El Bambú
Sabemos que las características mecánicas de la madera son afectadas por el clima, el suelo, ubicación, edad, tiempo de cosecha, humedad, etc. También se presentan grandes diferencias que se distribuyen
sobre la longitud principal o sección transversal, y si las fuerzas son dispuestas en forma paralela o perpendicular a la fibra.
Nombres comerciales: Bambú.
Sabemos que las características mecánicas de la madera son afectadas por el clima, el suelo, ubicación, edad, tiempo de cosecha, humedad, etc. También se presentan grandes diferencias que se distribuyen sobre la longitud principal o sección transversal, y si las fuerzas son dispuestas en forma paralela o perpendicular a la fibra.
La variedad en las características mecánicas del bambú como cilindro hueco sigue siendo tan grande por la densidad del material dentro de las paredes del tubo y los discos del nudo perpendicular.
Cada palo de bambú es diferente y no se deja cortar como madera para la construcción, casi no se puede estandarizar. Teniendo que las características mecánicas del bambú dependen de las especies botánicas, su localización, la edad del tallo cosechada, su contenido de agua y naturalmente del diámetro y grueso de pared, la clasificación se recomienda con esos parámetros.
Para la construcción con bambú, hacen falta estándares de construcción, y esto hace dificultoso el uso en países con reglamentaciones rigurosas. Pero ya existe un diseño de ISO para la prueba de bambú: Determination of physical and mechanical properties of bamboo.
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Características físicas
La sección transversal de bambú se diferencia en una zona oscura exterior de aproximadamente 30% y una zona blanca porosa interior de 70% aproximado. Con el aumento de altura sobre el suelo, la porción de las fibras externas densas en relación con la sección transversal es más alta y por eso los tallos delgados se encuentran mejor que los tallos gruesos en relación con la sección transversal.
La acumulación de fibras de alta resistencia en la zona externa hace que sea efectivo a las fuerzas de tracción, flexión y cortante, teniendo gran elasticidad. Igual que la madera, al aumentar la carga, se reduce el módulo de la elasticidad (5-10%). Para el cálculo en construcciones se puede utilizar un módulo de elasticidad de 2. 000 kN/cm².
Al centro del palo disminuyen el peligro de desabollar, como una superficie múltiple torcido, y afectan estabilidad al sistema.
La zona exterior tiene una firmeza a la tracción de dos a tres veces más que el interior. En los nudos esta firmeza es moderada, puesto que las fibras se cruzan, teniendo que los nudos disminuyen la firmeza a la tracción. También con palos de más de 5 años su firmeza a tracción se reduce.
Sin embargo, la fuerza de compresión aumenta con la edad. Los resultados de una prueba determinaron que: los bambúes de 6 años tienen una resistencia de compresión en 2,5 veces más, que una guadua de un año. Las secciones de un tubo con nudos tienen unas características mecánicas sobre el 8% más altas que los que no tienen nudo, al aplicarle cargas de compresión paralelo a las fibras. Con la presión perpendicular a las fibras los nudos absorben la fuerza hasta en un 45%, comparándolos con los que no tienen nudo. Los aspectos que influencian en la densidad de los vasos para aumentar la firmeza a la presión son la altitud de la zona y la edad de los tallos.
La firmeza a las acciones de la fuerza cortante es más alta con los tallos delgados que con los gruesos, debido a la proporción de fibras de alta resistencia por la sección transversal. Las secciones con nudos tienen una firmeza a las fuerzas cortante 50% más alta que las intersecciones.
‘Atrops’ examinó materiales de bambú, que generalmente se emplean en la construcción: diámetro del tubo 70-100 mm, grueso de la pared 6-12 mm con una luz de 3.60 m.
Las deflexiones elásticas eran: mín. =1/25,9; máx. =1/16,1; promedio 1:20,1 de la luz. En donde no se puede evitar una deflexión en la construcción (o donde molesta), por ello, se podrían torcer los tallos ya cosechados (como las vigas pretensadas) que se enderezaran al aplicarle las cargas.
Los índices del material
Los valores en la tabla son promedios del bambú «guadua angustifolia». Por razones de seguridad se tendría que suponer que la carga admisible para el cálculo estático de estructuras está mucho más bajo que los índices materiales.
Para una comparación indirecta se encuentra las cargas admisibles de madera.
Rompimiento
El bambú demuestra una eficiente capacidad de carga a las fuerzas de compresión. En este material no ocurre un rompimiento sorpresivo de sus paredes por efecto de las sobrecargas de compresión. En las pruebas, es más frecuente que ocurran fisuras por el efecto de corte. En las secciones del bambú que resisten altas cargas de las fuerzas de corte, se rellenan con concreto para su refuerzo. En el caso desfavorable de una falla por fuerzas de corte, todavía existe una capacidad de carga restante de dos medias secciones transversales.
El rompimiento de la madera convencional se diferencia del rompimiento del bambú. Aquí no ocurre una ruptura espontánea por todo el tubo al rasgarse la fibra. Las grietas que se presentan se distribuyen inmediatamente en dirección de las fibras y no afectan al punto crítico. La corriente de energía es retardada por la dispersión. Las grietas longitudinales no pueden extenderse a todo su largo, debido a los nudos y diafragmas.
Particularmente la firmeza a las cargas de presión, de corte y a las fisuras aumenta por los nudos. En la investigación con los materiales de compuesto moderno, no se intenta revenir la formación de grietas, pero impedir la extensión de grietas con el material apropiado.
Comportamiento con terremotos o huracanes
En su doctorado Jules Janssen escribe que en el caso de sobrecarga dinámica, como terremotos o huracanes, se puede observar las siguientes reacciones: Cómo dice la estadística, ¡el acero falla antes que el concreto y si ha fallado el acero y 80% del concreto, solamente 10% del bambú y de la madera han fallado!
Otra ventaja del bambú que no se toma en cuenta en la estadística, es la absorción de energía en las uniones. Con unas cargas excesivas, estas reciben 85% de la deformación, mientras que la elasticidad del material solamente 15%.
¡Y también después el terremoto la ayuda de bambú es muy importante!
Comportamiento en combustión
Debido al alto grado de ácido silícico de la corteza y a su alta densidad, se clasifica al bambú en DIN 4102 (norma industria alemana) como un material poco inflamable. La susceptibilidad al fuego depende en particular de las posiciones de las unidades de la construcción, las dispuestas en horizontal son menos susceptibles que unidades verticales o diagonales. Con un palo de bambú horizontal las llamas se extienden como anillo al nudo siguiente. Allí el fuego se apaga, ya que la llama no puede conseguir el nudo ni el diafragma al próximo entrenudo.
Si el entrenudo estalla en grietas transversales o longitudinales, el oxígeno entrante contribuye con la combustión, con las grietas transversales se reduce la capacidad de carga.
Si uno llena un palo de bambú con agua y se coloca fuego debajo de ella, esta puede llegar a hervir, debido a que el palo de guadua puede resistir temperaturas de 400°C.
Eficiencia de energía
En su thesis Jules Janssen discribe la eficiencia de energía de producción comparándola con otros materiales: 
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Resultado
El material de bambú con sus características mecánicas y técnicas es mucho mejor que la madera usado en construcción; pero solamente un uso y tratamiento adecuado, artesanal y de buen acabado, dejan venir esas ventajas al efecto.
En los años ochenta el holandés Jules Janssen comparó el nivel del conocimiento de las características mecánicas y técnicas, con la situación de la construcción en madera hace 100 años atrás, cuándo su uso era artesanal y tradicional y llevó a construcciones estables, pero complicados y derrochadores.
El paso de un material de baja tecnología a pasar a ser un material innovador, como ya sucedió con la madrea, para el bambú su momento se está acercando. Una investigación profunda conduce para bajar la necesidad del material y desarrollar estándares para un uso inteligente de este nuevo material.
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Fuente: http://www.conbam.info.