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UNIVERSIDAD POLITECNICA DE CATALUNYA
ETSAB
MASTER ARQUITECTURA Y SOSTENIBILIDAD
AUTORA: AGNES PATRICIA LEÓN JANZSO
[CONSTRUCCION CON BAMBÚ] DE LA ARQUITECTURA VERNÁCULA A LA ARQUITECTURA CONTEMPORÁNEA
C o n s t r u c c i ó n c o n B a m b ú | 2
INDICE
1. Introducción General a la Construcción con Bambú………………………………………...... 3
1.1. Beneficios medioambientales del uso del bambú…………………………………………. 4
1.2. El Material………………………………………………………………………………………………………. 5
1.2.1. Propiedades del bambú………………………………………………………………………… 6
1.2.2. Limitaciones del bambú……………………………………………………………………….. 7
1.2.3. Características Básicas de la Construcción con Bambú………………………. 9
2. Evolución de los Métodos Constructivos del Bambú…………………………………….. …….. 9
2.1. Sistemas de Construcción Tradicional……………………………………………………………. 10
2.1.1. Conceptos Estructurales Arcaicos………………………………………………………… 10
2.1.2. Casas tribales……………………………………………………………………………………….. 13
2.1.3. Construcción Tradicional Tecnificada (poste-viga)………………………………. 14
2.1.3.1. Sistemas constructivos…………………………………………………………….. 15
2.1.3.2. Principios Estructurales……………………………………………………………. 22
2.2. Sistemas de Construcción Moderna (Dúo-Dimensional)………………………………. 25
2.2.1. Estructuras con Ingeniería (poste-viga)
2.3. Estructuras Contemporáneas (Tri-Dimensionales)………………………………………. 29
2.3.1. Estructuras Reticuladas Espaciales…………………………………………………….. 30
2.3.2. Hypars (Paraboloides Hiperbólicos)…………………………………………………….. 32
2.3.3. Estructuras Tensadas……………….…………………………………………………………. 34
2.3.4. Estructuras de Conchas………………………………………………………………………. 36
2.3.5. Estructuras Tejidas……………………………………………………………………………… 36
2.4. Evolución de las Uniones de Bambú…………………………………………………………….. 38
2.5. Bambú no estructural……………………………………………………………………………………. 41
3. Conclusiones…………………………………………………………………………………………………………. 43
4. Bibliografía……………………………………………………………………………………………………………. 44
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1. INTRODUCCIÓN GENERAL A LA CONSTRUCCIÓN CON BAMBÚ
“Un futuro sostenible se construye con Bambú”
El bambú es uno de los materiales más antiguos utilizados para la construcción de
viviendas y otras estructuras. Como material de construcción es relativamente barato,
fácil de trabajar y fácilmente disponibles en la mayoría de los países donde crece el
bambú.
En el mundo de plástico y acero de hoy, el bambú continúa aportando su centenaria
contribución y aun crece en importancia. Los programas internacionales de cooperación
técnica han reconocido las cualidades excepcionales del bambú y están realizando un
amplio intercambio de variedades de esa planta y de los conocimientos relativos a su
empleo. En seis países latinoamericanos se adelantan hoy proyectos destinados a
ensayar y seleccionar variedades sobresalientes de bambú en todo el mundo, y también
a determinar al lugar potencial de ese material en las economías locales. Algunos de
estos proyectos han llegado ya a un grado de desarrollo en el que la multiplicidad de
usos del bambú ha llegado a ser una estimulante realidad.
De esta forma, la importancia del bambú como material de construcción en la
arquitectura contemporánea, está recibiendo también una mayor atención en los
últimos años. Incluso cuando se utilizan otros materiales, el bambú forma una parte
importante de la unidad, generalmente se asocia con otros materiales de construcción
como madera, barro, ladrillo, concreto y acero logrando edificaciones de mayor
durabilidad y de lenguajes formales muy diversos.
Y aunque los múltiples usos de este material tienen una larga tradición en América
Latina y Asia, hasta hace poco el bambú era todavía subestimado y poco conocido en el
campo de la construcción moderna para estructuras de alta tecnología. Es justamente
hoy en día que se necesita del desarrollo técnico de recursos naturales y renovables
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como el bambú para poder construir de una manera más sostenible y que nos permita
una mejor calidad de vida a largo plazo.
Con el movimiento moderno, las tradiciones constructivas del bambú fueron olvidadas y
se reemplazaron por edificios de hormigón armado, relegando las construcciones de
bambú a los estratos más bajos, pero hacia fines del siglo pasado surgieron nuevas
generaciones de arquitectos que retomaron las viejas tradiciones, adecuándolas a los
usos y formas modernas con un éxito notable. El bambú está en la mira de arquitectos
modernos y las universidades investigan su comportamiento estructural en busca del
desarrollo de nuevas formas de uso.
Actualmente en Latinoamérica, las construcciones de bambú más conocidas son los
puentes del alemán Jörg Stamm y los pabellones del arquitecto colombiano Simón
Vélez. Los ensayos para estructuras espaciales como la cúpula geodésica de Shoei Yoh
en Japón son otros ejemplos de arquitectura contemporánea realizada en bambú.
En el contexto ecológico el uso del bambú juega un papel muy importante:
1.1. Beneficios medioambientales del uso del bambú
Recurso renovable y sostenible: Los beneficios medioambientales se han convertido en
una consideración importante en los últimos años. Los programas de construcción
deberían hacer hincapié en el uso de materiales locales, diseños eficientes en energía y
materiales que no dañan la salud y el medio ambiente y mano de obra intensiva que
emplee un mayor número de personas. Sólo el bambú puede satisfacer la mayor parte
de estos criterios, pues es un recurso renovable y sostenible. La manipulación del
bambú desde el lugar donde crece (guadual) hasta la obra necesita muy poca energía;
la diferencia de la cantidad de energía y gastos que se necesita en su proceso es muy
grande con respecto al acero u otros materiales. Estudios demuestran que el
tratamiento del bambú requiere sólo un 1/8 de la energía que necesita el concreto para
crear un material de construcción de la misma capacidad. En comparación con las
necesidades del acero, el bambú necesita sólo un 1/50 de la energía para su
procesamiento.
Control de la deforestación: El agotamiento de los recursos forestales y los controles
impuestos a su recolección han dado lugar a una grave escasez de madera como
materia prima. El bambú puede ser un sustituto viable para el control de la tala
indiscriminada de las selvas tropicales y para proteger el medio ambiente.
Depuración de la atmósfera: Las plantaciones de bambú son auténticos sumideros
capaces de fijar el dióxido de carbono. Cada hectárea de bambú puede absorber hasta
nueve toneladas de CO2 y de ella se puede conseguir material estructural suficiente para
construir nueve viviendas unifamiliares. El objetivo es generar una gran demanda sobre
la planta para estimular su siembra y aumentar la capacidad de absorción de CO2,
además de resolver el problema del déficit de vivienda que afecta a gran parte del
Planeta.
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Sostenibilidad: Sostenibilidad social, económica y del medio ambiente es una cuestión
de actualidad con un campo de desarrollo creciente. El bambú tiene grandes calidades
para satisfacer todos los criterios de sostenibilidad. Puede ser regenerado dentro de los
2-3 años, mientras que la madera puede tardar más de 25 años. Es la planta de más
rápido crecimiento del mundo y la sustitución no requiere mucho tiempo. La mayoría de
los materiales son localmente disponibles y simples herramientas pueden ser suficientes
para construir casas de bambú a bajo costo.
1.2. El Material
El Bambú es un “pasto gigante”. Sus muchas especies se encuentran en climas
tropicales y templados en Asia, América y África. Algunas especies son tan pequeñas
que se las puede comer pero otras son muy grandes y resistentes. En general, el
bambú crece muy rápidamente y puede llegar a una altura de 10m a 20m en menos
que un año. Tiene la forma de un tubo ligeramente cónico y el diámetro exterior puede
variar de 3cm a 25cm según la especie.
La “Guadua angustifolia Kunth” es el bambú endémico de América, se extiende desde
el Norte de México hasta el norte de Argentina, especialmente en las zonas tropicales
de Colombia y Ecuador. Su diámetro exterior tiene un promedio de 12cm y un diámetro
interior entre 8-10 cm. La guadua llega en sólo 6 meses a una altura hasta 12m y
obtiene su madurez después de 3 años. Gracias a su alta resistencia, la guadua es la
especie más utilizada en América Latina. Por eso, la siguiente investigación se refiere
especialmente a la guadua, pero cabe decir que existen varias otras especies del bambú
que tienen propiedades físicas parecidas y se podrían aplicar las mismas técnicas que se
van a presentar.
El bambú está constituido por el rizoma, que es subterráneo, rugoso y grueso donde
acumula sustancias de reserva, y el tallo o culmo que es cilíndrico con entrenudos
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separados por tabiques transversales. Es una gramínea leñosa arborescente y su
madera es muy resistente a tracción y compresión.
Es el tallo el que se usa como material estructural. En la mayoría de los casos se utiliza
secciones del mismo y en otros se aprovecha su encuentro con el rizoma para resolver
uniones muy comprometidas, por la gran rigidez de ese punto, ya que la unión de
piezas es el problema tecnológico más importante de las estructuras de bambú.
Por ser un material natural, no se puede precisar taxativamente su resistencia, por lo
que se impone verificar la misma para cada partida que se vaya a utilizar, cuando la
importancia de la estructura así lo requiera. La misma varía para cada especie y según
las condiciones microclimáticas y edafológicas donde crece, aun dentro de la misma
especie.
Es característica del bambú su gran eficiencia resistente por la muy adecuada
disposición del material. Su gran flexibilidad presenta ventajas y desventajas, según el
uso, condiciones y parte de la construcción en que se lo utilice.
1.2.1. Propiedades del Bambú
Las propiedades mecánicas varían de acuerdo a la especie, la edad del bambú, los
factores climáticos, el contenido de humedad y la altura de la caña.
Debido a su peso ligero, que permite bajarle el peso a la construcción, y a su gran
elasticidad que evita su ruptura al curvarse, es muy apropiado para estructuras
antisísmicas. Especialmente sus fibras exteriores la hacen muy resistente a fuerzas
axiales.
La relación entre peso - carga máxima y su forma tubular apto para fuerzas axiales lo
convierten en un material perfecto para estructuras espaciales en donde trabajan
solamente dichas fuerzas axiales. El Momento de Inercia es constante, para cualquier
eje de su sección, pues ésta es anular.
La densidad del bambú varía de 500 a 800 kg/m3. El bambú posee excelentes
propiedades de resistencia a la tensión especial. Se ha reportado que el pico de
aumento de la fuerza se produce alrededor 3-4 años y luego disminuye. Por lo tanto, se
considera que el período de madurez del bambú se sitúa alrededor de 3-4 años en lo
que respecta a la densidad y la fuerza.
– La fuerza de tracción = 1000 - 4000 kg/cm2
– Resistencia a la compresión = 250 - 1000 kg/cm2
– Fuerza de flexión = 700 - 3000 kg/cm2
– Módulo de elasticidad = 100000 - 300000 kg/cm2
La substancia y la textura de las cañas hace fácil la división a mano en piezas cortas
(aserrándolas o cortándolas), o en tiras angostas (hendiéndolas). No se necesitan
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máquinas costosas, sino sólo herramientas simples. La superficie natural de muchos
bambúes es limpia, dura y lisa, con un color atractivo, cuando las cañas han sido
convenientemente almacenadas y maduradas.
Los bambúes tienen poco desperdicio y ninguna corteza que eliminar. Su sección
circular, generalmente hueca, la hace más liviana, fácil de transportar y almacenar,
permitiendo la construcción rápida de estructuras temporales o permanentes. El rápido
crecimiento del bambú lo hace económicamente muy competitivo.
1.2.2. Limitaciones del Bambú
El comportamiento del bambú puede variar mucho con respecto a la especie, al sitio
donde crece, a la edad, al contenido de humedad y a la parte del culmo o de la sección
que uno esté utilizando. Aún no existe ningún código oficial que ofrezca una norma de
clasificación para el uso estructural del bambú.
Dimensiones Variables
El bambú es un recurso natural que no se puede estandarizar. Por esta causa, el
proceso o fabricación en bambú no puede ser mecanizado fácilmente, y generalmente
su utilización queda dentro del campo del artesanado.
Cuando hay una provisión ampliamente suficiente de cañas, las desventajas de esta
variabilidad pueden ser superadas, hasta cierto punto, mediante especial cuidado en la
selección y clasificación del material. Una ulterior compensación puede obtenerse
prestando especial atención al desarrollo de alta destreza del corte y de la clasificación
de las piezas.
Superficies Disparejas
El empleo de ciertos bambúes se hace difícil por la combadura de las cañas, la
prominencia de los nudos, la desigualdad de medidas y formas, y la proporción de
variación longitudinal del ancho. La desigualdad y la conicidad, más marcas hacia el
extremo superior de la caña, pueden hacer difícil obtener una construcción ajustada, a
prueba de la intemperie y los insectos.
Para superar los efectos de la desigualdad el constructor puede seleccionar los bambúes
pensando en las exigencias de su empleo. Las diferentes partes de cada caña pueden
ser clasificadas de acuerdo con sus características dominantes, y las cañas pueden ser
cortadas de acuerdo con tales bases. Los diversos cortes pueden separarse en grupos
de acuerdo con los fines para los cuales sean más adecuados. Las cañas curvadas o en
zig−zag pueden ser empleadas cuando la forma no es importante, o donde pueden
proporcionar un efecto artístico. Los procedimientos especiales, tales como la
eliminación de nudos en las cañas enteras, pueden permitir la obtención de conductos
herméticos. Las cañas pueden ser rajadas para hacer paneles o esterillas. Finalmente el
diseño de la estructura y sus detalles arquitectónicos pueden ser modificados en cierta
extensión para utilizar más efectivamente la naturaleza y peculiaridades del material de
construcción.
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Extrema Hendibilidad
Con excepción de los bambúes de paredes gruesas tales como ciertas especies de
Guadua entre otros, el bambú tiene tendencia a rajarse fácilmente, debido a la baja
resistencia a fuerzas perpendiculares a las fibras (cortante), tendencia que proscribe el
empleo de clavos. Ello también limita el tipo de técnicas adecuadas para la construcción
o unión de las unidades estructurales. Los remedios sugeridos son emplear las cañas
menos fácilmente hendibles, de las especies de paredes gruesas, para aquellos casos en
que la gran propensión a rajarse sea una desventaja; hacer los cortes terminales más
allá de los nudos, cuando sea posible. (los nudos tiene mayor coeficiente de resistencia
al esfuerzo de corte que los internudos y por consiguiente presentan menor tendencia a
rajarse) afirmar las uniones por medio de correas u otros materiales de amarre. Labrar
o taladrar los agujeros para colocar los clavos, tordnillos o clavijas.
Durabilidad
Se necesita un buen mantenimiento para aumentar la durabilidad. Una construcción de
bambú necesita una protección por diseño que asegure que el bambú no reciba
directamente ni humedad, ni rayones directos del sol. El bambú es muy combustible
cuando está seca, por lo que debe protegerse del fuego y como es vacio se quema
rápido.
Además, algunos bambúes son altamente susceptibles a la invasión o parcial
destrucción por los insectos xilófagos, tales como las termitas o polillas. Pueden
seleccionarse las especies de baja susceptibilidad a tales ataques, y las cañas pueden
tratarse para hacerlas menos vulnerables. Las superficies cortadas de los extremos de
las cañas son los sitios por donde los insectos efectúan por lo general su entrada y
deben ser motivo de especial cuidado.
Muchos bambúes muestran también una gran susceptibilidad al ataque de la
podredumbre por hongos, especialmente en condiciones húmedas y al contacto con el
suelo húmedo. En este caso, también la selección de las especies ha de contribuir a
superar estas debilidades, pero deberá emplearse alguna forma de tratamiento
preservativo para prolongar la utilidad de los bambúes expuestos a la humedad.
Preservación
Los bambúes varían de especie en especie en cuanto a la susceptibilidad de sus cañas a
la invasión de los insectos xilófagos. Aunque las cañas de unos pocos bambúes,
especialmente la Guadua angustifolia, tienen aparentemente una resistencia
relativamente alta, tanto a los insectos xilófagos como a la podredumbre por los
hongos. De acuerdo con investigaciones, existe correlación definida entre la
susceptibilidad a la invasión de los insectos xilófagos y el contenido de almidón y
humedad de las cañas, el cual debe ser menor al 15%. La preservación con bórax es
una solución económica y la más comúnmente usada.
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1.2.3. Características Básicas de la Construcción con Bambú
Propiedades especiales: Ligeros, flexibles; gran variedad de construcciones
Aspectos económicos: Bajo costo
Estabilidad: Baja a mediana
Capacitación requerida: Mano de obra tradicional para construcciones de bambú
Equipamiento requerido: Herramientas para cortar y partir bambú
Resistencia sísmica: Buena
Resistencia a huracanes: Baja
Resistencia a la lluvia: Baja
Resistencia a los insectos: Baja
Idoneidad climática: Climas cálidos y húmedos
Grado de experiencia: Tradicional
2. EVOLUCION DE LOS METODOS CONSTRUCTIVOS DEL BAMBU
Este capítulo da un paseo por la evolución de las construcciones con bambú en las
zonas tropicales. Se expone un orden que se desarrolla desde lo más primitivo hacia lo
moderno, teniendo como guía la historia del hombre. Todos nos consideramos
“modernos”, aunque nos inspiramos con gusto en conceptos arcaicos. Pero sistemas
tradicionales como “poste y viga” no siempre encajan con materiales modernos y
pecamos por desconocimiento de sistemas constructivos modernos. Para ilustrar la
secuencia de la evolución en las estructuras, hay que relacionar la arquitectura en sus
más remotos orígenes y llevarla a las obras ultramodernas. Se demuestra que el bambú
era usado desde la cuna de la arquitectura y cabe en todas fases y expresiones de la
construcción contemporánea.
Desde los primeros cobijos y estructuras arcaicas en bambú, se pasa a las
construcciones tribales y tradicionales de varios países tropicales. Luego se explica con
ejemplos de varias obras la transferencia tecnológica de la madera al bambú. Especial
enfoque se da en los diferentes conceptos constructivos. Pero más allá de la simple
consideración del bambú como una madera mas, se desarrollaron recientemente
estructuras libres, que solo pueden funcionar con un material tan largo y ligero como
estos pastos gigantes. Inspirado por las membranas anti-clásticas de Frei Otto y en lo
artístico las superficies curvas y cuerpos torcidos de Frank Gehri se quiere llevar el
bambú a la arquitectura moderna. Debido a la curvatura natural del bambú se pueden
construir formas geométricas que serian muy complicadas de lograr en materiales
industriales. Pero siguiendo la lógica innata de esta fibra natural se logra no solamente
una estética muy orgánica. La utilización de este material ecológico amable no es
solamente un substituto de madera, - el bambú impone un estilo nuevo en la
arquitectura. Su sistema constructivo es fácil de entender, las técnicas son simples y
pueden elaborarse hasta por personas no especializadas.
La siguiente descripción de las categorías explica su carácter evolutivo y demuestra
que cada paso es basado en las técnicas desarrolladas de sus antepasados. No siempre
se permite una clara distinción, ya que algunas técnicas tradicionales mezclan
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conceptos estructurales. De igual manera se encuentran algunas técnicas ancestrales
cooperando sin contradicción en construcciones ultramodernas.
2.1. SISTEMAS DE CONSTRUCCIÓN TRADICIONAL
2.1.1. Conceptos estructurales arcaicos
Las invenciones tecnológicas de los refugios nómadas de las culturas primigenias son un
excelente ejemplo de arquitecturas ligeras, flexibles y adaptables en las que podemos
encontrar soluciones constructivas importantes y cuyo estudio es de gran relevancia
porque todas las características arquitectónicas de las construcciones ligeras
contemporáneas hechas en bambú se encuentran presentes en estas construcciones
primigenias.
El Tejido
El tejido es una de las primeras invenciones encontradas en los cobijos nómadas. Es
una membrana conformada por hilos dispuestos en trama y urdimbre formando una
hilada de trama ortogonal. Los hilos de urdimbre son ubicados paralelamente y los hilos
de trama son perpendiculares a la urdimbre y cruzados con lo que se conforma el
tejido. La palabra latina “membrana” significa pergamino o piel y cuya característica
principal es su poco espesor.
Algunas referencias de cestería de bambú en grande son las casas en forma de colmena
gigantes y las casas elefante, en Etiopía. Las estructuras son una mezcla entre cestas y
conos.
Sidamos
En Etiopía encontramos cobijos conocidos como “Sidamo”, también llamados “Colmenas
de abejas” por su similitud formal con las moradas de las abejas. Estos cobijos son
monofamiliares, con una organización espacial funcional donde la cantidad de ganado
que se tenga determina la ubicación e importancia social de la familia. Son de planta
circular entre 7 a 8 metros de diámetro y como el material básico de construcción es el
bambú supone la localización de estos cobijos en áreas donde crece esta planta.
El Sidamo dispone de un mástil central de apoyo a toda la cubierta; en el perímetro del
círculo se siembran varas de bambú para realizar un tejido en dos sentidos de trama y
urdimbre, donde la urdimbre es la vara colocada en forma de meridianos radiales y la
trama de lajas de bambú se teje de manera ascendente en forma de aros paralelos que
van teniendo diámetros más pequeños en la medida en que van subiendo, como en una
cesta de mimbre.
El mismo tejido se utiliza como andamio para los tejedores en la medida en que la
altura va subiendo, una altura total del cobijo que suele alcanzar entre 6 y 8 metros.
Posteriormente se coloca el cerramiento con hojas de bambú que le sirven de
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impermeabilización conformando una cubierta tipo sandwich de varias capas con
funciones diferentes. La única abertura es el acceso pero como la piel está tejida deja
unos orificios de tamaño suficiente para que el humo del fogón salga.
Casas Elefante
Los dorza eran antiguamente un pueblo de guerreros pero hoy han pasado a ser
agricultores y ganaderos. Sus construcciones son diferentes a las del resto del país, se
hacen con una estructura de bambú y un tejido exterior de hoja “Ensete” o falso
banano. Esta cobertura se debe cambiar cada 20 años.
Estas construcciones alcanzan alturas de 12 m y el aspecto exterior da la impresión de
ser una cabeza de elefante, de esto les viene el nombre. La trompa es la puerta de
entrada y los ojos unos ventanales para airear la choza.
Las termitas, que abundan en la zona se van comiendo la estructura, lo hacen de una
forma muy peculiar, pues no destruyen directamente la casa sino que van quitándole
cm de altura, de forma que su ciclo de vida es de unos 90 años, ya que van reduciendo
su altura hasta que son inservibles.
Sidamo o “colmena” Casa “elefante”
Cabe destacar que estos cobijos, mantienen características similares desde el punto de
vista arquitectónico, entre las cuales podemos mencionar:
1. Techos alabeados que permiten escurrimiento de las aguas de lluvia.
2. Cubiertas perimetralmente apoyadas, con lo que, además de proteger la morada de
animales y de los factores ambientales como la lluvia y el sol, se logra repartir toda
la carga que llega al suelo, además del peso propio, las sobrecargas producto de las
ventiscas o ráfagas de vientos.
3. El tejido constituye una piel que ventila el espacio interior.
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4. Las formas geométricas globales anticlásticas contribuyen a la estabilización de la
estructura.
Una versión moderna de estos cobijos tejidos hizo Marko Brajovic en Costa Rica, usando
tiras de guadua rajada para sus obras de “woven architecture”.
The Bamboo House "La casa en el Aire"
La Casa en el Aire es un proyecto desarrollado a comienzos del 2003 en una zona del
humedal de Cocles en Costa Rica por los arquitectos Marko Brajovic, Ignacio Platas,
Richard Porcher, Stefanie Vandendriessche y Jordan Wynnychuk (hasta el 2006; Su-
Studio). Se trata de la realización de una vivienda privada construida enteramente en
bambú de la variedad Guadua Angustifolia, utilizando para ello un equilibrio entre
técnicas tradicionales de montaje y un avanzado software de creación propia para la
concepción y el diseño.
Tras estudiar las artes de cestería empleadas por la tribu Naso (Pueblo Teribe, Panamá)
se aplicaron en diferentes modelos a escala para realizar las pruebas de carga,
experimentando con diversos diseños y estructuras.
Marko Brajovic, en el libro “BAMBOOLAB El Viaje de la Princesa” escribe;
“Analizando los sistemas constructivos de las comunidades indígenas in Asia, América
del Sur, África y Europa, como en todas las áreas tropicales y subtropicales, podemos
encontrar el mismo concepto estructural de “tejer el espacio”. El “lenguaje tejido”, es
una estructura gramatical ancestral que presenta el mismo paradigma implícito en la
forma mentis humana de percibir y componer objetos y el entorno. El tejer cestas es
originariamente más antiguo que la cerámica. La función primaria es de contener los
objetos y transportarlos, segunda de trasmitir símbolos y cuentos través sus patrones.
Fibras naturales, particularmente bambú, es la componente principal de tales
estructuras, de cestas, tejidos, arquitectura, hasta la ingeniaría civil y náutica.
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El conocimiento común de la era del metal, del bronce, o la era industrial, no consideran
la existencia de una “Era de la Fibra”, que obviamente no se puede encontrar en las
excavaciones arqueológicas. En nuestra época de los métodos de diseño post-industrial,
y la investigación de nuevos materiales de fibras hibridas y tenso-estructuras, la
arquitectura en bambú se presenta con una increíble contemporaneidad. A partir de
estos conceptos, mi investigación está basada en “Tejer Arquitecturas” en lugar de
“Construir Arquitecturas”.”
Su investigación sigue en Japón, como BRAJOVICVANDENDRIESSCHE, en el diseño de
un robot que a partir de inputs de sonido del entorno natural, “modela” un espacio
arquitectónico, “de-formando” el crecimiento natural de los bambús.
2.1.2. Casas tribales
Con el incremento gradual de la agricultura se desarrolla la arquitectura hacia una casa
con una concepción de poste y viga, usando un sistema tradicional para las paredes
conocido como bahareque.
El Bahareque
La técnica del bahareque, que en algunos países de Latinoamérica se denomina quincha
(en inglés wattle and daub) consiste en elementos verticales y horizontales formando
una malla doble que crea un espacio interior, posteriormente rellenado de barro con
paja. Los elementos verticales usualmente están compuestos de troncos de árboles y
los horizontales de cañas de bambú, carrizo o ramas.
Las construcciones mixtas, como el caso del bahareque, son estructuras muy elásticas y
por lo tanto reaccionan adecuadamente ante las solicitaciones sísmicas, esas
estructuras debido a la presencia de buena cantidad de elementos de madera disipan
energía rápidamente.
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Edificación de Bahareque, Brasil pared de bahareque
Cuando la estructura se encuentra debidamente arriostrada, en paredes y cubierta, los
efectos de vibraciones producto de un sismo se controlan rápidamente. Sus uniones al
no ser rígidas permiten que las estructuras sean elásticas.
Uno de los problemas en caso sismo es el desprendimiento de su relleno; su fácil
fisuración hace que luego de un sismo tenga una imagen de estructura muy afectada,
para ello hay que controlar este efecto mediante el uso de malla entre el relleno y el
empañetado.
2.1.3. Construcción Tradicional Tecnificada (Poste - viga)
Basado en las técnicas aprendidas con la casa tribal, se desarrolla la construcción
tradicional, como se ve todavía en el campo y las zonas suburbanas de Latinoamérica y
algunos países del continente asiático.
El solo bambú puede ser utilizado para hacer partes de una casa con excepción del
fogón de la chimenea. En la mayoría de los casos, sin embargo, el bambú es combinado
con otros materiales de construcción tales como madera, arcilla, cal, cemento, hierro
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galvanizado, y hojas de palma, de acuerdo con su relativa eficiencia, disponibilidad y
costo.
2.1.3.1. Sistemas de Construcción Tradicional más usados
1-Sistema de Bahareque modificado por paredes de esterilla de Guadua.
2-Sistema con paneles de esterilla de Guadua prefabricados in situ.
3-Sistema normalizado en Guadua y madera.
El primero de ellos, tiene importantes variaciones con respecto al Bahareque de barro
embutido, que consisten en el uso de paredes forradas por ambos lados con esterilla de
Guadua; en la introducción de un zócalo aislante de la humedad; en la inclusión de
varias alternativas para la construcción de la estructura del techo; así como en otros
detalles que se verán más adelante, por lo que su diferencia es notable.
Los otros dos sistemas, no solo son novedosos por sus características, sino porque
plantean la posibilidad de poder atender más rápidamente un mayor volumen de
construcción de vivienda económica mediante la fabricación de paneles grandes,
armados en el sitio, al pie de la obra donde van a ser ensamblados, como lo plantea el
segundo sistema, o a nivel industrial, mediante la fabricación de paneles normalizados,
que bien puede realizarse en talleres industriales o en talleres de tipo artesanal, de
acuerdo al volumen de producción exigido, aunque también puede fabricarse al pie de la
obra si se trata de pocas viviendas, como lo plantea el tercer sistema.
Este último sistema tiene la ventaja sobre los otros dos, que sus paneles, por ser
relativamente pequeños, son de fácil fabricación, manejo, almacenamiento, transporte y
montaje, por lo que el lugar de producción puede ser diferente y aún distante del lugar
de ensamblaje, lo cual trae ventajas de tipo económico relacionadas con su producción
comercialización y transporte, al poderse atender pedidos voluminosos a mayores
distancias.
Estos tres sistemas no son excluyentes entre sí. Por el contrario, permiten ser utilizadas
algunas soluciones de unos en otros, aumentando así las posibilidades de diseño y
construcción.
1.- Sistema de Bahareque Modificado por Paredes de Esterilla De Guadua
Como su nombre lo dice y se mencionó anteriormente, es una modificación del muy
conocido Bahareque que, como sistema de cerramiento de espacios, ha sido utilizado
por milenios por diferentes culturas del mundo.
El Bahareque comúnmente es construido con una serie de elementos verticales (tallos
de madera rústica, de palma, etc.) que están unidos lateralmente por dos cortinas de
elementos horizontales (caña de bambú, caña brava o similares), separadas entre sí en
sentido vertical aproximadamente 10 cm., conformando en conjunto una especie de
jaula, en cuyo interior se embuten, primero, piedras de canto rodado y, luego, hacia
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arriba, un amasijo de tierra y agua, generalmente revuelta con los pies, que alcanza el
estado pastoso o blando, el cual es aplicado manualmente hasta el tope de la pared.
El sistema que nos ocupa, en cambio, se construye con parales de Guadua de entre 8 y
12 cm. de diámetro, según el tipo de pared y la variedad de Guadua utilizada. En vez de
piedras en la parte baja, tiene un zócalo de 2 a 3 hiladas de ladrillo de barro cocido, sea
con huecos o macizo, o con bloques de cemento, para aislar a la Guadua de la humedad
del suelo y del chisguete del agua de lluvia.
En vez del enjaulado formado por los elementos horizontales separados entre sí, por
donde se embute el amasijo de tierra, el sistema propuesto lleva por cada lado de la
pared una cortina de esterilla de Guadua. Esta esterilla va clavada a los parales y cosida
con alambre delgado. La pared así construida se diferencia de la del Bahareque
embutido en que la doble cortina de esterilla conforma, junto con los parales y
diagonales un conjunto de oquedades o cámaras de aire que representan las siguientes
ventajas.
* La pared de esterilla tiene menos peso que la de Bahareque y, por lo tanto, requiere
de menores especificaciones en los cimientos y en la estructura que la soportan.
* Las cámaras se comportan como aislantes térmicos de comprobada eficacia y también
como aislantes acústicos en menor grado.
* Al ser hueca gran parte de la pared, permite en su interior la instalación de la red
eléctrica, debidamente protegida por tubería conduit y cajetines, así como la red de
aguas blancas. La red de aguas servidas y excretas es preferible montarla fuera de la
pared para facilitar su reparación.
* Si al material de Guadua utilizado se le ha hecho el tratamiento preventivo y se ha
curado adecuadamente; si se le protege su base con la construcción del zócalo de
ladrillo, de bloque o con otro sistema similar; si se frisa y protege con pintura por
ambas caras y se dota de aleros suficientes, la pared queda protegida contra la
humedad y el ataque de insectos, permitiendo que su duración se prolongue por 60 o
más años, tiempo más que suficiente, dado su bajo costo y su fácil construcción. Todo
depende del mantenimiento que se le siga dando periódicamente como lo exige
cualquier otro sistema constructivo.
Por la gran resistencia a la compresión que presenta la Guadua angustifolia, las paredes
conformadas por parales y diagonales, debidamente estabilizados, garantizan el soporte
de varios pisos sobre ellas, más la estructura del techo y la carga de una cubierta tan
pesada como la de teja de barro cocido.
Colocación de la esterilla
Después de construir el zócalo sobre el cimiento y de instalar la solera inferior sobre el
zócalo -fijándola a los chazos de madera- y de haber instalado sobre ella los parales y
diagonales, junto con la solera superior; es decir, una vez constituido el esqueleto de la
pared y verificadas su estabilidad y rigidez, se procede a colocar la esterilla,
inicialmente por la parte exterior de la construcción, hasta completar el cubrimiento por
esa cara, dejando la otra cara, sin esterilla, con el fin de permitir la instalación de las
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redes eléctrica y de agua potable; después de lo cual se procede a colocar la esterilla
por la cara fallante de cubrimiento.
Tanto por la parte exterior como por la interior se fija la esterilla a los parales y a los
diagonales mediante clavos, distanciados entre 3 y 8 cm., en cada uno de los cuales se
enlaza un alambre delgado, conformando una especie de costura. Cuando la pared va
frisada, la esterilla debe colocarse con la faz cutinizada (la más dura) hacia el interior de
la pared.
En este caso, como esta esterilla sirve de base al pañete y al friso que se vayan a
aplicar a la pared, deben separársele los elementos (latas o cintas) que la conforman,
estirando la esterilla transversalmente al momento de instalarla. Es decir, como la
esterilla se coloca horizontalmente y se empieza a fijar de arriba hacia abajo, entonces
el esfuerzo de estiramiento debe hacerse siempre hacia abajo, procurando que las
rendijas que van apareciendo no sobrepasen un centímetro de apertura. Estas rendijas
se requieren para retener el pañete. Entendiendo por "pañete" a la primera capa que se
aplica directamente al esterillado, consistente en una mezcla de tierra cernida seca, no
arcillosa, arena, cal hidratada (apagada) y sisal o cabuya picada en trozos de 5 a 8 cm.
(o en último caso, tallos de pasto picado del mismo largo) para evitar que se raje, en la
proporción de una parte de cal, tres de tierra y tres de arena. Por "revoque" o friso
entendemos el mortero corriente de cemento y arena que se aplica como segunda capa.
La cantidad de agua varía según el tipo de mezcla requerida y la etapa de su aplicación.
Para facilitar la labor de fijación de la esterilla se debe realizar entre dos personas.
Mientras una sostiene la esterilla en su sitio, la otra la fija por su parte superior
únicamente, luego, el que la sostenía, la estira halándola desde abajo, mientras el otro
va clavándola de arriba hacia abajo, pero solamente a medio clavar.
Cuando se han colocado todas las esterillas de ese lado de la pared, se procede a
hacerle la costura con alambre delgado; para lo cual el que antes sostenía y estiraba la
esterilla, ahora le da una vuelta o dos a cada clavo con el alambre, manteniéndolo
siempre bien templado; operación que repite en cada clavo, mientas la otra persona
procede a terminar de clavar los que ya estén debidamente entorchados.
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2.- Sistema De Paneles Armados IN SITU
Este sistema representa un avance sobre el sistema tradicional, porque plantea la
fabricación en serie para desarrollos colectivos, mediante la fabricación, al pie de la
obra, de paneles grandes o paredes completas por series, con la utilización de
formaletas (moldes o matrices), dentro de las cuales se arman dichos paneles.
No requiere de instalaciones fabriles costosas ni complicadas porque, con el uso de
tecnologías sencillas, herramientas corrientes y mano de obra no especializada,
simplemente bien entrenada, se logran los objetivos.
Lo único exigente de este sistema es su cuidadosa programación y desarrollo, lo que es
fundamental en cualquier proceso de este tipo.
Lo novedoso consiste en que no se utilizan, altas tecnologías para el corte, selección y
montaje de las piezas que conforman los paneles sino que, con tecnologías sencillas y
utilizando unos pocos elementos de madera aserrada y el resto de Guadua, se logra
masificar la producción y acelerar el montaje, bastante diferente al tradicional que,
como lo vimos en el ejemplo anterior, es más demorado, puesto que se debe
seleccionar cada paral, medirlo, cortarlo a la medida, colocarlo, aplomarlo y clavarlo
finalmente.
En cambio, con este sistema, se colocan y clavan rápidamente los parales y diagonales,
previamente cortados y entallados con la misma medida -si son paneles con remate
superior horizontal o con las medidas diferenciadas pero cortadas en serie, si
corresponden a paneles con la pendiente del techo.
La fabricación de cada panel es sencilla, puesto que solo se trata de colocar cada uno de
los parales, previamente cortados a la distancia que ya está marcada en la formaleta y
clavarlos a las soleras inferior y superior, que también están debidamente ubicadas en
la formaleta, para luego colocar y clavar la esterilla sobre la armazón así configurada,
con lo que se le da rigidez al panel. Debe dejarse el último tramo superior de éste sin
esterillar, con el fin de facilitar el ensamble con otros paneles.
Una vez elaborado el panel o pared en la formaleta y habiéndole colocado la esterilla
por una de sus caras, se traslada al pie de la obra para su montaje.
El panel se esterilla por un lado, en caso de que haya que colocársele en su interior
algún ramal de instalaciones eléctricas o sanitarias. En caso de no contener ninguna
instalación, se debe forrar por ambas caras con la esterilla, a fin de darle mayor rigidez
y correr menos riesgos de desajuste en el traslado y montaje.
El montaje en la obra debe comenzarse por una esquina, para agilizar su verticalización
y estabilización, previo el trazado en el piso de las líneas de contorno de las paredes.
Este trazado facilita la exacta ubicación de cada uno de los paneles.
Debe lograrse que la articulación de dos o más paneles sea exacta, rígida y estable.
Antes de rigidizar esta articulación, con el clavado definitivo, deben verificarse
cuidadosamente la exacta ubicación, la verticalidad y el ajuste exacto con los paneles
vecinos correspondientes.
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Se procede entonces a clavarlos o a fijarlos con pernos con tuerca, según el caso y a
colocar las riostras o diagonales en la solera superior, para luego fijar definitivamente
los paneles al piso. La inamovilidad de su base se logra al fijar los paneles a la
estructura y al entablamento, en caso de llevar tablas en el piso. Esta inamovilidad se
refuerza, más aún, al ser vaciada la losa de concreto, porque quedan las paredes
completamente aprisionadas por la losa. Y se estabiliza definitivamente todo el
conjunto, al colocarle los elementos que conforman la estructura del techo.
Para lograr unidad en las paredes y evitar rajaduras, por el esfuerzo cortante que se
puede presentar en las uniones de dos o más paneles, debido a movimientos telúricos,
a asentamientos diferenciales o a dilataciones por cambios de la temperatura ambiente,
se coloca la esterilla por la cara que aún no estaba forrada, procurando que abarque, a
manera de puente, -los paneles comprometidos en dicha articulación, neutralizando así
los esfuerzos cortantes y evitando las molestas fisuras en las paredes.
Por la otra cara, como cada panel tiene su esterillado independiente, por lo que se ve
claramente la línea de unión, es necesario clavarle malla de alambre de hueco
hexagonal (malla de gallinero) a fin de contrarrestar el efecto cortante, lográndose de
paso, un mejor amarre al friso y mejor presentación de la pared.
3.- Sistema Normalizado en Guadua y Madera
Este sistema puede ser aplicado fácilmente a nivel industrial, debido a su bien lograda
modulación que permite producir en serie todos los elementos rápidamente, utilizando
mano de obra más artesanal que técnica, con herramientas y maquinarias de uso
corriente y con el consumo de materiales económicos.
El tamaño de sus elementos (paneles, cerchas, etc.) cuya dimensión modular es de 30
cm. permite el fácil almacenamiento y rápido transporte. Por ello nos brinda un amplio
abanico de posibilidades para la construcción masiva de viviendas modulares sencillas y
económicas, a la vez que estables y seguras, para ser levantadas en diferentes tipos de
terrenos.
Este sistema modular funciona cabalmente en terrenos planos, pero lo más importante
de resaltar, es su gran adaptabilidad a los terrenos pendientes o de ladera.
Tipos de Paneles Prefabricados
Se pueden construir los paneles de dos maneras:
1-En forma continua, es decir, un solo panel cuya longitud sea igual al largo de la pared
(parecido a los presentados en el anterior ejemplo de construcción de viviendas con
paneles fabricados in situ)
2-Por repetición de paneles modulados prefabricados
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Casa de Bambú Modelo en Guayaquil, Ecuador
Para traer todos los sistemas tradicionales de vivienda juntos, INBAR ha iniciado un
complejo de viviendas en Guayaquil, Ecuador. Los objetivos principales del proyecto
fueron: i) intercambiar conocimiento en sistemas de vivienda en Asia y América latina,
ii) documentar todos los sistemas de vivienda para permitir su transferencia a otras
partes del mundo, y iii) determinar y comparar las diversas variables de cada sistema
de paredes con otros, particularmente en términos de costos, tiempo y eficacia. Una
casa modelo fue construida en Guayaquil para alcanzar estos objetivos. El proyecto fue
financiado y manejado en común por la oficina regional de INBAR América Latina
(LARO) y la Universidad Católica, Guayaquil.
La características principal del proyecto fue la inclusión de 10 diversos tipos de paredes
de bambú en una sola casa. Todos los sistemas tradicionales y mejorados conocidos de
paredes fueron incluídos para concentrar todo el conocimiento de vivienda junto en un
edificio de ejemplo. Más importante, los sistemas existentes de paredes fueron
modificados y ajustados según las situaciones locales para mejorar calidad y reducir el
costo.
1. Bahareque tradicional: El bahareque tradicional utiliza postes de madera y de bambú
como el marco principal de la pared. Los listones de bambú se colocan con un
espaciamiento de 5-cm entre ellos a ambos lados del bastidor principal y el espacio
hueco entre los listones se llenan de barro (fango, lodo) embalado. Esto también se
conoce como bahareque sólido. La pared se enyesa generalmente con el fango y
estiercol de vaca mezclado con paja del arroz. Sin embargo, en esta casa particular
todos los postes eran de bambú y en vez de los listones de bambú, el bambú
aplanado (también conocido como esterilla) fue colocado horizontalmente con la
parte externa dura de los revestimientos de bambú hacia el interior de la pared. La
parte hueca entre el esterilla de bambú horizontal fue llenada de barro.
2. Bahareque mejorado: La estructura principal de esta pared es similar a la del
bahareque tradicional. Sin embargo, los espacios entre los bastones horizontales
(esterilla) no fueron llenados. Esto se conoce como bahareque hueco. Esta pared es
muy ligera y conveniente para los climas calientes y húmedos. La esterilla de bambú
C o n s t r u c c i ó n c o n B a m b ú | 21
entonces se cubre con malla para pollos para facilitar el enyesado con mortero de
cemento.
3. Quincha tradicional usando un marco de madera: La estructura principal de esta
pared es un marco de madera. Cada lado del bastidor se cubre con esterilla de
bambú colocado horizontalmente con los revestimientos laterales verdes hacia
adentro. En algunos casos los listones de bambú se utilizan para fijar el bambú
aplanado al panel de pared. La pared entonces se enyesa con el mortero del
cemento.
4. Quincha tradicional usando el marco de bambú (postes): El quincha tradicional se
fabrica en marco de madera con el bambú tejido o aplanado y se enyesa
generalmente con barro. Sin embargo, este tipo de pared tradicional fue fabricado
con postes de bambú y el bambú aplanado con los revestimientos laterales verdes
hacia adentro. El exterior de la pared fue enyesado con barro y estiércol de vaca.
5. Quincha Mejorado: La estructura de esta pared es similar con la del quincha
tradicional con el marco de bambú. Sin embargo, la pared se enyesa con mortero de
cemento sobre malla para pollos.
6. IPIRTI modificado - Este sistema fue desarrollado en IPIRTI, India (Insituto de
Investigación y Entrenamiento de la Industria del Chapeado). Éste es un tipo de
sistema modular en el cual los postes se erigen a espaciamientos iguales de 1 a
1.5m. Los postes se perforan a intervalos de 15-cm para insertar pasadores de
acero. El bambú partido entonces se ata a los pasadores de acero horizontalmente y
se forma verticalmente una rejilla. Se aplica malla para pollos y la pared se enyesa
con mortero de cemento. El grueso total de la pared es de alrededor de 5cm. Sin
embargo, contrario a la India, el braguero prefabricado no fue utilizado en este caso
debido a la cantidad de trabajo implicado. Además, Chonta (madera dura de palma)
fue utilizado en vez de pasador de acero para reducir el costo de la casa, y las placas
de la pared (vigas de madera) fueron substituidas por el bambú.
7. Pared mejorada de Hogar de Cristo: Una pared típica de Hogar de Cristo incluye un
marco de madera con el bambú aplanado a un lado del bastidor. En este caso, sin
embargo, el bambú aplanado se utiliza a ambos lados del bastidor. Las partes
internas suaves del bambú aplanado, que dan al exterior de las caras de la pared, se
enyesa con mortero de cemento y la parte externa dura del bambú, que hace frente
al interior de la pared, se deja sin enyesar para mostrar el bambú.
8. Pared de bambú diagonal con yeso - el propósito principal de esta pared es estético.
Los listones de bambú se colocan diagonalmente a ambos lados del bastidor de
madera o de bambú intercalado con malla para pollos. Los listones están espaciados
alrededor de 5cm entre ellos. Los espacios entre los listones se enyesan con mortero
de cemento.
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9. Vista de esterilla de bambú - esta pared se hace del bambú aplanado en el cual la
pieza externa de la pared se deja natural o se barniza y la pieza interna de la pared
se enyesa con mortero de cemento.
10. Vista de tiras de bambú: Este tipo de pared es similar a la pared de esterilla pero en
vez de usar el bambú aplanado, los listones se colocan en diversas direcciones. La
pieza interna de la pared se enyesa con mortero de cemento.
Bahareque Hueco y Sólido Pared IPIRTI
2.1.3.2. Principios Estructurales
Dado que en el culmo de Bambú predomina una dimensión sobre las otras dos, toda
estructura que se haga con él parte de un elemento lineal generador, sea para diseñar
estructuras convencionalmente llamadas planas en las que acciones reacciones, cargas
y deformaciones se analizan en el mismo plano, superficiales (con dos dimensiones
dominantes) o espaciales en las que el comportamiento estructural sólo se explica en el
espacio. Como tal admite también la constitución de secciones compuestas, ya sea para
aumentar su resistencia o para disminuir su deformabilidad.
Un principio general: aprovechar el culmo en toda su longitud, siempre que sea posible
Desde que el principal problema constructivo de toda estructura de bambú es la unión,
nudo o el encuentro de elementos, aprovechar al máximo la continuidad del material es
una condición siempre deseable. Toda vez que se pueda constituir la estructura sin
fraccionar sus elementos constituyentes se evitará un detalle de empalme de piezas
punto más lábil de estas estructuras.
Estructuras Planas
La forma más elemental de utilizar el bambú es como se lo encuentra en la mata. Como
viga, es decir trabajando a flexión, tiene una resistencia adecuada pero su gran
deformabilidad (flecha) debe ser evitada sea con secciones compuestas o con elementos
estructurales auxiliares como tornapuntas o pies de amigo, para disminuir la luz
efectiva, aprovechando las ventajas de la continuidad.
Es también muy apropiado para constituir reticulados bidimensionales, como se ve
mayormente en estructuras modernas, aunque cabe destacar que en el plano
perpendicular al de la estructura, se pueden dar grandes deformaciones en el proceso
de montaje.
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Los sistemas de construcción tradicional de poste-viga, se basan en estructuras planas
(bidimensionales), y se caracterizan básicamente por:
Columnas y vigas simples o de sección compuesta.
Uniones sencillas tipo “boca de pescado”, atornilladas o reforzadas con mortero si es
necesario.
Envigados y Cerchas simples para cubiertas a 2 o 4 aguas, de mediana luz
Elementos auxiliares como tornapuntas o pies de amigo.
Estructura de columnas y envigado simples, casa tradicional en Nicaragua
Vigas y columnas de sección compuesta
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CARPINTERIA BASICA DE LA GUADUA
Empalmes de piezas horizontales de Guadua Entalladura básica en la articulación de piezas
Unión “boca de pescado” Conexión con pernos
Columna empotrada con tubo de acero Columna articulada con varilla y mortero
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2.2. Sistemas de construcción moderna
2.2.1. Estructuras con ingeniería.
Donde no alcanza el largo de un tronco natural, empieza la ingeniería. El sistema
tradicional tiene proyectos destacados, combinando las uniones tradicionales con
uniones de ingeniería, dando como resultado edificaciones audaces en varios pisos con
grandes aleros. Así se puede decir que se inició el auge de la construcción moderna con
Guadua.
Pabellón Zeri, Manizales, Arq. Simón Vélez
Reticulados planos
En esencia definimos a las estructuras reticuladas como las formadas por elementos o
barras vinculadas entre sí en forma triangular y con las cargas actuando sobre los
vínculos o nudos. Para el bambú, conviene que los cordones sean continuos, para evitar
la multiplicación de nudos. Si además se hacen dobles o triples las uniones resultan más
fáciles de realizar, evitando cortes en la sección de la caña, que siempre son puntos
lábiles o vulnerables en este tipo de estructuras.
La flexibilidad del bambú permite también generar reticulados de perfiles curvos.
Cercha Pez
C o n s t r u c c i ó n c o n B a m b ú | 26
Triangulaciones
La triangulación es una disposición que puede mirarse como un elemento estructural
más y se aplica a la formación de casi todos los tipos estructurales, sean columnas,
vigas, arcos, pórticos y hasta estructuras laminares. Ante la linealidad y la flexibilidad
del bambú, es especialmente apta para trabajar con sus culmos pues permite el
arriostramiento que evita la flexión parcial o total de los elementos longitudinales y del
conjunto, particularmente en los sectores comprimidos.
Variantes en el uso de la triangulación: los tornapuntas
Veremos a continuación, diversas alternativas de formas estructurales donde la
triangulación es la protagonista, sea en el plano o en el espacio. Es necesario volver a
insistir que los planteos en el espacio, son mucho más apropiados para el bambú, pues
neutralizan su flexibilidad en todos los planos, tanto en el proceso de armado como en
el montaje y su trabajo en régimen de servicio.Diseñar y realizar en el espacio es
menos artificioso que resolver la estaticidad en el plano para luego analizar la
estabilidad en el espacio.
Techo de escenario en Armenia, Colombia, J. Stamm
Como ya se mencionó, la unión de bambú está en desventaja en cuanto a uniones de
compresión, así que le debemos ayudar con un relleno del vacío y evitar el
aplastamiento.
Pero algunos bambúes tienen una ventaja en uniones de palos cruzados: La Guadua
tiene una capa externa muy dura y se parece en esto más a un tubo metálico que a la
madera, así que en muchos casos no se deforman los pernos en las uniones cruzadas.
Con una adicional inyección de mortero se permite una fijación confiable de pernos y las
uniones pueden ser calculadas por programas computarizadas, cuando son metálicas.
Así que con este sistema constructivo, donde se cruzan guaduas en varios niveles,
C o n s t r u c c i ó n c o n B a m b ú | 27
atornillados con pernos entre sí, se pueden elaborar cerchas complejas para estructuras
de varios pisos, o para puentes.
Otra gran ventaja de este sistema es la posibilidad de prefabricar varias cerchas sobre
una horma en el piso. Varias cerchas pueden prefabricarse sin peligro de altura y con
gran precisión. Debido al bajo peso propio del bambú tubular se puede, con la ayuda de
un trípode, levantar fácilmente toda la estructura, una cercha tras otra, posicionarlas y
fijarlas. Las uniones se llenan de mortero una vez terminada la colocación de las
correas.
El método es más seguro, más preciso, mas rápido y no se necesita andamios. El
mismo método se aplica en la prefabricación de puentes. Dependiendo del tamaño se
puede colocar cercha por cercha, o la estructura del puente entero.
Puente Green School en Bali (22 m), Jörg Stamm, 2007
Puente del Liceo Francés, Pereira (52m), J. Stamm Puente en Cúcuta, Colombia (31 m), J. Stamm
Los elementos constructivos que destacan por su comportamiento estructural son:
· Columnas espaciadas, compuestos de 4 postes combinados.
· Vigas compuestas con pasadores en V. pasando la columna espaciada y fijada con
pasador o tornillo
· Pie de amigos, que interceptan la columna espaciada en boca de pescado o en unión
de pasador o tornillo.
· Cerchas compuestas, unidos entre sí por unas vigas de amarre.
· Fácil de calcular, rápido de construir, preciso, modular, liviano.
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· Alta eficiencia en cuanto a cantidad de bambú por metro cuadrado (5 – 6 metros
lineales por m2 de techo.)
Columna espaciada Detalle de uniones, Pabellón ZERI en Manizales
Entre algunas de las obras más representativas de la construcción moderna en bambú
tenemos:
Iglesia en Pereira, Colombia, Arq. S. Vélez
Green School Bali, Indonesia
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2.3. Estructuras Contemporáneas
Estructuras espaciales
Son en principio muy apropiadas para el bambú, pues al ser generadas por un módulo
espacial, es mucho más sencillo legrar su estabilidad en todos los planos, lo que facilita
siempre el proceso de montaje en obra. En ella incluimos los estereorreticulados y los
sistemas de doble curvatura, generados a partir de rectas como paraboloides
hiperbólicos, conoides, cúpulas geodésicas, hiperboloides de revolución, etc.
Mientras las estructuras tradicionales, incluyendo la mayoría de las estructuras de
ingeniería, son basadas en sistemas constructivos bidimensionales, en las estructuras
“Ultra” modernas se experimenta con cerchas tridimensionales. Las estructuras
espaciales tienen por objetivo cubrir altas luces con muy poco material y peso. Cada
elemento recibe solo fuerzas axiales y las fuerzas se encuentran en los nudos
tridimensionales sin momentos. Su geometría compleja y sus varios usos producen una
arquitectura muy interesante. En estas estructuras encontramos nuevos retos en las
uniones que deben responder a las necesidades de los esfuerzos no lineares y a
esfuerzos puntuales muy grandes. También buscamos la economía junto con la
estandarización y posible industrialización de estas uniones. El reto a largo plazo es la
compatibilidad del bambú con otros materiales de la construcción como el acero, el
vidrio, fibra-compuestos, etc.
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Las uniones de bambú con bambú, encuentran un límite temprano en la transmisión de
fuerzas. Aunque con la utilización de tornillos y reforzados internamente con inyección
de cementos, o exteriormente con una capa de fibra y resinas sintéticas, la transmisión
de carga aplasta a las fibras en la zona de contacto.
Una posible salida es la utilización de muchos tallos, así se distribuye la carga por varios
puntos de contacto. Esto puede generar nudos muy complicados y solo expertos de la
imaginación tridimensional son capaces de concebir obras grandes. La otra salida es la
unión de cono, donde todos los esfuerzos son transmitidos a un eje central y conducidos
hacia un conector en forma de bola, formando un sistema conocido como estructuras
reticuladas o “Space Frames”.
2.3.1. Reticulados espaciales o Estereorreticulados (Space frames)
Los reticulados planos que vimos anteriormente son el resultado de configurar y armar
la estructura en un plano, y al montar la misma, arriostrarla en el espacio para asegurar
la estabilidad del conjunto. En ellos la flexibilidad del bambú complica el montaje, por la
gran deformabilidad de cada cabriada en el sentido perpendicular a su plano,
particularmente para luces importantes. Por ello más apropiadas y fáciles de ejecutar en
bambú son las vigas espaciales o los reticulados espaciales completos ya que nacen
“arriostradas” por lo que montar las mismas resulta siempre más sencillo.
Así por ejemplo los estereorreticulados que en acero o madera se suelen hacer,
fraccionando las piezas en módulos pequeños. En bambú hay que aprovechar siempre
la continuidad del culmo por lo que es preferible trabajar en superficie, haciendo una
malla continua que aproveche toda la longitud de la pieza. Esto implica que las barras
perpendiculares no están en el mismo plano, pero simplifica enormemente el armado de
la estructura Se puede dar el mayor momento de inercia en función de la distribución de
las solicitaciones del sistema. Las parrillas superior e inferior, desplazadas en planta se
vinculan con diagonales también dispuestas espacialmente. Las estructuras tri-
dimensionales responden muy bien a esfuerzos con direcciones cambiantes como
sismos o vientos. Algunas construcciones espaciales típicas son mallas espaciales como
las cúpulas geodésicas conocidas por Buckminster Fuller.
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El domo o cúpula geodésica es un poliedro irregular generalmente basado en el
icosaedro o dodecaedro. Sus caras son triángulos en los que los vértices deben coincidir
con la superficie de una esfera. El número de veces que las caras del icosaedro o
dodecaedro son subdivididos en triángulos más pequeños se llama la frecuencia del
domo o cúpula geodésica.
Domo o Cúpula Geodésica, Christoph Tönges
La cúpula geodésica es de muy fácil montaje. Encierra un gran volumen con una
superficie mínima. La frecuencia de la cúpula determina la variación de la longitud de
las barras, pero para frecuencias bajas, apropiadas para el bambú, estas variaciones
son ínfimas.
En principio parecía poco aconsejable este tipo de estructura para ser realizada en
bambú, por el gran fraccionamiento de las barras, pero por la eficiencia de la forma, y
un buen diseño de los conectores, permitió demostrar su viabilidad.
Como material de cubierta, para una estructura tan liviana, lo más adecuado es usar
membranas o telas plastificadas por encima o debajo de la estructura, otra opción es el
ferrocemento.
Proyecto Bamboo Space 2004
En la construcción de un pequeño pabellón llamado Prototipo “Mariposa” situado en el
campo de la Universidad Nacional, Sede Medellín, la solución es un concepto de una
estructura espacial formada por 4 columnas de una altura de 1.9 m para dar más
generosidad al espacio. La “estrella” de elementos que están al interior del octágono se
reúnen en un solo punto en donde sube además un elemento vertical que articula el
punto alto de una membrana arquitectónica que cubre todo el espacio. Dicha membrana
tiene sus cuatro puntos fijos en los extremos de los tetraedros. A las esferas de esos
extremos se coloca una platina especial que recibe la membrana y que permite
pretensionar los cables del borde de la membrana para que ella obtenga su forma fija y
diseñada.
C o n s t r u c c i ó n c o n B a m b ú | 32
2.3.2. Hypars (Paraboloides Hiperbólicos)
Los paraboloides hiperbólicos (PH) se generan por una serie de parábolas iguales que
cuelgan de una parábola directriz de curvatura inversa, constituyendo una suerte de
“silla de montar”. Los cortes horizontales, es decir las curvas a un mismo nivel
constituyen hipérbolas. La superficie del PH contiene dos series de generatrices rectas
que permiten extraer superficies de la “silla de montar” limitadas por polígonos de lados
rectos. La posibilidad de generar esta superficie de doble curvatura con rectas hace
posible su concreción con cañas de bambú.
Combinación de paraboloides hiperbólicos Combinación de paraboloides hiperbólicos de bordes curvos
C o n s t r u c c i ó n c o n B a m b ú | 33
Conoides
Se producen superficies conoides al mover una recta sobre una curva y una recta. La
curva puede ser reemplazada por un polígono inscripto en una circunferencia u otra
curva.
Hiperboloide de revolución
El hiperboloide de revolución se forma cuando dos circunferencias, unidas por rectas, se
mueven en sentido opuesto, o cuando una hipérbola gira alrededor de un eje. En las
construcciones de bambú las líneas rectas están materializadas con cañas de bambú.
Los círculos pueden o no ser de bambú. En lugar de los mismos se puede realizar un
polígono inscripto en una circunferencia de modo tal que las rectas lleguen a los
vértices del polígono. Esta trama al generar una forma de doble curvatura confiere al
sistema una gran rigidez estructural.
Sibang Kaja, Bali, Indonesia
Las varas largas y livianas del bambú responden mucho mejor a esfuerzos de flexión
que los tests de las propiedades físico-mecánicas predicen. Si miramos el esfuerzo que
ejerce el viento sobre estas varas delgadas, quedamos aterrados que se doblan, pero
casi nunca quiebran. Esta elasticidad se aumenta cuando están secas, y casi no se
dejan doblar por la fuerza humana. Este fenómeno se utilizó en algunas estructuras
compuestas por paraboloides hiperbólicos. Es sumamente rápido en tiempo de
construcción y lo más eficiente en cuanto a consumo de materiales.
Para la estructura de la cubierta del auditorio para el PARQUE ECOLOGICO
JAGUAROUNDI de PEMEX, en la ciudad de Coatzacoalcos Veracruz, se construyeron
cuatro paraboloides hiperbólicos, sustentados por cuatro columnas de concreto, y
posteriormente cubierta con una estructura con duela. El enduelado tiene su grado de
C o n s t r u c c i ó n c o n B a m b ú | 34
dificultad, ya que al colocarlo se necesita ir dando la curvatura dada por las
generatrices. Una vez terminado de colocar la duela, se coloca un manto impermeable.
Cubierta del Auditorio del Parque Ecológico Jaguaroundi PEMEX, Coatzacoalcos, Veracruz
2.3.3. Estructuras tensadas
Prototipo de estructura tensada
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El largo total de la vara de bambú pocas veces ha sido usado, probablemente por el
problema de parar un elemento tan esbelto, tan curvo, tan débil en cuanto a fuerzas de
compresión. Pero a tensión se puede transferir toda la carga como fuera un cable de
acero.
Viga atensorada
Con un alambre y una columna flotante se aumenta considerablemente la capacidad
resistente de la viga de bambú a la flexión, pues se aumenta su brazo de palanca.
Queda constituido de esa manera un cordón superior comprimido, una columna flotante
comprimida, ambas materializadas con bambú, y un cordón inferior traccionado
consistente en un alambre de acero u otro material resistente a la tracción.
Viga de eje curvo
Haciendo uso del mecanismo de la viga atensorada, podemos llegar a materializar con
bambú una viga de eje curvo. El módulo básico es similar al recién descripto, con la
diferencia que el cordón superior comprimido es curvo. Se la curva primero a la caña y
se coloca la columna flotante y el tensor para mantener esa curvatura. La repetición de
ese módulo permite hacer empalmes y como consecuencia de ello se puede superar la
longitud natural de este material y cubrir espacios de grandes luces .
Su funcionamiento también es similar al de la viga atensorada, aumentándose el brazo
de palanca y por lo tanto su capacidad resistente. La longitud de la columna flotante
puede aumentarse en las zonas de momentos máximos.
Un problema que plantea este tipo estructural es su estabilidad espacial, que puede
solucionarse combinándolas adecuadamente, logrando de esa manera diferentes
configuraciones espaciales, generando espacios de planta rectangular, poligonal o
circular.
Sistemas de vigas de eje curvo compuestas
Aprovechando la flexibilidad del bambú, se puede fácilmente realizar vigas de eje curvo
de sección compuesta a partir de la viga atensorada con columnas flotantes. Dicho
módulo está configurado por una sección compuesta formada por un cordón superior
curvo de bambú y el cordón inferior de tensores de alambres o barras de acero,
vinculados con columnas flotantes también de bambú. La alteración del módulo básico
permite configurar vigas de eje curvo con múltiples combinaciones posibles. Si se lo
hace en el espacio, como lo señalamos anteriormente el sistema es más seguro para
montar y su comportamiento final es más eficiente.
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Configuración espacial de vigas atensoradas Configuración espacial de vigas atensoradas
2.3.4. Estructuras de Conchas
Construcciones de conchas son fáciles de hacer y pueden llegar a ser estructuras de
muy grandes dimensiones. Debido a que se puede prolongar la varas de forma
prácticamente invisible y con buena repartición de los esfuerzos. También se presta
para trabajos sin andamios, ya que el rombo sirve de escalera. Este mismo sistema de
varas cruzadas se puede aplicar también en sistemas pequeños, portátiles y
desarmables, ya que parece a un acordeón. Se presta como soporte bajo membranas
transparentes, creando una matriz interesante.
Tienda para la cadena Carrefour en Girardot, Colombia
2.3.5. Estructuras tejidas
Los bambúes rollizos siempre son algo curvos y permiten la construcción de superficies
curvadas en gran escala. Pero en una edificación más pequeña no se puede apreciar
esta particularidad. En china doblan hasta bambúes gruesos con calor, pero la mayoría
de nuestros obreros prefieren “desangrar” los canutos, aplicando una cortada (de dos
tercios del diámetro) al lado del nudo. Otra posible salida para superficies curvadas es
de trabajar con “latas” o tiras bambú rajado. Shoei Yoh llevó exitosamente el arte de
cestería japonesa a una escala arquitectónica.
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Estructura tejida en Fukuoka, Shoei Yoh
En la tradición de los cercos decorativos japoneses existe un “chorizo” llamado en
japonés “tamabuchi” de 100 delgadas tiras rajadas de un tallo de bambú. Esta técnica
permite una curvatura imposible de lograr con tallos rollizos.
Los “tamabuchi” son muy trabajosos y costosos. Además tienen poca capacidad de
carga y necesitan soportes cada 2 a 3 metros. Pero solo se usan donde se quiere lograr
una curvatura homogénea, por ejemplo al confinar las correas para las “cejas”, - unas
ventanas que se abren en la cubierta en forma de una concha. También tienen buena
capacidad de tensión, igual a una cuerda gruesa y pueden servir para arco y catenaria.
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2.4. Evolución de las Uniones de bambú
El detalle de la unión es clave determinante para el diseño y la construcción en bambú.
Tradicionalmente lo más común es unir dos guaduas de una manera muy manual; con
cuerdas, con un pasador o formando una caja que se llama “boca de pescado”. La
ventaja de estas uniones es que son económicos, sencillos y fácil de hacer pero sin
embargo estos tipos de uniones no permiten aplicar grandes fuerzas. (Fig. 12,13)
Fig.12 – unión manual con cuerda Fig.13 – unión con “boca de pescado”
Hoy en día el tipo de unión más utilizado en las construcciones existentes es la unión
tipo Simón Vélez, en donde dos o tres entrenudos de la guadua se llenan con mortero y
se colocan barrillas de acero longitudinalmente o paralelamente. (Fig. 14,15)
Fig.14 – unión con mortero - S.Velez Fig.15 – mortero y pasador – J.Stamm
Aunque esta unión está muy aceptada, en la práctica se puede anotar algunas
desventajas.
a) llenando la guadua con mortero se pierde la liviandad.
b) El mortero y la guadua se comportan muy distinto con respecto a la humedad o la
temperatura; puede ocurrir que el mortero se afloje al interior de la guadua o que la
aplaste.
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c) Las fuerzas admisibles de esta unión tampoco alcanzan el potencial de la guadua.
Según varios estudios no se recomienda aplicar cargas superiores a 10 KN.
Hasta ahora ningún tipo de uniones permite aprovechar la alta resistencia de la guadua.
En el mundo ya existen varios nuevos ensayos y técnicas como unir la guadua. Pero
todavía ninguna se estableció a gran escala en el campo de construcción y sólo algunas
sirven para estructuras espaciales. Además, se publicaron pocos estudios sobre la
resistencia de las uniones.
La empresa “BAMBUTEC” y el holandés Oscar Antonio Arce-Villalobos hicieron ensayos
de conectar el bambú entrándolo en piezas de madera perforada (Fig. 16). El arquitecto
alemán Christoph Tönges y la Universidad RHTW-Aachen (Alemania) recopilan una idea
de C.H. Duff que propuso en 1941 un sistema que consiste en un elemento cónico al
interior del bambú y un segundo elemento que sirve como cinta alrededor del bambú
para que el primero elemento no salga a tracción. La cinta puede ser de acero (Fig. 17)
o de fibras de vidrio (Fig. 18).
Fig.16 - unión con madera,BAMBUITEC Fig.17 – unión cónica – C.Tönges
Otra técnica se aplicó por el arquitecto italiano Renzo Piano quien hizo ensayos de
formar uniones a base de platinas de acero soldadas (Fig. 19)
Fig. 18 – unión con platina – C.Tönges Fig.19 - unión con platina – R.Piano
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Simón Vélez por ejemplo optimizó la técnica de varillas longitudinales y mortero dentro
de la guadua que se articulan en un apoyo de madera. (Fig. 20). El japonés Shoei Yoh
utilizó dos tornillos gruesos para formar las uniones de su cúpula geodésica. (Fig. 21)
Fig.20 – unión con concreto - S. Velez Fig.21- unión con tornillos – S.Yoh
Según un proyecto de investigación desarrollado por Tim Obermann de la Universidad
Nacional de Colombia, concluye que el uso de varios pasadores medianos
transmitiendo la fuerza de la guadua a un elemento de acero que se conecta a una
esfera es lo más adecuado para una unión resistente, liviana y apta para estructuras
espaciales.
Propuesta
La unión consiste en dos elementos. Primero un tubo de acero con un diámetro de 9 cm
y 30 cm de largo que entra 20 cm en la guadua. Las fuerzas axiales se transmiten a
través de varios pasadores perpendiculares que unen la guadua con el tubo interior.
Además, el tubo tiene por el otro extremo una forma cónica con una apertura elíptica
que permite colocar un tornillo para conectarse con el segundo elemento. Este es una
esfera de acero que tiene un diámetro de 10cm y que ofrece hasta 16 roscas en ángulos
espaciales y libres para varios elementos como guaduas, tensores o la base. Las esferas
tridimensionales ya existen en el mercado. El peso en sí de los elementos de acero que
se necesitan para la unión es de aproximadamente 1.5kg que es mucho más liviano que
las uniones de mortero que pesan aprox. 3 kg.
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2.5. Bambú no estructural
El bambú natural también tienes otras aplicaciones constructivas en la arquitectura
contemporánea, donde a pesar de no desempeñar un papel estructural sigue
manteniendo el protagonismo, ya sea como bambú rollizo, en latas, esterillas, entre
otros.
Detalle del techado de la Terminal 4, Aeropuerto de Barajas, Madrid, Estudio Lamela y Richard Rogers
Conjunto Habitacional Carabanchel, Madrid, Alejandro Zaera y Farshid Moussavi (FOA)
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Estacionamiento de Zoo, Leipzig, Alemania, HPP Architects
Great Bamboo Wall House, en las afueras de Pekín, Kengo Kuma
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3. Conclusiones
El análisis de las construcciones en Bambú revela una evolución sucesiva de sistemas
con diferentes conceptos, técnicas y métodos, que se dejan organizar en grupos. Estas
agrupaciones no se entienden como limitante o restrictivas. Al contrario, están abiertos
a la discusión y probablemente se pueden agregar e inventar mas sistemas. Pero por
ahora se puede concluir que:
· Estas categorías ayudan en la claridad de un diseño.
· Los sistemas constructivos permiten la planificación de una obra en cuanto a tamaño y
cantidad de materiales.
· Conceptos claros tienen mucha influencia en el tamaño y el costo de la obra.
· Las categorías pueden ser una piedra angular para códigos de construcción en bambú
pero deben ser homologados con códigos de otros materiales.
· Con esta claridad se crea confianza para constructores, financistas y autoridades, para
aprobar obras con bambú estructural y así impulsar su cultivo y la inversión en el
campo.
Por otra parte, la integración y popularización del bambú como material constructivo en
proyectos modernos, especialmente en áreas urbanas está todavía en proceso, y la
industrialización de este material es un factor clave en su expansión.
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4. Bibliografía
Hidalgo López, Oscar: Bamboo - The Gift of the gods. Bogotá, 2003
Hidalgo López, Oscar. Manual de Construcción con Bambú. Colombia:
Estudios Técnicos Colombianos, 1981
Stamm, Jörg. Guía para la construcción de Puentes en Guadua. 1a.ed.
Pereira. Colombia: Proyecto U.T.P.-GTZ, 2001
Villlegas, Marcelo. Bambusa Guadua. 1a.ed.Colombia: Villegas Editores,
1989.
Moràn Ubidia, Jorge; Poppens, Ronald. Manual de Construcción: Vivir con
Guadua.Quito: INBAR. Red Internacional del Bambú y Ratán, 2006
Obermann, Tim Martin; Laude, Ronald. Proyecto de Investigación, Bambú: recurso
sostenible para estructuras espaciales, Universidad Nacional de Colombia, Sede
Medellín, 2004
Saleme, Horacio; Aráoz, Soledad, La Heurística de las Estructuras de Bambú: Principios
y Criterios de Diseño, Universidad Nacional de Tucumán
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