Proyecto de aula de Carlos Yepez y Karen Lanchi
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0 UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA Calidad, Pertinencia y Calidez VICERRECTORADO ACADÉMICO CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA CIENCIAS E INGENIERIA CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA SEGUNDO SEMESTRE 2013 MÓDULO 2: LÓGICAS DEL PENSAMIENTO ASIGNATURA: INTRODUCCIÓN A LA COMUNICACIÓN CIENTÍFICA PROYECTO DE AULA PROBLEMA: DESARROLLO DE LOSAS CON CAÑA DE GUADUA ANGUSTIFOLIA Y ANÁLISIS COMPARATIVO ESTRUCTURAL Y ECONÓMICO CON LOS SISTEMAS DE LOSAS TRADICIONALES UTILIZADOS EN NUESTRO MEDIO ESTUDIANTES: KAREN GABRIELA LANCHI JARAMILLO CARLOS EDUARDO YEPEZ ROMERO MACHALA OCTUBRE - NOVIEMBRE 2013
Transcript of Proyecto de aula de Carlos Yepez y Karen Lanchi
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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA Calidad, Pertinencia y Calidez
VICERRECTORADO ACADÉMICO CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA
CIENCIAS E INGENIERIA
CURSO DE NIVELACIÓN DE CARRERA
SEGUNDO SEMESTRE 2013
MÓDULO 2: LÓGICAS DEL PENSAMIENTO
ASIGNATURA: INTRODUCCIÓN A LA COMUNICACIÓN CIENTÍFICA
PROYECTO DE AULA
PROBLEMA: DESARROLLO DE LOSAS CON CAÑA DE GUADUA ANGUSTIFOLIA
Y ANÁLISIS COMPARATIVO ESTRUCTURAL Y ECONÓMICO CON LOS SISTEMAS
DE LOSAS TRADICIONALES UTILIZADOS EN NUESTRO MEDIO
ESTUDIANTES:
KAREN GABRIELA LANCHI JARAMILLO
CARLOS EDUARDO YEPEZ ROMERO
MACHALA
OCTUBRE - NOVIEMBRE 2013
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Las cañazas o tacuaras (Guadua spp.) son un género de plantas de la familia de las
poáceas.
En el año de 1806 fue descrita por Alexander von Humboldt y Amadeo Bonpland
quienes vieron esta planta en Colombia y la llamaron Bambusal guadua, luego en 1822
fue clasificada por Carl Sigismund Kunth como Guadua angustifolia. Se considera como
una de las plantas nativas más representativas de los bosques andinos.
Araucaria angustifolia, el pino Paraná o pino Brasil, araucaria misionense o curýn. 1 es
una especie arbórea perteneciente a la familia Araucariaceae, encontrada en los
estados al sur de Brasil y en la provincia argentina de Misiones, aunque también existe
una pequeña población en Paraguay, en el departamento de Alto Paraná y se da
espontáneamente en la Sierra de los Ríos, en el NE de Uruguay. Es una planta dioica,
es decir, presenta los géneros masculino y femenino en pies distintos.
El término acero sirve comúnmente para denominar, en ingeniería metalúrgica, a una
aleación de hierro con una cantidad de carbono variable entre el 0,03% y el 1,075% en
peso de su composición, dependiendo del grado. Si la aleación posee una
concentración de carbono mayor al 2,0% se producen fundiciones que, en oposición al
acero, son mucho más frágiles y no es posible forjarlas sino que deben ser moldeadas.
Escala (cartografía), término que se utiliza en cartografía para designar la relación
matemática que existe entre las dimensiones reales y las del dibujo que representa la
realidad.
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El hormigón o concreto es un material compuesto empleado en construcción formado
esencialmente por un aglomerante al que se añade: partículas o fragmentos de un
agregado, agua y aditivos específicos.
Producto que pega o aglutina los pigmentos a la superficie del cuero, formando una
película o film de acabado.
Bambusoideae es el nombre de una subfamilia de plantas que pertenecen a la familia
de las gramíneas o Poaceae, una de las familias botánicas más extensas e importantes
para el hombre. Su nombre común es bambú. Los bambúes pueden ser plantas
pequeñas de menos de 1 m de largo y con los tallos (culmos) de medio centímetro de
diámetro, aunque también los hay gigantes: de unos 25 m de alto y 30 cm de diámetro.
Además, aunque los verdaderos bambúes siempre tienen sus tallos leñosos, esto no
ocurre en algunas especies.
Dar a una superficie lisa estrías o resaltos de forma regular y conveniente para asegurar
su inmovilidad, protegerla, etc.
Unión física que resulta de haberse pegado una cosa con otra:
la adherencia de estas dos superficies se consiguió gracias a un potente pegamento.
Grieta o hendidura de poca profundidad que se hace en un cuerpo duro.
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Persona singular (él/ella/usted) presente indicativo
Persona singular (tú) imperativo.
Culmo originalmente se refiere a un falso tallo de cualquier tipo de planta.
Deriva de la raíz latina culmus, y específicamente se refiere a tallo encima de la tierra o
aérea de pastos y ciperáceas.
Como adjetivo, la un material que no muestra permeabilidad.
En ingeniería y arquitectura se denomina viga a un elemento estructural lineal que
trabaja principalmente a flexión. En las vigas, la longitud predomina sobre las otras dos
dimensiones y suele ser horizontal.
Acción y resultado de anclar una embarcación.
LATILLA) Jarrito de hoja lata con asa, que sirven para llenar de agua y dar de beber a
los costaleros. Hoy día, una Tertulia Cofrade, lo tiene adoptado como trofeo en plata
para personajes que destaquen en el mundo de las Cofradías.
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A continuación analizaremos un tipo de palabras que tienen significados opuestos, que
todos conocemos, son los antónimos.
ACERO: ablandar, debilitar
ESCALA: bajar, descender
HORMIGON: cemento, mortero, mezcla, argamasa, cascajo, forja, amasijo, mazacote,
concreto.
LIGANTE: atar, amarrar, enlazar, unir, sujetar, vendar, trabar, inmovilizar, aprisionar
BAMBU: caña, mimbre, anea, bengala, cañaduz, carrizo, papiro, bejuco
ADHERENCIA: adhesión, unión, conexión, consistencia, pegajosidad, soldadura
RESQUEBRAJAMIENTO: agrietar, rajar, cuartear, abrir, fracturar
ROTURA: fractura, desgarro, rasgadura, siete, brecha, cisura, destrozo, estropicio,
quebradura, quiebra.
IMPERMEABILIZAR: aislar, recubrir
VIGAS: traviesa, travesaño, puntal, palo, poste, tirante, listón, entibo.
ANCLAJE: amarre, fondeo, detención
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ACERO: espada, tizona, puñal, hoja.
ESCALA: escalera, escalerilla, gradilla, brandal, tablazón
HORMIGON: argamasa - granza – mortero
LIGANTE: desatar, desligar, desunir
BAMBU: anea, bengala, cañaduz, carrizo, papiro.
ADHERENCIA: rotura, separación
RESQUEBRAJAMIENTO: abrir - abrirse - hender - rajar – rajarse
ROTURA: integridad, arreglo
IMPERMEABILIZAR: aislar, recubrir
VIGAS: tirante, listón, entibo
ANCLAJE: arribada – fondeo
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Ordenar palabras para formar oraciones coherentes:
-La son plantas Las guaduas las genero poaceas.
-Las guaduas son géneros de plantas de las poaceas
-para Él sirve metalúrgica denominar la acero energía
-El acero sirve para denominar la energía metalúrgica.
-La duro quedo con grieta y poca profundidad totalmente
La grieta quedo totalmente duro y con poca profundidad.
Del texto en general, he realizado un esquema.
DESARROLLO DE
LOSAS CON CAÑA
DE GUADUA
Historia Aplicaciones
Técnicas y
campos Definición
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La presente investigación nace de la carencia de nuevos métodos constructivos para la
creación de viviendas en nuestro medio. La demanda de viviendas crece cada día, y la
falta de una estabilidad política laboral, ha permitido que muchos de nosotros no
tengamos acceso a una vivienda digna. El desarrollo de losas con caña guadua
angustifolia más que una alternativa es una innovación a las técnicas constructivas
tradicionales, ya que su aplicación es de muy buen comportamiento estructural siempre
y cuando se lo haga con buenos materiales, mano de obra calificada y el control de un
técnico especializado en obras civiles. De esta manera la aplicación de esta técnica es
de vital importancia ya que la caña guadua angustifolia reemplaza al acero tradicional,
datos que se obtuvieron en los ensayos de las diferentes probetas que se realizaron en
la presente investigación dando resultados positivos y al mismo tiempo generando
muchas preguntas que deben ser respondidas en investigaciones posteriores y con
ensayos a escala real.
Finalmente en la investigación se realizó la comparación estructural y económica de la
losa con armadura de caña de guadua, con las losas de hormigón armado y panel
metálico o placa colaborante, lo cual se concluye que trabaja muy semejante a las
losas con hormigón armado siempre y cuando se controle la adherencia entre el
hormigón y la caña guadua, además encontramos que el costo en relación a la losa de
guadua es hasta un 70% y un 40% más económico que las losas con panel metálico y
hormigón armado respectivamente, generando así una alternativa segura y económica
para la construcción.
El mayor consumo de guadua está asociado a la construcción, tanto aquella de carácter
permanente como la temporal. Esto se debe a sus asombrosas propiedades de
resistencia, liviandad y flexibilidad, al igual que su abundancia. La guadua puede
sustituir a la madera en la industria de la construcción al tener una relación resistencia /
peso tan alta como las mejores maderas, con la ventaja de ser un recurso natural de
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rápida renovación (Servicio de Información y Censo Agropecuario del Ministerio de
Agricultura y Ganadería del Ecuador 2004)
La elaboración de laminados para paneles (esterilla) es la base más importante en la
industria artesanal de la construcción (Figura 6.1y 6.2).
Los laminados de bambú se crean dividiendo la longitud del culmo o tallo en tiras
longitudinales, que pueden entonces ser utilizadas para conformar un número de
productos, entre los que se destacan las baldosas para piso que observan un buen
comportamiento al tráfico y uso intenso. También puede ser utilizado en la fabricación
de mobiliario y utensilios diversos (Hidalgo 1974).
Siempre se ha conocido la guadua con su forma redonda la cual ha llegado a ser muy
útil para suplir algunas necesidades; pero la tecnología hace que esto vaya cambiando,
y ahora no sólo se utiliza la guadua como tronco natural de forma circular, sino que se
utiliza totalmente macizo en tablones aglomerados con alta resistencia.
La secuencia lógica de los pasos en el procesamiento del laminado es fundamental
para una economía sostenible en la fabricación.
El componente básico para los laminados se obtiene de la parte gruesa del tallo,
llamada "cepa", "basa" y "sobre basa". Es decir, los primeros 8 a 12 metros de un tallo
de guadua. El proceso del "rajado" deja 6 a 10 lajas por tallo de guadua; un segundo
paso de cepillado las convierte en "tablillas".
Para obtener una laja larga y gruesa es esencial una guadua totalmente recta de
aproximadamente 3 m. Algunas "cepas" y "basas" tienen esta propiedad. La rectitud del
taco es frecuente en la "sobre basa", pero allá encontramos espesores de pared
generalmente menor de 1 cm. (Cárdenas, Mesa y del Coral. Escuela de Ingeniería de
Antioquia, Colombia. S.f.).
El proceso de producción de laminados según los autores anteriores se encuentra en la
siguiente dirección:
http://materiales.eia.edu.co/ciencia%20de%20los%20materiales/articulo-Guadua.htm
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Los paneles, tableros o esterillas tienen una gran diversidad de aplicaciones en la
vivienda rural y urbana en la construcción de pisos, paredes de bahareque, paredes
tejidas, cielo rasos, como soporte de la teja de barro y como base para la aplicación de
morteros o pañetes. En construcciones de concreto se emplea en cimbras, formaletas o
en cajones o casetones que se involucran en la construcción de losas de concreto para
aligerarlas y disminuir su costo (Figura 6.2).
En la elaboración de tableros de esterilla se emplean secciones de 1 a 8 metros de
longitud obtenidos de la parte basal e intermedia de los bambúes de 2 a 3 años de
edad. La sección se coloca en el suelo o entre dos o más soportes según su longitud.
Con la ayuda de una hacha se hacen incisiones profundas alrededor de cada uno de
los nudos y perpendicular a ellos, con una separación entre 1 y 3 centímetros (Figura
6.1a). Luego con la ayuda de una pala se abre longitudinalmente por uno de los lados
(Figura 6.1b) rompiendo al mismo tiempo los tabiques interiores (Figura 6.1c).
Finalmente se abre la esterilla con las manos (Figura 6.1d) o parándose sobre sus
bordes a la vez que se camina sobre ellos. Una vez aplanada se remueve la parte
interior o más blanda (Figura 6.1e), esto es para Evitar que la madera sea atacada por
los insectos.
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11
Del siguiente fragmento he extraído algunas inferencias:
LA CAÑA GUADUA:
La caña guadua es una madera que tiene gran aceptación a nivel mundial, la especie
que existe en el Ecuador es una de las mejores en su estructura interna lo que permite
su uso en elementos diversos en la construcción. Por esta razón es necesario que los
profesionales tengan un conocimiento extenso y detallado de su explotación y posterior
transformación. Asia es la región que ha sabido aprovechar la tecnología para la
formación de fábricas creadoras de elementos terminados en caña guadua, y por
consiguiente generando innumerables fuentes de trabajo.
La guadua es una madera
Tiene aceptación mundial
Se usa para hacer trabajos de construcción.
La guadua existe en el Ecuador.
Asia crea artículos de caña guadua
La caña guadua para la elaboración de productos genera muchas fuentes
de trabajo en todo el mundo
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Del presente texto he procedido a extraer varias analogías:
La investigación nace de la falta de nuevos métodos constructivos los cuales hoy en día
Son muy elevados y de difícil acceso a todas las clases sociales del nuestro país. Así el
área De influencia del proyecto, tendrá una aplicación y aceptación favorable en las
zonas donde Existe la producción, tratamiento y distribución de la caña de guadua
angustifolia como Materia prima. Estas zonas de producción se encuentran al nivel
local, regional, nacional e Internacional siendo la aplicación de este método constructivo
a nivel mundial.
Vía : camino : : desarrollo : progreso
Vinculo: significa
Investigación : tratamiento : : producción : distribución
Vinculo: métodos
Partida : llegada : : avance : retroceso
Vínculo: diferencia
Local : regional : : nacional : Internacional
Vinculo: zonas de producción
Las analogías tienen tres elementos, las dos palabras (conceptos o acciones)
involucradas y el vinculo existente entre los dos conceptos o acciones. Este ultimo esta
implícito. Para completar las analogías debemos seguir un procedimiento
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En la utilización de cables de caña guadua se logra compensar la falta de adherencia,
que su forma helicoidal proporciona una beneficiosa adherencia química y mecánica
que ayudan al trabajo uniforme de hormigón con la caña guadua. En el caso de formar
paquetes con latillas de caña guadua, no trabajan de forma igual a la de los cables,
razón por la cual su adherencia debe ser trabajada de forma diferente en la cual se
recomienda realizar métodos en los que no existan epóxidos ni ningún tipo de material
que logre la impermeabilización de la guadua.
La caña guadua proporciona una beneficiosa adherencia
Caña guadua : adherencia química : : proporciona : logra
Vínculo: beneficios
Existen muchos riesgos en el cuidado de la guadua
Riesgos: cuidado : : impermeaivilizar : descomposición
Vínculo: métodos
La caña guadua se ha utilizado en la construcción de viviendas
Construcción: viviendas : : utiliza : guadua
Vínculo:
La construcción de losas con caña guadua es un forma de construir antigua, que con el
pasar de los años se ha ido perfeccionando de una forma impresionante , no sabemos
hasta donde llegara la creatividad del hombre; en el aspecto de seguir viendo formas
de construir viviendas con losas de manera segura, eficaz y moderna
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Se han realizado investigaciones en países tales como China, India, Japón, Filipinas,
México, Guatemala, EE.UU y Colombia y aún en países sin mucha cultura y
conocimiento respecto a la familia de los bambús como Alemania, Holanda, Italia y
Egipto.
Las investigaciones y trabajos experimentales ponen de manifiesto que el refuerzo de la
caña de guadua en el hormigón incrementa la carga límite de rotura del elemento de
forma considerable, en comparación con lo previsible a ese mismo elemento sin
reforzar.
No obstante, existen varias limitaciones prácticas en el empleo de la caña como
refuerzo del hormigón.
La más importante es la dificultad de adherencia producida por las variaciones en los
contenidos de humedad de cada material por tanto, gran parte de las investigaciones
han sido enfocadas en esa dirección. Los datos experimentales y comentarios se basan
en el
¿Se han realizado investigaciones en países?
¿Las investigaciones y trabajos experimentales ponen de manifiesto que el refuerzo
de la caña de guadua en el hormigón?
¿existen varias limitaciones prácticas en el empleo de la caña como refuerzo del
hormigón?
¿La más importante es la dificultad de adherencia producida por las variaciones en
los contenidos de humedad de cada material?
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¿Qué utilidades tiene la caña guadua?
¿Qué utilidades tienen los trabajos con caña guadua en el hormigón?
¿Qué tipo de limitaciones existen en el empleo de la caña guadua como refuerzo del
hormigón?
¿Cuál es la mayor dificultad que produce variaciones en el material?
Mediante la realización de este trabajo he puesto en práctica todos los
conocimientos aprendidos en cada una de las horas de clase correspondientes al
módulo de Introducción a la Comunicación Científica.
Los contenidos impartidos durante todo este tiempo han sido de suma ayuda para la
realización del proyecto.
La comprensión del tema científico se ha logrado principalmente a las diversas
técnicas de estudio asimiladas.
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Por parte de la institución, se debe seguir impulsando la realización de este tipo de
proyectos pues estimulan al estudiante a realizar un mejor trabajo y a explotar su
capacidad intelectual.
Así de este modo los estudiantes no solo aprenden a explotar su capacidad
intelectual sino que a poder desenvolverse con mayor facilidad en cualquier ámbito
académico , pero por su puesto con responsabilidad y eficacia
Por parte del alumno, atender a cada una de las clases y aclarar dudas mediante la
formulación de preguntas al profesor para una rápida y correcta asimilación de los
contenidos.
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SINTESIS CERRADA DEL TEXTO CIENTIFICO PREVIAMENTE SELECCIONADO Y
CONTEXTUALIZADO.
La investigación nace de la falta de nuevos métodos constructivos los cuales hoy en día
son muy elevados y de difícil acceso a todas las clases sociales del nuestro país. Así el
área de influencia del proyecto, tendrá una aplicación y aceptación favorable en las
zonas donde existe la producción.
El desarrollo de losas con caña guadua angustifolia más que una alternativa es una
innovación a las técnicas constructivas tradicionales, ya que su aplicación es de muy
buen comportamiento estructural siempre y cuando se lo haga con buenos materiales,
mano de obra calificada y el control de un técnico especializado en obras civiles
Al analizar las características físico-mecánicas podemos observar que la caña guadua
tiene un buen comportamiento estructural de los cuales los que más resaltan para
nuestra aplicación en losas con caña guadua es la capacidad de resistencia a la
tensión
De todos los métodos explicados para ganar adherencia, existen muchos riesgos sobre
todo en los que se utiliza epóxidos o impermeabilizantes, se debe tener mucho cuidado
en los porcentajes de humedad ya que si se logra impermeabilizar totalmente pueden
quedar residuos de agua lo que llevaría a la pudrición y descomposición de la caña
guadua en especial en cañas verdes por su alto contenido de humedad. Además
entraríamos en una gran desventaja ya que resultaría muy costosa la aplicación de
estos métodos causando un incremento de material impermeabilizante y mano de obra
calificada.
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http://es.thefreedictionary.com/s%C3%ADntesis
http://repositorio.espe.edu.ec/handle/21000/6851
https://www.google.com.ec/search?q=losas+con+ca%C3%B1a+guadua&ie=utf-
8&oe=utf-8&rls=org.mozilla:es-ES:official&client=firefox-
a&gws_rd=cr&ei=8R6KUoyiA4HUkQec0oDwDg
http://es.thefreedictionary.com/s%C3%ADntesis
http://servicios.elpais.com/diccionarios/sinonimos-antonimos/
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ANEXOS
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DESARROLLO DE LOSAS CON CAÑA DE GUADUA ANGUSTIFOLIA Y ANÁLISIS
COMPARATIVO ESTRUCTURAL Y ECONÓMICO CON LOS SISTEMAS DE LOSAS
posteriores y con ensayos a escala real.
TRADICIONALES UTILIZADOS EN NUESTRO MEDIO
LUIS SEBASTIÁN NARVÁEZ CHAMORRO Carrera de Ingeniería Civil ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO
RESUMEN
El desarrollo de losas con caña guadua angustifolia más que una alternativa es una
innovación a las técnicas constructivas tradicionales, ya que su aplicación es de muy buen
comportamiento estructural siempre y cuando se lo haga con buenos materiales, mano de
obra calificada y el control de un técnico especializado en obras civiles. De esta manera la
aplicación de esta técnica es de vital importancia ya que la caña guadua angustifolia
reemplaza al acero tradicional, datos que se obtuvieron en los ensayos de las diferentes
probetas que se realizaron en la presente investigación dando resultados positivos y al
mismo tiempo generando muchas preguntas que deben ser respondidas en investigaciones
1.
3.
colaborantes.
INTRODUCCIÓN
La investigación nace de la falta de nuevos métodos constructivos los cuales hoy en dia
son muy elevados y de difícil acceso a todas las clases sociales del nuestro país. Así el área
de influencia del proyecto, tendrá una aplicación y aceptación favorable en las zonas donde
existe la producción, tratamiento y distribución de la caña de guadua angustifolia como
21
materia prima. Estas zonas de producción se encuentran al nivel local, regional, nacional e
internacional siendo la aplicación de este método constructivo a nivel mundial.
2.OBJETIVO DEL ESTUDIO Y JUSTIFICACION
El objetivo principal es desarrollar una investigación acerca de, Losas con Caña de
Guadua Angustifolia, y realizar un análisis estructural y económico de los diferentes tipos
de losas utilizados en nuestro medio.
SELECCIÓN DE MATERIALES
Los materiales que se utilizan son tres esencialmente, la caña guadua angustifolia, material
base de esta investigación la cual es curada y tratada para su preservación, el hormigón
simple que resulta de la mezcla de arena, ripio, agua y material ligante como es el cemento,
para efectos de ensayos se ha considerado un hormigón de 210 Kg/cm2, y el acero en
diferentes presentaciones como barras corrugadas y planchas metálicas o placas
4.
INVESTIGACIÓN DE LOSAS CON CAÑA GUADUA ANGUSTIFOLIA
KUNTH
Al analizar las características físico-mecánicas podemos observar que la caña guadua
tiene un buen comportamiento estructural, esto nos inclina a desarrollar esta técnica que al
unir con el hormigón trabaja conjuntamente por su gran capacidad de resistencia a la
tracción como se indica en la siguiente figura.
adherencia de la caña con dicho material.
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Figura 4.1: Esfuerzo vs Deformación del Bambú Gigante
En la figura 4.1vemos las curvas que son semejantes en el comportamiento lineal o elástico
tanto la del acero como la del bambú, razón por la cual la caña de guadua es un material
con buenas características para trabajar con el hormigón siempre y cuando se compense la
Existen algunos estudios e investigaciones realizadas sobre las características Físico-
Mecánicas de la caña guadua, de los cuales los que más resaltan para nuestra aplicación en
losas con caña guadua es la capacidad de resistencia a la tensión. En el siguiente cuadro se
describe la resistencia a la tracción de algunas investigaciones realizadas dentro y fuera del
país.
Tabla 4.1: Resistencia a la Tensión de Varias Investigaciones.
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MATERIAL
Caña de Guadua Angustifolia Kun th
Bambú Gigante
utiliza dicho esfuerzo.
TESION A LA ROTURA Kg/cm2 1400.00 mínimo
FUENTE
www.ingresoll-rand.com/compair/ap-ay97/bamb-4.htm
Jorge Cobos y Xavier León, Propiedades Físicas-Mecánicas de la Guadua Angustifolia Kunth y
Aplicación al Diseño de Baterías Sanitarias del IASA II, Carrera de Ingeniería Civil, Escuela Politécnica
del Ejercito ESPE 2007.
2472.78 sin Nudo 742.56 con Nudo 3500.00 sin Nudo 1800.00 con Nudo 2070.00 sin Nudo 1627.00 con
Nudo 1398.31 sin Nudo 1193.50 con Nudo Para nuestro análisis en losas de hormigón armado con caña de
guadua las latillas a
F. Londoño y M. Montes (1970) Laboratorios del Centro Interamericano de Vivienda (CINVA),
Colombia.
24
Córdova Fabián y Valenzuela Patricio, Columnas de Hormigón Reforzado con caña de guadua solicitadas
a Flexocompresión, Escuela de Ingeniería Civil, Universidad Central del Ecuador 1992. Fredd Carranza y
Jorge Taco, Cálculo y Diseño Estructural para la Cubierta del Mercado Central de la Parroquia de Píntag
en Base A Tenso-Estructuras con el Uso de Bambú Gigante (Dendrocálamus Asper).
emplear son de una longitud que superan la distancia de nudo a nudo, razón por la cual se
4.1. Análisis de Esfuerzos y Deformaciones Definida por los Códigos de Diseño
Según la Sexta Hipótesis de Diseño los esfuerzos y deformaciones se define de acuerdo
al bloque de compresión de Whitney, en el cual se define un bloque de compresión
rectangular cuya área sea equivalente con el centro de gravedad de la curva real y cuyo
centro de gravedad coincida aproximadamente con el centro de gravedad de curva real.
eje neutro y sus respectivas incógnitas.
Reemplazando Ecu. 4.2 en Ecu.4.1 tenemos:
Factorando:
´
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Figura 4.2: Distribución rectangular equivalente de las tensiones en el hormigón
De acuerdo a esto se deduce las ecuaciones que nos ayudan a encontrar la distancia del
Como se presenta la ecuación se puede reducir dando una constante de simplificación: k = ´ Ecu. 3.3.
La ecuación con el reemplazo de la constante no quedaría de la siguiente manera:
interacción mecánica.
A continuación se presenta la ecuación real que corresponde al signo negativo.
De acuerdo a este análisis se puede decir que la ecuación 3.4 es adaptable a nuestras
condiciones, tomando en cuenta a la hora de diseñar la sección de caña guadua la distancia
del centroide del paquete de refuerzo ya que no es uniforme la sección como en el acero.
4.2. Adherencia del Hormigón en el Acero y la Caña Guadua Angustifolia
26
4.2.1. Mecanismos de adherencia entre el hormigón y el acero
Existen varios mecanismos resistentes en los que se basa la adherencia: a)adhesión
química, b) rozamiento y, c) interacción mecánica y por último el fallo. En barras lisas la
adherencia se debe principalmente a la adhesión química y al rozamiento y, en el caso de
barras corrugadas éstos son despreciables y la adherencia se logra sobre todo mediante la
interacción mecánica entre el hormigón y las corrugas. Para nuestro estudio se realiza este
análisis con el fin de lograr una adherencia que trabaje en los campos de rozamiento y de
4.2.2.
Figura 4.3: Relación Tensión de Adherencia Local vs Deslizamiento Esquemática:
Curva a) situación bien confinada, Curva b) sin confinamiento y fallo por splitting
y, Curva c) situación confinada, splitting al que sigue un fallo por pull out.
Adherencia del Hormigón-Caña Guadua Angustifolia Kunth
Se han realizado investigaciones en países tales como China, India, Japón, Filipinas,
México, Guatemala, EE.UU y Colombia y aún en países sin mucha cultura y conocimiento
respecto a la familia de los bambús como Alemania, Holanda, Italia y Egipto. Las
investigaciones y trabajos experimentales ponen de manifiesto que el refuerzo de la caña de
27
guadua en el hormigón incrementa la carga límite de rotura del elemento de forma
considerable, en comparación con lo previsible a ese mismo elemento sin reforzar. No
obstante, existen varias limitaciones prácticas en el empleo de la caña como refuerzo del
hormigón. La más importante es la dificultad de adherencia producida por las variaciones
en los contenidos de humedad de cada material por tanto, gran parte de las investigaciones
han sido enfocadas en esa dirección. Los datos experimentales y comentarios se basan en el
trabajo que durante el anterior siglo han desarrollado investigadores tales como H. Glenn
(1944), Pama et al (1976), e Hidalgo (1980).
Los elementos de hormigón que trabajan a flexión, al estar armados con caña guadua
muestran resquebrajamientos que exceden considerablemente los previstos con un elemento
no reforzado de las mismas dimensiones. El refuerzo con caña guadua aumenta la
capacidad de carga en 4 ó 5 veces, con un porcentaje óptimo de refuerzo del 3 al 4% de la
sección transversal. Por encima de este valor óptimo de refuerzo no hay aumento en la
capacidad de carga. Al utilizar culmos enteros con un diámetro hasta de 4.0 cm., se observa
que con piezas integrantes de fijación transversal no hay deslizamiento de la caña y la
curva de flexión de carga conserva su forma lineal hasta la rotura. También se reduce la
flexión total. El bambú o caña guadua partido desarrolla una mayor capacidad de carga que
los culmos enteros.
Se propone también el uso de medios culmos (corte longitudinal) como refuerzo
principal, secados previamente (20% humedad), e impregnados con un adhesivo (resina
poliestérica o epóxica) en los extremos y en una longitud de 25cm., la parte restante con
aceite de linaza y trementina (proporciones 1:1 durante 4 dias) como se indica en la fugura.
28
a.- Refuerzo de Bambú con media b.- Refuerzo de Bambú con caña caña a modo de conector completa a
modo de conector
impermeabilización de la guadua.
c.- Losa de Hormigón Reforzado con Bambú tras ser Fraguada
Figura 4.4: Sistema de Losas Reforzadas con Bambú y Encofrado Perdido (Pontificia
Universidad Católica PUC, Río de Janeiro, Brasil)
De todos los métodos explicados para ganar adherencia, existen muchos riesgos sobre
todo en los que se utiliza epóxidos o impermeabilizantes, se debe tener mucho cuidado en
los porcentajes de humedad ya que si se logra impermeabilizar totalmente pueden quedar
residuos de agua lo que llevaría a la pudrición y descomposición de la caña guadua en
especial en cañas verdes por su alto contenido de humedad. Además entraríamos en una
gran desventaja ya que resultaría muy costosa la aplicación de estos métodos causando un
incremento de material impermeabilizante y mano de obra calificada.
En la utilización de cables de caña guadua se logra compensar la falta de adherencia,
que su forma helicoidal proporciona una beneficiosa adherencia química y mecánica que
ayudan al trabajo uniforme de hormigón con la caña guadua. En el caso de formar paquetes
29
con latillas de caña guadua, no trabajan de forma igual a la de los cables, razón por la cual
su adherencia debe ser trabajada de forma diferente en la cual se recomienda realizar
métodos en los que no existan epóxidos ni ningún tipo de material que logre la
En los ensayos de adherencia realizados por Oscar Hidalgo se obtuvo un esfuerzo de
adherencia máxima en latillas de caña guadua y anclados con clavo de 5.10 Kg/cm 2 y con
cables obtuvo un esfuerzo de adherencia máximo de 18.22 Kg/cm 2 y un mínimo de 6.45
Kg/cm 2 . Haciendo una relación muy semejante para la obtención de la adherencia nos
basamos en la adherencia de las barras lisas que por su superficie lisa se asemeja a la caña
guadua en las que solo se producen dos tipos de unión la adherencia química y rozamiento
lo que hace que no llegue a trabajar en las últimas etapas de interacción mecánica y fallo.
De acuerdo a este análisis se puede concluir que al igual que las varillas lisas, la caña
de guadua puede trabajar conjuntamente con el hormigón siempre y cuando esta adherencia
sea reforzada por medio de algún método conocido, concluyendo que el método con mayor
adherencia es el que se logra anclar con clavos. Los valores obtenidos de los esfuerzos de
tensión a la adherencia en este ensayo nos dan promedio de 8.43 Kg/cm 2 valores muy
semejantes a los que se obtuvieron en las pruebas de Oscar Hidalgo.
5.ENSAYOS DE LABORATORIO
Una vez realizado el análisis de comportamiento entre la caña y el hormigón según
partiendo de las hipótesis del ACI, se procede a la aplicación física de un modelo en el cual
se llegue a similar el comportamiento de la caña guadua con el hormigón, en la cual se
utilizan probetas de ensayo de acuerdo a la norma ASTM para diseño de cilindros y vigas
de hormigón.
5.1. Elaboración De La Armadura De Caña Guadua
30
Las latillas son tiras cortadas en forma longitudinal que pueden tener longitudes de hasta
doce metros dependiendo de la longitud de la caña guadua.
0,5
2,0
la cual tiene las dimensiones de 15x15x50cm.
17,0
15,0
2,0
2,0
PROBETA DE MADERA SEMIDURA
PROBETA DE MADERA SEMIDURA
15,0 19,0
2,0
46,0 VISTA DE PERFIL
LATILLA DE CAÑA GUADUA b=2.0cm NUDO DE CAÑA GUADUA
31
46,0 VISTA EN PLANTA
PROBETA DE MADERA SEMIDURA
LATILLA DE CAÑA GUADUA e=0.5cm
Figura 5.1: Latilla de 2.0 x 46.0 x 0.5 cm Fabricada Manualmente
PROBETA DE MADERA SEMIDURA
0
,
0
5
Figura 5.2: Diseño de Probeta de Madera Semidura Norma ASTM C78
Molde para fundir y posteriormente ensayar las vigas a flexión según la norma ASTM C78
Para la elaboración de la mezcla se la realiza siguiendo la Norma ASTM C31 que
corresponde a la Elaboración y Curado en Obra de Especímenes de Hormigón para Pruebas
de Compresión.
No
32
DIAMETRO (cm)
Identificación delaMuestra
Longitud(L)cm Base(b)cm Espesor(e)cm Longitud(L)cm Base(b)cm Espesor(e)cm AreaP.(A)cm2 AreaT(A)cm2
Figura 5.3: Elaboración de Cilindros y Vigas
En el ensayo a la compresión de los cilindros según norma (ITINTEC 339.034.
CILINDROS TESTIGO SIN ADITIVO
RESISTENCIA A LA COMPRESION SIMPLE ( kg/cm 2 ) ALTURA EDADACENT. RESISTENCIA % RESISTENCIA (cm)DIASCm. EN k N . de f'c Kg/cm2 115307 6 245.34 67% 142 2153014 6 322.73 89% 186 3153028 6 390.23 107% 225
Tabla 5.1: Dimensiones de Paquetes de Caña Guadua Armadas
CUADRODEPAQUETESENLATILLASDECAÑAGUADUA
% ESPECIFICACION 60% 80% 100%
UNODOSTRESCUATRO 123123123123123 46.5046.5046.5046.5046.5046.5046.4046.4046.4046.5046.5046.5046.7046.7046.70 2.102.102.102.001.902.002.001.901.901.901.900.451.901.901.80 0.450.600.500.450.550.600.500.500.600.500.450.500.500.600.40 45.5045.5045.5046.0046.0046.0040.9040.9040.9046.7046.7046.7046.6046.6046.60 1.901.802.001.801.801.801.801.801.701.601.701.801.801.801.80 0.500.500.550.500.500.550.500.600.500.700.500.300.600.550.50 0.951.261.050.901.051.201.000.951.140.950.860.230.951.140.72 3.263.153.092.032.81
CINCO
33
17,0
2,0
1,5
8,0
1,5
2,0
2,0
2,0
2,0
4,5
17,0
9,0
15,0
2,0
A
34
2,0
11,0
2,0
2,0
2,0
2,0
9,5
15
7,5
la viga y posteriormente su rotura.
46,0
SEPARADOR DE ALAMBRE GALVANIZADO No16 REFUERZO DE CAÑA GUADUA PAQUETE DE TRES LATILLAS CLAVO DE 1 1 5 " DE ACERO ENCOFRADO SEPARADOR DE ALAMBRE GALVANIZADO No16 REFUERZO DE CAÑA GUADUA PAQUETE DE TRES LATILLAS ENCOFRADO
15,0
19,0
9,5
7,5
1361.70 Kg
15 45
2,0
2,0
9,0
1361.70 Kg
4,5
15
2,0
2,0
B
35
Figura 5.5: Carga Aplicada en la Viga No1
REFUERZO DE CAÑA GUADUA PAQUETE DE TRES LATILLAS
Figura 5.4: Sección Transversal y Sección Longitudinal de la Viga
CLAVO DE 1 1 5 " DE ACERO ENCOFRADO SEPARADOR DE ALAMBRE GALVANIZADO No16 REFUERZO DE CAÑA GUADUA PAQUETE DE TRES LATILLAS ENCOFRADO
En el modelo matemático se define la capacidad de carga de la viga considerando el
armado de la caña guadua, la cual define la resistencia a la flexión antes del fisuramiento de
Con el modelo matemático procedemos a calcular los esfuerzos producidos por la carga
actuante.
Calculo del Momento M = (P/2) * L M = 20425.50 Kg.cm Calculo de las reacciones R A = R B = P/2 =
1361.70 Kg Donde: M = Momento Máximo (Kg.cm) P = Carga Actuante (Kg) L = Distancia del apoyo a
la carga (cm) R A = Reacciones en los apoyos (Kg)
+1361.70 Kg
AB
15
36
15
15 45
Mmax=20415 Kg.cm 15 45
+1361.70 Kg 15
AB
15
Para la determinar la armadura necesitamos los siguientes datos: b = 15cm
Figura 5.6: Diagrama de Corte y Momento de la Viga No1
Calculo de la Armadura de Caña Guadua para la Viga ó Probeta N°1
d = 13 cm M = 20415.50 Kg.cm = 0.90 Factor de Reducción para Flexión. k = Constante fyc = 742.00
Kg/cm2
37
ESFUERZOSDELAVIGANo1
Sección de Caña Calculada
El mismo proceso se cumple para la obtención de las demás probetas de ensayo.
Tabla 5.2: Cantidades de Sección de Caña Guadua Calculada Probetas 1-2-3.
RESULTADOSDELOSENSAYOSDEVIGASARMADASCONCAÑAGUADUAANGUSTIFOLIA
ESFUERZOSDELAVIGANo2
DATOS:
CARGASAPLICADAS:
RESULTADOS: ACERO
CAÑA
38
ESFUERZOSDELAVIGANo3
DATOS: b=15.00cmb=15.00cmb=15.00cm d=13.00cmd=13.00cmd=13.00cm f`c=210.00kg/cm2f`c=210.00kg/cm2f`c=210.00kg/cm2 fy=4200.00kg/cm2fy=4200.00kg/cm2fy=4200.00kg/cm2 fyc=742.00kg/cm2fyc=742.00kg/cm2fyc=742.00kg/cm2
DATOS:
CARGASAPLICADAS: P=1361.00KgP=1437.00KgP=1483.70Kg L=15.00cmL=15.00cmL=15.00cm M=20415.00Kg.cmM=21555.00Kg.cmM=22255.50Kg.cm
CARGASAPLICADAS:
RESULTADOS: ACERO K=34807.50K=34807.50K=34807.50 As=0.43cm2As=0.45cm2As=0.47cm2
RESULTADOS: ACERO
CAÑA K=34807.50K=34807.50K=34807.50 Asc=2.41cm2Asc=2.55cm2Asc=2.64cm2
CAÑA
Tabla 5.3: Cuadro Comparativo de Sección Calculada con Sección Aplicada en Probetas
6.
DISEÑO ESTRUCTURAL
CUADROCOMPARATIVODELASECCIONCALCULADAYLASECCIONAPLICADAENLOSENSAYOS
IDENTIFICACION123456789
CAÑACALCULADA
CAÑAAPLICADA
39
DATOS: W (T/m)= L1 (m)=
2
3 latillas de 2.0 x0.6cm
2.412.552.642.782.863.01
CALCULO DE MOMENTOS PARA UN VANO APOYADOS EN VIGA
0.09 5.30
0.09 t/m
L1
3 latillas de 2.0 x0.6cm
CEC 2001
1
WL 2 /12WL 2 /14WL 2 /12Mu 0.210.180.21(t-m)
CALCULO DE LA SECCION TRANVERSAL DE LA CAÑA GUADUA 1.781.521.78Asc Cal (cm2) 2.492.132.491.4 x Asc Cal (cm2) 0.0100.0080.010cal 0.1830.1830.183 b 0.1370.1370.137 max 0.0190.0190.019 min 3.3963.3963.396Asc min cm2 Asc Mín.Asc Mín.Asc Mín. Result. Final
3 latillas de 2.0 x0.6cm
Latillas Prefabricadas
2.992.742.74
40
3.223.143.102.032.812.703.042.803.00
El diseño estructural se lo realizo de acuerdo las normas de diseño vigentes, CEC 2001 y NEC 2011 los
cuales definen parámetros de diseño garantizando la seguridad de las estructuras con hormigón armado.
Cabe recalcar que al analizar el comportamiento de la caña en conjunto con el hormigón, el diseño se
aplica al igual que las losas tradicionales considerando el esfuerzo a tracción de la caña y el centroide al
paquete de latillas.
Tabla 6.1: Calculo de Esfuerzos y Sección Transversal de la Caña Guadua Nervio (N1)
7.
2
3
1
2
3
ANÁLISIS COMPARATIVO ECONÓMICO
7.1. ANALISIS ECONÓMICO
En el siguiente cuadro se puede observar como la alternativa más económica resulta de
la aplicación del sistema de losas con Caña Guadua.
41
Tabla 7.1: Resumen de Presupuesto de cada Sistema de Losa
Tabla 7.2: Costo por Cada Metro Cuadrado
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CUADRO DE RESUMEN DE COSTOS TOTALES DE CADA TIPO DE LOSA
TIPO DE ESTRUCTURAÁrea (m2) 1PRESUPUESTO LOSAS EN HORMIGÓN ARMADO40.00
PRESUPUESTO LOSAS CON PLACA COLABORANTE Ó PANEL METÁLICO PRESUPUESTO DE LOSAS ARMADAS CON
CAÑA DE GUADUA
TIPO DE ESTRUCTURA PRESUPUESTO LOSAS EN HORMIGÓN ARMADO PRESUPUESTO LOSAS CON PLACA
COLABORANTE Ó PANEL METÁLICO PRESUPUESTO DE LOSAS ARMADAS CON CAÑA DE GUADUA
del hormigón armado con caña guadua.
40.00
40.00
40.001412.20
40.00 1734.81
40.00 1019.66
35.31
43.37
25.49
Costo Total ($) 1412.20
1734.81
1019.66
ANALISIS DE COSTOS VS ÁREAÁrea (m2)Costo ($)Costo/m2 ($)Diferencia (%)
38.50
70.14
0.00
Para que exista una buena adherencia entre la caña y el hormigón en imprescindible
realizar un sistema de adherencia como clavos, grilletes, revestimiento de materiales
epóxicos, etc. que generen un anclaje, en la presente investigación se utilizo clavos
42
por ser el más económico y responder de manera satisfactoria al comportamiento
Es importante resaltar que es imposible realizar dobleces en los paquetes de latillas
de guadua, porque no se pueden lograr ganchos de ningún tipo, en consecuencia
toda adherencia se tiene que desarrollar en la longitud de anclaje recta.
Al analizar los esfuerzos actuantes se concluye que el diseño en hormigón armado
tradicional y hormigón armado con caña guadua son iguales, ya que las cargas de
aplicadas muerta y carga viva a las que se exponen son las mismas, a diferencia del
sistema de losas con placa colaborante la cual se diseña de manera diferente a la del
hormigón tradicional.
En los ensayos de laboratorio se obtuvieron datos necesarios para el desarrollo de la
teoría de losas con caña guadua, los cuales analizando los esfuerzos y comparando
con el hormigón tradicional se puede concluir que un paquete de tres latillas de 2.1
x 0.5 cm cada una equivalen aproximadamente a una varilla de acero de 8 mm de
diámetro.
El porcentaje mayor de las losas con placa colaborante y hormigón armado en
relación a la losa con caña guadua es de 70.14% y 38.50% respectivamente,
correspondiendo el mayor valor a la losa con placa colaborante y el menor con caña
guadua.
En la elaboración de la armadura de caña guadua se recomienda realizar el proceso
43
de secado y curado, ya que solo este procedimiento puede garantizar la
conservación de la caña guadua con el transcurso del tiempo.
BIBLIOGRAFIA
En la presente investigación quedan algunos elementos estructurales que deberían
ser tratados en posteriores temas de investigación perfeccionando la aplicación de
esta técnica constructiva.
Es necesario fomentar la aplicación de un modelo a escala real en temas de
investigación posteriores, de esta forma podremos solventar la teoría planteada y
perfeccionar esta técnica constructiva.
Este sistema constructivo debe ser difundido a todos los sectores, en especial a los
de escasos recursos, ya que promoviendo este método se llegaría a abaratar costos
generando una mayor posibilidad de acceso a una vivienda digna.
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Villegas. M., Villegas, B. (2003). Guadua Arquitectura y Diseño. Primera Edición. Valle del Cauca. CO:
Benjamín Villegas Editorial.
45
A continuación analizaremos un tipo de palabras que tienen significados opuestos, que
todos conocemos, son los antónimos.
ACERO: ablandar, debilitar
ESCALA: bajar, descender
HORMIGON: cemento, mortero, mezcla, argamasa, cascajo, forja, amasijo, mazacote,
concreto.
LIGANTE: atar, amarrar, enlazar, unir, sujetar, vendar, trabar, inmovilizar, aprisionar
BAMBU: caña, mimbre, anea, bengala, cañaduz, carrizo, papiro, bejuco
ADHERENCIA: adhesión, unión, conexión, consistencia, pegajosidad, soldadura
RESQUEBRAJAMIENTO: agrietar, rajar, cuartear, abrir, fracturar
ROTURA: fractura, desgarro, rasgadura, siete, brecha, cisura, destrozo, estropicio,
quebradura, quiebra.
IMPERMEABILIZAR: aislar, recubrir
VIGAS: traviesa, travesaño, puntal, palo, poste, tirante, listón, entibo.
ANCLAJE: amarre, fondeo, detención
46
ACERO: espada, tizona, puñal, hoja.
ESCALA: escalera, escalerilla, gradilla, brandal, tablazón
HORMIGON: argamasa - granza – mortero
LIGANTE: desatar, desligar, desunir
BAMBU: anea, bengala, cañaduz, carrizo, papiro.
ADHERENCIA: rotura, separación
RESQUEBRAJAMIENTO: abrir - abrirse - hender - rajar – rajarse
ROTURA: integridad, arreglo
IMPERMEABILIZAR: aislar, recubrir
VIGAS: tirante, listón, entibo
ANCLAJE: arribada – fondeo
