Castilla
TEMA: “Conexiones para las estructuras de bambú”
LUGAR: Centro de convenciones de Puebla, Puebla, México.
FECHA: Marzo 6 de 2008.
207
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