Il bambù, un materiale da costruzione alternativo: il caso di Guadua

Fulvio Capurso, Salvatore D'Auria

Il bambù, un materiale da costruzione alternativo: il caso di Guadua.

Rel. Pierre Alain Croset, Luigi Bistagnino. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione), 2006

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Abstract:	Nel corso di questi cinque anni di progettazione all'interno dell'università sempre più spesso ci siamo imbattuti in questioni riguardanti i materiali. In una realtà accademica che vede in laterizio, acciaio e calcestruzzo le uniche possibili scelte, abbiamo sentito il bisogno di guardarci attorno. In una società sempre più legata al consumo, all'inseguire le mode del momento, poco attenta alla irreversibilità delle scelte adottate e le ripercussioni che queste hanno sull'ambiente, esiste un reale bisogno di cambiamento nella gestione delle risorse, ed il passaggio all'uso di risorse rinnovabili nel campo delle costruzioni. Una delle possibili risposte al problema è il bambù, pianta che può essere utilizzata per costruire case, ponti, mobili, laminati, pavimenti, materiali compositi, carta, trova applicazioni anche in medicina ed è un ottimo alimento. Al contrario di quanto accade in Asia, America Latina e Africa, dove cresce in abbondanza ed è perciò di facile reperibilità e quindi conosciuto, in Occidente si sa pochissimo del bambù. E' questo il motivo che ci ha spinti alla ricerca dell'occasione di entrare in contatto diretto con il materiale, dopo aver scoperto le sue grandi potenzialità grazie ad alcuni testi reperiti alla biblioteca del Centro di Ricerca e Documentazione in Tecnologia Architettura e Città nei Paesi in via di sviluppo della Facoltà di Torino. L'opportunità si è presentata in seguito all'incontro con il prof. arch. Luigi Bistagnino (Politecnico di Torino) e Gunter Pauli (fondatore della ZERI), che ci hanno proposto di seguire un cantiere di una abitazione rurale in Colombia con struttura in bambù. Spinti dalla curiosità e non curanti della cattiva reputazione che questo paese soffre a causa del traffico illecito di cocaina e le azione violente della guerrilla a supporto di questo, siamo partiti il 10 febbraio 2006, zaino in spalle, destinazione Manizales. E' grazie a questa esperienza che siamo entrati in contatto con realtà rurali e suburbane che ci hanno arricchito culturalmente, e con importanti architetti, ingegneri e artigiani colombiani, impegnati a rilanciare il bambù come valida alternativa ai materiali contemporanei da costruzione. Per un lungo periodo infatti, l'utilizzo diffuso di questi materiali ha significato per il bambù la perdita del ruolo che aveva all'interno della tradizione colombiana. E' stato gradualmente sostituito da calcestruzzo, acciaio e legno ed è cosi divenuto "il legno dei poveri". Ma oggi questa connotazione e l'idea della sua deperibilità sono due fattori in parte superati: insieme con altre tecnologie basate sull'utilizzo di materiali naturali, il bambù è in fase di rivalutazione da parte di architetti e ingegneri di tutto il mondo. E nessun altro materiale s'identifica così appieno con gli attuali ideali di progettazione sensibile agli aspetti ambientali e sostenibili. Il bambù è più resistente del legno a tensione e compressione: la resistenza a tensione delle sue fibre può arrivare sino a 2000 kg/cm2. Supera addirittura il calcestruzzo nella resistenza a compressione. Processa il biossido di carbonio (CO2) più efficacemente della maggior parte degli alberi tropicali. Ha bisogno di una ridotta quantità d'acqua per nutrirsi e, con le sue radici, è un'eccellente protezione contro erosione e slittamento del terreno. Può essere utilizzato al posto del legno in tutte le sue applicazioni. Viene tagliato e lavorato con estrema facilità, nonostante la resistenza e la durezza del culmo. Il bambù è tuttavia un materiale molto suscettibile all'attacco di funghi e insetti. La sua resistenza contro questi agenti naturali può essere considerevolmente aumentata seguendo alcuni accorgimenti, quali la selezione della specie più adatta alla costruzione, l'età della pianta al momento del taglio e le modalità di taglio, essiccazione, trattamento, protezione dall'acqua e dalla luce. Le varietà di bambù sono centinaia e la scelta della specie più adatta diventa fondamentale per la costruzione. In America latina, in particolare in Colombia, la specie utilizzata a fini costruttivi, per dimensione e resistenza naturale, è la Guadua Angustifolia. A Manizales, città colombiana conosciuta come la culla dell'architettura in bambù nelle Americhe, esistono ancora case realizzate nel 1890 utilizzando la specie Guadua Angustifolia. Il taglio del bambù è un altro fattore importante per ottimizzarne l'utilizzo e la durata. In genere viene tagliato alla base, appena sopra il primo nodo fuori terra. L'età nella quale il bambù deve essere tagliato dipende dall'uso al quale è destinato. Per la costruzione dopo tre o quattro anni di vita. Una volta tagliato, si procede alla stagionatura dei culmi. I culmi secchi o stagionati sono più resistenti e facili da tagliare e lavorare. Devono essere essiccati all'aria per almeno due mesi prima di poter essere utilizzati per fini strutturali e realizzare nodi ad alta precisione. Per velocizzare l'essiccazione si dispongono in posizione verticale. In un mondo con risorse sempre più limitate, la necessità di abitazioni a basso costo per una popolazione in rapida crescita ha portato a riconsiderare le applicazioni edilizie del bambù. Questo acciaio vegetale cresce in più di 13 milioni di ettari di terra al mondo e questa enorme ricchezza naturale è potenzialmente rinnovabile, se coltivata in maniera intensiva e programmata. Oggi il bambù è impiegato in edilizia principalmente in Asia e America latina. Nonostante il suo utilizzo sia così regionale, architetti e ingegneri di tutto il mondo hanno fatto ricerca sul bambù, da Frei Otto a Buckminster Fuller, da Arata Isozaki a Renzo Piano. In America latina si sono sviluppate nuove tecniche costruttive, rivoluzionarie nell'applicazione del materiale all'edilizia, favorite dal fatto che la specie Guadua Angustifolia Kunth sia nativa di alcune di queste regioni. In Colombia, negli ultimi trent'anni, sono state edificate costruzioni molto interessanti e ardite: l'architetto Carlos Vergara ha realizzato a Cali, negli anni Ottanta, la struttura in bambù a pianta quadrata più grande del mondo. Considerato il massimo esponente mondiale per le costruzioni in bambù, Simòn Vélez ha realizzato spettacolari ville, capannoni, stalle e ponti. Anche Jorg Stamm, ingegnere di origine tedesca radicato in Colombia, ha realizzato strutture per ponti carrabili in bambù. In Costa Rica, Ecuador, Perù e Colombia sono stati costruiti interi quartieri di case popolari in bambù. E sempre in Ecuador, Jorge Moran lavora allo sviluppo di sistemi costruttivi in bambù adatti per la realizzazione di abitazioni popolari in autocostruzione. Mentre in Giappone Shoei Yoh ha studiato nuove tipologie di giunti utilizzando connessioni meccaniche in acciaio. Tra le prime strutture contemporanee in bambù in Europa, si possono citare i progetti di Simon Vélez per un padiglione, una casa a basso costo - realizzata in occasione di un workshop estivo sul tema della costruzione in bambù organizzato dal Centro Georges Pompidou e dal Vitra Museum a Boisbuchet, in Francia, nel 1999 - e per il padiglione Zeri all'Expo 2000 di Hannover Germania. Quest'ultimo è finora la costruzione più significativa in Europa, poiché ha dimostrato la fattibilità dell'utilizzo di questo materiale a queste latitudini. Si tratta di un edificio a pianta poligonale (10 lati) di 14,5 metri di altezza e 40 di diametro, con uno sbalzo perimetrale di 7 metri per proteggere l'interno dal sole e dalle piogge. Il materiale utilizzato, circa 3.500 culmi della specie Guadua Angustifolia, proviene dalla Colombia, così come i 40 operai che lo hanno montato. Poiché in Europa non esistono standard di certificazione per le costruzioni in bambù, per ottenere l'autorizzazione a realizzare questa costruzione l'ingegner Klaus Steffens ha condotto prove statiche su un prototipo del padiglione realizzato a scala reale a Manizales, Colombia. L'eccellente esito delle prove costituisce un importante precedente. Per trovare una soluzione alla mancanza di normative relative all'utilizzo del bambù come materiale da costruzione si stanno svolgendo studi di cooperazione a livello internazionale. Oscar Hidalgo (tra i massimi esperti mondiali: ha sviluppato nuove tecniche costruttive utilizzando il bambù per prefabbricati e autocostruzione in Colombia) e Jules Janssen (fondatore e direttore del programma d'Ingegneria del Bambù all'interno dell'Inbar, International network for bamboo and rattan) in Olanda hanno condotto studi e prove sulle caratteristiche meccaniche del bambù. La prima struttura d'Europa a uso pubblico e a carattere permanente costruita interamente in bambù è stata realizzata in Italia nel 2002, a Vergiate (Va), Italia, a partire da uno schizzo di Simon Velez. Nell'aprile 2006 a Milano è stato inaugurato un padiglione temporaneo con struttura mista acciaio-bambù, con utilizzando un nuovo tipo di giunto sviluppato dall'architetto colombiano Cardenas. Con la stessa filosofia d'intervento si propone il nostro progetto di un padiglione itinerante, interamente in bambù, sviluppato durante il percorso di tesi, che mostri ad un vasto pubblico le potenzialità di questo materiale nelle sue diverse applicazioni.
Relatori:	Pierre Alain Croset, Luigi Bistagnino
Tipo di pubblicazione:	A stampa
Numero di pagine:	307
Soggetti:	G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GH Scienze Ambientali T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GE Geografia G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GD Estero
Corso di laurea:	Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione)
Classe di laurea:	NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici:	NON SPECIFICATO
URI:	http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/847
Capitoli:	Mappa concettuale del percorso di tesi Mappa concettuale della tesi Introduzione PARTE PRIMA Capitolo primo: il bambù Distribuzione generale Caratteristiche ambientali Struttura microscopica La crescita Il culmo Rami e foglie Fiori frutti e maturità della pianta di bambù Piantagioni Selezione dei culmi Specie di bambù utilizzate come materiale da costruzione Specie di bambù più comunemente usate per le costruzioni Guada Angustifolia Concetto di sostenibilità Note bibliografiche Capitolo secondo: proprietà fisico meccaniche della Guadua Il problema del reperimento dei dati Caratteristiche strutturali Proprietà di forma di un cilindro vaco Raccolta e immagazzinamento dei provini Selezione Raccolta e marcatura Spedizione dei culmi Contenuto di umidità Proprietà meccaniche della Guadua Trazione Compressione Instabilità da carico di punta Flessione Taglio Comportamento e rottura Competitività del bambù Rules of thumb Ricerche sperimentali Note bibliografiche Capitolo terzo: durabilità e trattamenti per il bambù Durabilità naturale del bambù Biodegradabilità del bambù durante l'immagazzinamento Essicamento del bambù Essicamento all'aria Protezione del bambù Protezione delle piantagioni Protezione del bambù durante lo stoccaggio Metodi di protezione tradizionali (non chimici) Controllo del contenuto di amidi nei culmi tagliati Cuocere il bambù Coprire il bambù con fango o altro Metodi di protezione chimici Trattabilità del bambù Trattamenti chimici del bambù non stagionato Il processo Boucherie Metodi di protezione senza chimici: forno orizzontale o verticale Trattamento del bambù secco Performance del bambù trattato quando viene messo in opera Precazioni contro il fuoco Appendice 1: linee guida per l'applicazione dei preservanti Appendice 2: uso dei preservanti chimici per il trattamento del bambù Appendice 3: studio per i metodi di preservazione della Guadua Note bibliografiche Capitolo quarto: Storia degli usi del bambù e della Guadua Taglio dei culmi per la realizzazione di giunti Taglio per giunti tra travi orizzontali Chiusura del culmo all'estremità Giunti tradizionali Giunti tra elementi orizzontali e verticali Giunti per mezzo di legatura Giunti con supporto verticale Giunti di recente progettazione -Giunti ITCR -Giunto ARCE Giunti resistenti a trazione -Giunti C.H.Duff -Giunti sviluppati da Simon Velez -Giunti Rodriguez-Munoz -Giunti Clavijo-Trujillo Giunti sviluppati in Europa -Giunti Obermann -Giunti Cardenas Note bibliografiche Capitolo sesto: Fondazioni Soluzioni tradizionali Soluzioni a basso costo Soluzione del National Bamboo Projecct in Costa Rica Fondazione a basso costo dell'AIS Fondazione proposta da Janssen Fondazione a basso costo proposta dall'AIS Fondazione di Carlos Vergara Fondazioni dell'architetto Simon Velez Fondazione dello Zeri Pavillon Fondazione di recente sviluppo Fondazioni attualmente diffuse in Colombia Fondazioni ad elevato contenuto tecnologico Un esempio italiano: fondazioni per il Padiglione di Vergiate Note bibliografiche Capitolo settimo: Pareti e coperture Pareti Il Bahareque -Bahareque di terra -Bahareque di tavole -Bahareque metallico -Bahareque encementado Coperture Strutture di coperture di Simon Velez Classificazione delle coperture -Coperture di materiale vegetale -Coperture con strato singolo in culmi -Coperture con tegole di bambù -Coperture in laterizio con struttura in bambù Evoluzione contemporanea Pannelli ondulati in bambù Capitolo ottavo: Abitazioni a basso costo Aspetti sociali Aspetti tecnici Materiali adatti Qualità nella costruzione Aspetti progettuali Progettazione di abitazioni a basso costo dell'ICT di Manizales Casa modello di abitazione sociale a basso costo Il caso di Quebrada Negra -Terremoto e solidarietà -Antecedenti -Prospettive imprenditoriali -La nostra esperienza a Quebrada Negra Note bibliograafiche Capitolo nono: Esempi di architetture colombiane in Guadua Padiglione Zeri Sede Carder Facoltà di architettura di ARmenia Ponte pedonale dell'UT di Pereira Distributore di benzina e uffici, Manizales Padiglione Bamboo Space Capitolo decimo: Lavorazione industriale della Guadua Processo di produzione di laminati ed elementi lineari lamellari La realtà produttiva attuale in Colombia In Asia -Produzione di stuoie in bambù -Lastre ondulate in bambù Produzione di stuoire e strisce Note bibliografiche Capitolo undicesimo: Il mercato del bambù Situazione della Guadua dalla Colombia Note bibliografiche Capitolo dodicesimo: Esempi di architetture europee in bambù Padiglione Emissioni Zero, Vergiate Madrid Barajas Aeroporto Padiglione DAGAD PARTE SECONDA Capitolo tredicesimo: Il cantiere Introduzione Descrizione del progetto I materiali Capanno di stoccaggio Capanno di taglio e assemblaggio degli elementi in Guadua Abitazione della Minhoca Le fasi di cantiere -Tracciamento -Scavo -Armature, casseri e getti -Struttura -Pareti Riflessioni critiche sull'esperienza di cantiere L'uso degli scrti di cantiere PARTE TERZA Padiglione espositivo del bambù Tavola generale Tavola 1 di 2 Tavolo 2 di 2 Relazione strutturale BIBLIOGRAFIA GENERALE
Bibliografia:	CAPITOLO 1 1 UCHIMURA E., Bamboo coltivation in LESSARD G., CHOUINARD A., e a Bamboo research in Asia. Proceedings of a workshop held in Singapore, 28-30 May-1980. International Development Research Centre, Ottawa, Canada, 1980, pp. 151-160. documento reperibile al sito www.inbar.int 2 SODERSTROM, T. R., ELLTS R. P.. The woody bamboos of Sry Lanka: a morphological and anatomica! Study, Smithsonian Contribution to botany. No. 72, Smithsonian Instilute, Washington, D. C., USA, 1988. Documento reperibile al silo www.inbar.int 3 HUBERMAN, M.A.. Bamboo silviculture, Unasylva, Germany 1959, pp. 36-48. Documento reperibile al silo www.inbar. 4 TAKENOUCHI, Y.. Systematisch-vergleichende Morphologie und Anatomie der Vegetationsorgane japanischen Bmbus-Arten. Mem. Fac. Sci. Agr., Taihoku Imp. Univ., 1931, III (1), pp. 1-60. Documento reperibile al sito www.inbar.int 5 IMAI, T., MAJ1MA, S., FLUITA, M.; SAIKI, H.. 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Caori Patricia Takeuchi, Comportamiento estructural de la guadua, Intervento al Simposio Internacional sobre guadua, Pereira, 2004 5 GARZON, Jenny, Optimizacion de estructuras en guadua, tesi di laurea, Universiadad Nacional de Colombia, Bogotà, 1996 6 Munoz, Cesar y Rodriguez, Hugo, Propuesta de uniones mecanicas para estructuras de guadua, tesi di laurea, Universiadad Nacional de Colombia, Bogotà, 1997 7 Jaramillo, D y Sanclemente, G., Estudio de uniones en guadua con angulo de inclinacion entre elementos, Tesi di laurea, Universidad Nacional de Colombia, 2003 8 Trujillo, David y Clavijo, Sandra, Evaluacion de uniones a traccion en guadua, tesi di laurea, Universiadad Nacional de Colombia, Bogotà, 2000 9 Alejandro Restrepo, Sistema tridimensional para estructuras en guadua, tesi di laurea, Universiadad Nacional de Colombia, Bogotà, 2003 10 Wallner Automation Gmbh, Alemania/ www.bambutec.org 11 Universidad RHTW Aachen, Alemania / http://bambus.rwth-aachen/de/index.html) 12 Simon Velez, Bamboo - Grow your own house, Germany, 2000 13 T.Oberman, R.Laude, proyecto de investigacion Bamboo Space, Medellin, 2004 14 arch. Mauricio Cardenas/ www.studioex.it CAPITOLO 6 1 J. J. A. JANSSEN, Building with Bamboo, a handbook. Intermediate Technology publications Eindhoven, 1994. 2 AIS, manual de construccion sismo resistente de vivienda en bahareque ence-mentado, Manizales, 2001 3 Oscar Hidalgo Lopez, Bamboo, the gift of the gods, English revised by Judy Dickin-son de Salomon, Bogotà, 2003 4 Marcelo Villegas, Bambusa guadua, Bogotà, 2003 5 Riccardo Mondello, Il bambù come materiale da costruzione, tesi di laurea, Politecnico di Torino, 2002 CAPITOLO 7 1 Josè Fernando Munoz Robledo, Conceptualizacion y definicion de las aeas de importancia historica y cultural del municipio de Manizales-Colombia, Universidad Nacional Sede Manizales, 2006 2 AIS (Asociacion Colombiana de Ingenieria Sismica), FOREC (Fondo para la re-construcion del Eje Cafetero), Documento: tipificacion de los sistemas constructivos patrimoniales de bahareque en la ruta cultural del cafè, Colombia, 2006 Oscar Hidalgo Lopez, Bamboo, The gift of the gods, English revised by Judy Dickin-son de Salomon, Bogotà, Colombia, 2006 4 Riccardo Mondello, Il bambù come materiale da costruzione, Tesi di laurea, Politecnico di Torino, 2002 5 Materiale reperibile al sito www.ipirti.gov CAPITOLO 8 CAPITOLO 9 1 Mauricio Cardenas, Bambù, dossier n 57, Costruire 2 ZERI Foundation, reperibile al sito www.zeri.org 3 T.Oberman, R.Laude, proyecto de investigacion Bamboo Space, Medellin, 2004 CAPITOLO 10 1 Cleuren H. M. and A. B. Henkemans. 2003. Development of the bamboo sector in Ecuador: harnessing the potential of Guadua angustifolia. J. Bamboo and Rattan, Vol. 2, No. 2, 2003 2 Jorg Stamm, Laminados de guadua, intervento al Simposio Internacional sobre guadua, Pereira, 2002 3 Katleen De Flander, The role of Bamboo in Global Modernity: from Traditional to Innovative Construction Material, Master thesis in 'Urban Environmental Management' Wageningen University, The Netherlands, 2005 4 Riccardo Mondello, Il bambù come materiale da costruzione, tesi di laurea, Politecnico di Torino, 2002 5 IPIRTI: reperibile al sito www.ipirti.gov.in/home.htm 6 Oscar Hidalgo Lopez, Bamboo, The gift of the gods, English revised by Judy Dickin-son de Salomon, Bogotà, Colombia, 2006 CAPITOLO 11 1 Prof. Dr. Michel Becher, Bamboo Markets in Western EuropePerspectives for Guadua Products, Intervento al Simposio Internacional sobre guadua, Pereira, 2004 CAPITOLO 12 1 Riccardo Mondello, Il bambù come materiale da costruzione, tesi di laurea, Politecnico di Torino, 2002 2 Materiale reperibile al sito: http://www.emissionizero.net 3 Richard Rogers Partnership, London, UK, reperibile al sito http:/www.richardrogers.co.uk 4 Madrid Barajas Airport, Richard Rogers Partnership, The Plan n 014, maggio-giugno 2006 5 Mauricio Cardenas, www.studioex.it

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