Nuevas Tecnologías #4: Bambú, como material de construcción
Hola a todos,
Hoy os vengo a hablar de un nuevo sistema que proponen: Utilizar el Bambú como refuerzo del concreto u hormigón.
Encontré este artículo en la web plataforma arquitectura, dejaré el enlace debajo del artículo. Antes de comenzar con la propuesta voy a especificar que compone el bambú y que usos se le han dado hasta la actualidad y finalmente especificaré este nuevo sistema de hormigón. Si no te interesa la información adicional pasa al final del post.
Bambú
El bambú es una planta de la familia de las gramíneas, conocida como "la planta de los mil usos", la encontramos en forma de caña en la naturaleza. Pueden haberlos desde los más pequeños: de 1m de largo y con tallos de medio centímetro de diámetro, a los más grandes: de 25m de alto y 30cm de diámetro.
Esta planta ha convivido junto a varias culturas, especialmente la asiática, y ha tenido un papel muy importante en su desarrollo. En Asia se ha utilizado para múltiples áreas: Construcción, Alimentación, Medicina, Textil, Papel, Instrumentos musicales, en última instancia y más actualmente como Biomasa.
Como curiosidad: Algunas marcas como Toyota, Apple y Lexus utilizan el bambú como sustituto de algunos de los componentes que forman parte de sus productos, dotándoles de algunas cualidades implícitas de esta planta.
Hablemos más en concreto de varias de las utilidades.
- Hace muchos años la zona de China las usaba como "flechas de fuego" rellenando el bambú de pólvora para obtener más distancia en el disparo, esto dio paso a los cohetes que conocemos actualmente.
- Thomas Edison utilizó el bambú carbonizado para crear los primeros filamentos en sus bombillas eléctricas. Se le atribuye la invención de la lámpara incandescente pero en realidad lo que él hizo fue perfeccionarla, consiguiendo tras muchos intentos un filamento que alcanzara la incandescencia sin fundirse, este filamento es el bambú carbonatado que mencionaba antes.
- En EEUU se utiliza hasta la actualidad para la construcción de vallas inspirado por técnicas japonesas, comprables con el cedro.
- Tras la construcción de viviendas el segundo uso más habitual para el bambú es el mercado de mobiliario y utensilios para el hogar. También es importante el uso de este material para las tarimas que son comparables con los parquets en términos de instalación y acabados.
Viviendas de Bambú
Esta planta ha tenido multitud de usos como decía antes pero el uso más común es la construcción de viviendas por toda su localización, desde Asia a América.
Características técnicas:
- Propiedades especiales: Ligeros, Flexibles, Gran variedad de Construcciones.
- Aspectos económicos: Bajo Costo.
- Estabilidad: Baja a Media.
- Superficie: Limpia, dura y lisa, con un color atractivo. Tienen poco desperdicio de material y no tiene corteza que eliminar.
- Capacitación requerida: Mano de obra tradicional para construcciones de bambú.
- Equipamiento requerido: Herramientas para cortar y partir bambú.
- Resistencia sísmica: Buena.
- Resistencia a huracanes: Baja.
- Resistencia a la lluvia: Baja.
- Resistencia a los insectos: Baja.
- Idoneidad climática: Climas cálidos y húmedos.
- Grado de experiencia: Tradicional.
¿Porque es bueno el bambú en estas construcciones?
- Las regiones donde crece el bambú, el clima generalmente es cálido y húmedo, lo que conlleva el uso de materiales de baja conductividad térmica y de diseños que permitan la ventilación cruzada. El bambú consigue ambas condiciones.
- Los muros de bambú no se cierran herméticamente, es decir que la ventilación cruzada que mencionaba anteriormente se realiza de forma natural lo que nos ofrece un ambiente de confort estupendo.
- Constructivamente es de colocación rápida y sencilla, poca mano de obra.
- En cuanto a los sismos funciona muy bien dada su flexibilidad y su alta resistencia a la tensión. La casa puede moverse sin peligro. Por otro lado en el caso de colapso y caída irremediable de la vivienda el poco peso del bambú hace que el riesgo disminuya significativamente.
- Un tema importante para el presupuesto es la mano de obra especializada, es necesaria para construir estas viviendas pero en las zonas donde se sitúa este tipo de construcciones es la tradicional.
- La cantidad de bambú en algunas zonas y su bajo coste son incentivos para la utilización de este material como estructura de construcción.
- Pero como todo material tiene sus desventajas: en especial su baja durabilidad por ataques biológicos, la baja resistencia a huracanes y fuego (fuego como todas los materiales vegetales). Pero con las medidas de protección adecuadas puede suponer un buen material.
Estructura de Bambú
Habitualmente el bambú no se utiliza como único material si no que se combina con otros materiales como la madera, la arcilla, la cal, el cemento, el hierro galvanizado u las hojas de palma. En función del objetivo de la estructura cogeremos unos materiales u otros.
La solidez estructural que se exige en estas zonas se consigue debidamente con estructuras de bambú, pero en muchas zonas (Japón, Java o Malasia) utilizan el bambú como material artístico dentro de la vivienda.
Las varas o las cañas de bambú son de medidas y formas modificables, almacenables y sistematizables, en forma conveniente y económica. Esto lo hace muy atractivo para muchos aspecto de la obra. La textura de las cañas hacen fácil su división incluso con las manos, no es necesario el uso de elementos auxiliares ni maquinaria costosa solo herramientas simples lo que reduce el presupuesto.
Pero el aspecto principal del bambú es que las cañas tienen una estructura física que les proporciona una alta resistencia con relación a su peso, son redondas en su sección transversal y normalmente huecas que se colocan de manera estratégica para evitar la rotura al curvarse. En esta posición trabajan eficientemente proporcionando a la estructura: Resistencia mecánica y resistencia superficial.
En el caso de emplear el bambú como soporte en casa de bajo coste es importante que las cañas tengan un buen diámetro, paredes gruesas y nudos más próximos, para proporcionar buena resistencia al pandeo. Si no se pueden obtener piezas grandes de bambú es conveniente emplear pequeños bambúes con características estructurales adecuadas, amarrados y formando pilares compuestos.
Cimentación
Puede verse que en ocasiones se utilizan postes de bambú en lugar de un cimiento convencional pero estos cimientos duran entre 2 y 5 años, dependiendo del terreno. No se tienen datos de viviendas experimentales pero es posible que las cañas más duras puedan aguantar convenientemente hincadas en el terreno, se le puede añadir un aditivo (pentaclorofenol) para una mayor duración. No es recomendable usar el bambú como cimentación ya que es sensible a la humedad y el contacto con el terreno no es bueno, lo mejor es usar otro material como cimiento (Concreto, piedra, ladrillo u otro tipo de madera).
Bambú como refuerzo del concreto u hormigón
Un material muy utilizado en los países en desarrollo es el hormigón armado, o reforzado con acero, pero el acero es un material complicado de obtener y no todos esos países tienen la posibilidad de conseguirlo. Un laboratorio de Singapur, Future Cities Laboratory, sugirió hace unos años una alternativa al problema: Usar el bambú como refuerzo del hormigón ya que es abundante en las zonas donde se demanda, sostenible ya que es un material procedente de la naturaleza y muy resistente a tracción. Pero los ensayos que se han realizado no son muy alentadores respecto a los resultados ya que son materiales muy dispares.
El bambú se utilizó como refuerzo del hormigón en 1914 por H.K.Chou en el Institute of Technology de Massachusetts y más adelante en China en 1918 para reforzar los pilotes en cimentación. Este nuevo descubrimiento alentó mucho a los países donde se situaban estas plantas e incluso países donde carecen de ellas pero por su sostenibilidad es muy atractivo. Tras ensayos y ensayos se obtuvieron conclusiones poco favorables, especialmente la del profesor H.E. Gleen en 1944, esta combinación de materiales se uso durante la segunda guerra mundial por su eficacia y bajo coste pero realizar una estructura completa acabó desastrosamente.
Inconvenientes:
Pero no todo son ventajas esta combinación de materiales tiene sus limitaciones:
- La contracción y expansión es una de ellas, causadas por los cambios de temperatura y absorción de agua. Una de las características más importantes de porque usamos el hormigón armado con acero es porque ambas tienen limitaciones similares en cuanto contracción y dilatación. Los materiales funcionan a la par estructuralmente, esto seguramente es algo que deberán seguir investigando si quieren usar el bambú.
- El acero, corrugado en especial, está diseñado especialmente para la adherencia con el hormigón mientras que el bambú no va a poder alcanzar esa estupenda adherencia.
- Absorción del agua, un punto importante ya que el bambú absorbería el agua del hormigón y se deterioraría durante el fraguado. Esto provocaría fisuras en el hormigón y por lo tanto la pérdida de su eficacia.
- Otro problema son los ataques biológicos. Mientras que el acero se puede oxidar, el bambú puede ser atacado por hongos o disminuir su rendimiento por simple biodegradación.
Ventajas:
Se han realizado ensayos de la resistencia a tracción que tendría el bambú y como material supera en resultados a la mayoría de los materiales incluidos el acero.
Este material consigue estos resultados gracias a la fuerza de su estructura hueca, tubular y evolucionada a lo largo de los años para resistir la fuerza del viento en su hábitat natural, y como decía anteriormente su transporte, almacenamiento y colocación es muy sencilla gracias a su forma.
También es muy interesante su ciclo de crecimiento rápido y la variedad de lugares en los que crece, porque esto hace que sea un bien no escaso, lo que abarata su coste. Como ventaja adicional este rápido crecimiento ayudaría a la eliminación de CO2 en el ambiente lo que ayudaría al cambio climático.
Como podemos apreciar todas las ventajas son generales del bambú no del material combinado hormigón-bambú.
Ensayos relevantes:
- Conclusiones del experimento de Datta en 1935: Debido al bajo módulo de elasticidad a la tensión del bambú, el área de la sección transversal de bambú que sustituyera a la del acero en una viga de hormigón tendría que ser al menos del orden del doble.
- Glenn en 1944: Recubrir las tablillas con una capa delgada de emulsión asfáltica, teniendo en cuenta que de aplicarse demasiada cantidad el efecto seria el contrario por lubricación del refuerzo.
Conclusión: La capacidad de carga de una viga de hormigón reforzada con bambú aumenta a la vez que aumentamos la sección en bambú, pero solo hasta llegar a un valor óptimo que se obtiene cuando el área transversal de refuerzo se ecuentra entre el 3 o 4% de la sección de la viga.
Por muchos más ensayos que se realicen son materiales muy incompatibles en lo esencial por lo tanto todos darán resultados no satisfactorios.
Fuentes:
