Comportamiento frente al fuego de paneles de caña guadua de viviendas tradicionales en la costa ecuatoriana
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Date
2025-02
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Civil
Abstract
The use of various materials in the construction of houses has driven the need to study their behavior against events that can cause significant damage to structures, with the aim of preventing disasters. The main objective of this research work was to characterize the fire behavior of guadua cane panels (Guadua Angustifolia Kunth) used in light constructions on the Ecuadorian coast.
Through an experimental methodology, the first phase determined the physical and mechanical properties of the material. In addition, the second phase focused on the NTE INEN-ISO 11925-2 standard, subjecting a total of 24 samples to the direct action of a flame. These samples, cut in longitudinal and transverse orientation, were evaluated both at the edge and on the surface, under two flame exposure times of 30 seconds, according to the standard and 120 seconds by experimental criteria. Finally, in the third stage, the flammability and carbonization indices were calculated from the data obtained. The results indicated that the guadua cane panels have an average density of 741.211 kilograms per cubic meter and a moisture content of 14.9 percent, meeting the basic requirements for use in low structural demand applications. In terms of mechanical properties, a tensile stress of 90.2 mega pascals, compression of 33.92 mega pascals and bending of 47.21 mega pascals were determined. Flammability tests demonstrated that the material exhibits favorable behavior against small flames under controlled conditions, with an average carbonization index of 3.1 percent and a limited contribution to fire classification (class "D" according to EN 13501-1). Although direct experimental tests were not performed with flame retardants, such as sodium octaborate tetrahydrate, the literature reviewed indicates that its application could significantly improve the fire resistance of guadua cane. This aspect should be investigated in future studies to determine its efficiency in construction applications.
In conclusion, guadua cane is presented as a sustainable and viable alternative for construction in contexts of low structural demand, provided that preventive treatments are implemented and specific regulations are met. It is recommended to promote additional research, train professionals in the sector and promote sustainable management strategies for this renewable course.
Description
El uso de diversos materiales en la construcción de viviendas ha impulsado la necesidad de estudiar su comportamiento frente a eventos que pueden causar daños significativos a las estructuras, con el objetivo de prevenir desastres, el presente trabajo de investigación tuvo como objetivo principal caracterizar el comportamiento frente al fuego de paneles de caña guadua (Guadua Angustifolia Kunth) utilizados en construcciones ligeras en la costa ecuatoriana.
A través de una metodología experimental, la primera fase determinó las propiedades físicas y mecánicas del material, además, la segunda fase se enfocó en la norma NTE INEN-ISO 11925-2 sometiendo un total de 24 muestras a la acción directa de una llama. Estas muestras, cortadas en orientación longitudinal y transversal, fueron evaluadas tanto en el borde como en la superficie, bajo dos tiempos de exposición a la llama en 30 segundos, conforme a la norma y 120 segundos por criterio experimental. Finalmente, en la tercera etapa se calcularon los índices de inflamabilidad y carbonización a partir de los datos obtenidos. Los resultados indicaron que los paneles de caña guadua poseen una densidad promedio de 741,211 kilogramos por metro cubico y un contenido de humedad del 14,9 por ciento, cumpliendo con los requisitos básicos para su uso en aplicaciones de baja exigencia estructural. En cuanto a propiedades mecánicas, se determinó un esfuerzo de tracción de 90,2 mega pascales, compresión de 33,92 mega pascales y flexión de 47,21 mega pascales. Los ensayos de inflamabilidad demostraron que el material presenta un comportamiento favorable frente a llamas pequeñas en condiciones controladas, con un índice de carbonización promedio del 3.1 por ciento y una clasificación de contribución limitada al fuego (clase ¨D¨ según EN 13501-1). Aunque no se realizaron pruebas experimentales directas con retardantes de llama, como el octaborato de sodio tetrahidratado, la literatura revisada indica que su aplicación podría mejorar significativamente la resistencia de la caña guadua frente al fuego. Este aspecto debería investigarse en futuros estudios para determinar su eficiencia en aplicaciones constructivas.
En conclusión, la caña guadua se presenta como una alternativa sostenible y viable para la construcción en contextos de baja exigencia estructural, siempre que se implementen tratamientos preventivos y se cumplan normativas específicas. Se recomienda fomentar investigaciones adicionales, capacitar a profesionales del sector y promover estrategias de manejo sostenible de este curso renovable.
Keywords
NTE INEN ISO 11925-2, CAÑA GUADUA, REACCIÓN AL FUEGO, PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICAS