articulo 2 materiales reforzados con fibra

EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DE LA
ESTRUCTURA INTERNA DE LA GUADUA CON UN MODELO
MATEMATICO
EVALUATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF THE
INTERNAL STRUCTURE OF THE GUADUA WITH
MATEMATICAL MODELLING
JAIRO ALEXANDER OSORIO SARAZ
Profesor Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín,aosorio@unal.edu.co

ALBEIRO ESPINOSA BEDOYA
Profesor Facultad de Minas,Universidad Nacional de Colombia-Sede Medellín, aespinos@unal.edu.co

EDUARD A. GARCÍA GALEANO
Ingeniero Agrícola M.Sc. Universidad de Puerto Rico – Mayagüez, Departamento de Ingeniería Civil,egg13345@uprm.edu
Recibido para revisar junio 20 de 2008, aceptado octubre 28 de 2008, versión final noviembre 11 de 2008

RESUMEN: Se caracterizo la estructura interna del Bambú-Guadua angustifolia kunth(GAK), en su zona media,
encontrando la composición interna de este material compuesto, como son el porcentaje de la matriz (parénquima) y
de fibras (células de fibras y tejido conductivo). Se determinó las propiedades mecánicas como la resistencia a
tensión y a flexión en sentido tangencial, y la Relación de Poisson del material y la resistencia de la fibra. Se valido
un modelo matemático paramateriales compuestos propuesto por Chandrupatla & Belegundu (1999), y se
encontraron algunas ecuaciones que permiten predecir la resistencia del material en función de la resistencia de la
fibra, y también para realizar modelos computacionales útiles para la industria de laminados de pisos en Bambuguadua. Los resultados experimentales no difirieron significativamente de los resultados obtenidos conlos modelos
matemáticos.
PALABRAS CLAVE: Propiedades mecánicas de la guadua, materiales anisotrópicos, modelamiento matemático.
ABSTRACT: The internal structure of Guadua angustifolia-kunth bamboo (GAK) was characterized in its middle
zone, finding the internal composition of this composite material, such as the percentage of the matrix (parenchyma)
and the fibers (fiber cells and conductivetissue). Mechanical properties of the material were found, such as
resistance to tension and the Poisson ratio of the material, and the resistance of the fiber and of the matrix. A
mathematical model proposed by Chandrupatla & Belegundu (1999), was validated for composites materials, and
some equations were found that permit the prediction of the material´s resistance, and also create computationalmodels useful for floor laminates in Bamboo-Guadua. The experimental results did not differ significantly from the
results obtained with the mathematical models.
KEYWORDS: Mechanical properties of Guadua, anisotropic materials, mathematical modelling.

1.

INTRODUCCIÓN

En Colombia y a nivel internacional se han
realizado varias investigaciones para determinar

las propiedades mecánicas de los bambúesen su
espesor total y en cada una de las zonas que la
componen, interna, media y externa, entre los

Dyna, Año 76, Nro. 160, pp. 169-178. Medellín, Diciembre de 2009. ISSN 0012-7353

Osorio et al

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cuales se encuentra la
angustifolia Kunth (GAK).

guadua

Guadua

Estructura interna de los bambúes y sus
propiedades

Dadas las propiedades mecánicas que presentan
la GAK y la apertura demercados, la tendencia
es utilizarla en laminados para pisos y para
sistemas estructurales. Dentro del proceso de
elaboración de laminados, la parte de la guadua
más utilizada es la de la zona media, dejando
como subproductos las zonas externa e interna.
Dado lo anterior, para entrar en los proceso de
modelación con la guadua como material
laminado, es necesario conocer sus propiedades
mecánicas internasde la zona media, aunque
algunas de ellas son conocidas, otras como la
resistencia de las fibras, Relación de Poisson del
material en dirección perpendicular a las fibras y
la resistencia de la matriz son desconocidas.

Las propiedades de los culmos de bambú están
determinadas por su estructura anatómica, ya que
ella define las propiedades mecánicas y por tanto
el uso final del material...