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1. MARCO TEÓRICO

El bambú o Bambusoideae es el nombre de una subfa-milia plantas que pertenecen a la familia botánica de las gramíneas o Poaceae, la cual posee una enorme importancia económica, dado que incluyen especies como el trigo, el arroz y el maíz, base de la alimentación mundial. Son plantas herbáceas, aunque por excepción, presentan especies con tallos duros como los bambúes. Estas especies se caracterizan por presentar un tallo le-ñoso o culmo, ramaje complejo y un sistema de rizomas generalmente robusto. Es muy adaptable, de floración infrecuente con ciclos que fluctúan entre 1 y más de 100 años, y existen variedades tanto caducas como de hoja perenne .

Los ejemplos más versátiles de utilización actual del bambú está particularmente en Asia, en donde lo han denominado como “la madera del tercer milenio”, por su rapidez de crecimiento y versatilidad. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J; 2003). China, India y otros países de la zona media del Asia tienen una tradición milenaria, siendo probablemente los andamiajes de cañas y de varios pisos, una de las imágenes más reconocida de la industria.

En occidente, no muy lejos de Chile, Colombia y Ecua-dor, tienen una experiencia enorme en la utilización del bambú de la especie Guadua angustifolia, siendo en estos países donde hoy se encuentran los mayores ex-pertos en construcción con este material. Viviendas de bajo y alto estándar, edificios públicos y hasta puentes se han levantado utilizando solo caña de bambú.

En América Central y América del Sur, se reconoce una valoración utilitaria del bambú desde la época de los Incas, siendo aprovechado este recurso en la mayor parte de las culturas prehispánicas. En Chile los mapu-ches utilizaban los culmos de bambú en las estructuras de sus viviendas, o rucas, en la fabricación de instru-mentos musicales y en la elaboración de armas; como lanzas, arcos y flechas, entre otros usos.

Algunos géneros importantes de bambúes leñosos son Bambusa (120 especies), Chusquea (100 especies), Arundinaria (50 especies), Sasa (50 especies), y Phy-llostachys (45 especies).

2.- Una planta caduca pierde todas sus hojas durante el otoño y el invierno y las florece durante su período sin hojas. Una planta perenne no pierde sus hojas; mantiene su follaje a lo largo del año.

Tabla 1 – Distribución de especies bambusáceas en Chile. (Loyola, 2007)

Nombre Cientifico Nombre Común Distribución en Chile

Chusquea Argentina Parodi Coligüe de la pampa Valle central y precordillera bajaChusquea Cumingii Ness Quila chica Entre la V y VII regiónChusquea Culeou Coligüe Entre la VII y XI regiónChusquea DecolorataChusquea Macrostachya Itihue Precordillera andinaChusquea Montana F. Nigricans Quila enana Cordillera peladaChusquea Tenuiflora Tihuen Lat. 40° S, entre los 900 a 1200 m.s.n.mChusquea Valdiviensis Depresión intermedia entre la Xy la XI regiones.Chusquea Quila Kunth Quila Cautín, Valdivia, Llanquihue y ChiloéChusquea Uliginosa Quila de los ñadis En terreno inundables del valle central

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En Chile existe alrededor de 11 especies de bambú au-tóctonas, todas del género Chusquea. Según datos de CONAF, más de 3,5 millones de hectáreas en Chile es-tán cubiertas por bambusáceas Chusquea, desde la zona de Valparaíso V región hasta la zona de la Patagonia XI región, presentando su mayor volumen en las regiones IX a XI, agrupadas en formaciones asociadas al bosque nativo o en claros, tanto en la Cordillera de los Andes, en la Cordillera de la Costa y en valles intermedios.

Figura 2 – Distribución de superficie de Chusquea por región. (Loyola, 2007)

La Chusquea es nativa del sur de México al sur de Chi-le y Argentina. En Chile las especies más abundantes y autóctonas son la Chusquea Culeou y Chusquea Quila, más conocidas como Colihue y Quila. Estas especies representan aproximadamente el 80% de la superficie total cubierta con bambú del país.

Tabla 2 – Situación general por especie regiones V a XI. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J.,2003)

Cuadro 2.2 Situación General por Especie Regiones V a XI

(para los principales niveles de dominancia)

Especie Superficies (ha) %Chusquea culeou (Colihue)

305.382,3 33,9

Chusquea quila (Quila) 396.507,3 44,0

Chusquea cummimgii (Quila chica)

179.207,3 19,9

Chusquea uliginosa (Tihue)

18.838,7 2,2

Total 899.935,4 100,0

1.1 Chusquea Culeou (Colihue)

Es una de las especies autóctonas de mayor presencia en Chile con clima característico de distribución templado frío lluvioso, muy común en las selvas húmedas.

Con una distribución latitudinal entre los 35º S y los 42º S, y altitudinal entre los 50 m.s.n.m. en la costa, hasta los 2000 m.s.n.m. en la alta cordillera. En este lugar los suelos son derivados de ceniza volcánica reciente, pre-sentan alto contenido de materia orgánica, son profun-dos, ligeramente ácidos y de buen drenaje. Es posible también encontrarla en menor frecuencia en algunas partes de México, en América Central, y en las zonas andinas de Sudamérica.

La principal característica de este género de bambusá-ceas es que los culmos son sólidos (lo que les da ca-racterísticas únicas, por ejemplo, se pueden clavar sin peligro a que se rajen). Es por estas diferencias que la mayoría de la población reconoce la existencia de coli-hue en el país pero desconoce el hecho que exista bam-bú en Chile, relacionando este último a clima tropical y culmos huecos.

Chusquea Culeou presenta un nivel de domi-nancia de Tipo I, es decir donde esta constitu-ye una especie dominante en masas continuas de importancia, superficie que es considerada como directamente productiva ,por lo que se decide trabajar con esta especie de Chusquea ya que se considera el tipo propicio dentro del género en cuanto a rendimiento de tipo indus-trial.

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1.1.1 Breve historia del colihue

La Chusquea culeou es popularmente conocida como colihue (koligüe) y en Chile su uso se remonta a los pueblos prehispánicos quienes la utilizaban para la construcción de viviendas y lanzas. Hasta el día de hoy, el pueblo mapuche la sigue utilizando para fabricar instrumentos y artículos domésticos. (Arquitectura y construcción en bambú, Mauricio Loyola Vergara, Sep-tiembre 2007).

Tradicionalmente ha sido considerado como una plaga, existiendo un grado de aprovechamiento muy inferior al potencial, ya que ante la abundancia de bosques ma-dereros y plantaciones forestales, el bambú (en este caso colihue) ha sido marginal a pesar de contar con grandes áreas de esta especie de altísima tasa de crecimiento.

Sumado a esto, florece masivamente cada 60 ó 70 años. La espiga produce semillas del tamaño de un grano de arroz que se desprenden de esta y caen al suelo apor-tando forraje para los animales a razón de 600gramos/m2 (Kgs 6000/ha). Luego de florecer la planta muere y permanece seca en pie durante unos 10 años. Esos son los “manchones” de caña seca que se pueden observar en determinados puntos de nuestra cordillera. Después que se cumple este ciclo comienza uno nuevo con el de-sarrollo de nuevas plantas. Este fenómeno genera una gran cantidad de semilla disponible como alimento para la fauna del bosque incrementando su población. Lo negativo de este proceso es el aumento de roedores que con lleva, los cuales se desplazan y se difunden pro-vocando daños en instalaciones, vehículos, forraje para la hacienda, contaminación de fuentes de agua, etc. Por ende se incrementa el riesgo de contagio por hantavi-rus, y los cañaverales secos generan un ambiente ideal para la generación de incendios forestales. El colihue crece en períodos vegetativos 3 , es decir en primavera-verano alcanzan su tamaño total.

El crecimiento en altura en Chile es de unos 8 metros aproximadamente y la producción en biomasa 4 es igual o mayor a la de las plantaciones más rápidas, creciendo hasta 10 cm por día. Se estima que una mata a lo largo de su vida genera una longitud total de culmos que pue-de exceder los 15 km.

Son considerados productos forestales no madereros y no están incluidas en la base de especies en categoría de conservación del Ministerio del Medio Ambiente (Productos Forestales no madereros para bosque nati-vo, CONAF 2012).

3.- Período de tiempo en el que se realiza, a lo largo del año, el crecimiento y la reproducción de una planta. 4.- El término biomasa se refiere a toda la materia orgánica que proviene de árboles, plantas y desechos de animales que pueden ser con-vertidos en energía.

Imagen 2 - Chusquea culeou. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J.,2003)

Imagen 3 - Chusquea culeou. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J.,2003)

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1.1.2 Morfología Colihue

Todos los bambúes tienen un sistema de tallos subte-rráneos denominados rizomas, de los cuales brotan los culmos (tallos aéreos) y las raíces. Dependiendo de la morfología del rizoma, se clasifican en paquimorfos o simpodiales, y en leptomorfos o monopodiales. Los primeros dan origen a culmos que crecen agrupados en forma de matas y los segundos a culmos separados que crecen en forma individual. Todas las especies autócto-nas de Chile son paquimorfas.

Las partes más importantes de la caña son las siguien-tes:

• Rizomas Corresponden a un sistema de tallos subte-rráneos, tienen una función de almacenamiento de nu-trientes y conducción, y están provistos de yemas desde las cuales brotan los culmos o tallos aéreos y las raíces.

• Raíz Es el único órgano no segmentado que presen-ta esta planta, son cilíndricas, delgadas y no crecen en diámetro. Su número depende del tipo de suelo, edad y tamaño de la planta. Los rizomas son relativamente superficiales, pero sus raíces pueden llegar hasta 1.5 metros de profundidad. • Culmos Vástagos que emergen de los rizomas, los que alcanzan diferentes alturas y diámetros dependien-do de la especie. Una característica importante es que los culmos del bambú emergen del suelo con su máxi-mo diámetro, esto quiere decir que su grosor máximo se alcanza en la base del culmo, pero este puede ir dis-minuyendo hasta la punta, en cuanto a su largo alcan-zan su máxima altura normalmente en una temporada o período vegetativo. • Ramas y Hojas Terminado el crecimiento de los culmos, se inicia la formación de ramas y hojas, que en algunos casos puede ser escaso o muy abundante. Las hojas caulinares suelen ser deciduas o persistentes (caducas o perennes), con un tamaño que varía depen-diendo de la sección que cubran. Las hojas permanecen entre un año o año y medio, posteriormente caen y son reemplazadas por nuevas hojas.

Figura 4 - Rizoma paquimorfo. (Loyola, 2007)

Figura 5 – Diagrama de rizoma leptomorfo. (Loyola, 2007)

Figura 3 - Rizoma paquimorfo. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J.,2003)

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1.1.3 Taxonomía Colihue

El colihue se caracteriza por presentar formas diversas, existiendo ejemplares xerófitos, de hojas duras, que cre-cen expuestos a la luz y otros de hojas más membrano-sas que crecen bajo bosque ralo. Posee culmos erectos de 1 a 2,5 cm de diámetro y 0,5 a 5 mt de alto, con in-ternodos redondos y lisos, numerosas ramificaciones y hojas lanceoladas 5 .

Las láminas son lanceoladas o lineales de 0,5-3 cm de largo. La lígula 6 externa está formada por una pequeña estría o está ausente; la lígula interna es obtusa, de mar-gen pestañoso y mide 1 mm de largo. Los nodos presen-tan temas laterales iguales, dispuestas horizontalmente con respecto al culmo.

Los culmos presentan numerosas ramificaciones, entre 20-40 por culmo de 5-45 cm de largo, las cuales poseen hojas imperfectas formadas por cuatro vainas, las tres primeras de 1-5 mm de largo y la cuarta de 10-16 mm.

Las hojas superiores son láminas lanceoladas de 4-12 cm de largo y de 5-10 mm de ancho, con un nervio cen-tral prominente. Presentan un pecíolo 7 de 2 mm de lar-go, una lígula externa de 0,1 mm de largo y una lígula interna pubescente que mide 2 mm de largo. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J. ,2003). Bambú en Chile. Corporación de Investigación Tecnológica de Chile, Universidad Austral de Chile, FONDEF).

1.1.4 Clasificación tecnológica

Para el proyecto I+D, la Universidad Austral hizo un estudio del material en el cual preseleccionó y separó culmos delgados de los más gruesos. De estos obtuvie-ron muestras, que identificaron según la ubicación en el culmo, sección (nodal o internodal) y altura de ob-tención de la muestra (base, sección media o sección superior).

Con las muestras obtenidas se determinó la densidad básica, contenido de humedad y el largo de fibras. Para-lelamente realizaron cortes microscópicos para obser-var las características generales de los tejidos.

Humedad

El contenido de humedad máximo que se puede encon-trar es mayor en los internodos que en los nodos, y ma-yor en secciones de material grueso. Esto es válido en las tres alturas consideradas.

La humedad máxima encontrada alcanzó a 135% en la sección intermodal de la zona cercana a la base.

Se evidenció una disminución del contenido de hume-dad en tanto incrementaba la altura del culmo, siendo de aproximadamente 30% en la zona intermodal y de un 12% en los nudos.

Densidad básica

Considerando mediciones de muestras provenientes de material grueso y fino, y de tres alturas del culmo, la densidad promedio para el nodo es de 0,652 g/cm3 y para el internodo de 0,529 g/cm3.

Se percibe una tendencia de incremento en la densidad básica con la altura del culmo, con una diferencia entre la densidad en la base y en la altura de 0,05 g/cm3. No se presentan diferencias importantes en densidad de culmos delgados y gruesos.

Largo de fibras

Los valores promedios determinados para las fibras son en nodo 1,04 mm y en internodo 1,74 mm.

No se distinguen diferencias significativas entre el largo de fibras en culmos gruesos y delgados.

El largo de fibras tiende a incrementar con la altura del culmo, alcanzando una variación leve de un máximo de 0,2 mm.

5.- De base más o menos amplia, redondeada y atenuada hacia la punta. Tiene forma de lanza.6.- Apéndice membranoso ubicado en la línea que une la lámina o limbo foliar con la vaina en la familia de las gramíneas.7.- Es el rabillo que une la lámina de una hoja a su base foliar o al tallo.

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Secciones microtómicas transversales

Se aprecia que los haces vasculares 8 presentan dos va-sos de metaxilema 9 los que están rodeados por fibras y todo el conjunto inserto en tejido parenquimático10 de paredes delgadas sin dejar intercelulares visibles.

Figura 6 – Estructura microscópica de Chusquea Culeou. (UACH, Instituto de Tecnología de Productos Forestales TEIM,

1999)

Las fibras se componen de paredes gruesas, probable-mente por la mayor cantidad de ellas en cada haz vas-cular y la mayor cantidad de estos en los nodos, las que producen la mayor densidad de estas secciones de los culmos.

1.1.5 Propiedades químicas

Una propiedad química es cualquier propiedad en que la materia cambia de composición. Cuando se enfren-ta una sustancia química a distintos reactivos o condi-ciones experimentales puede o no reaccionar con ellos. Las propiedades químicas se determinan por ensayos químicos y están relacionadas con la reactividad de las sustancias químicas. Si no experimentan reacciones de descomposición, son elementos químicos, y si lo hacen son compuestos químicos.

Para el estudio de propiedades químicas del colihue se tomaron muestras aleatorias de culmos, considerando zonas de nodos e internodos. Cada muestra fue tratada en molino y los aserrines se tamizaron en mallas de 16, 32 y 60 para obtener los dis-tintos niveles de tamizado requeridos para los análisis químicos de las muestras según las normas TAPPI 11

Análisis Norma

Solubles en agua fría TAPPI T 207-om-88Solubles en agua caliente TAPPI T 207-om-88Solubles en soda al 1% TAPPI T 212-om-88Solubles en etanol-tolueno TAPPI T 204 -om-88Solubles en etanol TAPPI T 204-om-88Cenizas TAPPI T 15-om-88Holocelulosa Método PoljakCelulosa Método Kurschner y

HofferLignina TAPPI T 222 OM-88

Tabla 3 – Normas para determinaciones químicas de colihue. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J.,

2003)

Al conocer las propiedades químicas de un material lignocelulósico 12 se aclara y agiliza la toma de decisio-nes acerca del uso más adecuado y eficiente que se le puede dar tecnológicamente al material. Los resultados para el colihue se muestran en la si-guiente tabla.

Propiedades Colihue Nodo Internodo Solubles:Agua fría 12,6 13,1Agua Caliente 13,2 14,3Soda al 1% 32,0 33,5Etanol 15,5 16,1Etanol-Tolueno 14,6 14,9Extraíbles totales 16,8 17,8Holocelulosa 73,1 71,9Celulosa 51,4 51,5Lignina 22,3 23,0Cenizas 1,2 1,3PH agua fría 3,5 3,7PH agua caliente 4,5 4,6

Tabla 4 – Propiedades químicas colihue. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J., 2003)

8.- Son los cordones individuales que forman el sistema vascular primario de las plantas.9.- Puede tener vasos reticulados y punteados y fibras; es el único tejido conductor de las plantas que no poseen crecimiento secundario.10.- Se localizan en todos los órganos vegetales, llenan espacios libres que dejan otros órganos y tejidos.

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11.- La sociedad profesional de científicos e ingenieros del papel.12.- La lignocelulosa es el principal componente de la pared celular de las plantas, esta biomasa producida por la fotosíntesis es la fuente de carbono renovable más prometedora para solucionar los problemas actuales de energía.

Los culmos de colihue presentan porcentajes de solubles en agua fría, agua caliente, sola al 1% y etanol tolueno mayores en los nodos comparado con los internodos.

Presenta altos contenidos extraíbles que promedian los 17,3 y 12% respectivamente, así como también alto conte-nido en cenizas de 1,2 y 3% respectivamente, valores que superan en forma importante a los de especies madera-bles.El contenido de holocelulosa, celulosa y lignina son comparables a los de latifoliadas, lo que le otorga una buena perspectiva para destinarlo a la obtención de celulosa. Posee carácter ácido, beneficiando la utilización de colihue en la fabricación de tableros, dado que los procesos de encolado con los adhesivos requieren un determinado rango de acidez para su fijación y fraguado óptimo.

Propiedad Mecánica Unidad Colihue1 Álamo2 Pino Insigne2

Flexión estáticaTensión en limite de proporcionalidad Kg/cm2 335 289 416Módulo de rotura Kg/cm2 621 519 740Módulo de elasticidad Kg/cm2 70195 75870 93900CizalleTensión de rotura Kg/cm2 92 61 100Compresión paralelaTensión maxima Kg/cm2 272 302 400Dureza Janka normal a las fibrasCarga máxima Kg 289 140 265

1.1.6 Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas de los materiales son las características inherentes, que permiten diferenciar un ma-terial de otro. También hay que tener en cuenta el comportamiento que puede tener un material en los diferentes procesos de mecanización que pueda tener. Según los datos de propiedades mecánicas, el material puede ser usado con éxito en estructuras menores como muebles y tableros enlistonados para obtener superficies planas, además de todo tipo de artesanías.Las propiedades mecánicas del colihue se presentan en la siguiente tabla:

Tabla 5 – Valores comparativos de colihue con álamo y pino insigne. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J., 2003)

1.1.7 Proceso de obtención de colihue

Los bambúes carecen de cambium vascular (anillos de crecimiento en diámetro en los árboles), por lo que cada caña emerge con un diámetro prefijado, por lo tanto el desarrollo de cada culmo o caña es cuestión de altura y maduración posterior para cada especie y ambiente.

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Crecimiento

Se reconocen 4 fases:

I.- Fase de emergencia del brote a partir del rizoma has-ta alcanzar su altura definitiva, y caracterizada por su cobertura de vainas del tallo, sin ninguna ramificación lateral. Duración: Seis meses a un año.

II.- Fase juvenil caracterizada por la pérdida de las vainas, pérdida de serosidad y color verde oscuro, con ramificaciones y desarrollo de hojas verdaderas. Dura más de un año.

III.- Fase de maduración con cambio de color, de verde oscuro y brillante a más opaco, generalmente cubrién-dose de algas, líquenes y musgos. Esta etapa dura entre un año y medio a 2 años y es la más apropiada para la cosecha de cañas maduras.

IV.- Fase de sobre-maduración o senescencia. Las cañas cambian a amarillo o castaño y se secan las ramificacio-nes, con caída de follaje a partir del quinto – sexto año.

Cultivo

Cada planta puede cortarse por primera vez después de tres años de haber sido sembrada. El segundo corte se hace a los dos años del primero, para que alcance el diá-metro adecuado para estandarizar la producción por hectárea en 500 toneladas.

Con abono y riego apropiados, el rendimiento aumenta hasta alcanzar las 620 toneladas. El bambú se aclimata a todo tipo de suelos y terrenos, incluso plantaciones en terrenos desgastados, ya que requiere pocos nutrientes y sus mayores rendimientos se obtienen en las zonas donde se cultiva caña de azúcar y hay agua, aunque también se puede sembrar en laderas para ayudar a de-tener la erosión del suelo.Las dimensiones definitivas de los culmos de bambú tanto en diámetro como en altura, se presentan al fi-nalizar su primer período de crecimiento, sin embargo, para la mayor parte de los usos potenciales de Chus-quea culeou se debe esperar una lignificación 13 de las cañas la cual se logra a edades de 3 o 4 años.

Un culmo de edades inferiores es considerado como inmaduro, no es útil comercialmente y al encontrarse en plena actividad fisiológica desarrollando su follaje, su permanencia resulta relevante para el metabolismo y continuidad de la planta. Al cortar culmos de colihue en estado inmaduro, se ocasiona un trastorno muy frecuente conocido como “nudo sobresaliente”, que corresponde a la diferencia excesiva de diámetros entre las zonas de los nudos y las zonas de internudos, ocasionada por la contracción de la sección intermodal por pérdida de humedad.Intensidad de corta: La definición de una adecuada in-tensidad de corta debe considerar al menos dos aspec-tos principales:A) Se debe seleccionar aquella intensidad que optimice la productividad por unidad de superficie en forma sos-tenible en el tiempoB) La intensidad seleccionada debe ser concordante con la disponibilidad de culmos maduros, en consideración a que se deben extraer solo culmos de edades mínimas de 3 o 4 años.

En cuanto a la época de cosecha, ésta en general se rea-liza principalmente en los meses secos por razones ope-rativas, o se prolonga durante todo el año dependiendo de las condiciones del mercado. Desde un punto de vis-ta cualitativo se considera que la mejor calidad de cañas se obtiene en otoño, cuando la planta está además en receso productivo.

Secado de Colihue

El secado tradicional se realiza al aire libre, disponien-do las cañas en forma vertical, tiene una duración de 20 a 25 días, sin embargo se practican procesos de secado rápido a altar temperaturas en hornos y luego enfrian-do para luego trabajar el material.

El producto se vende en estado seco, verde o semiver-de. Las cañas verdes destacan por su alta flexibilidad, condición requerida para el proceso de curvado, en la fabricación de muebles.

Las cañas secas presentan ventajas tecnológicas, sanita-rias y de costos de transporte, existiendo diferencias de humedad que representan hasta un 30% de variación en el peso.

13.- Proceso propio del final del periodo de crecimiento celular de las plantas superiores por el cual la lignina sustituye a la mayor parte del agua de la membrana celular y produce el endurecimiento de la misma y su aumento de volumen.

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Clasificación

Las cañas de colihue se clasifican en tipos, clases, gra-dos y dimensiones, de acuerdo a los siguientes criterios:

-Tipos, Según tratamientos se clasifican en los siguien-tes tipos:

• Caña sin fumigar• Caña fumigada• Caña impregnada

-Clases, De acuerdo al tratamiento de post-cosecha, se clasifican en las clases siguienes:

• Caña verde• Caña seca• Caña lavada• Caña sucia• Caña pulida

-Grados, Cualquiera sea el tipo y clase, las cañas se cla-sifican según su calidad en los grados siguientes:

• Caña grado 1: 100% cumple el requisito de no pre-sentar daño superficial de ningún tipo, originado por insectos, arraste, mal secado u otro no especificado. • Caña grado 2: A lo menos un 90% del total de la muestra cumple el requisito de no presentar daño su-perficial de ningún tipo, originado por insectos, arras-tre, mal secado u otro no especificado. • Caña grado 3: Al menos un 75% cumple el requi-sito de no presentar daño superficial de ningún tipo, originado por insectos arrastre, mal secado u otro no especificado.

1.1.8 Usos

El uso más masivo del colihue, corresponde a tutores para cultivos hortofrutícolas 14 . Muchas empresas em-plean cantidades importantes para entutorar cultivos de kiwi y uva de mesa; así mismo, se emplean como puntales de árboles frutales.

La manufactura de muebles es el mercado más exigente, restringido para piezas de diámetros mayores y de gran calidad. Las cañas deben, además tener tratamientos adicionales como lavado, secado y en ocasiones tam-bién pulido. El bambú nacional se emplea también en la fabricación de artesanías como lámparas, artículos de cocina, adornos y juguetes.Actualmente se está volviendo a utilizar colihue para revestimientos decorativos, este uso era muy común en zonas rurales del sur, pero era poco conocido en la zona central. Hoy en día muchas tiendas de decoración pro-ponen este tipo de revestimiento tanto para interiores como para exteriores.Un uso tradicional del colihue en el país, es la construc-ción de terrazas para secar tabaco. La compañía Chile Tabacos utiliza alrededor de 750.000 unidades anuales, abasteciéndose con proveedores estables. En la indus-tria minera CODELCO licita anualmente la compra de 800.000 cañas, que son utilizadas para dirigir la detona-ción de explosivos en minas. (Campos, J., Peñaloza, R., Kahler, C., Poblete, H., & Cabrera, J. ,2003)

1.1.9 Técnica de curvado de colihue

El curvado de un material es un proceso que busca dar-le forma a este por medio de una técnica pre definida para lograr el diámetro de curvado requerido. El cur-vado depende del diámetro de curvatura, el grosor del material a doblar y las propiedades de este.

En el caso del colihue, existen distintas técnicas de cur-vado o deformación de la caña, como lo son el prefor-mado, en el cual inmediatamente al crecer se le pone guía a la caña la cual crece con la forma o curvatura que se le dio al comienzo.

14.- Cultivo de hortalizas y frutas.

Imagen 4 - Proceso de secado colihue. (Loyola, 2007)

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Imagen 5 – Proceso curvado de colihue. (Elaboración Propia)

Humedad apropiada

La humedad en una caña a curvar con calor es un dato muy relevante, ya que la función que cumple el fuego es de calentar las partículas de agua que contiene natural-mente un culmo, el cual no ha completado su proceso de secado.

La humedad promedio para realizar el procedimiento es de 31% aproximadamente, ya que al calentar un co-lihue seco (18% aprox. contenido de humedad) este se quiebra y triza. Por el contrario al someterlo a fuego directo con un alto contenido de humedad “explota”, reventando su estructura.

Puntos de foco de calor

La técnica del curvado, teniendo una caña con la hume-dad requerida, se realiza con especial cuidado en el foco de calor y puntos de aplicación.

Aun teniendo la caña ideal para el proceso, al aplicar calor en nodos o internodos se corre el riesgo de que-brar, trizar o reventar la caña, lo cual interfiere en el objetivo de curvar el culmo.

Para una realización óptima es necesario aplicar la energía en los puntos cercanos al nodo, pero no en él. Al ser estos puntos los receptores, son estos mismos los que se flexibilizan y curvan.

Figura 7 – Focos de calor para el curvado de colihue. (Elaboración Propia)

Quiebres y limitaciones del proceso

El proceso se caracteriza por tener muchas limitantes, comenzando al escoger la caña a utilizar, si no se tiene experiencia habría que medir el porcentaje de humedad que contiene el culmo para un resultado óptimo, los artesanos y gente experimentada lo logran identificar mediante el peso de la caña, pudiendo distinguir dife-rencias muy precisas en ellas. Sumado a esto, la apli-cación de energía es sectorizada, lo que complejiza el proceso, pudiendo perder la caña escogida por un error en la aplicación y focalización del calor, resultando en el quiebre del culmo.

Otra técnica y la más utilizada por artesanos es sumi-nistrando fuego o calor directo/indirecto al culmo, el cual al calentarse, se flexibiliza, pudiendo entonces el artesano por medio de fuerza proceder a curvar la caña.Esta técnica se caracteriza por ser compleja, ya que la caña tiene distintos sectores, los cuales no reaccionan de igual forma frente al fuego o calor, pudiendo ser un proceso fallido fácilmente y sin contar con alternativas como someterlo a vapor o baños de agua caliente ya que la temperatura requerida es entre 300°C y 400°C aproximadamente y no toda la caña resiste estas altas temperaturas por igual.

Imagen 6 – Proyecto taller vertical, FAU.

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Este método de curvado al delimitarse solo a unos cuan-tos puntos de aplicación del calor, dificulta el control de la curvatura deseada en el colihue, evidenciándose en el caso de una caña con nodos notoriamente separados, difícilmente esta se apreciara con una curvatura conti-nua a la vista.

Otro punto importante luego de aplicar la curvatura mediante este proceso se presenta en la pieza acabada, principalmente en la pérdida de propiedades mecáni-cas, ya que las fibras exteriores a la curva tienden a cor-tarse o sobre exigirlas al tensarlas y las fibras interiores a la curva tienden a doblarse, produciendo en muchos casos pliegues dentro de la curva realizada. Finalmente, la terminación del trabajo de curvado no resulta homo-génea, ya que la caña se quema en los puntos de calor, quedando notoriamente carbonizado el material y en-suciando la pieza a utilizar.

Considerando que la técnica estudiada y descrita anteriormente para el curvado del colihue tiene bastantes deficiencias y ambigüedades tanto en su ejecución como resultado, se decide ampliar el es-pectro de la investigación incorporando el estudio de la tecnología de curvado de la madera, con la intensión de extrapolar la técnica al colihue.

1.2 Tecnología del curvado de la madera

La madera puede curvarse de forma natural con radios de curvatura mínimos que oscilan entre 200 y 300 veces su espesor, lo que supone que para una tabla normal de 25mm de espesor se pueda curvar hasta radios de 5 m. Radios más pequeños suponen riesgo de rotura de la madera, salvo que se apliquen técnicas especiales de curvado. (Vignote, S., & Jiménez, F. ,1996).

1.2.1 Principios del curvado de la madera

La madera se comporta como un material elástico, o sea que se deforma como resultado de un esfuerzo, pero cuando cesa el esfuerzo, la deformación también cesa. Este fenómeno sucede cuando la madera se trabaja a temperatura ambiente, pero cuando la temperatura de la madera es aproximada a 100°C se comporta de forma diferente, aún más en esfuerzos de compresión. Así, en el siguiente gráfico se establece las curvas de tensión-deformación a esfuerzos de tracción y compre-sión de la madera a temperatura ambiente y a una tem-peratura de 100 °C.

Según este gráfico, a esfuerzos de tracción los cambios de comportamiento son muy pequeños, pero a compre-sión los cambios son muy importantes pues la madera se comporta más como un material plástico que como un material elástico de tal forma que a partir de un de-terminado valor la deformación se incrementa muy rá-pidamente.

Figura 9 - Diferencia de comportamiento de la madera a tempera-tura ambiente y a 100°C. (Vignote 1995)

Figura 8 – Acabado exterior del curvado de colihue tradicional (Elaboración Propia)

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Además la deformación máxima es muy superior a la que puede alcanzar en condiciones normales. También es importante el efecto que tiene la temperatura sobre la posición de la línea neutra. En términos generales, cuando a una madera se somete a flexión, la fibra neu-tra se localiza en el centro de la pieza, pero si la madera se encuentra a una temperatura de 100 °C, en el esfuer-zo de flexión, la zona neutra se desplaza hacia la zona fraccionada.

Figura 10 - Efecto de la temperatura en la posición de la línea neutra, cuando la madera es sometida a temperatura (Vignote,

1995)

Existen otros métodos de curvado eficaces, sobre todo los de tratamiento químico de la madera, sumergién-dola por unos minutos en amoníaco anhidro líquido. Luego del baño, el material puede curvarse hasta que el amoniaco se evapore, endureciéndose la madera. El problema de este método es el alto costo que tiene.

1.2.2 Tecnología del curvado

El proceso tiene dos fases, la primera consta en prepa-rar la madera y suministrarle calor y la segunda en oca-sionar el curvado.

Preparación y tratamiento de la madera

La madera puede ser curvada en verde o muy seca, pero está comprobado que los mejores resultados se obtie-nen cuando está al 18% de humedad, disminuyendo el riesgo de deformaciones y roturas.

La superficie de la madera debe estar muy lisa antes de ser curvada, por razones de facilitar la mecanización antes de doblarla y para evitar la formación de arrugas o rajas en el material.

Vaporizado: Una vez lista la madera se aplica calor, siendo utilizado como método más eficaz el vaporiza-do, el cual se realiza metiendo la madera ya preparada en una estufa de vapor en la cual se inyecta vapor de agua a 100°C, manteniéndola un tiempo de aproxima-damente 1,8 minutos por milímetro de espesor que ten-ga la madera.

“Está demostrado que temperaturas superiores a los 100°C no suponen mejores condiciones de curvado. Tam-poco se consiguen mejoras de curvado por proporcionar presión a la estufa, todo lo contrario, complica tanto la estufa como el procedimiento de actuación. Por último, mantener más tiempo a la madera en estas condiciones tampoco mejora el curvado.”

(Vignote, S., & Jiménez, F. ,1996).

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Estufa de Vaporización.

Figura 11 – Esquema estufa de vaporizado. (Stevens, 1973)

Se puede pensar que este método incrementa la hume-dad del material, pero no es verdad, incluso es posible que disminuya un pequeño porcentaje de humedad en la madera.

Ejecución del curvado

Dentro de los principios de curvado se dice que toda la madera debe someterse a compresión, para ello se debe completar el desplazamiento de la línea neutra al exte-rior de la pieza.

Para esto, se utiliza un fleje metálico en la cara expuesta a tracción, y así trabajando conjuntamente con la ma-dera, reciba el esfuerzo de tracción.

Curvados en U

A la pieza de madera a curvar, se le incorpora un fleje metálico de longitud superior a la madera con unos en-ganches a sus extremos, se dispone el conjunto apoyán-dose en la horma con la forma que se desea obtener, se enganchan los extremos del fleje al extremo de un cable accionado por un cabrestante y se hace recoger el cable.

La pieza se irá amoldando a la forma de la horma hasta completarla en ese momento se atan los dos extremos del fleje y se saca la madera para su enfriamiento.

Figura 12 – Desplazamiento de la línea neutra mediante la colo-cación de un fleje metálico. (Stevens, 1973)

Figura 13 – Esquema máquina con cabrestante. (Vignote, 1995)