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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 2016 Compuesto a base de resina poliéster y fibras naturales como Compuesto a base de resina poliéster y fibras naturales como relleno en conexión empernada solicitada a cizalladura doble relleno en conexión empernada solicitada a cizalladura doble Luis Fernando Arias Guzmán Universidad de La Salle, Bogotá Osthailyd Bautista Areiza Universidad de La Salle, Bogotá Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil Part of the Civil Engineering Commons Citación recomendada Citación recomendada Arias Guzmán, L. F., & Bautista Areiza, O. (2016). Compuesto a base de resina poliéster y fibras naturales como relleno en conexión empernada solicitada a cizalladura doble. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/ing_civil/55 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Facultad de Ingeniería at Ciencia Unisalle. It has been accepted for inclusion in Ingeniería Civil by an authorized administrator of Ciencia Unisalle. 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FABIÁN AUGUSTO LAMUS BÁEZ FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL BOGOTA D.C 2016 3 Agradecimientos Los autores Luis Fernando Arias Guzmán y Osthailyd Bautista expresan su agradecimiento a: Ingeniero Fabián Augusto Lamus Báez, director del trabajo de investigación, por su colaboración y apoyo prestado durante toda la investigación. Al programa de Ingeniería Civil, por su colaboración y apoyo durante toda nuestra carrera. 4 Contenido 1 Objetivos ............................................... 14 1.1 Objetivo general .................................... 14 1.2 Objetivos específicos ............................... 14 2 ANTECEDENTES ............................................ 15 3 MARCO TEORICO ........................................... 31 4 MATERIALES .............................................. 41 4.1 Guadua Angustifolia Kunth: .......................... 41 4.1.1 Ensayos de caracterización: ...................... 41 4.2 Material de relleno de probetas ..................... 67 4.2.1 Fique ............................................ 68 4.2.2 Resina poliéster ................................. 69 4.2.3 Trozos de Guadua ................................. 72 4.2.3 Ensayos de caracterización de Compuesto usado como relleno. ............................................... 72 4.4 Pernos .............................................. 79 4.4.1 Ensayos de caracterización de pernos. ............ 80 4.5 Tuercas, arandelas y suplementos .................... 84 5 METODOLOGÍA ............................................. 86 5.1Probetas en extremos a compresión .................... 86 5.1.1 Descripción del Montaje: ......................... 86 5.1.2 Descripción del ensayo. .......................... 88 5.1.3 Elaboración de probetas: ......................... 89 6 ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................. 95 6.1 Análisis visual ..................................... 95 6.1.1 Mecanismos de falla .............................. 95 6.2 Análisis gráfico ................................... 105 6.2.1 influencia del diámetro externo de la Guadua. ... 105 6.2.2 Influencia del espesor de pared de la Guadua. ... 110 5 6.2.3 Influencia del área de contacto ................. 114 6.2.4 Influencia del diámetro del perno. .............. 115 6.2.5 Comparación con los valores propuestos por el reglamento NSR-10 ..................................... 119 7 CONCLUSIONES ........................................... 124 8 RECOMENDACIONES ........................................ 127 9 BIBLIOGRAFÍA ........................................... 128 6 Lista de tablas Tabla 1.Takeuchi, Duarte & Erazo. 2013. Comparación. Valores característicos en elementos solicitados a compresión paralela (tabla 6). ....................................... 17 Tabla 2. Lamus, Plazas & Luna. 2015. Resultados de ensayos de caracterización de la Guadua Angustifolia. [Tabla 1]. ..... 20 Tabla 3. González, Giraldo & Torres. 2013. Resultados promedios del ensayo a compresión paralela y perpendicular a la fibra, en canutos de Guadua angustifolia Kunth. [Tabla 1]. .......................................................... 27 Tabla 4.NSR 10. Cargas admisibles para uniones empernadas con doble cizallamiento. [Tabla G.12.11-2]. ................... 35 Tabla 5. Resultados de resistencia a compresión paralela a la fibra. .................................................... 44 Tabla 6. Comparación de resultados de resistencia a compresión paralela a la fibra ............................ 45 Tabla 7.Resultados de resistencia a compresión perpendicular a la fibra de la Guadua. .................................. 49 Tabla 8. Comparación resultados de resistencia a compresión perpendicular a la fibra de la Guadua. .................... 50 Tabla 9. Resultados de resistencia a tracción paralela a la fibra de la Guadua. ....................................... 55 Tabla 10. Comparación de resistencia a tracción paralela a la fibra de la Guadua. ....................................... 55 Tabla 11. Resultados de resistencia a la tracción perpendicular a la fibra de la Guadua. .................... 60 Tabla 12. Comparación de resistencia a tracción perpendicular a la fibra de la Guadua. .................................. 60 Tabla 13. Contenidos de humedad en ensayos. ............... 61 Tabla 14. Resultados de resistencia al corte paralelo a la fibra de la Guadua para probetas con nudo. ................ 66 7 Tabla 15. Resultados de resistencia al corte paralelo a la fibra de la Guadua para probetas sin nudo. ................ 66 Tabla 16. Comparación resultados de resistencia al corte paralelo a la fibra de la Guadua. ......................... 67 Tabla 17. Resultados de resistencia a compresión de Resina de poliéster. ................................................ 74 Tabla 18. Resultados de resistencia a tracción indirecta de compuesto. ................................................ 79 Tabla 19. Resultados de resistencia a la tracción de los tres diferentes diámetros. ..................................... 83 Tabla 20. Rangos de variables de probetas rellenas para ensayos a compresión. ..................................... 89 Tabla 21. Rangos de variables de probetas sin relleno para ensayos a compresión. .....................................89 Tabla 22. Número de grupo según diámetro de probetas especificado en la nomenclatura de las probetas rellenas sometidas a compresión. ................................... 91 Tabla 23. Número de grupo según diámetro de perno especificado en la nomenclatura de las probetas rellenas sometidas a compresión. ................................... 91 Tabla 24 . Diámetro de perforación estándar según diámetro de perno utilizado. .......................................... 94 Tabla 25. Porcentaje de probetas con relleno cuya falla se produjo por corte. ........................................ 97 Tabla 25. Porcentaje de probetas sin relleno cuya falla se produjo por corte. ........................................ 97 Tabla 26.Porcentaje de probetas con relleno cuya falla se produjo por corte del perno. ............................. 101 Tabla 27. Porcentaje de probetas sin relleno cuya falla se produjo por corte de perno. .............................. 102 Tabla 28. Porcentaje de probetas con relleno cuya falla se produjo por corte de perno. .............................. 104 8 Lista de figuras Figura 1. Tipo de probetas para el ensayo de tracción paralela a la fibra (Figura 16). Gabriele & Herrera 2004. 18 Figura 2.Dimensiones de la probeta usada para el ensayo de tracción paralela a la fibra (Figura 19). Gabriele & Herrera. 2004. 19 Figura 3. Lamus, Plazas & Luna. 2015. Montaje empleado para el ensayo de cizalladura doble producida por carga paralela al culmo. a) Detalle del apoyo, b) Esquema del apoyo, c) Esquema del montaje, d) Esquema de la probeta. [Figura 2] 20 Figura 4. Cely & Cruz. 2013. Modelo con la geometría general del módulo. (Figura 1). 22 Figura 5. Prieto. 2004. Falla por abolladura y cortante en dos planos EHP con nudo. (Foto 41). 24 Figura 6. Flórez, Edwin Helí.2003. Falla probetas al salirse del tabique. [Anexo H]. 26 Figura 7. Muestra de Guadual 32 Figura 8.Cabaña construida en Guadua, Finca el Samán, en el eje cafetero. 33 Figura 9.Cultivo de fique o Cabuya 36 Figura 10.Campesino en cultivo de fique 38 Figura 11. Pletinas usadas en el ensayo de compresión paralela a la fibra de la Guadua. 43 Figura 12. Montaje para ensayo de compresión paralela a la Guadua. 43 Figura 13. Comparación de datos de esfuerzo a compresión paralela a la fibra. 46 Figura 14. Muestra de probetas para ensayos de compresión perpendicular. 47 Figura 15. Montaje para ensayos de compresión perpendicular a la fibra de la Guadua. 48 Figura 16. Ardila, C (2013). Resistencia última ensayo a compresión perpendicular a la fibra (Cp) vs contenido de humedad (Ch). [Figura 10,4] 52 Figura 17. Muestra Probeta para ensayo de tracción paralela a la fibra de la Guadua con nudo. 53 Figura 18. Montaje de probetas en maquina universal para ser falladas. 54 Figura 19. Contenido de humedad hallado por diversas investigaciones en el ensayo de tracción paralela a la fibra de la Guadua angustifolia Kunth. 56 9 Figura 20. Probetas para ser ensayadas a tracción perpendicular a la fibra de la Guadua. 58 Figura 21. Montaje de ensayo de tracción perpendicular a la fibra de la Guadua. 59 Figura 22. Contenido de humedad hallado en diversas investigaciones en los ensayos de tracción perpendicular a la fibra de la Guadua angustifolia Kunth. 61 Figura 23. Dispositivos empleados para la aplicación de la carga en ensayo de corte paralelo a la fibra. 63 Figura 24. Probetas con nudo para ensayo de corte paralelo a la fibra de la Guadua. 64 Figura 25. Probetas sin nudo para ensayo de corte paralelo a la fibra de la Guadua. 64 Figura 26. Montaje para ensayo de corte paralelo a la fibra de la Guadua. 65 Figura 27. Fibra de fique cortada a 20 mm. 69 Figura 28. Monómero de Estireno. 70 Figura 29. Catalizador de Resina MEC 71 Figura 30. Muestra de Resina de Poliéster líquida. 71 Figura 31. Trozos de guadua. 72 Figura 32. Probetas para ensayos a compresión. 73 Figura 33. Strain Gage adherido a la probeta para caracterización de compuesto. 75 Figura 34. Chasis cDAQ-9174, National Instruments. 76 Figura 35. Gráfica esfuerzo-deformación de un cilindro de compuesto. 77 Figura 36. Probeta para ensayo de tracción indirecta. 78 Figura 37. Pernos de 3/8”, ½” y 5/8”. 80 Figura 38. Pernos para realizar el ensayo de tracción. 81 Figura 39. Perno ensayado en la máquina universal 82 Figura 40.Tuercas empleadas en ensayos 84 Figura 41. Arandelas 84 Figura 42. Neolite 85 Figura 43. Montaje para ensayos a compresión (Pletinas A). 87 Figura 44. Pletinas para ensayos a compresión (Pletina B). 88 Figura 45. Detalle de perforación en probetas 90 Figura 46. Nomenclatura de probetas sometidas a compresión. 92 10 Figura 47. Especificación de perforación para relleno de probetas. 93 Figura 48. Muestra de falla por aplastamiento en probetas rellenas. 96 Figura 49. Fisura por corte leve. 98 Figura 50.Fisura por corte medio. 98 Figura 51.Fisura por corte severo. 99 Figura 52. Fisura que atraviesa el nudo y tabique. 99 Figura 53. Muestra de flexión en perno 100 Figura 54. Falla por corte del perno. 101 Figura 55. Diámetro de perno vs porcentaje de probetas que fallaron por corte del perno. 102 Figura 56. Muestra de desplazamiento de tabique de la pared de la Guadua. 103 Figura 57. Diámetro de perno vs. Porcentaje de probetas con relleno que fallaron por tracción diametral. 104 Figura 58. Influencia de diámetro externo de la Guadua. Perno 3/8" 106 Figura 59. Influencia del diámetro externo de la Guadua. Perno 1/2" 107 Figura 60. Influencia del diámetro externo de la Guadua. Perno 5/8" 108 Figura 61. Carga máxima vs diámetro externo de Guadua. 109 Figura 62. Influencia del espesor de pared. Perno 3/8" 110 Figura 63. Influencia del espesor de pared. Perno 1/2" 111 Figura 64. Influencia del espesor de pared. Perno 5/8" 112 Figura 65. Carga máxima vs Espesor de pared. 113 Figura 66. Carga máxima vs Área de influencia. 115 Figura 67. Incremento de carga con el uso de material de relleno. 116 Figura 68. Fuerza de tabique vs Diámetro interno. 118 Figura 69. Carga máxima y valores admisibles. Perno 3/8”. 120 Figura 70. Carga máxima y valores admisibles. Perno 1/2". 121 Figura 71. Carga máxima y valores admisibles. Perno 5/8". 122 11 Lista de anexos ANEXO A FICHA TÉCNICA RESINA DE POLIÉSTER ANEXO B RESULTADOS ENSAYOS DE CARACTERIZACIÓN DE GUADUA ANGUSTIFOLIA KUNTH ANEXO C RESULTADOS ENSAYOS DE CARACTERIZACIÓN DE COMPUESTO A BASE DE RESINA POLIÉSTER ANEXO D RESULTADOS ENSAYO DE TRACCIÓN DE PERNOS ANEXO E RESULTADOS ENSAYOS A COMPRESIÓN DE CONEXIÓN EMPERNADA 12 INTRODUCCIÓN La Guadua se ha venido implementando en Colombia como material constructivo desde épocas antiguas, a pesar de esto se ha restringido y limitado su uso en la construcción debido a la utilización de materiales como el concreto y a la carencia de normatividad para el diseño de estructuras en Guadua. Sin embargo, se ha logrado normalizar en cierta medida los procedimientos para conocer mejor su comportamiento ante las diferentes solicitaciones presentadas en las estructuras, mediante varias investigaciones y estudios realizados anteriormente con Guadua. Cada día las construcciones en Guadua son más comunes, sobre todo en la región andina, lugar donde se cultiva en su mayoría. La construcción de dichas estructuras posee actualmente una normatividad y tiene lugar en el reglamento sismo resistente NSR-10; no obstante, las estructuras constantemente siguen presentando daños estructurales, especialmente en las conexiones. Es por esto que se han realizado diversos estudios para la determinación de los factores que posiblemente influyan para que estas fallas persistan, y así hallar la manera de evitarlas o controlarlas. Debido a la escasez de información acerca delcomportamiento de las conexiones en Guadua cuando estas se someten a fuerzas de tracción, la poca adherencia entre el mortero debido a la retracción del mismo y la débil resistencia que posee la guadua al cortante, ha sido necesario evaluar un nuevo material de relleno para 13 las conexiones en Guadua que cumpla con los requerimientos de este tipo de estructuras y reemplace al mortero. En las conexiones dentro de una estructura de Guadua es importante conocer las propiedades mecánicas y geométricas de las secciones a utilizar, específicamente las conexiones solicitadas a cizalladura doble podrían mejorar su resistencia variando parámetros como el diámetro del canuto de Guadua y de los pernos conectores, y a su vez optimizando el material de relleno. Este estudio pretende evaluar el material compuesto a base de resina poliéster dentro de la Guadua con el fin de aumentar la resistencia de las conexiones empernadas ante cizalladura doble, para así encontrar los factores que pueden ser tenidos en cuenta al momento de realizar un diseño para una construcción en guadua. Debido a ello; en este documento se verán los resultados de la investigación realizada en la que se relaciona el comportamiento de una conexión empernada de Guadua Angustifolia Kunth, rellena con un material a base de resina de poliéster, variando los diámetros externos de la Guadua y diámetros de los pernos cuando sus extremos se encuentran sometidos a compresión, mostrando sus respectivas fallas. 14 1 OBJETIVOS 1.1 Objetivo general Determinar la influencia del uso de un material compuesto a partir de resina poliéster y fibras naturales en el comportamiento de una conexión empernada para estructuras de Guadua Angustifolia Kunth solicitada a cizalladura doble. 1.2 Objetivos específicos Determinar la influencia del uso de un material compuesto a partir de resina poliéster y fibras naturales en la resistencia a la compresión de una conexión empernada para estructuras de Guadua Angustifolia solicitada a cizalladura doble. Comparar la resistencia última de una conexión empernada para estructuras de Guadua Angustifolia solicitada a cizalladura doble cuando se usa un material compuesto a partir de resina poliéster y fibras naturales como relleno con los valores de resistencia especificados por el Reglamento de Construcción Sismo Resistente NSR-10. 15 2 ANTECEDENTES La Guadua, actualmente reconocida por ser un material innovador en la construcción sismo resistente, liviano y económico, ha dado lugar para diferentes investigaciones donde evalúan su comportamiento a diferentes esfuerzos entre otras cosas. A continuación, se muestran algunas investigaciones que nos permitieron conocer acerca del material y su comportamiento bajo diferentes cargas. Por otra parte, se añaden estudios que tienen qué ver con el mortero como material de relleno, modificación de materiales con fibra de fique e influencia de pernos en conexiones de Guadua. En primera instancia, es oportuno hacer énfasis en la resistencia mecánica a la tensión y la cizalladura de la Guadua Angustifolia Kunth que fue estudiada por Ciro, Osorio, & Vélez (2005), utilizando la fórmula para esfuerzo último a cizalladura (Ecuación 1). 𝜎𝑢𝑙𝑡 = 𝑃𝑢𝑙𝑡 Σ(T ∗ L) (1) En donde 𝜎𝑢𝑙𝑡= Esfuerzo último a cizalladura (N/mm2) T = Espesor de la pared (mm) L = Longitud de la probeta (mm) La longitud y el espesor de la probeta fueron medidos en cuatro puntos del elemento. Las pruebas a cizalladura fueron realizadas a 18 elementos y la tensión paralela al grano a 15 elementos. Los diámetros externos variaron entre 9 y 12 cm, y 16 espesores de pared entre 0,6 y 1 cm, y entre 0,7 y 1,5 cm para cizalladura. El valor del esfuerzo último promedio a tensión que encontraron fue de 190,70 MPa con un coeficiente de variación del 34%. Concluyen, además, comparando los resultados de la prueba a tensión y cizalladura, que la Guadua presenta más baja resistencia mecánica en dirección perpendicular a sus fibras, indicando la alta anisotropía presente en el material; el esfuerzo último a cizalladura encontrado fue de 5,57 MPa con un coeficiente de variación del 17%. Consideramos ahora que la resistencia a la tracción en la Guadua es importante ya que este comportamiento fue uno de los evaluados en nuestra metodología a manera de caracterización de la Guadua; la tracción en la Guadua fue estudiada por Pacheco (2006) en su trabajo de grado, luego de realizar 60 ensayos de probetas con nudo y 360 ensayos de probetas sin nudo en 3 secciones de la Guadua, concluyó que la resistencia a la tracción perpendicular a la fibra en Guadua Angustifolia es mayor en probetas con nudo en un 38,7 % en comparación con probetas sin nudo. En cuanto a la resistencia a la compresión paralela a la fibra de la Guadua angustifolia que también fue determinada en esta investigación, Takeuchi & González (2007) concluyeron que la resistencia promedio a la compresión paralela a la fibra aumentó con la altura de las probetas, esto después de ensayar varios cañutos con diferentes alturas; afirman también que la resistencia de las probetas con nudos no es mayor a la resistencia de probetas sin nudos. Takeuchi, Duarte y Erazo (2013) también realizaron un análisis comparativo de los resultados de resistencia a 17 compresión paralela a la fibra, realizadas con Guadua angustifolia Kunth, entre diversas regiones de Colombia. Este análisis involucra diversas investigaciones, de las cuales compararon los valores de resistencia a compresión paralela a la fibra de muestras tomadas de diferentes partes del país realizando una tabla comparativa de estos valores, especificando de qué región del país fueron tomadas las muestras (Tabla 1). Tabla 1.Takeuchi, Duarte & Erazo. 2013. Comparación. Valores característicos en elementos solicitados a compresión paralela (tabla 6). Fuente: Recuperado de revista Ingeniería y Región. La comparación de estos resultados dio como conclusión que las características del material pueden verse afectadas por las condiciones climatológicas y edafológicas de cada región específica. Además, encontraron que la Guadua angustifolia del departamento del Huila presenta mayores resistencias que las demás, siendo esta, según los autores, la comparación más acertada ya que se realizó la misma metodología y los contenidos de humedad fueron similares. Por otra parte, Gabrielle & Herrera (2004) realizaron un análisis completo de la Guadua del departamento de Santander y los parámetros que afectan sus propiedades físicas y químicas. En cuanto a las propiedades mecánicas, especialmente la resistencia a la tracción paralela a la 18 fibra se describe el desarrollo del ensayo y la elaboración de láminas de Guadua ahusadas, como se ilustra en la Figura 1. Figura 1. Tipo de probetas para el ensayo de tracción paralela a la fibra (Figura 16). Gabriele & Herrera 2004. Fuente: Recuperado del trabajo de grado de José Gabrielle y Hernán Herrera. Universidad Industrial de Santander. La forma de este tipo de probetas induce a que la falla se lleve a cabo en el centro de la misma y además aporta una zona de agarre en sus extremos. Se ensayaron 60 probetas las cuales se dividieron en tres grupos. El primer grupo consistió en 20 unidades de 20 cm de largo sin nudo (10 extraídas de la Basa y 10 de la Cepa); el segundo grupo con el mismo largo y también 20 probetas (10 extraídas de la Basa y 10 de la Cepa) a diferencia de las anteriores estas con nudo en la mitad. El tercer grupo fueron otras 20 muestras más, igualmente 10 de Basa y 10 de Cepa, las cuales fueron elaboradas con el fin de 19 observar el procedimiento, el funcionamiento de la máquina y el sistemaque sujeta a las probetas. Las dimensiones de estas se encuentran especificadas en la Figura 2. Figura 2.Dimensiones de la probeta usada para el ensayo de tracción paralela a la fibra (Figura 19). Gabriele & Herrera. 2004. Fuente: Recuperado del trabajo de grado de José Gabrielle y Hernán Herrera. Universidad Industrial de Santander. De los resultados dedujeron que, a tracción la resistencia fue mayor en ausencia de nudo que en presencia de este. Adicionalmente, de las Basas se obtuvieron mayores resistencias que de las Cepas. Lo que resalta desde luego en esta investigación es el comportamiento a cizalladura doble de la Guadua. Lamus, Plazas y Luna (2015), estudiaron la resistencia de una conexión empernada solicitada a cizalladura doble paralela a la fibra para estructuras de Guadua Angustifolia, primero caracterizaron la Guadua angustifolia, cuyos resultados se encuentran contenidos en la tabla 2. Y los detalles del montaje en la Figura 3. 20 Tabla 2. Lamus, Plazas & Luna. 2015. Resultados de ensayos de caracterización de la Guadua Angustifolia. [Tabla 1]. Fuente: Recuperado de revista Tecnura, 19 (43) 52-62. Figura 3. Lamus, Plazas & Luna. 2015. Montaje empleado para el ensayo de cizalladura doble producida por carga paralela al culmo. a) Detalle del apoyo, b) Esquema del apoyo, c) Esquema del montaje, d) Esquema de la probeta. [Figura 2] Fuente: Recuperado de revista Tecnura, 19 (43) 52-62. Realizaron ensayos sobre 120 especímenes agrupados en cuatro rangos de diámetro de cañuto y de pernos, 21 concluyendo que la resistencia de una conexión empernada en Guadua angustifolia, solicitada a compresión paralela a la fibra, se encuentra directamente relacionada con el área de contacto entre el perno, la pared y la resistencia a la compresión paralela a la fibra. En cuanto a la resistencia de las conexiones empernadas ensayadas, encontraron coeficientes de variación del 20% en promedio para los tres diámetros de perno empleados en la conexión. Además, afirman que las conexiones empernadas con diámetros pequeños tienden a presentar mayor resistencia por unidad de área de contacto, pero también aclaran que el diámetro del perno no es el único factor que interviene en la resistencia mecánica de la conexión. Por otra parte, la experiencia de Oka, Triwiyono, Siswosukarto, Awaludin (2014), que en su estudio de una conexión empernada de bambú Gigantochoa Atroviolacea sometida a cizalladura doble encontraron un valor teórico de 12,23 KN, y otro experimental de 11,13 KN. También evidenciaron que los factores que intervienen en el valor de la resistencia a la cizalladura son: el espesor de la pared del bambú, tipo de conector y material de relleno. En cuanto a estructuras en Guadua, el trabajo de grado titulado “Determinación de la resistencia de los elementos que conforman la sección de un puente peatonal modular construido con Guadua angustifolia Kunth”, sus autores Cely y Cruz (2013) determinaron algunos valores de resistencia de los elementos y analizaron los tipos de falla que se presentaron. Para esto construyeron un módulo con el modelo que se presenta en la figura 4. Para esta investigación desarrollaron ensayos de compresión, flexión y tracción a los elementos del puente. Al concluir todos los ensayos y 22 posteriormente analizados los datos obtenidos, afirmaron que el relleno con mortero es una alternativa buena para soportar las cargas que generan aplastamiento y recomiendan revisar otra opción para el relleno ya que el uso del mortero crea un aumento considerable en el peso de los elementos y la estructura a tener en cuenta al momento de diseñar construcciones en Guadua angustifolia (Figura 4). Figura 4. Cely & Cruz. 2013. Modelo con la geometría general del módulo. (Figura 1). Fuente: Recuperado del trabajo de grado de Jhon Cely y Jhon Cruz. Universidad de la Salle. En el trabajo de grado presentado por Prieto (2004), en el cual recopiló información de investigaciones acerca de conexiones en Guadua para el posterior diseño de una 23 conexión que arroje en los ensayos resultados que apliquen a la realidad, esta aplicación es para una vivienda de un nivel que es capaz de resistir las fuerzas horizontales producidas por un evento sísmico. Prieto realizó algunos ensayos preliminares para conocer individualmente el comportamiento de los elementos que forman la unión. A las probetas ensayadas se le sometió a la fuerza a la que estarían solicitadas en la conexión. Una de estas solicitaciones es cortante paralelo a la fibra, en donde sus fallas se produjeron en probetas empernadas de las cuales la mitad presentaban nudo en el extremo y la otra mitad no tenían presencia de nudo. Las fallas se originaron por acción del perno, intentando aplastar las paredes de la Guadua para finalmente originar una falla por cortante como se muestra en la Figura 5. 24 Figura 5. Prieto. 2004. Falla por abolladura y cortante en dos planos EHP con nudo. (Foto 41). Fuente: Recuperado de trabajo de grado de Raúl Prieto. Universidad Industrial de Santander. Finalmente se concluyó en esta investigación que la presencia de nudo en los bordes aumenta la resistencia de los elementos, también recomienda dejar una distancia mínima de 10 veces el diámetro del perno ya que a una distancia menor se evidenciaron fallas por cortante paralelo a la fibra a cargas muy bajas. Como se enunció en un comienzo, una de las variables más significativas en el presente estudio es la evaluación de un relleno en las conexiones, diferente al mortero, que incluye una perforación para agregar el material; estudiando el efecto de aplastamiento y las consecuencias que tienen las perforaciones en los cañutos de guadua con el fin de introducir el mortero que sirve como material de relleno, Prada & Zambrano (2003) 25 ensayaron una solución epóxica para disminuir los efectos de éstos cuando se somete el cañuto a esfuerzos de compresión, variando la presencia de la perforación, el mortero de relleno, y tapando la perforación con la masilla epóxica. Prada y Zambrano encontraron que, aunque la masilla epóxica presenta muchas ventajas en cuanto a su aplicación, acceso, durabilidad y bajo costo, no es suficiente para solucionar a cabalidad los problemas que causan las perforaciones, pero aseguran que mejora notablemente la resistencia de la Guadua cuando se somete a esfuerzos de compresión, ya que la solución epóxica proporciona a la pared de la Guadua una continuidad que aumenta la resistencia del cañuto. Una de las razones para la búsqueda de otro material de relleno es que la adherencia entre el mortero de relleno y las paredes de la Guadua es poca, debido a la retracción del mortero, entonces, al aplicar la tensión el bloque de mortero únicamente se apoya en el tabique, desprendiendo de él la resistencia a la conexión. Esto, incentivó a Flórez (2003) a estudiar el comportamiento de dicha conexión a tensión, pero ahora con la ayuda de un aditivo expansor en el mortero; la unión consistió en un espécimen con cuatro cañutos de Guadua rellenos de mortero, dos varillas, una a cada extremo, completamente independientes, y una varilla embebida abarcando dos entrenudos. En las probetas se evidencia que la forma de barril que toma el mortero dentro del cañuto de Guadua hace que aparezca un agrietamiento longitudinal en las paredes de la Guadua, los problemas de exudación y segregación influyeron en la expansión de las mezclas, así que el aditivo expansor no reaccionó ni causó ningún efecto ya que aunque sí expande el mortero, la adherencia entre éste y la Guadua no aumenta debido a la capa interna de la Guadua 26 que no permite desarrollar una mayor fuerza de fricción entre la Guadua y el mortero¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. Figura 6. Flórez, Edwin Helí.2003. Falla probetas al salirse del tabique. [Anexo H]. Fuente: Recuperado de Trabajo de grado Edwin Helí Flórez, Universidad Nacional de Colombia. La resistencia a la compresión en canutos de Guadua rellenos con mortero fue evaluada por González, Giraldo y Torres (2013). Los autores elaboraron tres morteros con diferentes materiales, los morteros fueron compuestos por: cemento-arena, cemento-ceniza y cemento-polvo de ladrillo. También realizaron ensayos de caracterización de la Guadua y de los componentes del mortero anteriormente mencionados. Las probetas realizadas se dividen en cuatro grupos, de los cuales tres fueron canutos rellenos con los morteros especificados y el último grupo fueron canutos sin relleno, de cada grupo se ensayaron seis probetas. Los canutos rellenos fueron 27 sometidos a proceso de curado y fueron ensayados a los 28 días de edad del mortero. Los resultados obtenidos se resumen en la tabla 3. Tabla 3. González, Giraldo & Torres. 2013. Resultados promedios del ensayo a compresión paralela y perpendicular a la fibra, en canutos de Guadua angustifolia Kunth. [Tabla 1]. Fuente: Recuperado de revista colombiana de materiales. 9, 30-34 De estos resultados concluyeron que las probetas rellenas de morteros con adición de ceniza fueron más resistentes a compresión paralela y perpendicular a las fibras que las probetas de mortero convencional y aquellas con adiciones de polvo de ladrillo. Esto abre campo a futuras investigaciones con morteros y adiciones puzolánicas, para elaborarlos más resistentes y ser usados como relleno en los canutos de Guadua. Phanratanamala (2014) en su investigación acerca del comportamiento estructural de los conectores en el bambú concluyó que utilizar pernos metálicos en la unión de elementos proporciona una gran rigidez. Igualmente realizó ensayos en los cuales se determinó que los pernos embebidos en mortero funcionan mejor en solicitaciones a tracción que a compresión. Phanratanamala encontró un valor promedio de la resistencia a la compresión y a la tracción, cuyos valores son 80 MPa y 180-200 MPa respectivamente, corroborando así 28 que el bambú posee una alta resistencia a la tracción comparándola con la resistencia a la compresión. Astuti, Bambang, Suprapto & Djoko (2014) investigaron acerca de la distancia crítica de los pernos en las conexiones en bambú Dendrocalamus, la cual se define como la distancia máxima del perno hasta el final del tallo de bambú sin nudos. Concluyeron que la resistencia al corte es una de las principales propiedades mecánicas de este tipo de bambú, la cual es un parámetro para analizar la distancia del perno hasta el final de los troncos de bambú sin nudo, establecieron que esta distancia debe ser igual a cuatro ó cinco veces el diámetro externo del bambú. Por otra parte, Pachón y Sanabria (2014) en su investigación para encontrar la influencia del diámetro del perno en la resistencia al cizallamiento doble en conexiones empernadas de Guadua Angustifolia, afirman que el espesor de la Guadua influye directamente en la resistencia de la conexión, aumentándola de manera exponencial. Tres tipos de fallas fueron evidenciadas: longitudinal, por asimetría y por fluencia; la primera desprende los nudos ocasionando que falle completamente, la segunda es ocasionada por la variabilidad en el espesor de la Guadua a lo largo del espécimen, y la última ocurrió por no ajustar el perno con la presión adecuada. La fibra de fique, siendo un material del compuesto a base de resina de poliéster que sirvió de relleno en las Guaduas, ha sido utilizada para mejorar otros materiales de construcción tales como el concreto y el mortero; Sosa, Águila, y Centeno (2011)estudiaron el desempeño que 29 tienen las fibras de fique en el concreto reforzado que se usa para la construcción de paneles exteriores, y evaluaron propiedades como: la trabajabilidad basada en el asentamiento, peso unitario del concreto fresco, resistencia a la flexión, resistencia a la compresión y módulo de elasticidad. Caracterizaron los materiales tales como cemento, agregado y fibras; mediante ensayos de laboratorio y para la fibra de fique encontraron una densidad de 1,45 g/cm3; la relación de agua cemento fue de 0,6 y de cemento/arena fue de 1:4 = 0,25. Para calcular el porcentaje de fibra en el mortero utilizaron la siguiente ecuación: % fibra en el mortero = m3 de fibra x 100/m3 de mortero, este porcentaje de fibras osciló entre 0 y 1% variando también la longitud de las fibras entre los especímenes. Del mortero con fibra de fique concluyen que cuando aquel alcanza la carga de rotura se comporta de manera plástica y no frágil como suele serlo sin fibras de fique, esto lo hace utilizable para paneles de cerramiento debido a su comportamiento plástico antes de llegar al fallo final. Evidenciaron en las pruebas a flexión que la fibra de fique no marca una tendencia de mejoramiento, sin embargo, en las fibras cortas de fique y en porcentajes pequeños se obtuvieron valores mayores de resistencia que el patrón. Por último, el trabajo de García (2011) en su artículo titulado “Fibras y materiales de refuerzo: los poliésteres reforzados aplicados a la realización de piezas en 3D” definen los Fiber Reinforced Plastics ó PRF. Su composición química consta de una matriz resina y un refuerzo, la primera puede ser una resina de poliéster o algún otro tipo de resina como poliuretano y acrílica, y el refuerzo pueden ser fibras o tejidos tales como las fibras de vidrio. García considera 30 que la adición de fibras a la resina mejora propiedades como la fragilidad, eleva la resistencia mecánica en la dirección de las fibras, eleva la ligereza, y además otorga flexibilidad. Para determinar qué tipo de fibra usar como refuerzo el autor enumera los aspectos a tener en cuenta, el primero es que ha de ser de calidad y completamente compatible con la resina de poliéster, seguido de que debe estar exento de humedad, luego deberá ser impregnado con la resina y por último se deberán conocer todas las características del refuerzo. 31 3 MARCO TEORICO La Guadua Angustifolia es un material utilizado en la industria de la construcción y posee diferentes usos como material fundamental para edificar y también para elementos secundarios. Se trata de una planta leñosa, perteneciente a la familia del bambú que ocupa más extensión en América. Se utiliza principalmente para la construcción, en las labores agropecuarias y artesanales. Se han encontrado más de 30 especies distribuidas desde México hasta Argentina; puede llegar a alcanzar 30 metros de altura o más y su diámetro puede variar entre 1 y 22 centímetros. La Guadua es el tercer género de bambú más alto del mundo, siendo superado solo por dos especies ubicadas en Asia. (Pacheco, 2006). En la Figura 7 se muestra un guadual ubicado en el Quindío. 32 Figura 7. Muestra de Guadual Fuente: Crónica del Quindío. [Internet]. Disponible en <http://www.cronicadelquindio.com/noticia-completa-titulo- inicia_muestra_de_la_guadua_> En Colombia, La Guadua Angustifolia forma grandes espacios de cultivos llamados “guaduales”, ubicados en la región andina, principalmente en ríos y quebradas, en los bosques y piedemontes de cordillera. La temperatura a la cual crecen los guaduales oscila entre 17° y 26 °C, en cuanto a la humedad, puede desarrollarse en 80-90% inclusive en suelos aluviales ricos en cenizas volcánicas, con fertilidad moderada y buen drenaje. En América latina se encuentran aproximadamente 440 especies de bambú, de estas existen 16 del género Guadua. (Jaramillo & Sanclemente, 2003).La Guadua se ha convertido en una excelente alternativa de construcción y se considera económica, liviana, de gran resistencia, fácil de cortar, transportar y manejar, sostenible y al mismo tiempo amigable con el medio ambiente, que actualmente se encuentra en crisis, se estima que el área en guaduales en Colombia suma alrededor de 36000 hectáreas. La guadua posee mayores beneficios en comparación con otros materiales que la hacen aún más productiva, es recurso natural, renovable y además puede llegar a utilizarse en estructuras sismo resistentes. Episodios como el terremoto en 1999 que afectó ciudades el eje cafetero, hizo que el uso de la Guadua se disparará rápidamente y actualmente es estudiado e investigado con mucha frecuencia con el fin de obtener propiedades mecánicas que ayuden a implementar la Guadua 33 en la construcción. En la Figura 8 se muestra la implementación de la Guadua en cabañas. Figura 8.Cabaña construida en Guadua, Finca el Samán, en el eje cafetero. Fuente: wwww.mariocarvajal.com. [Internet]. Disponible en < http://www.mariocarvajal.com/tag/quindio/> Dentro de las ventajas que ofrece la Guadua se exalta que es de rápido crecimiento y no requiere demasiados cuidados, es óptima en la protección y mejoramiento del suelo debido a su gran sistema de raíces que lo amarra, convirtiéndola en un material irremplazable para mitigar la erosión. Se ha convertido la Guadua en símbolo de la evolución de la cultura americana, en países como Colombia, Ecuador y Venezuela. 34 Reglamento sobre la Guadua Angustifolia Kunth. ICONTEC, haciendo uso de sus facultades ha creado normas que son tenidas en cuenta por los constructores que trabajan con este material, esto con el fin de obtener el mayor rendimiento posible de la Guadua así como la mejor calidad y aprovechamiento de la misma, como por ejemplo la NTC 5300 (Cosecha y Pos cosecha de los culmos de Guadua Angustifolia Kunth), NTD 5301 (Secado e inmunizado de los culmos de Guadua Angustifolia Kunth), NTC 5405 (Propagación vegetativa de Guadua Angustifolia Kunth), NTC 5405 (Uniones para estructuras construidas en Guadua Angustifolia), y la NTC 5525 (Métodos de ensayo para determinar las propiedades físicas y mecánicas de la Guadua Angustifolia Kunth). El reglamento NSR-10 plantea utilizar la guadua solo en proyectos de vivienda, educación, comercio e industria, están limitadas las construcciones en Guadua a dos pisos, se recomienda no superar un área de construcción de 2000 m2, no se deben construir muros de mampostería y concreto en un nivel superior. La NSR-10 se refiere a una masa específica de 800 kg/m3, un equilibrio de contenido de humedad ECH del 12%, módulo de elasticidad promedio = 9500 MPa y un módulo de elasticidad mínimo = 4000 MPa. Entre los esfuerzos admisibles determinan (Tabla 4): 35 Esfuerzo Resistencia (MPa) Flexión 15 Tracción 18 Compresión paralela al eje longitudinal 14 Compresión perpendicular al eje longitudinal (Para nudos rellenos de concreto) 1.4 Corte 1.2 Tabla 4.NSR 10. Cargas admisibles para uniones empernadas con doble cizallamiento. [Tabla G.12.11-2]. Fuente: NSR 10. El fique El fique y su cultivo se ha considerado desde hace mucho tiempo como un factor económico y medio de sustento para los habitantes de muchas provincias en el país, el desarrollo tecnológico que ha envuelto al país en los últimos años ha aumentado la importancia del fique y ha permitido avances significativos en las formas tradicionales de producción y se han creado nuevos productos con la materia prima, lo cual ha originado la aparición de una gran variedad de artículos que son demandados tanto en el mercado nacional como internacional. En las regiones andinas de Colombia, Venezuela y Ecuador se dice que se originó el fique, debido a las condiciones climáticas de estos tres países en donde el cultivo se 36 extiende durante casi todo el año. Y aunque sea Colombia un país en donde se originó, nunca han existido grandes plantaciones, todo lo que se produce proviene de pequeñas fincas que tienen este cultivo, y en especial en los departamentos de Cauca, Nariño, Santander, Antioquia y Boyacá (Figura 9). Figura 9.Cultivo de fique o Cabuya Fuente: Plantas medicinales [Internet]. Disponible en <http://rodrigomontoyazuluaga.blogspot.com.co/2012/11/cabuya-o-fique-raiz.html> Muchas son las razones para creer en el cultivo del fique como por ejemplo la duración del cultivo, estabilidad y seguridad al agricultor, los costos de instalación, hacen del fique un material atractivo, no es un cultivo exigente además que aguanta inviernos, veranos, granizadas y otros impactos ambientales, genera trabajo para las familias, se utiliza para la creación de 37 artesanías papel y en construcción de viviendas, generando así capital en el entorno. Se reconocen dos frentes de trabajo, el primero y más importante a nivel rural en los sitios de producción, los minifundios de estructuras familiares con un alto contenido de mano de obra es donde se cultiva el fique y el segundo frente a nivel urbano, en donde tienen lugar los talleres, se transforma la fibra hasta llegar a ser artículos comúnmente comercializados. La cadena del fique se define por los siguientes eslabones: fibra, bagazo y jugos en el eslabón primario; hilados cordelería y tejidos en el intermedio; y tejidos terminados, artesanías y empaques al igual que papel, están ubicados en el eslabón final. FEDEPAPA, FENALCE, FEDEARROZ, FEDERACAFE y colchones Spring son algunos de los consumidores de fique, en cuanto a instituciones de apoyo se encuentran universidades, centros de investigación, ministerio de agricultura y desarrollo rural entre otros. En el proceso de desfibración, la fibra y la savia verde se adhieren obligando a lavar el fique; cuando la lluvia es muy frecuente en algunas regiones, las máquinas centrifugadoras secan la fibra que luego pasa por desecadora de aire caliente, para eliminar el polvo que pueda haberse adherido a la fibra y quitar las fibras débiles, debe someterse a un proceso de cepillado industrial (Figura 10). 38 Figura 10.Campesino en cultivo de fique Fuente: Little observationist. [Internet] Disponible en <http://www.littleobservationist.com/2013/12/18/fique-colombia-handicrafts-plants- products/> De la planta de fique solo es utilizable un 4% de la fibra, el agua ocupa un 85% y lo demás son desperdicios de pulpas y fibrillas. Dentro de las propiedades de la fibra de fique se encuentra su color que puede variar entre perla y blanco puro, puede alcanzar hasta los 160 centímetros de largo, con un diámetro de hasta ½ milímetro, alrededor del 78% de la fibra está compuesta por celulosa, que es la responsable de la degradación de 39 la fibra al ser utilizada en un medio alcalino, como en el cemento, su capacidad de absorción y resistencia a la acción destructora del agua salada la hacen atractiva para la elaboración de cordelería marítima. (Sosa, Águila, & Centeno, 2011). Resina de poliester: Es un producto líquido que puede pasar a sólido por medio de una reacción química involucrando un agente externo. La resina necesita de otros materiales para lograr una resistencia suficiente, estos materiales también llamados cargas, hacen de la resina un material óptimo para diferentes usos, disminuyendo su fragilidad y aumentando su resistencia a deformaciones por fuerzas externas. La resina de poliester es empleada en artesanías y también en la fabricación de articulos para el hogar, objetos de decoración y juguetes. Las resinas de poliéster surgen de una reacción llamada esterificación, que se basa en hacer reaccionar ciertos ácidos orgánicos o anhídridos de ácidos, denominados ácidos di-o poli-carboxílicos,con un grupo de alcoholes denominados Polioles. La gran versatilidad de las resinas de poliéster insaturado incide en la amplia variación que puede llegar a tener la resina en cuanto a su método de fabricación y composición, esto permitiendo fabricar resinas para diferentes requisitos de aplicación debido al gran número de componentes de la resina. Los ácidos o anhídridos insaturados o saturados hacen que cada resina tenga diferente reactividad y propiedades finales diferentes. En el mercado se consigue la resina en estado líquido y debido a su alta viscosidad se le proporciona “Estireno”, un disolvente que la convierte en un fluido fácil de manipular. 40 Al añadirle catalizador la combinación crea una serie de radicales libres que enlazan los elementos químicos de la resina formando así una red que hace que se gelifique, llamando a este estado fase 1, el endurecimiento viene en la fase 2, que es cuando la mezcla se convierte en sólida, adquiera dureza, cuerpo y resistencia. Las cargas son aquellos materiales que se le añaden a la resina para dar determinadas propiedades, pueden ser reforzantes, no reforzantes e ignifugas; los reforzantes son aquellos que permiten repartir regularmente los esfuerzos y se caracterizan por su bajo peso y que el porcentaje a usar no debe exceder el 5%, los no reforzantes, como es el caso del carbonato de calcio, que mientras disminuye el costo y resistencia, aumenta la viscosidad, y los ignifugantes que ayudan a reducir la combustión entre ellos se encuentran los hidróxidos de aluminio y óxidos de antimonio. (RESINAS DE POLIESTER Y FIBRA DE VIDRIO. (ESTRATIFICADO)) Algunos de los ensayos más importantes para observar el éxito de las reacciones durante el proceso de fabricación de las resinas son: Peso específico: peso por unidad de volumen que tiene la resina; los valores normales del peso específico de la resina de poliéster oscilan entre 1,10 y 1,15 g/cm3; se mide con un picnómetro. Viscosidad: para estudiar la viscosidad se utiliza con más frecuencia la medida de la elevación de burbujas y el viscosímetro de vástago rotatorio. 41 4 MATERIALES 4.1 Guadua Angustifolia Kunth: Los culmos de guadua que se utilizaron para la elaboración de las probetas para esta investigación fueron comprados en “Arme ideas en Guadua” que es una comercializadora de Guadua ubicada en el municipio de Soacha, Cundinamarca. Las Guaduas provenían del eje cafetero, cosecha de una finca ubicada en el departamento del Quindío, la guadua pasó por un proceso de inmunización y secado al sol. La guadua se adquirió en longitudes de tres metros y los diámetros se escogieron según la metodología desarrollada, el diámetro osciló entre los 90 mm y 120 mm, y longitud de probetas de 350 mm para ensayos de compresión. Una vez cortada se cubrió y protegió de los agentes del medio ambiente para no generar cambios en su humedad y evitar fisuras que alteraran los resultados de los ensayos, aun así, a algunas guaduas cuyas paredes tenían fisuras muy pequeñas se les aplicó silicona de marca Sika, para vidrio, con el fin de evitar que el relleno pudiera salirse, las propiedades químicas de la Silicona fueron suficientes para soportar los cambios térmicos producidos por la resina de poliéster y también se utilizó para sellar la holgura de las perforaciones que se realizaron de 1/16” más grande que el diámetro del perno(tipo de perforación estándar). 4.1.1 Ensayos de caracterización: Para determinar el comportamiento mecánico de la Guadua se realizaron ensayos de caracterización del material, tales como compresión y corte paralelo a la fibra (probetas con 42 nudo y sin nudo), según las especificaciones técnicas de la norma Icontec NTC 5525, así como también ensayos de compresión y tracción perpendicular, usando los montajes propuestos por Pacheco (2006) y Torres (2005), respectivamente. Para cada ensayo de caracterización se fallaron 12 probetas. A continuación, se explicarán los objetivos, equipos utilizados, procedimiento y resultados de cada ensayo de caracterización de la Guadua angustifolia, de igual manera la comparación de los valores de esfuerzo promedio con los hallados en otras investigaciones. 4.1.1.1 Ensayos de compresión paralela a la fibra Este ensayo fue realizado bajo los parámetros de la NTC 5525, solo se evaluaron probetas sin nudo, la altura de las probetas fue de aproximadamente 1,5 veces el promedio de los diámetros externos de las caras superiores e inferiores de cada probeta. De igual manera, después de realizar el corte con la máquina acolilladora, se perfeccionaron las caras con el fin de que, al momento de aplicar la carga mediante la máquina universal, la distribución se hiciera uniformemente sobre la cara superior, se usaron dos pletinas como se muestra en la Se usaron dos pletinas, superior e inferior (Figura 11), untadas de aceite y además se colocó una lámina de acero cortada como se aprecia en la Figura 12, para reducir la fricción al momento de aplicar la carga entre las pletinas y las caras de la probeta de guadua. En la Figura 12 se muestra una probeta sin nudo. Los ensayos fueron realizados en la máquina universal. 43 Figura 11. Pletinas usadas en el ensayo de compresión paralela a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. Figura 12. Montaje para ensayo de compresión paralela a la Guadua. Fuente: Elaboración propia. 44 Resultados. Para determinar el esfuerzo último a compresión paralela a la fibra, se divide la fuerza última alcanzada por la probeta antes de fallar (Fúlt) en Newton entre el área de aplicación de la carga, es decir el área de la sección transversal expresada en mm2.Para ello se utilizó la ecuación (2): 𝜎ú𝑙𝑡 = 𝐹ú𝑙𝑡 A (2) Para el cálculo de A se utiliza la siguiente ecuación, en donde se tiene en cuenta el diámetro externo y el espesor de cada probeta (Ecuación (3)): 𝐴 = π 4 ∗ (𝐷𝑒 2 − (𝐷𝑒 − 2𝑡 )2) (3) Donde 𝐷𝑒 es el diámetro externo de la probeta y t el espesor de la misma. A continuación, en la Tabla 5, se concluyeron los resultados de la resistencia a la compresión paralela a la fibra. Tabla 5. Resultados de resistencia a compresión paralela a la fibra. Fuente: Elaboración propia. Compresión paralela a la fibra de la Guadua Esfuerzo promedio (MPa) Desviación estándar Coeficiente de variación Contenido de humedad promedio 50,35 8,50 16,87 10,26% 45 En la Tabla 6 se comparan los resultados de la resistencia a la compresión paralela a la fibra de la Guadua, con la obtenida por otros autores: Tabla 6. Comparación de resultados de resistencia a compresión paralela a la fibra Fuente: Elaboración propia Autor Esfuerzo promedio (MPa) Gonzales, E (2006) 41,81 Andrade, S (2013) 48,27 Pachón, V & Sanabria, J (2014) 41,94 Arias, L & Bautista, O (2016) 50,35 Los valores de esfuerzo promedio de resistencia a compresión paralela a la fibra comparados anteriormente presentan una desviación estándar del 4,37%; cada una de las investigaciones presenta contenidos de humedad diferentes, como se presenta a continuación (Figura 13): 46 Figura 13. Comparación de datos de esfuerzo a compresión paralela a la fibra. Fuente: Elaboración propia. A manera de comparación se realizó el gráfico anterior del cual se puede inferir que para los cuatro datos de investigaciones tomados se presenta una tendencia que a mayor contenido de humedad menor esfuerzo a compresión paralela a la fibra que puede soportar la guadua, es posible que no solo la humedad sea un factor determinante en la resistencia a compresión paralela, sino que también influya la altura de la guadua a la cual se obtuvieron las muestras, es decir la zona del culmo del cual sehaya extraído el material, entre otros. 4.1.1.2 Ensayo de compresión perpendicular a la fibra Las probetas utilizadas para determinar el esfuerzo último a compresión perpendicular tuvieron espesores comprendidos entre 7 mm y 10 mm y diámetros externos entre 90 mm y 120 mm, 12 probetas fueron falladas para 47 determinar la resistencia promedio y la longitud igual a 1,5 veces el diámetro promedio (Figura 14). En cuanto al montaje, como se muestra en la Figura 15, la guadua se pone de tal manera que la aplicación de la carga sea de manera perpendicular a la fibra de la Guadua. Figura 14. Muestra de probetas para ensayos de compresión perpendicular. Fuente: Elaboración propia. 48 Figura 15. Montaje para ensayos de compresión perpendicular a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. Resultados La resistencia a la compresión radial o perpendicular a la fibra se calculó mediante la suposición de analizar la mitad de la sección transversal de las probetas como un arco con una carga en el centro que se refiere a la carga aplicada en el ensayo por la máquina, donde el momento flector en el centro de la luz es igual a la reacción en el apoyo multiplicada por el radio promedio R. En la ecuación (4) se define la resistencia a la compresión perpendicular a la fibra: 49 𝜎 𝑐𝑝 = M ∗ c I (4) El valor de c corresponde a la distancia entre el eje neutro y la fibra extrema a compresión, que sería igual a la mitad del espesor promedio de la Guadua, en cuanto al momento de Inercia se calcularía respecto a la sección de base igual a la longitud promedio y la altura igual al espesor promedio de cada probeta, como se muestra en la ecuación (5): 𝜎 𝑐𝑝 = M ∗ c I = ( 𝐹 𝑢𝑙𝑡 2 ) ∗ (𝑅) ∗ ( 𝑇𝑝 2 ) ( 𝐿𝑝∗𝑡3𝑝 12 ) (5) A continuación, en la Tabla 7 se resumen los resultados obtenidos para este ensayo. Tabla 7.Resultados de resistencia a compresión perpendicular a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. Compresión perpendicular a la fibra de la Guadua Esfuerzo promedio (MPa) Desviación estándar (MPa) Coeficiente de variación Contenido de humedad promedio 17,03 3,18 7,33% 10,32% A manera de comparación, en la tabla 8 se puede observar el esfuerzo último a compresión perpendicular obtenido por diferentes autores y el de la presente investigación: 50 Tabla 8. Comparación resultados de resistencia a compresión perpendicular a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. Autor Esfuerzo promedio (MPa) Andrade, S (2013) 10,68 Ardila, C (2013) 4,42 Arias, F y Bautista, O (2016) 17,03 Proyecto MADRC (2010) 8,35 Los valores de las investigaciones mencionados anteriormente presentan una desviación estándar de 5,28 MPa. El contenido de humedad de las probetas del trabajo de investigación de Andrade (2013) fue de 14,27% y el contenido de agua de las probetas de la presente investigación fue de 10,32%, en ambas investigaciones se emplearon culmos provenientes de El Quindío, al igual que en el Proyecto MADRC “Validación de la Guadua angustifolia como material estructural para diseño, por el método de esfuerzos admisibles”, a diferencia de las dos investigaciones nombradas anteriormente, el contenido de humedad de las probetas ensayadas fue de 81,47%, casi cuatro veces que el promedio de las humedades de las probetas ensayadas por Andrade (2013) y las ensayadas en esta investigación, aunque sea de la misma zona de procedencia, la variación de humedades y la variación de esfuerzos admisibles hacen que no se relacionen ni que se pueda inferir nada acerca del comportamiento a compresión perpendicular. 51 Por otra parte, en las probetas de Ardila, C (2013) que, aunque no fueron extraídas del Quindío, el contenido de humedad de sus especímenes fue similar al contenido de humedad del Proyecto MADRC, de 83,60%, pero, aunque aumentó la humedad en apenas un 2,13%, el esfuerzo a compresión perpendicular disminuyó en casi un 53%, es decir que la humedad y el esfuerzo a compresión perpendicular no tienen mayor relación. Ardila, C (2013) en su trabajo de investigación observó mediante ensayos de compresión perpendicular en los cuales varió el contenido de humedad de las probetas, que no hay una relación directa entre la resistencia a la compresión perpendicular a la fibra y su respectivo contenido de humedad entre un 55 y 120%. La Figura 16 muestra que hay una dispersión de puntos homogénea y no hay una tendencia definida que permita relacionar el contenido de humedad con algún tipo de cambio en el comportamiento a compresión perpendicular. 52 Figura 16. Ardila, C (2013). Resistencia última ensayo a compresión perpendicular a la fibra (Cp) vs contenido de humedad (Ch). [Figura 10,4] Fuente: Recuperado de Trabajo de investigación de Ardila, C Universidad Nacional de Colombia. 4.1.1.3 Ensayo de tracción paralela a la fibra El ensayo de tracción paralela a la fibra se realizó con base en la NTC 5525, la longitud de las probetas fue de 500 mm y con una sección transversal cuadrada con dimensiones iguales al espesor de la pared. Las probetas fueron recortadas como se muestra en la Figura 17. Se elaboraron 12 especímenes con nudo en aproximadamente el centro de la misma, en donde se ahusó y 12 sin este nudo en ese lugar. 53 Figura 17. Muestra Probeta para ensayo de tracción paralela a la fibra de la Guadua con nudo. Fuente: Elaboración propia. En la máquina universal se colocó la probeta como se muestra en Figura 18, se descartaron probetas en las cuales la falla no se presenció en la zona de ensayo. 54 Figura 18. Montaje de probetas en maquina universal para ser falladas. Fuente: Elaboración propia. Resultados El cálculo de la resistencia a la tracción paralela a la fibra se determinó usando la ecuación (6). 𝜎 = F ult A = F ult h ∗ t (6) Donde F ult hace referencia a la carga aplicada a la cual la probeta falla, en Newton, ℎ y t son el ancho de la probeta y el espesor de la misma, respectivamente. En la 55 Tabla 9 se presenta el resultado de la resistencia promedio a la tracción paralela a la fibra de la guadua: Tabla 9. Resultados de resistencia a tracción paralela a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. Tracción paralela a la fibra Esfuerzo promedio (MPa) Desviación estándar (MPa) Coeficiente de variación Contenido de humedad promedio Con Nudo 108,928 10,21 14,52% 9,96% Sin Nudo 126,736 8,16 6,43% 10,16% Total 117,8318 12,83 10,89% 10,20% En la Tabla 10 se pretende comparar la resistencia última a la tracción paralela a la fibra obtenida en esta investigación con la obtenida por otros autores: Tabla 10. Comparación de resistencia a tracción paralela a la fibra de la Guadua con nudo. Elaboración propia. Autor Esfuerzo promedio (MPa) Arias & Bautista (2016) 117,83 Gutiérrez, M (2011) 84,91 Andrade, S (2013) 124 Pachón & Sanabria (2014) 99,18 Ciro, Osorio & Vélez (2005) 190,7 Ahora se procede a analizar los contenidos de humedad que poseían las probetas al momento de ser ensayadas en las anteriores investigaciones (Figura 19). 56 Figura 19. Contenido de humedad hallado por diversas investigaciones en el ensayo de tracción paralela a la fibra de la Guadua angustifolia Kunth. Fuente: Elaboración propia. Los valores de esfuerzo a tracción paralela a la fibra, en general, presentan un valor de desviación estándar de 43,01 MPa. Al momento de analizar los contenidos de humedad con el fin de relacionarlos a la resistencia a tracción paralela, no fue posible incluir el valor de la investigación de Ciro, Osorio & Vélez, puesto que en su artículo “Determinación de laresistencia mecánica a tensión y cizalladura de la Guadua angustifolia Kunth” no definieron un porcentaje de contenido de humedad para las probetas ensayadas, solo se mencionó que fue inferior al 20%. Los contenidos de humedad que poseían las probetas de las investigaciones mencionadas, varían entre 9,96% y 13,41% de humedad, pero no es posible establecer una tendencia que relacione el contenido de humedad de las probetas ensayadas a tracción paralela a la fibra con los valores de esfuerzos últimos, ya sea que disminuya o 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,0012,0014,0016,00 Arias, L & Bautista, O Gutierrez, M Andrade, S Pachon, V & Sanabria, J Contenido de humedad (%) In ve st ig ac io n es 57 aumente. Como afirma Gutiérrez, M. en su investigación “Factor de corrección por contenido de humedad para la resistencia a tensión paralela a la fibra de la Guadua Angustifolia Kunth”, la resistencia a la tensión paralela a la fibra presenta una variación importante cuando el contenido de humedad se encuentra por debajo del 10%, esto podría explicar que el valor de esfuerzo de la presente investigación fue el menor, siendo la humedad menor del 10%. Entre el valor de esfuerzo a tracción paralela a la fibra de la investigación de Gutiérrez, M. y la presente investigación, hubo una reducción de resistencia cercana al 21%, esto confirma que “la resistencia a tensión paralela a la fibra de la Guadua angustifolia Kunth puede disminuir hasta un 27% para contenidos de humedad por debajo del 10% del contenido de humedad del material” Gutiérrez, M (2011). 4.1.1.4 Ensayo de tracción perpendicular a la fibra. El ensayo de tracción perpendicular a la fibra se realizó con base en la metodología presentada por la Ingeniera Cari A. Pacheco en su tesis “Resistencia a la tracción perpendicular a la Fibra de la Guadua Angustifolia”, de la Universidad Nacional de Colombia. Se ensayaron 12 probetas sin nudo cuyas longitudes fueron de una vez el diámetro exterior promedio de la probeta (Figura 20). 58 Figura 20. Probetas para ser ensayadas a tracción perpendicular a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. El dispositivo empleado para someter las probetas a tracción perpendicular a la fibra de la Guadua consistió en una adaptación del postulado en la tesis mencionada anteriormente (Figura 21). 59 Figura 21. Montaje de ensayo de tracción perpendicular a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. La resistencia a la tracción perpendicular a la fibra se calculó de acuerdo a la Ecuación (7). 𝜎𝑢𝑙𝑡 = 𝐹𝑢𝑙𝑡 A = 𝐹𝑢𝑙𝑡 2 𝑇𝑝 ∗ 𝐿𝑝 (7) Donde 𝐹 𝑢𝑙𝑡 corresponde a la carga máxima aplicada a la que la probeta llega a su falla (Newtons) y 𝐴 corresponde al área e aplicación de la carga, que es dos veces el espesor promedio por la longitud promedio. A continuación, en la Tabla 11 se establecen los valores arrojados en esta investigación: 60 Tabla 11. Resultados de resistencia a la tracción perpendicular a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. tracción perpendicular a la fibra Esfuerzo promedio (MPa) Desviación estándar (MPa) Coeficiente de variación Contenido de humedad promedio 0,53 0,22 41,08% 10,41% En la Tabla 12 se pretende comparar la resistencia última a la tracción perpendicular a la fibra obtenida en esta investigación con la obtenida por otros autores: Tabla 12. Comparación de resistencia a tracción perpendicular a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. Autor Esfuerzo promedio (MPa) Pacheco, C (2006) 0,728 Andrade, S (2013) 1,08 Pachón, V & Sanabria, J (2014) 0,42 Arias, L & Bautista, O (2016) 0,53 A continuación, se muestra el contenido de humedad de las probetas usadas en las investigaciones mencionadas anteriormente (Tabla 13): 61 Tabla 13. Contenidos de humedad en ensayos. Fuente: elaboración propia. Contenido de humedad (%) Autor 10,4 Arias, L & Bautista, O (2016) 14,27 Andrade, S (2013) 16,21 Pachón, V & Sanabria, J (2014) 22,2 Pacheco, C (2006) En la Figura 22 se relaciona el contenido de humedad y el esfuerzo último a tracción perpendicular de los ensayos realizados en algunas investigaciones: Figura 22. Contenido de humedad hallado en diversas investigaciones en los ensayos de tracción perpendicular a la fibra de la Guadua angustifolia Kunth. Fuente: Elaboración propia 62 De la Figura 22 no es posible inferir un comportamiento de tracción perpendicular en el cual influya el contenido de humedad de las muestras ensayadas, a pesar de que Pacheco (2006) concluyó mediante una investigación que la resistencia a tracción perpendicular es inversamente proporcional al contenido de humedad, además, que aunque la humedad es un factor muy importante (pero no el único) para la resistencia de la Guadua y por lo tanto la cosecha y secado son determinantes para la resistencia de la misma. 4.1.1.5 Ensayo de corte paralelo a la fibra El ensayo de corte paralelo a la fibra de la Guadua se realizó con base en la NTC 5525. Los dispositivos fueron utilizados de tal manera que permitían que la probeta se apoyara en su extremo inferior sobre dos cuartas partes de su superficie opuestas entre sí, y a su vez, en el extremo superior se aplicó la carga sobre las dos cuartas partes que no estaban apoyadas en la parte inferior (Figura 23). 63 Figura 23. Dispositivos empleados para la aplicación de la carga en ensayo de corte paralelo a la fibra. Fuente: Elaboración propia. Se ensayaron 24 probetas de corte paralelo a la fibra de la Guadua, 12 probetas con nudo (Figura 24) y 12 probetas sin nudo (Figura 25), cuyas longitudes fueron aproximadamente igual al promedio del diámetro exterior. El montaje se puede apreciar en la Figura 26. 64 Figura 24. Probetas con nudo para ensayo de corte paralelo a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. Figura 25. Probetas sin nudo para ensayo de corte paralelo a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. 65 Figura 26. Montaje para ensayo de corte paralelo a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia. Resultados: La resistencia última al corte se calculó mediante la división de la carga máxima soportara por la probeta Fúlt (Newtons), entre el área de la superficie de la falla a cortante Av, como se muestra en la ecuación (8): 𝑥 = F últ Av = F últ (𝑡 ∗ 𝐿) (8) El área 𝐴𝑣 es la suma de los cuatro productos de 𝑡 y 𝐿, siendo 𝑡 el espesor de la pared de la probeta de la Guadua y 𝐿, la longitud de la misma. En la Tabla 14 y Tabla 15 se muestran los resultados de la resistencia al corte paralelo a la fibra de la guadua con nudo y sin nudo respectivamente. 66 Tabla 14. Resultados de resistencia al corte paralelo a la fibra de la Guadua para probetas con nudo. Fuente: Elaboración propia. Corte paralelo a la fibra, guadua con nudo Esfuerzo promedio MPa Desviación estándar MPa Coeficiente de variación Contenido de humedad promedio 5,90 1,01 17,08% 11,29% Tabla 15. Resultados de resistencia al corte paralelo a la fibra de la Guadua para probetas sin nudo. Fuente: Elaboración propia. Corte paralelo a la fibra, guadua sin nudo Esfuerzo promedio MPa Desviación estándar MPa Coeficiente de variación Contenido de humedad promedio 5,79 0,85 14,70% 11,57% En la tabla 16 se comparan los resultados obtenidos de la resistencia al corte paralelo a la fibra de la Guadua con la obtenida en otras investigaciones. 67 Tabla 16. Comparación resultados de resistencia al corte paralelo a la fibra de la Guadua. Fuente: Elaboración propia.sin nudo con nudo Autor Esfuerzo MPa Esfuerzo MPa Pantoja, N & Acuña, D (2005) 7,09 7,52 Andrade, S (2013) 8,3 8,48 Plazas, M (2013) 6,9 7,12 Arias, L & Bautista, O (2016) 5,79 5,90 El aumento de la resistencia a corte paralelo a la fibra cuando las probetas poseen nudo es evidente en las cuatro investigaciones comparadas en la tabla 16, el menor aumento encontrado fue en la presente investigación, alrededor de 1% de aumento de resistencia en comparación con las probetas sin nudo, Andrade, S (2013) logró obtener un 2,1% de aumento de resistencia, similar al de Lamus, Plazas & Luna (2015) que fue de 3%, sin embargo Pantoja N & Acuña, (2005) lograron alcanzar un 5% de más en resistencia a corte paralelo a la fibra en sus probetas con nudo, también se encontró una desviación estándar para las probetas con y sin nudo de 1 MPa. 4.2 Material de relleno de probetas El relleno de las probetas está compuesto por Resina de poliéster, fibra de fique y trozos de guadua de 10 mm x 10 mm. La manera de rellenar cada probeta consistió en realizar una perforación exclusiva para introducir los pequeños trozos de guadua y fique (El fique que se agregó fue el equivalente 68 al 3% de la cantidad de resina de poliéster), luego de tener dentro de la probeta la cantidad necesaria de fique y trozos de guadua se vertió por medio de un embudo de 3/4” la mezcla de resina de poliéster y monómero de estireno teniendo así una mezcla sólida y consistente, capaz de resistir esfuerzos a compresión, garantizando la adherencia necesaria para que la guadua trabaje de la mejor manera. A continuación, se especifica cada elemento del compuesto. 4.2.1 Fique El fique que se utilizó en el relleno es un fique comercial sin ningún tipo de colorante ni trenzado, fácil de manipular y cortar, la longitud de las fibras fue de 20 mm y la cantidad determinada para las probetas corresponde al 3% del volumen del relleno. En la Figura 24 se muestra la fibra lista para ser parte del relleno de la Guadua. 69 Figura 27. Fibra de fique cortada a 20 mm. Fuente: Elaboración propia. 4.2.2 Resina poliéster La resina de poliéster es el material base del compuesto, su alta resistencia a la compresión lo hace un material excelente para usarse como relleno de Guadua en conexiones, el fique es agregado para mejorar la resistencia a tracción de la resina y los trozos de Guadua para disminuir el volumen ocupado por la resina, bajar el costo del relleno y mejorar propiedades mecánicas del relleno. La resina de poliéster fue adquirida en Alquímicos y se compró por galones, a su vez se mezcló con monómero de 70 estireno (Figura 28) en una relación 2:1 resina y estireno respectivamente, que trabaja como disolvente ayudando a mejorar la viscosidad de la resina para garantizar la penetración de la misma en medio de la fibra de fique y los pequeños trozos de guadua. La forma de pasar la resina de líquida a sólida es mediante un catalizador, es peróxido (Figura 29) que se agrega en un 3% del volumen de la resina, con esta cantidad de catalizador el tiempo de fraguado de la mezcla es de aproximadamente 15 minutos, la mezcla queda totalmente sólida y sin fracturarse (Figura 30). Figura 28. Monómero de Estireno. Fuente: Elaboración propia. 71 Figura 29. Catalizador de Resina MEC Fuente: Elaboración propia. Figura 30. Muestra de Resina de Poliéster líquida. Fuente: Elaboración propia. 72 4.2.3 Trozos de Guadua Como se mencionó anteriormente, la principal función de los trozos de Guadua es aumentar la resistencia del relleno ocupando volumen que también ayuda a disminuir la cantidad de mezcla (Resina, estireno y MEC), y por tanto el costo. Se estableció cortar los trozos de guadua de 10 mm x 10 mm (Figura 31); así se logra un mayor acomodamiento de los trozos, mayor ocupación de volumen y totalmente empapados por la mezcla. Figura 31. Trozos de guadua. Fuente: Elaboración propia. 4.2.3 Ensayos de caracterización de Compuesto usado como relleno. Para conocer las propiedades mecánicas del compuesto, se realizaron ensayos de compresión y tracción indirecta. A continuación, se describen los ensayos: 4.2.3.1. Ensayo de Compresión. 73 Las probetas para definir la resistencia a compresión del compuesto a base de resina poliéster se realizaron usando como formaleta tubo de PVC de alta resistencia, de 3” de diámetro, la altura equivalente a 2 veces el diámetro del tubo (Figura 32). Figura 32. Probetas para ensayos a compresión. Fuente: Elaboración propia. Se elaboraron 3 muestras que se ensayaron a compresión simple y con el fin de calcular el esfuerzo se halló el área de la sección transversal con la ecuación (9): 𝐴 = 𝜋 4 𝐷2 (9) 74 Donde A es el área de la sección transversal expresada en mm y D es el diámetro promedio del espécimen en mm2. Conociendo el área, se procedió a calcular el esfuerzo máximo a compresión de cada probeta con la siguiente expresión (ecuación (10)): 𝜎ú𝑙𝑡 = 𝐹𝑚á𝑥 𝐴 (10) El termino Fmáx, es la fuerza máxima soportada por la probeta al momento del ensayo en Newton y A es el área anteriormente mencionada en mm2. Tabla 17. Resultados de resistencia a compresión de Resina de poliéster. Fuente: Elaboración propia. Probeta Esfuerzo (MPa) CS-01 16,235 CS-02 16,466 CS-03 14,823 Promedio 15,841 La Tabla 17 muestra los resultados de esfuerzos a la compresión obtenidos del ensayo de compresión simple del compuesto a base de resina poliéster, indicando que el promedio de este valor fue de 15,841 MPa. Adicionalmente, una de las 3 probetas se ensayó con unas galgas extensiométricas, llamadas en inglés “Strain Gages”. Estas se instalaron en el espécimen con el fin de medir la deformación del mismo durante el ensayo. Estos 75 sensores miden la deformación gracias a la variación en su resistencia eléctrica, la cual es causada por un cambio en la longitud donde se encuentra adherida la galga. En la Figura 33 se puede observar la galga incluida en el cilindro. Figura 33. Strain Gage adherido a la probeta para caracterización de compuesto. Fuente: Elaboración propia. 76 Figura 34. Chasis cDAQ-9174, National Instruments. Fuente: Elaboración propia. Para la obtención de datos se utilizó un dispositivo llamado Chasis cDAQ-91748 (Figura 34), el cual es una plataforma portátil de adquisición de datos. Cada galga se conectó a este dispositivo el cual a su vez dirigió la información a un software llamado LabVIEW. Este programa de computador es una plataforma de diseño y programación con un lenguaje gráfico que fue desarrollado por National Instruments, la cual es una empresa que se encarga de desarrollar hardware y software para la optimización de distintas mediciones en diversas áreas de conocimiento. Dicha empresa también creo el chasis de adquisición de datos anteriormente mencionado. Gracias a Fuentes y Sierra (2016), que en su investigación “Longitud de desarrollo para una barra N4 NTC 2289 en un elemento SFRC a flexión” crearon una herramienta en el software LabVIEW, la cual, a través del chasis y las galgas, mide la deformación del material al cual esta adherido. Con esta herramienta se logró establecer dicha deformación 77 para cada esfuerzo solicitado en el ensayo, para así construir la gráfica esfuerzo vs deformación (Figura 35). Figura 35. Gráfica esfuerzo-deformación de un cilindro de compuesto. Fuente: Elaboración propia. 4.2.3.2 Ensayo de Tracción indirecta. Para el desarrollo de este ensayo fue necesario elaborar cilindros del compuesto con la ayuda de un tubo PVC de 3”, el cual funcionó como formaleta para la realización de