SEMINARIO – TALLER: “PROMOCION DE LA NORMATIVIDAD

PARA EL DISEÑO Y CONSTRUCCION DE EDIFICACIONES SEGURAS”

Norma E.100: Construcción de Viviendas en Bambú Ing. Isabel Moromi Nakata

EL BAMBU

Bambú es el nombre común, de origen indio, aplicado a todas las plantas arboriformes con tronco leñoso y forma de caña.

El género de las monocotiledóneas incluye la familia de las

gramíneas, la cual incluye a su vez la subfamilia de los bambúes. La literatura botánica da informaciones muy distintas sobre la cantidad de familias y especies de bambú. Lübke, 1967, señala unas 500, la American Bamboo Society unas 470 de las cuales 400 cultivadas en U.S.A.

Apenas emergen, se desarrollan con enorme velocidad: en 20 - 30 días la caña alcanza su altura máxima, para luego robustecerse. (Con un récord de 121 cm/día)

Dependiendo de la especie, la caña puede crecer no más de 30

cm de altura con un diámetro máximo de 2,5 cm o alcanzar en ciertas condiciones los 40 m de altura con diámetros de 5 a 12 cm y espesores de la pared del tronco de 1 cm. El crecimiento habitual es de 25 cm/día y cada brote que se asoma contiene ya en miniatura todos los nudos que tendrá la caña madura.

RECURSO NATURAL SOSTENIBLE

Sus propiedades y un crecimiento cuatro veces más rápido que el de los árboles lo convierten en un sustituto de la madera ecológico y sostenible

Su rápido crecimiento, permite obtener cosechas en 5 y 6

años, mientras que otras especies maderables requieren hasta cuatro veces más.

Hay unas 1.500 clases de bambú, lo que permite obtener a su vez productos de diferentes características y tonalidades.

La especie "Phyllostachys pubescens" o "bambú gigante" es

maderable en apenas 6 años, con una altura que alcanza hasta un máximo de 30 metros y una circunferencia que puede superar los 30 centímetros. Además, tras su recolección, se regenera sin necesidad de volver a plantarlo.

La Guadua angustifolia, es una las más recomendada para el

trópico, ya que es nativa, endémica de estas zonas, lo que implica que en Suramérica y Centroamérica su cultivo es ideal y de fácil desarrollo.

En una hectárea, en comparación con el pino, el bambú puede proveer de 2 a 5 veces más materia prima para la producción de papel, paneles de fibras, tablas, carbón vegetal y hasta parquet con una densidad superior a los 1000kg/m3.

Su densa red de raíces constituye un excelente estabilizador

de pendientes contra la erosión, y sus frondas crean un hábitat ideal para la microfauna.

Su rápido crecimiento lo convierte en un biofiltro ideal para

la fitodepuración de aguas contaminadas y la fijación de grandes cantidades de CO2 atmosférico.

El bambú es un protector del ambiente: es un procesador del dióxido de carbono (CO2) mucho más eficiente que la mayoría de los árboles del bosque tropical.

Estudios de la Unión Europea confirman que sus

requerimientos de agua son mínimos y que las raíces son una excelente protección contra los deslizamientos de tierra.

Se comprobó también durante los sismos de Colombia y

Costa Rica, que las casas construidas con Bambú tienen muy comportamiento.

Todas estas características, sumadas a que la Guadua se da casi en cualquier lugar, se reproduce rápidamente y es muy económico, hacen que el bambú surja como una solución real y factible para el desarrollo de comunidades y pueblos "ecológicos", que puedan apoyarse en el desarrollo sustentable y protegiendo el ambiente

Existe una gran variedad de productos generados a partir del bambú. En China se estima más de 5000 productos.

Más de 1 billón de personas viven en casas de bambú. En

Bangladesh es el 73% de sus habitantes y en Guayaquil, el 50%, alrededor de 1 millón.

USOS DEL BAMBU

VIVIENDAS, PUENTES

PISOS, MUEBLES

UTENSILIOS

La caña ha sido utilizada desde tiempos antiguos como material de construcción en muchos lugares del mundo.

En el Perú se han encontrado vestigios de su uso en ruinas

pre-hispánicas, existiendo una presencia importante en las construcciones coloniales y en la época republicana hasta mediados del siglo pasado.

BAMBU: Material de Construcción

En los años posteriores, la aparición y difusión de nuevos materiales fueron reemplazando los materiales tradicionales, especialmente en las áreas urbanas, quedando su uso restringido a zonas periféricas y rurales.

A partir de los años 70, se empieza a revalorar el uso de la caña como elemento de refuerzo para construcciones de adobe y como parte de sistemas mejorados de construcción con quincha.

Puesto de salud de quincha prefabricada construida a fines de los años 80 en Infantas- Lima

Asimismo, se va redescubriendo las posibilidades de utilización de la caña, considerando que es un recurso renovable, con posibilidades de ser aprovechado económicamente, ofreciendo además un material alternativo de construcción accesible a la población de menores recursos

ESTUDIOS Y ENSAYOS

Según Stöckel, la resistencia a tracción de las fibras que corren paralelamente al eje de la caña alcanza los 4000 kg/cm2.

Para entender el orden de magnitud de esta cifra,

recordemos que la madera para construcción no supera los 500 kg/cm2, el acero de obra resiste hasta 4200 kg/cm2 y las fibras de vidrio alcanzan los 7000 kg/cm2.

RESISTENCIA AL FUEGO

La corteza del bambú tiene un alto contenido de silicio, lo cual le confiere interesantes propiedades de resistencia al fuego.

Las primeras pruebas sobre su resistencia al fuego remontan a los años

80 del siglo pasado y fueron realizadas por el Institut für leichte Flächentragwerke de la Universidad de Stuttgart – Alemania donde se certificó que el bambú es un material combustible retardante de la llama.

En España cumple con las normas del nuevo CTE (Código Técnico de

la Edificación) sus certificados de reacción al fuego según la norma UNE EN 13501 lo clasifican con categoría Cfl-S1 y por lo tanto como material apto incluso para edificios públicos.

PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS

OTROS ESTUDIOS

Estudios realizados en otros países reportan resistencia a la compresión de la caña de bambú entre 360 kg/cm2 y 465 Kg/cm2 dependiendo del contenido de humedad y de la presencia de nodos.

La resistencia a la tracción varía entre 1100 kg/cm2 y 1370 kg/cm2 dependiendo igualmente de los mismos factores. El módulo de rotura en el ensayo de flexión varía entre 883 y 1142 kg/cm2 y el módulo de elasticidad entre 84,000 a 110,000 kg/cm2

La resistencia al corte paralela a la fibra se estima en 8% de la resistencia a la compresión, razón por la cual la falla en el ensayo a la flexión ocurre frecuentemente por corte horizontal. Los resultados de estos estudios muestran que el moso bambú existente en Japón es similar al bambú gigante existente en Carolina del Sur, Estados Unidos.

ESTUDIO DE VARIAS ESPECIES DE CAÑA

Lugar Características Marca Tumbes Caña carrizo (2.1, 2.2) 2 Tarapoto Guadua angustifolia variedad bicolor (5.2, 5.3) 5 Tarapoto Guadua angustifolia común o kunt (6.1, 7.1, 8.1) 6 Moy./Rioja Guadua angustifolia variedad bicolor (11.1, 11.2) 11 Moy./Rioja Guadua angustifolia común o kunt (12.1, 12.2) 12

DENSIDAD Y CONTENIDO DE HUMEDAD Ensayo: Densidad y Contenido de Humedad

Normas de Referencia:Inbar. Standard for determination of Physical and Mechanical properties

of Bamboo; ISO/TC 165 2001

Temperatura:27º % H: 75

Procedencia Marca N° Densidad

muestras % SD CV Seca SD CV

promedio

(%) (kg/m3) (%)

Tumbes 2 11 14.43 0.53 3.64 443.08 39.80 8.98

Tarapoto 5 5 12.19 0.59 4.87 483.30 22.00 4.55

Tarapoto 6 9 14.21 0.34 2.38 440.01 34.43 7.83

Moyobamba/Rioja 11 11 14.43 0.29 1.98 414.16 56.39 13.62

Moyobamba/Rioja 12 4 16.45 0.87 5.30 664.70 12.36 1.86

CONTENIDO DE HUMEDAD DENSIDAD

ENSAYO DE COMPRESIÓN

Laboratorio N° 1 de Ensayo de Materiales

Universidad Nacional de Ingenieria FC 1.00

Ensayo: Compresión FT 1.00

Normas de Referencia:Inbar. Standard for determination of Physical and Mechanical properties FS 1.60

of Bamboo; ISO/TC 165 2001 FDC 1.25

Temperatura: 27º % H: 75

Procedencia Marca N° Ultimo esf. Valor al Esfuerzo Modulo de Valor al

muestrascompresion SD CV 5% del Admisible Elasticidad SD CV 5% del (%) SD CV

promedio limite de compresion promedio limite de

(kg/cm2) (%) exclusión (kg/cm2) (kg/cm2) (%) exclusión (%)

Tumbes 2 9 842.12 150.10 17.82 615.80 307.90 121885.74 28262.22 23.19 91620.63 15.07 0.35 2.30

Tarapoto 5 10 728.52 249.76 34.28 502.24 251.12 77551.62 29476.37 38.01 46805.12 14.67 0.12 0.80

Tarapoto 6 8 910.34 324.91 35.69 416.72 208.36 129624.13 48076.61 37.09 62172.67 14.57 0.38 2.63

Moyobamba/Rioja 11 13 446.85 155.42 34.78 251.04 125.52 54039.20 17522.34 32.43 35799.79 14.92 0.34 2.27

Moyobamba/Rioja 12 4 591.86 130.84 22.11 497.47 248.73 69242.21 26179.38 37.81 44323.31 14.82 0.80 5.37

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN MODULO DE ELASTICIDAD CONTENIDO DE HUMEDAD

0

250

500

750

1000

1250

1500

1750

2000

2250

2500

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

Deformación (mm)

Carg

a (

Kg

)

ENSAYO DE FLEXIÓN

Laboratorio N° 1 de Ensayo de Materiales FC 0.80

Universidad Nacional de Ingenieria FT 0.90

Ensayo: Flexión FS 2.00

Normas de Referencia:Inbar. Standard for determination of Physical and Mechanical properties FDC 1.15

of Bamboo; ISO/TC 165 2001

Temperatura: 27º % H: 75

Procedencia Marca

N°

mues

tras

Resist. a la

tracción

por flexión

promedio

SD CV

Valor al

5% del

limite de

exclusió

n

Esfuerzo

admisible

por flexion

Módulo de

elasticidad

promedio

Desviació

n

Estándar

(δ)

coeficie

nte de

variabili

dad

Valor al 5%

del limite

de

exclusión

( Kg/cm² ) (%) ( Kg/cm² ) ( Kg/cm² ) (%)

Tumbes 2 5 398.94 169.23 42.42 242.90 76.04 5812.68 2983.57 51.33 2261.35

Tarapoto 5 10 446.24 197.92 44.35 199.40 62.42 4577.29 1995.11 43.59 1941.70

Tarapoto 6 7 542.20 261.87 48.30 166.64 52.17 7489.21 4464.17 59.61 2183.69

Moyobamba/Rioja11 7 248.23 118.32 47.66 128.93 40.36 3626.37 1954.63 53.90 1954.72

Moyobamba/Rioja12 5 574.79 112.86 19.63 430.62 134.80 6135.92 2046.06 33.35 3809.78

MODULO DE ELASTICIDADRESISTENCIA A LA FLEXIÓN

ENSAYO DE TRACCIÓN

Laboratorio N° 1 de Ensayo de Materiales FC 0.80

Universidad Nacional de Ingenieria FT 0.90

Ensayo: Tracción FS 2.00

Normas de Referencia:Inbar. Standard for determination of Physical and Mechanical properties FDC 1.15

of Bamboo; ISO/TC 165 2001

Temperatura: 27º % H: 75

Procedencia Marca N° Ult. Esfuerzo Valor al Esfuerzo Modulo de Valor al

muestrasde traccion SD CV 5% del Admisible Elasticidad SD CV 5% del % SD CV

promedio limite de traccion promedio limite de

(kg/cm2) (%) exclusión (kg/cm2) (kg/cm2) (%) exclusión (%)

Tumbes 2 15 750.76 114.49 15.25 593.75 185.87 13213.46 3429.52 25.95 7926.42 14.99 0.60 4.00

Tarapoto 5 25 652.71 183.66 28.14 232.13 72.67 14206.57 3271.36 23.03 9789.68 15.03 0.61 4.08

Tarapoto 6 21 443.40 143.63 32.39 257.29 80.54 9160.71 2810.83 30.68 5367.44 14.50 0.44 3.05

Moyobamba/Rioja 11 21 553.86 262.36 47.37 170.45 53.36 14455.28 2749.62 19.02 9189.43 14.82 0.43 2.93

Moyobamba/Rioja 12 19 811.62 157.86 19.45 592.99 185.63 18448.49 6193.30 33.57 11677.22 15.27 1.12 7.33

CONTENIDO DE HUMEDADMODULO DE ELASTICIDADRESISTENCIA A LA TRACCIÓN

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 18.0 20.0

Deformación (mm)

Ca

rga

(K

g)

ENSAYO DE CORTE

Laboratorio N° 1 de Ensayo de Materiales FC 1.00

Universidad Nacional de Ingenieria FT 1.00

Ensayo: Corte FS 4.00

Normas de Referencia:Inbar. Standard for determination of Physical and Mechanical properties FDC 1.00

of Bamboo; ISO/TC 165 2001

Temperatura: 27º % H: 75

Procedencia Marca N° Ultimo esf. Valor al Esfuerzo

muestras Corte SD CV 5% del Admisible % SD CV

promedio limite de corte

(kg/cm2) (%) exclusión (kg/cm2) (%)

Tumbes 2 22 75.90 18.47 24.34 51.35 12.84 11.38 0.56 4.88

Tarapoto 5 22 97.48 32.00 32.83 55.79 13.95 11.67 0.81 6.96

Tarapoto 6 27 83.84 34.21 40.81 33.58 8.39 11.70 0.77 6.60

Moyobamba/Rioja11 31 143.04 51.42 35.95 82.84 20.71 11.40 0.35 3.11

Moyobamba/Rioja12 32 112.99 63.48 56.18 45.39 11.35 11.66 0.78 6.73

CONTENIDO DE HUMEDADRESISTENCIA AL CORTE

COMPARACIÓN DE ESFUERZOS ADMISIBLES PROPUESTOS

Información de referencia Ensayos UNI

Ensayo f Prom. (MPa)

Adm. (MPa)

Promedio (MPa)

Admisible (MPa)

Tracción 0.75 53.5 26.4 40 - 80 (140)

5 - 18

Compresión 0.5 43.9 14.0 40 - 91 12 - 25

Flexión 0.48 15.0 25 - 57 4 - 13

Corte 0.25 6.9 1.1 8 - 14 1.1 - 2

NORMALIZACION

Reference number of committee draft: ISO/TC 165/ N 313 Date: 2001-11-21 Reference number of document: ISO/DIS –22156 Committee identification: ISO/TC 165/WG 9 Secretariat: SCC Bamboo Structural Design Document type: International standard Document subtype: Draft International Standard November 2001 Document stage: (30.99) CD approved for registration as DIS Document language: E Titre — Titre — Partie n: Titre de la partie Bambou – design pour usage structurel

Reference number of committee draft: ISO/TC165N314 Date: 2001-11-28 Reference number of document: ISO/DIS- 22157 Committee identification: ISO/TC 165/WG9 Secretariat: SCC

Determination of physical and mechanical properties of bamboo Titre — Titre — Partie n: Titre de la partie

Détermination des propriétés physiques et mécaniques du bambou

Reference number of working document: ISO/TC 165 N315 Date: 2001-12-07

Reference number of document: Committee identification: ISO/TC 165/WG 9

Secretariat: SCC

Laboratory Manual on Testing Methods for Determination of physical and mechanical properties of bamboo Rapport Laboratoire d'Essai pour Détermination des propriétés physiques et mécaniques du bambou

NORMA PERUANA

GENERALIDADES OBJETO CAMPO DE APLICACIÓN REFERENCIAS NORMATIVAS GLOSARIO CONSIDERACIONES PRELIMINARES MATERIALES

•ANALISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL 1. METODO DE ANALISIS 2. METODO DE DISEÑO 3. CARGAS 4. ESFUERZOS ADMISIBLES 5. MODULO DE ELASTICIDAD 6. DISEÑO DE ELEMENTOS EN FLEXION 7. DISEÑO DE ELEMENTOS EN TRACCION Y FLEXO

TRACCION 8. DISEÑO DE ELEMENTOS EN COMPRESION Y FLEXO

COMPRESION 9. DISEÑO DE MUROS DE CORTE 10. DISEÑO DE ARMADURAS 11. DISEÑO DE UNIONES

•PROCESO CONSTRUCTIVO 1. CIMENTACION, SOBRECIMIENTOS, LOSAS Y PISOS 2. UNIONES ENTRE ELEMENTOS ROLLIZOS DE

BAMBÚ 3. ELEMENTOS VERTICALES 4. ELEMENTOS HORIZONTALES 5. UNIONES DE ACUERDO A LA FUNCIÓN 6. CUBIERTA 7. INSTALACIONES

•MANTENIMIENTO •CRITERIOS DE PROTECCION

CONSTRUCCIONES CON BAMBU