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El bambú
como material de
construcción
Puente peatonal Celebes en Indonesia
Autoconstrucción en 'Guadua' y madera. Programa Malhabar. Colombia. Foto de Jorge Arcila
RESUMEN DE LA TESIS DOCTORAL DE J ORGE H. ARCILA L OSADA POR J. ENRIQUE P ERAZA MAYO DE 1993. DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIONES ARQUITECT”NICAS I DE LA U.P. DE CATALUNYA DIRECTOR DE TESIS JAUME AVELLANEDA E.T.S.A. DEL VALL…S
En este trabajo se analiza el bambú des- de el punto de vista científico, forestal/ medioambiental pero orientado a demos- trar la vigencia del bambú como mate- rial con posibilidades tecnológicas en la construcción, al menos en determinados países. El bambú se presenta como una alterna- tiva a la cuestionada sostenibilidad de los bosques tropicales pero el trabajo se centra en las arquitecturas en bambú de las difrerentes comunidades a lo largo de la historia, sus pautas tipológicas, sus componentes y sistemas constructivos. La tesis trata de demostrar que el bambú es un material alternativo barato, livia- no, fácilmente trabajable, con tradición viva de oficios y resistente en aplicacio- nes constructivas.
Significado cultural del bamb˙
En la cultura occidental este material tie- ne una imagen negativa, ligada a ideas como artesanía oriental, productos de- corativos de caña o construcciones ele- mentales y burdas. Paradójicamente en la cultura oriental el bambú tiene una imagen muy distinta: es sinónimo de riqueza ya que se obtie- ne de él, alimento, vivienda, herramien- tas, armas, papel, etc. Sólo los japone- ses tienen registrados más de 1500 for- mas de utilización y los chinos 4000. Los chinos fueron también los primeros en utilizarlo en la fabricación de papel y en la India se emplea actualmente en la fabricación de telas de rayón (seda artifi- cial). Los primeros 'cables' empleados en puentes colgantes se hicieron con bam- bú en el Himalaya (entre China y el Tíbet) donde aparecen algunos que cubren más de 75 m de luz sin apoyos. Pero también en Occidente ha sido apre- ciado: Edison (1880) lo utilizó con éxito
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Culmos de diferentes especies
Ajuste del tejido y recorte de los bordes de esterillas de bambú utilizadas como revesti- miento.
en sus primeras bombillas, cuyos fila- mentos eran de bambú carbonizado, Piatti (1947) obtuvo de su destilación un líquido combustible para máquinas diesel y Antonio de León (1952) experimentó en tejidos de bambú para la fabricación de aviones. El bambú es nativo de todos los conti- nentes excepto Europa y se encuentra en los trópicos desde el nivel del mar hasta 4000 m de altura. Actualmente en Latinoamérica las especies de bambú más importantes están en peligro de ex- tinción y el peligro sigue acentuándose, pese a que tiene fama de recurso inago- table, por lo que se le ha llegado a de- nominar como la 'madera de los pobres'. El bambú está distribuído por todo el mundo con 21 millones de ha, de las que los países del sudeste asiático ocu- pan 18, con la mayoría de las especies (800), mientras China posee 300 espe- cies , Japón 660 y América 460.
El material. An·lisis descriptivo
Botánicamente pertenece a la más pri- mitiva de las ramíneas (como el maiz, la cebada, el arroz, etc.). Los bambúes her- báceos crecen en el sotobosque de la selva tropical, mientras que los leñosos pueden llegar hasta los 4000 m. En América alcanzan alturas de 30 me- tros y diámetros de 20 cm pero en la In- dia existen especies de mayor porte in- cluso.
Posee una estructura de ejes vegetativos segmentados por nudos sólidos, que cre- ce verticalmente hasta su altura máxima entre 30 y 180 días según las especies, pero su máximo desarrollo varía entre 10 y 100 años. Su tallo, a diferencia de los árboles, es hueco aunque dividido por tabiques, y se denomina 'culmo' o 'caña'.
Sin embargo el bambú nace con el máxi- mo diámetro que tendrá de por vida, el cual disminuye con la altura pero no aumenta con los años. Es una planta perenne: cuando se tala, nace otra planta. El 'culmo' puede ser erecto, arqueado o colgante, con pared gruesa, delgada, o ser sólido, con distintas texturas y coloraciones. Suele tener forma cilíndri- ca pero también se obtiene artificialmente un perfil cuadrado. El 'culmo' tiene un contenido de humedad y dureza distin- to en los tallos inmaduros y los madu- ros, lo que le hace susceptible de cam- bios dimensionales como la madera pero a diferencia de ésta, empieza a contraerse desde el periodo de maduración.
La edad adecuada de corte del bambú está entre 2 y 6 años dependiendo de madurez del 'culmo' (después del cual se deteriora y muere) y de las especies y aplicación final: entre uno y tres años para aplicaciones artesanales y pulpa de papel, y de tres a seis años, para aplica- ciones estructurales. El corte se realiza a una altura entre 15 y 30 cm desde el suelo, en la porción su- perior del 'culmo'.
El bambú, al igual que la madera, puede sufir ataques de coleópteros, isópteros (termes) y hongos y también existen tra- tamientos de protección. Es recomenda- ble curar el bambú (pérdida del conteni- do de humedad y expulsión de sustan- cias diversas) para conservar el color natural y evitar el fendado. Se realiza de modo natural dejando recostados los ta- llos cortados lo más verticalmente posi- ble, pero también se puede realizar me- diante calentamiento, secado (al aire o en estufa), lixivación, impregnación, en-
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Arquitectura
Conviene distinguir en el tiempo y la geografía las distintas etapas de desarro- llo de la construcción con bambú aun- que sin ánimo de ser exhaustivos.
Periodo primitivo
El periodo primitivo es poco conocido por haberse conservado pocas obras de- bido a lo perecedero del material, aun- que la tradición constructiva se ha ido transmitiendo a lo largo de los siglos de una manera evolutiva. Los sistemas vernáculos aprovechan los materiales disponibles en la región y tien- den a reproducir formas orgánicas o a imitar otras formas conocidas como las primitivas tiendas nómadas. Las construcciones vernáculas son el re- sultado del trabajo de muchas personas, de muchas generaciones y la colabora- ción entre constructores y usuarios. Las cualidades constructivas son tradiciona- les y se transmiten entre generaciones, estableciéndose un control colectivo del producto final. En Latinoamérica se encuentran ejemplos de la época del Descubrimiento, en Co- lombia, Perú y Ecuador de sistemas de haces trenzados (el más frecuente) y mix- tos: bambú, caña y barro o adobe. Tam- bién del periodo primitivo datan los pri- meros puentes en Colombia construídos por los indios Guambianos, donde se em- plean cables torsionados y trenzados^1. En la región centro-occidental de Colom-
(^4) Tiene las siguientes caracterÌsticas: 225 m de luz, cinco estribos intermedios y dos extremos, luces variables de 60 m, anchura de 2,75 m y sostenido por 10 cables de bamb˙ de 17 cm de di·metro unidos por clavijas de madera. Cada pasamanos posee cinco cables de igual dimensiÛn unidos verticalmente con barrotes de madera. Las casetas de arranque y estribo central est·n construÌdos con mamposterÌa de granito.
Aplicaciones
Cada especie tiene una aplicación de- terminada, siendo la mayoría de ellas aplicadas en la elaboración de tejidos y productos de artesanía: muebles, cestería y facilitadas por las herramientas de cor- te, trenzado y doblado. Durante la II Guerra Mundial se desarro- llaron en China tableros aglomerados de bambú ('Plybamboo') destinados a la in- dustria aeronáutica. Las láminas se fa- bricaban con capas de tejidos formados por estratos de fibras encolados entre sí, algunas veces alternados con chapas de madera. Actualmente la industria de 'Plybamboo' y 'Glulam o Lamboo' está altamente tecnificada y aplica procesos de laminación con colas sintéticas. El siste- ma pasa por un precocido con microondas (para reducir las tensiones internas), formación de la manta y pren- sado. Se destina para carpintería y pane- les de revestimiento, embalajes, etc. Taiwan exportaba por este rubro en 1993 150 millones de $. Otras aplicaciones como pulpa y papel, alimentación, medicina, herramientas, tuberías, juguetes y artículos de decora- ción se mencionan simplemente, por salirse de nuestro interés aunque tengan una enorme importancia económica. Las herramientas de corte y preparación del bambú son prácticamente las mismas que para la madera, aunque existen al- gunas especiales: desmochadoras que facilitan la unión de testas, las cortado- ras múltiples para la fabricación de esterillas, las laminadoras, etc.
Puente peatonal "Indios Páez", en Colombia
(^1) Los cables trenzados se componen de un n˙cleo
de tiras de bamb˙ y segmentos tangenciales de culmo sin epidermis ni parte blanda interna. Alrededor de este n˙cleo se teje una trenza con tiras de corteza hasta un di·metro de 5 cm.
(^2) Al ser el bamb˙ liviano, las cimentaciones son superficiales de ladrillo u hormigÛn ciclÛpeo con un durmiente de madera aserrada. Cuando el terreno es inclinado se utiliza un sistema compuesto de pilastras que llegan hasta el plano de acceso a la vivienda. Las paredes se forman con montantes separados 30 Û 50 cm y diagonales, al estilo del 'balloon frame' norteamericano. La estructura va revestida de un revoco de tierra y fibras configurando el sistema "bahareque". Para los suelos se emplea la madera o esterilla (vivienda rural) y las pendientes de cubierta se forman con cerchas muy parecidas a las empleadas en estructuras de madera, que se recubren con 'latas' de bamb˙ y teja. Otra cubierta tÌpica es la cÛnica, con fuertes pendientes, y revestidas de caÒa o paja.
(^3) El muro de arcilla se construye dentro de un marco formado por elementos de madera: montantes, soleras y vigas a los que se integra la parrilla de bamb˙ que se fija con unos travesaÒos de madera horizontales y verticales. La arcilla se aplica en los laterales con 3 a 5 capas especialmente preparadas con fibra, cola, cal y arena.
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bia cobra importancia en el siglo XIX un sistema de construcción de viviendas de entramado, tanto de unidades aisladas como concentradas en una, dos y hasta seis plantas en terrenos en ladera 2. En Oriente nos encontramos con los puentes chinos y la tradición japonesa que utiliza el bambú sobre todo en los jardines y como elemento decorativo, aunque en ocasiones se emplee en las cubiertas con carácter estructural. Otras especies se emplean en canalones y bajantes de pluviales, como soporte in- terno y externo de techos de paja, en celosías de ventana y eventualmente como suelos o revestimientos de facha- das y como refuerzo interno recubierto con arcilla, de los tabiques fijos de la vivienda 3. El mejor ejemplo y el más largo puente colgante del mundo está en China. Es el de An-lan-Chiao sobre el río Min, de 225 metros de luz 4.
Periodo contempor·neo
Conviene distinguir las estructuras de tipo marginal, de las planificadas o experi- mentales. Las estructuras anónimas marginales se dan en suburbios de asentamientos ur- banos de aluvión tanto en América como Asia, en condiciones de máxima pobre- za y marginalidad. Tienen carácter tran- sitorio y pésima ejecución con el consi- guiente desprestigio en la imagen del material. Estos edificios son organismos vivos donde las piezas se van reempla- zando continuamente En el segundo grupo de edificios experi- mentales encontramos una serie de pro- puestas y soluciones técnicas empleadas en viviendas y otros edificios utilizadas tanto en solitario como con otros mate- riales. La primera obra contemporánea de im- portancia la constituye la Glorieta de verano construída por Gaudí en 1880 para el Parque Güell, con bambú de Fi- lipinas, consistente en la intersección de dos bóvedas de cañón según se deduce de la única fotografía que se conserva de la obra. Se trata, más que de una cons- trucción efímera, de un estudio experi- mental sobre las posibilidades del mate- rial. Otra serie de aportaciones de interés son las realizadas por la Universidad de Eindhoven (Holanda) donde se investi- gan estos sistemas desde 1974, cuando se empezó con un programa de Coope- ración con el Tercer Mundo de construc- ciones escolares, depósitos y puentes. Estas armaduras han tenido un excelen- te resultado en cubiertas de medias y grandes luces por su elevada relación re- sistencia/peso. Los sistemas desarrollados fueron chequeados con anterioridad en
laboratorio 5. En la Universidad de Palmira (Colombia) se realizó en 1975 una estructura tridimensional destinada a construccio- nes escolares rurales. Se tratraba de cu- biertas realizadas con tres vigas de ma- lla tetraédrica. Aunque nunca se llegó a poner en obra si fué la semilla para otras construcciones como las realizadas por el arquitecto Simón Vélez que se preocu- pó de diseñar un práctico sistema de uniones para resolver esfuerzos a trac- ción en armaduras de gran luz (esfuerzo para el que las estructuras de bambú es- tán más preparadas). Finalmente conviene mencionar la cú- pula geodésica ideada por Buckminster Fuller y construída por estudiantes del Bengal College of Engineering de Calcuta en 1961 como propuesta para un refu- gio barato aprovechando recursos loca- les.
Otro campo poco explorado, pero de gran interés, es el de la combinación con otros materiales. Una de las más importantes aplicacio- nes del bambú es como refuerzo del hormigón como ya experimentó H. Chou en el MIT de Harvard en 1914 y cuyos resultados fueron explotados en China en 1918 para la cimentación de puentes de ferrocarril. Su investigación ha prose- guido en más de una decena de países con resultados muy positivos. El punto débil de este producto se encuentra en la diferencia de contenidos de humedad de ambos materiales 6. El material fué empleado en las Islas del Pacífico du- rante la II Guerra Mundial tanto por Ja- pón como por EEUU.
Propuestas edificatorias
Se proponen las soluciones constructi- vas y tipológicas de madera especialmen- te de los sistemas de entramado ligero y plataforma, pero también de los sistemas adintelados o viga-pilar.
Cimentaciones Puede ser puntual (pilotes o pilastras de mampostería o bambú) o corrida (zanja rellena de hormigón o murete de bloque) siendo desaconsejable el hincado de pi- lotes por razones de durabilidad. Por otra parte puede ser superficial o profunda, merced al poco peso de la estructura dependiendo de la capacidad resistente del terreno. La solera puede ser una losa de hormi- gón (sobre un dado corrido o simplemen- te apoyada en el terreno) o un forjado de bambú levantado del terreno con una cámara de aire. El revestimiento o cerra- miento de la solera, según sea el caso, tiende a hacerse con entablado machihembrado o tablero hidrófugo.
(^6) Los elementos de hormigÛn reforzado muestran un incremento de 4 a 5 veces en resistencia a flexiÛn con un porcentaje de refuerzo m·ximo del 3 al 4% de la secciÛn transversal.
(^5) Se desarrollaron distintas uniones: de tablero contrachapado abrazando al bamb˙ como un sandwich y pernos de acero, de clavijas de bamb˙ y ataduras vegetales o ensambladuras a caja y espiga m·s clavija. Las armaduras fueron construÌdas y ensayadass a escala real con una luiz libre de 8m. Curiosamente el colapso de la estructura se produjo en los pares o miembros superiores, no en las uniones, lo que indica que las uniones no son tan complejas de realizar como aparentan.
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sional.
- Puede ser atacado por insectos xilófagos
- Puede pudrirse por la acción perma- nente de la humedad. Para evitar la su- bida del agua por capilaridad se emplea- rán impermeabilizantes tradicionales como alquitranes, láminas bituminosas o de polietileno
- Al secarse se contrae y se reduce su diámetro (presenta problemas especial- mente con el hormigón) y en general pier- de o gana humedad en equilibrio higroscópico con el medio ambiente. El revestimiento exterior ha de ser estanco al agua y resistente a la humedad ade- más de protegerse con aleros generosos. Los detalles constructivos han de garan- tizar la ventilación de todos los encuen- tros y la salida de la humedad de las ca- vidades si hubieran penetrado (papel asfáltico, etc.).
- Es altamente combustible por lo que requiere una protección por diseño. Nor- malmente se ha de especificar un reves- timiento interior incombustible en los muros.
- Las uniones no pueden hacerse con empalmes como la madera y ha de acudirse a piezas especiales de diseño.
Su coordinación modular y los detalles constructivos son importantes para el proyecto y evitan el desperdicio de ma- terial: Los elementos protantes (vigas y pilares) han de coordinarse con los cerramientos, como las esterillas, las cintas o 'latas' de bambú abierto. Se tenderán a definir módulos que dimensionen los produc- tos de tal forma que sean intercambia- bles. El módulo base recomendado es de 10 cm que ordena las dimensiones más habituales de separación entre mon- tantes (40-60 cm), altura libre entre pi- sos (240-300 cm) o los pasillos de circu- lación (90-120 cm). Las tramas para diseño serán de 2 ó 3MB (Módulo base) y las mediciones se efec- tuarán a ejes definiendo unas tolerancias que han de ser absorbidas por la junta. Las uniones se pueden realizar con en- sambles de entalladuras de espiga sim- ple y doble, a bisel, en pico de flauta y en boca de pescado. Las uniones son el 'talón de Aquiles' del bambú ya que no resuelven la anisotropía del material, tie- nen baja eficiencia, debilitan la sección y dificultan la coordinación dimensional. Los elementos de fijación tradicionales son: fibras naturales de junco, tiras de bambú trenzado, sogas, clavijas de ma- dera, pletinas metálicas, abrazaderas, cartelas de tablero aglomerado y contra- chapado, etc. Los clavos no son recomendables debi- do al rajado pero en algunas regiones se soluciona colocándolo con incisiones
como resonadores y para frecuencias agudas, materiales fibrosos y porosos como fibra vegetal, de vidrio, la madera prensada de baja densidad etc. En cuanto a su resistencia al sismo las fuerzas de aceleración que éstas provo- can a las estructuras están directamente relacionadas con el peso de la edifica- ción. La constitución anatómica tubular le permite absorber la energía de defor- mación retardando las fallas o roturas. Pero es importante cuidar el arriostramiento y proveer de flexibilidad suficiente a las uniones
previas o en caliente. Los huecos del entramado facilitan la colocación del aislante que en estas lati- tudes consiste en bagazo de caña, viru- ta, tierra, aglomerado, etc. aunque en los climas tropicales cobra más importancia la ventilación que el aislamiento. La correción acústica se resolverá con los sistemas tradicionales: para frecuen- cias graves, membranas reflexivas (table- ro contrachapado doblando el muro), para frecuencias intermedias, materiales perforados o fibras minerales que actuán
