Examinando por Materia "Guadua"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Caracterización del comportamiento visco-elasto-plástico de la guadua en el plano transversal
    (Universidad del Valle, 2024) Moncada Enríquez, Luis Esteban; García Alvarez, José Jaime
    La preocupación por la protección del medio ambiente ha llevado a fomentar el uso de materiales naturales como la guadua en la construcción. Sin embargo, esta tiene restricciones como la anisotropía y su forma variable en diámetro y espesor. En las uniones entre culmos se producen esfuerzos en la dirección transversal, convirtiéndolas en un caso critico de estudio. Una caracterización detallada del comportamiento en la sección transversal permite crear modelos de elementos finitos útiles para realizar pruebas virtuales ahorrando materiales y costos de fabricación. En la sección transversal se presenta un comportamiento visco-elasto-plástico. Para caracterizar este comportamiento se realizaron ensayos de relajación de esfuerzos en semiarcos de guadua, aplicando un desplazamiento en el sentido circunferencial del arco. Se controló la velocidad de aplicación de la deformación, el nivel de deformación y las dimensiones de las probetas. No se encontraron diferencias significativas de los parámetros mecánicos con respecto a velocidad de aplicación de la deformación y dimensiones de las probetas. Tanto el esfuerzo máximo (promedios de 5.4, 6.5, 7.9 MPa, para desplazamientos de 1.0, 1.5 y 2.0 mm, respectivamente) como la deformación plástica (0.22, 0.43, y 0.65 mm para desplazamientos de 1.0, 1.5 y 2.0 mm, respectivamente) fueron significativamente mayores con incrementos en el desplazamiento. Los rangos de módulos de elasticidad circunferencial, esfuerzos máximos, límites elásticos, índice de ductilidad y deformación plástica fueron 159-263 MPa, 4.3-8.3 MPa, 1.4-6.2 MPa, 1.3-2.1 y 16-38%, respectivamente. Se ajustaron los datos experimentales a un modelo de Maxwell generalizado de 3 ramas en serie con un elemento plástico. Se presentaron porcentajes de relajación de 36.6, 28.5, 31.8%, para deformaciones de 1.0, 1.5 y 2.0 mm, respectivamente. Los tiempos de relajación del modelo fueron 𝜏1=0.15 𝑠 ,𝜏2=15 𝑠,𝜏3=150 𝑠. Mediante un algoritmo de optimización se encontraron las constantes del modelo. El modelo presentó ajustes de 𝑅2 entre 0.85 y 0.93, siendo mejores para las deformaciones más bajas; esto debido a la aparición de fracturas repentinas en la estructura interna del material.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Cerchas planas de culmos de guadua con uniones de abrazaderas metálicas
    (Universidad del Valle, 2018) Orejuela Hoyos, Juan Carlos; García Alvarez, José Jaime
    Uno de los retos en la construcción con guadua es el diseño de las uniones, en las que se suelen causar fallas por aplastamiento y fisuras longitudinales, ya que los elementos utilizados para fijar los culmos tienden a rasgarlos. Esto reduce la capacidad de trasmitir fuerzas y la estabilidad de la estructura. Muchas alternativas razonablemente buenas se han propuesto, con el uso de pasadores metálicos que atraviesan el material y la inyección de mortero para mejorar la resistencia transversal. No obstante, estas uniones tradicionales suelen causar fallas frágiles y no se prestan para construir elementos prefabricados. En esta investigación se analizó el comportamiento de cerchas de culmos de guadua unidos mediante uniones compuestas por abrazaderas metálicas, diferentes a las usadas tradicionalmente. En los prototipos desarrollados se aplicaron las cargas sobre los nodos de la cuerda superior y se midieron las deflexiones y rigidez para conocer el rango de aplicación de las cerchas. Así mismo, se calibró un modelo teórico en el cual se modificó la rigidez de las uniones. Este sistema con unión de abrazaderas mostró gran potencial y versatilidad para ser usado en la construcción. En una prueba típica, un prototipo de 3 m de longitud tuvo una deflexión máxima de alrededor de 5 cm y no mostró falla ante una carga de 2579 kg. Sin embargo, se encontró que es necesario aumentar la rigidez de las uniones para aprovechar mejor el material. Se realizó una comparación teniendo en cuenta la capacidad y las deflexiones obtenidas durante las pruebas para proponer recomendaciones y usos de las cerchas con base en la norma colombiana.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo de vivienda de interés social con base en un sistema modular prefabricado de culmos de Guadua angustifolia.
    (Universidad del Valle, 2018) Silva Flórez, Héctor Fabio; García, José Jaime; Thomson, Peter; Villegas Villegas, Laura; Paz Muñoz, Dennis; Jiménez Dominguez, Jorge; Muñoz Zambrano, Jesús; Benitez Giraldo, Carolina; Marulanda, Mauricio; Grupo de investigación AMSESTRA; Grupo de investigación BIOMECÁNICA; Grupo de investigación G7
    Los alarmantes datos relacionados con el calentamiento global, el cual está asociado con altos consumos de energía por los procesos de construcción y transformación de materiales de construcción tradicionales como el concreto y el acero, han motivado la búsqueda de materiales sustentables, teniendo como protagonista especial a un vegetal de rápido crecimiento llamado Guadua. La Guadua angustifolia es una planta endémica de Colombia, Ecuador y Venezuela. Los guaduales sirven para mejorar los suelos, reducir la erosión y regular las aguas. Además, la energía invertida para utilizar la Guadua en construcción es significativamente menor que la requerida para producir materiales estructurales como el acero y el concreto. Se estima además que un aumento del uso de la Guadua en construcción tendería a reducir la tala de bosques, apreciaría el material y crearía incentivos para que los agricultores aumenten el área de los guaduales. La Guadua es un material reforzado con fibras longitudinales que es susceptible a fisuras longitudinales, en particular si se realizan agujeros pasantes en el material, tal como se hace en las conexiones tradicionales. Un factor que eleva los costos para construir con Guadua es el alto índice de intervención manual, en particular para la construcción de las uniones. Este proceso es dispendioso por la forma cilíndrica hueca de los culmos y las irregularidades geométricas que impiden la utilización de uniones normalizadas eficientes, como las usadas para conectar elementos sólidos de madera. Para promover el uso de Guadua en construcción, este proyecto tuvo como objetivo general desarrollar un sistema constructivo modular prefabricado para vivienda social. En desarrollo del proyecto se realizaron actividades teóricas y experimentales, y de investigación básica y aplicada.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Diseño, construcción y evaluación de prototipos de caminador y muletas de guadua Angustifolia Kunth
    (Universidad del Valle, 2017) Acosta Fernández, Jurgen Stephan; García Alvarez, José Jaime; Buitrago, Jaime
    En este proyecto se plantea el diseño y construcción de un prototipo reproducible de caminador y muletas elaboradas en latas de Guadua Angustifolia Kunth. La Guadua Angustifolia es un material de bajo costo, además la podemos encontrar distribuida como cultivo natural a través de toda la cordillera central y zona céntrica de Colombia. Por último, se propone la Guadua Angustifolia como material de elaboración, debido a su accesibilidad y sostenibilidad. De manera intrínseca se debe corroborar que la guadua tenga propiedades mecánicas adecuadas para lograr que este diseño cumpla con las características técnicas necesarias y garantizar la seguridad a una persona que decida libremente reproducirlas teniendo en cuenta los parámetros de diseño aquí presentados.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación del desempeño del panel laminado de la hoja caulinar de la guadua Angustifolia Kunth como Aislante térmico
    (Universidad del Valle, 2021) Soto Escobar, Valentina; Urrea Cañas, Michelle Caroline; Silva Flórez, Héctor Fabio
    Las actuales demandas en el campo de la construcción han llevado a un uso desbordado de los recursos naturales y con esto, un incremento en el impacto ambiental y la insostenibilidad de los procesos industrializados vigentes hoy en día, de lo cual surge la necesidad de buscar tecnologías alternativas que permitan la apropiación de métodos para el aprovechamiento de los residuos orgánicos de las agroindustrias de nuestro país. Los materiales de origen vegetal nos brindan una gran diversidad de características aprovechables, las cuales permiten innovar en el ámbito de los materiales de construcción. Actualmente, ha aumentado el interés de la utilización de residuos generados a partir de procesos agrícolas, debido a su bajo costo y alta disponibilidad, buscando la reducción del impacto ambiental negativo causado por estos mismos procesos (Rodríguez & Fernández, 2016) ya que actualmente son incinerados o llevados a rellenos sanitarios (Peñaranda et al., 2018), es decir, no hay un aprovechamiento de estos recursos. En esta ocasión, la hoja caulinar siendo un residuo del proceso biológico de la Guadua Angustifolia Kunth, fue objeto de estudio para la determinación de su desempeño térmico al elaborar un panel laminado lo cual nos llevará a contribuir de manera positiva en el medio ambiente y la sostenibilidad que se quiere lograr en la arquitectura. Gracias a la metodología abordada, las pruebas experimentales resultaron en el desarrollo de un material aprovechable en la construcción como aislante térmico, ya que obtuvo resultados óptimos con una diferencia importante de temperatura de 8°C entre la superficie exterior e interior del panel. Estos resultados permitieron llevar a cabo una comparación con materiales existentes en el mercado actualmente como lo son el laminado de esterilla de guadua, el poliestireno expandido y el fibrocemento. Partiendo de estos resultados, se sugieren recomendaciones para complementar la presente investigación y así tener un amplio conocimiento de los beneficios que suponen el uso de este nuevo material