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Descripción y análisis de costos de uniones
convencionales y de innovación en la construcción
con bambú rollizo
rEsumEn
El estudio describe y analiza los costos de
uniones empleadas en la construcción con
bambú rollizo, tanto modelos convencionales
como uniones de innovación desarrolladas
para reducir los tiempos de ejecución y
facilitar los procesos de trabajo. Los resultados
son insumos esenciales para la elaboración de
metrados y presupuestos de estructuras de
bambú y ofrecen valores comparativos para
guiar la toma de decisión en el diseño.
Palabras clave: bambú, Guadua,
construcción, unión, conector, costo, mano
de obra
abstraCt
e study describes and analyzes the costs
of joints used in the construction with
bamboo culms, both conventional models
and innovation joints developed to reduce
execution times and facilitate the workow.
e results are essential inputs for the
elaboration of meds and budgets of bamboo
structures and oer comparative values to
guide decision-making in the design.
Key words: Bamboo, Guadua, construction,
joint, connector, cost, labor
Y B
F J
C C
1 Universidad de San Martín de Porres
ivuc@usmp.pe
Description and cost analysis of conventional and innovative joints
construction with bamboo culm
Recibido: mayo 15 de 2020 | Revisado: julio 12 de 2020 | Aceptado: setiembre 11 de 2020
https://doi.org/10.24265/campus.2020.v25n30.04
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© Los autores. Este artículo es publicado por la Revista Campus de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad
de San Martín de Porres. Este artículo se distribuye en los términos de la Licencia Creative Commons Atribución No-comercial
– Compartir-Igual 4.0 Internacional (https://creativecommons.org/licenses/ CC-BY), que permite el uso no comercial,
distribución y reproducción en cualquier medio siempre que la obra original sea debidamente citada. Para uso comercial
contactar a: revistacampus@usmp.pe.
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Introducción
Antecedentes
En la construcción con bambú rollizo,
las uniones son un tema fundamental y a la
vez complejo, dado que la naturaleza tubular
e irregular de este perl natural diculta el
desarrollo de conectores (Barnet & Jabrane,
2019). En el método tradicional de uniones
se requieren realizar cortes especiales que
demandan tiempo y un saber hacer especíco
(Figura 2). Eso se traduce en costos de mano
de obra relativamente alto. Para suplantar
esta problemática se han creado cada vez
más conectores con materiales, técnicas y
funciones muy variadas.
En una búsqueda de optimización de
los procesos de construcción, el Instituto de
Vivienda Urbanismo y Construcción (IVUC)
de la Universidad de San Martín de Porres
(USMP) ha desarrollado unos conectores
de extremidad y articulaciones para ser
implementadas en varios tipos de proyectos
(Figura 3), y en particular para el desarrollo
de un sistema constructivo en base a bambú
y madera de ingeniería que busca ser rápido y
fácil de ensamblar. Este proyecto está volcado
en la construcción de un prototipo de vivienda
(Figura 1) cuyo n es evaluar, optimizar y
validar el sistema propuesto.
Figura 1. Diseño de prototipo de vivienda de
bambú y madera de ingeniería. (IVUC)
Figura 2. Unión usual con boca de pescado.
(Barnet & Jabrane, 2019)
Figura 3. Conector de extremidad y articulación
IVUC (Barnet & Jabrane, 2019)
Objetivos
El presente estudio busca denir la cantidad
de materiales y tiempos de mano de obra de
todas las uniones empleadas en el proyecto
de vivienda antes mencionado, con la
nalidad de generar información esencial
para la elaboración de su presupuesto, así
como de cualquier otra estructura de bambú
que emplea esas uniones.
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Además, los resultados obtenidos
permiten medir el rendimiento económico
de los conectores desarrollados por el IVUC
comparado a uniones tradicionales que
cumplen funciones análogas. El artículo
tiene también como nalidad describir e
ilustrar cada una de las uniones estudiadas,
con sus procesos de montaje correspondiente.
El estudio no contempla los aspectos de
comportamiento estructural de las uniones.
Materiales y método sujeto y materiales
del estudio
Dentro de las uniones estudiadas, cinco son
usuales y descritas en la Norma Peruana
E100 y tres corresponden a uniones nuevas
desarrolladas por el IVUC. La lista completa
está detallada en la Tabla 1. La especie de
bambú utilizada es del género Guadua y
tiene un diámetro promedio de 10 cm.
Tabla 1
Uniones estudiadas
N° DESCRIPCIÓN
UNIONES USUALES
1 Pico de auta con perno tensor
2 Boca de pescado con perno tensor
3
Unión sobre base de concreto con -
erro y mortero
4
Unión longitudinal con eucalipto in-
terior
5 Unión tipo perno pasante
UNIONES DE INNOVACIÓN
DEL IVUC
6
Unión perpendicular con tapa de
madera
7
Unión de tope de madera articulado a
una platina
8
Unión de tope de madera articulado a
un bambú
Método
Para cada una, se ha denido la cantidad
de materiales empleados, y se ha medido
el tiempo necesario de mano de obra,
diferenciando la prefabricación y los procesos
de colocación en obra de forma separada.
En el caso de las uniones usuales, se empleó
el diseño contemplado en el Reglamento
Nacional de Edicación (Ministerio de
Vivienda, Construcción y Saneamiento,
2012) y se pidió a un experto de realizar cada
unión en el piso para cronometrarlo (Figura
4). Para condiciones incómodas (en altura)
el tiempo es muy variable y con el n de tener
una estimación, se entrevistó a especialistas
con más de 10 años de experiencia. También
se contrastó los valores con resultados del
estudio “Aportes de mano de obra y materiales,
para la creación de partidas en la construcción
con bambú” (Chinchayán, 2016).
Figura 4. Proceso de ejecución de una unión
usual con pico de auta por un experto
Figura 5. Proceso de una unión de tope de
madera con articulación a una platina por un
voluntario no profesional.
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Costos unitarios empleados
Todos los montos indicados en este
artículo no incluyen impuestos, en particular
el IGV (Impuesto General a la Venta) de 18%
en el Perú. Son montos referenciales en 2020
en la ciudad de Lima. En las siguientes tablas
se detallan los costos unitarios utilizados
para el estudio.
Tabla 2
Costos unitarios de materiales
Ítem Unidad Costo Unitario S/.
Varilla roscada 3/8” m 2.1
Tuerca de 3/8” Und 0.1
Arandela de 3/8” Und 0.075
Varilla Roscada 1/2” m 3.9
Tuerca de 1/2” Und 0.15
Arandela de 1/2” Und 0.1
Fierro 3/8” de 9m m 14.6
Cemento 42.5 kg Und 18.6
Arena gruesa 40kg Und 5.5
Eucalipto de 2 ½” m 4.5
Plancha OSB 244x122x1.8cm Und 64
Tornillo #12 de 1 ½” autoperforante Und 0.25
Perno de 3/8” x 2” Und 0.5
Pernos de expansión 3/8 “ x 4” Und 2
Tirafón 4” (4mm) Und 1.5
Guadua tratada 6m, diam. Aprox. 4” Und 36
Tabla 3
Costos unitarios piezas prefabricadas
Ítem Unidad Costo Unitario S/.
Varilla con bocina soldada (g. 6) Pieza 3
Platina tipo 1 y 2 (g.8) Pieza 8
Pieza de articulación (g. 6) Pieza 14
Tope de madera tornado (Figura 7) Pieza 7
Tabla 4
Costos horarios de mano de obra
Ítem Costo horario S/.
Carpintero especialista en construcción con bambú 24
Operario 22.94*
Ocial 18.14
Nota: (Revista Costos, 2020)
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Figura 6. Pieza de articulación + varilla con
bocina
Tabla 5
Tiempos para realizar actividades especícas en el piso (una persona) relativos a uniones convencionales
Actividad Equipamiento Tiempo en min
Corte recto Ingletadora 0.5
Corte recto * Amoladora 0.5
Corte recto Serrucho 1.5
Corte Boca de pescado * Formón, martillo, sierra 8
Corte Boca de pescado * (g.9) Amoladora o caladora 4.5
Corte Pico de auta
1
* Formón, martillo, sierra 17
Corte Pico de auta
1
* Amoladora o caladora 8
Sacar diafragma interno Formón + martillo 2
Fijación con perno tensor * Taladro + amoladora 8
Fijación de un perno pasante Taladro + amoladora 4.5
Llenado de un canuto con mortero
2
Taladro 6
Corte y colocación eucalipto Ingletadora 1
* actividad que requiere de una persona especializada
1
Ángulo menor de 45°
2
No contempla la preparación de la mezcla
Figura 7. Pieza de madera tornada + piezas de
articulación + varilla con bocina
Figura 8. Platinas tipo 1
Resultados
Tiempos según actividades
La primera etapa del estudio ha sido
cronometrar el tiempo necesario para
realizar una actividad especíca, que se
detalla en la tabla 6. Es importante notar
que son tiempos brutos de actividades
realizadas en el piso, que no incorporan
nociones de tiempos intermedios, descansos,
fatiga, etc. Estos elementos tienen que ser
añadidos cuando se desarrollan análisis de
rendimiento para una obra.
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Tabla 6
Tiempos para realizar actividades especícas en el piso (una persona) relativos a las uniones de innovación
Actividad Equipamiento Tiempo en min
Fijación platina tipo A Atornillador eléctrico 2
Fijación platina tipo B Taladro 10
colocación pieza de articulación Taladro 7
Colocación conector de extremidad (Figura 10) Atornillador eléctrico 5
Fijación de la pieza de bambú con conector Llave 1
Regulación conector de extremidad Llave 5
Unir tapa de madera con tirafón Taladro 5
Conectar tapa de madera con otra pieza Atornillador eléctrico 2
Figura 9. Corte Pico de Flauta con amoladora
Figura 10. Colocación conector de extremidad
Análisis de costo de habitación piezas de
bambú
Cualquiera sea la unión por realizar, una
pieza de bambú pasa por un proceso de
selección y medición que diere de la mayor
parte de los otros materiales de construcción
por las siguientes razones:
-
Ningún bambú es idéntico al otro y
totalmente recto, por lo tanto, se tiene
que identicar cuáles son los tallos más
apropiados para la pieza deseada.
-
Se buscan tener nudos en ambos extremos
de la pieza, por lo que la búsqueda de
la pieza por extraer del bambú se suele
hacer con dos personas con una wincha.
Una vez marcada la pieza, se pasa al
proceso de corte. En el caso del presente
estudio se emplea una ingletadora.
Tabla 7
Costo unitario mano de obra para la
habilitación piezas de bambú. Se considera
tiempo para dos ociales
Estos 4.5 minutos se tienen que asociar
a todas las piezas de bambú de un proyecto,
independientemente de su tamaño. Este
resultado supera de 90 segundos las
conclusiones de otro estudio (Chinchayán
Plasencia, 2016), seguramente por el proceso
de selección que se contempló aquí.
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TIEMPOS Y COSTOS DE LAS UNIONES REALIZADAS EN EL PISO
En función a los costos unitarios y los tiempos registrados, se elaboró una cha técnica que
detalla los procesos de fabricación/instalación de cada unión y su costo bruto correspondiente.
La síntesis se presenta en la siguiente tabla.
Tabla 8
Costos y tiempos de armado (en el piso) de las uniones estudiadas
TIPO
Ilustración
Costo/unidad Tiempo armado.
(Sin proceso de habilitación)
01 - Unión con pico de auta
UNIONES CONVENCIONALES
S/. 12.64
26 min
02 - Unión con boca de pescado
S/. 10.24
22 min
03 - Unión sobre base con erro y mortero
S/. 5.24
13 min
04 - Unión po perno pasante
S/. 3.53
9 min
05 - Unión longitudinal con eucalipto interior
S/. 11.86
14 min
06 - Unión perpendicular con tapa de madera
UNIONES DE INNOVACIÓN
S/. 9.57
14 min
07 - Unión de tope de madera arculado a plana
S/. 30.97
14 min
08 - unión de tope de madera arculado a bambú
S/. 30.86
15 min
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Uniones en altura
Como la mayoría de los trabajos en una
obra, existe una gran diferencia de tiempos
entre una actividad realizada en el piso
y una actividad realizada en altura sobre
un andamio, de una forma más o menos
cómoda en función al tipo de conguración.
Por esas variables, resultó complejo denir
de forma exacta tiempos especícos. Sin
embargo, la larga experiencia de maestros
especializados en construcción con bambú
permite establecer rangos. En este estudio, se
entrevistó a tres de ellos y se promedió sus
respuestas en la siguiente tabla.
Tabla 9
Estimación de tiempos para realizar actividades
especícas por un experto con herramientas
eléctricas.
Actividad Piso
1 experto
(minutos)
Andamio
1 experto
+ asistente
(minutos)
Corte y jación
Boca de pescado
10 20
Corte y jación
Pico de auta
25 45
Perno pasante 4 7.5
Colocar una
pieza con doble
boca de pescado
45* 60
Colocar una
pieza con doble
Pico de Flauta
60 90
Relleno de un
canuto con
mortero
10 17.5
*47 min de promedio en estudio Chinchayán, 2016
(para una pieza a un metro de altura próximamente)
Según los resultados, se constata que las
actividades complejas toman entre 50% y
100% más tiempo que la misma actividad
realizada en el piso, además de requerir un
asistente.
Comparación de caso
Para evaluar la eciencia de los conectores
de innovación empleados en el prototipo de
vivienda del IVUC, se comparó el costo de
colocación de un pie amigo con dichas uniones
versus la misma pieza colocada con uniones
convencionales con corte en pico de auta.
Figura 11. Pie amigo A) con doble pico de
Flauta; B) con conectores de innovación
Tabla 10
Comparativo para el caso del pie amigo
Ítems A- con
doble
pico de
auta
B- con doble
conector de
innovación
Tiempo bruto
prefabricación
4 26
Tiempo de
armado
90 9
Costo de
Mano de obra
58.35 11
Costo
materiales
2.90 55
Costo Total 61.25 66.0
Los resultados muestran un costo directo
similar entre las dos soluciones, con una diferencia
de 7.7% en favor de la técnica tradicional, pero el
tiempo de ejecución de la solución con conectores es
inferior a la mitad, lo que permite reducir de forma
signicativa tiempos de obra, así como disminuye de
forma signicativa riesgos de accidentes ya que no se
realizan ningún corte en altura. Cabe señalar que la
solución convencional demanda una mano de obra
muy experimentada y que cualquier error cometido
en los cortes especiales signica volver a empezar
desde cero, mientras los conectores permiten regular
la dimensión de la pieza y evitar cualquier tipo de
inconveniente.
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Conclusiones
Los resultados muestran que existe una
notable diferencia del tiempo de ejecución
entre una unión efectuada en el piso y una
realizada en altura, sobre todo para uniones
que demandan cortes especiales. Por lo
tanto, es recomendable favorecer diseños que
permitan ejecutar la mayor parte del trabajo
en el piso, y en particular las uniones más
complejas. Se conrma así observaciones
sobre los benecios de la prefabricación para
optimizar los procesos en la construcción
con bambú (Barnet & Jabrane, 2017), en
los cuales se saca provecho del muy bajo
peso de ese material para pre-armar grandes
componentes estructurales.
En procesos de prefabricación, las
uniones convencionales, y en particular la
del perno pasante, son las menos costosas
y por lo tanto siguen vigente si se cuenta
con mano de obra calicada. Sin embargo,
para conexiones en altura, las uniones con
conectores preinstalados, que demandan
únicamente colocar un perno in situ,
resultan ser económicamente competitivas.
Como ventaja, hacen ganar tiempo en la
obra, reducen signicativamente el trabajo
riesgoso en altura y aseguran la calidad de
la conexión sin requerir una mano de obra
especializada. Además, son regulables y fácil
de desmontar, características que no ofrecen
las uniones convencionales. Por lo tanto,
representan una alternativa efectiva para
sustituir las uniones complejas en una obra
y cualquier tipo de construcción que tiene
vocación a ser montada muy rápidamente
y/o desmontada.
Para ampliar el rango de uso de esas uniones,
se tendría que disminuir signicativamente
los costos de los conectores; de esa manera se
volverían atractivas hasta en los procesos de
prefabricación.
Si bien las uniones de innovación no
han presentado fallas en los prototipos
construidos y han demostrado una buena
ductilidad en ensayos exploratorios (solo
para esfuerzos paralelos al tallo de bambú),
resultaría importante realizar estudios
detallados de su comportamiento estructural.
Reconocimientos
Por su participación en los procesos de
desarrollo y fabricación de prototipos, se
agradece a las siguientes personas: Hector
Llaven, Manuel Piña, Victor Barraza, Remi
Albert, Eduardo Perilla y el equipo del IVUC
en general. También se reconoce los aportes
de los expertos en construcción con bambú
que fueron consultados en este estudio:
Maximiliano Galarza, Jairo Llamo y Carlos
Huayta.
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Referencias
Barnet, Y., & Jabrane, F. (2017). Diseño de
proyectos con bambú en Lima como
estrategia de difusión de un método
constructivo alternativo y sostenible.
Campus, 22(23).
Barnet, Y., & Jabrane, F. (2019). Conectores
de extremidades de bambú para
estructuras exploración de un sistema
de incrustación en la pared interna del
tallo. Campus, 24(27).
Barnet, Y., & Jabrane, F. (2019). Diseñar y
Construir en bambú en el Perú. Lima:
Fondo editorial USMP.
Chinchayán, L. (2016). Aportes de mano
de obra y materiales, para la creación
de partidas en la construcción con
bambú. Lima.
Ministerio de Vivienda, Construcción y
Saneamiento. (2012). Reglamento
Nacional de Edicación. E100 Bambú.
Revista Costos. (2020). Suplemento técnico.
Costos(304).
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