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Economía circular de la Guadua angustifolia Kunth (GaK) como una alternativa de construcción sostenible

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Universitat de Barcelona. Departament de Ciència dels Materials i Química Física

# metadata.dc.description.abstract[].value
[spa] La presente tesis doctoral se centra en el aprovechamiento sostenible de la Guadua
angustifolia Kunth (GaK), una especie de bambú predominante en las regiones
tropicales y subtropicales, especialmente en América Latina. Esta investigación se
desarrolla bajo un marco de economía circular y propone la utilización de la GaK como
una alternativa ecológica y viable para la construcción. El estudio persigue tres
objetivos principales: el desarrollo de tratamientos para mejorar la durabilidad de la
GaK, la evaluación de su sostenibilidad mediante el análisis de ciclo de vida (ACV) y la
innovación en la creación de materiales compuestos a partir de sus residuos.
En primer lugar, se analizan tratamientos térmicos y termoquímicos, incluyendo la
ebullición a presión atmosférica y la aplicación de soluciones de bórax y ácido bórico.
Estos tratamientos están diseñados para mejorar la durabilidad del bambú,
manteniendo al mismo tiempo sus propiedades mecánicas esenciales e incrementando
su resistencia a condiciones adversas, como la exposición al fuego. El propósito de
estos tratamientos es alterar la composición química y estructural del bambú de
manera que se optimicen su durabilidad y funcionalidad para aplicaciones en el sector
de la construcción.
El segundo objetivo se centra en realizar un ACV detallado de los tableros de bambú
producidos en Santa Elena, Ecuador. Este análisis puerta a puerta no solo identifica los
impactos ambientales significativos asociados con la producción de bambú, sino que
también propone mejoras basadas en los hallazgos. Se consideran dos escenarios de:
uno que representa el proceso actual y otro que incluye mejoras en la gestión de
residuos y recursos, destacando una reducción significativa de los impactos
ambientales en el escenario optimizado.
En cuanto al tercer objetivo, se investiga la viabilidad de desarrollar materiales
compuestos integrando fibras de bambú en matrices poliméricas. Este enfoque no solo
busca valorizar los residuos de bambú, sino también evaluar las propiedades
mecánicas y térmicas de los compuestos desarrollados para su posible aplicación en
construcción.
La metodología empleada incluye avanzadas técnicas de caracterización química,
morfológica, térmica y mecánica para analizar las modificaciones en las propiedades de
la guadua y los materiales compuestos resultantes. Este enfoque integral permite una
evaluación detallada de los tratamientos y procesos propuestos, asegurando que las
soluciones sean prácticas y científicamente validadas.
Se espera que los resultados de esta investigación proporcionen nuevas perspectivas
sobre la optimización del uso del bambú, mejorando su aplicación en la construcción y
otros campos, y promoviendo prácticas de desarrollo sostenible. Al abordar tanto las
limitaciones actuales como las potencialidades de la guadua, este trabajo contribuye al
avance de conocimientos en el área de materiales sostenibles y ofrece soluciones
prácticas que pueden beneficiar tanto a la comunidad científica como a la industria local
y global del bambú.
En síntesis, esta tesis representa un esfuerzo por mejorar la comprensión y utilización
de GaK en aplicaciones sostenibles, apoyando su adopción en prácticas de
construcción innovadoras y ecológicas que alinean las necesidades industriales con los
imperativos ambientales, especialmente en comunidades en vías de desarrollo

# metadata.dc.description.abstract[].value
[eng] This doctoral thesis examines the sustainable use of Guadua angustifolia Kunth (GaK),
a bamboo species prevalent in tropical and subtropical regions, within a circular
economy framework. It proposes the application of GaK as a viable ecological
alternative for construction and is structured around three main objectives: the
development of treatments to enhance the durability of bamboo, the assessment of its
sustainability through life cycle analysis (LCA), and innovation in the creation of
composite materials from its residues.
Firstly, thermal and thermochemical treatments are analyzed, including atmospheric
pressure boiling and the application of borax and boric acid solutions. These treatments
aim to improve bamboo's durability, maintaining its essential mechanical properties and
increasing its resistance to adverse conditions, such as fire exposure. The goal is to
modify the chemical and structural composition of bamboo to optimize its durability and
functionality for construction applications.
The second objective focuses on conducting a detailed LCA of bamboo boards
produced in Santa Elena, Ecuador. This door-to-door analysis not only identifies the
significant environmental impacts associated with bamboo production but also proposes
improvements based on the findings. Two production scenarios are considered: one
representing the current process and another that includes improvements in waste and
resource management, highlighting a significant reduction in environmental impacts in
the optimized scenario.
The third objective investigates the feasibility of developing composite materials by
integrating bamboo fibers into polymeric matrices, valorizing bamboo residues, and
evaluating the mechanical and thermal properties of the developed composites for
construction applications.
The methodology used includes advanced chemical, morphological, thermal, and
mechanical characterization techniques to analyze the modifications in the properties of
guadua and the resulting composite materials. This comprehensive approach allows for
a detailed evaluation of the proposed treatments and processes, ensuring that the
solutions are practical and scientifically validated.
The expected results of this research will provide new insights into the optimization of
bamboo use, enhancing its application in construction and other fields, and promoting
sustainable development practices.

# metadata.dc.rights[].value
cc by-nc-nd (c) Torres Ruilova, Bismark Osmany, 2024

# metadata.dc.source[].value
Tesis Doctorals - Departament - Ciència dels Materials i Química Física

# metadata.dc.title[].value
Economía circular de la Guadua angustifolia Kunth (GaK) como una alternativa de construcción sostenible