Estudio del bambú y su uso en la construcción. Caracterización mecánica

Abstract

El bambú es uno de los materiales de construcción más respetuosos con el medio ambiente y que más colabora en la lucha contra el cambio climático, pues es una de las plantas con mayor capacidad de absorción de dióxido de carbono (CO2) del mundo. Además, su particular estructura lo dota de características físicas únicas y de una buena resistencia a compresión, tracción y flexión en relación con su limitada densidad. Existen más de 1600 especies de bambú catalogadas, cada una de las cuales presenta sus propios atributos y singularidades. Por este motivo, el bambú tiene un enorme abanico de usos y aplicaciones. Desde hace milenios se emplea como cultivo, alimento y medicina, así como para fabricar papel, artesanías, muebles, instrumentos y ropa. También se utiliza para controlar la erosión del suelo en las cercanías de ríos y otras fuentes de agua. Entre sus aplicaciones más recientes, se ha descubierto que es capaz de descontaminar aguas residuales contaminadas con arsénico y/o con azul de metileno. Pero sin duda uno de sus usos más antiguos es como material y elemento constructivo. En América del Sur y Asia, se emplea en todo tipo de construcciones, desde puentes y casas humildes hasta colosales andamios y magistrales edificaciones internacionalmente reconocidas y galardonadas. Sin embargo, en España no existe ninguna normativa que regule su uso en edificación, por lo que el bambú no está contemplado como material de construcción y, por lo tanto, no puede emplearse con carácter estructural, quedando su uso restringido al ámbito de los materiales de acabado. En este contexto, esta Tesis Doctoral realiza, mediante una amplia revisión bibliográfica, un estudio sobre el bambú, sus características, propiedades y principales usos. También se detalla su empleo como material de construcción en otros países y se explica su situación actual en España. Por último, se evalúan experimentalmente dos especies: la Guadua angustifolia Kunth y la Bambusa vulgaris Vulgaris. Para ello, y como primer paso, se describen las características generales del bambú, así como sus características físicas y mecánicas. También se detallan sus ventajas e inconvenientes, los principales países productores y algunos de sus usos más extendidos. A continuación, se profundiza en el uso del bambú en el sector de la Construcción. Se explican los diferentes elementos constructivos que pueden fabricarse con él y los usos concretos que pueden dársele en edificación. Además, se muestran ejemplos de todo tipo de construcciones realizadas con bambú a lo largo del mundo y se describen brevemente las normativas sobre el uso del bambú en la construcción existentes actualmente en distintos países. Por último, se analiza la situación del bambú en España y se describen pormenorizadamente las especies que están siendo estudiadas actualmente en la Universidad de Granada. Como parte de dicha investigación, se evalúan experimentalmente dos especies de bambú, calculando la resistencia que ofrecen ante las principales solicitaciones a las que se ven expuestos los edificios. La investigación llevada a cabo en esta Tesis ha permitido conocer los valores de resistencia de las especies analizadas, determinando cómo responden a las condiciones climáticas de Granada.

Bamboo is one of the most respectful building materials with the environment and one of the most helpful materials in the fight against climate change, as it is one of the plants with the highest CO2 absorption capacity in the world. Furthermore, its particular structure endows it with unique physical characteristics and good resistance to compression, tensile and bending concerning its limited density. There are more than 1600 catalogued bamboo species, each of which has its attributes and uniqueness. For this reason, bamboo has a vast range of uses and applications. For millennia it has been used as a crop, food and medicine, as well as to make paper, handicrafts, furniture, instruments and clothing. Bamboo is also used to control soil erosion in the vicinity of rivers and other water sources. Among its most recent applications, it has been discovered that it is capable of decontaminating wastewater contaminated with arsenic and/or methylene blue. But without a doubt, one of its oldest uses is as a material and a constructive element. In South America and Asia, it is used in all types of constructions, from humble bridges and houses to colossal scaffolding and internationally recognized and award-winning masterful buildings. However, in Spain there are no normative that regulate its use in buildings, so bamboo is not considered as a construction material and, therefore, cannot be used structurally, leaving its use restricted to the field of finishing materials. In this context, this Doctoral Thesis carries out, through an extensive bibliographic review, a study on bamboo, its characteristics, properties and main uses. Its use as a building material in other countries is also detailed and its current situation in Spain is explained. Finally, two species are experimentally evaluated: Guadua angustifolia Kunth and Bambusa vulgaris Vulgaris. To do this, and as a first step, the general characteristics of bamboo are described, as well as its physical and mechanical characteristics. Its advantages and disadvantages, the main producing countries and some of its most widespread uses are also detailed. Next, the use of bamboo in the Construction sector is delved into. The different building elements that can be manufactured with it and the specific uses that can be given to it in a building are explained. In addition, examples of all types of constructions made with bamboo throughout the world are shown and the regulations on the use of bamboo in construction that currently exist in different countries are briefly described. Finally, the situation of bamboo in Spain is analysed and the species currently being studied at the University of Granada are described in detail. As part of this research, two species of bamboo are experimentally evaluated, calculating the resistance that they offer to the main stresses to which buildings are exposed. The research carried out in this Thesis has made it possible to know the resistance values of the analysed species, determining how they respond to the climatic conditions of Granada.