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

Capurso, Fulvio and D'Auria, Salvatore

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

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
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

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18 F. Castano Niero..Definicio tecnica de un regime de aprovechamiento de bosques de Guadua y su incidencia en la sostenibilidad, sanidad y rentabilidad del recurso..Seminario-Taller, Avance en la investigacion sobre la Guadua.

CAPITOLO 2

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7 Martinez Caceres, E. Puentes en do mayor, Congreso Mundial de Bambu/guadua, 1992

8 T.Obermann, R.Laude, proyecto de investigacion Bamboo Space, Medellin, 2004

9 Khosrow Ghavami, Engineering Properties of Entire Bamboo Culm of Species Guadua: Contribution to a Sustainable Development, Intervento al Simposio Internacional sobre guadua, Pereira, 2004

CAPITOLO 3

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23 SINGH. e TEWARI M.C., 1980, op. cit.

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25 SINGH. e TEWARI M.C., 1981, 0p. cit.

26 SINGH. e TEWARI M.C., Studies on the treatment of green bamboos by different diffusion processes Part II. Dip. Steaming and queching and double diffusion. J. Timb. Dev. Assoc., (India) 27(2), 1981, pp. 38-46; reperibile al sito www.inbar.int

27 KUMAR, S. e B.S. BAINS, Diffusion through bamboo III. Ionic selectivity and temperature effects. J. Timb. Dev. Assoc., (India) 25(4), 1978, pp. 34-44; reperibile al sito www.inbar.int

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30 SULTHONI, A., A simple and cheap method of bamboo preservation. In 'Bamboos: Current Research'. I.V.R. Rao, R. GNANAHARAN, and C.B. Sastry (Eds). Proc. International Bamboo Workshop, KFRI/IDRC, 1990 pp. 209-211; reperibile al sito www.inbar.int

31 URUSHOTHAM, A., Instructions for treatment of timber, bamboos, eie. When facilities for pressure treatment are not available. J. Timb. Dryers Pres. Assoc. (India) 9, 1963. pp. 17-18; reperibile al sito www.inbar.int

32 KANSSEN J. J., Building with bamboo, an handbook. Intermediate Technology Pubblication, The Nederlands, 1995, pg. 105

33 DEV. I., S.C. PANT, PREM CHAND and SATISH KUMAR.. Ammoniacal- copper-arsenite - A diffusible wood preservative far refractory timber species like eucalyptus. J. Timb. Dev. Assoc. (India) 37(3), 1991, pp. 12-15.

34 L, Specification for creosote and anthracene oil for use as wood preservative. IS:

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35 J. A. Montoya.. Investigacion tecnologica en metodos para la preservacion de la guadua. Seminario - Taller Avances en la investigacion sobre Guadua

CAPITOLO 4

CAPITOLO 5

1 JANSSEN J. J. A. , Building with Bamboo, a handbook. Intermediate Technology publications Eindhoven, 1994

2 Oscar Antonio Arce-Villalobos , Fundamentals Of The Design Of Bamboo Structures, Technische Universitat Eindhoven, Holanda,1993

3 Oscar Hidalgo Lopez, Bamboo, the gift of the gods, English revised by Judy Dickinson de Salomon, Bogotà, 2003

4 D. Trujillo, L.F.Lopez, DISENO DE UNIONES Y ELEMENTOS EN ESTRUCTURAS DE GUADUA, Intervento al Taller de Investigacion sobre Guadua, Pereira 2002. 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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