Estudio Experimental de Paneles de Bambú para Vivienda Social Sujetos a Cargas Laterales-Edición Única

(1)

Lic. Arturo Azuara Flores:

Director de Asesoría Legal del Sistema

Por medio de la presente hago constar que soy autor y titular de la obra titulada

en los sucesivo LA OBRA, en virtud de lo cual autorizo a el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (EL INSTITUTO) para que efectúe la divulgación, publicación, comunicación pública, distribución y reproducción, así como la digitalización de la misma, con fines académicos o propios al objeto de EL INSTITUTO.

El Instituto se compromete a respetar en todo momento mi autoría y a otorgarme el crédito correspondiente en todas las actividades mencionadas anteriormente de la obra.

(2)

Estudio Experimental de Paneles de Bambú para Vivienda

Social Sujetos a Cargas Laterales-Edición Única

Title

Estudio Experimental de Paneles de Bambú para Vivienda

Social Sujetos a Cargas Laterales-Edición Única

Authors

Amanda Elizabeth Salán Reyes

Affiliation

ITESM-Campus Monterrey

Issue Date

2006-05-01

Item type

Tesis

Rights

Open Access

Downloaded

19-Jan-2017 11:05:55

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INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

CAMPUS MONTERREY

DIVISIÓN DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA PROGRAMA DE GRADUADOS EN INGENIERÍA

TECNOLÓGICO

DE MONTERREY

ESTUDIO EXPERIMENTAL DE PANELES DE BAMBÚ PARA VIVIENDA SOCIAL SUJETOS A CARGAS LATERALES

TESIS

PRESENTADA C O M O REQUISITO PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE:

MAESTRA EN CIENCIAS

EN INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN ESPECIALIDAD EN EDIFICACIÓN Y VIVIENDA

POR:

AMANDA ELIZABETH SALAN REYES

(5)

TECNOLÓGICO

DE

MONTERREY

ESTUDIO EXPERIMENTAL DE PANELES DE BAMBÚ PARA VIVIENDA SOCIAL SUJETOS A CARGAS LATERALES

TESIS

PRESENTADA COMO REQUISITO PARA OBTENER EL GRADO ACADÉMICO DE:

MAESTRA EN CIENCIAS

EN INGENIERÍA Y ADMINISTRACIÓN DE LA CONSTRUCCIÓN ESPECIALIDAD EN EDIFICACIÓN Y VIVIENDA

POR:

AMANDA ELIZABETH SALAN REYES

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INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY

Los miembros del comité de tesis recomendamos que el presente proyecto de tesis presentado por la Ing. Amanda Elizabeth Salán Reyes sea aceptado como requisito parcial para obtener el grado académico de:

Maestra en Ciencias en Ingeniería y Administración de la Construcción Especialidad en Edificación y Vivienda

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PITO Y MAMI

Gracias

por

su gran ejemplo de fortaleza en la vida,

los amo con todo mi corazón.

" Por esta y por otras experiencias, aprendí la forma en que obra el Señor en nuestra vida. El precio de las cosas buenas debe pagarse por

adelantado con paciencia, humildad y obediencia,

especialmente durante nuestras pruebas. Si no se dan por vencidos cuando enfrenten sus pruebas,

(8)

Agradecimiento

A mis padres, por lo que han hecho por mi durante toda mi existencia,

porque me han dado lo mejor en todo momento, concejos y regaños

correctos en el instante preciso, y porque todo lo que soy y tengo es gracias a ellos.

A mi esposo, por su incondicional apoyo y amor en todo momento, por que me has acompañado en los tiempos más difíciles de mi vida y por ser mi compañero por la eternidad.

A mis hermanos, por su gran cariño y el ejemplo que me han dado ante la

adversidad, doy gracias porque personas tan especiales como ustedes son mis hermanos.

A mis abuelos, por que a base de juegos y cariño me dieron grandes lecciones de vida y porque se que ellos siempre van a estar allí para mi.

A mis amigos tanto en Guatemala como en México, por su apoyo, amistad incondicional y gran cariño mostrados para mi y mi familia.

A mis asesores, por los conocimientos compartidos, tiempo dedicado y especialmente por la formación tanto personal como profesional adquirida al trabajar a su lado.

A los alumnos que trabajaron conmigo en el Proyecto Bambú, ya que realizaron un gran trabajo en el laboratorio, y que sin su ayuda este trabajo no hubiera sido posible.

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CONTENIDO

CAPITULO 1. INTRODUCCIÓN

1.1 Antecedentes 1 1.2 Perspectivas de la vivienda en México 5 1.3 Propuesta 8 1.4 Línea de Investigación 9 1.5 Objetivo General 9 1.6 Objetivos Específicos 10

CAPITULO 2. GUADUA ANGUSTIFOLIA

2.1 Taxonomía del bambú 11 2.2 Géneros de bambú conocidos en México 12 2.2.1 Olmeca 13 2.2.2 Chasquea 13 2.2.3 Rhipidocladum 13 2.2.4 Arthrostylidium 13 2.2.5 Guadua Angustifolia 13 2.3 La Guadua Angustifolia 14 2.3.1 Descripción Taxonómica de la Guadua angustifolia 15 2.3.2 Aspectos Ecológicos de la Guadua angustifolia 17 2.3.2.1 Factores Climáticos 17 2.3.2.2 Factores Edáficos 18 2.3.3 Aplicaciones de la Guadua 20 2.3.3.1 Fases de desarrollo de la Guauda y aplicaciones de ésta de

acuerdo a su edad en la mata 21 2.3.3.2 Utilización de la Guadua según la parte de la planta 23 2.3.4 Procesos de Cosecha y post-cosecha 24 2.3.4.1 Corte 24 2.3.4.2 Procesos de curado 25 2.3.4.3 Tratamiento contra insectos y hongos 27 2.3.5 Servicios Ambientales 31 2.3.6 La vivienda con Bambú 33 2.3.7 Tipos de construcción de viviendas con bambú 36 2.3.8 Comparación de costos con otros sistemas constructivos 40

CAPÍTULO 3. CARACTERIZACIÓN MECÁNICA DE LA GUADUA ANGUSTIFOLIA

3.1 Introducción 42 3.2 Normativas para la caracterización mecánica del bambú

42 3.2.1 Acceptance Criterio for Structural Bamboo AC 162 (Effective

April 1,2000) ICBO 42 3.2.2 Laboratory Manual on Testing Methods for Determination of

Physical and Mechanical Properties of bamboo 43 3.2.3 Determination of Physical and Mechanical Properties of

Bamboo ISO/TC165 44 3.3 Estándares para la determinación de las propiedades

(10)

Estudio experimental de Paneles de Bambú para Vivienda Social sujetos a cargas laterales

3.3.3 Pruebas a Flexión 50 3.3.4 Determinación de la Resistencia a Corte paralelo a la fibra ... 54 3.3.5 Determinación de la Tensión paralela a la fibra 56 3.4 Resumen de resultados obtenidos 61 3.5 Comparativa de los resultados 61

CAPÍTULO 4. DISEÑO DEL PROTOTIPO EXPERIMENTAL

4.1 Introducción. La vivienda con bambú 63 4.2 Material de construcción 63 4.2.1 El Bambú 63 4.2.2 Mortero 64 4.2.3 Madera 65 4.3 Descripción del prototipo a realizar 66 4.4 Modelación en SAP y análisis teórico del prototipo 68 4.4.1 Análisis del prototipo configuración A 68 4.4.1.1 Presentación inicial del modelo del prototipo 68 4.4.1.2 Fuerzas Axiales del prototipo configuración A 69 4.4.1.3 Diagrama de momentos del prototipo configuración A 69 4.4.1.4 Esfuerzos en las placas de mortero del prototipo

configuración A 70 4.4.1.5 Deformaciones del marco del prototipo configuración A 71 4.4.2 Análisis del prototipo configuración B 71 4.4.2.1 Presentación inicial del modelo del prototipo 71 4.4.2.2 Fuerzas Axiales del prototipo configuración B 72 4.4.2.3 Diagrama de momentos del prototipo configuración B 73 4.4.2.4 Esfuerzos en las placas de mortero del prototipo

configuración B 74 4.4.2.5 Deformaciones del marco del prototipo configuración B 74 4.4.3 Análisis del prototipo configuración A con marco de madera . 76 4.4.3.1 Presentación inicial del modelo del prototipo 76 4.4.3.2 Fuerzas Axiales del prototipo configuración A con marco de

madera 76 4.4.3.3 Diagrama de momentos del prototipo configuración A con

marco de madera 77

4.4.3.4 Esfuerzos en las placas de mortero del prototipo configuración A con marco de madera 78 4.4.3.5 Deformaciones del marco del prototipo configuración A con

marco de madera 78

CAPÍTULO 5. CONSTRUCCIÓN DE PROTOTIPOS Y PRUEBAS EXPERIMENTALES

5.1 Introducción 79 5.2 Construcción de prototipos 79 5.3 Realización de la pruebas experimentales 82 5.3.1 Reporte fotográfico de las pruebas realizadas 82 5.4 Análisis y Resultados de las Pruebas Experimentales 85 5.4.1 Curvas Carga-Desplazamiento de los prototipos 85 5.4.1.1 Marco bambú configuración A 85 5.4.1.2 Marco bambú configuración B 86 5.4.1.3 Marco madera configuración A 87 5.4.1.4 Resumen de Curvas de Carga-Desplazamiento de los

(11)

prototipos , 89

CAPÍTULO 6. ANÁLISIS DE COSTOS

6.1 Introducción 98 6.2 Integración de Costos Directos 98 6.3 Comparativas de Costos 103

CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

7.1 Conclusiones 105 7.2 Recomendaciones 106

(12)

ÍNDICE DE FIGURAS

Descripción Página

Comparativa de la distribución del bambú y las necesidades

en el mundo 2 Casa de bambú en Bangladesh 3 Demanda de la Vivienda en México 6 Modelo de Demanda de la Vivienda en México 7 Rezago de la Vivienda en México 7 Tendencia del sostenimiento de la demanda 8 El Bambú en el mundo 12 Construcción de casas de interés social en Veracruz, 1994 12 Guadual natural en Colombia 14 Algunos de los usos del bambú de forma artesanal 21 Usos de la Guadua según la edad 22 Usos de la Guadua según la parte de la planta 23 Curado en la Mata 25 Curado por inmersión en agua 26 Curado al Calor 26 Curado al caloren el Japón 26 Tratamiento por inmersión 28 Método de Boucherie Simple por gravedad 29 Método de Boucherie Modificado 29 Ejemplo de control de erosión 31 Red de rizomas de bambú en el suelo 32 Beneficios de la siembra de la Guadua 32 Pabellón Zeri, Feria de Hannover 2000, Alemania 33 Casas construidas con Guadua en Colombia 34 Almacén de guadua y productos laminados de Jörg Stamm . 35 Refugios construidos con bambú por civilizaciones antiguas ... 36 Proceso de tejido de muros de esterilla 37 Pared con paneles de esterilla tejida. Fijación de panel de

bambú tejido a un marco de parales de bambú 37 Esquema de Construcción de pared japonesa 38 Pared de Quincha. Método A 39 Pared de Quincha. Método B 39 Portada de las normas ICBO 43 Portada del Manual de Laboratorio por Jules Janssen 43 Portada de las Normas ISO 44 Pruebas de Compresión 47 Esquema de prueba a flexión en 4 puntos 50 Prueba a Flexión 51 Esquema tipo de la prueba a Corte paralelo a la fibra 54 Prueba a Corte 55 Aplastamiento del bambú por las mordazas 57 Colocación del espécimen de prueba 58 Muestra de Probetas Reducidas 58 Falla observada en las probetas provocadas por las mordazas 59 Muestra de probeta delgada 60 Configuración de los prototipos de paneles de bambú

construidos 67 Figura 4.2 Modelo del prototipo configuración A 68

(13)

Figura 4.3 Fuerzas axiales para el prototipo configuración A 69 Figura 4.4 Diagrama de momentos para el marco del prototipo

configuración A 70 Figura 4.5 Esfuerzos en las placas de mortero 70 Figura 4.6 Deformaciones del marco del prototipo configuración A 71 Figura 4.7 Modelo del prototipo configuración B 72 Figura4.8 Fuerzas axiales para el prototipo configuración B 73 Figura 4.9 Diagrama de momentos para el marco del prototipo

configuración B 74

Figura 4.10 Esfuerzo en las placas de mortero 75

Figura 4.11 Deformaciones del marco del prototipo configuración B 75 Figura 4.12 Modelo del prototipo configuración A con marco de madera 76 Figura 4.13 Fuerzas axiales para el prototipo configuración A con marco

de madera 77

Figura 4.14 Diagrama de momentos para el marco del prototipo

configuración A con marco de madera 77

Figura 4.15 Esfuerzos en las placas de mortero 78 Figura 4.16 Deformaciones del marco del prototipo configuración A con

marco de madera 78 Figura 5.1 Proceso constructivo de los prototipos de prueba 80 Figura 5.2 Principales formas de uniones en los prototipos de prueba 81 Figura 5.3 Configuración de la Prueba 82 Figura 5.4 Realización de la prueba Al y grieta observada al finalizar la 82

prueba

Figura 5.5 Realización de las prueba A2 y Grieta observada al finalizar la

prueba 83 Figura 5.6 Realización de la prueba Bl y grieta observada al finalizar la

prueba 83 Figura 5.7 Realización de la prueba B2 84 Figura 5.8 Realización de la prueba MI 84 Figura 5.9 Realización de la prueba M2 85 Figura 5.10 Modelo de interacción de las rigideces de los elementos del

sistema 90 Figura 6.1 Paneles para construcción de viviendas en el mercado y

(14)

Estudio experimental de Paneles de Bambú para Vivienda Social sujetos a cargas laterales Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla Tabla 2.1 2.2 2.3 [2.4 2.5 2.6 2.7 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 4.1 4.2 4.3 4.4 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6

ÍNDICE DE TABLAS

Descripción Página

Características morfológicas de la Guadua angustifolia 16 Zonas de vida donde puede crecer la Guadua angustifolia ... 18 Resumen de factores climáticos que condicionan el

crecimiento de la guadua 18 Resumen de factores edáficos que condicionan el

crecimiento de la guadua 19 Preservantes utilizados de acuerdo a la aplicación final del

bambú 30 Resumen de Ventajas y Desventajas del Uso del Bambú con el

Concreto y el Block 35 Cuadro comparativo de costos de distintos sistemas

constructivos 41 Resultados % de Humedad 46 Resultados de la prueba a compresión paralela a la fibra 48 Modulo de elasticidad a compresión 49 Resultados pruebas a flexión 63 Tabla de resultados pruebas a corte 56 Tabla de resultados de prueba a tensión paralela a la fibra .... 59 Tabla de resultados de prueba a tensión paralela a la fibra (2) 60 Resumen de resultados de las pruebas de la caracterización

mecánica de la Guadua Angustifolia 61 Comparativa de las propiedades físicas del bambú guadua

con otros estudios realizados 62 Propiedades mecánicas de otros materiales de construcción 62 Energía utilizada para la producción de los materiales

comparado con el esfuerzo cuando se somete a alguna

carga 63 Tipos de mortero 64 Proporción para morteros 65 Proporción para morteros 65 Integración de costos directos para panel configuración A .... 99 Integración de costos directos para panel configuración B .... 100 Integración de costos directos para panel con configuración 101 A con marco de madera

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CAPÍTULO 1. Introducción

1.1 Antecedentes

Los países en vías de desarrollo enfrentan una gran problemática de crecimiento urbano y crecimiento poblacional, ya que los gobiernos deben tener la capacidad de hacer que este crecimiento sea ordenado, debe planear y poder crear viviendas con servicios sanitarios básicos y que satisfagan las necesidades tanto de las familias ya existentes como de las futuras familias. Sin embargo, un alto porcentaje de la población no cuenta con los ingresos necesarios para acceder a un préstamo, crédito o financiamiento lo que les restringe el poder obtener la tan añorada casa propia. También, debemos tomar en cuenta que en el mercado la oferta de vivienda puede ser muy grande, sin embargo nos debemos preguntar a qué tipo de clientes se dirigen los desarrollos habitacionales? Generalmente el costo de estas viviendas no son los adecuados para poblaciones con ingresos mínimos y por lo tanto esta población se ve rezagada. Esto nos trae la necesidad de edificar nuevas viviendas que sean no solo salubres sino que también que el costo sea accesible para la población que no tiene el poder adquisitivo suficiente para obtener la vivienda que se ofrece en el mercado. Lo anterior, nos hace necesaria la búsqueda y el uso de nuevos materiales de construcción nativos a las diferentes regiones, que permitan el desarrollo de viviendas económicas, con características sanitarias y socialmente adecuadas para sus usuarios. El bambú, analizado bajo las características básicas de una vivienda y bajo el contexto de material de construcción dentro de la arquitectura vernácula presente en la historia de la humanidad, cumple como recurso constructivo viable a utilizarse, por su sentido económico, ecológico y sostenible.

Los países que cuentan con las condiciones favorables para el cultivo del bambú o donde ya se pueden encontrar plantaciones de éste, coinciden en su mayor parte con los países en vía de desarrollo (Figura 1.1), por lo que es una buena opción para utilizarse como material de construcción en sistemas constructivos de bajo costo y de autoconstrucción.

(16)

muchas partes del mundo los brotes de algunas especies se utilizan como alimento humano; en Asia, el bambú representa un recurso muy importante para la economía de varios países, de los 10 millones de toneladas que se producen anualmente en el mundo, la mayor parte se produce en esa región; solamente en China se estima que el crecimiento de los bosques de bambú es de 3.5 millones de toneladas al año. [1]

Distribución del bambú en el mundo

Países en vías de desarrollo y

subdesarrollados _{Países desarrollados e}

industrializados

Países en vías de desarrollo con recursos petrolíferos

Países en vías de desarrollo

sin recursos petrolíferos

Países sub-desarrollados

Figura 1.1 Comparativa de la distribución del bambú y las necesidades en el mundo.

El uso del bambú en la construcción tiene una gran aplicación en algunos países del continente americano, especialmente en lo que se refiere a vivienda. En países como Colombia y Costa Rica se llevan a cabo programas de investigación y desarrollo de vivienda. Su aplicación abarca desde armaduras para cubiertas con las cañas de bambú completas, cortadas únicamente a la longitud requerida, hasta las cañas cortadas en tiras (esterilla) para la fabricación de paneles para muros recubiertos con una capa de mortero. En Ecuador, se desarrolla el proyecto de viviendas temporales en caso de desastres a través de la organización sin fines de lucro "Vivienda Hogar de

Cristo", ya que se pueden llegar a producir 150 viviendas emergentes de 30m2_{en un}

(17)

Es importante mencionar que más de 1,000 millones, aproximadamente 1/6 de la población mundial, de personas habita en casas de bambú, alcanzando en algunas regiones del mundo una importancia gravitante, este es el caso Bangladesh donde el 73% de su población habitan este tipo de viviendas [Figura 1.2]. Otro ejemplo es la cuidad de Guayaquil donde el 50% habita en este tipo de casas, lo que corresponde a 1 millón de personas [4]

Figura 1.2 Casa de Bambú en Bangladesh [5]

Se ha observado, que las construcciones de bambú han tenido buen comportamiento en zonas sísmicas debido a su poco peso lo que ha contribuido a valorizar este material desde el punto de vista estructural. En el caso de Colombia, después del terremoto del año 1998 en la zona de Armenia, las viviendas que registraron menores daños fueron las construidas con estructuras de bambú, lo que significó un auge para este tipo de construcción.

Por otra parte, recientemente en Alemania estudios de normas técnicas de construcción, han aceptado dentro de las estrictas normativas, la utilización del bambú como material de construcción. [4]_{Recientemente se llevo a cabo el VIl Congreso}

(18)

Estudio experimental de Paneles de Bambú para Vivienda Social sujetos a cargas laterales

Antiguamente en México, la planta había sido denigrada y combatida porque se le consideraba una plaga, particularmente en las zonas donde se cultivan café y plátano y donde se cría extensivamente el ganado vacuno. La utilización del bambú en México radica principalmente en la fabricación de muebles y en construcciones rurales en poblaciones localizadas cerca de la zona donde crece esta especie; sin embargo su cultivo ha ido en aumento debido a la venta de sus astillas a la industria papelera, especialmente cuando se observa que anualmente las papeleras mexicanas importan fres mil millones de dólares de celulosa para sus productos, ya que de las 116 fábricas de papel que existen, solamente 13 están integradas para la producción de celulosa, de las cuales, sólo diez se encargan de comprar papel de desecho para reciclarlo. [6]

En México existen algunas organizaciones o asociaciones como BAMBUVER, que es una Asociación Civil, que en colaboración con el Gobierno del estado de Veracruz, promueve el desarrollo integral del bambú mediante la propagación, el cultivo, la industrialización y comercialización del producto. Se ubica físicamente en el Rancho Xocotla, situado en la prolongación de la Avenida 7, suburbio de Huatusco, Veracruz; y cuenta con bancos de propagación, viveros, plantaciones y talleres al servicio de la comunidad. PI Un análisis elaborado por BAMBUVER, que fue promovido por las secretarías de agricultura y medio ambiente de México, indica que el bambú podría sembrarse en México sobre 13 mil 500 hectáreas en el 2003 y luego ir creciendo hasta sumar 94 mil 500 en el 2006. Sin embargo, no se cuenta con los datos actuales de cuanto bambú existe plantado en la actualidad. Los estados viables para ello, por su clima tropical (Figura 1.3), son Veracruz, Chiapas, Jalisco, Guerrero, Oaxaca, zona oriente de Puebla y Huastecas de Tamaulipas e Hidalgo. i8_{i Actualmente, BAMBUVER}

realiza un trabajo de investigación con el apoyo del CONACYT y CONAFOBI titulado: Construcción de viviendas de bambú, dignas, seguras, con buen diseño, bajo costo, con materiales autóctonos y buena tecnología.

También existe AGROMOD, que con su programa bambú guadua cuenta con más de 700 hectáreas de guadua colombiana con una edad de 8 años en el estado de •Chiapas en el municipio de Reforma. Actualmente comercializan bambú para el ramo

(19)

Estado

Chapas

-Veracjuz •

i 1 |

sanraSpnfciwTW

Jalisco

Guerrero

Península de Yucatán

Oxaca

Especies y géneros de bambú herbáceos (H) ] leñosos (L).

Cryptochloa sticMora (H) Arihrostylldlum excelsum (L)

GÚacíua amplexHblia u G. longifolia (L) Merostachys(L)

Olmeca recta y O. reflexa (L) Otatea fimbriata (L) Rhipidodadum baríetti (L)

Oyptochloa sfictHlora (H) Otyra latfolia y 0 . glabemma (H) Aulonemia laxa (L)

Guadua amplexifolia G longifolia y G. Vetuntna (L) Olmeca recta XflsJgg|*<l-)

R hl p ld o d a d u ^ H L )

Rhipiflnrlirt^^Mg(l)

^BfiWl|MWñfG Vetunína H^H|BjW|J'°y G Velurrina

Otst^»ibnata (L)

Aulonemia laxa (L)

Otyra glabemma (H)

Cryptochloa slrictiflora (H) Aulonemia fulgor (L) Olmeca recta y 0. neflexa (L)

Figura 1.3 Distribución del Bambú en México

1.2 Perspectivas de la vivienda en México

En los próximos 10 años, los cambios en la estructura de la pirámide de edades de la

población, indican que serán cada día más los jóvenes en edad de formar familias nuevas. Este inminente crecimiento esperado de la demanda de vivienda, requerirá de un enorme esfuerzo para satisfacer dichas necesidades, particularmente de la población de menores ingresos. i10i

(20)

El Parque Habitacional de México (Diciembre del 2000) asciende aproximadamente a 22 millones viviendas, 5.7 millones más que las que había para el año 1990, es decir, existen en promedio 4.42 habitantes por vivienda, lo que indica que:

- Aproximadamente el 57% de las familias residen en viviendas que cuentan con 2 o menos habitantes.

Menos del 10% de este parque está hipotecado y sólo el 15% es vivienda rentada.

La población demandante de vivienda se sitúa entre los 20 y 44 años de edad, sector que representa el 40% aproximadamente y que además constituirá el grupo de crecimiento demográfico más dinámico en los próximos 30 años.

Como consecuencia de este escenario, se pronostica que el requerimiento del total de viviendas ascenderá a 44.7 millones en el 2030.

Las imágenes que se muestran a continuación, muestran la demanda de vivienda y su relación con la formación de nuevos hogares, considerando los ingresos familiares y las condiciones laborares. Es importante aclarar que el modelo presentado por la SIF (Sociedad Hipotecaria Nacional) en el XIX Encuentro Internacional de Vivienda 2005 "La vivienda en México, política de Estado" asume un crecimiento real del PIB del 3% y dinámicas en migración urbana, incremento del ingreso y cambio de condición laboral. Las estimaciones son para vivienda urbana y parcialmente semiurbana. No incluye rezago habitacional, únicamente flujo de demanda creada por año.

Formación de hogares 2004-2020 Población por rango út edad

!

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*

•f > , <- *

s: £-353* i* yjr. -3K«

Crecimiento en número ele rasgares erare 2004 y 202D:

10.3 rrsisones derogares adiCetuíes: 42% de

incremento

•

>

característeas áel ingreso y acceso a

sistemas de fincinciarr-terito a fa

•vivíenaa

(21)

Demanda por VMemte Urbana 2064 - 2020 {soto nuevos hogares) _{; Habitaciotittfes y Financieros}ttnpifcackwes en Productos

\ Predusfos Patarateros:

^ • 3f¿n popes ciófi sin ¿cesso 3

\ asierras ds viyienía (cerca dS 5 &0% j » r a tesa la c-emaida, y

i £te Lv_{a|c parase 0-c E.Í¡I )}

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construcáó-Figura 1.4 Modelo de Demanda de Vivienda en México

Sin embargo, es necesario tomar en cuenta que para el año 2001 existían más de 3 millones de familias que conformaban un rezago habitacional. La existencia de este rezago distorsiona las tasas de crecimiento de construcción y financiamiento de mediano y largo plazo.

I

Distribución del

J.ÍKC.IEC-Tzem

Rezago Habitacional por Concepto

j 2.501-573

^ 1.JSÍÍ49

á

\ Las altas tasas de \ crecimiento y grandes

\ números de viviendas \ financiadas durante ios / últimos años se deben en / parte al abatimiento del / rezago habitacional.

Figura 1.5 Rezago de la vivienda en México

(22)

Diferencia entre Créditos Otorgados y Formación de

Hogares por Tipo de Institución y Total* _{de! sistema de financianiiento a}• A partir de! año 2003, sf Total

!a vivienda ha iniciado m

abatimiento del rezago habitaciona!.

• En forma desproporcionada este abatimiento ha sido por parte dei Infbnavit/Fovissste desde e¡ año 2001.

• La demanda conformada por vivienda tipo "fonhapo" y 'prosavf todavía no ilega a los niveles necesarios para satisfacer la formación de hogares anual.

• E: rezago nabitacional es finito por lo tanto los niveles de crecimiento para algunas instituciones noisonsostenibies.

Figura 1.6 Tendencia del sostenimiento de la demanda

Además, no podemos dejar de un lado los desastres naturales que a últimas fechas han sido devastadores, no solo en el sentido humano sino que también en cuanto a la infraestructura de las ciudades afectadas, siendo una parte importante de la destrucción el parque habitacional.

1.3 Propuesta

* Vc¡*-¿i;>v V. esyundac car > ú i í ¿ Í

Dado que la problemática de vivienda es un denominador común para muchos países de Latinoamérica, es evidente la necesidad de desarrollar nuevos programas de vivienda y nuevos sistemas constructivos, que permitan llenar los requerimiento de nueva vivienda, que pueda combatir el rezago y que tenga la capacidad de dar un techo temporal (vivienda emergente) y refugios en caso de desastres naturales, sin dejar a un lado la necesidad de vivienda en el área rural.

(23)

eficiente cuando se someten a cargas laterales. Los paneles serán probados con cargas a flexión (simplemente apoyados y la carga al centro del claro), se determinará la curva de carga-desplazamiento y así observar la rigidez del panel. Todo lo anterior complementado con la caracterización mecánica del tipo de bambú utilizado para la construcción de los prototipos (Guadua angustifolia, proveniente de Tabasco, México). Las pruebas de caracterización que se realizarán son: % de humedad, resistencia a la compresión, resistencia a la Flexión, resistencia a la Tensión y resistencia a corte.

La propuesta es el inicio de una investigación mayor en donde se busca crear todo el sistema constructivo de paneles prefabricados de bambú; buscando la estandarización del producto y la industrialización de la Guadua a beneficio de toda la población que se involucra en el desarrollo de una nueva industria.

1.4 Línea de investigación

Dentro del programa de postgrado de la Maestría en Ciencias con especialidad en Ingeniería y Administración de la Construcción en coordinación con el Centro de Diseño y Construcción pertenecientes al Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, se realiza el presente proyecto de investigación dentro de la Cátedra de Vivienda, el cual incidirá en el campo específico de implementación de tecnologías de construcción alternas mediante el uso de nuevos materiales bajo un enfoque sostenible.

1.5 Objetivo general

(24)

• •

1.6 Objetivos específicos

a) Revisión de literatura y estudios previos relacionados a los procesos de curado y preservación del bambú, caracterización mecánica, tipos de paneles que se fabrican en la actualidad para la edificación de viviendas e ingeniería de costos. Investigación de las normas y especificaciones que rigen las pruebas mecánicas del bambú para la caracterización del material.

b) Realizar la caracterización del material.

c) Definición de las configuraciones de los marcos de bambú y construcción de los prototipos de prueba.

d) Pruebas a flexión de los prototipos de panel en el laboratorio y análisis de los resultados.

e) Realizar un estudio de costos del sistema de paneles a construirse.

(25)

CAPÍTULO 2. Guadua Angustifolia

2.1 Taxonomía del bambú

Los Bambúes, al igual que la caña de azúcar, el arroz y el trigo, son gramíneos que pertenecen a la familia Poaceae. Son plantas extremadamente diversas y económicamente importantes, que crecen en todos los continentes, excepto Europa, y se encuentran distribuidas en regiones tropicales y templadas de Asia, África y América.

[16].

En el mundo existe un total de 90 géneros y 1,100 especies de bambúes, que se distribuyen latitudinalmente desde el norte de Japón hasta el sur de Chile y altitudinalmente desde el nivel del más hasta los 4,300 metros de altura. M*I- (Figura 2.1)

El mayor número de especies de bambúes se encuentra en la región del Pacífico

asiático, en donde los géneros más comunes son Bambusa, Dendrocalamus, Fargesia y

Phyllostechys. En América tropical existe casi la mitad de la diversidad mundial de bambúes, con un total de 41 géneros y 451 especies. '16

¡-La mayor parte de los bambúes americanos se localizan en Centro y Suramérica, y se reconoce a Brasil, Colombia, Venezuela y Ecuador como los países con mayor diversidad. La formación vegetal conocida como " Mata Littoranea", en el sur del estado de Bahía (Brasil), alberga la mayor diversidad de géneros en América (48%) y posee el mayor grado de endemismo en el continente, es decir, de géneros y especies exclusivos de este lugar.

n*i-Las plantas de bambú, taxonómicamente se dividen en dos grades grupos: las herbáceas u Olyrodae y las leñosas o de la tribu Bambuseae. Los bambúes herbáceos se reúnen en una sola tribu, Olyrodea, y en 21 géneros, 20 de ellos endémicos de América. En el mundo existen aproximadamente 100 especies, de las cuales el 98% son americanas. Los bambúes leñosos, o de la tribu Bambuseae, se dividen en 9 subtribus, 3 endémicas de América (Arthrostylidiinae, Chusqueinae y Guaduinae), 5 del Viejo Mundo (Bambusinae, Nastinae, Melocanninae, Racemobambosinae y Shibataeinar) y

(26)

Btudio experimental de Paneles de Bambú para Vivienda Social sujetos a cargas laterales

Lugares donde se encuentra el bambú en el mundo

Figura 2.1 El bambú en el mundo

Durante muchos años, los bambúes de México habían permanecido prácticamente desconocidos; se cuenta con muy poca información escrita acerca de las especies de México. Afortunadamente, en la actualidad ya se cuentan con mas y mejores estudios sobre los bambúes de México, y ya ha sido esclarecido el estatus taxonómico de la mayor parte de la especies. í'3_i

2.2 Géneros de bambú conocidos en México

En México habitan 5 especies del género Guadua, las cuales son las más grandes y frondosas de los bambúes mexicanos. En particular, G. aculeata llega a medir 25 m de alto y tener un diámetro de 25 cm.; ha sido utilizada tradicionalmente en la construcción de viviendas rurales, principalmente en el norte del estado de Veracruz (Figura 2.2).

(27)

A continuación se da una breve descripción de 5 géneros que existen en México.

2.2.1 Olmeca

Cuenta con dos especies endémicas de México, se caracteriza por presentar frutos carnosos (lo cual comparte sólo con cuatro especies en el mundo), habita las selvas húmedas de Veracruz y Chiapas, teniendo hasta hace algunos años su mayor presencia en las selvas altas de la región Uxpanapa. i15i

2.2.2 Chasquea

Es el género de bambúes mas diversos en el mundo; es un género americano que incluye unas 200 especies, 17 de las cuales se encuentran en México, y habitan principalmente las montañas húmedas de Veracruz, Oaxaca, Chiapas y Jalisco, aunque se han encontrado una especie que vive en las montañas de Nuevo León. C.

muelleri, C. perotensis, C. bilimekii, C. circinata, C. aperta, C. repens y C. Glauca,

que son endémicas de México; en algunos casos sólo se conoce de poblaciones confinadas a uno o dos sitios; por ello se puede considerar que algunas de estas especies podrían estar en peligro de extinción. i'5_i

2.2.3 Rhipidocladum

Es un género con cuatro especies en México que se distribuyen desde Tamaulipas hasta los límites con Guatemala, nsj

2.2.4 Arthrostylidium

De este género sólo se tiene reportada una especie, A. excekum que crece silvestre en

tres o cuatro localidades de Chiapas. ns]

2.2.5 Guadua

(28)

Se recomienda ver la Figura 1.3 Distribución del Bambú en México, en el Capítulo 1, para mayor información de la ubicación y de los géneros de bambú que se encuentran en los distintos estados de la República Mexicana.

Debido a que el presente trabajo de investigación, utiliza la Guagua angustifolia como material base para la construcción de los paneles de la propuesta (Capítulo 1, Título 1.3) a continuación se describirá a detalle dicho género y especia de bambú.

2.3 La Guadua angustifolia

Entre todos los bambúes americanos, sobresale la especie Guadua angustifolia, una de las 20 mejores del mundo por sus excelentes propiedades físico-mecánicas, su gran tamaño y por su comprobada utilización en la industria de la construcción. La Guadua, fue descrita por el botánico alemán Kart Sigmond en 1822, como un género segregado del género asiático Bambusa. Kunth, utilizó el vocablo indígena "guadua" porque era como las comunidades nativas de Colombia y Ecuador lo llamaban, y le designa como nombre Guadua angustifolia como la especie tipo, en donde el epíteto específico significa "hoja angosta", i")

La Guadua angustifolia, es el bambú más importante de América, utilizado ampliamente en Colombia y Ecuador en construcción de vivienda y apoyo a las actividades agropecuarias. ["] En Colombia se asocia a la cultura cafetera, que la utiliza permanentemente como una alternativa de cultivo debido a la crisis del comercio del café. A pesar de que ha sido de gran importancia para esta región, se ha sobre explotado, lo que ha originado la perdida de importantes áreas cubiertas con los bosques de guadua en éstos países, por lo que es muy importante tener conciencia del proceso natural del crecimiento de la planta y desarrollar un plan de explotación controlada del guadual. i"i (Figura 2.3)

(29)

2.3.1 Descripción taxonómica de Guadua angustifoHa

Con base en las categorías taxonómicas establecidas para las plantas, la especie Guadua angustifoHa se puede clasificar de la siguiente manera i'6₎;

Reino: Vegetal

División: Spermatophyta Subdivisión: Angiosperma

Clase: Monocotiledóneas Orden: Glumiflorales Familia: Poaceae Subfamilia: Bambusoideae

Tribu: Bambuseae Subtribu: Guadinae

Género: Guadua

Especie: angustifoHa

Variedades: bicolor y negra

Formas: "macana", "cebolla", "cotuda", "castilla"

(30)

Tabla 2.1. Características morfológicas de la Guadua angustifoüa

L

Paquimorfo, con cuello alargado que llega a medir 1.5 m de longitud. l16_l

Tipos de rizoma:

Paquimorfo

Cuello largo (perteneciente a la Guadua)

- De 15 a 30 m de altura y entre 9 y 22 cm. de diámetro. I'*l - Hábito erecto, arqueado en el ápice

- Con ramos provistos de espinas, principalmente en los entrenudos básales.

- Entrenudos huecos, que tienen entre 20 y 45 cm. de longitud; los de la parte media presentan la mayor longitud y los de la parte basal la menor longitud.

- Cada culmo posee entre 60 y 85 entrenudos. - Bandas de pelos blancos en la región del nudo.

Las propiedades de los culmos de bambú están determinadas por su estructura anatómica y son las características anatómicas del culmo las que reflejan el uso final de este material. La composición de tejidos en el culmo de Guadua angustifolia es de 40% fibra, 51% parequima y 9% tejido conductivo. I1_'I

- Consta de una rama dominante y de 1 a 3 ramas secundarias. l16_l

- La rama dominante primaria basal es espinosa, mide de 3 a 5 m de longitud y tiene entre 2 y 5 espinas en cada nudo.

- Coriaceae (como cuero), de forma triangular, con la vaina y la lámina continuas, in *II

- Vaina escabrosa por el envés, cubierta de pelos irritantes de color café; sin pelos (glabra) y brillante por el haz.

- Lámina de menor tamaño que la vaina, erecta, persistente y pubescente por ambas superficies.

- Lígula interna ciliada sin aurículas ni fibras.

- Muy variable en tamaño y forma, desde oblongada hasta linear-lanceolada. l16_l

- Con pelos transparentes dispersos sobre el haz. Pseudopeciolo glabro.

Estomas presentes en ambas superficies de la lámina foliar. Mayor densidad de estomas por el haz, asociadas con papilas refractivas. Cuerpos silíceos largos y angostos. I161

- En forma de pseudoespiguilla [116_H

- Pseudoespiguilla multiflora, de forma delgada y alargada, hasta 9 cm. de longitud.

- Palea con la quilla alada y ciliada

- Ovario con tres estigmas plumosos de color púrpura.

Rizoma

Culmo

Complemento de ramas

Hoja caulinar

Lámina Foliar

(31)

- Seis estambres

Cariopsis seco. I'6_H

Fruto

2.3.2 Aspectos ecológicos de la Guadua angustifolia

Los aspectos ecológicos que regulan el desarrollo de la Guadua angustifolia, pueden analizarse a través del concepto de "calidad de sitio", ra Éste, permite cuanfificar la respuesta de la planta en cuanto a densidad, altura, diámetro, velocidad de maduración, sanidad y calidad de madurez, con respecto a los factores biofísicos que la condicionan: clima, suelos y topografía, entre otros. Aunque en la práctica son muchos los factores biofísicos que influyen en el desarrollo de la guadua, los más determinantes son: los factores climáticos y los factores edáficos (relacionados a la naturaleza del suelo.). i16_i

2.3.2.1 Factores climáticos:

(32)

temperatura y precipitación de la estación meteorológica más cercana al sitio. De acuerdo con la clasificación de Holdridge (Tabla 2.2), la Guadua puede crecer en las siguientes zonas de vida o formaciones vegetales:

Tabla 2.2 Zonas de vida donde puede crecer la Guadua angustifolia

Zona de Vida

Bosque muy húmedo tropical Bosque seco tropical Bosque muy húmedo tropical Sub-Tropical Bosque muy húmedo Montano bajo

Rango Precipitación (mm)

4,000 - 8,000 1,000 - 2,000 2,000 - 4,000 2,000 - 4,000

Rango Altitudinal

0-1,000 0-1,000 800 - 2,000 1,800 - 3,000

Fuente: H.W.Fassbender, CATIE-GTZ, 1984 El brillo solar, para un buen desarrollo, la Guadua requiere de una alta luminosidad, equivalente a 5 ó 6 horas-luz/día. El rango óptimo de brillo solar para el desarrollo de la especie está comprendido entre las 1,800 y las 2,000 horas-luz/año; la humedad relativa, la humedad relativa óptima para el desarrollo de la Guadua está entre 72 y 80%. i'*] A continuación se muestra un resumen de todos los factores climáticos que afectan a la Guadua durante su crecimiento.

Tabla 2.3 Resumen de factores climáticos que condicionan el crecimiento de la Guadua n*i

Factor

Altitud (msnm) Temperatura (°C) Precipitación |mm/año)

Brillo Solar (horas-luz/año) Humedad Relativa (%) Vientos ¡dirección e intensidad)

Rango General

0 - 2,600 14°-26° 950 - 5,000 1,400-2,200

Brisas débiles o fuertes

Rango Óptimo

600 - 2,000 20°-26° 1,800 - 2,500 1,800-2,000

75-85

Brisas débiles o moderadas

2.3.2.2 Factores edáficos:

(33)

aluviales, valles, diques de río, partes medias de cordillera y terrazas altas. La textura,

se define como textura la proporción en peso de la arcilla (Ar), el limo (L) y la arena (A) que conforman la masa del suelo. Influyen en la fertilidad de los suelos, en su aireación, en su drenaje y en el crecimiento de las raíces. La guadua crece bien en suelos con textura franco-limosa, franco-arcillosa y franco-arenosa, aunque se desarrolla mejor en los de textura franca arcillosa-limosa que en el franco arenoso (un suelo franco, es aquél que tiene una buena proporción de arcilla, limo y arena; y es franco arenoso si presenta mayor proporción de arena con respecto a los otros elementos). Los suelos limosos de orilla de ríos y quebradas presentan las mejores condiciones para el crecimiento de la

guadua. La estructura del suelo, suele desarrollarse más adecuadamente en suelos con

estructuras de bloques angulares, de bloques sub-angulares y blocosas. Profundidad

Efectiva, la altura, medida en centímetros, desde la superficie del suelo hasta donde las

raíces puedes desarrollarse libremente. Aunque la guadua no tiene raíces profundas sino superficiales, es conveniente que esta profundidad efectiva sea mayor a un metro.

El drenaje natural, se distinguen 2 tipos de drenaje: el externo (escorrentía) y el interno

(agua subterránea). La guadua requiere de suelos entre bien y moderadamente drenados, con niveles freáticos altos, aunque no hasta el punto de ser inundables (períodos de inundación superiores a 2 semanas provocan la pudrición de las raíces). Los suelos con retención de humedad entre buena y moderada son adecuados para la guadua, especialmente los que están a orillas de ríos y quebradas, siempre y cuando no

se encharquen. La pendiente y relieve, los suelos de relieve plano o los de pendientes

suaves (0-5%) y onduladas (5-25%) son mas apropiados para el desarrollo de la guadua que los suelos quebrados y escarpados (>25%). i1*]

A continuación se muestra un resumen de los factores edáficos que afectan el desarrollo general de una plantación de Guadua.

Tabla 2.4 Resumen de factores edáficos que condicionan el crecimiento de la

Guadua, t16₎

Factor

Tipo de Suelo Textura Estructura PH Profundidad Efectiva Permeabilidad Retención de

Característica Deseable

Diabasas, cenizas volcánicas, aluviales Francos (F¡, Limosos (L), limoso(FL), Franco-arenoso(FAr), Areno-ümoso(ArL) y franco-arcilloso (FA)

Granular, blocosa 5.5-6.5

(34)

Estudio experimenta! de Paneles de Bambú para Vivienda Social sujetos a cargas laterales

humedad Drenaje Fertilidad

Quemas Pastoreo Relieve

Bueno

Moderada a alta. En caso de deficiencias de nitrógeno, fósforo o potasio, o de elementos menores, como el boro, se debe proceder al abonamiento del suelo.

No permitidas No permitido

En lo posible, zonas planas y onduladas.

2.3.3 Aplicaciones de la Guadua

Se han desarrollado diferentes usos de la guadua dependiendo de la edad y de la parte de la planta que se utilice. Se le ha dado uso desde alimento hasta la construcción, pasando por las artesanías y usos agropecuarios; siendo su uso en la construcción la que más tiempo necesita de maduración.

Debido a su versatilidad, el bambú tiene muchas aplicaciones modernas como sustituto del desarrollo rápido de bosques de madera, para la industria del papel a significado un gran cambio y avance, actualmente en México la exportación de la pulpa para papel representa uno de los negocios mas activos y de mucho progreso futuro.

La Guadua presenta un sin número de aplicaciones en la vida diaria de los pobladores rurales: desde instrumentos musicales, utensilios para el hogar, artesanías, muebles, herramientas, carbón, hasta infraestructuras agropecuarias. (Figura 2.4)

Forma parte del arraigo cultural de algunos pueblos latinoamericanos que la emplean en la fabricación de instrumentos musicales, en fiestas tradicionales y en ceremonias religiosas, t35'

(35)

Artesanías y Herramientas Silla Infraestructura Agropecuaria

Figura 2.4 Algunos de los usos del bambú de forma artesanal.

2.3.3.1 Fases de desarrollo de la Guadua y aplicaciones de ésta de acuerdo a su edad en la mata

Entre los 0-6 meses de edad es la etapa del Rebrote. Los cogollos de bambú de 20 o 30

días de edad se utilizan como alimento humano. Por otra parte, pueden deformarse artificialmente con ayuda de formaletas o moldes para obtener bambúes de sección cuadrada. i17_{i i}18_i

Entre los 6 meses y 3 años de edad es la etapa de la Guadua Joven o viche. Las cañas

que tengan entre 6 meses y 1 año de edad se emplean en la elaboración de canastos, esteras y otros tipos de tejidos debido a la poca dureza que posee por carecer de lignificación completa. Entre 2 y 3 años, se utilizan en la elaboración de tableros de esterilla, latas y cables hechos con cintas de bambú. ¡17_{i i'}8_i

Entre los 3 y 6 años de edad, se conoce como Guadua madura o sazonada. En esta

(36)

EOAO: 30 DÍAS Altmtnta hununo

8 MESES C anastat y Panela» tejidos

UN ANO DOS A «OS

Tibiera» de esterilla

Lata»

TRES AÑOSO MAS

£ itrüCUOTS

Baldosa» laminada*

D«íotmtci6n artificial para otut»«r bambú» da leeclo'n cuadrada

d

Figura 2.5 Usos de la Guadua según la edad. M

2.3.3.2 Utilización de la Guadua según la parte de la Planta.

(37)

PARTES DE UNA GUADUA

DESCRIPCIÓN UTILIZACIÓN

Parte apical de la guadua con una longitud de 1,2.0a 2,00 rn.

2 i a

ww

20 m.

O Sección ¡te menor diámetro J Su longitud tiene • aproximadamente 3 metros

Esuritrarnodsguaduacon buencomerciodebidoasu diámetro, que permite un uso variado.

Ffcsee una longitud apro*imadade4 metros.

18m,

13 m.

8m.

Parts de la guadua que mayores" usos tiene, debido a su diámetro intermedio. Es!a sección máscomercial de la guadua. La longitud es de 8 rretros aproximadamente.

Se repica en el suelo del guadual como aporte de materia orgánica.

Se utiliza en la construcción como corría de techos con tejas de barro o de paja. Se emplea como tutor en cultivos: transitorios

Útil izads corre- elemento de so-porte en estructuras de concreto de edificios en construcción

También se emplea como viguetas para formaletear planchas y como pestes de espalderas en cultivos.

09 esta sección se elabora generalmente la esterilla, la cual tiene múltiples usos: en construcción de paredes, casetones y farmaietas de planchas

Esta parte se utiliza como vigas y columnas en construcciones nuevas de guadua.

i

Sección basal del culmo de mayor diámetro, debido a sus entrenudos más cortos proporciona una mayor resistencia y tiene una longitud de 3 metros.

Se utiliza como columnas en construcción y para cercos.

3 Es un tallo medrficado, x subterrárieo. que se N conoce popularmente 5 como "caimán'4

En deoar&don. muebles juegos infantiles.

-2m.

(38)

• -•

2.3.4 Procesos de cosecha y post-cosecha

Como procesos de cosecha y post-cosecha se entienden que son todas aquellas actividades que se realizan para la extracción del bambú del guadual y el curado, el tratamiento, secado, preservado o cualquier otra actividad requerida para aumentar la vida útil de la guadua.

2.3.4.1 Corte

Para llevar a cabo el corte en un guadual, es indispensable tener pleno y certero conocimiento de la edad de éste, ya que de esto dependen las características y propiedades, tanto físicas como mecánicas de la planta; incidiendo en forma decisiva y evidente en la resistencia y utilización que se pueda realizar de la misma. Además, es importante tener conocimiento de las partes de la planta y tener algún método de identificación de éstas, ya que también esto influye en el uso que se le dará a la Guadua.

Una vez que la planta alcance la edad de maduración óptima, que se observa entre los tres y cinco años de edad, las guaduas están listas para su uso en la construcción. Luego de determinar la edad del guadual, se debe realizar la identificación de los tallos maduros, procediendo a cortarlos entresacados a una altura aproximadamente de 15 a 30 cms del suelo. El corte debe hacerse en lo posible al ras y por encima del primero o segundo nudo localizado sobre el nivel del suelo, de forma que el agua no forme depósitos, evitando que el rizoma se pudra. Para cortar el bambú se utiliza un machete o una sierra. Mi

(39)

2.3.4.2 Procesos de curado

El curado no es tan eficiente como el tratamiento con preservantes, pero debido a su bajo o ningún costo, es el más utilizado en las zonas rurales. Además, tiene como ventaja el ser bio-amigable ya que no utiliza ninguna sustancia química en su proceso. Existen varias formas de hacer el curado como son: en la mata, por inmersión en agua, al calor y al humo. i17i

El curado en la mata, consiste en que después de cortado el tallo (Figura 2.7a), se deja con ramas y hojas y se apoya sobre otros bambúes buscando que su posición sea lo mas vertical (Figura 2.7b), se debe aislar del suelo utilizando ya sea una piedra o cualquier otro material que se tenga a la mano que no permita el paso de la humedad del suelo a la vara de bambú. Se debe dejar en esta posición por un tiempo no menor de 4 semanas, después de lo cual se cortan sus ramas y hojas para luego dejar secar el tallo en un área cubierta bien ventilada y seca. Este método ha sido hasta ahora el más recomendable cuando el bambú va a utilizarse dentro de un espacio que esté lejos de la humedad y que se desee que el bambú quede expuesto, ya que los tallos no se manchan y conservan su color natural.!1_?]

a (b)

Figura 2.7 Curado en la Mata: (a) corte del tallo (b) posición final del tallo.

(40)

• •

los tallos se manchan y si permanecen mucho tiempo en el agua pierden resistencia y se vuelven quebradizos. i17_i

•y»

Figura 2.8 Curado por inmersión en agua i'7_i

El curado al calor, se hace colocando horizontalmente las cañas de bambú sobre

brasas a una distancia apropiada para que las llamas no las quemen, girándolas constantemente (Figura 2.9). Este tratamiento se hace por lo general a campo abierto. Las brasa se colocan en el fondo de una excavación de 30 a 40 cms. de profundidad.

Este método también se emplea para enderezar bambúes torcidos. 117_]

Figura 2.? Curado al calor i17_i

Con el mismo propósito, en el Japón se emplean cámaras en las cuales las cañas de bambú son sometidas durante 20 minutos a una temperatura entre 120 y 150 grados centígrados (Figura 2.10). Este tratamiento es considerado muy efectivo; sin embargo, se corre el peligro de que el calor produzca contracciones y éstas a su vez agrietamientos y fisuras en el bambú, M

\ \

(41)

El curado al humo, consiste en ahumar tas cañas de bambú previamente colocadas horizontalmente en el interior de la casa sobre un fogón y hoguera, hasta que queden cubiertas exteriormente de hollín, t17₎

2.3.4.3 Tratamiento contra insectos y hongos

Al igual que en la madera, algunas especies de bambú son más propensas que otras al ataque de los insectos y hongos, por lo tanto deben tratarse con productos químicos insecticidas (contra insectos) y fungicidas (contra hongos) que por lo general vienen ya mezclados en la mayoría de los productos comerciales que se emplean para tratar maderas, algunos de los cuales son más efectivos que otros según su composición química, i17_'

Los productos que se emplean en el tratamiento de bambúes deben tener las siguientes cualidades:

1.- Deben ser lo suficientemente activos para impedir la vida y desarrollo de microorganismos interiores y exteriores.

2- Su composición no debe afectar los tejidos del bambú en tal forma que puedan sufrir modificaciones y disminuyan sus cualidades físicas y mecánicas.

3.- Deben ser solubles en agua, de tal manera que puedan utilizarse a diversos grados de concentración. Sin embargo su solubilidad no debe ser tal, que una vez inyectados sean lavados por la lluvia o la humedad.

4.- Que en el momento de su empleo se encuentren en estado líquido, a fin que impregnen fácilmente todas las partes del bambú.

5.- Que no tengan olor fuerte y desagradable lo cual impedirá el empleo del bambú en el interior de las habitaciones.

6.- Que no modifiquen el color del bambú, en particular el que va a ser empleado como elemento decorativo.

(42)

externamente con brocha y con aspersores. Con este propósito se emplean varios métodos como son: Aprovechamiento de la transpiración de las hojas, por inmersión, por el método de Boucherie simple, o por el método de Boucherie modificado. i17_i

Para utilizar la transpiración de la hojas en el tratamiento de bambúes verdes, se aprovecha el curado en la mata explicado anteriormente, solo que en lugar de apoyar sobre una piedra el extremo cortado de la caña, éste se introduce dentro de un recipiente que contiene el preservante, el cual puede ser una mezcla de 5% (1:20). M7_i

El tratamiento por inmersión, consiste en que los tallos se colocan horizontal o verticalmente dentro de un tanque con preservante por un tiempo no menor de 12 horas (Figura 2.11) Si en lugar de tallos se tratan tableros de esterilla, estos deben permanecer horizontalrnente en el preservante por lo menos 2 horas. Si no se dispone de tanques, en su lugar puede hacerse una excavación y recubrirse con un plástico grueso.

SECCIÓN LONGITUDINAL ' ' ' '

Figura 2.11 Tratamiento por inmersión t'7_i

El método de boucherie simple (por gravedad). Puede aplicarse en dos formas:

(43)

-acción de un» manquera

o tíe un

recipiente para e)

praswvmtvo-Figura 2.12 Método de boucherie simple por gravedad. i'7_i

El método de boucherie modificado (por presión), es similar al anterior, sólo que el

tanque que se emplea debe ser hermético y llevar en su parte superior una válvula de bicicleta, un medidor o indicador de presión y una tapa con rosca por donde se llena el tanque con el preservante hasta las 3_Á_{partes (Figura 2.13). Posteriormente se aplican de}

10 a 15 libras de aire utilizando una bomba de aire portátil de las utilizadas en bicicletas.

[17]

#O —- - m

Figura 2.13 Método de boucherie modificado i'7₎

(44)

Estudio experímental de Paneles de Bambú para Vivienda Social sujetos a cargas laterales

Tabla 2.5 Preservantes utilizados de acuerdo a la aplicación final del bambú. i17_i

Apicación del Bambú Tratado

1. Para uso a la intemperie y en contacto con el suelo:

a) Postes para cercos, astas, andamios, etc.

b) soportes para plantas.

2. Construcción de Vivienda:

a) Cercas, pares, correas, cábeos y columnas.

b) Persianas, cielo raso, paneles para puertas

3. Refuerzos:

a) Refuerzo en Concreto

b) Refuerzo en Muros Recubiertos con Barro

4. Artículos artesanales: canastas, zarandas, tamiz, etc.

5. Usos ProilácKcos 6. Protección del Fuego:

a) Parte interna de la casa

b) Al aire libre

Tipo de Preservante

A a C

E

A a E

F, G, H, 1

F8.F

D & E

G&H A a 1 Dependiendo

del uso final del bambú

J

Concentración %

8, B-4

E-10

8-3; D-8; E -10

F, G, H - 6

1 - 2

ó D-6.E-8 5 6-8 25 25 Absorción lU/pie3 Sal seca

0.3 a 0.4 0.3

0.2 a 0.3

E0.5

0.1 a 0.2

0.2

0.2 a 0.3 0.1

0.05

2 a 3 2 a 3

Duración del Tratamiento en

horas

2 a 4 2

2 a 3

1

1 a 2 2 0.5 0.5

6 a 8 6 a 8

Años de Servicio Esperado

10 a 15

8 a 10

15 a 20

10

25 a 30

10 a 15

5

15 a 20

10 a 15

A. Pentóxido de arsénico. Sulfato de cobre cristalizado. Dicromato de sodio: 1 : 3 : 4 B. Sales de Bolinden

C. Sulfato de Cobre, Dicromato de Sodio, Ácido acético: 5, 6 : 5, ó: 0.25 D. Ácido bórico, Sulfato de cobre cristalizado. Dicromato de sodio: 1 , 5 : 3 : 4 E. Cloruro de Zinc, Dicromato de sodio: 1:1

F. Cloruro de zinc. Dicromato de sodio: 5 : 1 , 5 G. Ácido bórico. Bórax, Dicromato de sodio: 2 : 2 : 0 . 5 H. Ácido Bórico, Bórax: 1 : 1

I. Pentaclorofenato de sodio

J. Composición antiséptica a Prueba de Fuego: Ácido bórico, Sulfato de cobre cristalizado. Cloruro de Zinc, Dicromato de sodio: 3:1 : 5: 6

(45)

2.3.5 Servicios ambientales

La Guadua presta un sin número de servicios ambientales: conserva el suelo, controla la erosión, regula el caudal hídrico, aporta materia orgánica, contribuye a la biodiversidad, captura el CO2 y embellece el paisaje. (Figura 2.14)

Su rápido crecimiento, tanto aéreo como sub-superficial, la red de rizomas en la capa superficial del suelo (20-50 centímetros) (Figura 2.15) y su disposición para ocupar áreas disturbadas, hacen de la guadua un recurso ideal para la conservación de los suelos inestables. La Guadua ha sido utilizada para proteger la superficie del suelo de la acción solar a través de su sombra y de la deposición de hojarasca, y también para recuperar tierras degradadas debido a la deforestación y a las prácticas agrícolas ineficientes.

Figura 2.14 Ejemplo de control de erosión.

(46)

Figura 2.15 Red de rizomas de bambú en el suelo

Hasta el momento, se ha determinado que el potencial de fijación del dióxido de carbono atmosférico en los primeros seis años de crecimiento de la Guadua

angustifolia, a partir de siembras nuevas, es de 54 toneladas métricas por hectárea, información que trae beneficio adicional para los inversionistas y agricultores que cultivan y siembran la Guadua, mi Algunos otros beneficios que presenta esta planta se muestran en la siguiente Figura.

Beneficios de la Siembra de la Guadua

3} La conversión de tierras en uso o en proceso de deterioro

al uso económico de la refonestación con esta especie La conservación del medio ambiente mediante el control de la erosión

C) Impacto en el régimen hidrológico y condiciones climáticas y la regulación de la cantidad de agua para consumo humano íí| Mejoramiento de la situación socioeconómica y la calidad de

vida de las comunidades en el área de influencia del proyecto Rescate y fortalecimiento de la cultura de la guadua.

Fuente: Corporación Autónoma Regional de! Valle CVC Luis Fernando Cortés.

Documento: El cultivo de la guadua alternativa económica para el desarrollo sostenible.

(47)

2.3.6 La vivienda con bambú

Colombia, Ecuador y Panamá son los países en América que registran mayor tradición de uso. En estas zonas existieron las mayores extensiones de la especie en el continente, como ejemplo, en el siglo pasado en la zona cafetera colombiana se construyeron cerca de 100 poblaciones completas con guadua, según lo reseñan Lucy Amparo

Bastidas y Edgar Flores, miembros de la Sociedad Colombiana de Bambú, i30_!

Esa visión amplia e inteligente para valorar la Guadua les ha permitido encontrar en esta especie un sin número de posibilidades y ventajas aplicadas al campo industrial, con excelentes resultados económicos, enorme rentabilidad, amplio protagonismo de productos en los mercados internacionales y un desarrollo tecnológico efectivo para su procesamiento.!30_!

Con Guadua se pueden levantar construcciones monumentales como el Pabellón (Figura 2.17) construido por el arquitecto Simón Vélez en la feria de Hannover 2000 en Alemania, en donde prácticamente se le presentó al el mundo este material aplicado a las construcciones monumentales. Sin embargo, la versatilidad de la Guadua, permite no solo la construcción monumental, sino que también permite ser utilizado en la construcción de viviendas de todo tipo, entre las cuales podemos mencionar: vivienda emergentes, refugios rurales (éste es el uso que se le ha dado en regiones rurales tropicales donde el bambú crece de forma natural), vivienda de interés social y hasta viviendas de lujo.

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En la actualidad, la Guadua, es utilizada en su mayor parte para la construcción de viviendas de bajo costo, lo que le ha dado la connotación de "madera de los pobres". Sin embargo, las nuevas tecnologías constructivas con este material, logradas por el esfuerzo de arquitectos e ingenieros en todo el mundo, han permitido que hoy día la vivienda en Guadua cumpla con los requisitos de ser de bajo costo, estética, segura y rápida (los muros de una casa de 21 m2_cuesta₅₂₂_{dólares USA)}_i32_{); además de lograr el}

inicio de un cambio de mentalidad en cuanto al uso de este material. Podemos mencionar algunos ejemplos de la utilización de estas nuevas tecnologías, como lo es el caso de Colombia, que después del terremoto de 1999 desarrolló varios planes de vivienda en guadua para las personas afectadas por este sismo (Figura 2.18); en Ecuador, en 1998, después del fenómeno del Niño se construyeron hasta 80 casas diarias, prefabricadas de Guadua, para mitigar el déficit de vivienda dejado por este evento natural. i32_i

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Figura 2.18 Casas construidas con Guadua en Colombia, i33_'

El costo de construir en Guadua resulta muy por debajo del costo de construir con materiales convencionales, hasta un 45% menos; de allí que este recurso se convierta en una alternativa real para ayudar a solucionar de una manera eco-constructiva los serios problemas de déficit de vivienda que afectan a la mayoría de los países de América Latina. 134_]

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Figura 2.1? Almacén de guadua y productos laminados de Jórg Stamm 134> Sin embargo, como cualquier otro material de construcción tiene características positivas y negativas; algunas dependen de la forma en que se utilice y donde se coloque el material.

La siguiente tabla da una vista muy general de algunas de las ventajas y desventajas del uso del bambú como material de construcción en comparación con otros dos materiales que combinados son los más favorecidos en la industria: el concreto y el block.

Tabla 2.4 Resumen de ventajas y desventajas del uso del bambú comparado con el concreto y el block. i34_!

BAMBÚ

Ventajas

En General:

Recurso natural abundante

Producido y procesado en la localidad. Valor Ecológico (crecimiento rápido. prevee la erosión, etc.).

Se necesita poca energía para la producción 30 MJ/m3_{(80 para madera y}

1500para el acero).

Crecimiento rápido (3-5 años para que la planta pueda ser utilizada en la construcción).

En su forma natural - culmo redondo:

La relación resistencia/peso es sobresaliente.

Resistente a sismos. La construcción es rápida.

Desventajas

En General:

Existe mucha discusión sobre el manejo del bambú en todos los campos: silvicultura, procesos de curado y preservado y procesos y técnicas constructivas.

Riesgo de incendio (mayor que el de la madera)

Necesita de ser preservado y de mantenimiento (contra hongos e insectos).

En su forma natural - culmo redondo:

No es posible la estandarización, no hay 2 culmos ¡guales.

Mantenimiento.

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CONCRETO + BLOCK

listo para usarse en componentes estructurales.

Propiedades físicas sobresalientes: ligero - fuerte - elástico.

Productos de construcción innovadores: (tablas laminadas, vigas y columnas laminadas, pisos)

Estandarización

Facilidad en el transporte y exportación.

No se requiere de conocimiento especializado y habilidades especiales para construir con bambú.

Estandarizados y modulados Poco mantenimiento

culmos.

En los países donde no se utiliza el bambú de forma común, no se cuentan con conocimientos, habilidades y técnicas para construir con este material.

Productos de construcción innovadores: (tablas laminadas, vigas y columnas laminadas, pisos)

No se tiene certeza de sus propiedades físicas (dependen de la orientación de las piezas pequeñas, del pegamento, la forma de prensado, etc.)

Costo muy elevado para la naturaleza. Se necesita de mucha energía para la producción de concreto y block. diseño estructural cuidadoso.

2.3.7 Tipos de construcción de viviendas con bambú

Existen desde la antigüedad, muchas formas de emplear el bambú para la construcción de refugios en un inicio (Figura 2.20), que más tarde, al ir mejorando las técnicas constructivas con este material se convirtieron en viviendas permanentes tanto en regiones rurales como urbanas. i36_i

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En la actualidad, existen muchas formas de hacer viviendas y refugios con bambú. Dentro de los más usados podemos mencionar a la pared con paneles de esterilla tejida. El proceso consiste en primero cortar y preparar la esterilla, ésta debe medir de 5 a 20 cms de ancho y debe ser muy delgada y muy flexible, para lograrlo se remueve la parte interior o más blanda del bambú. Teniendo lista la esterilla, se pasa al proceso del tejido (Figura 2.21), que básicamente lleva 3 pasos: el inicio del tejido, continúa con el ajuste de éste y por último se procede al corte de los bordes sobrantes.

HECOKTE OE LOS BORDES

Figura 2.21 Proceso de tejido de muros de esterilla. n?i

Luego de que ya se tiene el panel de esterilla tejido, y teniendo armado el marco que le dará soporte a este panel con parales de bambú, se procede a fijar los paneles al marco (Figura 2.22), por medio de clavos y valiéndose de mas latas para que quede completamente seguro.