El bambú como elemento estructural.

Abstract

Las expectativas que se esperan de la realización de este trabajo de investigación son ante todo la introducción de un método alternativo a la vivienda popular que sea seguro, eficiente y económico. El objetivo en sí de todo el proyecto, se centra en documentar y presentar los resultados y la metodología utilizada, para demostrar a las comunidades alrededor de la República que este método es seguro, confiable y ante todo accesible. Los resultados obtenidos de las pruebas de laboratorios son una muestra general de lo que se puede lograr con los materiales utilizados y con la combinación de dichos materiales. Las muestras utilizadas son pequeñas y las pruebas realizadas a los paneles son limitadas, por lo que se recomienda ampliar en este tema, pero los resultados obtenidos permiten visualizar la capacidad de la combinación de dichos materiales y presentan características viables de la capacidad resistiva de la vivienda propuesta. El bambú no sólo es una planta importante en la ecología de nuestro país, sino que sin duda se convertirá en un fundamento importante para la economía y desarrollo de la industria que requiere de ideas novedosas, pero realizables a corto plazo. Una vez estudiado el comportamiento de paneles de bambú con carga axial y fuerza horizontal para predecir el comportamiento de las estructuras construidas con esterilla guadua, se procede a analizar el método constructivo a seguir para tener un prototipo de vivienda económica. Se propone el diseño ya utilizado en la Coordinadora Nacional para la Reducción de Desastres –CONRED y una construcción con participación de la comunidad de manera que cada individuo contribuya activamente en la calidad y definición de su propia vivienda y le lleve a apreciar y revaluar el concepto que tenga sobre éste tipo de material. La construcción final de una vivienda utilizando el bambú es a lo que corresponde esta sección del megaproyecto. Aquí se demostrará el proceso de construcción de los paneles y su montaje hasta la construcción de una casa / prototipo. Así mismo se demostrará cómo ha sido el comportamiento de este material con el transcurso del tiempo cuando éste se utiliza como un elemento estructural. Finalmente se armó un manual informativo sobre el método constructivo en donde se explica en una forma sencilla cómo deben armarse los paneles, qué tipos de paneles se deben utilizar y cómo deben ser distribuidos para lograr la configuración de la vivienda. Se evaluó el desempeño estructural de la casa de bambú, al someterla a distintos tipos de sismos. Este trabajo está compuesto por varias partes, la primer parte donde se plantea el marco teórico sobre sismicidad, amenaza y vulnerabilidad sísmica de Guatemala, y la segunda donde se detalla el análisis sísmico. Se realizó un análisis sísmico modal espectral y se llego a comprobar que la estructura puede resistir un sismo con aceleraciones y características como las del sismo frecuente de la norma AGIES NR-2, y que probablemente conociendo mejores las propiedades de los paneles, principalmente a flexión, pueda llegarse a comprobar analíticamente que esta estructura es apta para un sismo con características como las de sismo básico de la norma AGIES NR-2, pero sí se puede asegurar, que los esfuerzos por cortante no llevarán a la falla la estructura, debido a que se requeriría de un sismo con aceleraciones 8.5 veces mayores que las del sismo básico (ver Capítulo XIII, sección Resultados del análisis) . Las pruebas de laboratorio realizadas a los paneles dieron como resultado el peso específico del material combinado, siendo este de 1540.59 kilogramos por metro cúbico, así como también el módulo de elasticidad de 11.36 kilo libras por pulgada cuadrada y el módulo de elasticidad en cortante correspondiente a 1848 libras por pulgada cuadrada. Para obtener estos resultados se probaron tres tipos de paneles de los que conforman la casa, paneles F2, F3 y D1, y se probaron tres de cada tipo, siendo un total de nueve muestras. Las pruebas de laboratorio realizadas al bambú (guadua) mostraron las características resistivas del material sometido a esfuerzos de compresión, tensión y flexión. Las pruebas a compresión dieron como resultado una resistencia de 26,500 libras para la muestra sin nudo y 27,500 libras para la muestra con nudo, así como módulos elásticos de 1.38x10^5 y 1.41x10^5 libras por centímetro cuadrado correspondientemente. Las muestras a tensión resistieron 1450 libras para la muestra sin nudo y 1900 libras la muestra con nudo. Los ensayos a flexión dieron como resultado el módulo de ruptura y el esfuerzo cortante para la estería y para cilindros de bambú. El esfuerzo cortante promedio obtenido es de 36.44 lb/cm3. El mortero utilizado en los paneles ayuda a resistir la carga de viento y al mismo tiempo su densidad es baja, permitiendo la flexibilidad de los materiales para que estos resistan la carga sísmica. De cada panel se tomaron 6 testigos, 3 testigos cúbicos y 3 testigos tipo briqueta para realizarles pruebas de compresión y tensión respectivamente. Estas pruebas de laboratorio demostraron que los valores obtenidos en el caso de los testigos cúbicos son satisfactorios ya que el mortero demostró un peso específico un 66% del peso específico del concreto, indicando esto que la combinación de materiales en los paneles no se vuelva tan rígida y que al ocurrir un sismo permita deformaciones sin fluir. Este Mega-Proyecto ofrece a Guatemala una alternativa de vivienda popular que además de cumplir con los requerimientos estructurales, también es económicamente viable para la mayoría de su población. Actualmente la vivienda propuesta es sólo un 10.08% más cara que la de adobe reforzado y un 33.63% más barata que la de block reforzado con acero. Adicionalmente el efecto de inflación en los costos de materiales, afecta mayormente a la casa de Adobe y a la de block reforzado con acero; si la tendencia actual es estable da como resultado, que para el año 2028 la vivienda de Bambú no sólo tenga mejores características estructurales, sino también sea más económica. Por lo anteriormente expuesto, se elaborará un manual para la construcción de viviendas de bambú, un trifoliar que exponga los resultados y las ventajas de este método constructivo, así como también un documento audiovisual demostrando las pruebas realizadas y los resultados obtenidos.