Las propiedades mecánicas del bambú


El bambú, como material de construcción, bien podría competir a nivel estructural con el acero, el hormigón o la madera, pero al tener un origen orgánico con más de 1000 especies repartidas por todo el mundo, resulta casi imposible definir con exactitud sus propiedades mecánicas. Variedad de bambú, clima, suelo… todas son variables que afectarán a sus características.

Si queremos que el bambú cumpla un papel estructural, debemos primeramente tener en cuenta que su mayor resistencia se alcanza a partir de los 3 años de crecimiento, una característica que luego no varía con su edad pero sí en función del proceso de obtención y curado.

Antes de conocer sus propiedades mecánicas, recordemos las características físicas de esta gramínea. Por la forma acuminada de su tallo, sus dimensiones varían con la altura. Como promedio podemos estimar lo siguiente:

  • Altura de 18 a 30m dependiendo de la especie y edad.
  • Diámetro entre 20 y 8 cm en la base, y 3 cm en su extremo superior.
  • Espesores entre 2 y 2,5 cm en la base, y 1 cm en el extremo superior.
  • Distancia entre nudos de 7 a 10 cm en la base, separándose con la altura entre 25 a 35 cm.

bambú-crecimiento

Afortunadamente el interés por conocer los límites de trabajo del bambú ha sido el suficiente como para que muchos profesionales realizaran ensayos de toda índole que nos permitieran comprender un poco mejor cómo trabaja este material. De todos los estudios desarrollados destaca el realizado por el profesor Jansen (1980) comparando las propiedades del bambú con los materiales más utilizados en construcción.

Bambú-propiedades mecánicas

Las primeras conclusiones de esta comparativa de materiales son muy reveladoras…

La elevada resistencia de estas cañas en relación a su peso se debe principalmente a su característica estructura física: de sección redonda, hueca y con un tabique rígido transversal que le permite curvarse sin romperse. Este refuerzo natural es el responsable de su elevado  valor de resistencia en relación a su masa, que se acerca al del acero. De hecho, debido a esas características “el bambú requiere solo el 57% de su masa cuando es usado como viga y solo un 40% cuando es usado como columna” (Janssen 1988).

Si lo comparamos con la madera, la rigidez del bambú es prácticamente el doble, a pesar de no existir casi diferencias en su composición química. Se cree que este hecho puede deberse a la diferencia en los ángulos de disposición de la celulosa, las microfibrillas y la célula-eje, que adopta un valor de 20º en la madera y tan solo de 10º en el bambú.

Conocida su resistencia, el potencial del bambú como material de construcción es indudable. Desgraciadamente sigue siendo uno de los desconocidos en esta profesión, o como mucho se le relega a un uso más accesorio o temporal. En cualquier caso es cierto que esta desconfianza tiene su origen en muchas de sus limitaciones. Si juntamos estos datos y la experiencia de los que han apostado por este material, podemos sacar unas cuantas conclusiones y recomendaciones constructivas:

  • La resistencia a cortante es la peor de las características del bambú, aunque en la zona del nudo mejore sustancialmente. Esto suele llevar a soluciones de barras dobles o triples.
  • La resistencia a compresión presenta un buen valor, aunque se ha obtenido considerando el pandeo nulo de la pieza, que de producirse podría llegar a ser muy perjudicial para una estructura de bambú, por lo que de igual manera se suele recurrir a pilares compuestos por varias barras.
  • La mejor propiedad mecánica que posee el bambú es sin duda su alta resistencia a tracción al producirse de forma paralela a la fibra (200-300 N/mm2), pudiendo llegar a ser cuatro veces más fuerte que en compresión para una misma especie. La resistencia a la tracción es mayor que a flexión, seguida de la resistencia a compresión. Aun así, es preferible que las estructuras de bambú sean diseñadas para trabajar principalmente a flexión y compresión debido a la dificultad a la hora de realizar uniones a tracción.
  • La capacidad de resistencia a las tensiones es mucho más elevada en la corteza del bambú que en su anillo interior. Por ello, resulta curioso que las cañas de menor sección suelen presentar mejores prestaciones a flexión en comparación con otras barras más gruesas. La respuesta está en la proporción de fibras de la corteza exterior en relación con la totalidad de la sección, un valor que disminuye con el grosor de la barra.
  • Si las tensiones se producen de forma perpendicular a la pared del bambú, su resistencia disminuye debido a la facilidad de disgregación de sus fibras. Esto también está relacionado con el agrietamiento superficial que padecen muchas especies de bambú en el proceso de secado. Esto ocurre cuando los esfuerzos que se producen durante el secado son mayores a la resistencia del bambú a la tensión perpendicular a la fibra. Dicho de otra manera, las cañas de bambú tienden a rajarse, razón por la cual las uniones nunca se realizan con clavos.

Como conclusión, la versatilidad del bambú es considerable; un material especialmente indicado para estructuras livianas y espaciales, en las que aparezcan fuerzas axiales.  

Fuentes

www.inteligenciascolectivas.org

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

“El bambú como material de construcción”, por F. A. McClure

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