Los materiales de construcción tienen impactos ambientales asociados a su ciclo de vida, por ello, cada vez existen más líneas de investigación orientadas hacia materiales low tech. Nuestra investigación se basa en el estudio del comportamiento de la caña común Arundo donax L. frente a esfuerzos de compresión axial y esfuerzos de flexión.

La campaña experimental, llevada a cabo en el Laboratori de Materials de l’Escola Politècnica Superior d’Edificació de Barcelona, se divide en tres grandes bloques: un primer apartado en el que se estudia el comportamiento del material simple, es decir, una única caña; un segundo en el que se analizan conjuntos de cañas agrupadas formando columnas; y un último apartado en el que se estudia el comportamiento estructural de un arco de cañas.

Entre las variables controladas están las siguientes: 

• El día y la zona de cosecha, realizándose tres cosechas de caña en diferentes épocas y condiciones, denominadas A, B y C. 

• El grado de humedad, determinado mediante el secado en estufa.

• Las características dimensionales, regulando la cantidad y posición de los nudos o diafragmas, así como la esbeltez de las muestras. 

• La técnica constructiva, siguiendo las pautas del arquitecto Jonathan Cory-Wright para el montaje de las columnas y el arco (diámetro de las cañas, sistema de atado, etc.).

Probetas simples. Compresión axial
Se ensaya un total de 130 muestras y se obtienen, entre otras, las siguientes conclusiones: 

• La caña presenta un comportamiento elástico-plástico frente a esfuerzos de compresión en dirección paralela a sus fibras.

• La humedad mejora la resistencia a compresión axial y aumenta el módulo elástico, a no ser que la caña presente lesiones como ataques bióticos o fotodegradación de la capa exterior del tallo.

• Los valores medios de resistencia a compresión de probetas de caña obtenidos oscilan entre 37 y 43 MPa.

• Los valores medios de módulo elástico a compresión obtenidos oscilan entre 4600 y 5000 MPa.

Probetas simples. Flexión simple
Se ensaya un total de 200 muestras y se obtienen, entre otras, las siguientes conclusiones: 

• La caña presenta un comportamiento elástico-plástico frente a esfuerzos de flexión simple estática en dirección perpendicular a sus fibras.

• La humedad no mejora ni la resistencia ni el módulo elástico a flexión simple de la caña.

• Los valores medios de resistencia a flexión simple de probetas de caña obtenidos oscilan entre 13 MPa (en cañas afectadas por ataques bióticos) y 46 MPa.

• Los valores medios de módulo elástico a flexión simple de probetas de caña obtenidos oscilan entre 356 MPa (en cañas afectadas por ataques bióticos) y 2300 MPa.

Columnas. Compresión axial

Se ensayan un total de 12 muestras de columnas frente a compresión axial y se obtienen las siguientes conclusiones: 

• Las columnas de caña presentan un comportamiento elástico-plástico frente a esfuerzos de compresión axial. 

• Los valores de resistencia a compresión oscilan entre 14 y 16 MPa, aunque el número de muestras no permite realizar un estudio estadístico. 

• El módulo de elasticidad se mantiene constante, adquiriendo valores entre 4000 y 6500 MPa, pero nuevamente, el número de muestras no permite hacer un análisis estadístico detallado.

Columnas. Flexión simple

Se ensaya un total de 12 muestras y se obtienen las siguientes conclusiones:

• Las columnas de L=1m presentan un comportamiento elástico-plástico.

• Las columnas de L=2m tienen un comportamiento elástico debido a la gran flexibilidad del conjunto y al desplazamiento longitudinal de las cañas. 

• Los valores de resistencia de las columnas de 2 metros de longitud corresponden al valor máximo alcanzado en fase elástica y no es, en realidad, la resistencia máxima que puede alcanzar la columna.

• Se obtienen los siguientes valores de módulo elástico a flexión: 55,9 MPa las columnas de L=1m y 142,6 MPa las columnas de L=2m.

Arco doble. Prueba de carga

Se ensaya una estructura compuesta por un arco doble y se obtienen las siguientes conclusiones:

• El colapso del arco se produce por la rotura de la zona interior de uno de sus cuatro extremos debido a esfuerzos de compresión.

• El arco llega a soportar 3700 N de carga máxima.

• El arco tiene mayor deformación en los extremos que en el centro (punto en el que se aplica la carga).