Determinación de los esfuerzos últimos de la Guadua Angustifolia en la región andina de Colombia correlacionada con variables de clima

espanolDuring 2010, Colombian seismic-resistant regulation for construction (NSR-10) established the design procedure using the admissible load method to use Guadua Angustifolia Kunth as a construction material. At the Colombian Andean region, there are a large number of Guadua forests. However, the geographical and environmental conditions (e.g. temperature, rainfall, height above sea level, etc.) limits its exploitation as a construction material. Moreover, these forests are mainly found at remote locations with difficult access, not only making its physical and mechanical properties greatly scattered but also increasing the costs related to identifying its strength for structural applications. As a direct consequence, the necessity of a simplified system that ease the estimation of these properties emerges, not only to foster on-field testing but also to reduce transport and laboratory testing costs. This doctoral thesis proposes one solution to determine the mechanical properties of the Guadua Angustifolia Kunth that grows at Colombian Andean region. For this, 2917 laboratory tests were done to relate variables such as the origin, temperature and rainfall, and the stem diameter and thickness. From this first part of the study, mechanical strength properties of the guadua such as tension, compression, shear and bending were determined with the help of statistical filters to eliminate the abnormal data from tests. Then, all this data was used to statistically model the relationship within the variables and the mechanical strength. The goal of these models is to predict mechanical ultimate strength at the field without doing physical extraction or mechanical tests. These models will enable scientists, architects and, in general, anyone in the construction sector to easily estimate the guadua's mechanical properties in a cheaper, accurate and efficient manner. espanolEn el ano 2010, el Reglamento colombiano de construccion sismoresistente (NSR-10) establecio el procedimiento de diseno basado en el metodo de los esfuerzos admisibles para utilizar la Guadua angustifolia Kunth como material de construccion. En la region Andina de Colombia hay gran presencia de bosques naturales de Guadua. Sin embargo, las condiciones geograficas y ambientales (temperatura, pluviosidad, altura sobre el nivel del mar, etc.) dificultan el aprovechamiento de este material para la construccion. Mas aun, su localizacion se encuentra principalmente en lugares de dificil acceso, generando, ademas de una gran dispersion en sus propiedades fisico mecanicas, grandes costes economicos asociados a la caracterizacion mecanica del material para su uso en aplicaciones estructurales. Por ello, nace la necesidad de plantear un sistema simplificado que permita estimar las propiedades mecanicas de la Guadua, que se pueda ejecutar en cualquier lugar remoto y que tambien reduzca los costes asociados al transporte de muestras y pruebas de laboratorio. Esta tesis doctoral propone una metodologia que permite determinar las caracteristicas mecanicas de la Guadua angustifolia que crece en la region Andina de Colombia. Se ha llevado a cabo una amplia campana experimental donde se realizaron 2917 ensayos de laboratorio que tuvieron en cuenta variables como la procedencia, la temperatura y la pluviosidad, asi como el diametro y espesor de pared del tallo. Con ayuda de analisis estadisticos que permitieron eliminar los datos atipicos obtenidos de los ensayos, se han evaluado las propiedades mecanicas de la Guadua: resistencia a traccion, compresion, corte y flexion. Dichas variables se han correlacionado mediante modelos estadisticos para asi determinar su relacion con los esfuerzos mecanicos resultantes de la campana experimental. Estos modelos estadisticos, basados y calibrados con multitud de datos experimentales, han perseguido la prediccion de los valores de esfuerzo ultimos del material antes de su extraccion en el bosque y directamente desde un trabajo sencillo de campo. Los resultados y conclusiones alcanzadas en esta tesis doctoral seran de gran utilidad para cientificos, arquitectos, ingenieros y constructores en general, ya que permitiran estimar propiedades de la Guadua de una manera economica, precisa y rapida.