Análisis Computacional y Experimental de las Deformaciones y Comportamiento Estructural de una Cercha de Puente a Escala en Material de Guadua

Abstract

En los últimos años la evolución de sistemas industrializados de construcción dentro de los métodos constructivos y los materiales empleados ha desligado el uso de insumos tradicionales más sustentables y el componente técnico que lleva su implementación para el desarrollo de infraestructura física. Es así, como la guadua angustifolia, un material de la familia de los bambú característico de Suramérica y el continente asiático, ha sido empleado durante años para el adelanto de construcciones que permiten generar desarrollo y en muchos lugares emblemáticos representa la autenticidad de las tradiciones propias de una generación de constructores, que han llevado a su máximo esplendor este material conocido como el “acero vegetal”. A lo largo del desarrollo de este trabajo se expone como la guadua, un material versátil con múltiples usos constructivos, ha sido empleada específicamente para el desarrollo de infraestructura de puentes, la cercha como patrón característico de su utilización en este tipo de estructuras y cómo se comportan sus conexiones. Con el fin, de indagar puntualmente desde la ingeniería, con un análisis computacional por medio de la herramienta de diseño y análisis estructural “Robot Structural Analysis Professional” y un prototipo a escala 1.3, el comportamiento de la estructura tipo cercha, al ser sometida a una carga puntual, obteniendo su carga máxima y sus deformaciones. Finalmente, se enmarca un análisis comparativo que permite validar el comportamiento de la cercha del modelo computacional versus el modelo físico llevado a su falla. Para de esta manera generar un marco referencial, que permita brindar un eje técnico y un margen comparativo, para el desarrollo de futuras investigaciones que incluyan el material y busquen llevar a cabo el desarrollo de estructuras en guadua. Impulsando el desarrollo computacional y el cálculo estructural para el desarrollo de puentes en guadua, sustentado en una base teórica que permita analizar el comportamiento previo de la estructura, que sirve para garantizar un margen de seguridad a la comunidad donde se va a desarrollar el proyecto.

In recent years, the evolution of industrialized construction systems within the construction methods and materials used, has separated the use of more sustainable traditional inputs and the technical component that leads to their implementation for the development of physical infrastructure. This is how “guadua angustifolia”, a material from the bamboo family characteristic of South America and the Asian continent, has been used for years for the advancement of constructions that allow generating development and in many emblematic places the authenticity of the traditions of a generation of builders, who have brought this material known as “vegetable steel” to its maximum splendor. Throughout the development of this work, it is explained how guadua, a versatile material with multiple constructive uses, has been used specifically for the development of bridge infrastructure, what is the characteristic pattern of its use in this type of structures and how they work. Its connections, to investigate specifically from engineering with a computational analysis through the design and structural analysis tool “Robot Structural Analysis Professional” and a scale prototype 1:3. The key element in the construction of guadua bridges, which is the truss as the main component that supports the transfer of loads safely and is therefore used as a base to build this type of infrastructure. Finally, a comparative analysis is framed that allows validating the theoretical properties of the material and the structure versus the physical model that led to its failure. In this way, to generate a referential framework, which safely allows providing a technical axis and a comparative margin, for the development of future research that includes the material and seeks to carry out the development of structures in guadua, promoting computational development and the structural calculation for the development of bridges. This is how it seeks to modernize a construction tradition with local materials, to guarantee safety factors for the community where the project is going to be inserted.