Theses & Dissertations

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https://hdl.handle.net/20.500.11801/5
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Browsing Theses & Dissertations by Author "Acevedo Acevedo, Pablo"
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    Evaluación de propiedades físicas y mecánicas de algunos bambús tropicales cultivados en Mayagüez, Puerto Rico
    ( 2016) Acevedo Acevedo, Pablo ; Papadopoulos, Christopher ; College of Engineering ; Acosta, Felipe ; Suárez, Luis ; Department of Civil Engineering ; Cruz-Pol, Sandra
    La actual crisis ecológica y social que enfrentamos en el mundo exige adoptar enfoques alternativos que valoren la labor humana, la redistribución justa de los recursos y el bienestar con la Naturaleza. Desde el campo de la ingeniería estructural se puede avanzar hacia estos objetivos a través de la bioconstrucción, el cual entre muchos factores considera el uso y manejo responsable de los materiales locales y naturales. Dentro de este contexto, el bambú y su utilización tiene un gran potencial como fuente de tecnología apropiada para Puerto Rico. El bambú leñoso es una grama gigante (familia poaceae) de rápido crecimiento con múltiples beneficios ecológicos y sociales. Dentro del sector de la construcción alternativa su material ha sido identificado por sus buenas capacidades mecánicas, sustentabilidad ambiental, alta renovabilidad en producción y socialmente resiliente, entre otras. Dada su naturaleza, múltiples factores (anatómicos, geográficos, geométricos y otros) afectan directamente su desarrollo creando variaciones en sus propiedades físicas y mecánicas. Por lo tanto, el estudio detallado de estas propiedades se convierte en un componente indispensable para el análisis y diseño estructural adecuado con bambú. Estudios precedentes a las propiedades físicas y mecánicas del bambú en Puerto Rico se limitan a una investigación (Properties of Some Bamboos Cultivated in the Western Hemisphere, 1956). No obstante, las especies estudiadas y los métodos experimentales utilizados no satisfacen los factores de aplicabilidad constructiva con bambú y de comparación con investigaciones más contemporáneas. Por otro lado, esta tesis sigue un protocolo de prueba utilizando los requisitos del ISO-22157 1&2 y una selección de especie tomando en cuenta factores como el cumplimiento con maduración optima, disponibilidad y su potencial de uso para sistemas estructurales. Las seis especies de bambús seleccionadas (Bambusa vulgaris, Bambusa tulda, Bambusa oldhamii, Dendrocalamus asper, Gigantochloa apus y Guadua angustifolia) fueron muestreadas de la colección de bambús tropicales del Tropical Agricultural Research Station (TARS-USDA), Mayagüez, Puerto Rico. Para las mismas se algunas propiedades físicas y mecánicas básicas incluyendo la densidad, contenido de humedad, el módulo de elasticidad, el esfuerzo último a compresión paralelo a la fibra, el esfuerzo último cortante paralelo a la fibra y el momento flector último. Además, se adjunta otros experimentos cortos enfocados en entender las influencias de factores físicos en el comportamiento mecánico del bambú y la evaluación en efectividad para ocho alternativas de soluciones preservantes. El rango de valores promedios obtenidos, dentro de todas las especies, para esfuerzos últimos en muestras húmedas fue de: compresión paralelo a la fibra 4.84 - 8.09 ksi (33.40 - 55.79 MPa), cortante paralelo a la fibra 0.87 - 1.27 ksi (5.93 - 8.77 MPa), flexión 8.62 - 17.17 ksi (59.47 - 117.54 MPa) y módulo de elasticidad 2,361 - 3,644 ksi (16.28 - 25.48 GPa). La comparación directa de estos valores con los recolectados de otras investigaciones presentan patrones de cercanía o similitud. En general, esta tesis permitió el desarrollo de las instalaciones del Laboratorio de Materiales y Estructuras del Departamento de Ingeniería Civil y Agrimensura de la Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayagüez, para ejecutar pruebas mecánicas de bambú, brindado oportunidades a investigaciones futuras. Por otro lado, este trabajo también sirvió como foco de inspiración para el desarrollo de otras actividades como clases, talleres, charlas comunitarias y colaboraciones, entre otras, con la finalidad de promover la investigación y desarrollo sustentable del bambú, particularmente en Puerto Rico.