El bambú: Recurso renovable y sostenible para el diseño y construcción

INTRODUCCION:

El bambú, también conocido como Guadua Angustifolia, es uno de los materiales más usados desde la más remota antigüedad por el hombre parea aumentar su comodidad y bienestar. En el mundo del plástico y el acero de hoy, el bambú continúa aportando su centenaria contribución y aun crece en importancia.

Los programas internacionales de cooperación técnica han reconocido las cualidades excepcionales del bambú y están realizando un amplio intercambio de variedades de esa planta y de los conocimientos relativos a su empleo. En seis países latinoamericanos se adelantan hoy proyectos destinados a ensayar y seleccionar variedades sobresalientes de bambú recoleccionadas en todo el mundo y también a determinar el lugar potencial de ese material en las economías locales.

Aunque los múltiples usos del bambú o Guadua tienen una larga tradición en América Latina y Asia, el mismo está todavía muy subestimado y poco conocido en el campo de la construcción actual. Los usos más comunes son en artesanías o muebles y solo pocos lo aplican para estructuras de viviendas u obras sociales.

Justamente hoy en día se necesita el desarrollo técnico de los recursos naturales y renovables para poder construir de una manera que nos permita una calidad de vida a largo tiempo.

DESARROLLO:

La guadua es un bambú leñoso que pertenece a la familia de las gramíneas, taxonómicamente a las Poaceae y del cual existen realmente en el mundo cerca de 1000 especies, 500 de ellas en América. De esta aproximadamente conforman las especies prioritarias de bambú y dentro de ellas una que posee las mejores propiedades físico mecánicas del mundo y extraordinaria durabilidad: la guadua Angustifolia.

Esta especie es el tercer bambú más grande del mundo superado únicamente por dos especies asiáticas. Alcanza los metros de altura y los 22 cm de diámetro.

Este bambú está dotado de condiciones que lo hacen ideal para distintos campos de aprovechamiento.

Se trata de un recurso sostenible y renovable porque se automultiplica vegetativamente, es decir que no necesita de semilla para reproducirse como ocurre con algunas especies maderables. Tiene además alta velocidad de crecimiento, casi 11 cm por día en óptimas condiciones y se afirma que en solo 6 meses puede lograr su altura total, hechos positivos si se tiene en cuenta que uno de los problemas acusados para la siembra de especies maderables y reforestación, es el tiempo extremadamente largo para la obtención de resultados.

Aunque ya existe en algunos países mucha experiencia en el uso de la guadua y se han hecho investigaciones, todavía la guadua produce varios prejuicios. Este bambú no es ni "el acero vegetal" ni "la madera de los pobres".

EL BAMBÚ EN LA CONSTRUCCION:

El uso de la guadua tiene larga historia. Por ejemplo en Colombia, la guadua desde siempre hizo parte de los materiales de construcción de fácil acceso y bajo costo. Técnicas tradicionales son por ejemplo puentes o casa con uniones simples.

`Hoy en día, las construcciones de guadua más conocida son los puentes del carpintero alemán Jo¨rg Stamm y los pabellones del arquitecto colombiano Simón Vélez.

El uso de bambú como material de construcción, ya sea primario, secundario u ocasional es común en la áreas donde el bambú adecuado crece en suficiente cantidad.

En la mayoría de los casos, sin embargo, el bambú es combinado con otros materiales de construcción tales como madera, arcilla, cal, cemento, hierro galvanizado y hojas de palma, de acuerdo con su relativa eficiencia, disponibilidad y costo.

El bambú tiene las siguientes características que hacen de él un material conveniente y económico para la construcción tanto de la vivienda como para los andamiajes que facilitan la construcción.

• 1. Las unidades naturales, varas o cañas de bambú como se las llama, son de medidas y formas que las hacen manuables, almacenables y sistematizables, en forma conveniente y económica.

• 2. Las canas tienen una estructura física característica que les proporciona alta resistencia con relación a su peso. Son redondas o casi redondas en su sección transversal, ordinariamente huecas y con tabiques transversales rigidos, estratégicamente colocados para evitar la ruptura al curvarse. Dentro de las concentrados en la superficie externa. En esta posición pueden actuar mas eficientemente, proporcionándole resistencia mecánica y formando una firme y resistente caparazón.

• 3. La sustancia y la textura de las canas hace fácil la división a mano en piezas cortas (aserrándolas o cortándolas) o en tiras angostas (hendiéndolas). No se necesitan maquinas costosas, sino solo herramientas simples.

• 4. La superficie natural de muchos bambúes es limpia, dura y lisa, con color atractivo, cuando las canas han sido convenientemente almacenadas y maduradas.

• 5. Los bambúes tienen poco desperdicio y ninguna corteza que eliminar.

PROPIEDADES MECANICAS DEL BAMBÚ:

Aunque todavía no existe ningún código, ya se hicieron varios ensayos que nos permiten conocer las propiedades mecánicas del bambú, como fuerza de rotura, deformaciones en el límite proporcional y recomendaciones para fuerzas admisibles.

Los distintos resultados están variando en sus especificaciones y en sus valores, pero ya se puede concluir un promedio de resistencias mínimas de todas las investigaciones.

A dichos valores todavía hay que aplicar factores de seguridad para conocer las fuerzas admisibles. La siguiente tabla presenta los valores con los que mas comúnmente se trabaja.

La experiencia nos enseña que gracias a su forma tubular el bambú tiene una esbeltez y un radio de giro muy favorables con respecto a las secciones de madera o acero con un pedo igual. Resulta que el bambú resiste mucho más que la madera y en cuanto a la relación entre fuerza máxima y peso el bambú presenta un valor interesante ya que se aproxima al acero.

Revisando los valores de resistencia presentados en la tabla No 2, se observa que el bambú tiene propiedades mecánicas muy altas con relación a la madera y aun con el hormigón. Esto le da un potencial estructural excelente que poco se explota en el mundo, excepto por algunos países que tienen larga tradición en su uso como son la india, malasia, china y apenas hace unos pocos años en el continente americano Colombia y Costa Rica.

Se puede concluir que el bambú es muy apto para las estructuras livianas y espaciales en donde aparecen fuerzas axiales.

Tabla 2. Propiedades mecánicas del Bambusa Blumeana en condición seca.

SISTEMAS CONSTRUCTIVOS PARA VIVIENDAS.

El uso más interesante y de mayor impacto del bambú se puede tener en la construcción de viviendas.

El uso del bambú en este tipo de construcciones es muy amplio en algunos países de nuestro continente, en países como Colombia y Costa Rica se llevan a cabo programas de investigación y desarrollo de viviendas con este material. Su aplicación se realiza de maneras muy diferentes, desde la construcción de armaduras para cubiertas con las cañas de bambú completas cortadas solamente a la longitud requerida por diseño, hasta las canas cortadas en tiras para fabricar paneles para muros de viviendas, sobre los cuales se coloca una capa de mortero para cerrar los muros.

La guadua, material fundamental del sistema, presenta unas notables características de resistencia a todas las solicitaciones estructurales que se presentan habitualmente en una vivienda.

La existencia de un revoque de mortero de buenas especificaciones en las caras exteriores es la primera garantía de durabilidad de las construcciones. De todas maneras, se deben aplicar las técnicas desarrolladas para inmunización de la madera a bajo costo y seguir en general el método tradicional de corte y secado que ha mostrado fielmente sus bondades para la obtención de mejores resistencias a minimización del riesgo de deterioro por ataque de insectos. Además es conveniente realizar inspecciones frecuentes en las áreas más expuestas a la humedad.

El sistema estructural está conformado por entrepisos con viguetas de bambú, esterilla y losa de mortero; paneles de soporte resistentes a cargas verticales y horizontales, armaduras de bambú para soporte de la cubierta, cimentación consistente en zapatas de hormigón armado ciclópeo, a las que se transfiere la carga por medio de una superestructura de guadua, que sirve a su vez de amarre entre los cimientos.

En ocasiones se prefiere emplear para la estructura alguna madera resistente y duradera. Se procesa así en parte, porque las maderas duras permiten uniones más firmes y una construcción más rígida que el bambú, en parte porque las maderas aserradas gozan de mayor prestigio y además porque ciertas maderas duras son por naturaleza mucho más resistentes a los hongos y a los insectos que se alojan en el bambú no inmunizado.

Al construir casas aisladas de guadua y madera, se debe evitar hacerlas de más de dos pisos; puesto que al aumentar la altura de ellas, se eleva el centro de gravedad, se aumenta el peso y también la flexibilidad.

Cuando las edificaciones están pareadas se puede llegar hasta tres pisos de altura.

Al construirse series de viviendas, deben amarrarse unas a otras, para que trabajen como una de mayor tamaño.

Es conveniente diseñar formas simétricas para evitar la torsión horizontal de la construcción.

LIMITACIONES DEL BAMBÚ

• Dimensiones variables: Es difícil obtener canas bien ajustadas a una medida estándar de dimensiones. Por esta causa, el proceso o fabricación en bambú no puede ser mecanizado fácilmente y generalmente su utilización queda dentro del campo del artesano.

Cuando hay una provisión ampliamente suficiente de canas, las desventajas de esta variabilidad pueden ser superadas, hasta cierto punto. Mediante especial cuidado en la selección y clasificación del material. Una ulterior compensación puede obtenerse prestando especial atención de alta destreza del corte y de la clasificación de las piezas.

• Superficies disparejas: El empleo de ciertos bambúes se hace difícil por la combadura de las canas, la prominencia de los nudos, la desigualdad y la conicidad. Mas marcas hacia el extremo superior de la caña, pueden hacer difícil obtener una construcción ajustada, a prueba de la intemperie y los insectos. Para superar los defectos de la desigualdad el constructor puede seleccionar los bambúes pensando en las exigencias de su empleo. Las características dominantes y las canas pueden ser clasificadas de acuerdo con tales bases. Los diversos cortes pueden separarse en grupos de acuerdo con los fines para los cuales sean más adecuados.

Las canas curvadas o en zigzag pueden ser empleadas cuando la forma no es importante o donde pueden proporcionar un efecto artístico. Los procedimientos especiales, tales como la eliminación de nudos, pueden permitir la obtención de conductos herméticos. Las canas pueden ser rajadas para hacer paneles o esterillas.

Finalmente el diseño de la estructura y sus detalles arquitectónicos pueden ser modificados en cierta extensión para utilizar mas efectivamente la naturaleza y peculiaridades del material.

• Extrema hendibilidad: Con excepción de los bambúes de paredes gruesas tales como el bambusa tulda y dendrocalamus strictus o aquellos de madera relativamente blanda, tales como ciertas especies de Guadua, los bambúes tiene tendencia a rajarse fácilmente, tendencia que proscribe el empleo de clavos. Ello también limita el tipo de técnicas adecuadas para la construcción o unión de las unidades estructurales.

Los remedios sugeridos son emplear las canas menos fácilmente hendidas, de las especies de paredes gruesas, para aquellos casos en que la gran propensión a rajarse sea una desventaja; hacer los cortes terminales más allá de los nudos, cuando sea posible (los nudos tiene mayor coeficiente de resistencia al esfuerzo de corte que los internados y por consiguiente presentan menos tendencia a rajarse), afirmar las uniones por medio de correas u otros materiales de amarre. Labrar o taladrar los agujeros para colocar los clavos, tornillos o clavijas.

VENTAJAS DEL BAMBÚ

Se pueden resumir las ventajas del bambú de la siguiente manera:

• 1- El bambú tiene muy buenas cualidades físicas para un material de construcción.

• Es un material liviano que permite bajarle el peso a la construcción.

• Sus fibras exteriores la hacen muy resistente a las fuerzas axiales.

• La relación entre peso-carga máxima y su forma tubular apto para fuerzas axiales, lo convierten en un material perfecto para estructuras espaciales donde trabajan solamente fuerza axiales.

• El rápido crecimiento del bambú lo hace económicamente muy competitivo.

• La especie absorbe gran cantidad de energía y admite grandes niveles de flexión.

• 2- En el contexto ecológico el bambú juega un papel muy importante.

• Es un recurso renovable y sostenible.

• Su rápido crecimiento y la alta densidad de plantas por área significa una productividad muy importante de la tierra y una biomasa considerable.

• Se utiliza como planta de reforestación.

• La manipulación del bambú desde donde crece hasta la obra necesita muy poca energía.

• Es un importante fijador de Dióxido de Carbono (CO2).

• Evita la movilización de tierra y conserva efectivamente los suelos.

PRESERVACIÓN

Los bambúes varían de especie en especie en cuanto a la susceptibilidad de sus cañas a la invasión de los insectos xilófagos. Aunque las cañas de unos pocos bambúes, especialmente la Guadua Anguistofolia, tienen aparentemente una resistencia relativamente alta, tanto a los insectos xilófagos como a la podredumbre por los hongos, casi todos parecen más o menos susceptibles bajo ciertas condiciones.

Para contrarrestar esto existen varios métodos que expondremos a continuación:

• 1- De forma natural o artesanal.

• Para combatir la invasión de insectos se ahúma con fuego y se cura.

• En cuanto a la humedad con solo levantar las viviendas unos 20 o 30 cm de la superficie, es suficiente para que la humedad no los afecte.

• Se recomienda utilizar cañas de bambú maduro (más de tres años de edad)

• 2- Por método industrializados.

• Un método rápido y eficiente consiste en sustituir la savia de la caña con una solución preservadora, sumergiendo las cañas en dicha solución, esto obliga a aplicar el tratamiento a las canas recién cortadas antes de que pierdan el agua que contienen.

UNIONES

Se ha demostrado que la Guadua es un material liviano y resistente. Se conoce que un elemento (por ejemplo de 12 cm de diámetro mayor y 9 cm de diámetro menor y de una longitud de 2.5 cm) puede soportar una carga de 25 Kn y en tracción hasta 100 Kn; pero por muy resistente que sea una determinante clave para el diseño y la construcción. Justamente para el bambú el aspecto de las uniones es muy importante.

Tradicionalmente los más común es unir dos canas de una manera muy manual; con cuerdas (figura 4), con pasador (figura 5) o formando una caja que se le llama "boca de pescado" (figura 6).

La ventaja de estas uniones es que son económicas, sencillas y fáciles de hacer, sin embargo estos tipos de uniones no permiten aplicar grandes fuerzas.

Hoy en día el tipo de unión mas utilizada en las construcciones existentes es la unión tipo Simón Vélez, en donde dos o tres entrenudos de la guadua se llenan con mortero y se colocan varillas de acero longitudinalmente.

Aunque esta unión está muy aceptada, en la práctica se pueden anotar algunas desventajas:

• a. Llenando la Guadua con mortero se pierde liviandad.

• b. El mortero y el bambú se comportan de manera muy distinta con respecto a la humedad y la temperatura; puede ocurrir que el mortero se afloje en el interior de la caña o que la aplaste.

• c. Las fuerzas admisibles de esta unión tampoco alcanza el potencial del bambú.

Según se ha investigado y coincidiendo con el criterio de varios autores, la unión más eficiente parece ser la de utilizar pasadores que transmitan la fuerza a un elemento de acero al interior de la guadua.

CONCLUSIONES

El bambú se presenta como un recurso con algunas ventajas sobre varias especies maderables en cuanto a propiedades mecánicas. Otra gran ventaja es su crecimiento superior a cualquier otra especie maderable ya que alcanza su madurez en un tiempo de cinco a seis años y su rendimiento es similar o mayor que el de algunas especies maderables.

Por las perspectivas que tiene este recuso, se requiere impulsar plantaciones ya que tienen grandes posibilidades de éxito en varias regiones del país. Las extensiones de crecimiento natural de bambú generan efectos benéficos en el suelo, como lo es evitar o detener la erosión del mismo e incrementa la retención de agua en el subsuelo por su sistema de raíces.

La importancia que tiene el impulsar las plantaciones de bambú y realizar su aprovechamiento sustentable, estriba por un lado en los beneficios ecológicos y por otro, se encuentran beneficios económicos por su aprovechamiento y utilización en diversas aplicaciones.

BIBLIOGRAFÍA

-Martin Oberman Tim: Bambú, recurso sostenible para estructuras espaciales. Universidad de Colombia. Sede Medellín. 2004.

-Laude Ronald: El bambú en la construcción. Universidad de San Carlos. Guatemala. 2001.

-Díaz Córdoba Gustavo, Mogollón Sebá Jaime: Sistema Normalizado en Guadua y Madera. Desarrollo de viviendas populares en laderas. 1991.

-De Boer Daniel, Barries Kart: Bamboo Building structures. Universidad de Eindhoven. Holanda 1981.

Autor:

Arq. Irina Varela Reyes

Arq. Daniel Chaviano

Santa Clara. Villa Clara. Cuba.

Junio de 2013.