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Construcción de bambú

Casa construida completamente de bambú. La construcción con bambú implica el uso de este material para andamios , puentes , casas y edificios. En muchas partes de Asia, África y...

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casa de Bambou Habitat
Casa construida completamente de bambú.

La construcción con bambú implica el uso de este material para andamios , puentes , casas y edificios. En muchas partes de Asia, África y América Latina, funciona como una alternativa de bajo costo a la madera y el acero para ciertas estructuras. El bambú, al igual que la madera , es un material compuesto natural con una alta relación resistencia-peso, útil para estructuras. [ 1 ] La relación resistencia-peso del bambú es similar a la de la madera , y su resistencia es generalmente similar a la de una madera blanda o dura resistente . [ 2 ] [ 3 ]

Uso histórico del bambú en la construcción

En su forma natural, el bambú como material de construcción se asocia tradicionalmente con las culturas del sur de Asia , el este de Asia , el Pacífico Sur y América Central y del Sur . En China e India , el bambú se utilizaba para sostener puentes colgantes sencillos , ya sea fabricando cables con bambú partido o retorciendo tallos enteros de bambú suficientemente flexible. Un puente de este tipo en la zona de Qian-Xian se menciona en escritos que datan del año 960 d. C. y podría haber permanecido en pie desde el siglo III a. C., debido en gran parte a un mantenimiento continuo.

El bambú también se ha utilizado durante mucho tiempo como andamio; esta práctica está prohibida en China continental para edificios de más de seis pisos, pero aún se utiliza de forma continua en rascacielos de Hong Kong. [ 4 ]

Los muros Amakan en Filipinas son paneles tradicionales hechos de bambú partido y tejido.

En Filipinas , la bahay kubo (también conocida como "cabaña de nipa") es un ejemplo bastante típico de vivienda tradicional donde se utiliza mucho el bambú; las paredes son de bambú partido y tejido, conocido como amakan ; se pueden usar postes de bambú como pilares y vigas estructurales; el suelo puede estar hecho de tablones de bambú partidos (cubiertos con esteras de banig tejidas ); y el techo puede estar hecho de secciones de bambú partidas por la mitad, conocidas como kalaka . Muchos de estos elementos son deliberadamente ligeros y permeables, lo que permite que el aire entre y circule. Tradicionalmente, las estructuras de bambú en Filipinas se ensamblan sin clavos, utilizando juntas ajustadas y clavijas de bambú. [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

En la arquitectura japonesa , el bambú se utiliza principalmente como elemento complementario y/o decorativo en edificios como cercas, fuentes, rejillas y canalones, debido en gran medida a la abundancia de madera de calidad. [ 8 ]

Los andamios de bambú pueden alcanzar grandes alturas.

En algunas partes de la India, el bambú se usa para secar la ropa en interiores, tanto como una vara alta cerca del techo para colgarla, como un palo que se maneja con destreza para izar, extender y descolgar la ropa una vez seca. También se usa comúnmente para hacer escaleras, que además de su función habitual, se utilizan para transportar cuerpos en funerales. En Maharashtra , los bosques de bambú se llaman Veluvana; el nombre velu para bambú probablemente proviene del sánscrito , mientras que vana significa bosque. Además, el bambú también se usa para hacer mástiles de banderas.

En Centroamérica y Sudamérica, el bambú ha constituido una parte esencial de la cultura constructiva. [ 9 ] Se han desarrollado formas de vivienda vernáculas, como el bahareque , que utilizan bambú en zonas de alta sismicidad. Cuando se mantienen en buen estado, se ha comprobado que estas construcciones se comportan sorprendentemente bien durante los terremotos. [ 10 ]

Uso moderno de postes redondos de bambú para la construcción

En las últimas décadas, ha habido un creciente interés en el uso de postes redondos de bambú para la construcción, principalmente debido a su sostenibilidad. Entre los arquitectos y constructores de bambú más famosos se encuentran Simón Vélez , Marcelo Villegas, Oscar Hidalgo-López, Jörg Stamm, Vo Trong Nghia , Elora Hardy y John Hardy . Hasta la fecha, los proyectos de construcción de bambú más destacados se han concentrado en Vietnam , Bali (Indonesia) , China y Colombia . Los mayores avances en el uso estructural del bambú se han producido en Colombia, donde las universidades han llevado a cabo importantes investigaciones sobre el diseño de elementos y uniones, y se han construido grandes edificios y puentes de gran relevancia. [ 9 ] En Brasil , el bambú se ha estudiado durante más de 40 años en la Pontificia Universidad Católica de Río de Janeiro (PUC-Rio) para aplicaciones estructurales. Algunos resultados importantes son las estructuras de bambú de tensegridad, las bicicletas de bambú, la estructura espacial de bambú con juntas de acero rígidas, los pabellones de estructura de bambú desplegables con juntas flexibles [ 11 ] [ 12 ] y la estructura de anfiteatro pantográfico de flexión activa de bambú [ 13 ] [ 14 ] desarrollada por la empresa Bambutec Design.

Códigos de diseño estructural

Los primeros códigos de diseño estructural para bambú en redondo fueron publicados por ISO en 2004 (ISO 22156 Bambú - diseño estructural, ISO 22157-1 Bambú - Determinación de propiedades físicas y mecánicas parte 1 e ISO 22157-2 Bambú - Determinación de propiedades físicas y mecánicas parte 2: Manual de laboratorio). Colombia fue el primer país en publicar un código específico para el uso estructural del bambú (NSR-10 G12). Desde entonces, Ecuador, Perú, India y Bangladesh han publicado códigos, [ 15 ] sin embargo, el código colombiano todavía se considera ampliamente como el más confiable y completo.

Formas estructurales curvas

El calor y la presión se utilizan tradicionalmente a veces para dar forma curva al bambú. [ 16 ]

Durabilidad

El bambú es más susceptible a la descomposición que la madera, debido a la falta de toxinas naturales [ 17 ] y a sus paredes típicamente delgadas, lo que significa que una pequeña cantidad de descomposición puede significar un cambio porcentual significativo en la capacidad. Hay tres causas de descomposición: ataque de escarabajos, ataque de termitas y ataque de hongos (pudrición). [ 18 ] [ 19 ] El bambú sin tratar puede durar de 2 a 6 años en interiores, y menos de un año si se expone al agua. [ 18 ] [ 17 ]

Para proteger el bambú de la descomposición, se requieren dos principios de diseño: [ 18 ]

  1. El bambú debe mantenerse seco durante toda su vida útil para protegerlo de la putrefacción ( causada por hongos ). Este principio arquitectónico fundamental se denomina "durabilidad por diseño" e implica mantener el bambú seco mediante buenas prácticas de diseño, como elevar la estructura sobre el suelo, utilizar membranas impermeables, contar con buenos detalles de goteo, tener buenos aleros, utilizar revestimientos impermeables para las paredes, etc.
  2. El bambú debe ser tratado para protegerlo contra los insectos (principalmente escarabajos y termitas). El producto químico más común y adecuado para tratar el bambú es el boro, normalmente una mezcla de bórax y ácido bórico , aunque también se presenta en un solo compuesto (tetraborato disódico decahidratado).

Ambos principios deben aplicarse al diseño para proteger el bambú. El boro por sí solo es insuficiente para proteger contra la putrefacción y se diluirá si se expone al agua. [ 18 ]

Los conservantes fijos modernos, como el azol de cobre , pueden utilizarse como alternativas al boro ; sin embargo, hasta la fecha se han realizado pocas pruebas fiables con bambú utilizando estos métodos. Además, suelen ser más peligrosos para los operarios de tratamiento y el usuario final, por lo que resultan menos apropiados para los países en desarrollo, donde actualmente se utiliza principalmente el bambú. [ 18 ]

Los tratamientos naturales del bambú, como sumergirlo en agua y exponerlo al humo, pueden proporcionar cierta protección limitada contra los escarabajos; sin embargo, hay poca evidencia que demuestre su eficacia contra las termitas y la pudrición, por lo que no se suelen utilizar en la construcción moderna. [ 20 ]

Uso moderno del bambú laminado en la construcción

El bambú se puede cortar y laminar en láminas y tablones. Este proceso consiste en cortar los tallos en tiras finas, cepillarlas y secarlas; luego se pegan, se prensan y se les da el acabado final. Utilizado desde hace mucho tiempo en China y Japón, los empresarios comenzaron a desarrollar y vender pisos laminados de bambú en Occidente a mediados de la década de 1990; los productos hechos de laminado de bambú, incluidos pisos, gabinetes, muebles e incluso decoraciones, están actualmente en auge en popularidad, pasando del mercado de nicho a proveedores convencionales como Home Depot . Se espera que la industria de productos de bambú (que también incluye artículos pequeños, telas, etc.) alcance un valor de 25 mil millones de dólares para 2012. [ 21 ] La calidad del laminado de bambú varía entre fabricantes y varía según la madurez de la planta de la que se cosechó (se consideran seis años como el óptimo).

Mitos y conceptos erróneos comunes sobre el uso del bambú en la construcción.

Existen varios mitos y conceptos erróneos comunes en torno al uso del bambú en la construcción.

Mito 1: " El bambú es más resistente que el acero. "

Este malentendido puede haberse producido debido a las siguientes razones: [ 3 ]

  1. Dado que el bambú tiene una relación resistencia-peso similar a la del acero dulce, algunas personas confunden esto con la resistencia real.
  2. Algunas pruebas de laboratorio han demostrado que algunas partes de algunas especies de algunos tallos tienen resistencias máximas a la tracción que se aproximan a las del acero dulce (250 N/mm² ) .

Si algunas fibras de ciertas especies presentan resistencias relativamente altas, siguiendo la práctica internacional, la resistencia de diseño que se puede utilizar de forma segura se sitúa más cerca del 5-10 % de este valor, para tener en cuenta la variabilidad de las resistencias.

Mito 2: " El bambú solo necesita ser tratado para protegerlo de la putrefacción. "

Como se describió anteriormente, el bambú necesita mantenerse seco para protegerlo de la putrefacción, y muchas estructuras de bambú existentes muestran signos de putrefacción porque no siguieron los principios de durabilidad en su diseño. [ 22 ]

Mito 3: " El bambú se comporta bien en los terremotos porque 'se balancea' y 'absorbe energía' " .

El bambú es un material frágil y, por lo tanto, por sí solo no puede absorber la energía de los terremotos. Su baja rigidez tampoco ofrece ninguna ventaja en cuanto al comportamiento de las construcciones de bambú ante sismos. En cambio, las estructuras de bambú son principalmente buenas en caso de terremotos porque:

[ 23 ]

  1. Suelen ser ligeros.
  2. Las juntas en las construcciones de bambú son capaces de absorber cierta energía.

Mito 4: " No se pueden utilizar uniones atornilladas en estructuras de bambú. "

Las uniones atornilladas simples pueden presentar fragilidad debido a la fisuración longitudinal de los tallos de bambú. Al restringir el movimiento de los tallos en las zonas de unión, se incrementa la resistencia a este tipo de fallo y se logra una mejora significativa en la resistencia y la ductilidad.

Más importante aún, las conexiones atornilladas muestran una fluencia predecible. [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] Esto es vital para realizar un diseño de ingeniería racional. [ 27 ] Los pernos también son ampliamente disponibles, fáciles de usar y versátiles. [ 28 ]

Mito 5: " El bambú puede utilizarse como sustituto del acero en el refuerzo. "

Esta idea errónea proviene de la creencia original de que el bambú es más resistente que el acero y, por lo tanto, podría simplemente reemplazar al acero en el hormigón armado.

En realidad, el bambú no funciona bien como sustituto del acero en el hormigón por las siguientes razones: [ 29 ]

  • El bambú tiene aproximadamente 1/30 de la capacidad del acero de alta resistencia , que es el más utilizado actualmente en la construcción, por lo que se necesitaría 30 veces más material. Esto no es posible en el hormigón armado.
  • Para asegurar una correcta unión entre el bambú y el hormigón, es necesario utilizar productos químicos costosos para formar el adhesivo, lo cual es perjudicial para el medio ambiente.
  • El hormigón no puede proteger al bambú del ataque de hongos y termitas.
  • El bambú es un material frágil y, a diferencia del acero, no puede absorber la energía de un terremoto.
  • El hormigón reforzado con bambú tiene un mayor impacto ambiental que el hormigón reforzado con acero.

Estudios de caso

El bambú se utilizó para los elementos estructurales del pabellón de la India en la Expo 2010 de Shanghái. El pabellón es la cúpula de bambú más grande del mundo, de unos 34 m (112 pies) de diámetro, con vigas y elementos de bambú recubiertos con una losa de hormigón armado, impermeabilización, placas de cobre, paneles solares fotovoltaicos, un pequeño molino de viento y plantas naturales. Se utilizaron un total de 30 km (19 millas) de bambú. La cúpula se apoya sobre pilotes de acero de 18 m de longitud y una serie de vigas anulares de acero. El bambú se trató con bórax y ácido bórico como retardante de fuego e insecticida y se dobló para darle la forma requerida. Las secciones de bambú se unieron con barras de refuerzo y mortero de hormigón para lograr las longitudes necesarias. [ 30 ]    

El bambú se ha utilizado con éxito para la construcción de viviendas en Costa Rica, Ecuador, El Salvador, Colombia, México, Nepal y Filipinas. [ 2 ] [ 22 ] [ 31 ] Una forma apropiada de utilizar el bambú para la construcción de viviendas se considera "bahareque encemendato" o "bahareque mejorado"/"bahareque de ingeniería". [ 32 ] Este método toma el sistema de construcción vernáculo latinoamericano bahareque (un derivado del entramado de ramas y barro ) y lo modifica mediante ingeniería, haciéndolo considerablemente más duradero y resistente a terremotos y tifones.

La escuela internacional Panyaden, en el norte de Tailandia, amplió su campus con un pabellón deportivo de bambú diseñado por Chiangmai Life Architects. Inspirado en la flor de loto, el pabellón abarca 782 metros cuadrados e incluye canchas para diversos deportes y un escenario elevable. El innovador diseño utiliza cerchas prefabricadas de bambú de más de 17 metros de longitud, lo que garantiza que la estructura pueda soportar fuertes vientos y terremotos . La ventilación y el aislamiento naturales del pabellón proporcionan confort durante todo el año, mientras que el uso del bambú mantiene una huella de carbono cero . [ 33 ]

El bambú es uno de los materiales principales para las casas resistentes a las inundaciones en Pakistán diseñadas por Yasmeen Lari. La técnica se deriva de la tradición vernácula de Sindh. Utiliza bambú y ladrillos de barro. [ 34 ]

Cultivo

Bosque de bambú en Kioto , Japón

Cosecha

El bambú utilizado para la construcción debe cosecharse cuando los tallos alcanzan su máxima resistencia y cuando los niveles de azúcar en la savia son mínimos, ya que un alto contenido de azúcar aumenta la facilidad y la velocidad de infestación por plagas .

La cosecha de bambú se realiza normalmente siguiendo los siguientes ciclos:

Ciclo de vida del tallo
Dado que cada tallo individual tiene un ciclo de vida de 5 a 7 años, lo ideal es dejar que alcancen este nivel de madurez antes de la cosecha completa. La eliminación o el aclareo de los tallos, especialmente de los más viejos y en descomposición, ayuda a garantizar la luz y los recursos necesarios para el nuevo crecimiento. Los macizos bien mantenidos pueden tener una productividad de 3 a 4 veces mayor que la de un macizo silvestre sin cosechar. De acuerdo con el ciclo de vida descrito anteriormente, el bambú se cosecha entre los dos y los tres años, y entre los cinco y los siete años, según la especie.
Ciclo anual
Dado que el crecimiento del bambú nuevo se produce durante la temporada de lluvias , perturbar la mata durante esta fase podría dañar la cosecha futura. Además, durante este periodo de intensas lluvias, los niveles de savia son máximos y disminuyen hacia la estación seca . Recolectar justo antes de la temporada de lluvias o de crecimiento también puede dañar los brotes nuevos. Por lo tanto, lo ideal es cosechar unos meses antes del inicio de la temporada de lluvias.
Ciclo diario
Durante las horas centrales del día, la fotosíntesis alcanza su punto máximo, produciendo los niveles más altos de azúcar en la savia, por lo que este es el momento menos propicio para la cosecha. Muchos practicantes de la medicina tradicional creen que el mejor momento para cosechar es al amanecer o al atardecer, durante la fase menguante de la luna.

Imágenes adicionales

Véase también

Referencias

  1. ↑ Lakkad; P. (junio de 1981). "Propiedades mecánicas del bambú, un compuesto natural". Fibre Science and Technology . 14 (4): 319– 322. doi : 10.1016/0015-0568(81)90023-3 .
  2. 1 2 Kaminski, S.; Lawrence, A.; Trujillo, D. (2016). "Uso estructural del bambú. Parte 1: Introducción al bambú" . The Structural Engineer . 94 (8): 40– 43. doi : 10.56330/PNSC8891 .
  3. 1 2 Kaminski, S.; Lawrence, A.; Trujillo, D.; Feltham, I.; Felipe López, L. (2016). "Uso estructural del bambú. Parte 3: Valores de diseño". The Structural Engineer . 94 (12): 42– 45. doi : 10.56330/JCLL5610 .
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  7. ↑ "Batuan SLPA produce amakan para comercios locales y nacionales" . GOVPH . Departamento de Bienestar Social y Desarrollo, República de Filipinas. 28 de junio de 2018. Consultado el 23 de abril de 2021 .
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  14. ↑ Seixas, M.; Moreira, LE.; Stoffel, P.; Bina, J. (2021). "Form Finding and Analysis of an Active Bending-Pantographic Bamboo Space Structure". Journal of the International Association for Shell and Spatial Structures . 62 (3): 206– 222. doi : 10.20898/j.iass.2021.005 . S2CID 234920038 . 
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  34. ↑ Florian, Maria-Christina (27 de noviembre de 2023). "Yasmeen Lari se propone construir un millón de viviendas resistentes a las inundaciones en Pakistán para 2024" .

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