EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 6 - 1. INTRODUCCIN EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 7 - 1. INTRODUCCIN Elbambnosfascindesdequelovimosporlaprimeravez.Suesttica,suforma extraordinaria,sussecretosysugranpotencialnosmotivaronaacercarnosal. Adems, slo pocos lo aplican para estructuras modernas. Elbambesunodelosmaterialesusadosdesdelamsremotaantigedadporel hombre para aumentar su comodidad y bienestar. En el mundo de plstico y acero de hoy,elbambcontinaaportandosucentenariacontribucinyauncreceen importancia. Los programas internacionales de cooperacin tcnica han reconocido las cualidadesexcepcionalesdelbambyestnrealizandounampliointercambiode variedades de esa planta y de los conocimientos relativos a su empleo.Enseispaseslatinoamericanos,variosasiticosycadavezmsenelcontinente europeoseadelantanhoyproyectosdestinadosaensayaryseleccionarvariedades sobresalientes de bamb recoleccionadas en todo el mundo, y tambin a determinar al lugar potencial de ese material en la economa locales.Estosproyectos,queahoraformanpartedelprogramadecooperacintcnicadel desarrollo del bamb han venido realizndose durante varios aos y algunos de ellos han llegado ya a un grado de desarrollo en el que la multiplicidad de usos del bamb ha llegado a ser una estimulante realidad. Pero justamente hoy en da se necesita el desarrollo tcnico de los recursos naturales yrenovablesparapoderconstruirdeunamanerasosteniblequenospermitauna calidad de vida a largo tiempo. Esta investigacin quiere participar en la bsqueda de encontrar nuevas formas para el uso del bamb porque creciendo rpido y siendo muy resistente, el bamb es muy competitivo con respecto a otros materiales. Laideaprincipaldeesainvestigacinesaplicaralbamblastcnicasmodernasde estructuras livianas, espaciales y flexibles del acero o lamadera. Deallesquedecidimosinvestigarsistemasestructuralesquerespondanalas siguientes pautas de diseo: * Aprovechamiento de la longitud y flexibilidad natural del bamb * Control de su curvatura * Aumento de la rigidez flexional * Superacin de la escala natural del material para salvar grandes luces * Posibilidad de generacin de diferentes configuraciones espaciales * Utilizacin de materiales de bajo costo y fcil obtencin * Empleo de mano de obra no especializada. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 8 - 1.1 OBJETIVOS Obtenertodalabibliografaposibleparacomprenderlaculturadelbamb durante su historia. Compilarlosaspectosgeneralesacercadelbambcolombiano,Guadua angustifolia,suspropiedadesfsicasymecnicas,procesodecultivo, produccin, usos y aplicaciones. Realizar una investigacin sobre como se va a realizar la vuelta. Los mtodos usadosparatrazarsusuperficie,sucuerpo,ysuprocesoconstructivo. Comprenderlaformacindeestavueltaarealizarenelcasoprcticotanto tericamente como numricamente. Analizarcomotrabajalavueltaarmadaconbambguadua,susreacciones, sus puntos crticos y sus deformaciones.Obtener posibles soluciones constructivas en el caso de que la vuelta, por las cargas y empujes que recibir, no soporte bien o flecha demasiado. 1.2 METODOLOGIA DE TRABAJO Para realizar el proyecto, primeramente hemos tenido que documentarnos al mximo sobrelaculturadelbambdurantesuhistoria.Deestaformahemospodidotrabajar mejor para entender cada punto a tratar. Sabamos que en Europa no es precisamente ellugardondeelbambpredomine,perocadavezvaganandomsterrenoenla arquitectura sostenible. Posteriormente nos sali la posibilidad de realizar un estudio in situ de una vuelta que seibaaconstruircercadeGirona,yqueibaaserdirigidacomoarquitectoporel Profesor Gabriel Barbeta. Hemosrealizadounseguimientodeobraminuciosodelavueltaarmadaconbamb guaduayhemosanalizadocomotrabajaelmaterial,susreacciones,susentregasy todo lo que est relacionado a la formacin de la vuelta estructuralmente. Finalmentehemosanalizadotodoslosdatosobtenidostantodeformanumricacon un programa de clculo estructural, como de la formacin terica de la vuelta. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 9 - 1.3 AGRADECIMIENTOS Enloscasiltimoscincoaosdenuestrasvidasquehantranscurridoestudiandoen Girona, estamosa punto de culminar una meta personal, en estos instantes muchas cosaspasanpornuestramente.Enprimerlugarqueremosexpresarnuestrosms sincerosagradecimientosanuestrasfamiliasporelapoyomostradoyatodaslas personas que de una u otra forma han ayudado para que este sueo sea una realidad.A los tutores del proyecto Xavier Vinyoles i Miquel Lloren,por su invaluable aporte en el proceso de investigacin y enfoque dado al trabajo, por su disposicin y sobre todo por su paciencia.AlarquitectoGabrielBarbetaporsuintersenelpresentetrabajo,porla documentacinaportadayporsutiempoparalastutoriasimprescindiblesparanuestracomprensin.Queremosdestacarquesinlosaportesypuntosdevistade muchas personas, con las que tuvimos la oportunidad de compartir en Maanet de la Selva durante el proceso de construccin de la vuelta, hubiera sido muy difcil llevar a felizterminoelproyecto,alconstructoryjefedeobraXaviPuig,alosobrerosGica Cristea,NicolaStancioiu,MirelPetreyengeneralatodaslaspersonasquenos aportaron de alguna manera y que consideramos importante mencionarlas.Gracias. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 10 - 1.4 PRECEDENTES DE LOSAS ARMADAS DE BAMB Posiblementelosprimerosprecedentes que tenemosdelosas gunitadasconbamb, seranlosentrepisosquesehacanantiguamente,yquetodavasonvigentesen algunoslugaresdelmundo,bsicamenteenpasesenvasdedesarrollo,hechosa base de una estructura de madera o bamb, con recubrimiento de una capa de paja y ramas con tierra encima. Porloquesabemos,fuedespusdelaSegundaGuerraMundial,enlaRepblica DemocrticaAlemana,secomenzaestudiardeunamaneracientficalas propiedadesdelastierrasestabilizadasylosgunitadosdetierra,barroypajapara configurarelementeshorizontales,comoconsecuenciadelaescasezdemateriales de construccin que haba y la gran necesidad de reconstruir un pas devastado por la guerra Losestudiosanalizadosdenoticiastratandeelementosprefabricados(dinteles, entrebigados y paneles) de tierra estabilizada con paja y reforzados con bastones de madera de 3cm. de dimetro. En concreto, se trataba de tres tipos de elementos diferentes: -Paneles para la formacin de tabiques con encajes de 100 x 25cm. -Dinteles de puertas y ventanas de hasta 1.2m. de luz. -Entrebigados para forjados de 70 x 32 x 11cm. El tratamiento realizado era sumergir dentro del agua o del fango los materiales. Con los aos fue creciendo el uso del bamb como material estructural, principalmente enlasregionesmenos desarrolladas,hastallegaralS.XXI,cuandoesttomandoun papelimportanteenlaarquitecturasostenibleconnuevosproyectosilusionantese innovadores. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO 2-LA GUADUA ANGUSTIFOLIA - 11 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO 2. LA GUADUA ANGUSTIFOLIA El Bamb Colombiano Guadua angustifolia

Foto 1 - Cultivo de guadua en Quindio (Colombia) El bamb ha sido desde siglos pieza vital muy importante para muchos pueblos en su desarrollo.PasesdetodoelmundodesdeFilipinas,China,Canad,Colombia, SenegaloFrancia.Sinesterecursoeldesarrollodemuchosdeestospasesy alrededores habra sido totalmente diferente. Aunque se tenga referencia sobre su uso principalen territoriosmenosdesarrollados,existencadavezmslas construcciones sustentadas con este material natural, ecolgico y denominado como el acero vegetal. La guadua es una especie forestal representada por esbeltos y modulados tallos que enaltecenelpaisajedelosvallesinterandinoseslarga,recta,uniformeensu desarrollo,liviana,hueca,resistente,suave,derpidocrecimiento,debellocolore imperceptiblemente cnica. - 12 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Fueronprimeroloscolonizadoresyluegoloscampesinosymaestrosdela construccinlosencargadosdedarlealaguadualaimportanciaquesemerece.Su valordependedelaaplicabilidadydelespaciofsicodondelamismaseutilice. Conocidocomolagramneamaravillosa,elbambcreceenzonastempladasde todoelmundo,especialmenteenAsiayAmricaysedistingueporsuresistencia estructural, liviandad y hbitat perenne. Una vez que se siembra, estar ah toda la vida. Mientras un rbol maderable demora encrecer15o20aos,unbambapenasnecesitacincoaos.Yaseest reconociendoelbambcomorecursoeconmico,protectordelatierrayfuentede ingresos.Lasfamiliascampesinassabenquesisiembranhayindustriasqueselo compran. Se est propiciando un nuevo tipo de economa. Innumerables usos por sus caractersticasfsico-mecnicasquegarantizanelementosestructuralesparafalsa obra, pisos, paredes, tabiques, puertas, ventanas, artesanas y otros.Contribuiralapreservacindecuencashidrogrficasquebradasyladeras erosionadas,queproporcionanunaeficienterecuperacindelossuelosporsugran capacidad de amarre del sistema rizomtico. Es decir, donde hay agua no se seca el ro y el agua es potable. Poraportaralentornosumejoramientopaisajstico,aportandocolor,armonay purificacin ambiental. Constituyenrecursosflorsticosdegranimportanciaecolgicaporpropiciar condiciones de humedad, luz y temperatura a un sinnmero de especies naturales. Paraejecutarconstruccionesadecuadasconguadua,esindispensableconocery ejecutarcorrectamenteelprocesopreliminardecultivoyobtencindelmaterial. Ademsrequieredeunprocesodeinmunizacin,yaquelaplantaestamenazada poragentesbiticos(plagas),entrelosqueencontramosroedores,escarabajosy otros insectos. - 13 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Foto 2 - Pruebas de laboratorio paramedicin de un tipo de guadua Foto 3 - Detalle Bamb negro Pocasespeciesmaderableshemosconocidoquetengantantasventajascomoel bamb, el hecho de que se llegue a usar correctamente en nuestro pas depende de lavoluntadquetengamoslosquelleguemosaconocerestasposibilidadesynos decidirnos a utilizarla. - 14 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Foto 4 - Grfico de una plntula de guadua angustifolia Existendiversosaspectosdepreservacinatenerencuentaporelcontenidode almidn y humedad presentes en el bamb: En la plantacin es recomendable colocar culmos cortados y recostados lo msverticalmenteposiblesobrelosculmoscircundantes,demaneraque se mantengan aislados del suelo. Elmaterialdebesecarse,yaseaalairelibre(colocandolosculmos horizontalmenteyespaciados,bajounacubiertaligera),enestufao cmaras de metal o ladrillo y hormign (es la forma mas rpida) o a fuego abierto(aunadistanciade40o50cm.delsuelo,seintroducencarbones y/o maderas secas encendidas) Por medio de sustancias qumicas preservantes, se ayuda a prolongar las estructuras fsicas y los componentes del Bamb. El volumen y el rendimiento del Bamb varan de acuerdo a la especie en particular y a las condiciones en que se encuentre. Existe un volumen anual actual de 1.000.0000 de toneladas de produccin en todo el mundo. - 15 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Desde su llegada al Quindo los colonos encontraron a porrillo la guadua, especie de bambgigantescoylautilizaronparahacersuscasas,suscamas,losinstrumentos musicales,labanqueta,latapiadelfogn,elaparador,eltarrodesal,elcedazo,el parapeto para la piedra de moler, los burros tpicos para el juego de los, las estacas y talanqueras del potrero, las canoas que conducen el agua limpia desde la acequia, el lavadero,lapuertadetrampas,elgraneroenconclusinlaguaduafueyhasidoel nicosoportedeaquellaraza,elsmbolodelacivilizacinenestastierras,comola porcelana en Asia, la piedra en Europa y el hierro y el cemento en Estados Unidos Foto 5 - Cultivo de guadua en la zona cafetera de Colombia LaGuaduaangustifoliaseencuentraenestadonaturalenColombia,Ecuadory Venezuela,endondeformacoloniasdominantesconocidaspopularmentecomo guadualesconcentradosprincipalmenteenlareginandina,entrelos0y2000 msnm; se observa principalmente a la orilla de ros y quebradas, en el pie demente de lacordillera,enlosbosquesmontanosmedioybajoyenlosvallesinterandinos.La guadua angustifolia ha sido introducida a varios pases de Centroamrica y del Caribe, e inclusive al Asia, Norteamrica y Europa. - 16 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Foto 6 Bosques de bamb en Japn EnColombia,losguadualessedesarrollandemaneraoptimaenlaregincentralde losAndesentrelos500y1500metros,contemperaturasentre17Cy26C, precipitacionesde1200-2500mm/ao,humedadrelativadel80-90%ysuelos aluvialesricosencenizasvolcnicasconfertilidadmoderadaybuendrenaje.La fotografadeestapginacorrespondeaunejemplodeunguadualtecnificadoen Quindo- Armenia 2.1-Importancia Ambiental: La guadua es una planta que aporta mltiples beneficios para el medio ambiente y el hombre,susproductoscuandosonempleadoscomoelementosintegralesdela construccindeviviendasfuncionancomoreguladorestrmicosydeacstica,el rpidocrecimientodelaguaduapermitesegnelestudioaportesdebiomasaarea realizado en el centro nacional para el estudio del Bamb-Guadua, producir y aportar alsueloentre2y4ton/ha/aodebiomasa,volumenquevariasegnelgradode intervencin del guadual; esta biomasa constituye entre el 10 y el 14% de la totalidad dematerialvegetalquesegeneraenunguadual.Labiomasaesimportante,yaque contribuye a enriquecer y mejorar la textura y estructura del suelo. El aporte anual de biomasa general de un guadual en pleno desarrollo oscila entre 30 y 35 ton/ha/ao. - 17 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Losrizomasyhojasen descomposicinconformanenlos suelossmilesdeesponjas,evitando queelaguafluyademanerarpida continua,conlocualsepropiciala regulacindeloscaudalesyla proteccindelsueloalaerosin.El sistemaentretejidoderizomasy raicillasoriginaunamalla,queles permitecomportarsecomoeficientes murosbiolgicosdecontencinque controlanlasocavacinlateraly amarranfuertementeelsuelo, previniendolaerosinyhaciendode laguaduaunaespecieconfuncin protectora,especialparaserusada ensuelosdeladeradecuencas hidrogrficas. Elaguaprovenientedelalluviaque caesobreelguadual,permanece muchotiempoenl,tomadiversos caminos y tarda mas tiempo en caer al suelo, dando como resultado la regulacin de caudales,yaquesilamismacantidaddeaguaseprecipitarasinobstculos ocasionara crecidas sbitas y no se formaran reservas que son empeladas dentro del sistemacuandoserequiere,especialmenteenpocasdeverano.Adicionalmenteel dosel o bveda que se conforma por el follaje en riveras de fuentes de agua impiden lasperdidasporaltasyrpidastasasdeevaporacin(sbita)contribuyendoasala mencionada regulacin. Foto 7 - Aporte de biomasa de la guadua al suelo - 18 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Entre los aportes ms valiosos de la especiesedebemencionarsu comportamientocomounabomba dealmacenamientodeagua,cuyo funcionamientoeselprincipiode vasoscomunicantesdondeen pocashmedasabsorbe importantes volmenes de agua que almacenatantoensusistema rizomticocomoeneltallo,seha determinado,segnestudios realizadosenlahaciendaNpoles, municipiodemontenegro(sabogal 1983) y en el centro nacional para el estudiodelbamb-guadua(Giraldo, 1996)queunahectreadeguadua puedealmacenar30.375litrosde agua,esdecir,elaguapara150 personasporda(seasumeunconsumopromediode200litros/da/persona).En pocadeveranocuandosepercibelanecesidaddeaguaenelsuelo,laquese encuentra almacenada en la planta es aportada de manera paulatina al suelo (esponja que suelta lquido).

Losguadualescumplenensuszonasdecrecimientoporelmundo,papelrelevante puestoquehanpropiciadolaexistenciaysostenibilidaddeflora,microflora, entomofauna, mamferos, aves, reptiles y anfibios.Se resalta que en estos nichos ecolgicos o comunidades es la especie dominante y a ellaseasociavegetacinmuyvariadaynumerosaquelepermiteconformaruna estructura vertical triestratofitica, caracterstica de las sociedades vegetales altamente desarrolladas y evolucionadas que tolera una amplia interrelacin entre los diferentes componentes del sistema. - 19 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO 2.2 Importancia Socio-Cultural Desde pocas prehispnicas la guadua es el Bamb ms ligado a la cultura del nuevo mundo.EnlazonacentraldeColombiasehanencontradovestigios deestaespecie enexcavacionesarqueolgicasdeasentamientosindgenas.Suexistenciaha generado leyendas mticas en las que se dice Despusdeldiluviohabaquedadonicamenteunhombreaquienelamodelcielo dio una guadua, que de la noche a la maana convirti en su mujer y compaera. La guadua es un elemento simblico que recoge referentes de un pasado cargado de gestaenelqueseacuaronlosmasdestacadoscaracteresdelavidaregional,hoy necesarios de rescatar. De la relacin del hombre con su entorno (relacin sociedad-naturaleza), mediante trabajo o la simple conservacin, resultan sentidos afectivos o emotivos.Las comunidades incorporan como parte de suya los objetos sobre los cuales actan; luegodelaaccin,losindividuospuedenreconocerseenelobjeto;escuandose originanlosafectosylacultura.Esascomolasviviendasqueinicialmentese construyeronenguaduahanrecogidoensuestructurayespaciomuchosesfuerzos, sueos, anhelos y constituyen el referente inicial de la vida espiritual. Es por lo anterior quelaguaduanosepuedeexcluirfcilmentedelpaisaje,delacotidianidadydela memoria histrica de los pueblos. Lamaneracomolaguaduahapenetradodirectaeindirectamenteencasitodoslos mbitosdelavidaregional,ameritaatencinytratamientoadecuadoparagarantizar supermanenciaalargoplazo.Porserlaguaduaunaplantaperenne,dealto rendimientodemaderaporhectrea,poralcanzarsumadurezentiempo relativamentecorto,porsulongitud,trabajoybuenadurabilidadestaespecieseha convertido en un Bamb importante para la comunidad. Las condiciones favorables de sus propiedades fsico-mecnicas, hacen que los tallos tengan muchos usos, a tal punto que los habitantes de la zona andina colombiana la utilizan en vivienda, utensilios de cocina, instrumentos musicales, puentes, canaletas, acueductos, horcones, lo que demuestra como llevan a la guadua a la cotidianidad - 20 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Foto 8 - Raz de guadua en el centro nacional para el estudio del bamb Loscultivadores,aprovechadoresycomerciantesdelaguaduaconstituyenelgrupo socialdenominadoguaduerosquegeneralmenteconformancomunidadesde estratosmedios,conbajoniveldeescolaridad,perocongranarraigoyfamiliaridad con el agro, el campo y la guadua, el manejo y aprovechamiento de la guadua requiere deobrerosdebuenacondicinfsica,yaqueenestaactividadsedebenrealizar grandesesfuerzos,especialmentecuandodecorte,troceo,cargueytransportese trate.Laculturadelguaderohasidoheredadadesusantepasados,loquehacede este un gremio muy particular, exclusivo y cerrado. 2.3 Importancia Econmica EnColombialaguaduaeslaespecieforestalnativaconmayoresposibilidades econmicas,yaquesuutilizacinenlaconstruccinylaindustria,permitenreducir costos, cuando es empleada como materia prima.Porsusexcelentespropiedadesfsico-mecnicas,porsuresistenciaalataquede insectos,porsubellezaescnicaytalvez,porlomsimportanteladiversidadde aplicacionesnoigualadasporningunaespecieforestal,representaunaalternativa econmica que ha coadyuvado a mitigar la problemtica social en el campo. Los guaduales viven y se desarrollan asociados a reas de gran potencial agrcola, es decir,suelosricos,jvenesydebuenacapacidadproductiva,constituyendoadems - 21 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO una especie de importancia en la economa del finquero, toda vez que la inversin en elmantenimientoymanejoanualrepresentaapenasentreel25y30%delas gananciasqueselogranalcosecharelguadual.Porestosecultivayresiembracon esmero, aunque no con intensidad. Desaparecidadelcampoestajoyaestepreciosoelementoquetodolosuple estaremos perdidos, seremos pobres. EnColombiaaproximadamente100.000personasderivansusustentodel aprovechamientomanejoycomercializacindelaGuadua,dedondeobtienenhasta $400 dlares mensuales, con un ritmo de trabajo de 4 das laborales en la semana. El Bamb-guadua adems de ser materia prima de los pobres, de uso local y bajo costo, debeconvertirseenfuentedeindustrializacinconreconocimientointernacional,tal como se presento en el acto de inauguracin del V congreso internacional de Bamb realizado en San Jos de Costa Rica. Los Guaduales Comunidades Dinmicas Altamente Especializadas En la zona andina colombiana, la Guadua esta localizada en reas estratgicas de la cuencas hidrogrficas, donde cumple un elevado papel en la dinmica sucesiva que le permite perpetuarse en el ecosistema, no obstante, por la gran actividad evolutiva de la especie, la mayora de los guaduales pueden encontrarse muy densos de tallos por falta de manejo o muy intervenidos debido al aprovechamiento no tcnico, que afecta la accin reguladora y el efecto de equilibrio biolgico. Comunidadesvegetalescomolas delaGuaduadebenmanejarsetcnicamentepara obtenerdeellassumayorproductividadylograrqueseanespecializadasenla regulacindecaudalesyenelaportedecantidadessignificativasdebiomasaen tiempomuycorto.Elmanejosefundamentaenbasesbiolgicas,ecolgicasy estructurales con lo cual se logra su sostenibilidad en el tiempo y el espacio. - 22 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Foto 9 - Cultivo y transporte de guadua en Colombia Paraqueelguadualseconsiderebienmanejadoesnecesarioquecumplatres condiciones fundamentales: sostenibilidad, mxima productividad y rentabilidad. 2.4 La Sostenibilidad Implicaquelasactividadesproductivasdelsueloydelvueloforestalsean aprovechadasininterrumpidamente,sincausarlamenoralteracinalecosistema comotal.Estacondicinsecumplefcilmente enlosbosquesdeguadua,loscuales seregeneranporpartesvegetativas,constituyentesdesusrizomasysemillas, elementos que se consideran bsicos para su multiplicacin - 23 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Foto 10 - Cultivo tecnificado de guadua en el centro nacional del bamb (Colombia) La mxima productividad Estasujetaalacapacidadproductivadelsitio,alasleyesbiolgicasnaturalesdela plantaylascondicionesecolgicasyestructuralesquegobiernaneldesarrollodela guadua como ser vivo. Deloanteriorseconcluyequelaactividaddemanejosilviculturalseencuentra supeditadaalaprovechamiento,accinqueprocuracrearymejorarlascondiciones biolgicasdelguadualanivelesptimos,locualselogracuandolaintervencin forestal se realiza de manera oportuna y peridica para regular el espacio vital de los individuosyparafavorecerlamayoraparicindeelementosjvenes(renuevos). Cuandoelaprovechamientoseefectaenformanoadecuadaeinoportunaocurre degradacinporexcesoocarenciadeindividuosmadurosylaconsiguiente disminucindelaactividadbiolgicaquesecaracterizaporlamenoremergenciade renuevos que son los que garantizan la perpetuidad del guadual. - 24 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO La Rentabilidad Exigequelaemisindenuevosindividuosocurrademaneraperidica,encantidad estable y en lapsos similares. Es evidente que para cumplir con esta condicin se hace necesarialaaplicacindeprcticassilviculturalescomolaentresacaselectivaque garantiza la eficaz y oportuna sustitucin de las caas o guaduas cortadas. Condiciones y Distribucin Geogrfica Porsuubicacinsobrelasfaldas delascordillerasoccidentales,centralyelvallede variosrosposeetodoslospisostrmicos,locualpropiciaelcrecimientodegran diversidad de especies. En Colombia, la guadua es un elemento muy caracterstico del paisaje y constituye la baseconstructivadelejecafetero,enparticular.Estaregin,tieneunaextensinde 13.346 km2 y una poblacin aproximada de 1.600.000 habitantes. Particularmentelaguadua,hasobrevividolasustitucindeespeciesnativasparala implantacin del monocultivo de caf. Crece en suelos frtiles y sueltos entre los 500 y 1500metros,contemperaturasentre17Cy26C,precipitacionesde1200-2500mm/ao, 0 y 1700 metros sobre el nivel del mar. Foto 11 - Culmo de guadua recin cortado - 25 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Enlaactualidad,esobjetodeunadevastadoraexplotacinloquepodrallevarasu extincin.Porestaraznseadelantanprogramasdereforestacinycultivoen invernadero promovidos por la Universidad de Manizales (Colombia) entre otras. Foto 12 - Cultivo de guadua Montenegro- Quindio Entre los 3 y 6 aos de crecimiento, alcanza su mxima resistencia, en general llega a estas dimensiones promedio: Altura entre 18 y 30 m. Dimetros entre 8 y 18 cm. Espesores entre 2 y 2.5 cm. en el medio y de 1,5 hacia los extremos. Distancia entrenudos de 7 a 10 cm. en la base y de 25 a 35 cm. en el medio - 26 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO El bamb crece en regiones intertropicales, especialmente en las zonas en rojo del mapa Foto 13 -Plano de zonas aptas para el cultivo de bamb en el mundo 2.5 Caractersticas Generales de la Planta Elbambesunaplantagramnea,botnicamenteseclasificaenlosCormofitos, dentro de la subdivisin de los espermatofitinios (Fanergamas): Clase : AngiospermasSubclase : MonocotiledneasOrden : GluminofloralejoFamilia : GramineaopoaceaeSubfamilia : BambusoideaeTribu : Bambusae o Poaceae Dentro de la subfamilia Bambusoidea existen aproximadamente 90 gneros en los que se clasifican las 1250 especies que se conocen dentro de cinco (5) tribus: Anomochloeae OlyreaeBuergeSiochioeae,SreptochacteaeBambusae. - 27 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO La especie bambusea es la ms utilizada en la Industria de la construccin, dentro de laqueseencuentralaGuaduaangustifoliacomolaespeciedemayoraplicacinen Colombiayespecieutilizadaennuestroseguimientodeobraycolocacindeuna vueltaenMaanetdelaSelva(Girona).LasGramneasBambusoides, morfolgicamente se encuentran en el grupo de las plantas leosas que se clasifican as: Plantas leosasGimnospermas Angiospermas Confieras Maderas blandas Bamb palmasMonocotiledo-niasMaderas duras Dicotiledonias BambMaderas Duras Palmas Foto 14 -Conformacin de un culmo de guadua - 28 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO 2.6 Propiedades Fsico-Mecnicas Unacaractersticadetodoproductodelanaturalezaessuvariabilidad;laguadua comotalesbuenejemplodeello.Noexistendospedazosdeguaduaiguales,aun siendo parte del mismo tallo o caa.Sepresentancondicionesdelambientecomosonelsueloyelclimaqueafectanla tasa de crecimiento, as como la estructura, la forma y las propiedades de resistencia. Se pueden mencionar otros ejemplos que son fuentes de variacin en las propiedades delaguaduacomolapresenciaoausenciadeluzylaslaboressilviculturalesenel guadualcomolapodaderamas.Sepuedeconcluirentonces,quelaguaduaesun material bastante heterogneo en su constitucin interna, producto del medio ambiente donde se desarrolle. En el diseo de una construccin el arquitecto o ingeniero debe garantizar seguridad, calidad, economa y durabilidad, aplicando su conocimiento cientfico y tecnolgico. En elcampodelaconstruccin,elcomportamientodeloselementosestructuralestiene una fuerte relacin frente a los diferentes esfuerzos a que se ven sometidos. Unidades en Kg/cm2 Mdulo de elasticidad a traccin Mdulo de elasticidad a compresin Mdulo de elasticidad a flexin MATERIAL GUADUA190.000184.000179.000 OTRAS MADERAS90.000-180.00096.000-169.000108.000-128.000 Tabla 1 Mdulo de elasticidad a solicitaciones externas en bamb. Enelcasodelbamb,laspropiedadesmecnicasdependendelascaractersticas fsicasdelmaterialqueenparticularseautilizadoconstruccinynocorrespondena valoresabsolutosocomparablesconotrasmuestras,yaquelascondicionesvaran notablemente.Estosgrficoscorrespondensloaunesquemacomparativogeneral ya que casi siempre, para un mismo material sus resistencias pueden variar. - 29 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Unidades en Kg/cm2 Resistencia a traccin Resistencia a compresin Resistencia a flexin MATERIAL Perpendicular a la fibra Paralelo a la fibra GUADUA430560650740 ALISO10868357460 ARBOLOCO500-1500132405390 OTRAS MADERAS100050-144400500-720 Tabla 2 Resistencia a traccin, compresin y flexin de bamb y otras maderas. Porlaesbeltez,durantesucrecimientoessometidoafuertescargasdeviento.Los tabiquesdeentrenudoproducenrigidezyelasticidad,evitansurupturaalcurvarse (caractersticaapropiadaparaconstruccionessismorresistentes).Sucrecimiento cnicoconstituyeunadesventaja,yaqueseobtienenseccionesdedimetros variables,peroatravsdeunprocesodecultivodeinvernaderoesposibleobtener grosores de forma secuencial que logren facilitar la resolucin de uniones la bambusa guadua es abundante en el eje cafetero colombiano, su rpido crecimiento constituye unadesusprincipalesventajas.Esunmaterialeconmicomuyresistentealos esfuerzos de compresin, traccin y flexin. Ahoraestableceremosalgunasdefinicionesdetipotcnico,enrelacinconla resistenciadelmaterial,cuandoestasometidaadiferentesesfuerzosdentrodeuna construccin, referidos en al anterior cuadro: Esfuerzo: Es una fuerza expresada con base en la unidad medida de rea. - 30 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Resistencia a Compresin: Se presenta cuando la fuerza acta acortando una dimensin o reduciendo el Volumen delcuerpoencuestin;sedefinecomolafuerzatotaldecompresindivididaporel readelaseccintransversaldelapiezasometidaalesfuerzo.Lacompresin paralelaalafibraoalgrano,estaimplicadaenmuchosusosdelaguadua,en columnas, postes, puntales para minas y todos aquellos casos donde la madera esta sometida a cargas. Del ensayo de compresin perpendicular se obtienen datos para el calculodeesfuerzodelasfibrasallimiteproporcional(EFLP),queeselesfuerzo mximoencompresinquelamaderapuedesoportarsindeformarse,mxima resistencia a la compresin y el modulo de la elasticidad. Foto 15 - Resistencia de la guadua a compresin Resistencia a Flexin y Traccin: En el uso de la guadua para la construccin, la resistencia de la flexin es la propiedad ms importante. Entre la compresin paralela, latraccinparalelaylaflexinexistenlassiguientesrelaciones:laresistenciaala flexinesalrededordel75%mayorquelaresistenciaalacompresin.Laflexinse presentaenpartesestructuralesdenominadasvigas,lascualespuedensersimples, empotradas y viga continua. - 31 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 32 -

Foto 16 - Resistencia de la guadua a flexin 2.7 Proceso de Cultivo El establecimiento y desarrollo de una planta de guadua obedece a la germinacin de susemilla(sexual)olapropagacinutilizandoalgunasdelaspartesdelaplanta (asexual).

Foto 17 - Aerofotografa de cultivo tecnificado de guadua Cuandoocurrelareproduccindelaplantaporsemilla,sepresentancaractersticas muy definidas y particulares con relacin a su crecimiento; una vez lasemilla germina da origen a una plntula dbil en sus primeros estados y requiere mnimo de 4 meses paraquesefortalezcasusistemaderaces(muyfibrosa)ycomiencelaemisinde EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO renuevos producto de la multiplicacin asexual, normalmente esta plntula en 4 meses emite cerca de 4 a 5 talluelos con hojas debidamente diferenciadas. Laplantaconeltranscurrirdeltiempooriginacadaveznuevosrebrotesquevan evolucionando en dimetro y altura a tal punto que dependiendo del tipo de suelo y de las condiciones climticas logra entre 10 y 13cm de altura en 30 das y dimetros que seincrementanaunpromediode0.10mmmensuales;alfinalizarelprimeraotiene un promedio de 12-14 rebrotes con vida productiva de 3-4 meses al cabo de los cuales sesecandearribahaciaabajoparadarpasoanuevosrebrotesconqueadquieren mayor altura y salen con dimetro mayores. En condiciones normales en las primeras fasesdedesarrollo,siemprelosnuevoshijos(renuevos)poseenmayortamaode rizoma,dimetroyaltura,conrelacinalaplantaquelosgener.Apartirdeltercer aodesembradalaplantaoriginal,selogratenerentre18-20rebrotes,alturasque oscilanentrelos5y7metrosydimetrosde4-6cm;pocaenlacualsedeben realizar los primeros tratamientos silviculturales para evitar exceso de tallos. Foto 18 -Savia que sale de la guadua verde o viche Entre los 3 y 6 aos la planta de guadua entra en una etapa de desarrollo vertiginoso, adquiere alturas entre 12 a 15 metros, incremento de los dimetros entre 9 y11cm y disminucin en el numero de renuevos siendo estos de 12-14; A partir de esta etapa la plantaestabilizasudesarrolloevolutivo,estandarizandopatronescomoaltura promediode15a18m,dimetrosentre10-12cmypromedio/Hade4000a4500 - 33 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO individuosdiferenciadosdemanaraclaradeacuerdoalaedaddedesarrolloas: Renuevos,guaduasviches(jvenes),guaduashecha(madura)yguaduassecas (las que culminan su ciclo). En esta etapa el guadual se considera desarrollado en cuanto a produccin de individuos debidamente formados en dimetro y altura Caractersticas de los individuos componentes del guadual Unguadualidealesaquelqueseregeneraomultiplicabajoloscriteriosdela sostenibilidad, mxima productividad y la rentabilidad equilibrada, debe contener en su estructura horizontal comomnimoentre el 65 y 70% de guaduas maduras, 20-25 de guaduas viches, del 5 al 10% de renuevos y entre el 2 y el 5% de guadua secas. RenuevoSeconsideraelprimerindividuodelafasededesarrollo,caracterizadoporque independientedelsistemademultiplicacindelcualprovenga,(reproduccino propagacin)estesiempreemergeconsudimetrodefinido,debidoaquenoposee clulas de cambium o procambium que diferencian sus tejidos hacia fuera, hacindolo engrosar; durante los primeros 30 das el crecimiento alcanza ratas de 4 a 6cm en 24 horasyel60%deeste,serealizaenhorasnocturnas,condicinqueobedeceala presencia de auxinas. Despus de los 90 cm. de altura el renuevo se estabiliza en un promedio de 9 a 11cm de crecimiento en 24 horas; esta recubierto totalmente de hojas caulinares que varan segn el sitio y las condiciones climticas donde se desarrolla el renuevo,enelorientedelPasyenlaaltiplaniciecundiboyacencelosrenuevos reciben el nombre de bobo. Una vez formado el rizoma y adquirida la caracterstica de tipo paquimorfo es decir con cuellos cortos y altamente entrelazados (crecimiento plagiotrpico) se inicia la fase de renuevo,cuandolaparteapicaldelrizomaemerge(crecimientoortotrpico)se presenta la iniciacin del culmo o tallo areo con su dimetro definido.Elcrecimientolongitudinaldelostallosempiezaamanifestarseporlaelongacin completa y sucesiva de los entrenudos comenzando por el inferior y finalizando por el msapical.Soloseinicialaformacindeunnuevoentrenudo,cuandoel inmediatamente anterior esta definido. - 34 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Entrminosgeneralesenlafasederenuevoorebrote,desdequeemergedelsuelo hasta que llega a su mxima altura, tarda entre 150 y 190 das (6 meses), variabilidad quedependedelascondicionesdedistribucindelaslluviasydelatemperatura; posteriormenteeltallodetienesucrecimiento,comienzaeldesprendimientodelas hojas caulinares y da paso a la formacin de ramas bsales y apicales, por activacin de las yemas nodales. Enlafasederebrotenormalmentehayausenciaderamasbsalesyapicales, presenciadehojascaulinaresquebordeanorecubrenlosnudosdemanera superpuesta y localizadas desde la parte basal a la apical; en esta fase la resistencia del tallo es mnima. Guadua Joven Viche Esta fase se inicia cuando las hojas caulinares de la parte apical del culmo comienzan adesprenderse,unaaunadndolepasoalasramasprimarias,queasuvezestn cubiertas por hojas caulinares pequeas, que en forma similar comienzan a caer para dar salida a las ramas secundarias. Caracterizada por tener entrenudos de coloracin verde intenso y lustroso, nudos con bandasnodalesdecolorblanquecino,anchosde2a3cmpubescenciadecolorcaf clarovisiblesenlapartesuperiordelnudoobandanodal,dondeseencuentran ademslasyemasnodalessobresalientesquepuedenonoactivarseydarorigena ramasinferioresosuperiores.Losentrenudossonlimpioseinicialmenteblandospor carecer de lignificacin completa, las paredes presentan grosor que varia de acuerdo a biotipoentre1y2.5cm,enesteestadolaguaduaestcargadadehumedad,siendo visible su conformacin fibrosa. - 35 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Foto 19 - Caractersticas tpicas de la guadua Joven Enunguadualnaturalelindividuojovenovichetieneunatransitoriedadde6a24 mesesynohalogradoelgradoderesistenciaidealparaserutilizadodebidoalalto contenidodehumedad.Sucubiertaexternaocutculanosehalignificado completamente; la parte inferior del tallo generalmente presenta coloracin amarillenta. Guadua Madura Hecha Caracterizada por la desaparicin en el tallo, del lustre del entrenudo, coloracin mas clara y se hace evidente la aparicin de manchas de hongos color gris-claro, de forma redondeadaaoblonga,condimetrosdehasta3cm.;cuandolahaadquiridola configuracinenunciadasepuededecirquees aptaparaseraprovechadayaqueel talloestaeneloptimogradoderesistenciaynormalmentetieneedadsuperioralos dos y medio aos. Es la nica fase apta para el aprovechamiento de los tallos; comnmente se les llama Hechaogecha.Porlaevolucinintrnsecadelguadual,estetipodetallose encuentra en mayor proporcin en el interior y menor en su periferia. - 36 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Guadua Sobremadura Loshongosylquenescomienzanadesaparecerdeltallo,hastacuandoempiezaa observarsehongosenformadeplaquetasalargadasydecolorrojizo.Eneste momentoseinicialadecoloracinyeltallosevatornandoamarillento,indicativodel inicio de la finalizacin del ciclo vegetativo. Foto 20 - Guadua sobremadura Foto 21 - Guadua Madura hecha - 37 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Guadua SecaLas guaduas adultas no aprovechadas estn completamente degradadas, debido a la perdida de humedad y por consiguiente escasa o nula actividad fisiolgica, el tallo se tornaamarillento,presentamanchasrojizasentodasulongitudydisminuyehastael 80%delaresistencia.Enestafaselostallossehacenpropiciosparaserrefugioo lugardeanimacindeavescomoloscarpinteros(Melanerpessp),queconstruyen orificioscircularesenlosentrenudosdelapartesuperioryempleadichapara ovopositar. Elfollajesetornaamarillentoyhaydefoliacindelasramas,eslafasefinaldelos tallos y sus posibilidades de sostenibilidad o perpetuidad se acaban; termina el ciclo de vida y es conveniente retirarlas del guadual; su nico uso es como lea o carbn. Condiciones Ambientales Para el Desarrollo de la Guadua: Suelos Laguaduaposeeampliorangodedistribucingeogrficalocualindicasugran adaptabilidad, hecho que esta determinado por las condiciones edafoclimticos; Observacionestcnicasdemuestranqueelbuendesarrollodelaplantaesta gobernadademaneradirectaporlacalidaddesitiodondesedesarrolle,la precipitacin y la temperatura. Lossuelospropiciosparasuplantacinsonlosevolucionadosapartirdecenizas volcnicas.Otrossuelosenmenosproporcinpuedenpresentartexturasareno-limosas o franco limosas; suelos pesados o arcillosos no son buenos para el desarrollo delaplanta.Enresumen,suelosricosenmateriaorgnica,conbuenosdrenajes, hmedosperonoinundables,esdondemejorsecomportalaguadua.Laguadua requieresuelosconprofundidadefectivadesdemoderadamenteprofundahastamuy profundos. El perfil del suelo ideal es el que presenta texturas gruesas y medias, con apariencia textura liviana a mediano. - 38 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO

Foto 22 Suelo de bosque de guadual en la regin cafetera del Once Caldas (Colombia) 2.8 Caractersticas fsicas Densidad aparente Esunavariableimportanteparaevaluarelgradodecompactacindelossuelos. Evaluacionesrealizadasavariosagroecosistemas,enlosqueseincluyeronlosdel guadual, el suelo mostr niveles bajos de compactacin (0.69 gr/cc). En promedio un agro sistema productivo tiene entre 0.98 y 1.05gr/cc. La densidad aparente disminuye significativamenteenaquellossistemasdondeloscontenidosdelamateriaorgnica son altos y las densidades reales de los materiales que conforman la matriz del suelo son bajas. - 39 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Resistencia a la penetracin Indicaelgradodecompactacinen lossistemasedficos;cuantomayor sealaresistenciaqueoponeel medio fsico al penetrmetro, el suelo esmscompacto.Lossuelosdel guadualpresentanmasbajosde resistencia a la penetracin, entre los 10y20cmdeprofundidad (1.36kg/cm2);lossuelosmenos compactadostienenmasespacios porosospararetenermayorvolumen deaguayrealizarlosintercambios gaseosos (mas aireacin), facilitan la conductividaddelaguay proporcionanmejorambienteparael desarrollodelosmicroorganismos. Lossuelosricosenmateriaorgnicacomolosocupadosporguadualessonmenos susceptibles a la compactacin. Porosidad Eselvolumendeespaciosvacosdelsuelo,expresadocomoporcentaje.Lossuelos ocupadosporguadualessonsuelosmuyporosos,connivelesquealcanzanel 70,72%; en sistemas altamente productivos como los dedicados a la ceba intensiva en ganadera, poseen porosidades entre el 56.33% y el 57.72%, a medida que es mayor la porosidad se mejora notoriamente la retencin de la humedad, la percolacin en el suelo, la actividad de los microorganismos y se reduce la compactacin. Distribucin de agregados En trminos estructurales, las partculas elementales del suelo (arena, limo, arcilla) se unenparaformaragregadosindividuales,conpropiedadesdiferentesalasdeuna - 40 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO masaigual departculas.Losanlisisdedistribucinoclasificacin deagregadosde acuerdo al tamao, muestran que las partculas estructurales del suelo de un guadual catalogan como muy finas con un dimetro medio ponderado (DMP) de 3,63mm. Estabilidad de Agregados Hacereferencialacapacidadquetienenlosgranosdeconservarsutamaocuando se humedecen y de permitir al paso de agua y la entrada de aire a travs del suelo. La medida para determinar la estabilidad de agregados es el dimetro medio ponderado resultante del mtodo de Yoder.Los suelos del guadual poseen un dimetro de 3.03Mm razn por la cual se clasifican comolosambientesconmayorestabilidadestructural.Losmayorescontenidosde materia orgnica guardan proporcin con la estabilidad estructural de los suelos; por lo anteriorsepodraesperarquelossuelosconnivelesmsaltosdemateriaorgnica desarrollenagregadosdemayortamaoy,porconsiguiente,conmejores caractersticas. Textura Elanlisisdetexturacuantificalaproporcinrelativadelaspartculasdelsueloen trminosdeporcentaje.Losguadualessecaracterizanporteneraltoscontenidosde arenaencomparacinconlimosyarcilla(63,11%19,03%y17,84% respectivamente). En lo que tiene que ver con los compuestos cemntales orgnicos, es necesario mencionar que el efecto agregante de la materia orgnica se hace mayor amedidaquedecreceelcontenidodearcilla,ademspromuevelaagregaciny ayuda para estabilizar la estructura del suelo. Estructura En trminos generales la estructura que muestran los suelos considerados aptos para la guadua se presenta en bloques sub-angulares, media y moderada, consistencia en hmedo friable, en mojado ligeramente pegajosa, caracterstica que se observa en los primeros15cmdelhorizonte.Hastalos73cmlaestructuraesdebloquessub-- 41 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO angularesmediayfina;consistenciaehmedofriable,enmojado,ligeramente pegajosayplstica.Delos73cmenadelantenoseencuentraestructurasdefinidas, grano suelto. Contenido de Humedad Elagrosistemadeguaduasecaracterizaportenerlosmayorescontenidosde humedad (34,88%); porcentaje que se considera alto si se compara con un cultivo de ctricos que es del 19,71%. Los guaduales con mayor densidad aparente y real son los queposeensuelosconmayorvolumendeporosyporconsiguientepuedenretener mashumedad,asmismoelcontenidodelamateriaorgnicayresiduosvegetales juegan un papel importante en la economa hdrica, ya que cumplen con la funcin de servir como colchn o esponja absorbente. Esta actividad mejora tambin de manera ostensiblelaactividadmicrobianayreducelapenetracinfacilitandoeldesarrollo radical. Conductividad hidrulica Sedefinecomolavelocidaddefiltracindefluidosenmediossaturados.Los guaduales con un promedio de 50,73cm/h se caracterizan por tener una conductividad queseclasificacomomuyrpida;enestossueloselaguaseinfiltrasinpresentar problemasdeencharcamiento,elpasodefluidosesmasrpidoensuelosno compactadosyconmayorescontenidosdemateriaorgnica,dondeexistebuena porosidad y el tamao de los agregados es mayor. Caractersticas Qumicas Sonaquellasquesuministranunainformacinqueconadecuadainterpretacin permite describir al origen, la clasificacin y la evaluacin de la fertilidad de un suelo. - 42 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Potencial de Hidrgeno Anteriormentelamayoradelosguadualesseencuentranensuelosderivadosde cenizasvolcnicas,conporcentajebajodesaturacindebases,pobresenfsforoy mediano en potasio.A medida que las acidez disminuye se incrementa la disponibilidad de Ca, Mg y K; en el caso contrario, una reduccin incide en el incremento de iones de hidrgeno, hierro o aluminio y en la relacin de Ca/Mg.30 Capacidad de Intercambio Cationico (CIC) Sedefinecomolasumatoriadebasesintercambiablestotales(Na,K,Mg,Ca)yla acidez intercambiable (H, Al). Los suelos que presentan bajo grado de intervencin comolosguadualesse consideran declasificacinmediaconunaCICentre15y16 me/100gr.desuelo.Suelosdesprovistosdecoberturavegetalpresentanmenores niveles de CIC. Aluminio Los altos niveles de Aluminio son considerados de accin toxica para la mayora de las plantasincluyendolosguaduales,ensuelosderivadosdecenizasvolcnicas,donde generalmente se desarrolla la guadua, los valores de este elemento son mnimos y no causan daos fisiolgicos. Calcio Losagrosistemasdeguaduapresentanvaloresdecalcioquesepuedenclasificar comomedios(5.0me/100gr);noobstantesisecomparaconotrossistemas productivoscomolaganaderaylacaficultura,losguadualesposeenpromedios muchos mayores. - 43 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Magnesio Los guaduales y/o bosques se distinguen de otros sistemas productivos por presentar nivelessuperioresdeesteelemento(1,84me/100gr).LarepresentacindeMg.en trminos de la capacidad de intercambio catinico es muy pobre en suelos derivados de cenizas volcnicas. Potasio Engenerallossuelosconguaduaposeennivelesmoderadosdepotasio (0.6me/100gr),sisetieneencuentaqueporsunaturaleza,estossueloscontienen importantes cantidades de este elemento. Sodio Lossuelosptimosparaeldesarrollodelaguaduarequierennivelesmuybajosde sodio (rangos que fluctan entre 0.21 y 0.27 me/100gr.) Fsforo Enlosguadualeslosnivelesdefsforonomuestranvariacionesconsiderables,en trminosdegeneralessepresentanentre20y30ppm,cantidadalta,tratndosede suelosalofnicosyexistiendolaposibilidaddequeesteelementonoeste aprovechable en los rangos que se describen en los anlisis de laboratorio. Elementos menores A nivel general los promedios de elementos menores contenidos en los suelos donde seencuentralaguaduasepuedenconsiderarcomoaltosparatodosaexcepcinde boro,cuyosnivelessonmedios.Elcobreseencuentraenrangosentre1a5ppm;el hierro presenta niveles entre 280 y 300ppm; manganeso entre 8 y 10ppm y Boro con niveles de 0.15 a 0.20ppm.- 44 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO 2.9 Preservacin e inmunizacin de la guadua. La guadua al igual que la madera tambin contiene humedad, la cual es indispensable extraer, para obtener su mayor resistencia y controlar hongos y agentes que la puedan atacar.Elmaterialdespusdelprocesodecortedebesersometidaaunprocesode secado,enesteprocesosecontraeyobtienesucoloramarillo,alestarsecapierde toda la savia y no es tan propensa al ataque de hongos, en este proceso se desecha casi un 20% de guadua por estar rajadas o torcidas. A continuacin explicaremos los mtodos utilizados mas comnmente para el secado del material: Secado al aire Este mtodo consiste en apilar la guadua en cantidad suficiente en el suelo, se coloca demanerahorizontalyairelibre(mejorcubierto),teniendoprecaucinquenotenga contacto con le suelo, sobre alguna base que impida esto. Secado en la mata Despus de cortada la guadua se deja con ramas y hojas recostada de forma vertical, sobre otras guaduas del cultivo, debe de estar aislado del suelo por medio de piedras uotroelemento,comoseobservaenelgraficodeestapagina.Enestaposicinse deja por un periodo de 4 semanas, despus de lo cual se cortan sus ramas y hojas, y se deja secar dentro de un rea cubierta bien ventilada. Este mtodo es hasta ahora el queofrecelosmejoresresultados,ademslostallosnosemanchanyconservansu color. - 45 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Secado al calor El secado al calor se realiza colocando las caas de guadua de forma horizontal sobre brasasdemadera,aunadistanciaapropiada,evitandoquepuedaserquemadapor las llamas y girndolas constantemente, este proceso se debe hacer a campo abierto. Lasbrasassedebencolocarenunapequeaexcavacindeunos30cmo40cmde profundidad, tal como se observa en el grfico siguiente: Posteriormentedespusdelprocesodesecado,laguaduadebedesometerseaun tratamientopreservativo,conlafinalidaddeprevenirelataquedeinsectosyhongos, quesonlosprincipalesagentesenemigos,esteprocesodebedeserlo suficientementeeficienteparaevitarproblemasfuturosenlasconstrucciones.Su composicinnodebedeafectarsuspropiedadesfsico-mecnicas,nisucolory preferiblementedebedeserenestadolquidoparaquesepuedaimpregnar interiormentedondeesmsvulnerable,procesoquedeberealizarseestandola guadua seca o curada, los diferentes tratamientos para su inmunizacin de la guadua son los siguientes: - 46 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO

Este proceso se realiza primero haciendo dos perforaciones en cada entrenudo de la guadua,paradespussumergirlaguaduamedianteunaspesasenuntanqueque contienepreservativos,porunperiododecincodas,conelfindequeelliquido penetredemaneracorrectaenelinteriordecadaentrenudo,talycomosepuede observar en el grfico y fotografa.Enelmercadoexistendiversosproductoscomoinmunizantes,quedebendeser elegidos con un respaldo de tipo cientfico. Mtodo boucherie Estemtodoserealizaaprovechandolapresinhidrosttica,conbambesrecin cortados,enposicinhorizontalsobreelsuelo.Elrecipientedelpreservativodebe estar a una cierta altura y de este deben de salir unas mangueras que se conectan a lasguaduasporsuextremoinferior.Elpreservativoaaplicarreemplazaraalasavia, saliendoporunextremoopuesto,estemtodosepuedeobservarenelgrficosiguiente enumerado como 1. - 47 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Tambinexisteotromtodomuysimilaralanterior,conladiferenciaqueparala aplicacindelpreservativoseempleapresin,pormediodeunmedidor,enlugarde queestefluyaporgravedadcomoelanterior,senecesitande10a15librasde presin, en este caso el tiempo de inmunizacin se reduce de varios das a unas 6 o 7 horas,porobviasrazonesesteresultamascostoso.Estemtodosepuedeobservar en el grficosiguiente. Inmunizado mtodo por Boucherie 2.10Produccin Mundial Silvicultura es la tcnica empleada para sembrar y manejar los bosques con mltiples propsitos; tambin se describe como la habilidad de manejar bosques, argumentando queesarteporquesutcnicaestafundamentadaenlosprincipiosdelasciencias biolgicasylaecologa.Enuncontextomsamplio,silviculturaeselcultivodelas selvas, montes o bosques. Lasilviculturaimplicaentoncescultivomanejoyaprovechamiento,enbuscade incrementar la productividad y los beneficios que genera el bosque, para nuestro caso el - 48 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Guadual. La silvicultura de la guadua ha sido un aspecto trabajado en las dos ultimas dcadas, debido al inters que ha despertado, especialmente en Latinoamrica, hecho quesemanifiestaconlaaparicindetcnicastendientesaincrementarla productividad y disminuir su destruccin; se incluye la bsqueda de nuevas reas para elestablecimientodecultivosdeguadua.Elconocimientoylaaplicacindeestas tcnicas silviculturales han propiciado el manejo sostenido de los guaduales, mediante la regulacin del espacio vital para mejorar su desarrollo CuandoelproductodelbosquedeGuaduaeslamaderaqueseadeexcelentes condiciones, es decir, con buen dimetro y longitud y de adecuado estado fitosanitario, dichas cualidades estn determinadas por la practica de manejo silvicultural. Como se ver mas adelante, es fundamental el manejo del material vegetal que se emplea en el establecimientodelaplantacin,ascomolasentresacasselectivas,queestn destinadas principalmentealaobtencindeproductosdemejorcalidadydemanera constante. Paraconocerafondoelmanejosilviculturaldelaguaduaesnecesariodividirsu crecimiento y desarrollo en dos periodos: Prcticas Silviculturales Para el Cultivo de la Guadua Comprende la etapa de establecimiento y formacin del bosque-rodal y las tcnicas de manejonecesariasparalograrlaaparicindetalloshechoscondimetroylongitud aptos para ser aprovechados, lo que sucede generalmente entre el cuarto y sexto ao de establecida la plantacin. Parainiciarunaplantacindeguadua,esnecesarioplanificarelmanejo,definirsu objetivoylafuncinqueenelfuturodebercumplirdichobosque.Dentrodelas funciones ms importantes que cumplen estos bosques, una vez establecidos, se tiene laproteccin-conservacin,laproduccincomercial,laornamentacinoel establecimiento para usos mixtos. En esta primera fase silvicultural, las prcticas para la implementacin del bosque de guaduason:obtencindelmaterialparasiembra,definicindeladistanciadela siembraentrechusquinessegnobjetivopropuesto,localizacinypreparacindel - 49 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO terreno,trazo,plateoyahoyado,siembradelasplntulas,limpiasyplateos, fertilizacin podas y entresaca. Unejemplodeunaplntulaaptaparalasiembralopodemosapreciarenesta fotografa.

Foto 23 Plntula de guadua 2.11Obtencin del Material para Siembra Las plntulas para la siembra se preparan desde el vivero, donde se deben tener los cuidadosmnimosrequeridosparacontarconbuenascondicionesfsicasy fitosanitarias;elmaterialdebeserfuerte,vigorosoydebuendesarrollotantofoliar como radical, condiciones que determinan en alto porcentaje, el xito de la plantacin. Elmaterialvegetalaplantar,bienseaenbolsaorazdesnuda,debetenerlas siguientes caractersticas mnimas: 20cm de altura, entre 2 y 4 tallos lignificados, con buena diferenciacin radical y poseer 10 laminas foliares desarrolladas. - 50 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Enelviverolasplntulasdebenpermanecerconbuenascondicionesdehumedad, paraquealmomentodesumovilizacinparaelestablecimientoenelcampo,las plntulas no sufran marchitamiento. Definicin de la Distancia de Siembra Segn objetivo La distancia de siembra en planificaciones de guadua, depende del objetivo del cultivo, la cual determina la densidad de poblacin. Cuando el guadual se establece es con el fin de proteger o conservar suelos o cualquier otro ecosistema, el sistema de siembra es en triangulo y la distancia mnima entre plntulas es de 2.50m por 2.50m por 2.50m. Cuandoserealizanplantacionesparaprotegeryconservartaludesadyacentesa corrientesdeagua,eltrazoseefectaapartirde1o2mdelreamojada, dependiendodelainundabilidaddelterreno.Normalmenteenorillasderosy quebradas se siembran entre 2 y 3 surcos a al distancia antes recomendada. Foto 24 - Trazado para el establecimiento de un guadual distancia 4 X 4 Estadistanciade siembra,bajobuenascondicionesambientalesyedafolgicas,mas elaceleradomanejoposterioralasiembra,permiteobtenergraciasasuabundante follajeunacubiertaocanopiaforestalprotectora,enellapsode12a15meses, despusdeestablecidoelcultivo.Paraestablecerplantacionesproductorasde comerciales de guadua se han evaluado diferentes distancias de siembra partiendo de - 51 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO 3mpor3mpasandoluegoa4mpor4myllegndoseadistanciasidealesde5mpor 5m; el sistema de siembra depende de la topografa del terreno, definindose que en pendientes inferiores al 25% ser en cuadro. Conlasdosltimasdistanciasdesiembraseobtienenmayoresdimetrosenmenor tiempo, debido al mayor espacio entre impedimento para la evolucin y desarrollo del rizoma.Serecomiendaelempleodeladistanciadesiembrade4mx4mcomolo observamosenelejemploilustradoenlafotografasiguiente,porfavorecerel desarrollodeldimetroylaalturadelostallos,especialmentelosqueestnenel bordedelcultivo,debidoaquerecibenmayorluzhorasluz/da,presentanmenor competencia entre plantas y las condiciones de temperatura exterior del rodal favorece su desarrollo; su docel demora mas tiempo en cubrir el terreno, hasta 20 meses. Las investigaciones sobre el manejo silvicultural, han demostrado que despus de los 3aoslasplantassembradas,pierdeneltrazoosurco,conformandomasas discontinuasdebidoaqueseproduceacercamientoentrelosculmos.Enesencia,al cabode5o6aoslasplantasexterioressonlasmsjvenesdelrodalypresentan mayorcantidaddetallos,losmejoresdimetroscomercialesson10.5cm.En promedio, mientras que al interior presentan tallos con dimetro de 6cm o 8cm. Foto252Trazadoparaelestablecimientodeunguadual distancia 4 X 4 - 52 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO Como el sistema de siembra en cuadro no favorece en cierto grado el desarrollo de los tallos interiores,lasinvestigaciones tiendenamodificar las distanciasyelsistema de siembra, de tal manera que se favorezca el desarrollo homogneo de todos los tallos. Sedebeentoncesbuscarmayorincidenciadelefectodelaluzydisminuirla competenciaentreplantas.Lasconsideracionesanteriores,permitenplantearla necesidad que la distancia entre plantas y surcos se deben dirigir en el sentido del sol, es decir, orientar el establecimiento de la plantacin, de tal manera que las plantas en lossurcosrecibanmayorcantidaddehoras/luz/da,paralocualsedebeniniciar investigacionescondiferentesdesiembra,entreplantasysurcos.Enconclusin,se recomiendan algunas variaciones de distancias que deben ser objeto de evaluacin. - 53 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO 2.12 Principales Usos y Aplicaciones de la Guadua Elusodeestematerialnohasidosolamenteparalaconstruccindeedificios, estructuras,acabados,cerramientos,canales,escaleras,barandas,etc.,siemprese ha ampliado al campo industrial para la elaboracin de muebles, objetos, artesanas, actualmente se destaca la elaboracin de muebles modernos en guadua. En pases conunatradicinmilenariaconbambcomoeselcasodeChina,IndiayJapn,el bambesutilizadoparalafabricacindepulpadepapelyenlaproduccindeartes hasta los tres aos de edad. Fotos 26 -Casa en la Calera (Colombia) Simon Velez

- 54 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO

Fotos27 - Estructura Madera y guaduaconstruccin tpica para el secado del caf Simn Vlez Elbamb,particularmentelaGuaduaangustifoliaenColombiavienesiendoutilizada porelarquitectoSimnVlez,quienenlosltimosveinte(20)aoshalogrado plasmarencadaunadesusobraslasbondadesdeestematerial,logrando implementar esta tcnica tanto en el campo residencial as como en el institucional. El nfasis de la utilizacin de este material estaba dado en las estructuras de cubierta. Elclculoserealizabaporunarelacinsimplecargaestructura,uniendovarias guaduasapartirdeunionessimples,aseguradascadadeterminadasdistanciasy apoyadas sobre estructuras de madera y en algunos caso de hormign. EnlasprimerasconstruccionesquerealizSimnVlez(mximoexponentedela arquitecturadebambmundial),laguadualautilizabaconunionessimplesy venciendo luces mximas de 10 m., el siguiente paso fue combinar su utilizacin con otrasmaderascomoelalisooelmangle,lascualesseencuentrande910mde longitud,frentealos2.5o3m.delamaderarollizaqueseconsiguegeneralmente como material industria. - 55 - EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 56 - 3.PROPIEDADES FSICO-MECNICAS. ENSAYOS EN BAMB EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 57 - PROPIEDADES FSICO- MECNICAS. ENSAYOS EN BAMB 3.1 Bamb versus hormign acero y madera Desdeelpuntodevistamecnico,frentearequerimientosenergticosconstructivos, de resistencia y rigidez por unidad de rea, facilidad y seguridad de uso, etc, el bamb sepuedecomparardemanerafavorableconmaterialesdeusocomncomoel hormign, el acero y la madera. Lagranversatilidaddelbambsedebeengranparteasuestructuraanatmicay morfolgica. La seccin circular ahuecada presenta algunas ventajas estructurales en comparacin con secciones macizas o rectangulares de otros materiales. Elbambrequieresoloel57%desumasacuandoesusadocomovigaysoloun 40% cuando es usado como columna (Janssen, 1988,) Aunquelacomposicinqumicadelamaderaydelbambnodefieredemasiado,el bamb es dos veces ms rgido que la madera. La razn de esto es an desconocida y la hiptesis ms creble es la diferencia entre el ngulo de disposicin de la celulosa, las microfibrillas y la clula-eje, siendo 20 para la madera y solo 10 para el bamb. 3.2 Deformacin Eficiencia Las siguientes tablas nos permiten comparar algunos aspectos mecnicos del bamb enrelacinconlaenergadetensinacumuladayeficienciafrentealhormign,el acero y la madera, (Janssen, 1981). Enlaprimeratablapodemosvercomoelbambpuedeacumulartantaenergade tensin como la madera. La capacidad del bamb y la madera est entre la del acero y elhormign.Delamximacapacidaddeacumulacindeenergadetensin depender su fortaleza y seguridad. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 58 - Tabla 3. Energa de tensin acumulada: hormign, acero, madera y bamb Material de trabajo Esfuerzo de trabajo ETensin Energa de tensin acumulada (N/mm2)(N7mm2)-6en10(J/m3)(J/kg) Hormign8.025.000 300 1.2000,5Acero160.0210.000 800 64.0008,2Madera7.511.000 700 2.6004,3Bamb10.0?20.000 500 2.5004,2 Tabla 4. Eficiencia : hormign, acero, madera, bamb Material Esfuerzo de trabajo Peso por volumen 2(N/mm2) (kg/cm3) E Peso por volumen (kg/cm3) Hormign8/2400=0.003 25000/2400=10Acero160/7800=0.020 210000/7800=27Madera7,5/600=0.013 11000/600=18Bamb10/600=0.017 20000/600=33 Segn la tabla 4(Janssen,1981), el bamb es tan eficiente como el acero, y en ambas columnasdeeficienciaselbambyelacerosonmuysimilaresymejoresquelas correspondientes para la madera y el hormign. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 59 - En la tabla 5, para dar ejemplo sobre la eficiencia del bamb en flexin, se realiz un sencillopuentecalculadoparahormignreforzado,acero,maderaybamb, empleando 750 N de peso muerto en tres metros de luz Tabla 5 . Comparacin eficiencia hormign, acero, madera y bamb en hipottico puente de luz corta (3m.) (*)dimetro externo 100mm. Dimetro interno 80mm. Elbambylamaderasonconsideradoseficientesenflexinyaquedeellos solo se requieren5y6kg.dematerialparafabricarelpuente.Entantoqueparafabricarel mismo puente se requieren 13 y 32 kg. de acero y hormign respectivamente. 3.3 Seguridad delMaterial Elbamb,dadasucapacidadderespuestafrenteaterremotosyhuracanes,es generalmente considerado como un material que ofrece seguridad. Esta afirmacin est relacionada con dos propiedades mecnicas a saber: Esfzo Tensin (N/mm2) Seccin (mm) Deflexin(mm) Masa del puente (kg) Hormign10 40x100 932Acero160 30x30 3113Madera10 35x100 156Bamb10 100x80 (*) 7,55 EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 60 - La energa de deformacin. Se expresa como la energa almacenada en el material durante la accin o produccin decargas,yrepresentalarelacinentrelafuerzaqueactasobreelmaterialyla deformacin del mismo hasta un lmite en que se produce el colapso. Estdefinidacomolasuperficiedeldiagramaesfuerzo-deformacin,yeneste sentido el clculo de la relacin presenta los siguientes valores: Hormign 10MJ/kg Acero1400MJ/kg Madera 20 MJ/kg Bamb50MJ/kg Estosignificaquedesdeelpuntodevistadelaseguridad,elaceromarcauna importantediferenciaconrelacinalosotrosmaterialesanalizados,situndoseel bamb en la segunda valoracin. Desviacin de resistencia: Ladesviacinderesistenciaestrelacionadaconelementosquedentrodecada sistemaprocedenoactanenformaincorrectaafectandoloselementosqueactan correctamente.Enelcasodelacero,alserunmaterialcontroladoindustrialmente,el grado de disipacin de su energa es muy reducido. Duranteunterremoto,ciclnodesastresimilar,losesfuerzosenlasedificacionesse incrementanpartiendodeunasituacinnormal0.Deacuerdoconelaspecto mecnicosealado,elaceroalcanzarelcolapsobastanterpido,seguidoporel hormign, y finalmente la madera y el bamb. 3.4 Resistencia a la tensin EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 61 - Lacortezaexteriordelbambposeeunamayorcapacidadderesistenciaalos esfuerzos de tensin que el estrato o anillo interior. Conrelacinalaseccintransversallosculmosdelgadospresentanmsresistencia que los culmos gruesos. Estos factores explican la gran capacidad de resistencia a los esfuerzosdeflexindeculmosdelgadosencomparacinconlosgruesosenlos cuales,laproporcindefibrasdelacortezaexterioresmsbajaenrelacinconla totalidad de la seccin transversal. Tabla 6Esfuerzos de tensin en culmos y secciones o lminas (Dunkelberg 1985) Dim . 80mm (kp/cm2)Diam . 80mm (kp/cm2) Fibras Estrato exterior Min 3068 Max 3273 Min 3574 Max 3843 Fibras Estrato interior Min 1484 Max 1633 Min 1353 Max 1947 Espesor Pared completa Min 1627 Max 2151 Min 2325 Max 2758 Segmentosde culmo Con nudos Sin nudos 2277 2911 La mejor propiedad mecnica que posee el bamb es su alta resistencia a la tensin paralela a la fibra( 200-300 N/mm2). Ladisgregacindelasfibrasporfuerzasqueactanperpendicularmentealas mismas,sedenominatensinperpendicularalafibra,yserelacionaestrechamente con el clivaje, por la accin de separar el bamb a lo largo de la fibra. Tambinestvinculadoalfenmenodelagrietamientosuperficialaquesonmso menos propensas todas las especies de bamb durante el secado. Por lo general las grietasorajadurasenlasuperficiesepresentancuandolosesfuerzosquesecrean durante el secado exceden a la resistencia del bamb a tensin perpendicular a la EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 62 - fibra. Por sta razn, la tendencia que el bamb tiene a rajarse limita el uso de clavos o clivajes para asegurar las uniones. 3.5 Resistencia a la compresin Gran parte del bamb empleado en construccin est sometido a compresin paralela alafibra,porejemplo,encolumnas,vigas,soportes,montantesyotros,loscuales estnsujetosacargasquetiendenaaplastaroaacortarlosmiembros longitudinalmente. Laresistenciadelbambalacompresinesrelativamentealta,perocarecede significado si no se especifica el grado de sazonamiento y la relacin entre la longitud y el dimetro de la pieza. Esimportantedefinirelgradodesazonamientopuestoquecomoenlamadera,la humedaddisminuyelarigidezdelasclulasfibrosas,trayendoconsigouna disminucindelaspropiedadesmecnicas,sobretodoencompresinyflexin.Sila longituddelculmoessuficientementegrandeconrespectoalamnimaseccin transversal,laresistenciabajocargacompresivadisminuyeconsiderablementepor efecto de flexin de columna (pandeo). Porlotanto,unafallaporflexinlateralsepuedellegaraproducirantesdequese derrumbe por completo la resistencia a la compresin. (Urrutia, 1983) Tabla 7.Esfuerzo de compresin en culmos y varas (Dunkelberg, 1985) Culmo Diam. 60mmDim. 32mm (kp/cm) (kp/cm2) Paralela a la fibra636863 Perpendicular a la fibra525930 EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 63 - En el estudio especfico de la Universidad Nacional de Colombia (1991) recomiendan entre otros aspectos los siguientes: Seleccionarelmaterialautilizar,descartandotodosaquelloselementosque presentendefectostalescomogrietas,curvaturasydaosproducidospor agentes exteriores. Utilizar como valor del mdulo de elasticidad E= 90913 kg/cm2 Recomienda un factor de seguridad FS=3.0 para el esfuerzo de la compresin paralela a la fibra. Tabla 8. Cargas de trabajo mximas, segn luces para guadua angustifolia. Luz de apoyos uniforme (mts.)Mxima carga (Newtons) 3.0022000 3.5016200 4.0012400 4.509800 5.008000 3.6 Resistencia al cortante El esfuerzo cortante es una medida de la capacidad del bamb a resistir fuerzas que tiendenaproducirdeslizamientodeunaporcindelmaterialconrelacinaotra porcin adyacente.Elcorteesunafuerzaqueactaparalelamenteaunplano,encontrastealasde tensinycompresinquesonperpendicularesalreaconsiderada.Lafracturapor corteesmuydiferentedelatensinocompresinpuestoquenohayreduccin localizada del rea, ni tampoco alargamiento. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 64 - El empleo del bamb en la construccin involucra la presencia de esfuerzos cortantes en mayor o menor grado y las fuerzas que los producen pueden actuar a lo largo de la fibra, a travs de la fibra, y en forma inclinada o en diagonal de la misma. Enculmosconparedesde10mmdeespesor,elesfuerzocortantees aproximadamenteun11%msbajoqueparaculmosconparedesdede6mmde espesordebidoaladistribucinymayorporcentajedefibrasfuertesenlaseccin transversal. EnsayosrealizadosenColombiaconGuaduaangustifolia(27muestras)presentaron unvalormximode144kg/cm2yelmnimode45kg/cm2,conpromediode93 kg/cm2. El esfuerzo de corte deber ser tomado muy en cuenta especialmente en el diseo de unionesojuntas.Lamayoradeestoscomponentesconstructivosestnsujetosa corte paralelo a la fibra. Paracorteperpendicularalafibranoocurrefalladirectaenelplanodelaseccin transversal, en vista de que las otras propiedades hacen que la falla ocurra en alguna u otra forma, causada por aplastamiento a travs de la fibra. El efecto corte oblicuo o endiagonalsepuedeobservarenlosplanosinclinadosdefallaencolumnascortas ensayadas a compresin. La falta de una mayor respuesta al cortante es evidentemente una desventaja para el usoestructuraldelbamb,sinembargo,esunagranventajaparaelempleodel material en la industria artesanal (cestera, esteras, muebles,...) y en la fabricacin de utensilios que requieren itas o lminas. 3.7 Resistencia a la flexin Elcomportamientoestructuraldelbambenflexinesmuyimportantedebidoaque en muchos casos su uso est especialmente limitado a atender este tipo de esfuerzos. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 65 - El siguiente diagrama representa el momento flector para una pieza de bamb. En el estrato neutro A-B el esfuerzo cortante es mximo y por lo tanto con un alto riesgo de falla. EnlapartealtaCelesfuerzodeflexinesmximoyenelcasodepresentarseun momentopositivoactuarencompresinconunesfuerzolateralexcesivoqueal actuar de forma transversal a las fibras se constituye en un riesgo adicional de falla en el bamb (Janssen ,1981) Ensayoscomparativosrealizadosenculmosverdesysecos(80y12%decontenido de humedad respectivamente), presentaron como resultado un incremento aproximado del 50% en la resistencia al esfuerzo de flexin en el bamb seco. Tabla 9. Posicin del esfuerzo a lo largo del culmo. (Janssen, 1981) BaseMedioApice Esfuerzo final flexin (N/mm2) 736566 Mdulo de elasticidad (N/mm2) 107001185013800 Lasdiferenciassonsignificativasobservndoseunaaparentecontradiccin:el esfuerzodeflexindecrececonlaalturayelmdulodeelasticidadseincrementa debido a que el porcentaje de fibras es mayor. Esto mismo sucede en culmos secos. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 66 - 3.8 RESULTADOS DEL ENSAYO A FLEXIN EN MUESTRAS DE BAMB DE LA ESPECIE Guadua angustifolia Kunth Enestaproyectopresentamoslosresultadosdelaspruebasdeesfuerzoaflexin conseguidoshastalaactualidad,paramuestrasexperimentalesdelaespeciede Bamb Guadua angustifolia; siguiendo la Norma Internacional DIN EN 52 186 (1978). ElMdulodeElasticidadMOEnovaraconlahumedaddelambiente,niconla longitud del tramo ni con la edad, pero el MOR presenta diferencias significativas con el ambiente y la edad, pero no con el tramo. Los resultados para el MOE oscilan entre 11.700 N/mm2 a 13.266 N/mm2 y el de esfuerzo de rotura MOR, fue de 87.981 N/mm2 para(85%HR/20C)y122.917para(65%HR/20C)presentandodiferencias significativas. 3.8.1. INTRODUCCIN El esfuerzo de Flexin en el Bamb para culmos se determina de acuerdo ISO 22 157-1:2004 Bamboo Determination of physical and mechanical properties Part 1 [1], con un test de flexin que se realiza aplicando la carga perpendicular al eje del culmo. Con especimenes de Bamb, en ste caso Guadua se determina la capacidad de flexin de los culmos en cuatropuntos,lacargaversuslacurvadedeflexinverticalyel(MOE)Mdulode Elasticidad.ParastaspruebasdeFlexinseempleolaNormaDINEN52186[2] usadaparamaderas.Laecuacin1representaelclculodelesfuerzoltimode flexin. ult = F*L*D/2*1/6*I;MPa(o N/mm2) (1) Donde: ult : El esfuerzo ltimo de flexin, se expresa con una precisin de 1 MPa ( N/mm2) F : La mxima carga aplicada en N. (el total de carga aplicada en dos puntos de carga). L : El espacio libre entre apoyos en mm. D : Dimetro externo en mm. : El momento de inercia en mm4. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 67 - El Mdulo de Elasticidad, conocido tambin como Modulo de Youngs, para el esfuerzo deFlexinestadadoporlapendientedelapartelinealdelacurvaEsfuerzo-deformacinunitaria,verfigura1.Laecuacin2presentaelcalculodelmodulode elasticidad: Figura 1. Curva esfuerzo deformacin. E= 23*F*L3/1296* * I(MPao N/mm2) (2) Donde: E : Mdulo de Elasticidad (MOE), F: La mxima carga aplicada en N. (el total de carga aplicada en dos puntos de carga), L: El espacio libre entre apoyos en mm, : El momento de inercia en mm4, : La deflexin en L /2 en mm Laflexinestticaseanalizaprincipalmenteentrespropiedades,ellasson:(MOE) MdulodeElasticidad,(MOR)MdulodeRoturay(ELP)EsfuerzoalLmite Proporcional. Para las pruebas de flexin [3] emple la ecuacin 3 para determinar el MOE: E=(P2 P1)L3/ 48 * J * y;(Kp/cm2) (3) EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 68 - Donde: P1,P2, : fuerzas que producen es esfuerzo, I : Momento de inercia, L :El espacio libre entre apoyos. y : Deflexin en direccin y. Atrops J. L. (1969)3 , encontr una variacin entre los resultados del MOE, el MOE de traccin fue mayor que el de flexin y el MOE de compresin ms pequeo que el MOEdetraccinyflexin,estoesatribuidoalavariacindedimetrosdelBamb rollizo (redondo), que varo de 70 100 mm aprox. Recomienda tomar como un MOE paraelbambde200.000Kp/cm2(20.000N/mm2)peronosemencionaenest estudio que especie de Bamb utiliz en sus ensayos. Para Limaye V. D., (1952) [4] el MOE y el MOR a esfuerzos de flexin, es bajo en el topeyaltoenlabase,haceunasobservacionesimportantesdelporquelabasees msfuerteydicequeestosedebeaqueelespesordeparedenlapartedeabajo esta cerca del piso, debido a los esfuerzos a que sta sometido el culmo cuando est enpie(vivo).stamismaapreciacinlacompartenotrosinvestigadores[5][6] (Janssen J. A. A., 1981; Saltar M. A., 1991). El tema del esfuerzo ltimo de flexin es el punto ms importante que tiene el Bamb deacuerdoa[4],elesfuerzodeflexinessignificativoalolargodelculmo,peroel tope es ms bajo por ser ms tieso. El nudo y los internudos en las pruebas de flexin fueronsignificativosparatramoscortos,peronosignificativosparatramoslargos.El esfuerzodeflexinelMOEseincrementparcialmentealolargodelalongituddel culmo,peronoasenelELPyenelMORconlasespeciesGigantochloalevisy Bambusablumeana[7](EspiloyZ.B.,1985),para[8](Abd.LatifM.&Mohd.ZinJ., 1992)tuvolamismaapreciacinqueEspiloyconrespectoalMOR,conlasespecies Gigantochloa schortechnii y Bambusa blumeana. Lo interesante de stos estudios son lacoincidenciadelcomportamientodelMORparalaBambusablumeana,loque denotaunatendenciauniformedelaspropiedadesmecnicasdeacuerdoala especie, tambin se analiza que no todas las propiedades mecnicas tienen la misma tendencia y que puede variar con la especie EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 69 - Sotela J., (1990, 1992) [9]realiz 12 ensayos a flexin con Guadua angustifolia, para determinarlaspropiedadesdelaespecieprovenientededossitiosdeCostaRica, zona sur del pas y zona Atlntico, se efectuaron cargas de larga duracin y de corta, el autor concluy que el MOEno varo para ninguno de los dos sitios en cargas a de flexin,ElMOEconlasmuestrasencondicinsecaalairefue28%mayorquelas muestrasverdes(frescas),elMORdeFlexindelasmuestrasdeprocedenciaSur fueron superiores 49% que las del Atlntico. 3.8.2. MATERIALES Y MTODOS ElmaterialusadoenestainvestigacinesdelaespecieGuaduaangustifoliadel biotipo cebolla, seleccionado y posteriormente extrado de los guaduales que poseeel Jardn Botnico de la Universidad Tecnolgica de Pereira. ParalaexperimentacinseescogicomovariableimportantelaedaddelaGuadua,secortunaGuaduaverde,otramadurayotrasobremadura,paralafabricacinde lasprobetas.Elprocesodecorteserealizsiguiendounprocedimientoparano afectarenelGuadual,ysepuedeconsultarenlareferencia[10],igualmentesehizo trazabilidaddelasrespectivasmuestras.Otravariableimportanteaconsiderarenel experimento fue el ambiente de climatizacin y para tal efecto se organizaron dos lotes de probetas, uno en unambiente normal (65%/20C ;humedad relativa y temperatura) que dio como resultado un (CH) contenido de humedad final del material de ~ 10% y otroenambientesimulandoeltropicalohmedo(85%/20C;humedadrelativay temperatura) que dio como resultado un (CH) contenido de humedad final del material de~ 15 %. Ladescripcindecmoselocalizanlostramosdelaguadua,seencuentraenla referencia [11] Lafigura2muestraelprincipiofsicodelexperimentosegnnormaDIN52186para pruebas de madera a flexin. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 70 - Segn DIN 52 186 el esfuerzo de rotura en flexin ult. se calcula con la ecuacin 4 2 ult 2=3*F*Lapoyo/ 2 * L2*L1 (4) Donde: ult : Esfuerzo de rotura en flexin en N/mm2 o en MPa. F : La mxima carga de rotura aplicada en N. (el total de carga aplicada en dos puntos de apoyo). lapoyo : longitud entre apoyos de la probeta en mm. Se recomienda mayor o igual a 15 veces la altura de la probeta. l1 : altura de la probeta en mm. l2 : ancho de la probeta en mm. La longitud total de la probeta de flexin es de 200 1mm, con l1 = l2 = 10 1mm. Ver figura 3. Lapruebadeflexinserealizasometiendoalasfibrasdelaprobetaaunafuerza perpendicular a la cara tangencial longitudinal exterior (TLext.), y la determinacin del esfuerzoltimoenflexinserealizaincrementandogradualmentelafuerzaala probeta, hasta destruirla.Segn DIN 52 186 el modulo de elasticidad en flexin Eo MOE se calcula con la ecuacin 5. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 71 - 33 E =L* F/4 * L2* L1 * (5) Donde: E: Modulo de elasticidad en flexin en N/mm2 o en MPa. F: Diferencial de carga aplicada en N. : Diferencial de deformacin por efecto de la carga en mm. El diferencial de carga aplicada entre apoyos es de 2000 N a una rata de aplicacin de 4mm/minuto. El dimensionamiento de las probetas se hizo acorde a la norma DIN 52 186.SeaclaraqueestanormaenEuropaseutilizaparamaderayseaplicaala Guadua por considerarla un Bamb maderable. La otra razn para aplicar la norma es que a diferencia de la norma ISO 22 157-1:2004 Bamboo Determination of physical andmechanicalpropertiesPart1enlacualseusaelculmoenterocomoprobeta, esta permite tomar una probeta ms pequea de la Guadua. Figura 2. Esquema probeta para prueba de flexin y sitio de extraccin en la Guadua EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 72 - Figura 4. Ensayo de flexin de una probeta de Guadua. Para el anlisis estadstico, se utiliz como metodologa la formacin de bloques en un diseofactorial 12 ,endondelosbloquesestndadosporlaedaddelaGuadua, formando tres bloques de materia prima para realizar las pruebas, los bloques fueron: verde,maduraysobremadura.Encadabloqueseasignaronaleatoriamentelos6 tratamientos formados por dos factores que se tuvieron en cuenta en la realizacin del experimento, el factor tramo de la guadua con tres niveles: cepa, basa y sobrebasa y el factor ambiente con dos niveles: normal (65% de humedad relativa) y hmedo (85% de humedad relativa). El anlisis estadstico para las variables mdulo de elasticidad y esfuerzo de rotura, se basa en un anlisis de varianza (ANOVA) siguiendo un modelo lineal que tiene en cuenta el efecto de cada uno de los factores, el efecto del bloqueo y lainteraccinentrelosdosfactores.Elnmerodeunidadesanalizadasfuede18,3 repeticiones por tratamiento, una en cada bloque. El nivel de confiabilidad mnimo para los resultados es del 95% de confianza y los datos se procesaron en el software SPSS versin. EL BAMB COMO MATERIAL ESTRUCTURAL. ANLISIS DE UN CASO PRCTICO - 73 -3.8.3 . RESULTADOS En la tabla 10 se muestran los resultados de los promedios de Mdulo de Elasticidad, deacuerdoalaedaddelaGuaduayenlatabla11,sepresentanlospromediosde mdulo de elasticidad para los tramos de la guadua: cepa, basa y sobrebasa, adems declasificarlosresultadossegnelambiente:hmedoonormal.Elanlisisde varianza implica diferencias significativas en los mdulos de elasticidad promedios de losdiferentestratamientosdelexperimento(p