2. MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

Los principales materiales de construcción para la estructura del pabellón de ZERI son la Guadua Angustifolia, madera (Aliso), Acero de construcción y hormigón. La madera arboloco y la variedad del bamboo chusque tienen la importancia secundaria. Los materiales de construcción acero y hormigón es material reglamentados de construcción, pero para los demás materiales faltan todavía los conocimientos comprobados.
Por esta razón se hicieron ensayos en la entidad para lso ensayos de materiales de construcción en Stuttgart/Alemania para determinar las siguientes características:
- características mecánicas de la Guadua Angustifolia (tabla 1)
- características mecánicas de la madera Aliso (Alnus Acuminata) (Fig 7)
- estabilidad de las uniones de los tallos de la guadua con el mortero inyectado y acero (figura 8)

2.1 Bamboo Guadua Angustifolia

La planta del bamboo es un pasto gigante con un crecimiento muy rápido. En la literatura se encuentra enorme cantidad de las variedades del bamboo. Muchas veces está indicado que alrededor del mundo existen más de 500 diferentes variedades del bamboo. En Suramérica se utiliza la variedad Guadua Angustifolia como material de construcción para viviendas.

Tabla I Valores característicos de la Guadua angustifolia Kunth ahumado específicamente de la zona cafetera Colombiano.
Finca ..... Don Gabriel German Londoño Pereira Colombia.
Instituto FMPH Dr.Aicher Stuttgart/Alemania
Modulo de elasticidad (compresión || la fibra) = 18 400 N/mm2
Modulo de elasticidad (flexión) = 17 800 N/mm2
Modulo de elasticidad (tracción || la fibra) = 20 700 N/mm2
ßD (compresión || la fibra, _=10) = 56 N/mm2
ßd (compresión || la fibra, _=56) = 39 N/mm2
ßd (compresión || la fibra, _=86) = 27 N/mm2
ßb (flexión) = 74 N/mm2
ßT (cortante) = 4,3 N/mm2
ßz (cortante || la fibra) > 95 N/mm2

La guadua crece desde un sistema radial parecido a una red y alcanza en tan solo un año su plena altura de 20-25 metros. Después se madura. A partir del tercer año hasta los seis años se puede cosechar la guadua y utilizarla para construcciones. La forma natural de los tallos es ligeramente cónico. El diámetro del tallo y el espesor de la pared disminuyen hacia arriba. Para el pabellón de Hannover/Alemania se utilizaron los tallos de la guadua con un diámetro entre 10 y 14 centímetros y con un espesor de pared entre 11 y 20 milímetros.
En la entidad para ensayos de materiales de construcciones de Stuttgart/Alemania se ensayaron los tallos enteros y se determinaron los valores promedios. (Tabla I)
Los tallos de la guadua muestran un buen comportamiento de estabilidad en el ensayo de compresión. Las paredes no se doblan bruscamente y no abollan.
En los ensayos de flexión la falla más frecuente era la rotura por cizallamento. Estas fallas fueron favorecidas por las fisuras del secado paralelas al eje del tallo.
Por esta razón en las áreas de altas fuerzas de cizalladura los cañutos entre los nudos fueron rellenados con mortero inyectado. En el caso de la falla por cizalladura en el peor caso siempre queda la estabilidad restante de dos áreas de sección. Cuando no había las fisuras, la capacidad de la estabilidad de flexión alcanzaba aproximadamente 95 N/mm2

2.2 MADERA ALISO (ALNUS ACUMINATA)

El árbol Aliso (Alnus Acuminata) se da en Suramérica en las alturas entre 2000 y 3000 metros sobre el nivel del mar. En el pabellón de Hannover se utilizaron troncos enteros de un diámetro de 17-22 centímetros. Como en Colombia no hay marcada estaciones del año, no están distinguibles los anillos anuales del árbol. En la entidad para los ensayos de construcciones se ensayaron muestras rollizas y escuadradas. Por causa de la revibración (torcedura) de la madera, se presentaron en las secciones de la muestra escuadrada los valores de resistencia equivalentes a la clase NHS7 en la clasificación alemana, se observó una ruptura brusca. En las secciones de rollizos la resistencia se aumentó considerablemente y también se demostró un buen comportamiento de la estabilidad. Para el dimensionamiento se podría reglamentarlo al igual que la madera de la clase NHS10 en la clasificación alemana (sin embargo sin el recargo para la sección de rollizo).

2.3 UNIONES

Los puntos nodales y las uniones de tallos de la guadua se realiza con las piezas de acero y la inyección de mortero en los cañutos de la guadua (figura 8) las uniones se transmiten en primer línea las fuerzas de la tracción.
Se diferencia entre dos diferentes tipos de uniones:

Tipo A ­ Varillas roscadas embebidas en mortero

Tipo B ­ Planchas laterales de acero y pernos embebidos en mortero

La estabilidad de las uniones se investigó en Bogotá / Colombia en la Universidad en el marco de una tesis. Sin embargo en ese trabajo no está mencionado el receptor del mortero y tampoco hay datos sobre el comportamiento de la deformación de las uniones bajo cargas.
Los ensayos que se realizaron en la entidad alemana para los ensayos de materiales de construcción demostraron que ambos tipos de uniones tienen el comportamiento casi dúctil en la zona superior de las cargas.
En la unión del tipo A (Varillas roscadas y 2 o 3 canutos rellenos de mortero) ni siquiera se notó un deslizamiento inicial. La falla se mostró por una rajadura del tallo de la guadua en el punto de la salida de la varilla. Con una abrazadera adecuada puesta al final del tallo se aumenta la estabilidad. En promedio se alcanzaron valores de la estabilidad de tracción de 70 KN (7 toneladas).
La unión del Tipo B (planchas laterales de acero, perno y 2 o 3 cañutos rellenos de mortero) mostró un deslizamiento inicial de aproximadamente 1,5 mm. Pero también resultó resistiendo en un promedio a 140 KN (14 toneladas) La falla se manifestaba por el extremo ensanchamiento del agujero en la plancha de acero y por rajadura del tallo de la guadua.

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