Efecto de la altura de culmo y presencia de nudos en las propiedades mecánicas del bambú Otatea fimbriata sondesrt, especie nativa del sur de México

Alberto  Muciño-Vélez; Herwing  Zeth López-Calvo; Cesar Armando  Guillén-Guillén; Elia Mercedes  Alonso-Guzmán; Héctor Daniel  Llaven-José

doi:10.3989/ic.81403

Authors

Alberto Muciño-Vélez Laboratorio de Materiales y Sistemas Estructurales (LMSE), Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Investigaciones en Arquitectura, Urbanismo y Paisaje (CIAUP), Facultad de Arquitectura https://orcid.org/0000-0002-6386-0249
Herwing Zeth López-Calvo Cuerpo Académico Tecnología y Sustentabilidad, Maestría en Ciencias de la Construcción, Facultad de Arquitectura 5 de mayo, Universidad Autónoma Benito Juárez de Oaxaca https://orcid.org/0000-0001-6058-0981
Cesar Armando Guillén-Guillén Laboratorio de Materiales y Sistemas Estructurales (LMSE), Universidad Nacional Autónoma de México, Centro de Investigaciones en Arquitectura, Urbanismo y Paisaje (CIAUP), Facultad de Arquitectura https://orcid.org/0000-0002-2596-6122
Elia Mercedes Alonso-Guzmán Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo (FIC-UMSNH) https://orcid.org/0000-0002-8502-4313
Héctor Daniel Llaven-José Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas https://orcid.org/0000-0001-5237-1629

DOI:

https://doi.org/10.3989/ic.81403

Keywords:

bamboo, mechanical properties, culm height, node effect, building material

Abstract

The bamboo species Otatea fimbriata Sonderst is endemic to the town of Suchiapa Chiapas, Mexico and is proposed as a constructive resource for rural housing. To determine its use, averages of compression parallel to the fiber, resistance to bending and tension are reported considering standardized norms. The effect of height and presence of knots was studied in the lower, middle, and upper sections. The results revealed a non-significant effect on its compression and tension properties due to the presence of knots in the different sections of the culm, except in flexural strength. The results show that the bamboo species Otatea F. S., complies with similar or superior mechanical properties when obtaining 49.6 MPa in compression and 110 MPa in tension, compared to what was reported in Guadua angustifolia: 108 MPa in tension, 43.6 in compression. The bending results are 58.47 MPa, which resulted from that reported in G. angustifolia, however, the wall thickness of the Otatea F. S. is 8.6 mm while the G. angustifolia reaches up to 40 mm of wall thickness. It is concluded that the Otatea F. S. has potential for its use in the formation of construction elements.

Downloads

Download data is not yet available.

References

(1) Riquelme, M. Á. B., González, M. Á., Acosta, J. L. (2009). El cultivo del Bambú y sus beneficios al medio ambiente. Agricultura Orgánica, 37-38.

(2) Rodríguez, R.M., Galicia, L., Sánchez, W., Gómez, L., Zarco, A., Ceccon, E. (2009). Usos actuales, distribución potencial y etnolingüística del bambú leñoso en México. Tradiciones transformaciones en Etnobotánica, 355-363. http://scifunam.fisica.unam.mx/mir/el/marinacapitulodelibroRodriguez.pdf.

(3) Ordóñez-Candelaria, V.R., Bárcenas-Pazos, G.M. (2014). Propiedades físicas y mecánicas de tres especies de guaduas mexicanas (Guadua aculeata, Guadua amplexifolia y Guadua velutina). Madera y bosques, 20(2), 111-125. http://www.scielo.org.mx/pdf/mb/v20n2/v20n2a10.pdf. https://doi.org/10.21829/myb.2014.202168

(4)Candelaria, V.R.O. (1999). Perspectivas del bambú para la construcción en México. Madera y Bosques, 5(1), 3-12. https://www.redalyc.org/pdf/617/61750102.pdf. https://doi.org/10.21829/myb.1999.511350

(5) Cortés Rodríguez, G. (2000). Los bambúes nativos de México. Biodiversitas, 30, 12-15.

(6) Cedeño Valdiviezo, A., Irigoyen Castillo, J. (2011). El bambú en México. Usjt. Arq. Urb (Brasil), 6, 223-243. https://revistaarqurb.com.br/arqurb/article/download/317/287.

(7) Moreno, M.E.N.D., Jakob, S.I.B. (2012). El aprovechamiento del bambú para impulsar el desarrollo económico sustentable en México. Observatorio de la Economía Latinoamericana, 176. https://www.eumed.net/cursecon/ecolat/mx/2012/desarrollo-economico-sustentable-mexico.pdf.

(8) Instituto de Ecología (2013). Usos del bambú. Gobierno de México. (En línea, último acceso: 6-3-2018): http://www.inecol.mx/inecol/index.php/es/bienesmuebles-inmuebles/17-cienciahoy/137-usos-del-bambu.

(9) Osorio, A.F.C., Espinosa, W.J.E. (2012). Resistencia a la compresión paralela a la fibra y determinación del módulo de elasticidad de la Guadua angustifolia del municipio de Pitalito-Huila (Trabajo de Grado). Universidad Surcolombiana, Colombia. http://www.usmp.edu.pe/centro_bambu_peru/pdf/Capera_Erazo_Trabajo_grado_USCO.pdf.

(10) Tam, C.P.T., González, C.E. (2007). Resistencia a la compresión paralela a la fibra de la Guadua angustifolia y determinación del módulo de elasticidad. Ingeniería y Universidad, 11(1), 89-104. https://dialnet.unirioja.es/descarga/articulo/2343080.pdf.

(11) Zaragoza-Hernández, I., Ordóñez-Candelaria, V.R., Bárcenas-Pazos, G.M., Borja-de la Rosa, A.M., Zamudio-Sánchez, F.J. (2015). Propiedades físico-mecánicas de una guadua mexicana (Guadua Aculeata). Maderas. Ciencia y Tecnología, 17(3), 505-516. https://doi.org/10.4067/S0718-221X2015005000045

(12) Mejia-Saulés, M. (2016). Colección nacional de bambúes nativos de México: Su contribución al conocimiento científico y tecnológico, de 1er Congreso de Bambú, Conocimiento, aplicaciones y oportunidades del bambú., México, 2016. https://1ercongresobambu.files.wordpress.com/2017/02/teresa-mejc3ada-coleccic3b3n-nacional-de-bambc3baes-nativos-de-mc3a9xico.pdf.

(13) INECOL (2018). Los bambúes en el siglo XXI: Diversidad, especies útiles y conservación, de 11th World Bamboo Congress proceedings, Xalapa, México, 2018. https://www.inecol.mx/inecol/index.php/es/2017-06-26-16-35-48/17-ciencia-hoy/518-los-bambues-de-mexico-en-el-siglo-xxi.

(14) Comisión Nacional Forestal (CONAFOR), (2002). Manual para la construcción Sustentable con Bambú. (En línea- último acceso: 6-3-2018). https://www.conafor.gob.mx/biblioteca/documentos/MANUAL_PARA_LA_CONSTRUCCION_SUSTENTABLE_CON_BAMBU.PDF.

(15) Rodríguez, G.C. (2015). Claves morfológicas de los géneros y especies de bambúes (Poaceae: Bambusoideae) de México. Phytotaxa, 236(1), 001-024.

(16) Mercedes, J.R. (2006). Guía Técnica Cultivo del Bambú. Santo Domingo, República Dominicana: CEDAF, 38. http://190.167.99.25/digital/bambu.pdf.

(17) Montiel-Longhi, M. (1998). Cultivo y uso del bambú en el neotrópico. Revista de Biología Tropical, 46(3), 11-18.

(18)Arista-González, G., Cataño-Barrera, A., Ortiz-Ramírez, R. (2014). Exploración de nuevas especies de bambú y su aplicación en el campo de la construcción, de Memorias de las Asambleas Nacionales. ASINEA, Guanajuato.

(19) Correal D, JF, Arbeláez C.J. (2010). Influencia de la edad y la altura sobre las propiedades mecánicas del bambú Guadua angustifolia de Colombia. Maderas Ciencia y Tecnología, 12(2), 105-113. https://doi.org/10.4067/S0718-221X2010000200005

(20) Gauss, C., Savastano Jr, H., Harries, K.A. (2019). Uso de métodos de prueba mecánicos ISO 22157 y caracterización del bambú brasileño P. Edulis. Construcción y Materiales de Construcción, 228, 116728. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116728

(21) Aponte, A.F.G. (2016). Caracterización físico-mecánica de la guadua en el municipio de Guaduas-Cundinamarca (Magíster en Construcción). Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia. https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/handle/unal/57630/1010187540.2016.pdf?sequence=1.

(22) Jakovljević, S., Lisjak, D. (2019). Investigación sobre los efectos de la humedad en las propiedades mecánicas y físicas del bambú. Construcción y materiales de construcción, 194, 386-396.

(23) Xu, Q., Harries, K., Li, X., Liu, Q., Gottron, J. (2014). Propiedades mecánicas del bambú estructural después de la inmersión en agua. Estructuras de Ingeniería, 81, 230-239.

(24) Hidalgo-López, O. (1981). Manual de construcción con bambú. Colombia. Universidad Nacional de Colombia, Estudios Técnicos Colombianos LTDA Editores.

(25) International Organization for Standardization (2004). ISO 2004a. Bamboo - Determination of physical and mechanical properties - Part 1: Requirements. ISO/TR 22157-1. ISO, Switzerland.

(26) International Organization for Standardization (2004). ISO. 2004b. Bamboo-Determination of physical and mechanical properties -Part 2: Laboratory manual. ISO/TR 22157-2. ISO, Switzerland.

(27) Chung, K.F., Yu, W.K. (2002). Propiedades mecánicas del bambú estructural para andamios de bambú. Estructuras de Ingeniería, 24 (4), 429-442.

(28) Hao, H., Tam, LH, Lu, Y., Lau, D. (2018). Un estudio atomístico sobre el comportamiento mecánico de los constituyentes de la pared celular del bambú. Compuestos Parte B: Ingeniería, 151, 222-231. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2018.05.046

(29) Akinbade, Y., Harries, K.A., Flower, C.V., Nettleship, I., Papadopoulos, C., Platt, S. (2019). Comportamiento mecánico del bambú a través de paredes de culmo. Construcción y Materiales de Construcción, 216, 485-495. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.04.214

(30) Hu, D., Song, B., Dang, L., Zhang, Z. (2018). Efecto de la velocidad de deformación sobre las propiedades mecánicas del material de bambú en condiciones de carga cuasiestática y dinámica. Estructuras Compuestas, 200, 635-646.

(31) Maya Echeverry, J.M., Camargo García, J.C., Mosquera, O.M. (2017). Características de las cañas de Guadua según sitio y estado de madurez. Colombia Forestal, 20 (2), 180-190. https://doi.org/10.14483/udistrital.jour.colomb.for.2017.2.a06

(32) Core Team (2018). A Language and Environment for Statistical Computing. Foundation for Statistical Computing.

(33) Medrano, M.T.S., Mújica, J.A.E., Gutiérrez, R.S.R. (2016). El bambú como elemento estructural: la especie Guadua Amplexifolia. Nova Scientia, 8 (17), 657-677. https://doi.org/10.21640/ns.v8i17.451

(34) Moreno, L.A.C., Rojas, W.G.H., Junco, O.J.G. (2012). Caracterización de la Guadua Angustifolia Kunth cultivada en Miraflores (Boyacá) de acuerdo con la NSR-10. Facultad de Ingeniería, 21(33), 53-71. https://www.redalyc.org/pdf/4139/413940772006.pdf.

(35) Ciro Velásquez, H.J., Osorio Saraz, J.A., Vélez Restrepo, J.M. (2005). Determinación de la resistencia mecánica a tensión y cizalladura de la Guadua angustifolia Kunth. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín, 58(1), 2709-2715. http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttextpid=S0304-28472005000100010.

(36) Oka, G.M., Triwiyono, A., Awaludin, A., Siswosukarto, S. (2014). Efectos de la posición del nudo, entrenudo y altura sobre las propiedades mecánicas del bambú Gigantochloa atroviolacea. Ingeniería Procedia, 95, 31-37. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.12.162

(37) Molari, L., Mentrasti, L., Fabiani, M. (2020). Caracterización mecánica de cinco especies de bambú italiano. Estructuras, 24, 59-72. Elsevier. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2019.12.022

(38) Gauss, C., Savastano Jr, H. y Harries, KA (2019). Uso de métodos de prueba mecánicos ISO 22157 y caracterización del bambú brasileño P. Edulis. Construcción y Materiales de Construcción, 228, 116728. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116728

(39) Ghavami, K. (2005). Bambú como refuerzo en elementos de hormigón estructural. Compuestos de Cemento y Hormigón, 27 (6), 637-649.

(40) Richard, M.J., Harries, K.A. (2015). Sobre la flexión inherente en las pruebas de tensión del bambú. Ciencia y Tecnología de la Madera, 49(1), 99-119.