Muros divisorios en bahareque encementado

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(1)UNIVERSIDAD DE LOS ANDES FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL. MUROS DIVISORIOS EN BAHAREQUE ENCEMENTADO. PABLO SALAZAR FERRO. ASESORES LUIS ENRIQUE AMAYA JOSE IGNACIO RENGIFO. BOGOTA D.C., DICIEMBRE DE 2003.

(2) INDICE. Página INTRODUCCION. 1. OBJETIVOS. 3. 1.. 5. MARCO TEORICO. 1.1. DEFINICIONES Y CLASIFICACIÓN. 5. 1.2. MATERIALES EN EL BAHAREQUE ENCEMENTADO. 7. 1.2.1. Guadua. 8. 1.2.1.1. Generalidades de la guadua. 8. 1.2.1.2. Partes de la guadua. 9. 1.2.1.3. Edades de la guadua. 10. 1.2.1.4. Condiciones de los tallos de guadua. 11. 1.2.1.5. Dimensiones de la guadua. 11. 1.2.1.6. Inmunización de la guadua. 12. 1.2.2. Entramado de guadua y entablado de madera. 12. 1.2.2.1. Descripción del entramado y del entablado. 12. 1.2.2.2. Tipos de entramado. 13. 1.2.3 1.2.3.1. Madera Generalidades de la madera. 15 15.

(3) 1.2.3.2. Partes de la madera. 16. 1.2.3.3. Problemas en la madera. 17. 1.2.3.4. Grupos de la madera. 20. 1.2.3.5. Condiciones de la madera. 22. 1.2.3.6. Dimensiones de la madera. 22. 1.2.3.7. Inmunización de la madera. 24. 1.2.4. Mortero. 24. 1.2.4.1. Generalidades del mortero. 24. 1.2.4.2. Ensayos sobre el mortero. 26. 1.2.4.2.1. Arenas. 26. 1.2.4.2.1.1. Granulometría. 26. 1.2.4.2.1.2. Porcentaje de material que pasa el tamiz 200. 29. 1.2.4.2.1.3. Peso unitario del agregado fino. 29. 1.2.4.2.1.4. Peso específico y absorción. 30. 1.2.4.2.2. Mortero. 31. 1.2.4.2.2.1. Resistencia a la compresión. 32. 1.2.4.2.2.2. Resistencia a la tensión. 33. 1.2.4.2.2.3. Otros ensayos. 34. 1.2.5. Esterilla de guadua y entablado de madera. 34. 1.2.5.1. Generalidades de la esterilla y el entablado. 34. 1.2.5.2. Esterilla de guadua. 35. 1.2.5.3. Entablado de madera. 36.

(4) 1.2.6. Malla de refuerzo. 36. 1.2.7. Cal. 37. 2.. CONSTRUCCION DE MUROS EN BAHAREQUE ENCEMENTADO. 38. 2.1. SOLERAS, PIE- DERECHOS Y ENTRAMADO. 38. 2.2. REVOQUE O RECUBRIMIENTO. 40. 2.3. CONEXIONES. 42. 3.. PROPIEDADES DE LOS MUROS DIVISORIOS. 44. 3.1. FUNCIONES DE LOS MUROS DIVISORIOS. 44. 3.2. DIMENSIONES DE LOS MUROS DIVISORIOS. 45. 3.2.1. Muros en bahareque encementado. 45. 3.2.2. Muros en mampostería. 46. 3.3. PESO DE LOS MUROS DIVISORIOS. 47. 3.3.1. Muros en bahareque encementado. 47. 3.3.2. Particiones livianas. 47. 3.3.3. Importancia del peso en la estructura. 48. 3.4. AISLAMIENTO ACUSTICO. 48. 3.4.1. Muros en bahareque encementado. 49. 3.4.2. Muros de gran densidad. 49. 3.4.3. Divisiones livianas. 49. 3.5. COMPORTAMIENTO ANTE SISMOS. 50.

(5) 3.5.1. Muros en bahareque encementado. 50. 3.5.2. Muros en mampostería y otros tipos de particiones. 51. 3.6. RESISTENCIA AL IMPACTO. 51. 3.6.1. Divisiones livianas. 52. 3.6.2. Muros en bahareque encementado. 52. 4.. COMPARACION DE PRECIOS. 53. 4.1. DESCRIPCION Y METODO. 53. 4.2. PRECIOS UNITARIOS PARA MUROS EN MAMPOSTERIA. 54. 4.3. PRECIOS UNITARIOS PARA MUROS EN BAHAREQUE ENCEMENTADO. 67. 4.4. COMPARACIONES DE PRECIO. 79. CONCLUSIONES. 81. BIBLIOGRAFIA. 84. ANEXOS. 87. A.. ENSAYO DE FLEXION. 87. B.. ENSAYO DE MODULO DE ELASTICIDAD. 108. C.. ENSAYO DINÁMICO. 137. D.. DESCRIPCION DE LA MESA VIBRATORIA. 146. E.. HISTORIA DEL BAHAREQUE. 148.

(6) INDICE DE FIGURAS. Figura 1:. Partes de la guadua. Figura 2:. Entramado sin diagonales. Figura 3:. Entramado con diagonales. Figura 4:. Partes de la madera. Figura 5:. Alabeo en la madera. Figura 6:. Tamizado de la arena natural. Figura 7:. Tamizado de la arena triturada. Figura 8:. Esterilla de guadua. Figura 9:. Muro con diagonales. Figura 10:. Muro sin diagonales. Figura 11:. Muro en madera. Figura 12:. Esterilla de guadua en muro. Figura 13:. Entablado de madera en muro. Figura 14:. Montaje del ensayo a flexión. Figura 15:. Secciones de guadua 1. Figura 16:. Foto del montaje para guadua 1. Figura 17:. Foto del montaje para guadua 1 con carga de 210 kgf.. Figura 18:. Foto de deformación final de guadua 1. Figura 19:. Carga para guadua 1. Figura 20:. Secciones de guadua 2.

(7) Figura 21:. Foto del montaje para guadua 2. Figura 22:. Foto lateral del montaje para guadua 2. Figura 23:. Foto del montaje para guadua 2 con carga de 253 kgf.. Figura 24:. Carga para guadua 2. Figura 25:. Secciones de guadua 3. Figura 26:. Foto del montaje para guadua 3 con carga de 302 kgf.. Figura 27:. Foto del montaje para guadua 3 con carga de 331 kgf.. Figura 28:. Foto de la deformación final de guadua 3. Figura 29:. Carga para guadua 3. Figura 30:. Detalles de la platina 1. Figura 31:. Foto de la platina 1. Figura 32:. Detalles de la platina 2. Figura 33:. Foto de la platina 2. Figura 34:. Detalle para la unión con la MTS. Figura 35:. Foto de la platina 2 armada. Figura 36:. Foto del montaje para el ensayo de modulo de elasticidad. Figura 37:. Montaje del ensayo de módulo de elasticidad. Figura 38:. Gráfica de esfuerzo contra deformación unitaria. Figura 39:. Foto del ensayo de módulo de elasticidad guadua 1. Figura 40:. Foto del ensayo de módulo de elasticidad guadua 2. Figura 41:. Foto del ensayo de módulo de elasticidad guadua 3. Figura 42:. Foto de fallas en los apoyos. Figura 43:. Platina del ensayo dinámico.

(8) Figura 44:. Montaje del ensayo dinámico. Figura 45:. Sismo utilizado (desplazamiento). Figura 46:. Sismo utilizado (fuerza). Figura 47:. Respuesta de la parte superior. Figura 48:. Fuerzas en las conexiones. Figura 49:. Curva P- delta. Figura 50:. Respuesta en la parte superior en el segundo ensayo. Figura 51:. Detalle del actuador MTS. Figura 52:. Conjunto de la mesa vibratoria. Figura 53:. Dimensiones de los bloques del Nilo. Figura 54:. Construcciones típicas con guadua.

(9) INDICE DE TABLAS. Tabla 1:. Grupos de la madera en Colombia. Tabla 2:. Secciones de la madera. Tabla 3:. Tipos de mortero. Tabla 4:. Tamizado típico de arenas. Tabla 5:. Tamaños de los tamices. Tabla 6:. Módulo de finura de la arena. Tabla 7:. Pesos unitarios de las arenas. Tabla 8:. Proporciones en los morteros. Tabla 9:. Agregados en los morteros. Tabla 10:. Resistencia a la compresión de morteros. Tabla 11:. Precio unitario del mortero 1:4. Tabla 12:. Precio unitario del pañete 1:6. Tabla 13:. Precio unitario del bloque #4 Santa Fe. Tabla 14:. Precio unitario del bloque #4 liso Santa Fe. Tabla 15:. Precio unitario del bloque #4 estándar Santa Fe. Tabla 16:. Precio unitario del bloque #5 Santa Fe. Tabla 17:. Precio unitario del bloque #5 liso Santa Fe. Tabla 18:. Precio unitario del bloque #5 estándar Santa Fe. Tabla 19:. Precio unitario del bloque #4 Moore. Tabla 20:. Precio unitario del bloque #5 Moore.

(10) Tabla 21:. Precio unitario de muro en mampostería con bloque #5. Tabla 22:. Precio unitario de muro en mampostería con bloque #4. Tabla 23:. Precio unitario del tallo de guadua inmunizado con ácido bórico y bicromato de sodio. Tabla 24:. Precio unitario del tallo de guadua inmunizado con sulfato de cobre, ácido bórico (…). Tabla 25:. Precio unitario del tallo de guadua inmunizado con sales cca. Tabla 26:. Precio unitario de la esterilla de guadua. Tabla 27:. Precio unitario de madera estructural tipo c. Tabla 28:. Precio unitario de la malla para revoque. Tabla 29:. Precio unitario de la malla con vena estructural. Tabla 30:. Precio unitario del revoque con malla para revoque. Tabla 31:. Precio unitario del revoque con malla con vena estructural. Tabla 32:. Precio unitario de muro en bahareque encementado (malla para revoque). Tabla 33:. Precio unitario de muro en bahareque encementado (malla con vena). Tabla 34:. Resumen de precios. Tabla 35:. Ensayo de flexión guadua 1. Tabla 36:. Ensayo de flexión guadua 2. Tabla 37:. Ensayo de flexión guadua 3. Tabla 38:. Esfuerzos de flexión en bloques de arcilla. Tabla 39:. Ensayo de módulo de elasticidad guadua 1. Tabla 40:. Ensayo de módulo de elasticidad guadua 2. Tabla 41:. Ensayo de módulo de elasticidad guadua 3. Tabla 42:. Ensayo de módulo de elasticidad guadua 4. Tabla 43:. Ensayo de módulo de elasticidad guadua 5.

(11) Tabla 44:. Ensayo de módulo de elasticidad guadua 6. Tabla 45:. Ensayo de módulo de elasticidad guadua 7 a. Tabla 46:. Ensayo de módulo de elasticidad guadua 7 b. Tabla 47:. Resumen de los resultados del módulo de elasticidad. Tabla 48:. Especificaciones de la mesa vibratoria.

(12) INTRODUCCION. Las alternativas de construcción varían de acuerdo con la región donde se encuentren. Los sistemas autóctonos de Colombia se habían visto sustituidos por sistemas que vienen de Europa o América del Norte. Tanto el bahareque como el adobe y la tapia pisada se han visto relegados y excluidos de las Normas Colombianas de Construcción y Diseño Sismo Resistente. Con una ampliación de la norma, se adoptó como un sistema correcto la construcción en bahareque encementado (diferente al bahareque común). Aunque este no es un sistema totalmente autóctono, es una primera aproximación a los estudios que deben realizarse con respecto a sistemas olvidados.. El funcionamiento del bahareque encementado debe estudiarse en cuanto a sus funciones dentro de las construcciones. Este trabajo pretende estudiar el sistema como alternativa en la construcción de particiones dentro de la vivienda u otros espacios.. La primera gran parte del trabajo se concentra en las propiedades de los muros en bahareque encementado como particiones. Estas se comparan con propiedades de los muros divisorios tradicionales, en bloques de mampostería aligerados.. El segundo paso es un análisis de factibilidad en cuanto a costos, de la construcción de muros divisorios en bahareque encementado. Se comparan estos precios con precios de los muros usados comúnmente como divisiones.. 1.

(13) Estas dos grandes partes del trabajo van acompañadas por una descripción del método constructivo del sistema.. El primer capítulo del trabajo consiste en una explicación y descripción de los materiales usados en el sistema. Por ser un tipo de muros que emplea varios materiales de diferentes características y usos, la investigación se hace sobre cada uno de los materiales y no sobre el conjunto del muro, que es lo que se estudia en los siguientes capítulos.. Finalmente, como anexos al trabajo, se presentan los resultados de los ensayos realizados, se enuncia de forma rápida la historia del bahareque y se incluye una breve descripción de algunos elementos utilizados en los laboratorios, en la parte práctica del trabajo.. 2.

(14) OBJETIVOS. El objetivo principal de este trabajo es estudiar la viabilidad del uso de muros en bahareque encementado como alternativa en la construcción de particiones. Se hacen dos grandes consideraciones para la investigación: la primera es un análisis de las propiedades del muro en bahareque encementado como unidad y la segunda consiste en el análisis de precios con respecto a otros tipos de muros.. Un segundo gran objetivo del trabajo es lograr que sistemas autóctonos de Colombia puedan estudiarse más a fondo. Las propiedades de los antiguos tipos de muros están, en mi concepto, subvaloradas con respecto a las nuevas tecnologías.. Otro objetivo importante consiste en validar la información que se tiene con respecto a estas propiedades de los muros en bahareque encementado partiendo de estudios de los diferentes materiales que los conforman. En el caso puntual de este trabajo, se estudia principalmente uno de los materiales portantes, la guadua.. Hacer una comparación entre los muros en bahareque encementado y los muros en mampostería utilizados típicamente como particiones (muros aligerados, generalmente compuestos por bloques de perforación horizontal #4 y #5), puede entenderse como un objetivo adicional en el proyecto de grado.. 3.

(15) Finalmente, y como un objetivo no tan evidente, se puede enumerar el análisis puntual relacionado con los muros divisorios, cualquiera que sea el tipo, en la construcción. Estos deben cumplir ciertos requisitos que se exponen en el trabajo, especialmente en el capítulo relacionado con las propiedades de los muros en bahareque encementado.. 4.

(16) 1. MARCO TEÓRICO. 1.1. DEFINICIONES Y CLASIFICACIÓN. El bahareque es una técnica de construcción que usa materiales que se pueden llamar térreos (según la clasificación de Camilo Mayo Caicedo). Entre este tipo de sistemas se pueden también incluir la tapia pisada, el adobe y otros similares. Es importante explicar cada uno de éstos.. El adobe es una masa de barro con forma de ladrillo. Ésta se seca al sol hasta que adquiera una consistencia determinada. Las dimensiones del adobe dependen del sitio donde se fabrique; es decir que un volumen de adobe hecho en África es diferente a uno fabricado en América. Se puede pensar que el adobe es el ancestro del ladrillo. La fabricación de éste varía únicamente en el secado de la pieza, y, en muy pocos casos, en lo que se le adiciona en las ladrilleras.. La tapia pisada o tapial es un sistema que acomoda capas de tierra de anchos considerables. Cada capa de tierra contiene cantidades de agua y en algunos casos de materia orgánica (como pelos de animales) para proporcionar más estabilidad. Las capas de tierra están limitadas por formaletas generalmente construidas en tabla burra, las cuales se retiran cuando la tapia pisada adquiere la resistencia necesaria.. El bahareque (no encementado) es el último de este tipo de construcciones. Éste se hace con una estructura portante de madera, guadua o cañas, a la cual se le añaden barras horizontales (que se 5.

(17) conocen como entramado). Cuando ya se tiene el esqueleto, éste se forra con barro. Este tipo de construcciones es muy común en la Guajira y en la Zona Cafetera, advirtiendo que el sistema cambia su composición dependiendo de su ubicación geográfica. Al barro, en algunos casos, es necesario agregarle materia orgánica y en casos más críticos cal.. En algunas clasificaciones se incluyen los ladrillos como parte de los materiales térreos. Estos pueden también aparecer bajo el título de piedras artificiales, dentro de los materiales pétreos. Sin embargo, es importante mencionar que el descubrimiento de los ladrillos es comparable con el del concreto u hormigón (otro de los materiales pétreos).. La definición de Benjamín Barney (arquitecto) del bahareque, que se puede encontrar en el libro “La Arquitectura de las Casas de Hacienda en el Valle del Alto Cauca”, es la siguiente: “El bahareque, la técnica más popular conocida en el país, es una estructura portante de guadua, forrada en uno o ambos lados por tendidos de ‘esterilla’ de guadua recubiertos con barro. (…)”. A partir de esta definición se puede entender que la guadua (o madera) forma el esqueleto estructural del bahareque. Este esqueleto soporta cargas verticales (vivas o muertas), cargas de sismo y el esfuerzo cortante que recibe el muro. El barro, además de llenar los espacios entre los tallos de guadua, resiste únicamente cargas verticales.. En el mismo libro se define también el embutido, una forma de construcción parecida al bahareque, pero que no debe confundirse con éste. El embutido se construye, según la misma definición de Benjamín Barney, encañando los horcones de madera o guadua de la estructura por ambos lados;. 6.

(18) los espacios que aparecen entre cada paral se rellenan de barro para lograr un superficie plana. En este tipo de sistema, la guadua, o en dado caso la madera, asume el papel portante de la estructura.. El bahareque encementado es una evolución del bahareque. Es un sistema que mantiene el esqueleto en guadua o madera, pero que gracias al cemento (y a la cal en muchos casos) ofrece una mejor estabilidad y mejores respuestas como sistema constructivo. El esqueleto se refuerza con mallas de acero, se cubre (si es necesario) con esterilla de guadua o entablado de madera y, generalmente, se pañeta.. En este sistema se sigue comportando de la misma manera la estructura; es decir que los elementos portantes son la guadua o la madera.. 1.2. MATERIALES EN EL BAHAREQUE ENCEMENTADO. Para poder describir el bahareque encementado, y en especial su proceso constructivo, es importante mencionar los materiales usados y las variaciones que éstos pueden tener.. 7.

(19) 1.2.1. 1.2.1.1. Guadua. Generalidades de la guadua. Según Humboldt y Bonpland, la guadua es conocida como “Bambusa guadua”. De acuerdo con la clasificación hecha por F. A. McClure, se denomina Guadua angustifolia, a la guadua más apta para cualquier tipo de uso estructural.. Dentro de los tipos de guadua angustifolia que se pueden mencionar son: Guadua macana: en Colombia es muy común en la Zona Cafetera, especialmente. Es la más utilizada como elemento estructural dado el mayor espesor de la corteza de sus tallos. Guadua rayada: después de la guadua macana, es el tipo que presenta mejores resistencias. Se le conoce como rayada por tener líneas verticales de color amarillo oscuro a lo largo del tallo. Guadua balsa: es la guadua utilizada para fabricar esterillas. Ésta es fácilmente reemplazable por la guadua macana que presenta mejores resistencias.. La guadua que es un bambú gigante, pertenece a la familia de las gramíneas. En cada país de Suramérica se le conoce con un nombre diferente; en Colombia se le llama guadua, en la zona de la Amazonía se le conoce como “yaripa”, en Venezuela “guafas”, en Ecuador “caña guadua”, en Perú “caña de Guayaquil” o “paca”, en Chile “quile”, en Argentina “tacuara” o “tacuaca” y en Brasil “tabocas”. El nombre original, sin embargo, es “guadua”.. 8.

(20) La guadua se puede entender como un cilindro hueco. La corteza de cada tallo son fáciles de romper por tratarse de un elemento fibroso que asegura una gran resistencia a la compresión y suficiente flexibilidad para ser utilizada como elemento estructural. El volumen hueco dentro de los tallos está ocupado generalmente por agua.. 1.2.1.2. Partes de la guadua. Tallo: la guadua, al salir de la tierra, ya tiene su diámetro máximo posible. También se le conoce como “culmo”. Nudos: es el volumen completamente sólido en los tallos de guadua. Es un área cilíndrica que se forma entre las paredes de la guadua, usualmente tiene un color blancuzco, lo que hace que se le diferencie fácilmente de las partes huecas del tallo. Corteza: son las paredes de la guadua. Conservan su forma cilíndrica con un determinado espesor.. Otras partes de la guadua, que no son relevantes en este caso son: las hojas (del follaje y caulinares), las yemas, las flores de guadua y las raíces. En el esquema siguiente se presentan algunas de las partes de la guadua.. 9.

(21) Figura 1: Partes de la guadua. 1.2.1.3. Edades de la guadua. Para los muros en bahareque encementado, el Código Colombiano recomienda utilizar guaduas maduras, es decir que es importante emplear tallos que tengan más de cuatro años de edad, aún si éstos presentan zonas blancas que indican la presencia de hongos en el tallo, factor que no se considera dañino para la guadua. Los tallos de 4 años tienen suficiente resistencia a la compresión y una buena flexibilidad.. Se llama “brote” o “renuevo” a los tallos menores a 6 meses. A esta edad se espera que la guadua haya alcanzado su altura máxima. Los tallos llamados “biches” o “verdes” son tallos que tienen edades entre los 6 meses y los dos años. Después de este intervalo la guadua empieza su fase de maduración.. 10.

(22) Finalmente la guadua que se denomina “seca” es una que ya ha sido cubierta completamente por líquenes sobre toda su altura lo indica que el tallo está próximo a secarse del todo. Esta edad también se conoce como “sobremaduración”.. 1.2.1.4. Condiciones de los tallos de guadua. Por otro lado, el mismo título de la NSR-98 (título E.7.4.1, “Guadua”) menciona que el contenido de humedad de los tallos que se van a emplear en la construcción debe ser menor al 20% pero superior al 10%. Esto conduce a que los tallos deban cuidarse de efectos ambientales tales como el agua y, especialmente, el sol. Un cambio de humedad en los tallos puede hacer que éstos se pudran y pierdan gran parte de sus propiedades.. De igual forma, la guadua que vaya a ser usada debe inmunizarse evitando así que los insectos (en especial los insectos llamados xilófagos- que roen la madera) puedan dañar los tallos.. 1.2.1.5. Dimensiones de la guadua. Las dimensiones de altura y espesor de la guadua son muy variados. La altura puede variar, en los tallos maduros, entre 17 y 22 metros. Generalmente, los tallos de guadua nunca son completamente verticales; se distingue fácilmente una inclinación (el tallo tiende a arquearse debido a su altura). Los nudos están separados dependiendo de su especie, por lo que no hay una distancia definida para tallos maduros. De la misma manera, el espesor de las paredes es una variable que está controlada por el tipo de guadua. 11.

(23) Finalmente es importante, como lo mencionan las Normas Colombianas de diseño y construcción sismo resistente, en el título E.7.12, “Composición de Muros”, que los tallos de guadua tengan un diámetro mínimo de 80 milímetros.. 1.2.1.6. Inmunización de la guadua. Como ya se había mencionado antes, los tallos deben inmunizarse para prevenir el ataque de insectos que tiendan a dañar sus propiedades. La manera más sencilla para defender los tallos de estos ataques es determinar un contenido de humedad óptimo. Éste debe estar entre 10% y 17% en Bogotá. Usualmente esto se consigue dejando que los tallos se sequen (protegidos de la lluvia y el sol) bajo una cubierta. El tiempo de este proceso varía entre un mes y medio y dos meses y medio, dependiendo de la humedad atmosférica del lugar.. 1.2.2. 1.2.2.1. Entramado de guadua y entablado de madera. Descripción del entramado o del entablado. El entramado de guadua es un plano formado por tallos verticales de guadua; el entablado de madera está formado por secciones que forman una cuadrícula. La disposición de estos elementos puede variar; es decir que es posible tener únicamente elementos horizontales o puede tener, en ciertos casos, diagonales y verticales. Este entramado o entablado debe unirse al marco que forman. 12.

(24) los dos elementos horizontales (soleras) y los dos elementos verticales (pie-derechos). Estos elementos (soleras y pie-derechos) pueden ser también en guadua o madera.. 1.2.2.2. Tipos de entramado. A continuación se pueden ver dos esquemas de los entramados de guadua más comunes para el bahareque encementado (los esquemas no presentan suficientes elementos verticales para que sea más comprensible el dibujo):. Figura 2: Entramado sin diagonales. 13.

(25) Figura 3: Entramado con diagonales. El entramado que también puede estar conformado únicamente por elementos en madera, está unido a los elementos verticales por puntillas y alambre. Más adelante se describe con más detalle esta unión en el bahareque encementado. La forma más común de bahareque utiliza soleras en madera de baja resistencia, elementos verticales y entramados en guadua. Esto depende de la ubicación geográfica de la construcción ya que, por ejemplo, en la Guajira el bahareque está compuesto generalmente por maderas de baja resistencia y, como es obvio, el barro que se usa no es el mismo que en la región de la Zona Cafetera.. 14.

(26) En cualquier caso, es necesario poner más elementos verticales en el entramado para lograr así que los elementos del mismo entramado sean más resistentes. Finalmente, éstos ayudan a la estabilidad del bahareque y a recibir algunas cargas.. 1.2.3. Madera. 1.2.3.1. Generalidades de la madera. En las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR-98), en el título G.1.3.2, “Requisitos de Calidad para Madera Estructural”, se especifican los usos de las maderas como elemento estructural. La madera se puede utilizar como pies-derechos, columnas, vigas y cerchas.. Las maderas, según las normas colombianas, tienen una clasificación dependiendo de su densidad básica. La explicación de esta variable se encuentra en las mismas normas: “la densidad básica (DB) se define como el cociente entre la masa en estado anhidro (madera seca al horno) y el volumen de la madera en estado verde (VV). (…)”1. Esta clasificación es la siguiente: Grupo A: maderas con densidad básica superior a 7100 N/m3 (710 kg/m3). Grupo B: maderas con densidad básica entre 5600 y 7000 N/m3 (560 y 700 kg/m3). Grupo C: maderas con densidad básica entre 4000 y 5500 N/m3 (400 y 550 kg/m3).. 1. Tomado de las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR-98), capítulo G.1, página G-7.. 15.

(27) Según estos grupos, las maderas tienen unos valores de esfuerzos admisibles y módulos de elasticidad en su sentido más resistente (el longitudinal de la madera) (E). Para esto hay que tener en cuenta que estos valores se manejan dentro de determinados rangos.. 1.2.3.2. Partes de la madera. Corteza: es una capa impermeable que protege las otras partes del tronco. Cambium: es la capa siguiente a la corteza, tomando como dirección desde afuera hacia adentro. Es la encargada de aumentar el diámetro del tronco: genera corteza (hacia fuera) y madera hacia la parte interna del tronco. Su espesor en mínimo. Albura: se encuentra entre el cambium y el duramen. Es una zona del tronco que se encarga de transportar la savia. Duramen: es la zona del tronco que se utiliza usualmente en la construcción. Se diferencia del resto por ser más oscura que el resto de las capas presentes. Su tejido es leñoso. Médula: es un volumen cilíndrico que se encuentra en el centro del tronco. Es mucho menos resistente que el resto de las capas.. 16.

(28) Figura 4: Partes de la madera. 1.2.3.3. Problemas en la madera. La norma de clasificación visual de la madera, del apéndice G-A, de la NSR-98, “La madera como material de construcción”, define ciertos criterios para los problemas que ésa presenta. A continuación se mencionan algunos de estos problemas.. Alabeo: “deformación que puede experimentar una pieza de madera por la curvatura de sus ejes longitudinal, transversal o ambos. (…)”2. El alabeo presenta 4 diferentes tipos, la figura a continuación ilustra estos tipos:. Tomado de las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR-98), apéndice G-A, página G47. 2. 17.

(29) Figura 5: Alabeo en la madera. Un tabla abarquillada es una tabla que presenta una diferencia del alturas en los bordes longitudinales, una tabla arqueada es una que muestra una curvatura en el área longitudinal de su cara, una tabla encorvada es una que presenta una curvatura sobre el área más grande y una tabla torcida es una que tiene una de sus esquinas en un plano diferente al resto.. Arista faltante: es un problema que se entiende como la inexistencia de una esquina adecuada en una tabla o un tablón de madera. Puede ocurrir en una o más de las aristas.. Duramen quebradizo: es un defecto que es común en los árboles viejos. Se puede determinar al identificar grietas en forma de media luna en la madera.. Escamadura: es una separación entre dos líneas de crecimiento seguidas. También se conoce como acebolladura por las formas geométricas visibles en las caras de la madera.. 18.

(30) Fallas de compresión: la compresión y la flexión que se generan en el árbol por efecto de su peso propio hacen que, en algunos casos, se presente deformación (y en los peores casos ruptura) en las fibras. Este defecto hace que la tabla o la sección pierdan la mayoría de sus propiedades mecánicas.. Grano inclinado: es una desviación en las fibras de la madera. Se determina con respecto a un eje longitudinal imaginario de las fibras.. Grieta: se determina al observar una separación no muy grande entre elementos de la madera. Estas separaciones pueden estar entre 1 milímetro y 3 milímetros (medidos de forma perpendicular entre elementos).. Rajadura: se puede entender como una grieta de un tamaño considerable que alcanza a atravesar el volumen de la madera. Estas son separaciones naturales.. Médula: al presentar la madera este problema, que es una zona con menos resistencia en alguna de las caras de la tabla, se puede identificar un área esponjosa (parénquima).. Problemas en los nudos: el nudo en las maderas se entiende como el área que presenta características visibles diferentes al resto de las áreas cercanas. Las normas colombianas identifican tres tipos de defectos: nudo sano, nudo hueco y nudo arracimado.. 19.

(31) Parénquima: son zonas, de un color más claro generalmente, susceptibles a ser atacadas por insectos. Es un problema grave para los elementos sometidos a compresión paralela al grano, las fibras visibles.. Pudrición: es la descomposición de los elementos que genera pérdida de propiedades mecánicas y físicas. Es fácilmente detectable.. Perforaciones: se reconocen dos tipos de perforaciones: pequeñas y grandes. Éstas se presentan después del ataque de insectos a una sección de la madera.. Cada uno de estos problemas tiene una tolerancia que se explica en el apéndice G-A del código colombiano.. 1.2.3.4. Grupos de la madera. Como se mencionó anteriormente, la NSR-98 divide las maderas en 3 grupos dependiendo de la densidad de cada una de estas, la tabla siguiente enumera las diferentes maderas y el grupo al que cada una pertenece3:. Tomado de las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente (NSR-98), apéndice G-B, página G59. 3. 20.

(32) Tabla 1: Grupos de la madera en Colombia Nombre común Abarco Aceite maría Achapo Ají, arracacho Algarrobo Avichun Bálsamo Caimito Carrá Ceiba amarilla Ceiba tolna Copaiba Costillo Cupaiba Chapul Chaquiro Chocolatillo Chocho Chuguacá Chupón Dinde Dormilón Fernán Sánchez Flor morado (roble) Guaimaro Guayabo Guayabón Machave Mora Murcillo Nato Oloroso Pantano Pino real Punte candado Saman Sande Sangregao Tananeo Tangará. Grupo B C C B A B A A C C C C A B A A A B C B B C C B B B B B B C B A B C A C C A A C 21.

(33) La madera utilizada en el bahareque encementado, o el bahareque en general, es una madera de bajas características mecánicas. Sin embargo, es necesario que ésta haga parte de alguno de los grupos estructurales antes mencionados. La escogencia del tipo de madera depende de la disponibilidad de ésta y la ubicación geográfica de la construcción.. 1.2.3.5. Condiciones de la madera. Al igual que la guadua, la madera es atacada por insectos xilófagos. Para prevenir ésto es necesario inmunizar la madera, pero es importante, por otro lado, que se evite utilizar maderas que tengan presencia visible de hongos o insectos.. La cantidad de humedad de la madera se define también dependiendo de la humedad atmosférica de la zona donde se encuentre. Es necesario lograr un equilibrio entre los porcentajes de humedad de la madera y del ambiente.. 1.2.3.6. Dimensiones de la madera. La tabla G.1-1, “Secciones preferenciales PADT – REFORT”, muestra las dimensiones típicas y los usos de la madera, sin importar su grupo4:. 4. Tomado de las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente (NRS-98), capítulo G.1, página G-6.. 22.

(34) Tabla 2: Secciones de la madera Secciones nominales (b x h) (mm) 50 x 50 50 x 75 50 x 100 50 x 150 50 x 175 50 x 200 50 x 250 75 x 75 75 x 100 100 x 100 100 x 150 100 x 200 100 x 250 100 x 300 150 x 150 150 x 200 150 x 250 150 x 300. Escuadría mínima (b x h) (mm) 40 x 40 40 x 65 40 x 90 40 x 140 40 x 165 40 x 190 40 x 240 65 x 65 65 x 90 90 x 90 90 x 140 90 x 190 90 x 240 90 x 290 140 x 140 140 x 190 140 x 240 140 x 290. Usos más frecuentes Pies-derechos Pies-derechos, viguetas Pies-derechos, viguetas, columnas Viguetas, vigas Viguetas, vigas Viguetas, vigas Viguetas, vigas Columnas Columnas, vigas Columnas Columnas, vigas Vigas Vigas Vigas Columnas Vigas, columnas Vigas Vigas. Es necesario especificar que h es la altura del elemento y que b es el ancho.. Las especificaciones del código indican que el ancho que deben tener las soleras es ideal si es el mismo diámetro de los tallos de guadua que se utilicen; por lo tanto éste debe ser de 80 milímetros. Con este dato, y únicamente cuando se va a construir con madera y guadua, las dimensiones posible son 50 x 100 milímetros para la madera. En el caso que se vaya a construir las soleras y los pies-derecho con madera, ésto no afecta las dimensiones y se debe tratar de trabajar con dimensiones comerciales de la madera.. 23.

(35) 1.2.3.7. Inmunización de la madera. La madera debe protegerse contra hongos e insectos. Los elementos que estén almacenados deben fumigarse, pero sobre todo debe evitarse una humedad elevada. Si alguno de los elementos presenta hongos o está podrido, debe retirarse y no debe ser utilizado. Como se explica en las normas colombianas, en cuanto a los productos químicos que se puedan utilizar se deben cumplir las normas NTC-1764, NTC-1767, NTC-1854, NTC-2247. Las condiciones detalladas de la inmunización se mencionan en el título G.11.2.2, “Preservación de la madera”.. Las secciones deben protegerse también del fuego y la humedad. Por estar la madera recubierta en el bahareque encementado, estas especificaciones se hacen menos relevantes ya que el revestimiento (que puede ser pañete) funciona como aislante.. En la NSR-98 muchas de las normas tienen en cuenta el contacto del suelo con los elementos en madera, lo no aplica para los muros divisorios ya que éstos se encuentran entre placas que los separan del suelo. Sin embargo, algunas de éstas recomendaciones no deben obviarse.. 1.2.4. 1.2.4.1. Mortero. Generalidades del mortero. Las dos funciones del mortero son pegar y rellenar. En el caso del bahareque, tal vez la más importante de estas dos es pegar. Al lograr una mejor adherencia, se obtiene una mejor estabilidad 24.

(36) del muro. Los morteros deben cumplir las normas NTC-3329 o NTC-2240() si se trata de morteros premezclados. Si es un mortero de relleno debe cumplir con la norma NTC-4048.. Las cantidades en los morteros se dan en proporciones con respecto a alguna de las variables. Usualmente se trabaja en el siguiente orden: cemento: arena: cal (si se utiliza): agua: aditivos. Cada una de estas variables influye en el comportamiento final de la mezcla.. Los morteros se clasifican según su resistencia a la compresión (fć), y llevan una de las letras de su nombre en inglés (masonwork). Aunque se cuentan 5 tipos de mortero, se trabaja con los 3 primeros dado su mejor comportamiento. En la siguiente tabla se clasifican estos tres tipos de mortero.. Tabla 3: Tipos de mortero Tipo de mortero M S N. Resistencia a la compresión fć (MPa) 17,5 12,5 7,5. 25. Flujo mínimo 120% 115% 110%. Retentividad de agua >75% >75% >75%.

(37) 1.2.4.2. Ensayos sobre el mortero. 1.2.4.2.1. Arenas. 1.2.4.2.1.1. Granulometría. El ensayo consiste en determinar el porcentaje de arena que pasa (o el porcentaje retenido, en algunos casos) por los tamices que se usen. Estos datos se grafican sobre un papel semilogarítmico para, a partir de estos datos, calcular otras variables importantes para la clasificación de las arenas. Los valores típicos para arenas son los siguientes:. Tabla 4: Tamizado típico de arenas Tamiz 4 8 16 30 50 100 200. Porcentaje que pasa Arena natural Arena triturada 100 100 95 – 100 95 – 100 70 – 95 70 – 100 40 – 75 40 – 75 10 – 40 20 – 40 2 – 15 10 – 25 0-5 0 – 15. 26.

(38) Figura 6: Tamizado de la arena natural Arena natural 100 90. Porcentaje que pasa. 80 70 60 50 40 30 20 10 0. Tamaño del tamiz. Figura 7: Tamizado de la arena triturada Arena triturada 100 90. Porcentaje que pasa. 80 70 60 50 40 30 20 10 0. Tamaño del tamiz. Los tamaños en milímetros de las aberturas de los tamices son los siguientes (aunque se admiten diferentes series de tamices):. 27.

(39) Tabla 5: Tamaños de los tamices Tamiz 4 8 16 30 50 100 200. Abertura en milímetros 4,76 2,38 1,19 0,595 0,300 0,149 0,074. Las condiciones de la muestra es que esta debe estar seca y de peso conocido. Una arena seca se considera cuando después de haberse secado en el horno durante 1 hora, no pierde más de 0,1% de su peso.. Partiendo de los datos obtenidos en la granulometría se debe calcular el módulo de finura de la arena. El módulo de finura es una variable que dice qué tan fino o qué tan grueso es un material. La arena tiene tres tipos dependiendo de su módulo de finura:. Tabla 6: Módulo de finura de la arena Tamaño de la arena Fina Media Gruesa. Módulo de finura (M.F.) 1,85 – 2,25 2,30 – 2,80 2,85 – 3,50. La fórmula para calcular este dato es: dividir la sumatoria desde el tamiz 4 hasta el tamiz 100 del porcentaje retenido acumulado por 100.. 28.

(40) 1.2.4.2.1.2. Porcentaje de material que pasa el tamiz 200. Este ensayo describe cómo clasificar el material más fino de la arena. Las partículas que pasan el tamiz 200 deben tener diámetros menores a 0,074 milímetros, es decir las cantidades de arcilla y de limos. Para lograr esto hay varios ensayos posibles, el hidrómetro (para determinar las diferentes características de las partículas) y el método de lavado (para evaluar el porcentaje de partículas) son dos de los más comunes.. Al igual que en el ensayo granulométrico, el material debe estar completamente seco. Lo que se hace generalmente es que se recibe el material que pasa el tamiz 200 de la muestra que se usa para la granulometría, se pesa y se trabaja con esa cantidad de material. El objetivo de este ensayo en completar la curva granulométrica del material a partir de los pesos obtenidos.. 1.2.4.2.1.3. Peso unitario del agregado fino. Obtener el peso unitario del agregado fino es importante para poder calcular las cantidades en el mortero. De la misma forma que en los otros ensayos, la muestra debe estar completamente seca. El peso unitario se va a obtener tanto para el material suelto y como para el material compacto.. Para los dos casos se tiene un volumen (recipiente) con dimensiones y peso conocidos. Este se llena con el material (si se trata de material compacto, este debe compactarse dentro del recipiente) y se vuelve a pesar. Con estos datos se obtiene el peso por metro cúbico que es lo que se define como peso unitario. 29.

(41) Algunos valores típicos de pesos unitarios se presentan en la tabla siguiente5:. Tabla 7: Pesos unitarios de las arenas Tipo de arena Arenas de río Arenas de peña 1.2.4.2.1.4. Peso unitario suelto (ton/m3) 1,45 1,38. Peso unitario compacto (ton/m3) 1,62 1,52. Peso específico y absorción. El peso específico de la arena es el peso de una unidad de volumen dado comúnmente en gramos por centímetro cúbico. Adicionalmente a esta variable se obtienen el peso específico aparente seco y el peso específico aparente saturado. El primero se define como la relación entre el peso seco de la arena y el volumen que está ocupando, donde se incluye el volumen de los poros naturales. El segundo se define como la relación entre el peso de la arena superficialmente seca y volumen que está ocupando. Las condiciones para obtener el peso superficialmente seco se logran usando un cilindro que contiene el material, este se compacta y se enrasa. Al quitar el cilindro el material debe perder un poco de arena en sus lados, pero debe mantener una forma cónica.. La absorción de la arena es la cantidad de agua (expresada en porcentaje con respecto al peso de la arena seca) que el material absorbe estando sumergido durante 24 horas en agua. Para facilitar los cálculos, se usa una relación dada por diferencias de pesos. Si W1 es el peso de la arena con su superficie seca y W2 es el peso de la muestra secada en un horno, la absorción (A) en porcentaje se 5. Tomado de las notas de clase de “Mampostería Estructural”, profesor Luis Yamín, semestre 2003-1.. 30.

(42) calcula como: ((W1 – W2) / W2) x 100. La absorción debe ser menor a la humedad natural del material.. 1.2.4.2.2. Mortero. Teniendo ya todas las variables de la arena, se puede diseñar un mortero sabiendo que el peso unitario suelto del cemento es 1,50 gramos por centímetro cúbico y que el peso específico es 3,15 gramos por centímetro cúbico. El paso a seguir es determinar qué tipo de mortero se quiere o se necesita (M, S o N), la resistencia que se quiere alcanzar y la fluidez del mismo. La fluidez de un mortero se define como el aumento (en porcentaje) que tiene sobre su diámetro la base de un cono truncado después de dejarla caer 25 veces desde una altura de 12,5 milímetros en una mesa de flujo.. Las proporciones típicas de los morteros de pega se muestran en el siguiente cuadro6:. Tabla 8: Proporciones en los morteros Tipo de mortero. Cemento. Cal. M S N. 1 1 1. 0,25 0,25 – 0,50 0,50 – 1,25. Arena/ Material cementante 2,25 – 3,00 2,50 – 3,50 3,00 – 4,50. Para los morteros de relleno se tienen las siguientes proporciones (este tipo de morteros deben tener una resistencia a la compresión mínima de 10 Mega Pascales):. 6. Tomado de las notas de clase de “Mampostería Estructural”, profesor Luis Yamín, semestre 2003-1.. 31.

(43) Tabla 9: Agregados en los morteros Tipo de mortero Grueso Fino. Cemento. Agregado/ Cemento Fino Grueso 2,25 – 3,50 ----2,25 – 3,00 1,00 – 2,00. 1 1. Al mortero con el que se trabaja se le deben hacer ensayos adicionales para asegurar un funcionamiento adecuado. Dichos ensayos se describen a continuación.. 1.2.4.2.2.1. Resistencia a la compresión. Con la misma mezcla con la que se va a trabajar, se hacen un mínimo de 8 cubos de 50 milímetros de lado. Ésto debe hacerse compactando el mortero de cada uno de los cubos dentro de un molde estándar.. Las edades en las cuales se deben fallar los cubos preparados son: 1 día (con una tolerancia permitida de media hora), 3 días (tolerancia: 1 hora), 7 días (tolerancia: 3 horas), 28 días (tolerancia: 12 horas). Para cada edad deben fallarse, como mínimo, 2 cubos. La forma de ensayarlo es aplicando una carga puntual en una de las caras de cada cubo. Se registra la carga máxima que se alcanzó, y se divide por el área de la superficie para obtener un esfuerzo de compresión. Algunos valores típicos se presentan en la siguiente tabla:. 32.

(44) Tabla 10: Resistencia a la compresión de morteros Tipo de mortero M S N. fć (MPa) 17,2 12,4 5,2. Este ensayo debe regirse por la norma NTC-220.. 1.2.4.2.2.2. Resistencia a la tensión. Las briquetas son moldes en forma de corbatín que deben hacerse para que tengan una forma adecuada para ensayar el mortero. Igual que en el ensayo de compresión, es necesario engrasar las briquetas y asegurarse que hay suficientes muestras para fallarlas en las edades determinadas. Las muestras deben limpiarse para asegurar una conexión adecuada en la máquina que va a aplicar la carga. Esto implica quitar granos de arena desprendidos o desechar las briquetas que tengan defectos que puedan dañar los resultados.. Se le aplica a cada briqueta una carga de tensión en los lados más anchos de la forma de corbatín. Se registra la carga con la que falla el espécimen. Se toma un pedazo de la briqueta después de ensayada y se mide el ancho y el grueso de la falla. Con esta área de falla se obtiene el esfuerzo de rotura. Se toma como valor admisible que el esfuerzo a tensión sea el 11% del esfuerzo a compresión de la misma muestra.. El ensayo sigue la norma NTC-119.. 33.

(45) 1.2.4.2.2.3. Otros ensayos. Para el caso de mortero se recomienda realizar dos ensayos más. Uno de ellos es el ensayo de resistencia a la flexión. Para éste, es necesario tener suficientes muestras (prismas de 40 x 40 x 160 milímetros) que se compactan y se enrasan. Un valor típico de la resistencia a la flexión del mortero es del 0,287% de la carga con la que se logra la falla. Otro valor típico que se maneja está entre el 15 y el 20% de la resistencia a la compresión de un cubo de 50 milímetros de lado.. Finalmente, durante el ensayo de fluidez, se recomienda hacer el ensayo de retentividad de agua del mortero. La retentividad se define como la capacidad del mortero para mantener una plasticidad mínima al entrar en contacto con una superficie absorbente, como lo pueden ser los bloques de arcilla. La retentividad se calcula como la relación entre la fluidez de la mezcla recién preparada y la fluidez después de una succión aplicada al mortero durante un minuto. Algunas veces este valor se da en porcentaje.. 1.2.5. 1.2.5.1. Esterilla de guadua y entablado de madera. Generalidades de la esterilla y el entablado. La esterilla de guadua y el entablado de madera cumplen la misma función dentro del bahareque encementado, por lo que el uso de uno impide el uso del otro. Se usan como superficies para cubrir el entramado y para conectar el refuerzo (malla de alambre) y el mortero. Éstos otros dos elementos 34.

(46) forman el revestimiento del muro. En ningún caso de deben considerar como elementos portantes de la estructura.. Tanto el entablado como la esterilla deben cumplir las mismas condiciones que la madera y la guadua que va a ser parte del esqueleto (entramado, pie-derechos y soleras).. 1.2.5.2. Esterilla de guadua. La esterilla es un tablero que se obtiene al tomar un cilindro de guadua y abrirlo por la mitad. Esto genera una forma plana que por un lado tiene la parte exterior del tallo de guadua y por el otro lado tiene la parte blanca que es el interior del tallo. El paso siguiente es retirar esta parte blanca (generalmente se logra con una pala) e inmunizar el elemento. La siguiente figura ilustra este proceso.. Figura 8: Esterilla de guadua. 35.

(47) 1.2.5.3. Entablado de madera. El entablado de madera son, al igual que la esterilla de guadua, superficies planas que pretenden conectar el esqueleto con la malla y el mortero en el bahareque encementado. Estos tableros en madera cubren los espacios dejados por el esqueleto.. El uso del entablado de madera o de la esterilla de guadua depende de su disponibilidad en la zona donde se está construyendo.. 1.2.6. Malla de refuerzo. Esta malla de refuerzo se usa para recubrirla con el mortero indicado. Debe estar unida o clavada sobre la esterilla de guadua o los tableros de madera. Aunque en algunos casos se permite que se encuentre conectada directamente con las guaduas o las maderas que forman el esqueleto del muro.. Las mallas que se pueden utilizar se listan en el capítulo E.7.4.5 de las normas colombianas: “Mallas de Refuerzo del Revoque”. Éstas son las que se enumeran a continuación: -. Malla de alambre trenzado con diámetro máximo de 1,25 milímetros (BWG calibre 18), de abertura hexagonal no mayor a 25,4 milímetros.. -. Malla de alambre electro soldado con diámetro máximo de 1,25 milímetros (BWG calibre 18), de abertura cuadrado no mayor a 25,4 milímetros.. -. Malla de revoque de lámina metálica expandida, sin vena estructural. 36.

(48) -. 1.2.7. Malla de revoque de lámina metálica expandida con vena estructural.. Cal. El Código Colombiano de construcciones sismo resistentes no describe la cal como un material para el bahareque encementado, aunque en algunos casos se utilice, especialmente en la mezcla del mortero. La cal es un material que anteriormente se utilizaba como cementante. Produce elementos de color blanco después de un cierto tiempo de ser aplicado.. Hay tres tipos de cal7: -. Caliza: es la piedra formada por carbonato de cal.. -. Cal viva: óxido de calcio. Al mezclar con la arena se forma la argamasa o el mortero. Se obtiene al cocinar en un horno adecuado la piedra caliza.. -. 7. Cal apagada: se le llama cal apagada a la mezcla entre cal viva y agua.. Tomado de la notas de clase de “Expresión Estructural”, profesor Andrés Orrantia, semestre 2003-2.. 37.

(49) 2. CONSTRUCCIÓN DE MUROS EN BAHAREQUE ENCEMENTADO. Lo primero que debe hacerse en la construcción de muros en bahareque encementado es el esqueleto del muro, teniendo en cuenta que los materiales utilizados deben cumplir con las condiciones propuestas por las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente. Existen diferentes tipos de muros en bahareque encementado:. 2.1. -. Muros estructurales arriostrados.. -. Muros estructurales no arriostrados.. -. Muros no estructurales.. SOLERAS, PIE- DERECHOS Y ENTRAMADO. Entre los muros no estructurales es posible encontrar también diferentes tipos, todos con un método constructivo similar. Los primeros son los muros que tienen diagonales dentro de su entramado. Se comienza con la solera inferior y, con guadua o con madera, se ponen elementos verticales que van a soportar la solera superior. Las diagonales deben construirse antes de terminar el esqueleto, es decir después de la instalación de los elementos verticales pero antes del elemento horizontal superior. La siguiente figura muestra el esqueleto de un muro con diagonales:. 38.

(50) Figura 9: Muro con diagonales. Los dos primeros tipos de esqueleto se usan generalmente cuando se trabaja con guadua. El siguiente tipo es muy parecido, únicamente que se obvia el elemento diagonal durante la construcción del esqueleto del muro. La figura muestra un esquema aproximado:. Figura 10: Muro sin diagonales. 39.

(51)

(52) Figura 12: Esterilla de guadua en muro. Figura 13: Entablado de madera en muro. Los diferentes tipos de revoque generan diferentes precios y condiciones del muro; sin embargo su construcción es muy similar. Cuando ya se tiene la esterilla o el entablado, sobre éste se clava una 41.

(53) malla que va a servir como refuerzo para sostener el pañete. Sin importar qué tipo de malla se vaya a usar, ésta se tiene que clavar a la esterilla o al entablado. Para terminar el muro, es necesario poner el pañete sobre la malla. El pañete puede contener cantidades controladas de cal.. 2.3. CONEXIONES. Las Normas Colombianas Sismo Resistentes (NSR-98) en su capítulo E.7.24 “Uniones”, especifican el tipo de uniones aceptadas para miembros estructurales. Si los muros en bahareque encementado trabajan como elementos portantes dentro de la construcción deben tener especificaciones en cuanto a las uniones. Para los muros en bahareque encementado como muros divisorios (no portantes) no existen tales especificaciones.. Los muros divisorios, sin embargo, deben estar asegurados a la o las placas de entrepiso. El anclaje más importante se hace entre la madera (la solera) y el concreto (u otro elemento en el que esté construida la placa). Debe asegurarse un anclaje suficiente dentro del muro, para lo que () los cañutos de guadua que entran en contacto con la madera deben rellenarse con mortero. El mortero mantiene las mismas especificaciones que para el utilizado en el revoque.. Cuando se requiere unir dos muros en el mismo plano es necesario pernar los dos elementos verticales que entran en contacto. El perno puede ser una varilla roscada con tuercas puesta a cada tercio de la altura del elemento vertical. SI se necesita conectar muros que no estén en un mismo plano, se debe buscar un ángulo conformado por un elemento vertical de guadua unido a otros dos elementos también de guadua. Cada uno de éstos indica las direcciones de los muros que entran en 42.

(54) contacto. Al igual que en la conexión en el mismo plano, los cañutos que se perforan para pernar deben rellenarse con mortero. Las mismas condiciones se deben cumplir para muros que tienen elementos verticales en madera.. En el apéndice E.B “Ilustración de uniones” de la NSR-98, se presentan esquemas que explican el tipo de uniones para los diferentes muros en bahareque encementado. Estas uniones se aplican también para conectar muros portantes con el cimiento o con la cubierta.. 43.

(55) 3. PROPIEDADES DE LOS MUROS DIVISORIOS. 3.1. FUNCIONES DE LOS MUROS DIVISORIOS. Las funciones de los muros divisorios en general son separar espacios, aislar acústicamente un espacio de otro, resistir las fuerzas de sismo (teniendo en cuenta únicamente su peso) y tener una suficiente resistencia a impactos.. Actualmente en Colombia, estos muros divisorios son construidos con bloques de mampostería aligerados. En muchos casos las dimensiones de éstos son demasiado grandes (el espesor del muro es importante), especialmente en las viviendas de interés social. El presente documento, tiende a demostrar que los muros divisorios en bahareque encementado, además de generar precios bajos con respecto al resto de la construcción, tienen dimensiones comparables con los tipos que actualmente se emplean en Colombia. Según la NSR-98, los muros divisorios tradicionales (muros de ladrillo hueco, de ladrillo tolete, de concreto, de silical) tienen una carga estimada con respecto al área total de la placa; lo que representa una densidad de muros escogida sobre cada una de las placas de la construcción. También se contemplan, dentro de la norma, las divisiones ligeras (yeso con costillas de acero o de madera, de lámina de madera y particiones de media altura) con un peso por metro cuadrado mucho menor que las particiones tradicionales, aunque éstas representen un alto costo.. 44.

(56) No obstante, en los numerales siguientes, el presente documento explica claramente el porqué los muros divisorios en bahareque encementado puede ser una alternativa competitiva con los tipos de muros antes mencionados por las características que ellos representan. 3.2. DIMENSIONES DE LOS MUROS DIVISORIOS. 3.2.1. Muros en bahareque encementado. Para los muros divisorios el ancho mínimo permitido por las Normas Colombianas de Diseño y Construcción Sismo Resistente, es de 80 milímetros. Además es necesario asegurar un anclaje suficiente a las placas que delimitan el muro, si se trata de muros que tienen una altura igual a la altura libre entre placas. Si se tiene un muro de menor altura, hay que anclar la parte inferior que entra en contacto con la placa. Las formas de unir los muros de un mismo plano o de diferentes planos sobre la misma placa se mencionan en el capítulo 2 de este documento.. Los muros en bahareque encementado están compuestos por guaduas con un diámetro mínimo de 80 milímetros. A este diámetro es necesario sumarle un espesor de esterilla o entablado y otro espesor mínimo de pañete, donde se incluye la malla. Las soleras, hechas generalmente en madera, deben tener un ancho igual o mayor al diámetro de las guaduas. Estas especificaciones determinan un ancho mínimo del muro en bahareque encementado de 110 o 115 milímetros aproximadamente. Los muros en bahareque encementado pañetados por un único lado no se estudian en este trabajo. 45.

(57) porque son muros que actualmente no se utilizan, y es muy poco probable una construcción que lo requiere. Además el acabado del muro puede no ser adecuado para las viviendas u oficinas.. 3.2.2. Muros en mampostería. Las dimensiones antes mencionadas para los muros de bahareque encementado son muy similares a las de los materiales utilizados actualmente, teniendo en cuenta que los muros divisorios presentan, dependiendo del material utilizado las medidas que se relacionan a continuación.. Los muros en mampostería usados en la construcción de divisiones están compuestos de bloques aligerados. Los bloques #4 y #5 son los más utilizados. El ancho estándar de los bloques #4 es de 90 milímetros. A este ancho es necesario sumarle el ancho del pañete (si se pañeta el muro). Los bloques #5 son elementos más anchos: cada bloque tiene un espesor estándar de 115 milímetros sin sumar el ancho adicional del pañete o del recubrimiento utilizado.. Los muros divisorios construidos en ladrillo macizo (tolete) son muros mucho más pesados y su uso actual es casi nulo. La norma colombiana determina un aumento de 500 N por cada metro cuadrado de placa con respecto a los muros construidos con bloques huecos. Los bloques macizos tienen anchos menores, cercanos a los 60 milímetros de acuerdo con las dimensiones estándar utilizadas.. Otras posibilidades de particiones incluyen muros construidos con bloques #6 (de ancho estándar de 140 milímetros), muros en concreto (que exigen un ancho mínimo cercano a los 80 milímetros que se debe al recubrimiento exigido para el refuerzo) y otros muros menos usados. 46.

(58) 3.3. PESO DE LOS MUROS DIVISORIOS. Las Normas Colombianas de Construcción y Diseño Sismo Resistente proponen 2.20 metros como altura estándar libre entre placas. A partir de esta dimensión se hacen los análisis de pesos por metro cuadrado de la placa.. 3.3.1. Muros en bahareque encementado. Los muros en bahareque encementado estándar, es decir construidos con elementos verticales de guadua, soleras en madera, recubrimiento por ambos lados y con esterilla de guadua, con un largo de un metro tienen un peso cercano a los 1634.6 N o 163.46 kilogramos. Si para las mismas dimensiones un muro en bloques de arcilla huecos tiene un peso aproximado de 3226.7 N o 322.67 kilogramos, el valor eventual dado por el código colombiano para peso de un muro en bahareque encementado por metro cuadrado de placa sería cercano a 1520 N/m2 (1.52 kN/m2). El valor encontrado es aproximadamente la mitad del valor para los muros en mampostería.. 3.3.2. Particiones livianas. El valor de 1.52 kN/m2 es comparable con los valores que se tienen para las divisiones livianas. Según la NSR-98, en su título B.3.4.3, “Divisiones Livianas”, para láminas de yeso con costillas de madera o acero es 0.90 kN/m2 (como valor mínimo porque por cada milímetro adicional de espesor de lámina se debe sumar 0.04kN/m2) y para láminas de madera con costillas de madera es 2.00 kN/m2. 47.

(59) 3.3.3. Importancia del peso en la estructura. El valor de los pesos por metro cuadrado de placa de los muros divisorios es determinante en el análisis estructural de cualquier tipo de construcción. En algunos casos también lo es para un eventual análisis sísmico de la estructura. Un aumento o una disminución en el peso total de la estructura (que depende en cierta medida del peso de las divisiones, entre muchas otras variables) puede cambiar el período de la misma para bien o para mal. Los muros en bahareque encementado pueden representar una solución estructural a la hora de aligerar el peso instalado en las placas de entre piso.. 3.4. AISLAMIENTO ACUSTICO. Una de las funciones más importantes de los muros divisorios es aislar los ruidos dentro de las viviendas. Los muros usados actualmente, muros en mampostería, son elementos que aíslan muy bien los diferentes ruidos de las diferentes habitaciones y espacios de las construcciones. Los muros en bahareque encementado, aunque buenos aislantes acústicos, no son tan buenos como los muros divisorios tradicionales.. 48.

(60) 3.4.1. Muros en bahareque encementado. Por su composición, los muros en bahareque encementado tienen un espacio entre las paredes que permite que las ondas de sonido, en cierta medida, se disipen antes de atravesar las paredes (que en este caso son los revoques del sistema).. 3.4.2. Muros de gran densidad. Si se quiere tener una comparación menos relevante para este trabajo se puede hablar de los muros en bahareque tradicional. Este tipo de sistema constructivo emplea una gran cantidad de barro para su construcción. Ese gran espesor y su mayor densidad constituyen un excelente aislamiento tanto acústico como térmico. Las mismas condiciones se dan en muros de tapia pisada y de adobe. Los muros en bahareque encementado, por su misma naturaleza, no tienen un comportamiento comparable con el de estos otros sistemas.. Los bloques en mampostería huecos tienen un mejor comportamiento que depende de los espacios libres dentro del muro y de la densidad de las paredes.. 3.4.3. Divisiones livianas. Las divisiones livianas contempladas por el Código Colombiano, son separaciones que no tienen buen comportamiento con respecto al aislamiento del sonido. En estos casos, los muros en. 49.

(61) bahareque encementado funcionan mejor; en cierta medida por el uso de pañete que proporciona una mayor densidad en las paredes del muro.. 3.5. COMPORTAMIENTO ANTE SISMOS. 3.5.1. Muros en bahareque encementado. La aceptación del bahareque encementado como material (ó sistema) de construcción es reciente. Como ya se había mencionado, los materiales autóctonos no han sido estudiados del todo ante cargas inerciales como lo son los sismos.. La guadua como material portante tiene una gran ductilidad (ver en los anexos ensayos de flexión y módulo de elasticidad), por lo que el comportamiento crítico de los muros se presenta en las uniones. Estas, hechas de puntillas y alambre, rompen los tallos de guadua y generan concentraciones de esfuerzos complicadas de manejar. Además, por se la guadua un material fibroso, es posible que se presenten alargamientos de los huecos de las puntillas en las uniones. Sin embargo, y con base en el ensayo dinámico realizada (ver anexos), las uniones de los muros en bahareque encementado tienen un comportamiento suficiente ante un sismo. En este evento se requiere una capacidad suficiente para soportar el peso propio, así como las fuerzas laterales en las partes superior e inferior del muro.. Como resulta importante del ensayo dinámico se puede mencionar que las uniones resistieron, sin presentar daños muy evidentes y graves para la estructura, una fuerza cercana a los11000 N. 50.

(62) puntuales. El comportamiento en el ensayo de los elementos en guadua fue, como se esperaba, suficiente al no presentar ningún tipo de daño.. 3.5.2. Muros en mampostería y otros tipos de particiones. El comportamiento de los muros en mampostería ante la eventualidad de un sismo es adecuado. Generalmente, en un análisis dinámico, estos muros se presentan como modelos con dos tercios de la altura total del muro y un único grado de libertad en la parte superior. Este tipo de muros presentan períodos bajos (en muchos casos) por lo que el factor R (que se define en la NSR-98 para el análisis simple ante sismos) se ve afectado. Este puede causar incongruencias a la hora de un cálculo estructural. Existen también efectos torsionales que se deben tener en cuenta.. Las particiones livianas propuestas por el código colombiano presentan rigideces pequeñas por su ancho reducido. Los sismos pueden llegar en la dirección perpendicular al plano de la división; lo que puede causar un colapso.. 3.6. RESISTENCIA AL IMPACTO. La resistencia al impacto es la última de las variables que determina la funcionalidad de un muro divisorio. Los bloques de mampostería se comportan de manera excelente en este caso, por su gran peso y densidad. Es muy difícil que un impacto producido por algún tipo de movimiento dentro de un. 51.

(63) espacio habitable (una patada, un balonazo u otros tipos similares de golpes) pueda dañar significativamente este tipo de muros.. 3.6.1. Divisiones livianas. Las divisiones construidas en lámina de yeso, por ejemplo, son divisiones que en ciertos casos tienden a tener deficiencias con respecto al impacto. Un impacto lo suficientemente fuerte en este tipo de particiones puede provocar un agujero en el muro.. 3.6.2. Muros en bahareque encementado. Los muros en bahareque encementado tienen un muy buen comportamiento con respecto al impacto. Sabiendo que los impactos no van a ser muy importantes dentro de los espacios de la vivienda o de la construcción el muro en bahareque encementado responde usando el refuerzo que tiene como elemento importante en la naturaleza del revoque. Un impacto genera una fuerza que puede traducirse en tensión perpendicular a la pared del muro. La malla, en este caso, funciona como refuerzo, lo que impide una falla del muro. Por otro lado, el pañete combinado con la esterilla de guadua o el entablado de madera y la malla (sin importar el tipo utilizado) producen una superficie lo suficientemente fuerte como para resistir un impacto medianamente fuerte.. 52.

(64) 4. COMPARACION DE PRECIOS. 4.1. DESCRIPCION Y METODO. Los precios de los muros en bahareque encementado son precios muy variables dependiendo de la ubicación de los materiales con respecto a la ciudad. En el caso de Bogotá, la guadua no es fácil de conseguir ya que el material se emplea especialmente como aligeramiento por lo que la esterilla de guadua es la más ofrecida y no tanto los tallos de ésta. En este trabajo se estudiaron posibilidades de guadua en pueblos cercanos a Bogotá como lo son Sasaima, Villeta y Guaduas (aunque el último es muy alejado). La distancia de transporte por lo tanto está entre los 70 y 90 kilómetros.Para el caso de la madera la situación es diferente: la madera no es difícil de encontrar en la ciudad, pero los precios de ésta son muy elevados.. Para cada uno de los análisis unitarios que se presentan, se separó el precio con respecto a tres aspectos claves: materiales, mano de obra y transporte. La mano de obra incluye el uso de las diferentes herramientas menores en el caso de los análisis unitarios. El transporte es importante para estos precios unitarios por que es el factor determinante de la distancia que tiene que recorrer el material, lo que implica un aumento en el precio final de la unidad.. El precio del transporte de los diferentes materiales se calculó con respecto a las capacidades de los diferentes medios de transporte usados. Cada uno de estos tiene tanto un peso máximo como un área máxima. Todo esto se tuvo en cuenta a la hora de hacer los análisis. 53.

(65) Los precios unitarios de muros en mampostería y en bahareque encementado dependen de los precios de sus diferentes materiales. Por lo tanto fue necesario hacer análisis para cada uno de los materiales que se emplean en estos tipos de muros. Para hacer un análisis menos puntual se hicieron promedios con los resultados que se obtuvieron.. Las fuentes de los datos de los precios son llamadas a diferentes bodegas y depósitos de materiales, así como una revisión con respecto a Construdata y a la página de internet respectiva. Para los valores de bloques de mampostería se usaron dos ladrilleras reconocidas: la ladrillera Santa Fe y la ladrillera Moore. No se hicieron análisis para bloques de mampostería menos industrializados por ser bloques que presentan diferentes problemas tanto de resistencias como de transporte y uso. Los precios que se presentan son un promedio de los datos recolectados. Teniendo en cuenta que estos datos algunas veces eran muy desfasados con respecto a los demás precios del mismo elemento, algunos de estos precios no se tuvieron en cuenta.. Los precios de los muros en bahareque encementado se presentan separados de los precios de los muros en mampostería. En muchos casos los materiales de los muros tienen variaciones (por ejemplo la inmunización de la guadua) lo que generaba diferentes precios unitarios de muros.. 4.2. PRECIOS UNITARIOS PARA MUROS EN MAMPOSTERIA. Los precios unitarios para muros en mampostería se presentan a continuación, de acuerdo con los precios encontrados y promediados. 54.

(66) Tabla 11: Precio unitario del mortero 1:4 Unidad: m3 1. Materiales Tipo insumo cemento insumo agua insumo arena de peña. Unidad Cantidad Desperdicio Precio kg 315.00 0.05 $ 400.00 lt 235.00 0.10 $ 10.00 m3 1.30 0.05 $ 12'000.0. Total materiales 2. Mano de Obra Tipo insumo ayudante. Total $ 132'300.00 $ 2'585.00 $ 16'380.00 $ 151'265.00. Unidad Cantidad Desperdicio Precio hh 4.00 0.00 $ 1'966.00. Total mano de obra. Total $ 7'864.00 $ 7'864.00. 3. Transporte Tipo insumo transporte cemento insumo transporte arena. Unidad Cantidad Desperdicio Precio kg 315.00 0.05 $ 8.57 m3 1.30 0.05 $ 12'000.0. Total $ 2'834.53 $ 16'380.00. Total transporte. $ 19'214.53. Total. $ 178'343.53. 55.

(67) Tabla 12: Precio unitario del pañete 1:6 Unidad: m2 1. Materiales Tipo insumo cemento insumo agua insumo arena de peña. Unidad Cantidad Desperdicio Precio kg 5.48 0.05 $ 400.00 lt 2.10 0.10 $ 10.00 m3 0.03 0.05 $ 12'000.0. Total materiales 2. Mano de Obra Tipo insumo ayudante. Total $ 2'301.60 $ 23.10 $ 378.00 $ 2'702.70. Unidad Cantidad Desperdicio Precio hh 4.00 0.00 $ 1'966.00. Total mano de obra. Total $ 7'864.00 $ 7'864.00. 3. Transporte Tipo insumo transporte cemento insumo transporte arena. Unidad Cantidad Desperdicio Precio kg 5.48 0.05 $ 8.57 m3 0.03 0.05 $ 12'000.0. Total transporte. Total $ 49.31 $ 378.00 $ 427.31. Total. $ 10'994.01. 56.

(68) Tabla 13: Precio unitario del bloque #4 Santa Fe Unidad: m2 1. Materiales Tipo insumo bloque #4. Unidad Cantidad Desperdicio Precio un 12.25 0.10 $ 490.00. Total materiales 2. Mano de Obra Tipo. $ 6'602.75. Unidad Cantidad Desperdicio. Precio. Total mano de obra 3. Transporte Tipo insumo transporte bloque. Total $ 6'602.75. Total. $ 0.00. Unidad Cantidad Desperdicio un 12.25 0.05. Total transporte. Precio $ 60.00. Total $ 771.75. $ 771.75. Total. $ 7'374.50. 57.

(69) Tabla 14: Precio unitario del bloque #4 liso Santa Fe Unidad: m2 1. Materiales Tipo insumo bloque #4 liso. Unidad Cantidad Desperdicio Precio un 12.25 0.10 $ 490.00. Total materiales 2. Mano de Obra Tipo. $ 6'602.75. Unidad Cantidad Desperdicio. Precio. Total mano de obra 3. Transporte Tipo insumo transporte bloque. Total $ 6'602.75. Total. $ 0.00. Unidad Cantidad Desperdicio un 12.25 0.05. Total transporte. Precio $ 60.00. Total $ 771.75. $ 771.75. Total. $ 7'374.50. 58.

(70) Tabla 15: Precio unitario del bloque #4 estándar Santa Fe Unidad: m2 1. Materiales Tipo insumo bloque #4 estándar. Unidad Cantidad Desperdicio Precio un 15.36 0.10 $ 395.00. Total materiales 2. Mano de Obra Tipo. $ 6'673.92. Unidad Cantidad Desperdicio. Precio. Total mano de obra 3. Transporte Tipo insumo transporte bloque. Total $ 6'673.92. Total. $ 0.00. Unidad Cantidad Desperdicio un 15.36 0.05. Total transporte. Precio $ 50.00. Total $ 806.40. $ 806.40. Total. $ 7'480.32. 59.

(71) Tabla 16: Precio unitario del bloque #5 Santa Fe Unidad: m2 1. Materiales Tipo insumo bloque #5. Unidad Cantidad Desperdicio Precio un 12.25 0.10 $ 540.00. Total materiales 2. Mano de Obra Tipo. $ 7'276.50. Unidad Cantidad Desperdicio. Precio. Total mano de obra 3. Transporte Tipo insumo transporte bloque. Total $ 7'276.50. Total. $ 0.00. Unidad Cantidad Desperdicio un 12.25 0.05. Total transporte. Precio $ 65.00. Total $ 836.06. $ 836.06. Total. $ 8'112.56. 60.

(72) Tabla 17: Precio unitario del bloque #5 liso Santa Fe Unidad: m2 1. Materiales Tipo insumo bloque #5 liso. Unidad Cantidad Desperdicio Precio un 12.25 0.10 $ 540.00. Total materiales 2. Mano de Obra Tipo. $ 7'276.50. Unidad Cantidad Desperdicio. Precio. Total mano de obra 3. Transporte Tipo insumo transporte bloque. Total $ 7'276.50. Total. $ 0.00. Unidad Cantidad Desperdicio un 12.25 0.05. Total transporte. Precio $ 65.00. Total $ 836.06. $ 836.06. Total. $ 8'112.56. 61.

(73) Tabla 18: Precio unitario del bloque #5 estándar Santa Fe Unidad: m2 1. Materiales Tipo insumo bloque #5 estándar. Unidad Cantidad Desperdicio Precio un 15.36 0.10 $ 430.00. Total materiales 2. Mano de Obra Tipo. $ 7'265.28. Unidad Cantidad Desperdicio. Precio. Total mano de obra 3. Transporte Tipo insumo transporte bloque. Total $ 7'265.28. Total. $ 0.00. Unidad Cantidad Desperdicio un 15.36 0.05. Total transporte. Precio $ 60.00. Total $ 967.68. $ 967.68. Total. $ 8'232.96. 62.