Determinación de los parámetros mecánicos del culmo del bambú, especie de Bambusa Vulgaris

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(1)2010. Agradecimientos:. Dedicatoria:. ÍNDICE. 23 de junio del 2010. Trabajo de Diploma. ”Determinación de los parámetros mecánicos del culmo del bambú, especie Bambusa Vulgaris.”. Autor: Jorge Miguel Conesa González. Tutora: Dra. Lena Mora Rodríguez.. Universidad Central Martha Abreu de Las Villas 23/06/2010.

(2) “Agradecimientos” Quisiera dar gracias a todas las personas que de una forma u otra permitieron la realización de esta investigación: A mis padres que son la mano amiga que sostiene mi vida. A toda mi familia que siempre me brinda su amor y apoyo. A mis tutores que fueron los guías para la realización de la presente investigación. A los profesores de la Facultad de Mecánica que con su ayuda incondicional permitieron la realización de la etapa experimental de esta investigación. A todos los amigos que con su amistad me inspiran..

(3) Dedicatoria: A mi madre querida..

(4) RESUMEN. 23 de junio del 2010. Resumen:. La madera es el recurso más utilizado a lo largo de los siglos, de civilización en civilización a participado en todo tipo evento social y le ha dado al hombre las herramientas necesarias para su desarrollo evolutivo. Hoy este recurso natural seriamente afectado por la desertificación y la tala indiscriminada amenaza con desaparecer del planeta, ya que cada día sus espacios son más reducidos por la mano del hombre. Debido a esta razón ha sido necesaria la búsqueda de. alternativas que sustituyan la. presencia de este recurso y a la mayoría de sus usos. El bambú es un material usado al igual que la madera desde tiempos prehistóricos. Ha sido usado por civilizaciones milenarias como Asia, la India e Indonesia y muchas partes de Latinoamérica, como Ecuador y Colombia, aunque su uso con el transcurso de los años ha sido limitado a personas de bajo nivel económico. Según estudios reciente el bambú es el material que mejor sustituye y supera a la mayoría de los usos de la madera, por lo que es necesario el estudio y conocimiento del bambú como planta y material de construcción, así como sus características físicas y mecánicas que lo hacen económicamente sustentable y ambientalmente amigable. Para validar el uso del bambú como elemento de compromiso estructural, este Trabajo de Diploma tiene como objetivo la caracterización mecánica del culmo del bambú, especie Bambusa Vulgaris través de la experimentación mecánica, para conocer técnicamente la resistencia del material para las condiciones de nuestro país. En este trabajo se demuestra la necesidad de un. estudio más exhaustivo de las. propiedades físico-mecánicas de este material para cada región del país, ya que su resistencia puede variar notablemente en las cañas de una misma especie..

(5) INDICE. Índice:. 23 de junio del 2010. Páginas. Metodología de la Investigación.. 1.  Título.. 1.  Problema Científico.. 1.  Objeto de Investigación.. 1.  Objetivos de la Tesis.. 1.  Objetivo General.. 1.  Objetivos Específicos.. 1.  Hipótesis.. 1.  Novedad Científica.. 1.  Aporte Científico.. 1.  Aporte Práctico.. 1.  Tareas Científicas. 2 3. 1. Capítulo 1: Estudio y Conocimiento del Bambú, Especie Bambusa Vulgaris; como Planta y Material de la Construcción. 1.1. Introducción.. 3. 1.2. Importancia del Empleo del Bambú.. 4. 1.3. Bambú: Localización y Características Botánicas.. 6. 1.4. Estructura Física de los Bambúes.. 8. 1.5. El Bambú en Cuba.. 11. 1.6. Usos del Bambú.. 13.

(6) 1.7. Propiedades y Características del Bambú.. 25. 1.7.1. Propiedades Físicas.. 25. 1.7.2. Fibra de Bambú.. 28. 1.7.3 Propiedades Mecánicas.. 29. 1.8. Durabilidad y Preservación del Bambú.. 33. 1.9. Conclusiones Parciales del Capítulo.. 39 40. 2. Capítulo 2: Ensayo Experimental del Bambú, Especie Bambusa Vulgaris a Tracción y Compresión. 2.1. Introducción.. 40. 2.2. Características de la Bambusa Vulgaris.. 40. 2.2.1. Clima.. 41. 2.2.2. Suelos y Topografía.. 41. 2.2.3. Reproducción.. 42. 2.2.4 Reacción a la Competencia.. 43. 2.3. Descripción de las Muestras. 2.3.1 Símbolos y Unidades de Medida.. 44 44. 2.4. Características de los Ensayos.. 45. 2.4.1. Ensayos a Compresión.. 45. 2.4.2 Ensayos a Tracción.. 47. 2.5. Preparación de las Muestras. 2.5.1. Preparación de las Muestras para el. 48 48. Ensayo a Compresión. 2.5.2. Preparación de las Muestras para el Ensayo a Tracción.. 48.

(7) 2.6. Dimensiones de las Muestras. 2.6.1. Dimensiones de las Muestras para Ensayos. 50 50. a Compresión. 2.6.2. Dimensiones de las Muestras para Ensayos. 52. a Tracción. 2.7. Procedimientos para los Ensayos 2.7.1. Procedimiento para el Ensayo a. 53 53. Compresión según la Norma (INBAR). 2.7.1.1. Cálculo y Expresión de los. 53. Resultados para el Ensayo a Compresión. 2.7.2. Procedimiento para el Ensayo a Tracción. 54. según la Norma (INBAR). 2.7.2.1 Cálculo y Expresión de los Resultados para el Ensayo a Tracción según la norma (INBAR).. 54. 2.7.3. Descripción de la Máquina de Ensayo utilizada en el Ensayo a Compresión.. 54. 2.7.3.1. Procedimiento utilizado en el Ensayo. 55. de Compresión. 2.7.4. Descripción de la Máquina de Ensayo. 51. utilizada en el Ensayo a Tracción. 2.7.4.1. Procedimiento utilizado en el Ensayo. 57. de Tracción. 2.8. Conclusiones Parciales del Capítulo.. 63.

(8) 64 1.3 Capítulo 3: Análisis Estadístico de los Resultados de la Caracterización Mecánica del Bambú, Especie Bambusa Vulgaris a Tracción y Compresión.. 3.1 Introducción.. 64. 3.2 Resultados de los Ensayos a Compresión.. 64. 3.3 Resultados de los Ensayos a Tracción.. 66. 3.4 Análisis Estadístico de los Resultados.. 67. 3.4 Conclusiones Parciales de Capítulo.. 85. 1.4 Recomendaciones.. 86. 1.5 Conclusiones Generales.. 87. 1.6 Bibliografía.. 88.

(9) METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION. 23 de junio del 2010. Metodología de la Investigación: Titulo: Determinación de parámetros mecánicos del bambú, especie Bambusa Vulgaris. Problema Científico: ¿Será posible la caracterización mecánica del bambú, de la especie Bambusa Vulgaris, a partir de la realización de un programa experimental donde se pueda evaluar su respuesta ante distintos estados de esfuerzos? Objeto de Investigación: El culmo del bambú, especie Bambusa Vulgaris. Objetivos de la Tesis: Objetivo General: Evaluación técnica, a partir de los parámetros mecánicos, del culmo del bambú para su empleo en elementos con compromiso estructural. Objetivos Específicos: Búsqueda de normativas para la caracterización mecánica del bambú a partir de ensayos experimentales. El estudio experimental del culmo del bambú, especie Bambusa Vulgaris, para la determinación de los parámetros mecánicos, resistencia y módulo de deformación. Hipótesis: El culmo del bambú, especie Bambusa Vulgaris, se puede evaluar técnicamente a partir de la experimentación mecánica, para su empleo en elementos con compromiso estructural. Novedad Científica: La obtención de los parámetros mecánicos del culmo del bambú, para características específicas de la especie Bambusa Vulgaris. Aporte Práctico: Se obtendrán las resistencias de culmo del bambú de la especie Bambusa Vulgaris ante diferentes estados de esfuerzos (tracción y compresión). 1.

(10) METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION. 23 de junio del 2010. Tareas Científicas: Realizar la investigación preliminar, búsqueda de bibliografía actualizada de la temática. Estudio de la bibliografía y confección de una reseña bibliográfica detallada. Organizar metodológicamente la solución del estudio y ensayos del bambú para su caracterización mecánica. Realizar un programa de experimentación que permita garantizar una correcta evaluación de parámetros mecánicos del bambú con resultados más confiables. Análisis de resultados obtenidos y procesamiento estadístico de los resultados. Interpretación de resultados y conclusiones.. 2.

(11) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. 1.1 Introducción. Cada día aumenta en el mundo la demanda de madera para la construcción y para la fabricación de celulosa, papel, resinas, carbón vegetal y otros miles de productos, (Fernández, 1994). La disminución de los recursos maderables y las restricciones impuestas al derribo de los bosques naturales, particularmente en el trópico, han dirigido la atención mundial sobre la necesidad de identificar un material sustituto que deberá ser renovable, ambientalmente amigable y ampliamente disponible. El Bambú es ampliamente conocido por su tradición como material de construcción debido a sus cualidades físicas, disponibilidad y bajos costos. Visto su rápido crecimiento (excede a la mayoría de las plantas de rápido crecimiento), la estabilidad a la mayoría de los climas y condiciones, y sus propiedades superiores a la mayoría de las maderas de rápido crecimiento, el bambú constituye una alternativa para resolver de una forma eco-constructiva los serios problemas de déficit de vivienda que existen en los países de América Latina, Mora (2009). Además de estar caracterizado por una alta resistencia y bajo peso, que es fácil de trabajar utilizando herramientas simples y puede utilizarse sin procesamiento o terminación; el uso del bambú ha estado grandemente restringido a estructuras temporales y a construcciones de baja calidad, debido a la limitada durabilidad natural, dificultades en las juntas, a una falta de datos de diseño estructural y a la exclusión desde los códigos de construcción. Tradicionalmente utilizado por miles de años en Japón, China, India, Filipinas y Latinoamérica, Mora (2009), ha brindado. alimento, testigo, vivienda, herramientas,. instrumentos musicales, armas, transporte, juguetes, e infinidad de preceptos de uso doméstico. Según Fernández (1994) en Asia fue donde empezó a utilizarse el bambú, hace más de 6 mil años desde donde entonces, los asiáticos han encontrado más de 1500 aplicaciones: alimentación humana y animal, construcción, mobiliario, vestido, medicina, diferentes ramas de la industria y hasta aeronáutica. Según Moran (2008) estudios más recientes y exactos realizados en Ecuador antropóloga Karen Stothert. en la Península de Santa Elena,. por la. sitio de Las Vegas,. evidencian a través de pruebas de carbono la utilización del bambú (improntas a la 3.

(12) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. cerámica, etc.) entre los 10800 a 10000 AP (antes del presente). También descubrimientos realizados por la Arqueo-botánica argentina Fernanda Rodríguez, en el sitio de Quebrada Seca de Antofagasta de la Sierra, Provincia de Catamarca, Argentina, hallaron segmentos de bambú (Riphidocladum Neumanni) a los cuales les atribuyó 8640 años AP que corresponden al Holoceno Temprano.. A pesar de ser un material muy antiguo pocas investigaciones fueran hechas en el pasado. Las primeras publicaciones científicas que tratan sobre el empleo estructural del bambú se realizan por Au et al. (1978) en Hong Kong y por Janssen (1981) en Holanda, confirmadas también por Chung y Yu (2002). Además una gran cantidad de características mecánicas para diferentes especies de todo el mundo se reportan por Janssen (1991); ofreciendo entre otros, los parámetros mecánicos convencionales más comunes. Más recientemente fue reportado en la literatura, (Amada et al., 1997), la clasificación del bambú como material de construcción natural e inteligente, por su perfecta distribución de fibras y matrices, tanto en las secciones transversales como a lo largo de su longitud, que le ofrece gran resistencia a las cargas medioambientales, (Mora, 2009).. Por todo lo anteriormente planteado, para una explotación completa del potencial del Bambú será necesario dirigirse a las áreas claves de: preservación, juntas, diseño estructural y codificación; con el objetivo de desarrollar nuevas tecnologías que simplifiquen y universalicen el uso de este material como el nuevo material del siglo 21.. 1.2 Importancia del Empleo del Bambú.. Durante el transcurso de los siglos y desde épocas prehistóricas, el hombre le ha dado a esta planta disimiles usos. Para muchas tribus primitivas llegó a ser un elemento tan indispensable para su existencia, que lo consideraron como un Dios. De igual manera, en la mitología de la tribu Patángoros, nativa del departamento de Caldas, Colombia, se decía que después del diluvio sólo había quedado hombre a quien "el amo del cielo" le dio una "Guadua" que de la noche a la mañana se convirtió en mujer y compañera, (Patiño, 1976)..

(13) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. El bambú es un material de gran importancia, ya que la conformación de su estructura y sus características corresponden a las de un material de alta tecnología: es estable, pero debido a sus cavidades es extremadamente ligero y flexible, reforzado por las particiones y posee características físicas, que son en parte mucho mejor que otros materiales como la madera, concreto o acero. Mientras que la madera tiene una base dura y llega a ser hacia fuera siempre más suave, el bambú tiene su lado duro en el exterior y un lado blando en su interior que lo hace una estructura mucho más estable. El bambú tiene una gran importancia económica y social, ya que figura entre las especies forestales que sustituye la mayor cantidad de aplicaciones de la madera, (Hidalgo, 1974, 1981; Martínez, 1982; Castro, 1985,). Desde el punto de vista sísmico, el uso del bambú permite generar construcciones livianas y flexibles. Esto implica una disminución de la fuerza inercial sísmica y una mayor disipación de energía, siendo éstos dos factores esenciales para lograr un adecuado comportamiento sismo-resistente, (Comoglio, 2005, enunciado por Mora, 2007). Se calcula que una hectárea de bambú puede representar entre 70 a 80m 3 de madera elaborada. Su rápido crecimiento lo obliga a capturar grandes cantidades de carbono y a producir oxígeno y materia orgánica; además tiene su propiedad de infiltrar agua al subsuelo y sus abundantes raíces superficiales sujetan el suelo evitando cárcavas, (Morán, 2008), todo lo anteriormente planteado lo convierte en el material más idóneo para la sustitución de los materiales que ya se conocen. Según. Botero (2004) algunas especies de Bambú. como la Guadua angustifolia Kunth contribuyen a la disminución de la erosión de los suelos y a su protección y conservación, al tener más de 20,0 kg de raíces que detienen la capa vegetal, propicia la regulación hídrica almacenando hasta 30 000 L/ha de agua y eleva el contenido de materia orgánica al aportar unas 30 t/ha de biomasa. El cilindro que conforma el bambú, es un ejemplo clásico para las construcciones ligeras en vegetales. Según Stöckel en la zona marginal los paquetes de fibras de alta elasticidad del bambú tienen una resistencia a la tracción de hasta 40 kN/cm2 y comparándola con otros materiales, tenemos que: La fibra de madera resiste aproximadamente 5kN/cm2, el acero estructural de 37-36 kN/cm2 y fibras de vidrio hasta 700 kN/cm2, (Barbaro, 2009)..

(14) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. Según Catasus (2003), Betancourt (2007) y enunciado por Mora (2009) existen más de 1200 especies de bambú y mas de 2000 aplicaciones, entre las que se encuentran en el orden económico su empleo en la elaboración de papel, extracción de alcohol, obtención de fibras para tejidos, elaboración de medicinas alimentos y en la industria de la construcción, en la que constituye un material de bajo costo para la fabricación de todo tipo de edificaciones, muebles y útiles de hogar, laminados, aglomerados y otros centenares de usos. Al introducir el bambú en las construcciones, artesanías y mobiliario urbano, se disminuyen las emisiones de gases a la atmósfera, la contaminación y la degradación ambiental asociados a la construcción industrializada.. Su resistencia, versatilidad y producción permanente otorgan las características necesarias para que pueda emplearse como elemento de construcción en cada parte de la obra según lo establecen Janssen (1991) y Amada et al. (1997). Según Morán (2008) el bambú es una excelente materia prima para cubrir las necesidades básicas y sobre todo facilitar las condiciones para la creación de empleos. Su bajo requerimiento de maquinaria y disponibilidad hacen que sea un material socialmente responsable. 1.3 Bambú: Localización y Características Botánicas.. Los bambúes se encuentran en forma silvestre en Asia, África, Oceanía y América, en áreas tropicales, subtropicales y en algunas zonas templadas o frías como es el caso de Chile, Argentina y Nepal. Su distribución natural se presenta entre la latitudes 46 Norte y 47 Sur, y el rango de distribución altitudinal alcanza hasta los 4000 metros en el Himalaya y en algunas áreas de China, (Poblete et al., 2003). Actualmente existe en la literatura botánica diferentes informaciones sobre la cantidad de familias y especies de Bambú según la (Red Chilena del Bambú, 2005) en el mundo existen 107 géneros y más de 1300 especies, de los cuales una variedad de 42 géneros y 547 especies se desarrollan en América representando el 50% de la variedad mundial, distribuidos desde Estados Unidos, América Central y América del Sur, incluyendo el Caribe hasta el sur de Chile..

(15) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. Otro reporte emitido por (INBAR, la Red International del bambú y el ratán, 2007), informa que en el mundo existen alrededor de 1250 especies de bambú, localizadas principalmente en América, África y Asia. En América hay cerca de 600 especies diseminadas desde el sur de los Estados Unidos hasta el sur de Chile y Argentina, desde los 0 msnm hasta los 3000 msnm. El sistema radicular del bambú está conformado por raíces adventicias y fibrosas, y por los rizomas que corresponden a modificaciones del tallo, de tipo paquimórfico (crece hacia afuera), en su conjunto son fuertes, abundantes y de la activación de las yemas se generan nuevos rizomas y por ende nuevos tallos. El culmo o tallo una vez emerge del suelo lo hace con el máximo diámetro. Un tallo adulto tiene una altura entre 18 y 22 metros, es leñoso, recto y ligeramente arqueado en la punta, formado por nudos y entrenudos huecos. De acuerdo a su variedad presentan características especiales, (distancia entre nudos, diámetro, espesor de las paredes, color, entre otros). Debido a su estructura física, el culmo del bambú posee alta resistencia con relación a su peso. Los tallos son generalmente cilíndricos, de sección transversal hueca o rellena según la especie, con diámetros desde 6 mm hasta 305 mm y con tabiques transversales rígidos, estratégicamente colocados para evitar la ruptura al curvarse, (Mora, 2009). Tiene una corteza exterior con una cutícula brillante, la cual está cubierta con una capa cerosa para impedir la pérdida de agua en el culmo, diversos estudios han determinado que esta cutícula exterior dificulta el empleo de adhesivo y el proceso de pintado, (Garay, 2007). Según Little y Wadsworth (1964) enunciado por Francis (1993) y Mora (2009), las cañas crecen a su altura máxima, de 10 a 20 m en un período aproximado de 3 meses y la longitud de las cañas puede alcanzar de 20 a 100 cm por día con adecuados nutrientes, es la planta de mayor rapidez de crecimiento en el planeta, y del 40 al 50 % del crecimiento diario en altura ocurre en cuatro o seis internudos; alcanza su madurez en un ciclo comprendido entre 3 y 6 años, (Lena Mora, 2007), lo que contrasta con la tala a los 15 años de la mayoría de las especies madereras de rápido crecimiento, (Ximena Londoño, 2002 y Peña, 2005), además se regenera y no necesita semilla para reproducirse, (Raquel Fernández, 1994)..

(16) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. Taxonómicamente los bambúes pertenecen a la familia Poaceae y a la subfamilia Bambusoideae, y se han dividido en dos grandes tribus: 1). los bambúes herbáceos u Olyrodae,. 2). los bambúes leñosos o Bambusodae.. La tribu OLYRODAE en América reúne un total de 20 géneros y aproximadamente 130 especies de bambúes herbáceos, lo que equivale al 80% de la diversidad genérica mundial. Se reconocen 3 regiones en el mundo particularmente ricas en este tipo de bambúes: la región de Bahía, en el oriente del Brasil; la región norte del Brasil (Amapa y las Guyanas); y la región del Choco, en Panamá y Colombia, (Soderstrom, Judziewicz y Clark, 1988), (Londoño 2002).. La tribu BAMBUSODAE en América reúne los bambúes leñosos y tienen como centro de diversidad la cordillera de los Andes, albergando el 87% de las especies, (Clark, 2001). Se conoce que estos bambúes presentan un incremento en su diversidad a medida que se asciende en las montañas, observándose una mayor concentración de especies entre los 2000-3000 m sobre el nivel del mar. Por debajo de los 1000 m de altitud, la diversidad disminuye registrándose un mayor incremento en el número de individuos a nivel de especie y un predominio de los géneros Arthrostylidium, Guadua y Rhipidocladum. Por encima de los 3000 m únicamente se encuentran especies de los géneros Chusquea, Neurolepis y Aulonemia, (Clark, 1989, 1993; 2001; Londoño, 1990).. 1.4 Estructura Física de los Bambúes.. Los bambúes son plantas con una gran diversidad morfológica; los hay de pocos centímetros y tallos herbáceos hasta bambúes de 30 metros de altura y tallos leñosos. Debido a su naturaleza especializada y a su floración infrecuente, se le ha dado mucha importancia a estructuras morfológicas tales como rizoma, culmo, yema, complemento de rama, hoja caulinar y follaje..

(17) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. El rizoma es un eje segmentado típicamente subterráneo que constituye la estructura de soporte de la planta, y juega un papel importante en la absorción. Consta de tres partes: el cuello del rizoma, el rizoma en sí y las raíces adventicias. El rizoma en si se caracteriza por su posición típicamente subterránea, por la presencia de yemas, de brácteas, y de raíces adventicias o primordios de raíces. Las raíces adventicias cumplen la función de absorción y también de anclaje en la planta, son fibrosas, delgadas, rústicamente cilíndricas y aparentemente no aumentan su diámetro con la edad, además, es el único eje vegetativo en los bambúes que no es segmentado. Existen tres formas básicas de rizoma: paquimorfo, leptomorfo y amfimorfo, (McClure, 1966; 1973; Judziewicz et al., 1999).. A diferencia del rizoma, el culmo, es el eje aéreo segmentado que emerge del rizoma. Este término se emplea principalmente cuando se hace referencia a los bambúes leñosos, (McClure, 1966). El culmo consta de: cuello, nudos y entrenudos. Se le denomina cuello a la parte de unión entre el rizoma y el culmo; nudo a los puntos de unión de los entrenudos; y entrenudo a la porción del culmo comprendida entre dos nudos. Los nudos son la parte más resistente del culmo, pueden ser bien prominentes como en Guadua paniculata y G. sarcocarpa, o casi imperceptibles como en Rhipidocladum. Otros caracteres importantes de observar en el entrenudo son la presencia o no de un exudado blanco sobre la superficie (cera), la presencia de agua en la cavidad interna, y el color y la textura de su superficie. Esta es la porción más útil de un bambú, de acuerdo a su estado de madurez los culmos tienen diferentes usos. Como en muchas otras plantas en el Bambús se encuentran presentes los brotes nuevos y renuevos. En los países Asiáticos, especialmente en China, Taiwán, Japón y Tailandia, los renuevos se consumen frescos, secos, ahumados o en encurtidos, y se venden generalmente enlatados en salmuera. Países como China, Tailandia y Taiwán producen grandes cantidades de estos brotes tanto para consumo interno como para exportar a Japón, a países del Sudeste Asiático, a América y ha Europa. En Tanzania se reporta el uso de una especie de vino elaborado por Oxythenanthera braunii a la altura de un 1 metro, recolectando la savia y dejandola fermentar; y en China, en la ciudad de Anji, se realiza la fabricacion de cerveza a base de renuevos de bambú. En América no existe el hábito.

(18) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. cultural del consumo de los brotes de bambú. En Cuba también se produce vino con estos brotes.. Los culmos jóvenes se utilizan sobre todo para la elaboración de canastos y esteras. En Colombia, en los departamentos de Cundinamarca y Quindío, se ha reportado el uso de culmos jóvenes de Guadua angustifolia para la fabricación de canastos rústicos y artesanías.. A los culmos maduros se les ha reportado más de mil usos, los más importantes son como material de construcción (vivienda, puentes, etc.), en las labores agropecuarias (corrales, cercos, etc.), en la fabricación de muebles y artesanías, en la producción de carbón vegetal, de textiles; de pulpa para papel, y de productos industrializados tales como paneles, aglomerados y pisos.. Los culmos secos se utilizan como material de combustión en los fogones domésticos, en los trapiches paneleros y en las fábricas de ladrillo.. En el Bambú es común observar la presencia de yemas, las cuales están siempre protegidas por un prófilo; puede ser activa o inactiva, de carácter vegetativo o reproductivo. En el culmo las yemas se localizan por encima de la línea nodal y en posición dística; rompen su inactividad generalmente cuando el culmo ha completado el crecimiento apical. Las yemas son importantes pues ayudan a identificar especies, secciones y géneros. También cumplen un papel muy importante en el campo de la biotecnología para la propagación "in vitro".. El complemento de ramas se origina en la línea nodal, por encima de esta o sobre un promontorio. Su número y organización varían mucho. Existe desde una rama hasta más de 100 ramas por nudo, dispuestas en forma de abanico, con una rama central dominante o sin ella. La ramificación de los bambúes varía mucho durante los diferentes estados de desarrollo de la planta, sin embargo, la forma más típica de ramificación se observa en la parte media de los culmos adultos. En algunos bambúes las ramas basales se modifican y llegan a transformarse en espinas como sucede en la mayoría de las especies de Guadua. Las ramas son muy importantes por que sostienen el follaje, las ramas secas se utilizan en.

(19) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. las labores agrícolas para tutorar cultivos de frijol, arveja, habichuela y tomate a pequeña escala. También se utilizan para la fabricación de escobas. Las ramas apicales del culmo que generalmente se desperdician en los manejos silvi-culturales, tienen alto contenido de fibra y pueden ser aprovechadas en la fabricación de papel y de paneles, (Liese, 1985).. La hoja caulinar es la estructura que nace en cada nudo del culmo y tiene como función proteger la yema que da origen a las ramas y al follaje. Presenta cambios progresivos en su tamaño, forma, consistencia y vestimento a lo largo del culmo. Estas estructuras además de proteger las yemas del culmo, se utilizan para la fabricación de objetos artesanales y como elemento decorativo.. En el Bambú es común observar una gran cantidad de follaje, que es la principal fuente de elaboración de alimento en la planta. En la mayoría de las gramíneas la hoja está constituida por vaina, lámina, y apéndices como aurículas y fimbrias. Únicamente en las subfamilias Bambusoideae, Arundinelleae y Centothecoideae existe el pseudopeciolo, estructura de unión, orientación y desarticulación entre la vaina y la lámina. En los Andes Americanos, el follaje de Aulonemia y de Chusquea es utilizado por los campesinos de la sierra para alimentar curieles y conejos y las hojas de Neurolepis se utilizan para techar las cabañas en los páramos, (Londoño, 1990).. 1.5 El Bambú en Cuba.. Cuba es la isla de las Américas que cuenta con la más rica diversidad de bambúes. En ella se localizan siete géneros y 19 especies de bambúes nativos, así como siete géneros, 22 especies y cuatro variedades exóticas, introducidas a finales del siglo XIX y hasta mediados del XX. Generalmente los bambúes nativos son de pequeño tamaño y herbáceos. Debido a ello no tienen valor económico. No obstante, las especies exóticas asiáticas han penetrado visiblemente en la economía local en el país, (Sastry, 2001). Bambusa Vulgaris, es quizás la exótica más cultivada en Cuba y en la región del Caribe. Este Bambú nativo de la India actualmente es el bambú con más amplia distribución en los trópicos y subtrópicos de.

(20) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. ambos hemisferios, crece preferentemente en cañadas, orillas de ríos y arroyos, (Mora, 2009). Fue la primera especie introducida en 1889 y sigue siendo hoy la especie de bambú de mayor propagación y utilización en la isla. Se le observa usualmente en grandes cantidades, sobre todo en las regiones del centro y oriente del país, (Betancourt, 2003), aunque aparecen diseminada por toda la geografía de la Isla desde los llanos como la zona Mariel-Cabaña en La Habana, cercano a las costas como en Cienfuegos y hasta zonas montañosas como el Escambray según reporta, Mora(2009). En Cuba se conoce a esta especie de bambú con las denominaciones de bambú, caria brava y pito (en el occidente), así como canamba (en el oriente).. Las demás especies llegaron a nuestro país en el período 1900- 1950. Fueron introducidas por la Universidad de Harvard con destino al jardín botánico La Soledad, actualmente Jardín Botánico de Cienfuegos. Entre las especies exóticas, las que más se han propagado en la isla, después de la Bambusa Vulgaris, son Bambusa múltiplex, Bambusa bambos y Dendrocaiamus strictus,. (Sastry, 2001). La especie latinoamericana conocida como. Guadua angustifolia Kunth fue introducida en 1940. Se ha adaptado satisfactoriamente a las condiciones edafoclimáticas del Jardín Botánico de Cienfuegos. Hoy esta especie se ha propagado a otras regiones de Cuba con buenos resultados, (Ricardo y Herrera, 1995).. La segunda más grande colección de bambúes en Cuba se encuentra en el Jardín Botánico Nacional de La Habana, aunque algunas especies se plantaron en centros de recreación y turismo, granjas experimentales estatales y fincas privadas a partir del material proporcionado por los jardines botánicos. El Jardín Botánico de Cienfuegos en Cuba y la Estación de Investigación Agrícola Tropical de Mayagüez, en Puerto Rico, se consideran importantes centros fitogenéticos para el bambú, no solo para la región del Caribe, sino también para las regiones centroamericanas y suramericanas.. Durante el período 1930-1950 se establecieron algunos proyectos en gran escala para cultivar Bambusa Vulgaris (Boletín Forestal de Bayamo Numero Especial, 2004); sin.

(21) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. embargo, no fue hasta el año 1990 cuando se crea en Cuba el Grupo Nacional de Bambú y Ratán y se inician los programas de reforestación y los diversos proyectos de propagación en el Instituto de Investigaciones Forestal, (Mora, 2009). Entre los años 1990-1995 se emprendieron medidas significativas bajo la cobertura de un proyecto nacional por especialistas nacionales e internacionales. Este esfuerzo se materializó en la Estación Experimental Forestal Topes de Collantes, en la Sierra del Escambray, en las provincias de Cienfuegos y Sancti Spíritus, perteneciente al Instituto de Investigaciones Forestales. En 1997 se inicia un proyecto de investigación sobre el uso y desarrollo del bambú en Holguín y en 1998 Cuba se incorpora a la Red Internacional de Bambú y Ratán (INBAR), con la firma de importantes acuerdos, (Álvarez, 2007).Ello abrió el camino para la investigación científica en materia de ecología, botánica, propagación, manejo, propiedades físicas y mecánicas de los culmos de varias especies de bambúes, trabajos acompañados de compuestos reforzados con cementos Portland, así como investigaciones en la obtención de carbón vegetal con diferentes especies. Actualmente se está concluyendo el taller prototipo de bambú en la Empresa Forestal Integral Bayamo para la producción de tableros, pisos y placas. El Ministerio de la Agricultura y la Dirección de Servicio Estatal Forestal han proporcionado lineamientos para la cosecha de bambú basado en el ((Manual técnico del bambú», publicado por el Instituto de Investigaciones Forestales, (Boletín Forestal de Bayamo Numero Especial, 2004).. 1.6 Usos del Bambú. En el Nuevo Mundo (América) el bambú ha sido utilizado por diferentes comunidades indígenas desde épocas prehispánicas. Actualmente algunas de estas comunidades como el caso de los Cuibas, utilizan Olyra latifolia como cuchillo para cortarle el ombligo al recién nacido y los Cunas utilizan esta misma especie como antimicótico; poblaciones negras del Choco fabrican un ungüento contra el piojo del cabello a base de Olyra. En la región amazónica algunas especies de Pariana son utilizadas por los Aucas contra la mordedura de serpientes y la ceniza de sus hojas como cicatrizante; algunas especies de Pharus son empleadas por los Ticunas para combatir la tos y el sarampión. Esta misma tribu utiliza los culmos de Guadua glomerata para elaborar los bastidores o "yanchamas" sobre los cuales.

(22) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. templan las cortezas de árbol que extraen para decorar, y en la fabricación de flechas para la cacería; y los entrenudos de Guada weberbaueri los utiliza en la elaboración de instrumentos musicales, (Londoño ,2002). La región Andina las comunidades que habitan entre 2000-3000 metros de elevación utilizan principalmente especies de los géneros: Aulonemia, Chusquea, Neurolepis y Rhipidocladum. La especie Aulonemia queko se emplea en la fabricación de instrumentos musicales, de cerbatanas, en la cestería y como alimento de curíes; Chusquea scandens se utiliza en la cestería y en la construcción de viviendas de bahareque; otras especies de Chusquea se emplean como alimento para especies menores. En la comunidad Arhuaca de la Sierra Nevada de Santa Marta se utilizan los culmos de Chusquea en la construcción de viviendas, de templos y como fuente de combustión para quemar las conchas de mar que mezclan con la coca en los actos ceremoniales, (Londoño, 2002). Según Fernández (1994) muchos de los usos primitivos que se le dieron al bambú fueron el origen de grandes inventos, como también de máquinas y herramientas que se construyen en acero. Con ayuda de la tecnología moderna, se han revivido muchos los antiguos usos que se le dieron al bambú, a la vez que se han encontrado nuevas formas de aplicación en el campo de la arquitectura, ingeniería, medicina, farmacia, química en otros campos industriales, veremos a continuación: Por ejemplo: Muchos los elementos y formas estructurales que se emplean hoy en la arquitectura moderna, tuvieron su origen en primitivas vivienda de bambú construidas en la india, en China, en otros países asiáticos. En la india, los Vedas fueron los primeros en aprovechar la elasticidad del bambú, construyendo en sus viviendas arcos y bóvedas de diferentes formas, que luego sirvieron de base a los bengalíes para inventar la cúpula del bambú, de la cual se derivaron las diferentes cúpulas que fueron un símbolo de la arquitectura hindú. Los constructores chinos fueron los primeros en construir pórticos de bambú, de de utilizar las vigas dobles a las cuales se les dio posteriormente el nombre de Vierendeel. Los puentes agigantados tuvieron su origen en primitivos puentes construidos en.

(23) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. bambú en Java y Borneo. Varela pena anotar que esta técnica ha sido utilizada por muchos años en Colombia sólo por los indios Páez del departamento del Cauca. Además series de estudios experimentales del bambú estructural han sido reportados por Arce-Villalobos (1993), con propuestas y detalles de uniones para armaduras y entramados de bambú. En el campo de la Energía el fuego fue primero los grandes descubrimientos hechos por el hombre. ¿Cómo prendió el hombre a ser el fuego? Una de las teorías con mayor fundamento es la que el hombre primitivo, que se alimentaba de cogollos de bambú, observó como el viento producía la fricción de un bambú seco sobre otro de la cual resultaban chispas ocasionaban grandes incendios forestales. El hombre invitó esta operación con dos bambúes y obtuvo el fuego. Posteriormente, en los lugares donde no había bambú, utilizó madera seca. De allí que se considere que sea el bambú y no la madera el primer elemento utilizado por el hombre para obtener el fuego (Raquel Fernández, 1994). En el campo de la energía eléctrica, el bambú tuvo aplicaciones muy sobresalientes, como fue en el descubrimiento de la luz incandescente. Su inventor Tomás A. Edison utilizó en su primera bombilla eléctrica un filamento carbonizado de bambú. En la fabricación de baterías eléctricas, los científicos japoneses Miyaque y Sugiura (1951) demostraron que el carbón preparado con bambúes tiene propiedades superiores a los obtenidos de fuentes convencionales. Para la producción de energía mecánica, se emplea en Burma y en otros países del Asia, la noria o rueda hidráulica hecha de bambú, la cual, además utilizarse para subir el agua a niveles superiores, puede mover diferentes piezas entre ellas masas para moler caña. Con relación a líquidos combustibles, Whitford obtuvo alcohol de la pulpa del bambú en 1921. Posteriormente Piatti, en 1947, obtuvo por destilación detalles de bambú, un líquido combustible para máquinas diesel. En la aeronáutica, el bambú prestó un papel de trascendental importancia en la invención del aeroplano, del helicóptero y del cohete espacial. El aeroplano tuvo su origen en las cometas hechas del bambú, cuya invención se remonta al año 372 a.C. El primer avión con fuselaje recubierto con paneles tejidos de bambú fue construido en Filipinas en 1952 por el ingeniero Antonio J. De León. En 1932, ingenieros japoneses hicieron las primeras hélices de bambú laminado para.

(24) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. aviones, las cuales fueron experimentadas con mucho éxito, resultando más elásticas durables económicas que las hechas en esa época con maderas convencionales. El cohete intercontinental y espacial, impulsado por retro propulsión se originó de cohetes o voladores (como se le dice en Colombia), que los chinos fabricaban como parte de sus juegos pirotécnicos, utilizando entre nudos de bambú rellenos con pólvora. El helicóptero, según Joseph Needham (1965) tuvo su origen en un juguete chino llamado "dragón de bambú" consistente en dos aspas de plumas colocadas en los extremos de un eje de bambú que giraba con energía producida por un arco pensionado, similar al de lanzar flechas. En el campo de la industria textil. conocida las diversas formas en que ha sido. utilizada este material. En China se elaboran vestidos para hombre tejidos con cintas de bambú, o utilizando pequeños segmentos del tallo que se enhebraban formando una retículo cuadrada o triangular. Algunos arquitectos e interioristas han puesto al bambú al servicio de diseños y aplicaciones de estilo contemporáneo, tal es el caso de Richard Rogers que ha utilizado actualmente 200000 metros cuadrados de este material para revestir el techo de la terminal 4 del aeropuerto de Barajas.. Hoy en día debido al alto desarrollo que se ha alcanzado. aplicados a los antiguos. conocimiento y tradiciones sobre el Bambú, han permitido el enriquecimiento en la gama de productos que a partir de este material se ha obtenido. Así como materias primas en el desarrollo económico e industrial de los diferentes países del mundo. Según Fernández (1994) del bambú se obtienen componentes que se utilizan en cosmética para mantener hermoso el cabello y la piel. Además de que en la industria farmacéutica se ha comprobado que ciertas sustancias que se obtienen del bambú poseen efectos anti cancerígenos, medicinas contra el asma, tos y enfermedades del riñón y entre otros, (Anónimo).. Aunque actualmente se conoce que la India utiliza alrededor de 2,2 millones de toneladas de bambú para la producción de papel, (Mora, 2009) recientemente se descubrió que la.

(25) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. idónea para producir el papel es la Bambusa Vulgaris, cuyas fibras alcanzan una altura de entre 4.4 y 16 metros. Tiene un diámetro de entre 32.60 y 14.20 centímetros con un rendimiento por hectárea que va de 20 a 260 toneladas, según la cantidad de agua y abono con las que cuente el terreno. Esta práctica en especial se está convirtiendo en una oportunidad de negocio porque se sabe que el papel elaborado a base de esta planta es mejor que el tradicional que se fabrica con astillas de pino o de eucalipto debido a que un papel es de buena calidad cuando su índice de rasgado por tensión es más alto, es decir, el grado de resistencia ante rompimientos. En este caso, el índice de rasgado por tensión del Bambusa Vulgaris es de 14.44, contra el 7.67 del papel de pino y 12.29 del eucalipto. Conforme la escala sube, el papel es más resistente, (Lechuga, 2001).. Acerca el desarrollo de esta industria se sabe que aun esta en primera fase. En América, Brasil, es uno de los pocos países que cuenta con extensas plantaciones para comercialización de este agro producto, donde el papel del Bambú se usa para fabricar sacos para cemento, plásticos o contenedores de alimentos como azúcar, arroz y harinas. El cultivo del bambú para fabricar papel es incipiente en Perú, Colombia, Venezuela, Indonesia, Irán, Egipto, China y recientemente en Honduras, Costa Rica y México, (Lechuga, 2001).. Otra de las ventajas del Bambú es que las viviendas de Bambú aíslan del frío, del calor y del ruido debido a las cámaras de aire que forman los troncos del Bambú, (Fernández, 1994). Es conocido que en Bangladesh el 73% de las viviendas son íntegramente construidas de bambú, por sus disímiles usos en el sector se considera el material de construcción de más bajo precio, (Mora, 2009).. Su bajo costo compite con las construcciones convencionales que para alcanzar un aspecto respetable requiere de un inversión de 250-350 dólares por metro cuadrado, mientras que para una construcción de Bambú alcanzar el mismo aspecto se necesita entre 75-100 dólares por metro cuadrado, (Fernández ,1994).. Según Hidalgo (1978) enunciado por Ordóñez (1999) actualmente encontramos bambú desde la construcción de armaduras para cubiertas con las cañas completas cortadas.

(26) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. solamente a la longitud requerida por diseño, hasta las cañas cortadas en tiras para fabricar paneles para muros de viviendas, sobre los cuales se coloca una capa de mortero para cerrar los muros. Caballero plantea que se pueden lograr armaduras para soluciones de cubiertas de hasta 6 m de longitud y uniones tan complejas como las que se muestran a continuación:. Figura 1.1: Armadura de bambú para soluciones de cubierta.. Figura 1.2: Detalle 1 de uniones en la armadura de bambú. En el detalle 1, se observa el nudo superior de la armadura donde se apoyan los carrizos de 2 cm. que dan soporte a la losa, con la ayuda de tarugos cilíndricos de madera colocados a presión dentro de los bambúes para evitar que éstos se abran.. Figura 1.3: Detalle 2 de uniones en la armadura de bambú. En el detalle 2 observamos el nudo central inferior de la armadura, para el caso de unir 2 bambúes para salvar el claro, se utilizará un tubo galvanizado colocado a presión dentro del.

(27) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. bambú para atornillarlo a las piezas verticales e inclinadas.. Figura 1.4: Detalle 2 de uniones en la armadura de bambú.. Finalmente, en el detalle 3 tenemos el nudo de los extremos de la armadura, utilizando 2 tarugos de madera cilíndricos a presión dentro de los bambúes para atornillarlos. Se pueden amarrar. con. lianas. Otras soluciones pudieran ser:. o. cuerdas. recubiertas. con. resina. epóxica..

(28) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. Figura 1.5: Otros ejemplo de uniones. También se pueden obtener uniones muy sencillas con pocos recursos, como los que se muestran a continuación, así como cierres de fachada con tirillas de Bambú, (Andrade, 2001):. Unión cumbrera y apoyo de la misma. Apoyo panel apoyo cumbrera.

(29) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. Estructura de cubierta. 23 de junio del 2010. Estructura de cubierta. Paneles cubiertos de tiras de bambú. Paneles , cubierta. Figura 1.6: Soluciones de cubierta y paneles hechos de tablillas d bambú.. Según Fernández (1994) se puede utilizar bambú en toda la construcción. En las paredes internas, de bambú trenzado. Las paredes exteriores, de los troncos más gruesos. Las cañerías, de los más finos. Las tejas, de troncos de bambú partidos por la mitad. Para darle mayor consistencia, el bambú se puede repellar y la apariencia será la de cualquier vivienda levantada con materiales convencionales. Los bambúes también se utilizan para hacer paneles prefabricados, que resultan más resistentes, flexibles y livianos que los convencionales. Tales son los casos de los paneles formados por tableros o maderas prensadas de Bambú Existen gran variedad de tableros o maderas prensadas, los cuales están formados con.

(30) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. partículas, fibras, láminas y latillas y que son producidos usando adhesivos a base de urea formaldehido, urea melanina formaldehido, fenol formaldehido, Isocianato, cementos y otros materiales, (INBAR, 1999) tales son los casos de: 1.. Tablero. compensado. de. Láminas. de. Bambú. (Plyboo®).. Figura 1.7: Tableros compensados laminados de bambú. 2. Tableros de Bambú Laminado Colado.. Figura 1.8: Bambú Laminado Colado a) BLC. Pereira (1997); b) BLC, con dos camadas. 3. Tablero Contra-chapado de Bambú.. Figura 1.9: Tablero contrachapado de bambú a) natural b) carbonizado.. ..

(31) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. 4. Tableros de Esteras Tejidas de Bambú (Bamboo Mat Board).. Figura 1.10: Tableros de esteras tejidas de bambú.. 5. Tableros de tablillas verticales y horizontales de bambú (listonado).. Figura 1.11: Tablero de tablillas de bambú. 6. Tablero de partículas de bambú.. Figura 1.12: Tableros de partículas de bambú.. En la literatura mundial son encontrados tableros con diferentes definiciones para cada aplicación, y sus denominaciones varían según el país de origen, (Mora ,2009). Por sus características morfológicas y estructurales, según reporta Comoglio (2005) y Mora (2009) el bambú permite generar construcciones livianas y flexibles, lo que implica una disminución de la fuerza inercial sísmica y una mayor disipación de energía, siendo éstos.

(32) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. dos factores esenciales para lograr un adecuado comportamiento sismo-resistente en edificaciones. Además debido a su ligereza en un derrumbe evitaría la pérdida de vidas humanas. Un ejemplo de esto fue en Costa Rica, durante el terremoto en Puerto Limón de 1991, las únicas viviendas que resistieron fueron las construidas con bambú. Hasta ese momento, los costarricenses miraban con desconfianza las viviendas de bambú, pero a partir de ese momento, el interés por ellas se incrementó significativamente. A modo de resumen y de forma general el Bambú tiene más de un millar de usos, con una enorme diversificación de productos: desde materia prima de bajo costo para vivienda y construcción ; recurso de decoración y paisajismo; mobiliario de todo tipo; recuperador, conservador y estabilizador de suelos; cercas para el ganado; hídricos; herramientas agrícolas; implementos de cocina;. regulador de sistemas. instrumentos musicales y de. artesanía (figura); bastones; medicinas contra el asma, tos y enfermedades del riñón, entre otras); materia prima para elaboración de juguetes, perfumes y papel; fuente de alimentación para seres humanos y animales; preservativo de alimentos e inhibidor de crecimiento bactérico; desodorante ambiental; fijador de dióxido de carbono; purificador de agua; deshumidificador; combustible vegetal, entre muchos otros..

(33) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. Figura 1.13: Usos artesanales del bambú.. 1.7. Propiedades y Características del Bambú.. El bambú no presenta uniformidad en su estructura física ni en sus propiedades mecánicas, por ello para el procesamiento y fabricación de elementos con este material con fines artesanales o como partes en la construcción, se requiere mayor conocimiento del mismo. 1.7.1 Propiedades Físicas.. Según Londoño (2002), las propiedades físicas de un tallo de bambú están fuertemente correlacionadas con su estructura anatómica, y según refiere Botero (2004) y Mora (2009),.

(34) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. estas determinan el uso final de este material, así por ejemplo, las propiedades del culmo están determinadas por la gravedad específica, que depende principalmente del contenido y diámetro de la fibra y del grosor de las células de la pared de la fibra, (Londoño, 2002). Para el bambú, las propiedades físicas están entre los factores que más influyen en su calidad; dentro de ellas, la gravedad o peso específico es buen indicativo por su estrecha relación con la resistencia mecánica, la contracción y el secado, entre otros factores, (Salas, 2006).. Para Londoño (2002). la gravedad específica varía entre los 0.5-0.9 gr/cm. Esta se. incrementa considerablemente en los primeros 3 años durante el proceso de maduración del culmo debido al engrosamiento de la pared de la fibra, sin embargo, durante los siguientes años este incremento se da de manera ligera. La parte externa del culmo, con su mayor densidad de fibra, tiene una gravedad específica más alta que la parte interna y también va aumentando a medida que se incrementa el largo del culmo debido a la reducción de la pared del culmo y al incremento en la concentración de haces vasculares.. El encogimiento o contracción está influenciado por el estado de madurez de la fibra y por la densidad de los haces vasculares. Los culmos viejos son dimensionalmente más estables que los jóvenes. El encogimiento radial y tangencial decrece hacia el ápice del culmo, ya que este segmento tiene un mayor número de haces vasculares y un contenido de humedad inicialmente más bajo. Según P.M. Ganapathy, Jules Janssen y A. Cherla Sastry B., (1995) la densidad del bambú se encuentra a variar desde 500 hasta 800 kg / m dependiendo de la estructura anatómica, como la cantidad y distribución de fibras alrededor de los haces vasculares. Esta aumenta desde el centro hacia la periferia de la caña (Sekhar y Bhartari 1960; Sharma y Mehra, 1970). También aumenta desde la base hasta la parte superior del tallo. La densidad máxima se obtiene en tallos de alrededor de tres años (Liese 1986; Sattar et al. 1990; Kabir et al. 1993; Espiloy 1994).. El bambú posee alto contenido de humedad que está influida por la edad, la estación de la tala y las especies, (Kumar et al. 1994). La humedad está en su nivel más bajo en la.

(35) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. estación seca y llega a máximo durante las lluvias. Un mayor contenido de células de parénquima aumenta la capacidad de retención de agua (Liese y Grover, 1961), (Betancourt, 2007), (Mora, 2009) refiere que estudios realizados por el Profesor (†) Ing. Rafael Ibáñez Dreke, en el Instituto de Investigaciones Forestales de Cuba y revalidadas en el Instituto de Investigaciones del Bambú, Nanjing, República Popular China, y en el Instituto de Investigaciones Forestales Latinoamericano de Venezuela, permiten la caracterización física y mecánica de la Bambusa Vulgaris para la cual tomaron las muestras en Topes de Collantes. En la tabla 1.1 se muestra la caracterización física para las muestras de bambú en las tres etapas ensayadas, verdes en el momento del corte, secas al aire y secas en estufa, y en la tabla 1.2 se muestran los resultados de los ensayos de contracción volumétrica realizados. Tabla 1.1: Características físicas de la Bambusa Vulgaris.. Estado verde al momento del corte. Valores medios Peso (gr.) Volumen (cm3) Humedad (%). Peso específico (gr./cm ). 88,77. 1,15. 77,26. 51,50. 3. Seco al aire. Valores medios Peso (gr.) Volumen (cm3) Humedad (%). Peso específico (gr./cm ). 37,40. 0,81. 45,62. 23,70. 3. Seco en estufa. Valores medios Peso (gr.) Volumen (cm3) D. básica (gr./cm3) Peso específico (gr./cm3) 41,36. 65,90. 0,53. 0,63.

(36) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. Tabla 1.2: Contracción volumétrica para cada cambio de estado del culmo.. Verde-Seco al Aire. Diámetro exterior Diámetro interior Espesor de la pared Longitud 0,088. 0,069. 0,031. 0,008. Verde-Seco al Horno. Diámetro exterior Diámetro interior Espesor de la pared Longitud 0,606. 0,440. 0,086. 0,002. Seco en estufa. Diámetro exterior Diámetro interior Espesor de la pared Longitud 0,404. 0,349. 0,006. 0,010. El autor del trabajo asume como válidos los resultados obtenidos en los ensayos mostrados para determinar propiedades físicas de la especie Bambusa Vulgaris (especie común en Cuba y usada en esta investigación) y validados para el caso cubano por Betancourt (2007).. 1.7.2 Fibra de Bambú.. La fibra del bambú se caracteriza por su forma delgada, ahusada en ambos lados y en algunos casos bifurcada en los extremos, constituye el tejido que soporta todo el esfuerzo mecánico generado por factores externos a los que está sometido el tallo, además de su propio peso. La estructura interna de la fibra es única, posee paredes interiores alternadas en capas gruesas y delgadas con diferente orientación, (Tono y Ono, 1962), (Parasmewaran y Liese, 1976).. Esta estructura, que no existe en fibras de madera común, se le denomina estructura polilaminar, aparece especialmente en las fibras ubicadas en la periferia del culmo y el número de capas alternadas o prensadas varía entre las fibras. Esto puede ser atribuible en parte a la ubicación de haces vasculares, la posición interna de la fibra y la madurez del.

(37) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. tallo. Liese (1985) atribuye la alta resistencia del culmo, en general, a esta estructura alternada particular de sus fibras constituyentes.. El autor concuerda en este estudio con Liese (1998) y con Londoño et al. (2002), que describen cualitativamente que a nivel anatómico, las partes de la estructura del bambú que mayor influencia presentan en su comportamiento mecánico son los porcentajes de fibras, de tejidos conductivos y de parénquimas, aunque no describen cuantitativamente esta influencia. El autor coincide además con los resultados del estudio a la especie Bambusa Vulgaris realizados por Abd Latif (1990), que determina que el tamaño y el espesor de las células de fibras presentan una relación directa con el módulo de elasticidad y la resistencia en el límite de proporcionalidad, además que el espesor del lumen es inversamente proporcional a la resistencia última aunque esta relación se limita a esfuerzos de tracción y de compresión.. 1.7.3 Propiedades Mecánicas.. Las propiedades mecánicas del bambú, al igual que las físicas, según Londoño (2002), están muy relacionadas con su estructura anatómica. Estas propiedades, por ser el bambú un material compuesto de fibras, le confieren una resistencia muy elevada sumada a una elasticidad ya mítica, (Mora, 2009).. Las propiedades mecánicas depende de muchos. factores como: la especie, el clima, la exposición, la edad, tala, y período de corte, entre los más importantes. Esto hace que se tengan valores diferentes para cada situación particular, (Chávez, 2003).. La configuración anisotrópica da valores diferentes para los esfuerzos admisibles para cada solicitación de acuerdo a la dirección, en relación a la orientación de las fibras. El no contar con fibras de orientación radial, hace que los valores dados tengan una diferencia marcada, tal no es el caso con la madera que tiene una configuración orthotrópica (con fibras en sentidos perpendicular), (Chávez, 2003)..

(38) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. Según Jansen estas propiedades favorecen que al someter el Bambú a cualquier carga, las fibras permanezcan sin ningún daño y solamente se rompa el vínculo entre estas, (Red Internacional de Bambú y Ratán, 2000).. Los ensayos tradicionales para la caracterización mecánica del bambú, según la bibliografía consultada y referenciada en tabla 1.3, se centran fundamentalmente en la respuesta del culmo a resistencia a la tracción, resistencia a la compresión y a la flexión, (Mora, 2009).. En la tabla 1.3 a modo de resumen se presentan algunas propiedades mecánicas de diversas especies de bambú, obtenidas por diferentes autores, determinadas para condiciones de las muestras en el momento del corte y secas al aire; en algunas especies no han sido determinados todos los parámetros mecánicos para las dos condiciones, quedando esto definido en la tabla 1.3 como no abordado, (Mora, 2009).. Tabla 1.3: Propiedades mecánicas de diversas especies de bambú. (Elaboración Mora 2009). Referencias. Especie de bambú. bibliográficas. Momento. del. corte. Secas aire. Resistencia a tracción (MPa) Hidalgo (1978). Guadua Macana. No abordado. 165.9. Janssen (1980). Bambusa blumeana. No abordado. 305,8. Carvajal et al. (1981). Guadua Angustifolia. 256,1. No abordado. Hidalgo (1990). Guadua Angustifolia. No abordado. 150. Lee y Peralta (1994). Bambusa Vulgaris. 31. 42. 102. 122. No abordado. 150. Lee y Peralta (1994). Phyllostachys bambusoides. CONBAM (2002). Guadua. Angustifolia. Kunt Ciro et al. (2005). Guadua Angustifolia. 190,7. No abordado. al.

(39) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. Valero et al. (2005). Bambusa Vulgaris. 42,8. 53,5. Valero et al. (2005). Phyllostachys. 107,5. 133,6. bambusoides Catasús (2007). Bambusa Vulgaris. 84,3. 116,6. Bárbaro (2007). Bambusa textilis. No abordado. 275,8. Resistencia a compresión (MPa) Hidalgo (1978). Guadua Macana. No abordado. 52,5. Janssen (1980). Bambusa blumeana. No abordado. 82,5. Hidalgo (1990). Guadua Angustifolia. No abordado. 39. Lee y Peralta (1994). Bambusa Vulgaris. 41,4. 53,8. CONBAM (2002). Guadua. No abordado. 27. 35. 80. 44. 117. Angustifolia. Kunt Chung y Yu (2002). Bambusa Pervariabilis Phyllostachya. Chung y Yu (2002). Pubescens. Janssen (2002). Guadua Angustifolia.. No abordado. 63,6. Yu et al. (2003). Phyllostachya. 59. 78. 37,7. 62. 47. 62,8. 40. No. Pubescens Lo et al. (2004). Bambusa Pervariabilis. Lo et al. (2004). Phyllostachya Pubescens. Valero et al. (2005). Bambusa Vulgaris. abordado Valero et al. (2005). Phyllostachys. 28,8. 48. bambusoides Betancourt (2007). Bambusa Vulgaris. 40,1. 52. Catasús (2007). Bambusa Vulgaris. 28,2. 31,6. Bárbaro (2007). Bambusa textilis. No abordado. 63,6.

(40) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. Resistencia a flexión (MPa) Lee y Peralta (1994). Bambusa Vulgaris. 87,3. 104,2. Lee y Peralta (1994). Phyllostachys. 70,9. 104,7. Chung y Yu (2002). Bambusa. 35. 80. 50. No. Pervariabilis Chung y Yu (2002). Phyllostachya Pubescens. Valero et al. (2005). Phyllostachys. abordado 75,54. 114,41. 65,36. 67,38. bambusoides Valero et al. (2005). Bambusa Vulgaris. De acuerdo a lo expuesto en la tabla 1.3 el autor refiere que no existe uniformidad en las propiedades mecánicas del bambú, dependiendo de muchos factores, variando incluso dentro de una misma especie, lo que trae consigo que en función de su empleo, en cualquier alternativa propuesta, se evalúen de forma particular los parámetros y características necesarias para validar su selección, (Mora ,2009).. De lo expuesto anteriormente por Mora (2009) en la tabla 1.3 se puede resumir que estas diferencias tan notables que existen en Bambúes de una misma especie, según Janssen (1981) está dada debido a la ausencia de radios medulares que caracterizan los tejidos en la madera.. Las fibras longitudinales están simplemente pegadas por pectina, en una matriz de lignina relativamente débil y blanda, lo que limita la resistencia a compresión paralela a las fibras ya que al aplicar la fuerza vertical se presenta una fuerza radial horizontal (por efecto de Poisson) hacia afuera que separa las fibras porque no hay un mecanismo suficientemente fuerte que las mantenga unidas, (Takeuchi , 2004). Lo cual explica el por qué la resistencia a compresión es mucho menor que la de tracción. Estos criterios, según el autor, deben ser considerados en análisis de caracterización de materiales en los cuales el bambú como especie representa la materia prima a emplear..

(41) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. 1.8 Durabilidad y Preservación del Bambú.. Al igual que todas las maderas, la vida de servicio del bambú es gobernada por su posición respecto a la exposición y la durabilidad, lo cual a la vez dicta el rango de ataque por agentes biológicos. El bambú tiene una durabilidad menos natural que la mayoría de los bosques, debido a la escasez de ciertos productos químicos que se producen en la mayoría de bosques, pero están ausentes en el bambú. Por eso, para conocer de la durabilidad y conservación del Bambú es necesario conocer primeramente su composición química, así como las plagas y enfermedades que más lo afectan. Composición química: El Bambú se compone de alrededor del 50-70% de holocelulosa, un 30% de pentosa y de un 20-25% de lignina, (Tamolang et al., 1980), (Chen et al., 1985) enunciado por Liese (1992). El 90% de la holocelulosa, es xylan con una estructura intermedia entre madera dura y madera blanda, (Higuchi, 1980). Los importantes contenidos de sílice que fluctúan de un 0.5-5% según la especie afecta su corte y la fabricación de pasta de calidad. La mayoría de la sílice parece estar situado en la epidermis, pero más conocimiento sobre su ubicación sería útil para las tecnologías de procesamiento. El bambú también tiene cantidades menores de resinas, ceras y tannis, pero ninguno de estas en conjunto con las anteriormente mencionadas tiene la suficiente toxicidad para comunicar mucha durabilidad natural a las cañas. Los ensayos de laboratorio han indicado que el bambú es más propenso al ataque, tanto de la pudrición blanda y de a la pudrición blanca que la pudrición marrón, (Liese, 1959). Plagas y enfermedades: Según Londoño (2002) las poblaciones de bambú tanto en Asia como en América son poco afectadas por plagas y enfermedades si se compara con otros cultivos como el trigo, la papa y la soya. Sin embargo varios insectos se han reportado que atacan la planta viva de bambú durante los diferentes estados de desarrollo. Los países asiáticos son los que más investigaciones han realizado en este aspecto. Se sabe que durante la fase de renuevos es cuando el bambú sufre más el ataque por parte de coleópteros, saltamontes, termites y edáficos los cuales perforan los culmos; también se sabe que los roedores, los micos, las.

(42) CAPITULO 1: ESTUDIO Y CONOCIMIENTO DEL BAMBU, ESPECIE BAMBUSA VULGARIS; COMO PLANTA Y MATERIAL DE LA CONSTRUCCION.. 23 de junio del 2010. ardillas y las cabras, roen los rizomas y/o se comen los renuevos y que el ganado, come y destruye con el pisoteo los brotes nuevos. Los culmos adultos raras veces son atacados por coleópteros sin embargo cuando están muy maduros son atacados por una de las plagas más serias del bambú, el Dinoderus minutus, considerado la mayor amenaza para el bambú cortado.. Según Liese (1992) la responsabilidad por el ataque de los escarabajos que exponen al producto, especialmente spp Dinoderus depende de la cantidad de almidón presente en este. Pocas especies como Bambusa textilis, se dice que son menos vulnerables debido a un contenido de almidón inferior. En general se ha encontrado que el bambú no tratado tiene una vida promedio de 1 a 3 años cuando éste está expuesto directamente al suelo y a la atmósfera. Cuando es utilizado bajo cubierta la expectativa de vida del bambú se incrementa de 4 a 7 años. Bajo circunstancias muy favorables, la vida de servicio del bambú puede ser tan alta como de 10 a 15 años, por ejemplo, cuando es utilizado como estructura interna. Además se ha observado que los tallos cosechados durante la estación seca tiene una durabilidad superior a los caídos en la temporada de lluvias. También es más resistente a los insectos después de la floración, debido al agotamiento del almidón, (Janssen, 1991). Por tales aspectos es necesario el curado y preservación del bambú que se inicia en los plantones mediante el control y eliminación de las plagas que dañan la calidad de los culmos, y continúa durante el desarrollo del secado. La preservación tiene por objeto modificar la constitución química de los tallos, haciéndolos no apetecibles para los agentes biológicos. Esto se lleva a cabo actualmente aplicando productos químicos conocidos como preservadores o utilizando métodos no químicos empleados normalmente por agricultores. Ambos métodos bajan el contenido de humedad y cambian la composición bioquímica de los tallos, factores más importantes para el desarrollo progresivo de los agentes biológicos. (Botero, 2004) y (Mora, 2009)..