La gran mentira del refuerzo de estructuras de hormigón con bambú.


Recientemente he podido leer la re-publicación en Facebook de un artículo del año 2014 sobre la gran solución estructural del futuro: el bambú como sustitución del acero en el refuerzo de las estructuras de hormigón. Por un lado me sorprende porque esta posibilidad lleva décadas descartada, ya que muchos han sido los que se vieron atraídos por esa combinación, pero todos los ensayos acabaron en fracaso. En cualquier caso, este tipo de artículos no hace más que demostrar que las noticias en internet son un producto más de consumo efímero, ya que atrae más un artículo escueto e impreciso pero con un mensaje idealizado, que otro largo y contrastado que sólo conduzca a una conclusión desalentadora. Y sino, ya veremos cuanto éxito llega a tener este artículo… a pesar de que apenas se me lea, francamente prefiero la verdad.

¿Por qué interesa tanto este tema?

El bambú es un vegetal con una estructura casi perfecta que le proporciona unas propiedades mecánicas fabulosas, con una resistencia a la tensión, según muchos estudios, mayor que el acero. Si lo unimos a que su cultivo es fácil, barato y abundante en regiones del mundo en vías de desarrollo, su potencial como sustituto de un material caro como el acero en las estructuras de hormigón armado lo convierten ni más ni menos que en el nuevo material del futuro! Pero seamos sensatos y no nos ilusionemos por descubrir el agua fría.

Se trata sin duda de un material con un potencial desaprovechado, pero una cosa es que la naturaleza haya creado la estructura vegetal perfecta que soporte unas condiciones propias y específicas de crecimiento vertical, y otra muy distinta es que pueda interactuar con otros materiales en un sistema constructivo con diferentes leyes de carga. De hecho, el artículo al que me refiero se asemeja bastante a la introducción de las publicaciones de los ensayos realizados hace décadas, pero cuyas conclusiones distan de ser alentadoras. Una de dos, o se quedaron con el mensaje inicial sin terminar de leer los informes (¡MAL!) o decidieron obviar esa información para no chafar el artículo (¡¡¡PEOR!!!).

Breve introducción histórica.   

Los primeros experimentos del bambú como refuerzo del hormigón fueron llevados a cabo en 1914 por H.K. Chou en el Institute  of Technology de Massachusetts, que serían posteriormente aplicados en China en 1918 para el refuerzo de los pilotes de hormigón en las cimentaciones de puentes de ferrocarril. Esta prometedora combinación bambú-hormigón alentó una investigación que se extendería por China, Japón, Filipinas, Estados Unidos, México, Colombia y en muchos otros países que incluso carecen de esta planta como Alemania, Italia o Egipto. De todos estos estudios, el más relevante es el del profesor H.E. Gleen en 1944, realizado en Clemson Agricultural College of South Carolina, donde se construirían las primeras estructuras de hormigón armado con bambú, con unas conclusiones muy poco favorables.

Esta combinación de materiales se hizo muy recurrente en periodos de guerra como la Segunda Guerra Mundial, en la que tanto Japón como Estados Unidos utilizaron estas estructuras en sus instalaciones militares del Pacífico. A pesar de los resultados de Gleen,  en el transcurso de la guerra de Vietnam, los EEUU intentaron levantar una estructura abovedada con resultados catastróficos.

Desventajas del uso del bambú como refuerzo del hormigón. 

Resulta lógico pensar que si el bambú puede alcanzar una resistencia a la tensión superior a la del acero, éste último puede ser sustituido, pero no es así. Las principales razones son las siguientes:

  • La poca adherencia del bambú en la matriz de hormigón.
  • La variación volumétrica del bambú en el proceso de fraguado del hormigón, ya que el bambú tiende a hincharse en contacto con el hormigón fresco. Posteriormente, el hormigón ya endurecido pero aún fraguando, pasa a absorber el agua del bambú que puede acabar secándose y marchitándose. Este fenómeno es el responsable de la aparición de fisuras longitudinales en el hormigón, lo que provoca la disminución de su capacidad de carga y empeora aún más la adherencia entre ambos materiales ya que al secarse el bambú se contrae. Además, estas fisuras aumentan considerablemente cuando el porcentaje del bambú supera el 4% de la sección total.

Hasta ahora estos refuerzos se han realizado bien con cañas o con tablillas obtenidas al dividir longitudinalmente los tallos de mayor tamaño. Estas últimas son las más recomendadas desde el punto de vista de la adherencia, ya que las cañas completas entran en contacto con el hormigón únicamente con su superficie exterior lisa y cerosa.

En cualquier caso el problema de la absorción de agua sigue sin solucionarse, a menos que expongamos el bambú a tratamientos químicos que lo vuelva impermeable. Como podréis comprobar, algunas de las propuestas más conocidas para aumentar tanto la adherencia como evitar la absorción de agua no resultan compatibles con su uso en medios rurales ya que o son muy laboriosas o dispararían su coste:  

  • Glenn (1944): recubrir las tablillas con una capa delgada de emulsión asfáltica, teniendo en cuenta que de aplicarse demasiada cantidad el efecto sería el contrario por lubricación del refuerzo.
  • Palma (1976): tratamiento del refuerzo por inmersión en una solución al 2% de cloruro de zinc, o su recubrimiento con un adhesivo de neopreno sobre el que se rocía arena gruesa para lograr así mayor adherencia. Una receta bastante cara por el neopreno además de compleja….
  • Fang (1976): propone un tratamiento de azufre y arena que recubra las cañas del siguiente modo: primeramente se perforan parcialmente los tabiques en los nudos de las cañas de bambú, posteriormente se elimina la capa exterior cerosa con un chorro de arena a presión, tras lo cual se envuelve con alambre con el fin de evitar su aumento de volumen, y finalmente se sumerge en azufre derretido a una temperatura de 49º C. Creo que cualquier campesino se quedaría con la solución de Palma…

Además de los problemas técnicos, los resultados de los experimentos reflejan la necesidad de limitar el área de refuerzo:

  • Según las conclusiones de los experimentos de Datta (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.
  • Según Glenn (1944), la capacidad de carga de una viga de hormigón reforzada con bambú aumenta a la vez que aumentemos la sección en bambú, pero sólo hasta llegar a un valor óptimo que se obtiene cuando el área transversal de refuerzo se encuentra entre el 3 o 4% de la sección de la viga.

La conclusión es que en estructuras de gran envergadura, el uso del bambú como refuerzo resultaría inoperante. Estas limitaciones implicarían el desarrollo de nuevas técnicas de construcción con bambú (Hidalgo, 1978) o apoyarse en distintas teorías de diseño basadas en el diseño elástico (González, 2000).

Respecto a las nuevas técnicas constructivas, una posibilidad a tener en cuenta es el uso de cables realizados con bambú, una solución que daría respuesta al problema del área y a la deficiente adherencia entre los dos materiales, lo que garantizaría la seguridad de las estructuras de modestas dimensiones como las del sector rural.

Otros ejemplos a tener en cuenta son las estructuras realizadas por Shoei Yoh para los centros comunitarios de Naiju (1994) y Uchino (1995) donde el bambú actúa de “encofrador” de estructuras laminares de hormigón armado.

Fuentes

Artículo del Rincondelvago donde encontrarás las conclusiones de los informes realizados por el profesor H.E. Gleen en 1944.

“Uso del bambú en el concreto reforzado”, I.C. Luis Octavio González Salcedo, Universidad Nacional de Colombia, 2001. (de donde se ha extraído la imagen de portada).

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5 Respuestas a “La gran mentira del refuerzo de estructuras de hormigón con bambú.

    • Hola Leonardo, aunque se lograra impermeabilizar el bambú a bajo coste, seguirían existiendo problemas como el de la adherencia entre materiales. Creo que el futuro se encuentra más en los cables de bambú, o en utilizarlo como con los centros comunitarios de Naiju. Puedes ver un artículo sobre los cables de bambú en la sección de construcción.

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    • Hola Gustavo, no es que sean solo dos desventajas, he puesto las dos que me parecen más relevantes y que además son las causantes de muchas otras. De todos modos la motivación real del artículo es que sigo leyendo que esta solución constructiva es el futuro, cuando ya se sabe que no es así. Me parece poco serio y por eso protesto.

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  1. Gracias por el articulo. Que mal que halla tanta desinformación. En mi caso estoy buscando materiales alternativos para hacer un segundo piso liviano y resistente a huracanes y terremotos. El primer piso seria de superadobe. La forma de la casa seria redonda con un radio de 15′ sin contar con el espesor de las paredes.

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