Rincon Montoya 2016

Materiales Sostenibles para un Mundo Viviente

Sustainable Materials for a Living World

http://www.track-comunicacion.com








EDITOR: Track Comunicación COMITÉ ORGANIZADOR: Silvio Delvasto. Ruby Mejía de Gutiérrez. Ricardo Hincapié. Holmer Savastano Jr. Raimundo Pereira de Vasconcelos.





EDITOR: Track Comunicación COMITÉ ORGANIZADOR: Silvio Delvasto Arjona (Universidad del Valle, Colombia, Colombia), [email protected] Ruby Mejía de Gutiérrez (Universidad del Valle, Colombia; RILEM member), [email protected] Ricardo Hincapié Aristizabal (Universidad del Valle, Cali, Colombia), [email protected] Holmer Savastano Jr. (USP/ Pirassununga, Sao Paulo, Brazil), [email protected] Raimundo Pereira de Vasconcelos (UFAM, Brazil), [email protected]

ISBN 978-958-59544-0-3

Memorias de 6th AMAZON & PACIFIC GREEN MATERIALS CONGRESS and SUSTAINABLE CONSTRUCTION MATERIALS LAT-RILEM CONFERENCE. 27 al 29 de abril de 2016. Proceedings of the 6th AMAZON & PACIFIC GREEN MATERIALS CONGRESS and SUSTAINABLE CONSTRUCTION MATERIALS LAT-RILEM CONFERENCE. April 27- 29th, 2016. Esta publicación podrá ser reproducida, almacenada o distribuida solamente, en cualquier forma y medio, con permiso previo y por escrito del editor, Track Comunicación. El uso que se haga de nombres y marcas registradas en esta publicación está sujeto a las leyes y regulaciones de propiedad intelectual. Con respecto a la exactitud de la información contenida en este libro, los editores no aceptan responsabilidad legal alguna debida a error u omisión en el contenido del libro. El manuscrito correspondiente a cada ponencia pertenece al autor o autores de ella. The content of this book may be reproduced, saved or distributed by any publishing medium only with permission of the editor, Track Comunicacion. The use in this publication of registered names and brands is subjected to laws, rules and regulations of intellectual property. With respect to the accuracy of any type of information presented in this book, the editors do not accept any legal responsibility due to error or omission in the content of the book. Each manuscript of the content of this book belongs to the authors of it.

mailto:[email protected]






Sustainable Materials for a Living World i

CRÉDITOS A ORGANIZADORES Y PATROCINADORES ACKNOWLEDGEMENT TO PARTNERS AND SPONSORS

Universidad del Valle (Cali, Colombia).

Universidade de São Paulo (USP, Brazil).

Universidade Federal do Amazonas (UFAM, Brazil).

Centro de Investigaciones Territorio Construcción y Espacio (CITCE, Facultad de Artes Integradas, Universidad del Valle, Colombia).

Grupo Materiales Compuestos (GMC, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería de Materiales, Universidad del Valle, Colombia).

Núcleo de Pesquisa em Materiais para Biossistemas (USP, Brazil).

Centro de Excelencia en Nuevos Materiales (CENM, Universidad del Valle).

Latin- American Regional Group of RILEM (Lat-RILEM).

Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e Innovación (COLCIENCIAS, Colombia).

Proyecto “Arte, Cultura y Dialogo de Saberes”. Los hornos de cal de Vijes (Valle del Cauca) y sus oficios: un patrimonio material e inmaterial por recuperar y salvaguardar. Código 110660 938036 de Colciencias.

Proyecto “Investigación de un material cementicio ecoeficiente para elementos de construcción de bajo costo” apoyado por COLCIENCIAS, contrato FP44842-399-2015.

Proyecto “HYBRICEMENT, Conglomerantes portland híbridos de bajo potencial de CO2, basados en minerales y subproductos industriales”. Código Colciencias 1107-569-34579.

Proyecto “PUZOGEOH- Nuevos cementantes con baja huella de carbono basados en puzolanas naturales colombianas”. Código Colciencias 1106-592-36562.


Sustainable Materials for a Living World ii

PRÓLOGO

La dependencia del humano de los materiales es inevitable, por naturaleza. Desde la aparición de la raza humana inevitablemente había contacto con los materiales: Había que protegerse del frío, aparece el uso de las pieles y cortezas, luego textiles; había que protegerse de las inclemencias del tiempo, se tallan las rocas para tener cavernas; había que fabricar herramientas para cazar o guerrear, se talla la piedra. Luego, pasando el tiempo, había que comunicarse, se talla la piedra para obtener estelas, tal como el Código de Hammurabi. La necesidad estaba allí, era, es y será inherente al hombre, en relación con el mismo, con sus semejantes y con su hermana naturaleza. ¿Qué es lo que cambia? Sin duda, los materiales. Los tipos de materiales que usaba el hombre, hasta hace dos centurias, para cualquier finalidad, no son los mismos que se usan ahora. Se dependía de materiales de origen natural, hoy se depende, en gran parte de materiales sintéticos, es decir de aquellos que el hombre ha agregado a su acervo. Se dispone hoy de una variedad significativa de materiales, y cada día aparecen más. Es impensable sobrevivir hoy sin el uso de estos materiales antinaturales, llamándolos así al no ser parte de la naturaleza. Los medios de transporte, los medios de comunicación, la infraestructura civil y energética, los sistemas de seguridad, los medios de producción agrícola, minera e industrial, la producción y distribución alimentaria, la salud y sus medios, todos estos conforman el sistema de vida del hombre moderno, y este sistema depende, en gran medida, de los materiales sintéticos. La elevada producción de materiales sintéticos, que en buena parte no se descomponen y por lo tanto no se integran a la naturaleza, lleva implícita su obsolescencia y su desaparición, en la medida que sus fuentes son finitas. De allí, la responsabilidad hacia las nuevas próximas generaciones de que en la finitud no comprometa su calidad de vida, y peor aún, su sobrevivencia. Por ello, se debe cambiar el basamento de las materias primas, aumentar significativamente el desarrollo de las tecnologías de reciclaje, optimizar el desempeño de los elementos constructivos, en su amplia acepción de cualquier tipo, haciendo selección apropiada, diseños optimizados en el consumo de masa y de energía usando índices de desempeño con enfoques hacia la amenidad con el medio ambiente; tener presente en estos la noción de sustentabilidad en varios sentidos, la manera como los humanos se actúa con respecto a la naturaleza, la responsabilidad ética y de justicia en el largo plazo hacia las generaciones futuras y la eficiencia económica, sin daño ambiental al reducir, ojala a cero, el desperdicio en los servicios y bienes como también en los substitutos y complementos de las manufacturas. Sin embargo, poniendo los pies en la tierra, las medidas para abatir o compensar daños ambientales realmente si están más allá de un precio, que tiene costos monetarios, y los recursos económicos disponibles son siempre limitados. La posibilidad que la polución inhiba directamente el crecimiento económico fue sugerida en 1982 en el reporte MIT para el Club de Roma “Limits to Growth”, y ya se ve con el calentamiento global, que no solamente inhibe el crecimiento sino que está poniendo en riesgo la existencia de los seres al nivel global, en la medida en que no hay polución o afectación que sea solamente local o se circunscriba a escalas regionales, Katrina también es consecuencia de la polución en China y el origen del tifón Soudelor también está relacionado con derrames



de petróleo en el Golfo de México, así somos de interdependientes, que no hay responsabilidades únicas. Por otro lado, el impacto del crecimiento económico sobre el ambiente está relacionado con el incremento en la extracción y consumo de todo tipo de materiales. Sobre la base que hay que proveer de estos a una población mundial creciente, que en el año 2011 alcanzó 7,000 millones y para 2050 se espera que más de 9,000 millones de personas se alimenten, se vistan, se transporten, y se alberguen. Este crecimiento, unido al desarrollo económico creciente harán que se requieran incrementos masivos en el consumo de recursos naturales. Una solución racional, además de incluir en el análisis de contexto, al Hábitat Social, es introducir en los procesos de producción el concepto de los materiales verdes, que son aquellos en que su aplicación en obras de ingeniería y de arquitectura, en el estado de la tecnología presente, son los más eficientes en índices de consumo energético, de agua, de reciclabilidad, de uso racional de recursos minerales, y con el máximo aprovechamiento de recursos renovables naturales y de residuos industriales, agroindustriales, domiciliarios, de construcción y demolición, y mínimo en generación de residuos. Su sustentabilidad nace de ello. El futuro del planeta y por lo mismo de la humanidad será cierto y optimista en la medida que los materiales sustentables, es decir verdes, sean la base de la producción bajo cualquier sistema económico en cualquier lugar del planeta, la interdependencia de los ecosistemas lo urgen, sabemos que las arenas del Sahara fertilizan al Amazonas, seguramente también al Pacifico, pues como dice el refrán chino: No se puede deshojar una flor sin perturbar una estrella.


Sustainable Materials for a Living World iv

ÍNDICE (INDEX)

Portada (Cover)

Página Legal (Legal Page)

Créditos (Acknowledgements) i

Prólogo (Prologue) ii

Índice (Index) iv

Introducción (Introduction) viiii

Parte 1 - Hábitat Social

Part 1 - Social Habitat

1 A2 Assessment of the Bond between the Concrete and the Splint of Bamboo Strengthened on the Nodes Jorge Luis Akasaki, Pedro Caio Barreto Angelotti, Nayra Yumi Tsutsumoto, José Luiz Pinheiro Melges, José Fernando Moretti, Mauro Mitsuuchi Tashima

2

2 A3 Bamboo Housing – Evaluation of the Component’s Decay After 17

Years of Exposure Antonio Ludovico Beraldo

17

3 A5 Influencia de la interacción sustrato-vegetación en la retención

hídrica y la reducción de temperatura en canteros experimentales

de cubiertas naturadas extensivas Marifeli Batlle Avilés, María Luisa Rivada Vázquez

25

4 A6 Community-based intervention for urban infrastructure through the

technique of self-construction based on PET bottles and mortar Andrés Fernando Guzmán, Marianella Bolívar Carbonell, Edgard David Rincón Quijano,

Katherine Tapias Valest

43

5 A8 Finite element analysis of piles under lateral loading in Guadua

angustifolia retaining walls for frictional soils Sebastián Arango Serna, Manolo Galván Ceballos

50

6 A9 Caracterización de materiales en el Patrimonio Histórico. El caso

de las columnas romanas de Écija, Sevilla- España Maria Isabel Turbay Varona

67

7 A10 Estado del arte de la sustentabilidad de la Arquitectura Regional

de Bahareque de Guadua en el Eje Cafetero de Colombia Carlos Eduardo Rincón González, Jorge Augusto Montoya Arango

88



8 A12 Appropriate Tech in Building Construction. Rethinking traditional

and vernacular systems Montserrat Bosch González, Joan Ramon Rosell i Amigó

106

9 B4 Adobes stabilized with “synthetic termite saliva” and particles of

bamboo and sugarcane bagasse Andréa Aparecida Ribeiro Corrêa, Thiago de Paula Protásio, Gustavo Henrique Denzin Tonoli, Lourival Marin Mendes

118

10 B21 An extraction methodology of Guadua angustifolia bamboo fibers Patricia Luna Tamayo, Juan Lizarazo-Marriaga

124

11 B16 Madera Plástica Producida a Partir de Residuos Sólidos

Hospitalarios Juan Felipe Lozano, Juan Sebastián Rivas, Pablo Cesar Manyoma

133

12 B32 Alkali modifications of wood and non-wood fibers from the

Amazonian region: crystalline and thermal properties Dhimitrius Neves Paraguassu Smith de Oliveira, Lina Bufalino, Pedro Ivo Cunha Claro, Gustavo Henrique Denzin Tonoli, Lourival Marin Mendes, José Manoel Marconcini

141

Parte 2 - Matrices y Materiales Compuestos

Part 2 - Matrices and Composite Materials

13 E1 Behavior of ceramic bricks added with a secondary lead smelting

slag: Industrial test Jessica Santacruz Torres, Juan Sebastian Giraldo Armilla, Janneth Torres Agredo, Sergio Gallego Restrepo, Fernando Álvarez Hincapié

152

14 B3 Electrospinning of Silk Fibroin Obtained from Colombian Silk

Fibrous Waste and Their Potential Applications as Biomaterials Ángel Daniel Ríos, Simón Sánchez Díaz, Catalina Álvarez López, Luis Javier Cruz, Adriana Restrepo Osorio

159

15 E3 Análisis de las Propiedades Mecánicas del Morteros

Implementando el 0%, 30%, 70% y 100% de Reemplazo del

Agregado Fino por Residuos de Granalla de Acero Álvaro Méndez, Carlos Daza and Hernando Cabrera, Pacheco Carlos, Guzmán Andrés

167

16 B5 Uso de Fibras Artificiais em Compósitos à Base de Solo-Cimento

Autoadensável para Aplicação em Paredes de Edificações Ana Paula da Silva Milani, João Gabriel Santana Paz, Flávia Gaspar Rangel Dias

178

17 B7 Estudo das Interações Físico-químicas das Misturas de Solo-

cimento e Aditivo Superplastificante Ana Paula da Silva Milani, Carolina Inácio da Silva

188



18 E7 Using an Artificial Neural Network for dosage of mineral admixtures

as replacements cement in steel fiber reinforced concrete mixtures Luis Octavio González-Salcedo, Aydeé Patricia Guerrero-Zúñiga, Silvio Delvasto-Arjona, Adrián Luis Ernesto Will

204

19 B10 Study about the mechanical behavior of fique fiber meshes German A. Díaz Ramírez and Ricardo A. Cruz Hernández

213

20 B12 Cementitious Composites Reinforced with Polyvinyl Alcohol

Nanofibers Edgar Franco Medina

220

21 E12 Effect of Waste Window Glass as Substitute of Natural Sand in

Concrete Performance Mohammed Seddik Meddah, Hassan Al-Shehhi, Sheika Al-Bulushi

232

22 B13 Factibilidad para la Recuperación del Tetra Pak Como Uso

Estructural Carlos J. Galvis F., Jhonatan C. Villabona A., David A. Fuentes D., Alberto D. Pertuz C .

239

23 B14 Uso de Jugo de Fique como Aditivo Natural para la Fabricación de

Concreto Julián Orlando Herrera Ortiz, Ricardo Alfredo Cruz Hernández, Luis Eduardo Zapata Orduz

250

24 B15 Steel bars versus bars of Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP):

Advantages and disadvantages as reinforcement of concrete and

ferrocement Isel del C. Díaz Pérez, Hugo Wainshtok Rivas

270

25 B42 Desarrollo de concretos de alto desempeño reforzado con fibras

(HPFRCC): Desde el laboratorio a aplicaciones especiales Andres M. Nunez L, Wilmar Echeverri P

280

26 B19 Estudo da viabilidade e de uma metodologia de reciclagem de

embalagens de cimento, cal e argamassa visando o emprego de

suas fibras compósitos cimentícios Márcio Albuquerque Buson, Lilian de Sousa Alves, Thiago da Silva Santana, Lucas Ferreira de Andrade, Cláudio Henrique de Almeida Feitosa Pereira, Divino Gabriel Lima Pinheiro

304

27 B17 Implementation of Powder and Fibers from PVC´s Residues to

Manufacture Mortar Pavers for Vehicular Traffic Betancur Kelys, Baldovino Cristian, Cáceres Nicolle, Orozco Amanda, Paternostro Kevin Pacheco Carlos, Guzman Andres

313

28 B31 Efecto de la adición del polvo de llantas desechadas en mezclas

asfálticas en frío con el 100% de agregados reciclados Andrea Paola Castro, Gilberto Martínez Arguelles, Luis Fuentes Pumarejo

324



29 B41 Caracterización, desarrollo e implementación del concreto con

agregado reciclado grueso proveniente de RCD Héctor Leonardo Romero, Wilmar Alberto Echeverri

339

30 B24 Characterization of silk thread degummed with citric acid Angélica María Serpa Guerra, Jaime Barajas Gamboa, Catalina Alvarez-López, Adriana Restrepo-Osorio, Santiago Betancourt Parra

351

31 B38 Nanocomposite Production Using Different Cellulose Sources as

Reinforcement Ivana Cesarino, Giovana R. F. Bronzato, Lígia L. N. Rocha, Alcides L. Leão

356

32 B22 Influence of the wood shavings/cement ratio on the thermo-

mechanical properties of lightweight wood shavings-cement based

composites M’hamed Yassin Rajiv da Gloria, Romildo Dias Toledo Filho

365

33 E15 Optimizing the use of recycled coarse aggregate in self-compacting

concrete Yimmy Silva, Rafael Robayo, Pedro Mattey, Silvio Delvasto

375

34 C26 Desempeño en compresión de hormigones con mezclas binarias y

ternarias de cementantes Portland, escoria de alto horno y ceniza

volante Jhon Cárdenas Pulido, John Wilfer Aperador Chaparro, Juan-Lizarazo Marriaga

385

35 E16 Desempeño mecánico y en estado fresco en mezclas de concreto

estructural con agregado de concreto reciclado Luis Eduardo Zapata Orduz, German García Vera, Juan Carlos Plazas Rojas, Jhon Alexander Hernandez Romero

401

36 B33 Cement bonded particleboards (CBPBs) reinforced with an

Amazonian hardwood and pinus softwood: revealing compatibility

by cement kinetics analysis Lina Bufalino, Nerci Nina Lima, Vânia Aparecida de Sá, Holmer Savastano Junior, Gustavo Henrique Denzin Tonoli, Lourival Marin Mendes

419

37 E18 Influence of the use of EVA – Poli (ethylene-vinyl acetate) waste as

a lightweight aggregate in alkali-activated mortars Fabiano André Trein, Alexandre Silva de Vargas, Marco Antônio Siqueira Rodrigues, Lucas Engelmann Flores, Rafael Flores

432

38 B39 Evaluación de morteros a base de cemento - cal a partir de cal

producida en el municipio de Vijes – Colombia Medrano H. Jorge, Mejia Gabriel, Perea Jeset, Delvasto Silvio, Hincapié Ricardo

446



39 B20 Chemical characterization of cupuaçu bark (Theobroma

grandiflorum) for the production of ecological packaging: a

contribution to Amazon sustainability Flávia Regina Silva dos Santos, Rejane Cavalcante Dantas, Raimundo Pereira de Vasconcelos

464

40 B27 Processing and mechanical properties of compression molded

ground rubber from scrap tires and shoe soles Ramón Tabares, Sandra Velásquez, Diego Giraldo

382

41 B30 Physical Properties of Particleboard Produced with Amazon Fiber

(Leopoldinia Piassaba) and Castor Oil Based Polyurethane

Adhesive Emerson Gama dos Santos, Rosinaldo Rabelo, Ângela Mari dos Santos Costella, Virginia Mansanares Giacon

387

Parte 3 - Materiales Ligantes y Suplementarios

Part 3 - Binders and Supplementary Materials

42 C1 Pozzolanic activity and consumption of Ca(OH)2 of the Residual

Rice Husk Ashes (RHAs) in cement pastes João Henrique da Silva Rêgo, Enio José Pazini Figueiredo, Nicole Pagan Hasparyk, Edi Mendes Guimarães, Divino Gabriel Lima Pinheiro

492

43 C2 Kinetics on the removal of methylene blue and photocatalytic

inactivation of Salmonella typhimurium by an alkali activated

siliceous material Mauricio Mondragón-Figuero, Gerardo Torres-Delgado, Alejandro Manzano-Ramirez, Francisco Javier Martínez-Ríos, Miguel Angel Rico

504

44 E2 Potencial de utilização de subprodutos de britagem aplicados ao

CAA Edgar Bacarji, Romildo Dias Toledo Filho

512

45 C3 Light-weight Building Materials from Activated Un-used Coarse Fly

ash B. Singh, Sandhya Deshwal, Hina Tarannum

522

46 C5 Effect of the fines’ percentage in the adobe’s alkaline activation Beatriz Lemos Cavalcante de Carvalho Santiago, Raimundo Gonçalves Ribeiro Neto, Adriano da Silva Felix, Normando Perazzo Barbosa, Khosrow Ghavami

531

47 E5 Properties of Mortar Produced with Tungsten Mining Waste Brunna Lima de Almeida Victor Medeiros, Gelmires de Araujo Neves, Normando Perazzo Barbosa

542



48 C11 Pozzolanic behavior of a Cuban bamboo residue: Comparative

analyses with silica fume on the base of the kinetic parameters Ernesto Villar Cociña, Manuel Lefrán Torres, Holmer Savastano Junior, Moisés Frías Rojas, Loic Rodier

550

49 C10 Caliza y ceniza de cascarilla de arroz (CCA): Cal hidráulica para

concretos Erazo G., Alexis N., Bedoya T., Ivan F., Perea, Jesset D., Delvasto A., Silvio., Hincapié A., Ricardo

559

50 C17 Evaluación cinética de variedad de calcáreos en el municipio de

Vijes – Colombia Ocampo J. Stiven, Collazos J. Sebastián, Perea Jesset, Delvasto Silvio, Hincapié Ricardo

576

51 C19 A Novel MK-based Geopolymer Composite Activated with

alternative silica sources and KOH Mónica A. Villaquirán-Caicedo, Ruby M. de Gutiérrez

599

52 C15 Effect of NaOH content in Activated Alkali Cement (AAC) made

with basic slag Eloise Aparecida Langaro, Adalberto Matoski, Islas Stein Buth, Maryah Costa de Moraes, Caroline Angulski da Luz, José Ilo Pereira Filho

614

53 C6 Reutilización de ceniza de cascarilla de arroz y residuo de

catalizador de craqueo catalítico en conglomerantes cal-puzolana

para concretos de bajo coste económico y medioambiental Javier García Martí, María Victoria Borrachero Rosado, Jorge Juan Payá Bernabeu, José María Monzó Balbuena, Daniel Alveiro Bedoya Ruiz, Andrés Salas Montoya

623

54 C22 Design and engineering properties of an environmentally

sustainable alkali-activated concrete based on natural pozzolan Rafael A. Robayo and Ruby Mejía de Gutiérrez

637

55 C13 Scientific and Technical Behaviour of Blended Cement Made from

Coal Mining Waste Moisés Frías, Mª Isabel Sánchez de Rojas, Holmer Savastano J, Rosario García, Raquel Vigil de la Villa, Iñigo Vegas, Sagrario Martínez- Ramiréz

648

56 C18 Predicción de alta Resistencia a la compresión de cementos

híbridos de residuos de revestimientos cerámicos con cemento

Portland usando metodología de superficie de respuesta Luz M. Murillo, Silvio Delvasto, Marisol Gordillo

655

57 C8 The phosphogypsum as a raw material in supersulfated cements

(CSS) made with low calcium sulfate content Bruna Gracioli and Sílvia Rubert, Maxwell Vinícius Favero Varela, Cheila Sirlene Beutler Andreza Frare, Caroline Angulski da Luz

667



58 C21 A binary binder to fabricate masonry Eco- blocks based on

Colombian fly ashes, ground blast furnace slag and an agro-

industrial by-product Johanna M. Mejia, William Valencia, Ruby M. de Gutiérrez

675

59 C16 Recycled Powder as Filler Admixture in Cementitious Systems:

Production and Characterization Rocío D. Laurente, Yury A. Villagrán Zaccardi, Claudio J. Zega, Natalia M. Alderete

688

60 C9 Influence of the addition of different volcanic materials on the

rheological parameters of self-compacting concretes Diana M. Burgos, Silvio Delvasto, Diego Velandia, Ruby Cardona, Wilmar Echeverri

698

Parte 4 - Durabilidad y Ciclo de Vida de los Materiales

Part 4 - Durability and Cycle Life of Materials

61 D1 Effect of a Colombian Metakaolin in Durability and Mechanical

Performance of a Hydraulic Cement Concrete Carolina Cárdenas Ramírez, Juan Diego Alvarez Ospina

713

62 D2 Metodología para el análisis del ciclo de vida de mampostería de

arcilla en Cundinamarca Sergio Ballén Zamora, Adriana Cubides Perez, and Amparo Hinestrosa Ayala

725

63 D4 Durability Assessment of Composite Cementitious the Base of

Calcined Clay Reinforced with Natural Fiber of the Amazon Region Kézia Pereira Libório Neves, Tony Victor Pereira Tavares, João de Almeida Melo Filho

737

64 E4 Use of CO2 for Performance enhancement of recycled concrete

aggregates Caijun Shi, Yake Li, Xiaoying Pang

745

65 E10 Innovations in Recycling Concrete Materials David Lange, Jacob Henschen

762

66 D5 Literature Review of Life Cycle Assessment Applied to Green

Concretes Lucas Rosse Caldas, Matheus Leoni Martins Nascimento, Divino Gabriel Lima Pinheiro and Rosa Maria Sposto

775

67 D7 Effect of incorporation of additions in the mechanical and

carbonation strength of concretes of commercial cement Oscar Javier Gutiérrez-Junco, Yaneth Pineda-Triana, Enrique Vera-López

789

68 D8 Durability of white Portland cement mortars blended with silica

nanoparticles Jorge I. Tobón, Oscar A. Mendoza, Jordi Payá

803



69 D11 Chloride Ingress and Binding in Air-entrained Recycled Aggregate

Concrete Yury A. Villagrán Zaccardi, Claudio J. Zega and Ángel A. Di Maio

815

70 C24 Efficiency of electrochemical chloride extraction on metakaolin and

silica fume concrete Ana María Aguirre, Ruby Mejía de Gutiérrez

823

71 E6 Pavimentos Ecológicos en el Mejoramiento de las Redes Viales Ferney Quiñones Sinisterra

837

72 E17 Removal of unburned carbon from solid waste bottom ash using

flotation cell Iván Navarro, Sebastián Guerrero, Juan Barraza

845

73 E9 Alternative Aggregates for Sustainable Concrete Construction in

the Amazon Region Marco Antonio Silva, Thiago Melo Grabois, Nathalia Rodrigues Julião, Mayara Amario, Romildo Dias Toledo Filho, Marco Pepe

855

74 E11 Performance and environmental impact of dry concrete produced

with recycled aggregates for pre-cast paving units Oscar A. Mendoza, Clarice Sipres, Anna C. Sermarini, Aline F. de Souza, Romildo D. Toledo Filho

866

75 E19 Use of MDF (Medium Density Fiberboard) waste structured in PVC

(Polyvinyl Chloride) matrix for the production of a new material

aligned to Eco-design Fabiano André Trein, Alexandre Silva de Vargas, Marco Antônio Siqueira Rodrigues

878

76 B40 Concretos de activación alcalina basados en subproductos

industriales (ceniza volantes y escorias de alto horno) expuestos a

elevadas temperaturas William Gustavo Valencia Saavedra, Daniela Eugenia Angulo, Rafael Andrés Robayo, Ruby Mejía de Gutiérrez

888

77 C12 Eco-efficient Cements from Agro-industrial Wastes:

Characterization and Properties Moisés Frías, Holmer Savastano J, João Adriano Rossignolo, Juliano Fiorelli, Julian E. Mejía, Ernesto Villar-Cociña

897

Parte 5 - Todos los tópicos

Part 5 - All topics

78 F1 Ferrocemento: Tecnología apropiada y sostenible para países en

desarrollo Hugo Wainshtok Rivas, Isel del C. Díaz Pérez

905



79 F2 Comportamiento reológico de pastas frescas de cementos

Portland con fillers de naturaleza Silícea o Calcárea Rafael Talero Morales, César Pedrajas Nieto-Márquez, Carlos Hernando Aramburo Varela, Mariano González Cortina, Antonio Blázquez Morales, Viviana Fátima Rahhal

926

80 F3 Full Utilization of Biomass for Chemical Feedstocks and

Biocomposites Alcides Lopes Leao, Ivana Cesarino, Suresh Narine

942

81 F4 Parámetros de sostenibilidad (el impacto en CO2 asociado) de

diferentes cales y de éstas en relación a los cementos Joan Ramon Rosell i Amigó, Montserrat Bosch González

953

82 F5 Tipos de cales desde las cálcicas puras hasta los cementos

naturales Joan Ramon Rosell i Amigó, Montserrat Bosch González

963

83 F6 Los hornos de colmena de Vijes (Valle del Cauca) un patrimonio

material e inmaterial que es preciso recuperar y preservar Ricardo Hincapié, Rafael Contreras, Silvio Delvasto

983


Sustainable Materials for a Living World viiii

INTRODUCCIÓN

El primer evento Amazon Green Materials se celebró en Manaos (Brasil), organizado por

la Facultad de Tecnología de la Universidad Federal de Amazonas en agosto de 2008.

Desde entonces, hasta el Quinto Congreso Amazon Green Materials también realizado

en Manaos en octubre de 2014, el evento se convirtió en uno de los más prometedores

sobre el tema de los materiales y procesos verdes en un marco de desarrollo sostenible.

Estos congresos sirvieron para ser un foro de debates y discusiones sobre el desarrollo

tecnológico y el medio ambiente desde la perspectiva de los materiales para la ingeniería

y la arquitectura. El VI Congreso, que se celebra en Cali (Colombia) es el primero

organizado fuera de Brasil.

En septiembre de 2015, se celebró en el Laboratorio de Entrenamiento Multidisciplinario

para la Investigación Tecnológica, LEMIT (La Plata, Argentina), el Taller Internacional

Lat-RILEM Sobre Materiales y Estructuras, en donde las autoridades del Grupo Regional

Latinoamericano de RILEM (Lat-RILEM), teniendo en cuenta que el propósito de Lat-

RILEM es avanzar en el conocimiento en el campo de los materiales de construcción,

sistemas y estructuras, decidió la organización de eventos científicos y técnicos en la

región de América Latina para promover el intercambio del conocimiento y la cooperación

entre los miembros de RILEM y se aprobó celebrar en Cali (Colombia) una conferencia

internacional sobre el tema de los materiales de construcción sostenibles. Esta

conferencia reúne también a investigadores, técnicos y profesionales de la industria. La

“SUSTAINABLE CONSTRUCTION MATERIALS LAT-RILEM CONFERENCE” brinda la

oportunidad de dar a conocer, entre los participantes, la organización RILEM y su grupo

Lat-RILEM regional.

El Congreso “6th AMAZON & PACIFIC GREEN MATERIALS CONGRESS” se ha

integrado para esta oportunidad con la conferencia “SUSTAINABLE CONSTRUCTION

MATERIALS LAT-RILEM CONFERENCE”, bajo un lema común: MATERIALES

SOSTENIBLES PARA UN MUNDO VIVIENTE. Este libro, editado por Track

Comunicación, se corresponde con las memorias (Proceedings) del evento, que

indudablemente contribuyen a profundizar el concepto de los materiales verdes, que son

aquellos en que su aplicación en obras de ingeniería y de arquitectura, en el estado de la

tecnología presente, son los más eficientes en índices de consumo energético, de agua,

de reciclabilidad, de uso racional de recursos minerales, y con el máximo

aprovechamiento de recursos renovables naturales y mínimo en generación de residuos.

Su sustentabilidad nace de ello.

Objetos específicos de estudio de los materiales, que se encuentran a lo largo der

recorrido de este libro son: Materiales y tecnologías para vivienda de bajo costo y de



refugio, incluyendo materiales basados en tierra y construcción con suelo. Materiales

para el patrimonio y herencia arquitectónica, y materiales compuestos en estructuras

antiguas. Materiales compuestos reforzados con fibras naturales/sintéticas de matrices

poliméricas y cerámicas. Materiales activados alcalinamente y geopolímeros. Materiales

y subproductos cementicios suplementarios. Materiales confeccionados a la medida para

la vivienda y la infraestructura civil. Valorización y reciclado de residuos de la industria, la

minería, residuos agrícolas y urbanos para obtención de materiales de ingeniería. La

madera y materiales a base de madera, bambú y guadua como materiales de

construcción. Durabilidad de los materiales. Tecnologías de baja huella en carbono

aplicadas a los materiales de construcción. Ciclo de vida de los materiales

El libro está compuesto de cinco partes temáticas, que se corresponden con las del

Congreso y contienen los manuscritos, evaluados a lo largo de varios meses por pares,

que se inscriben en el concepto de materiales verdes. En la primera se encuentran las

contribuciones del Hábitat Social, luego Matrices y Materiales Compuestos, en la tercera

Materiales Ligantes y Suplementarios, para luego cubrir los aspectos relacionados con

Durabilidad y Ciclo de Vida de los Materiales, para finalmente tener temas variados, que

se pueden encasillar en más de una de las partes mencionadas; el conjunto de las cinco

partes se imbrica para cubrir el amplio espectro de los materiales verdes. Es de anotar,

que el libro contiene contribuciones en idioma español, inglés y portugués, respetando el

idioma en el cual se hace la presentación de cada una de ellas, al ser un evento

multilingüe, que reúne especialidades diversas y especialistas de varios continentes.

1



Parte 1 - Hábitat Social

Part 1 - Social Habitat

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Estado del arte de la sustentabilidad de la Arquitectura Regional de Bahareque de Guadua en el Eje Cafetero de Colombia

Carlos Eduardo Rincón González y Jorge Augusto Montoya Arango, Universidad Tecnológica de Pereira, Facultad de Ciencias Ambientales, Centro Regional de Producción Más Limpia - Eje Cafetero. e-mail: [email protected] y [email protected]. Resumen: La arquitectura regional de bahareque es uno de los 16 atributos que le confieren carácter excepcional al Paisaje Cultural Cafetero de Colombia como Patrimonio Mundial. Esta ponencia está basada en el estudio de estado del arte adelantado para el proyecto de tesis doctoral en Ciencias Ambientales de la Universidad Tecnológica de Pereira (UTP) titulado “Resiliencia y sustentabilidad de la Arquitectura Vernácula: El caso de la Arquitectura Regional de Bahareque de Guadua en el Paisaje Cultural Cafetero de Colombia”. Este permite efectuar un balance sobre los avances en el conocimiento que se tiene en la materia a nivel nacional e internacional, e identificar brechas o vacíos en el mismo, de forma tal que hace posible el planteamiento de hipótesis de trabajo y rutas de indagación e investigación pertinentes. El estado del arte ofrece una sistematización en tres enfoques temáticos de interés para el campo de los materiales, las tecnologías y los sistemas constructivos sostenibles, a saber: 1) La sustentabilidad de la arquitectura vernácula, 2) La construcción en guadua y bahareque como ecotecnologías, y 3) La vivienda como sistema socio-ecológico. En el primero se encontró que coexisten múltiples concepciones de sustentabilidad en Arquitectura que oscilan entre concepciones muy débiles a muy fuertes (Turner, 1992, Gallopín, 2003), las cuales pueden clasificarse en 5 gradientes o niveles variables, lo que facilita una aproximación crítica de la amplísima diversidad y heterogeneidad de los referentes internacionales encontrados en la literatura especializada asociados a “arquitectura sustentable”. En el segundo, se encontró que respecto al concepto de Ecotecnología, con el paso de los años y el desarrollo de las disciplinas y los campos de aplicación, se concretaron dos vertientes paralelas: la Ecología Industrial, usualmente asociada a la sustentabilidad débil, y los movimientos comunitaristas de apropiación tecnológica (Ortiz-Moreno et al., 2014), los cuales presentan elementos comunes pero enfoques y perspectivas teóricas diferenciadas. En el tercero, se encontró un cierto grado de insipiencia en su desarrollo aplicado a la arquitectura y la vivienda, lo que evidencia un vacío en el conocimiento y constituye una veta investigativa con alto potencial, para concebir modelos interpretativos y de gestión que incorporen las variables sociales y culturales en procesos de transferencia y apropiación tecnológica en países en desarrollo, asociados a la vivienda vernácula patrimonial y a la vivienda de bajo costo, dadas sus deseables condiciones de resiliencia y sustentabilidad. Palabras claves: arquitectura vernácula, vivienda sustentable, sistemas constructivos, guadua, bahareque. 1. Introducción En junio de 2011 el Paisaje Cultural Cafetero - PCC fue declarado como Patrimonio Mundial por parte de la UNESCO. La zona delimitada incluye porciones de territorio de los departamentos del Valle del Cauca, Risaralda, Quindío y Caldas y son 16 los atributos cuyas manifestaciones materiales expresan los valores excepcionales y universales que le valieron su reconocimiento (Ministerio de Cultura – Federación Nacional de Cafeteros, 2012). El atributo 7, denominado “Patrimonio arquitectónico”, hace alusión a la Arquitectura Regional de Bahareque, “un patrimonio



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del PCC que ha sido creado por los pobladores de la zona, y que se expresa principalmente en los saberes tradicionales del diseño y construcción de sus viviendas” (MINCULTURA-FNC, 2012). Sobre su origen, Osorio & Acevedo (2008) indican que “surge de un proceso de hibridación, en el que se fusionó la tecnología constructiva del bahareque desarrollada localmente, con los modelos espaciales presentes en la arquitectura colonial española, particularmente el de la casa de “Patio”, o “Claustro”, lo que conllevó a la generación de una arquitectura con una gran capacidad de adaptación y de excelentes calidades espaciales, esteticas y climáticas”. Estos rasgos la enmarcan en la definición de arquitectura vernácula propuesta en la Carta del Patrimonio Vernáculo Construido de ICOMOS-UNESCO (1999). En contraste, y no obstante la declaratoria y los estudios adelantados (MINCULTURA-FNC, 2012, Osorio & Acevedo, 2008), se ha venido presentando desde hace unas tres décadas, una gradual pérdida de significación cultural, valoración y apropiación de la arquitectura regional de bahareque de guadua por parte de diversos actores, lo que ha derivado en una serie de problemáticas ambientales como son: la pérdida de los vínculos socio-afectivos de las comunidades, el deterioro y sustitución de la arquitectura vernácula, el aumento de los impactos ecológicos que en últimas llevarán a la degradación, pérdida de integridad e insustentabilidad del PCC. Por tal razón se viene adelantando el proyecto de tesis doctoral en Ciencias Ambientales de la Universidad Tecnológica de Pereira - UTP titulado “Resiliencia y sustentabilidad de la Arquitectura Vernácula: El caso de la Arquitectura Regional de Bahareque de Guadua en el Paisaje Cultural Cafetero de Colombia”, que pretende poner en valor las características singulares de esta arquitectura e inferir criterios que contribuyan a su habitabilidad, perdurabilidad y replicabilidad. El estado del arte adelantado permite sistematizar los hallazgos del rastreo bibliográfico en tres núcleos temáticos de interés para el campo de los materiales, las tecnologías y los sistemas constructivos sostenibles, son estos:

1) La sustentabilidad de la arquitectura vernácula.

2) La construcción en guadua y bahareque como eco-tecnologías.

3) La vivienda como sistema socio-ecológico.

A continuación se desarrolla el análisis de cada uno de los núcleos temáticos, enunciando sus campos de estudio, abordando y cuestionando sus enfoques y, explicitando resultados, tendencias, logros, dificultades y vacíos en el conocimiento. 2. La sustentabilidad de la arquitectura vernácula Mucho se ha investigado, estudiado e incluso especulado, respecto a la sustentabilidad en Arquitectura, la dificultad radica en que coexisten múltiples concepciones de sustentabilidad que oscilan entre concepciones muy débiles a muy fuertes (Turner, 1992, Gallopín, 2003), para ello se encontró conveniente recurrir a la clasificación propuesta por Cravino (2013) respecto a Modelos de Arquitectura Sustentable. La autora identifica 5 modelos diferenciados, que a nuestro juicio corresponden a gradientes o niveles variables de sustentabilidad de muy débil a muy fuerte, son estos: 1) Sustentabilidad Aparente, 2) Sustentabilidad Mediática, 3) Modelo Racionalista o Eco-Tec, 4) Modelo Naturalista o Empirista, y 5) Sustentabilidad Integrada (Ver figura 1). Los dos primeros son resultado evidente de enfoques de sustentabilidad muy débil, el tercero encarna una concepción débil, pues si bien deposita su confianza en los desarrollos tecnológicos informatizados para el control climático (domótica) durante la fase de habitación con baja

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preocupación por los costos económicos, desatiende el costo energético de los recursos utilizados en las fases de producción y construcción, los dos últimos constituyen enfoques de sustentabilidad fuerte y muy fuerte, y son de particular objeto de interés del presente estado del arte.

Figura 1. Modelos de arquitectura sustentable. Fuente: Elaboración propia

2.1. Sustentabilidad Integrada Cravino (2013) la presenta como un proceso consciente tendiente a “introducir mejoras en el diseño arquitectónico y en la resolución constructiva de los edificios, de tal modo que con un pequeño incremento de costo, se obtengan notables beneficios en ahorro energético y adecuación ambiental, mejorando la calidad de vida de sus ocupantes”. Entre los factores considerados en la toma de decisiones de diseño se destacan (Cravino, 2013): la orientación y las visuales, el diseño de la envolvente; la tipología arquitectónica más conveniente y la selección de materiales (analizando su ciclo de vida, disponibilidad y conveniencia). Puede considerarse un modelo de sustentabilidad fuerte pues procura de manera planificada disminuir los impactos en el ecosistema y hacer un uso eficiente de la energía. La creciente preocupación por la protección del ambiente ha dado lugar a mecanismos de evaluación del desempeño ambiental propios del sector de la construcción. Se destacan el BREEAM, el HQE, el DGNB y el LEED, sistemas de certificación ambiental que iniciaron como procedimientos experimentales y voluntarios en cada país, pero con el pasar del tiempo tienden a convertirse en una norma que llegará a adoptarse en la mayoría de los países. Sobre su sesgo ecologista, Marques & Sposto (2012) concluyen que “se observa que las metodologías de los sistemas citados evalúan en su mayor parte solo los aspectos ambientales, dejando un vacío sobre los aspectos sociales y económicos (...)”, lo cual hace pensar en la necesidad de revisar las otras dimensiones de la sustentabilidad aplicables a la arquitectura y más aún a la vivienda, por ello conviene considerar al menos cinco factores: la preocupación por lo ecológico, la equidad social, la viabilidad económica, el factor tecnológico y los aspectos culturales (Morales & Rincón, 2008).

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Otra experiencia internacional para la vivienda sustentable es la del Concurso Solar Decathlon, creado por el Departamento de Energía de Estados Unidos en el año 2002 para incentivar el empleo de energías renovables y tecnologías sustentables en la vivienda. Tiene un enfoque integral al evaluar 10 factores, a saber: 1) Arquitectura, 2) Ingeniería y construcción, 3) Eficiencia energética, 4) Consumo energético, 5) Confort, 6) Sostenibilidad, 7) Funcionamiento, 8) Marketing y comunicaciones, 9) Diseño urbano y factibilidad, 10) Innovación. En cada versión del concurso los proyectos ganadores son ampliamente difundidos y se destaca las posibilidades de replicabilidad de sus diseños y componentes, lo que contribuye a acrecentar la conciencia ecológica. No obstante, la mayoría de las versiones realizadas adolecen de una limitante asociada a los altos costos de los prototipos, lo cual se trató de mitigar con la versión para América Latina y el Caribe, realizada en 2015 en Cali, la que procuró reorientarse hacia proyectos de vivienda social adaptados a las condiciones climáticas del trópico y enfocados en el uso inteligente de los recursos económicos y naturales. Es destacable que varios de los proyectos recurrieron al empleo de la guadua y sus derivados como materiales ecológicos y sustentables. 2.2. Modelo Naturalista o Empirista Este modelo emerge como la antítesis del Modelo Racionalista antropocentrista, procura reivindicar lo natural frente a los artificios modernos, pues recurre a soluciones vernáculas tradicionales, advirtiendo sobre los peligros que entraña el desarrollo económico y los desafueros del progreso tecnológico y científico en contra de la sustentabilidad ecológica. Cravino (2013) previene respecto a que su planteamiento está acompañado de un “fundamentalismo ecológico”, denominado por algunos como “ecología profunda” (Bugallo, 2004) o “posición verde a ultranza” y en consecuencia aboga por una sustentabilidad muy fuerte. Puesto que el Modelo Naturalista llega a estigmatizar, limitar o prohibir el empleo de ciertos materiales de construcción de uso convencional como el vidrio, los plásticos, el aluminio y las pinturas sintéticas, debido a alta cantidad de energía embebida gracias a su procesos de extracción, producción y transporte, promueve el empleo de otros materiales más naturales y renovables como la tierra, la madera, la guadua o la arcilla. Este enfoque es propio de interdisciplinas como la Bioclimática y tendencias como la Bioarquitectura. El pionero en los estudios de Arquitectura Bioclimática fue el canadiense Víctor Olgyay (1998), con su obra “Arquitectura y Clima. Manual de diseño bioclimático para arquitectos y urbanistas”, la cual procuró correlacionar intencionalmente arquitectura, biología, clima, y tecnología, dando énfasis a las condiciones diferenciadas de las regiones climáticas que resume en cuatro tipos genéricos de clima: cálido y húmedo, cálido y seco, templado y frio, para cada uno de los cuales plantea estrategias de diseño bioclimático en diferentes escalas. En este enfoque pueden ubicarse los trabajos de D'amico (2000), González-Blanch (2006), Lacomba (2012) y Neila-González (2014) quien plantea que la arquitectura vernácula o “popular representa la adecuación perfecta entre el clima, las necesidades humanas y la construcción sostenible, y por ello se podría decir que es la primigenia arquitectura bioclimática”. Según Cravino (2013) el modelo “propone recuperar un cierto grado de "primitivismo", (…) impulsando de esta manera un regreso al medio rural de baja densidad”. De ahí se deriva su principal crítica: la inviabilidad de “un urbanismo de baja densidad extendido masivamente en el territorio, colapsando las vías de circulación y generando aún más problemas ambientales, debido a la multiplicación de redes de abastecimiento y saneamiento”. 2.3. Sustentabilidad Integrada en arquitectura vernácula

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Los modelos Naturalista, de Sustentabilidad Integrada y aun el Racionalista se hibridizan y dan lugar a nuevos modelos, por eso es dable hablar de una sustentabilidad integrada en la arquitectura vernácula, desde una perspectiva fuerte. A continuación se destacan cuatro referentes. Los estudios de Arquitectura Tropical Sustentable con énfasis en las dimensiones social y ambiental de Bay & Ong (2006) sistematizan una serie de experiencias investigativas realizadas en regiones tropicales de Asia y Latinoamérica, destacando cómo lo ecológico y lo social pueden dialogar cuando están explícitas las relaciones contextuales y cuando se privilegia una arquitectura del lugar, lo cual no es óbice para que pueda también ser de la época. Los múltiples ejemplos sobre técnicas, tecnologías y estrategias de diseño empleadas en diferentes proyectos hacen pensar que la preocupación expresada por Cravino (2013) sobre la viabilidad del Modelo Naturalista, puede ser superada. La investigación desarrollada por Vásquez-Fierro (2009) sobre la “Optimización de una metodología de análisis para la rehabilitación y protección sostenible de la arquitectura vernácula”, se orienta al reconocimiento de las relaciones intrínsecas del asentamiento objeto de estudio, en el cual define 3 puntos de actuación diferenciados pero interrelacionados: los ámbitos cultural, ecológico y arquitectónico y tres escalas de intervención: la escala pública, la intermedia y la privada, cuya caracterización permitió dimensionar la fragilidad o vulnerabilidad y proponer parámetros diferenciados para los dos estudios de caso. La investigación realizada simultáneamente en cuatro países de la Unión Europea: España, Francia, Italia y Portugal, titulada: “Lecciones del patrimonio vernáculo para una arquitectura sostenible”, liderada por Mariana Correia, (2014) desde la Escola Superior Gallaecia, en Portugal tiene un importante aporte metodológico al combinar aspectos cualitativos y cuantitativos para enfatizar los factores y lecciones de sustentabilidad de estudios de caso de arquitectura vernácula cuidadosamente seleccionados (ver figura 2).

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Figura 2. La rueda de los principios de sustentabilidad ambiental, socio-cultural y socio-económica. Fuente: Correia, 2014.

Las investigaciones “La sustentabilidad de la vivienda tradicional de bahareque en el ámbito del Paisaje Cultural Cafetero. Risaralda, Colombia” (Osorio, Rincón & Carvajal, 2010) y “Modelos de vivienda rural sustentable para el Paisaje Cultural Cafetero en los municipios de la subregión I de Risaralda: Pereira, Dosquebradas, Marsella y Santa Rosa” (Rincón, Sánchez, Osorio, Ching & Vargas, 2015) concibieron de un modelo interpretativo que permitió el análisis y evaluación de la sustentabilidad de la vivienda de bahareque considerando 5 factores de sustentabilidad, a partir de los cuales se diseñó un modelo de vivienda vernácula contemporánea (ver figura 3) que recibió una mención de Honor en el Premio Corona Prohábitat – 2015, orientado a la vivienda rural cafetera.

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Figura 3. Modelo de Vivienda Rural Sustentable. Fuente: Rincón et al, 2015.

3. La construcción en guadua y bahareque como ecotecnologías El concepto de Ecotecnología tiene su origen en Eugene Odum (1913-2002), pionero en la Ingeniería Ecológica, pero con el paso de los años y el desarrollo de las disciplinas y los campos de aplicación, se concretaron dos vertientes que continuaron haciendo uso del término, la Ecología Industrial y los movimientos comunitaristas de apropiación tecnológica (Ortiz-Moreno et al, 2014). La Ecología Industrial dio lugar a los conceptos de Gestión Ambiental Empresarial y de Producción Más Limpia - PML, campos que recurren a las ecotecnologías, por considerar que la tecnología es una vía para aminorar los impactos ambientales, innovar y procurar la sostenibilidad. Si bien han surgido críticas que clasifican este enfoque como sustentabilidad débil (Pérez, 2008), posturas desde la academia ha enriquecido el planteamiento incorporando la noción de desarrollo humano sostenible que desde la respuesta ecotecnológica, permita “armonizar la búsqueda de una mejor calidad de vida (…), con la necesidad de conservar su extensa y rica base ecosistémica, aceptando a su vez los límites y reglas de la naturaleza”, se reconoce así un “espacio de relaciones complejas entre ecosistemas y culturas”, y una aplicación que “enfrenta además de gran cantidad de intereses y actores, una alta incertidumbre” (UTP, 2014). 3.1. La guadua como material ecológico Desde diversas disciplinas, latitudes y escuelas existe consenso sobre el valor ecológico del bambú y la guadua, tanto en lo que se refiere a su función forestal asociada a la captura de dióxido de carbono, al control de la erosión, la conservación del agua y la rehabilitación de suelos (Ben-Zhi et al., 2005, Camargo, 2014, Liese & Köhl, 2015), como en los bajos impactos de sus derivados (Pauli, 2011, Hidalgo-López, 2003, Vélez, Von Vegesack & Kries, 2000). La International Network of Bamboo and Rattan - INBAR ha sido líder en la investigación,

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documentación y divulgación de la sustentabilidad del bambú. En 2007, coorganizó la Primera Conferencia Internacional de Estructuras Modernas de Bambú en Changsha, China. Sus memorias publicadas bajo el título Modern Bamboo Structures (Xiao, Inoue & Paudel, 2008) que incluyen 36 trabajos, proporcionan un completo estado del arte sobre la investigación y las aplicaciones del bambú en estructuras, así como su uso respetuoso del medio ambiente y la construcción sostenible. Respecto al material, es necesario aclarar que existen muchas variedades de guadua y bambú a nivel mundial, destinadas para usos utilitarios, domésticos, artesanales y constructivos, dependiendo de las propiedades físico-mecánicas y estéticas de la especie o variedad (Morán, 2015, Hidalgo-López, 1984). Ahora bien, la guadua empleada en la arquitectura regional de bahareque localizada en el territorio del PCC es la denominada como guadua angustifolia Khun, la cual abunda no solo en la región cafetera sino también en otras regiones de Colombia y Latinoamérica. Desde la perspectiva ecotecnológica y de Análisis de Ciclo de Vida - ACV se ha documentado la eficiencia energética de la guadua angustifolia Khun. Para ello se viene utilizando la metodología ACV como herramienta para identificar, calificar y categorizar los impactos ambientales causados por la extracción de materia prima de guadua (Hernández, Montoya, & Camargo, 2015), sus derivados como los tableros de esterilla (Hernández, 2014) y viviendas que la emplean como material fundamental versus sistemas convencionales de construcción en mampostería y concreto (Villegas, 2005, Osorio-Cardona, 2011), no obstante aún se requiere realizar evaluaciones con variación en las unidades funcionales de diferentes procesos y productos de guadua en fases de producción, trasformación, habitación, restauración y disposición final, de manera que puedan hacerse comparaciones entre ellas. 3.2. Propiedades mecánicas y estructurales de la guadua y el bahereque Las investigaciones experimentales han validado el excelente desempeño de la guadua y el bambú como material estructural solicitado a tracción paralela a sus fibras, a compresión, a flexión y torsión (Ghavami & Marinho, 2001, Takeuchi, 2004, González, Montoya, & Bedoya, 2008, Correal & Arbelaez, 2010), confiriendole el apelativo del “acero natural”. Tal es el caso del grupo de investigación Natural Materials and Structures de la Universidad de Cambridge, dirigido por el PhD. Michael Ramage que han profundizado en los usos y aplicaciones estructurales del bambú (Trujillo, Ramage & Change, 2013, Sharma, Gatoo, Bock, Mulligan & Ramage, 2014). Este creciente interés y desarrollo tecnológico desde las ingenierías estructural y de materiales en el Reino Unido han conducido a la reciente publicación Nonconventional and Vernacular Construction Materials: Characterisation, Properties and Applications. (Harries & Sharma, 2016) que dedica varios capítulos al bambú. La ocurrencia del terremoto de 1999 en el Eje Cafetero, dio lugar a que la Asociación de Ingeniería Sísmica - AIS, en convenio con el Fondo para la Reconstrucción Económica y Social del Eje Cafetero - FOREC adelantaran una investigación sobre el comportamiento de muros de bahareque encementado, la cual permitió la generación de las cartillas para la reparación de muros en bahareque (AIS, 2002) y finalmente la inclusión de las edificaciones en guadua y bahareque en el Código Colombiano de Construcciones Sismo-resistentes, norma NSR-10. Son destacables además los múltiples proyectos de grado e investigaciones sobre resistencia y desempeño estructural de elementos y uniones de guadua en la Facultad de Ingeniería de Universidad Nacional de Colombia sede Bogotá, dirigidas por la Ingeniera Caori Takeuchi (2004) y las investigaciones adelantadas desde el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la

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Universidad de los Andes en aplicaciones estructurales e industriales como la guadua y el bambú laminado (Correal & López, 2008). En términos prácticos, la norma NSR-10 permite tanto la rehabilitación de estructuras en bahareques tradicionales, como la construcción de estructuras nuevas, pero en este caso solo en bahareque encementado, el cual Muñoz (2010) denomina bahareque moderno, lo que revela una veta investigativa interesante sobre morteros y mezclas sustitutos del cemento. 3.3. De las tecnologías apropiadas a las ecotecnologías La vertiente comunitarista de apropiación tecnológica surge a mediados de la década de 1960 bajo la denominación de tecnologías alternativas o apropiadas. Schumacher (1973) en The small is beautiful partió de una crítica al sistema económico industrial dominante, señalándolo como insustentable y evidenciando como la tecnología convencional era “centralizada, dependiente de los combustibles fósiles, altamente contaminante y costosa”. En contraste las tecnologías apropiadas fomentan (Schumacher, 1973, Ortiz-Moreno et al., 2014):

• La satisfacción de necesidades humanas básicas. • La autosuficiencia endógena mediante la participación social. • La producción a pequeña escala. • El bajo costo de producción y mantenimiento. • El empoderamiento de los usuarios. • La descentralización de la tecnología. • La armonía con el medio ambiente y el trabajo creativo.

Diversas denominaciones han surgido para referirse a las tecnologías apropiadas: tecnologías intermedias, tecnologías blandas y grassroot innovations, así que dado su trasfondo comunitarista, a fines de la década del 90 se adoptó la denominación de tecnología social, la cual se define como “un modo de desarrollar e implementar tecnologías (de producto, proceso y organización), orientada a la generación de dinámicas de inclusión social y económica y desarrollo sustentable” (Thomas, 2011). Paralelamente, surgieron otras denominaciones como: tecnologías low-tech o de bajo impacto, tecnologías ambientalmente amigables, tecnologías verdes y ecotecnologías, las cuales tienen un patrón común: “la introducción en las discusiones del concepto de tecnología apropiada supera los límites de la retórica “liberadora” y apunta hacia una dimensión evaluativa de más amplio alcance ligada a la noción de sostenibilidad” (Vega, 2004). Un reciente estudio sobre la vivienda desde la perspectiva de la Ecotecnología fue realizado por el Centro de Investigaciones en Ecosistemas de la UNAM (Ortiz-Moreno et al., 2014). Éste le confiere al empleo de ecotecnologías en el uso residencial, un cierto poder transformador y esperanzador sobre un futuro más sustentable y equitativo para la ruralidad, al destacar los siguientes factores:

• Ser accesibles, especialmente para los sectores más pobres de la sociedad. • Estar enfocadas a las necesidades y contextos locales. • Ser amigables con el ambiente, promoviendo el uso eficiente de recursos, el reciclado

y el re-uso de los productos. • Promover el uso de recursos locales y su control. • Generar empleo en las economías regionales, especialmente en las áreas rurales, de

las que la población ha tenido que migrar por falta de oportunidades.

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• Ser producidas preferentemente a pequeña escala y de forma descentralizada. • Ser diseñadas, adaptadas y difundidas mediante procesos participativos, con diálogo

entre los saberes locales y los científicos. A nivel regional los investigadores han destacado las virtudes del bahareque como sistema constructivo, asociándolo en principio al concepto de tecnología apropiada (Robledo, 1993, 1996), luego al de ecotecnología (Salas, 2006) y posteriormente al de tecnocultura (Muñoz, 2010, 2012), lo cual armoniza con lo enunciado por Vega (2004), respecto al vínculo de las nuevas denominaciones de la apropiación tecnológica con la noción de sostenibilidad. Por su parte, desde la perspectiva epistemológica del saber ambiental, Leef (2000) planteó el concepto de productividad ecotecnológica en oposición al concepto tradicional de productividad económica, el cual demanda la articulación de tres sistemas, el ecológico, el tecnológico y el cultural, que mediante niveles interdependientes de productividad y procesos de adaptación y apropiación, hace pensar en la posibilidad de un desarrollo sustentable. 4. La vivienda como sistema socio-ecológico Las diferentes aproximaciones estudiadas han documentado suficientemente los valores ecológico y tecnológico de la arquitectura vernácula y de la arquitectura regional de bahareque de guadua, pero ¿por qué los agentes sociales han dejado de usar y reconocer la vivienda tradicional como su la alternativa más conveniente? Pues bien, la división entre Ciencias Sociales y Ciencias Naturales ha dificultado la comprensión de las relaciones entre naturaleza y sociedad (Daza & Figueroa, 2014, Cubillos, 2015, Hawkes, 2006), pero se han planteado diversas miradas sobre el asunto, derivadas tanto de las Ciencias Naturales y la Ecología como de las Ciencias Sociales, que han sido capitalizadas por las Ciencias Ambientales. Pionero en esta relación Naturaleza-Sociedad como germen de las discusiones ambientales, es Eugene Odum (1975) con su libro titulado “Ecology, the link between the natural and the social sciences”. Son destacables además los postulados de Vidart (1988) y Ángel-Maya (1993, 1995, 1998) en los que se explicita la mediación de la Cultura en dicha relación. Convenientemente, desde la Ecología se ha venido desarrollando un enfoque sistémico, holístico e integrador que se centra no solo en los componentes del sistema sino en sus relaciones, interacciones y retroalimentaciones, se trata del enfoque de los sistemas socio-ecológicos (Berkes y Folke, 1998). 4.1. Los sistemas socio-ecológicos Los sistemas sociales y los sistemas ecológicos están estrechamente conectados y por tanto “el delineamiento de sus fronteras y la delimitación exclusiva de un ecosistema o de un sistema social, resulta artificial y arbitrario”. En esta medida, el concepto de sistema socio-ecológico se utiliza para enfatizar el concepto integrado de “ser humano-en-la naturaleza” (Berkes & Folke, 1998), por ello se entiende como un sistema complejo y adaptativo en el que distintos componentes culturales, políticos, sociales, económicos, tecnológicos, ecológicos, etc. están interactuando (Resilience Alliance, 2010) (figura 1). Uno de los aportes principales del enfoque de los sistemas socio-ecológicos consiste en reconocer su carácter dinámico y en consecuencia discernir que de la manera como se orienten las interacciones entre (1) los ecosistemas, (2) los conocimientos (que se reflejan en las prácticas de gestión) y (3) las instituciones, hacía el fortalecimiento de la resiliencia y la capacidad adaptativa del sistema, depende su sustentabilidad. (Berkes et al, 2003).

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Holling (1973) introdujo el concepto de resiliencia en la ecología como una manera de entender la dinámica no lineal en la que los ecosistemas generan procesos para preservarse a si mismos frente a las perturbaciones y el cambio; y cuando se trata de sistemas socio-ecológicos, la resiliencia se asocia a la adaptabilidad, entendida como la “capacidad con la cual el ecosistema genera alternativas que permiten a los componentes del sistema armonizar o acoplar procesos al medio” (Daza & Figueroa, 2014). Las investigaciones desarrolladas desde este enfoque abordan temas como: la vulnerabilidad de las ciudades, los patrones de la migración, la degradación de la tierra y su medio ambiente en un contexto arqueológico, la interacción entre los períodos de cambio gradual y cambio rápido, y la capacidad adaptativa para moldear el cambio (Berkes et al, 2003). En contraste, desde el campo de la Arquitectura son escasas las investigaciones consistentes que han auscultado relaciones las relaciones Naturaleza-Sociedad; uno de los trabajos más relevantes es el de Yeang (1999), titulado “Proyectar con la naturaleza: Bases ecológicas para el proyecto arquitectónico”, en consecuencia existe una brecha o vacío en el conocimiento en lo que a estudiar la arquitectura desde el enfoque de los sistemas socio-ecológicos se trata.

Figura 4. Sistema socioecológico. Fuente: Salas-Zapata et al, 2011.

4.2. La arquitectura vernácula como patrimonio cultural Éste núcleo temático ha sido objeto de estudio por parte de arquitectos, historiadores, antropólogos y arqueólogos, suscitando el interés reciente de sociólogos, diseñadores y ecologistas. Tillería-González (2010) define la arquitectura vernácula como “La arquitectura sin arquitectos”, esto evoca una manera de entenderla como un legado o un patrimonio de los pueblos, el escenario doméstico, cotidiano, en el que se genera la cultura y se encarna la tradición. En el camino hacia el reconocimiento a nivel internacional de la arquitectura vernácula como patrimonio cultural, se destaca “La Carta del Patrimonio Vernáculo Construido” (ICOMOS-UNESCO, 1999), cuyos lineamientos explícitos y específicos facilitan y propician acciones institucionales de valoración y conservación de la arquitectura vernácula. Aun así es de anotar que la pérdida de significación cultural de la arquitectura regional de bahareque remarcada en la introducción, es una situación recurrente para las arquitecturas vernáculas según lo expresa el documento: “Debido a la homogeneización de la cultura y a la globalización socio-económica, las

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estructuras vernáculas son, en todo el mundo, extremadamente vulnerables y se enfrentan a serios problemas de obsolescencia, equilibrio interno e integración”, condiciones que pueden analizarse y mitigarse desde el enfoque de los sistemas socio-ecológicos. La constitución de redes mundiales de arquitectura vernácula para el intercambio de experiencias para la investigación, valoración, difusión y conservación del patrimonio ha sido crucial, tal es el caso de la Red de Arquitectura Vernácula Iberoamericana (Red-Avi), liderada por la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla la cual integra Universidades e investigadores de distintos países iberoamericanos y recibe apoyo de la Agencia Española de Cooperación Internacional para el Desarrollo – AECID, en la que agentes sociales del PCC han estado muy activos. Desde la perspectiva patrimonialista se han realizado varias investigaciones y publicaciones sobre la arquitectura regional de bahareque, entre las que se destacan: “La arquitectura de la vivienda rural en Colombia, vol. 2: Minifundio cafetero en Antioquia, Caldas, Quindío y Risaralda” (Fonseca & Saldarriaga, 1984), “Un siglo de bahareque en el antiguo Caldas” (Robledo, 1993) “Expresión Visual en las Ciudades del Bahareque” (Gómez & Londoño, 1994), “La ciudad en la colonización antioqueña” (Robledo, 1996), "Pequeñas poblaciones de la región cafetera del centro de Colombia: Desarrollo, polos económicos y patrimonio" (Giraldo, 2000) “Relatos desde el Bahareque” (Flórez, 2000), "Manizales Centro Histórico Memorial de la Arquitectura Republicana" (Giraldo & Castro, 2003) “Las Huellas del Tiempo: Una mirada a la Historia y al Patrimonio de Pereira” (Jaramillo, Rincón, & Osorio, 2007) Estructuras de damero en ladera y arquitectura regional de bahareque en la construcción de un territorio. Caracterización del Área principal del Paisaje Cultural Cafetero, Risaralda” (Osorio, 2008), “Bahareque como ejemplo de sostenibilidad, una herencia que se transforma” (Alzate & Osorio, 2014). El avance investigativo reciente más significativo desde la mirada patrimonial se encuentra en la investigación titulada “El patio y el corredor de las casas de bahareque: espacios de la experiencia humana en el Paisaje Cultural Cafetero de Colombia”, tesis doctoral del arquitecto restaurador Jorge Enrique Osorio (2016), la cual, involucra aspectos históricos, técnicos y estéticos, profundiza en los componentes de las tipologías edificatorias diferenciadas urbanas y rurales, y caracteriza formas de emplazamiento de la vivienda y su relación con el entorno, el paisaje. 4.3. Resiliencia de la arquitectura vernácula La resiliencia se define como la “capacidad que tienen los sistemas de resistir una perturbación, recuperarse y auto-organizarse” (Folke et al, 2002). Si bien no se encontraron en la literatura especializada referencias explícitas sobre la resiliencia de la arquitectura y la vivienda vernácula, el enfoque es promisorio respecto a un abordaje integral de la problemática, recurriendo a trasvases disciplinares y conceptuales para caracterizar los componentes ecológicos y sociales. Desde la Ingeniería Forestal y la Ecología ya se hace alusión a la resiliencia de la silvicultura del bambú (Rabik, & Brown, 2008). Adicionalmente el concepto de Resiliencia Urbana, se encuentra muy posicionado internacionalmente, el Programa de Perfiles de Ciudades Resilientes de ONU-HABITAT (2012), las define como “aquellas que tienen la capacidad de recuperarse rápido de los impactos que sufre el sistema”. En el marco del Foro Urbano Mundial de 2014 realizado en Medellín, se identificaron 5 temas potenciales de resiliencia: 1) Agua y saneamiento, 2) Seguridad alimentaria, 3) Empoderamiento y compromiso de los jóvenes, 4) Viviendas equitativas y financiación de infraestructuras, y 5) Transporte (ONU-HABITAT, 2014); los cuales en términos sistémicos deberían ser válidos también para otros hábitats como los pueblos y ámbitos rurales. Desde la perspectiva de los Estudios del Hábitat, la vivienda se entiende como el lugar en “donde se aloja el ser humano y medio para la satisfacción de sus necesidades vitales y existenciales. Es condición fundamental para el desarrollo de la persona, de la familia y para la socialización”

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(Moreno et al, 2005), y la componen “la casa”, en este caso la arquitectura vernácula, y el “entorno”. Cuando se habla del territorio del PCC, el entorno de la casa en el ámbito rural lo constituyen la parcela, bien sea minifundio, finca mediana o hacienda, la vereda y el corregimiento; mientras que en el ámbito urbano el entorno lo constituyen el solar, la manzana y el centro histórico fundacional (ver figura 5). La arquitectura o el patrimonio vernáculo construido “constituye el modo natural y tradicional en que las comunidades han producido su propio hábitat. Forma parte de un proceso continuo, que incluye cambios necesarios y una continua adaptación como respuesta a los requerimientos sociales y ambientales, (…) es la expresión fundamental de la identidad de una comunidad, de sus relaciones con el territorio y al mismo tiempo, la expresión de la diversidad cultural del mundo” (ICOMOS, 1999). La definición misma evidencia tanto las relaciones ecológicas de la edificación con su entorno, como el carácter sustentable y resiliente de la arquitectura vernácula.

Figura 5. El entorno de la vivienda vernácula en los ámbitos urbano y rural del PCC.

5. Conclusiones

En los tres enfoques temáticos abordados en el estado del arte, se encuentran múltiples posturas teóricas, unas son próximas, otras son complementarias y otras son disímiles e incluso antagónicas, no obstante se evidencia una tendencia común hacia la revaloración de las dimensiones sociales y culturales de la sustentabilidad.

La noción de Sustentabilidad en Arquitectura es polisémica, pues coexisten múltiples concepciones que oscilan entre muy débiles a muy fuertes (Turner, 1992, Gallopín, 2003), su mirada sistemática, crítica y reflexiva permite identificar y concebir modelos coherentes y viables como el de la Sustentabilidad Integrada en la Arquitectura Vernácula.

La alusión a una Arquitectura Regional de Bahareque de Guadua remite a un hecho tecnológico, que desde la perspectiva de las Ciencias Ambientales demanda un abordaje como un sistema ecotecnológico que mediante niveles interdependientes de productividad y procesos de adaptación y apropiación de los sistemas ecológico, tecnológico y cultural haga posible un desarrollo sustentable.

La concepción de la vivienda como sistema socio-ecológico constituye una veta investigativa con alto potencial, para concebir modelos interpretativos y de gestión que concilien las variables ecosistémicas y sociales en procesos de transferencia y apropiación tecnológica en

Escala Ámbito rural Ámbito urbano

Macro

Mezo

Micro(parcela)

HaciendaFinca mediana

Minifundio

Solar

Manzana

CorregimientoCentro histórico

Vereda

Municipio

Departamento

Región (PCC)

Capital

Metrópolis

VIV

IEN

DA

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países en desarrollo, asociados a la vivienda vernácula patrimonial y a la vivienda de bajo costo, dadas sus deseables condiciones de resiliencia y sustentabilidad.

6. Referencias

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