O Momento x Curvatura

1. Introdução

O bambu é um material que possui propriedades mecânicas compatíveis às dos materiais utilizados em estruturas de concreto armado (Lima Jr. et al., 2000); por este motivo, vem sendo estudada a possibilidade da utilização desse material como reforço em estruturas de concreto armado (Geymayer & Cox, 1970). Apesar do descrito, verifica-se que a utilização do bambu com esta finalidade tem sido dificultada pela baixa aderência desenvolvida entre este material e o concreto (Kurian & Kalam, 1977). Segundo Ghavami (1995) e Lopes et al. (2002), o bambu, quando utilizado como reforço no concreto, absorve a água da mistura, aumentando de volume e voltando às dimensões originais, após secagem; isto faz com que a aderência entre os dois materiais seja prejudicada. Apesar desse fato, não foram encontrados, na literatura nacional nem na internacional, trabalhos que quantifiquem a variação da taxa volumétrica do bambu imerso no concreto nem, tampouco, o valor da perda de aderência devido a esse efeito higroscópico.

1. Revisão Bibliográfica

1. Bambu

Segundo Salgado (2014), o bambu gosta de calor e umidade, apresentando melhor desenvolvimento em regiões de altas temperaturas, livres de mudanças bruscas e secas e frios prolongados. Isto para os bambus de clima tropical como a maioria dos bambus do gênero Bambusa e Dendrocalamus.

De acordo com Liese (1998), Janssen (2000) e Hidalgo Lopez (2003), o bambu apresenta excelentes propriedades mecânicas, as quais são influenciadas pelo teor de umidade do colmo. Essas propriedades se correlacionam com a idade e com a densidade do colmo, mas dependem principalmente do teor de fibras, que é o principal elemento responsável pela sua resistência. Na condição seca a resistência do colmo é superior àquela obtida na condição verde, sendo um conceito geral que os bambus estão maduros com cerca de três anos, quando alcançam sua máxima resistência.

O que diferencia o bambu, de imediato, de outros materiais vegetais estruturais é a sua produtividade. Dois anos e meio após ter brotado do solo, o bambu apresenta resistência mecânica estrutural, não encontrando, portanto, neste aspecto, nenhum concorrente no reino vegetal. Somam-se às características favoráveis do bambu uma forma tubular acabada, estruturalmente estável, uma baixa densidade, uma geometria circular oca, otimizada em termos da razão resistência mecânica/massa especifica do material (Ghavami, 1989 Apud Pereira & Beraldo, 2013).

1. Morfologia do Bambu

Os bambus pertencem à família Graminae e subfamília Bambusoideae, algumas vezes tratados separadamente como pertencentes à família Bambusaceae, com aproximadamente 50 gêneros e 1.300 espécies, que se distribuem naturalmente dos trópicos às regiões temperadas, tendo, no entanto, maior ocorrência nas zonas quentes e com chuvas abundantes das regiões tropicais e subtropicais da Ásia, África e América do sul. Os bambus nativos crescem naturalmente em todos os continentes, exceto na Europa, sendo que 62% das espécies são nativas da Ásia, 34% das Américas e 4% da África e Oceania (Lopez, 2003, Apud Pereira & Beraldo, 2013).

Os bambus são classificados como Bambusoideae, que pertencem a um grupo de gramíneas arborescentes, na maioria das espécies gigantes, com colmos que crescem de rizomas subterrâneos. É um material biológico abundante, o qual aparece principalmente em regiões tropicais e subtropicais. Os bambus são as plantas de mais rápido crescimento na Terra. O recorde de crescimento diário, medido nos limites de Kyoto em 1956, foi de 121 cm do bambu Medake, que tinha 12 cm de diâmetro de colmo amadurecido (Ueda apud Dunkelberg, 1985). No Brasil o crescimento do Dendrocalamus giganteus de 14 cm de diâmetro basal, na PUC-Rio, tem sido de 39 cm em 24 horas (Ghavami, 2000).

1. Características dos Colmos

Segundo Liese (1985), as propriedades de um colmo são determinadas por sua estrutura anatômica (Fig. 01). Nos internos as células estão orientadas axialmente (paralelas ao eixo de crescimento), enquanto que os nós aparecem as interconexões transversais.

A parte externa do colmo é constituída por duas camadas de células epidermiais cobertas por uma camada cutinizada e com cera. Mais internamente ocorre uma camada mais espessa e altamente lignificada, constituída de numerosas células esclerenquimáticas (feixe de fibras), dificultando qualquer movimentação lateral de líquidos.

O tecido de um colmo é composto pelas células de parênquima, pelos feixes vasculares e pelos feixes de fibras. O colmo, de um modo geral, compreende cerca de 50% de parênquima, 40% de fibra e 10% de tecidos condutores.

Os feixes vasculares compreendem o xilema e o floema, e são menores e mais numerosos na periferia do colmo, e maiores e em menor número na sua parte interna. Dentro da parede o número total de feixes da base para o topo, porém sua densidade aumenta.

As fibras constituem o tecido esclerenquimático, e são as principais responsáveis pela resistência mecânica dos colmos. Elas ocorrem nos internós, servindo como proteção dos feixes vasculares, constituindo de 40 a 50% do tecido total do colmo e de 60 a 70% de sua massa. O comprimento das fibras geralmente aumenta da periferia para o centro do colmo e diminui daí até a parte interna, estando as mais curtas situadas sempre pertos dos nós e as mais longas situadas no meio dos internós (Pereira & Beraldo, 2013).

Esses feixes de fibras estão atribuídos de tal modo que a zona interna contém de 15% a 30% desses feixes, e a zona externa, de 40% a 70%, fazendo com que o material possa resistir melhor às forças do vento (Azzini, 1979 e Cruz, 2002).

Os colmos são constituídos por células de parenquimatosas, relacionadas à reserva de nutrientes; células esclerenquimatosas, que formam os principais tecidos de sustentação, de maior resistência e paredes mais espessas, frequentemente lignificantes, que formam os tecidos mecânicos que conferem principalmente dureza ou rigidez dos colmos, e feixes vasculares, formando os vasos responsáveis pelo transporte de seiva (Salgado, 2014).

1. Anatomia do Bambu

A anatomia é considerada um papel importante nos estudos sistemáticos da família Poaceae, convertendo-se em uma ferramenta básica no sistema de classificação. Os caracteres anatômicos das estruturas morfológicas da lamina foliar, da epiderme das lígulas, das brácteas, das espiguetas, e a anatomia do colmo, são também úteis para a identificação das espécies e se tem demonstrado que tem valor taxonômico sobre tudo quando o gênero tiver sido estabelecido pelo método tradicional de caracteres macroscópicos. No caso especifico dos bambus, a anatomia tem servido para delimitar a subfamília Bambusoideae do resto das gramíneas e para definir as tribos que formam a subfamília, porém não tem sido muito útil para definir grupos menores como gêneros e espécies (Salgado, 2014).