Ecología y ambiente: Diseño y sustentabilidad en construcciones con caña guadúa

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La guadua es una gramínea nativa que pertenece a la familia del bambú. En América, se encuentra la mitad del total de la población mundial de bambú existente, reportando 41 géneros y un total de 514 especies que están distribuidas desde el Sudeste de Estados Unidos hasta Centro y Sudamérica, y las Islas Caribe (Castiblanco, 2019). La guadua, también conocida por su nombre científico guadua angustifolia kunth, es la especie de bambú más importante en América tropical y se desarrolla en mayor proporción en Colombia y Ecuador. Debido a su versatilidad y resistencia, la caña guadua es usada en diversos tipos de construcciones desde hace cientos de años.

Características morfológicas de la caña guadua

El bambú se ha convertido en uno de los productos forestales no maderables más importantes en la actualidad.

Esto se debe, principalmente, a su alta tasa de crecimiento, su periodo de maduración corta, su naturaleza renovable, su alta productividad y la variedad de usos que se le puede dar (Castiblanco, 2019).
Las principales características morfológicas de la caña guadua son las siguientes:

  • Culmos (tallos) robustos, rectos y espinos; hojas caulinares en forma triangular.
  • Tallo de forma cilíndrica y hueca separado por tabiques o entrenudos. Los espacios entre nudos son de 10cm a 40 cm, dependiendo de la variedad y altura del tallo
  • Altura promedio entre 18m y 20m
  • Diámetros entre 5cm y 25cm
  • A mayor altura, menor diámetro y espesor de las paredes
  • A mayor altura, mayor concentración de fibras y distancia entre nodos
  • Regeneración permanente y progresiva con un manejo adecuado
  • Tiempo de madurez: entre 4 a 5 años

Al ser la guadua un material natural, las variaciones de sus propiedades mecánicas responden a diversos factores como la edad, geometría, condiciones ambientales, entre otros (Takeuchi,2014). En cuanto a su resistencia, esta se encuentra estrechamente relacionada con la formación de sus fibras. Los haces de fibras que componen a la caña guadua se encuentran orientados axialmente en los entrenudos, mientras que algunos haces se orientan horizontalmente en los nudos. Esta orientación mayoritariamente axial hace que la guadua posea una alta resistencia a la tensión. En cuanto a la compresión, esta es menor en un 25% a la tensión, ya que la guadua no posee fibras radiales para unir las fibras longitudinales y se pueden producir fallas por separación de fibras en esta dirección. 

En el Perú, la normativa vigente para el uso del bambú se encuentra regulada por el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento. 

En el año 2012 se incorporó la Norma Técnica E.100 “Bambú” al Reglamento Nacional de Edificaciones. Dicho reglamento pretende establecer los lineamientos técnicos que se deben seguir para construcciones sismorresistentes que contienen bambú como la guadua angustifolia y otras especies de características similares. La aplicación de esta norma es a nivel nacional para edificaciones con cargas vivas de hasta 250 kgf/m2 y de hasta 2 niveles.

Diferencias entre las edificaciones realizadas con caña guadua y las tradicionales

Las construcciones que están realizadas con caña guadua son consideradas modelos sustentables por excelencia, ya que dichas edificaciones poseen una esperanza de vida que supera por mucho el tiempo de cosecha del mismo. “La vida útil del bambú en construcción llega a más de 100 años” (VIZORA News, 2011); mientras que, su tiempo de cosecha es entre cuatro a cinco años, según las características que han sido mencionadas.

A continuación, se observa en la Tabla 1 las propiedades mecánicas de los elementos constructivos más frecuentemente utilizados y del bambú (caña guadua); y en la Tabla 2, la tasa de energía para la producción de materiales de construcción tradicionales y del bambú.

Propiedades de diseño de materiales estructurales
Materiales: Tasa de energía

A partir del análisis anterior, se infiere que el bambú es un elemento que consume escasa energía para su producción; además debido a sus características, su crecimiento es acelerado. Asimismo, el bambú es un material resistente, pues a comparación del concreto, es muy liviano, flexible y resiste más a los esfuerzos de tracción; a su vez, supera al concreto y a la madera en cuestiones de rigidez y resistencia. 

Sumado a ello, es importante mencionar que según Andrea Dalal, una misma edificación construida con bambú es más económica a comparación de una tradicional; ya que, la diferencia de precios es de 18,70% en promedio (2021).

Diseño de edificaciones con caña guadua  

Proyectos existentes 

Debido a las ventajas que la guadua brinda como material de construcción, han surgido diversas iniciativas, tanto públicas como privadas. A continuación, se detallará brevemente algunos proyectos y construcciones destacables.

Centro de Desarrollo Infantil El Guadual: Esta edificación fue diseñada para brindar servicios de educación, recreación y alimentación a un promedio de 300 niños menores de 5 años, 100 madres gestantes y 200 bebés recién nacidos en el departamento del Cauca, Colombia (ArchDaily, 2013).

Casa Ensamble Chacarrá: Este proyecto fue erigido como un espacio de manifestación cultural en Pereira, Colombia. Haciendo uso de materiales naturales de la zona (la caña guadua entre ellas) y construido con la asistencia de los pobladores (ArchDaily, 2016)

Viviendas de interés social de Simón Vélez: Para la construcción de estas viviendas se ha conjugado el uso de la guadua con otros materiales con la finalidad de explotar al máximo sus bondades y mitigar sus características adversas (Sanclemente, 2015).

Criterios para su implementación

Para un uso adecuado de la caña guadua en la construcción, es necesario considerar diversos criterios, los cuales fueron extraídos del Manual de construcción con bambú (Morán, 2015).

La primera recomendación clave es seleccionar la materia prima. Esta gramínea posee una importante cantidad de agua en su interior, la cual debe ser extraída mediante algún proceso de secado para evitar la propagación de hongos o insectos, lograr reducir su peso e impedir rajaduras que puedan perjudicar a la edificación.

En segundo lugar, aislar de la humedad del suelo a las columnas y paredes. Por la elevada capacidad de absorción de humedad que posee el bambú, es necesario que tanto las columnas como las paredes no sean empotradas directamente en el concreto o el suelo para evitar su deterioro por putrefacción.

En tercer lugar, proteger las cañas de la lluvia y la radiación solar directa. La humedad provoca la proliferación de hongos, y los rayos solares deterioran las cañas; por lo que, resulta de suma importancia proteger la edificación de estos agentes. Para tal propósito, se requiere construir aleros suficientemente amplios; por ejemplo, si se utiliza caña chancada, será necesario recubrir con mortero de arena-cemento o una mezcla de materiales orgánicos con tierra.

Finalmente, evitar el aplastamiento y fisura de las cañas. Lo adecuado es colocar las cargas sobre los nudos o rellenar la caña de concreto, porque cuando la carga se concentra sobre el entrenudo, este se aplasta, pudiendo dañar la estructura. Además, se debe tener en cuenta que al momento de diseñar la estructura, tiene que existir un nudo en cada extremidad para evitar el fisuramiento de las cañas.


Autores del artículo:

  • Luciana
  • Héctor
  • Yhomira

Edición:

  • Angélica Medina
  • Brenda Zegarra

Referencias:

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