A la fecha sabemos que los edificios y sus componentes estructurales dependen principalmente en su mayoría del concreto y el acero de refuerzo. Este acero toma el esfuerzo de tracción que se desarrolla en la estructura.
Sin embargo, la contaminación ambiental que se produce debido al proceso de la fabricación del acero, ha sido determinante para descubrir un material alternativo en la construcción de edificios. Esta tendencia de nuevas ideas propone al bambú, como el material ideal a utilizar.
Diseño y construcción
La construcción de concreto armado (hormigón reforzado) con bambú sigue al mismo diseño, proporciones de mezcla y procesos constructivos similares a los construidos con acero reforzado. El único cambio es el reemplazo del acero por el bambú.
Aunque se ha descubierto que el bambú existe desde hace siglos, el bambú como refuerzo estructural es una innovación temprana en el campo de la ingeniería civil y la construcción. Esta innovación se basó en el estudio de Clemson que se ha realizado en el Clemson Agricultural College.
El bambú es de naturaleza biodegradable y renovable, asimismo, es energéticamente eficiente por el origen natural que este tiene, sobre todo es ambientalmente sostenible por la naturaleza. Estas propiedades han sido muy reconocidas durante siglos en el campo de la construcción.
Importancia del concreto armado con bambú
El acero como refuerzo es el complemento perfecto para el concreto utilizado en diversas construcciones a día de hoy. Sin embargo, hay situaciones que la producción no es suficiente, por lo que, observar una alternativa de igual valor en características sería ideal para el campo de la construcción.
Aquí entra a tallar el bambú, que a día de hoy se encuentra en abundancia, cuya particularidad es que resulta resistente, lo que lo hace atractivo como material de refuerzo al punto de convertirse en el sustituto ideal del acero. La estructura tubular hueca tiene una alta resistencia a las fuerzas de viento cuando se encuentra en una hábitat natural.
Es necesario saber que, existen diferentes especies de bambú. Cada especie se diferencia en sus características, textura, grosos y resistencia. Por tanto, es fundamental saber que especie es mejor para reforzar y cual no.
¿Cómo seleccionar el bambú ideal para la construcción?
La selección de un adecuado bambú se hará de acuerdo a las siguientes consideraciones:
Color y edad
Preferible que tenga un color marrón. Ya que evidencia que la edad del bambú es de al menos 3 años.
Diámetro
Seleccionar el de tallos largos y grandes.
Cosecha
Evitar los bambúes que se cortan durante la primavera o el verano.
Propiedades estructurales del bambú
El bambú por su origen es ortotrópico. Posee fibras en su interior, y gracias a ello obtiene una alta resistencia a lo largo de las fibras y baja resistencia en la dirección trasnversal.
Es así que, el bambú tiene una estructura de material compuesto con fibras celulosas alineadas a lo largo. Estas fibras son muy gruesas cerca de la longitud exterior del bambú, que es la razón principal por la que resisten las enormes fuerzas del viento.
El nodo que se observa en el bambú está representado por la variable «n», este se somete a una carga distribuida «P» provocando un momento máximo en el apoyo más alejada del suelo, simulando una especie de viga (trabe) en voladizo.
El resultado del desplazamiento provocado por el momento no es tan considerable, por lo que el bambú frente a solicitaciones externas (el viento en este caso) resiste de una manera considerable.
Propiedades del bambú frente al agua
Una de las razones principales según los expertos del concreto armado frente a la utilización del bambú como refuerzo, es su propiedad de absorción de agua, puesto que estamos frente a un material orgánico.
Sin embargo, se estudió las diferentes especies llegando a la conclusión que el Dendrocalamus giganteus (DG) son los que absorben menos agua. Otro punto a tener en cuenta es que existen tratamientos que permiten reducir esta tasa de absorción agua.
Propiedades del bambú a la adhesión con el concreto
Se sabe que las varillas de acero son corrugadas para que permiten la adecuada unión entre el cemento y esta, por lo que si se pretende utilizar al bambú como material de refuerzo, este debe poseer similares características.
Asimismo, la fuerza de unión se basa en esta propiedad adhesiva del cemento y las fuerzas de compresión que se forman en la superficie de las barras de refuerzo. Un bambú sin tratar afecta la fuerza de unión se la siguiente manera
- Empujando al hormigón debido a la hinchazón del bambú.
- Por la formación de huecos del mismo bambú.
- Por formación de grietas producto de la formación de huecos.
Durabilidad
Al ser un producto natural lo hace más expuesto a agentes ambientales e insectos. Un «remedio» frente a esto es someter al bambú a un curado. Este proceso de curado permite tratar el contenido de humedad y el almidón que contiene, que es el principal motivo de atracción de los insectos.
El tratamiento debe realizarse cuando el bambú se encuentre en estado seco para que la penetración se produzca de la forma correcta. El tratamiento de conservación, realizado en el bambú para cuidar su factor de durabilidad, no debería tener ningún efecto sobre la composición química de este.
Las propiedades físicas y químicas del bambú se encuentran altas con un bajo contenido de humedad en su interior. Este bajo contenido mantendría alejados a los mohos de los bambúes.
Propiedades mecánicas del bambú como refuerzo
| Propiedad mecanica | Símbolo | Valor (psi) |
| Máxima resistencia a la compresión | — | 8,000 |
| Esfuerzo compresivo admisible | s | 4,000 |
| Resistencia a la tracción | — | 18,000 |
| Esfuerzo de tracción admisible | s | 4,000 |
| Tensión de unión permitida | tu | 50 |
| Módulo de elasticidad | Y | 2.5×106 |
El bambú en elementos de flexión como vigas y losas desarrolla algunas grietas bajo cargas de servicio normales debido a su bajo módulo de elasticidad.
Si tales grietas en el bambú no son tolerables para los elementos estructurales, entonces el diseño estructural puede llevarse a cabo reforzando con aceros o diseños basados en secciones no reforzadas.
El bambú «partido» proporciona una mejor unión con el concreto que los tallos enteros cuando se usa como refuerzo. El bambú debe dividirse y colocarse en capas de refuerzo más compactas para que se adhiera mejor al concreto.
Proporciones de mezcla entre el concreto con bambú
La relación agua-cemento juega un papel importante en la resistencia y durabilidad del concreto armado. El bambú, que es un material de construcción natural, tiene la propiedad de absorber el agua como se mencionó anteriormente.
La absorción de agua provoca la hinchazón del bambú, por lo tanto, la proporción de mezcla de concreto para el concreto reforzado con bambú debe tener una relación agua-cemento lo más baja posible.
El diseño de la mezcla del concreto puede ser según el requisito de resistencia del diseño estructural. Dado que, el uso de refuerzo no tiene ningún efecto sobre el requisito de resistencia a la compresión del concreto, la proporción de la mezcla del concreto armado con bambú puede ser la misma que la del diseño de la mezcla del concreto armado con acero.
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Muy buen post sobre todo porque la información que comparten es muy novedosa
Saludos
Nico
¡Saludos!