Examinando por Materia "Guadua angustifolia"
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Publicación Acceso abierto Caracterización de las propiedades físico mecánicas de la guadua Angustifolia Kunth en contacto con suelo friccionante(Universidad del Valle, 2019) Guerrero Alí, Fadel Isaac; Galván Ceballos, ManoloEn el año 2010 se aprueba en el país el uso de la Guadua angustifolia como material estructural a través de la Norma de Construcción Sismo Resistente NSR-10 en su título G. A partir de esta inclusión, se han adelantado diferentes investigaciones en el país para determinar las características físicas y mecánicas de este material, con el fin de hacer más confiable y especializado su uso en la construcción cotidiana. En este marco investigativo, este proyecto busca caracterizar las propiedades físico-mecánicas de la Guadua angustifolia kunth cultivada en el municipio de La Tebaida, Quindío, y determinar el deterioro de las mismas a través del tiempo en contacto directo con un suelo friccionante (arena), validando así el proceso de inmunización que se efectúa normalmente en el país. Durante la ejecución de este proyecto investigativo se realizaron 6 tipos de ensayos: compresión paralela y perpendicular a las fibras, corte paralelo a las fibras, tracción directa y flexión a luz corta y larga, en exposición a la intemperie durante 12 meses en contacto con un suelo friccionante, además de las pruebas realizadas al material antes de someterlo a la intemperie, obteniendo así un total de 449 ensayos válidos. Al final, se realizó un análisis estadístico de los datos obtenidos para evaluar el comportamiento del material ante los diferentes tipos de esfuerzo y las variables del diseño factorial experimental, y se proponen valores admisibles de diseño de acuerdo a los resultados obtenidos.Publicación Acceso 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 JaimeLa 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.Publicación Acceso abierto Caracterización estructural de vigas de Pinboo con pines presecados(Universidad del Valle, 2026) Hernández Viedman, Natalia; García Alvarez, José Jaime; Duque Orobio, Jhonathan AlexanderEl objetivo de este estudio fue evaluar el comportamiento de elementos estructurales de Guadua angustifolia Kunth elaboradas con el sistema constructivo Pinboo, mediante el cual se unen latas con pines de guadua insertados transversalmente. Las latas son listones que se obtienen de culmos mediante cortes longitudinales. Comparadas con el uso de culmos, las latas reducen el desperdicio del material y son más regulares geométricamente. Los pines fueron previamente secados para reducir sus dimensiones temporalmente y facilitar su instalación. En la primera fase se caracterizó el material; mediante ensayos de flexión y cortante doble perpendicular a las fibras. En la segunda fase se realizaron pruebas piloto con base en las cuales se definió experimentalmente un espaciamiento óptimo entre pines de 200 mm. Con este espaciamiento se construyeron vigas de 1.6 m de longitud con variación del número de latas (4 y 8) y el diámetro de los pines (9.5 mm y 12.7 mm). Se ensayaron a flexión cinco especímenes de cada grupo con la fuerza orientada perpendicular a los pines. El incremento del número de latas de cuatro a ocho aumentó la capacidad en términos de esfuerzos entre el 18 % y el 40 %. Este comportamiento confirma la influencia del momento de inercia en la respuesta estructural, por lo que el aumento de la sección conlleva un incremento de la capacidad resistente. Por otro lado, la relación entre el momento de inercia efectivo y el teórico fue similar tanto en los prototipos de cuatro y ocho latas, lo que confirma una adecuada acción conjunta de los elementos, aunque se presentaron fenómenos de inestabilidad lateral–torsional. Con base en los límites de deflexión establecidos en la Tabla G.3.2-1 por la NSR-10, la separación admisible entre vigas de ocho latas varió entre 124 y 1280 mm para entrepisos y entre 155 y 1610 mm para cubiertas.Publicación Acceso abierto Caracterización mecánica de paneles de latas de guadua angustifolia kunth(Universidad del Valle, 2020) Montenegro Muñoz, Angie Marcela; García Alvarez, José JaimeLa industria de la construcción genera elevados niveles de contaminación a nivel global, ante esta problemática ambiental nace la construcción sostenible. En este sentido, la sostenibilidad implica desarrollar alternativas constructivas que generen el menor impacto mediante el empleo de materiales que armonicen con el ambiente. Uno de esos materiales es la Guadua angustifolia Kunth (GAK) que tiene una tasa de crecimiento y alta resistencia que la convierten en un material idóneo para ser empleado en construcciones sostenibles. No obstante, aún falta investigación y normalización del empleo de este material. Con el objetivo de encontrar formas de aprovechamiento estructural de la GAK, esta investigación estuvo orientada hacia la creación y caracterización de paneles de latas de guadua. Estas latas resultan del corte del culmos que no cumplen con los requisitos normativos colombianos y terminan como desecho. Para lo anterior, se diseñaron y evaluaron teóricamente diez configuraciones de paneles de latas, de los cuales se seleccionaron tres modelos que fueron ensayados experimentalmente ante carga lateral y axial. En las pruebas se determinó la carga máxima, la rigidez lateral y la carga crítica de pandeo, valores que permitieron caracterizar el comportamiento mecánico de cada panel. Se observó que uno de los tres paneles presentó mejor respuesta respecto a los otros dos. Después, se analizó teóricamente el comportamiento de paredes de culmos reforzados con los paneles de guadua desarrollados. Posteriormente, se hizo un análisis preliminar para verificar la deriva de una aplicación de los módulos reforzados en una estructura de dos niveles, para un resultado de deriva inferior al 1%. Finalmente, se establecen recomendaciones para el uso de los paneles que pueden ser prefabricados y usados en estructuras modulares. Se espera que los resultados de este proyecto sirvan de base para la evaluación experimental de muros reforzados. Además, estos paneles se podrían usar en otras aplicaciones para incrementar la rigidez de diversos elementos estructurales como vigas de celosía.Publicación Acceso 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 G7Los 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.Publicación Acceso abierto Efecto del pre-secado de pines en la capacidad de carga compresiva de columnas de Pinboo(Universidad del Valle, 2026) Ordóñez Tapia, Juan Alejandro; García Alvarez, José JaimeEste trabajo de grado propone el uso de latas de Guadua angustifolia Kunth para la construcción de miembros estructurales. Las latas son listones que se pueden obtener fácilmente mediante cortes longitudinales de culmos. Estas latas se unieron mediante pines de guadua para formar los miembros, técnica esta que se suele denominar bambú laminado con pines (pin laminated bamboo) o Pinboo. La investigación evaluó el efecto del presecado de pines sobre la capacidad de carga a compresión de columnas. Se caracterizaron las propiedades mecánicas de la guadua y los prototipos se sometieron a compresión. El mejor prototipo se obtuvo con interferencia mecánica, un espaciamiento de pines de 100 mm y una sección transversal con orientación cara externa–cara externa de las latas, el cual arrojó un esfuerzo crítico de pandeo promedio de 6.3 MPa (CV= 23%, n=7), para una esbeltez de 128. El secado previo de los pines facilitó el ensamble sin reducir capacidad compresiva de los elementos. Se probaron otros prototipos con latas conectadas lateralmente con tornillos autoperforantes, los cuales mostraron una capacidad de carga aproximadamente el doble de los modelos anteriores. Finalmente, los resultados de modelos de elementos finitos fueron consistentes con los experimentales, lo cual validó su uso para predecir el comportamiento de columnas de mayor escala. Los resultados muestran que la configuración con interferencia mecánica, espaciamiento de pines de 100 mm y una sección transversal con orientación cara externa–cara externa es viable para la construcción de columnas Pinboo. Además, el secado de los pines facilita su instalación pero no modifica el comportamiento mecánico.