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.