Nuevo sistema constructivo con corazón de Guadua

Por: Alexandra Colorado Castro      

Redacción M&M

Hacerse a casa propia es una de las aspiraciones más frecuentes de los colombianos y es también una de las más difíciles de cumplir para la población de escasos recursos; no en vano, para 2005 en el país, cerca de tres millones ochocientas mil familias carecían de un techo digno o vivían en hacinamiento crítico, y, pese a los esfuerzos institucionales para resolver el déficit, hoy más de un 50 % de los colombianos no tiene vivienda propia.

Los problemas para acceder a créditos, las altas tasas de interés, los desastres naturales, las inconsistentes polí-ticas estatales, además de fenómenos sociales como el desempleo creciente y el desplazamiento interno de población rural hacia las ciudades principales, entre otros aspectos, han dificultado la solución de este neurálgico y sensible tema nacional.

Es por eso que algunos  sectores académicos, guber-namentales e industriales del país han diseñado en distintas épocas, estrategias, planes o modelos innova-dores y arriesgados –muchos de ellos fracasados– para generar soluciones de viviendas ajustadas a las necesidades y al alcance de las familias colombianas.

Una de estas iniciativas recientes es la que presenta el Centro de Tecnologías para la Construcción y la Madera del SENA (CTCM) regional Bogotá D.C. que en alianza con la empresa Muiskay, han trabajado durante tres años en un interesante, versátil, económico y ligero modelo de vivienda a partir de paneles de  guadua obtenidos tras un proceso de transformación limpio y ecológico del material.

El líder del proyecto, Fabian Martínez Guerrero, explica el desarrollo de esta propuesta que demandó, entre otros esfuerzos, el diseño de equipos y de tecnología distintos a los utilizados en los países asiáticos donde la tradición de uso de la guadua es milenaria y exitosa; un adhesivo especial para el caso y una nueva manera de “comprender” el material para aprovecharlo al máximo.

Antecedentes del proceso

La iniciativa nació en 2013 por cuenta de Fabian Martínez quien –como estudiante entonces de la carrera Técnica de construcciones en guadua que imparte el Centro de Tecnologías para la Construcción y la Madera del Sena, Regional Bogotá D.C., consiente de las virtudes del material y desde su profesión como arquitecto– se propuso desarrollar un modelo constructivo industria-lizado que no sólo contribuyera a mitigar el déficit de vivienda ya citado, sino que implicara un proceso de construcción sostenible ambientalmente.

“La industria de la construcción aporta el 60 % de la contaminación mundial; es decir, es una de las actividades industriales más nocivas ambientalmente en el mundo (1) además de registrar altísimos consumos de energía para el proceso de explotación, producción, uso y desuso, por cuanto se sabe que para obtener, por ejemplo, un metro cuadrado de ladrillo prensado es necesaria la energía que consume una vivienda durante diez meses. La producción de materiales para sostener la industria de la construc-ción requiere la explotación infinita de recursos naturales en un planeta que no es infinito”, afirma Martínez.

La guadua es una planta que ofrecía las condiciones físico mecánicas para ser la materia prima básica del proyecto, además de su gran capacidad regenerativa –su primer ciclo de crecimiento oscila entre seis y ocho años; pero luego, los renuevos pueden crecer hasta 25 metros en sólo seis meses (en condiciones ideales)– a diferencia de los plazos largos propios de los árboles o de la imposibilidad de regeneración que tienen otros materiales como los derivados del petróleo y los minerales.

Desde la extracción del recurso natural, su preparación y transformación en paneles hasta tener la casa montada, el sistema permite la entrega de una casa de 50 m², en tres meses.

De otro lado estaba la tradición milenaria de uso del recurso en el continente y en el país, pues la guadua ha sido pilar en las construcciones prehispánicas de los pueblos Pre-colombinos; y en Colombia ha sido ampliamente utilizada en las malocas y acueductos indígenas, en las pintorescas casas del Eje Cafetero e incluso en la fabricación de utensilios domésticos en distintas zonas del país.

Con base en estas consideraciones, en el área de Maderas e Investigación del CTCM, se inició la formulación del proyecto; que implicaba el estudio del material para identificar sus potencialidades, una fase de investigación para el desarrollo técnico del nuevo material –los paneles de guadua–, y una fase de implementación (2).

En efecto, el Sena financió el proyecto en sus diferentes fases, incluida la de emprendimiento para la conformación de la empresa Muiskay que, en alianza con el CTCM, desarrollaron la iniciativa, vinculando desde el inicio además a estudiantes y egresados Sena de carpintería, guadua y diseño de mobiliario, a  profesores, a investigadores, a asesores técnicos de Ingeniería y Arquitectura, a gestores de emprendimiento, al coordinador académico de maderas y al director del Centro.

El trabajo inició con un estudio detallado de casos de transformación industrial para la conformación de tableros de guadua para construcción, en Colombia, China, India, Vietnam y otras partes del mundo; casos que desecharon los líderes de la iniciativa debido a los altos porcentajes de desperdicio identificados en esos procesos.

“La experiencia de China fue un referente muy importante en el análisis pero no fue tenido en cuenta como un proceso lógico para Colombia (3) porque a la hora de la transformación –para llevarla de su sección circular a superficies laminadas el desperdicio es del 40 %; además del alto nivel de tecnificación que ma-neja ese país, con industrias y maquinaria sumamente sofisticadas y costosas”, explica Fabian Martínez.

Precisamente, luego de los análisis, el equipo se planteó lograr un proceso de transformación de mediana tecnificación que generara menor contaminación con una reducción importante del desperdicio; y el diseño de maquinaria adaptada a la tipología de la guadua colombiana y a la realidad económica del sector industrial nacional.

“Junto con el Ingeniero y líder Se-nova del CTCM (4) Cristian Ardila y el profesor William Sotelo del área de guadua, se diseñaron y construyeron durante un año-, varias máquinas y dispositivos para la transformación de la guadua, entre ellas una denudadora, una prensa hidráuli-ca y una canteadora especial. Un ornamentador se encargó de la soldadura y contamos con el valioso apoyo de ‘Industrias Gordillo’, una empresa colombiana tradicional de maquinaria para madera que se encargó de fabricar varios componentes”, cuenta Fabian Martínez.

Para el equipo del proyecto esta fase de invención tecnológica fue indispensable por dos razones: las características físico-mecánicas que posee la guadua nativa y el presu-puesto disponible para desarrollar el proyecto.

La guadua nacional puede abrirse en esterilla; mientras que en China adelantan un proceso llamado ‘lateado’ en el que sacan secciones longitudinales de la guadua y luego maquinan cada una para obtener tablillas de hasta de 4 cm de ancho que luego se pegan, y todas sus máquinas están diseñadas para ese proceso. El hecho de que nuestra guadua pueda abrirse es una ventaja biológica y competitiva importante que aprovechamos con nuestros equipos y que nos llevó a una respuesta distinta a la china, mucho más eficiente”, asegura Martínez.

De otro lado y como señala el líder del proyecto, no existe en el mercado de la industria maderera, máquinas para la transformación de la guadua con procesos diferentes a los de la industria china, por lo que debieron construir los equipos para el proceso de transformación adelantando múltiples pruebas para el desarrollo y modificación en ciertos casos  de los equipos apropiados.

El equipo de trabajo liderado por Fabian Martínez en las instalaciones del CTCM y de Muiskay, desarolla-ron, finalmente, un proceso que a diferencia de los realizados en Asia e incluso por empresas nacionales que también trabajan con el recurso, genera un desperdicio de entre el 4% y el 5%; un sistema de mediana industrialización que combina trabajo manual, que genera empleo y lo hace económicamente viable, rápido y sencillo, con una menor intervención de maquinaria y como lo esperaban, con un bajo consumo de energía gracias a que los procesos, los desarrollan en frío.

Fabricación del tablero

La guadua es la principal materia prima del sistema. Morfológicamente es un tubo de sección circular que presenta complejidades particulares para su transformación a la hora del maquinado y del armado en una estructura arquitectónica, por lo que exige un tratamiento especial además de equipos distintos a los empleados para otros recursos como la madera.

Procesos de inmunización  y secado, al sol, de las esterillas de guadua e instalación de los paneles.

Explica Fabian Martínez que, en primera instancia, la guadua empleada para el proyecto –proveniente de Induguadua en el Eje Cafetero– se somete con hacha a múltiples incisiones longitudinales para convertirla en esterillas, procedimiento que se realiza en el mismo rodal.

Posteriormente realizan el proceso de inmunización de las esterillas con sales de pentaborato, un compuesto orgánico que luego de inmunizar puede ser utilizado como abono para la tierra y que resulta cien por ciento limpio comparado con otros procesos que incluyen, para este mismo propósito, elementos químicos derivados de los polímeros.

Despues está la fase de secado para la que eligieron –distinto al uso de hornos que funcionan con energía eléctrica, gas o incineración– el secado por exposición solar durante aproximadamente quince días y con el cuál reducen los niveles de humedad de la guadua.

Ya seca la materia prima, proceden al maquinado, fase en la que usan primeramente uno de los equipos desarrollados por ellos, una máquina de-nudadora encargada de desmembrar los nudos de las esterillas que apa-recen tras ser abierta, y que lleva las secciones de guadua a su “planitud”.

En este punto es pertinente seña-lar que el proceso desarrollado por el CTCM y Muiskay mantiene de la guadua que procesa, el sílice que reposa en la corteza, que funciona como un protector natural, y que es precisamente, la capa que retiran con cepillo o lijadora los procesos de industrialización asiáticos e incluso en los locales.

Seguidamente, pasan las esterillas a una prensa hidráulica especial –la segunda máquina diseñada y desarrollada también por el equipo del proyecto– muy distinta a las utilizadas para la madera pues la resilien-cia (5) de la guadua es mucho mayor y demanda una mayor fuerza de prensado para someterla –300 toneladas frente a 50 toneladas requeridas para la madera– y garantizar un laminado seguro, sin deformaciones posteriores del tablero después del prensado.

Espacio interior de vivienda solar Decathlon 2015, Universidad de La Salle

La prensa –de la que sus diseñadores realizaron en su proceso de modelación, y antes de su construcción, una maqueta a escala para cuidar los detalles del diseño y precisar su funcionamiento– presenta una estructura similar a la de una edificación ya que consta de columnas, vigas y pisos a través de los cuales se transmite la fuerza para presionar los tableros en dimensiones hasta de 300cm x 150cm.

Escalable a nueve niveles permite el prensado de hasta 18 tableros simultáneamente y en frío, lo que representó además un ahorro energético importante pues las prensas tradicionales en caliente para laminados en madera o guadua– requieren de temperaturas muy altas para catalizar el pegante rápidamente.

En la fase siguiente, el dimensionado, interviene la tercera máquina creada en el marco del proyecto: Una can-teadora de 150 centímetros por 300 centímetros que permite el canteado de tableros de gran formato y de los formatos tradicionales existentes en el mercado.

Vale anotar que las esterillas que conforman el tablero son seccionadas en dos dimensiones, 150 cm y 250 cm; y son dispuestas en contraposición longitudinal y transversal, encoladas con un pegante desarrollado para el proyecto. “No hay una industria amplia de pro-ductos exclusivos para la guadua, entre ellos el pegante, y para los laminados de guadua se usan adhesivos para madera: resinas fenólicas o formaldehídos que funcionan por adhe-sión al contacto de superficies pla-nas y lisas, lo que obliga a múltiples maquinados para lograr planitud y lisura requerida, y provoca el des-perdicio. En China, el desperdicio del proceso de lateado es utilizado por industrias complementarias para la fabricar utensilios, pero en Colombia no existen industrias que puedan aprovecharlo”, explica Martínez.

A partir de esa observación, el equipo desarrolló un pegante expansivo que al momento de la aplicación, en efecto, se expande y rellena todos los espacios al interior del tablero lo que reduce la diferencia geométrica entre las piezas de guadua, minimiza el maquinado que busca superficies planas y, por ende, reduce el desperdicio del 40% al 4% o 5%. “Las esterillas que conforman el tablero se unen por amarres mecánicos microscópicos entre la fibra de la guadua y la estructura alveolar del pegante, estructura que además le otorga propiedades de aislamiento térmico al material. Hemos realizado pruebas de inmersión en agua durante días sin que las piezas se separen y hemos encontrado que el pegante resultó un buen aliado para nuestra prensa pues no necesita altas temperaturas para activarse, reacciona al contacto con el aire y permite un prensado en frío en 20 minutos”, explica Fa-bian Martínez.

a conformado el tablero, los pasos siguientes son el retiro de los residuos de pegante –procedimiento que se hace sencillo tras la aplicación previa de un aceite sobre la superficie, que hace las veces de antiadherente–; el escuadrado final en la sierra, a 140 cm por 240 cm, para obtener el tablero laminado; y el acabado natural con ceras de abejas, aceite de linaza y trementina.

El tablero obtenido fue la pieza angular para cumplir el objetivo principal de las investigaciones y sustento del sueño que motivó las inversiones en tiempo, esfuerzos y dinero del proyecto Sena – Muis-kay: presentar un modelo arquitectónico de vivienda ligero, versátil, Ecológico, digno y justo a las cos-tumbres y tradiciones familiares y sociales colombianas.

Las casas y el modelo de comercialización

“En Latinoamérica, el 70 % de las construcciones de vivienda han sido desarrolladas por sus mismos dueños; pensamos entonces que era importante contar con la apreciación de las personas que ocuparían nuestras viviendas para entender sus necesidades y la percepción que tenían del proyecto; los involucra-mos en el proceso de diseño”, cuenta Fabian Martínez.

En efecto, una de las grandes cualidades del sistema constructivo es que para su consolidación, Martínez y su equipo realizaron talleres y capacita-ciones en la periferia de Bogotá y en asentamientos subnormales poblados por habitantes venidos –muchos de ellos desplazados– de distintos rincones del país, en los que, a través de descripciones y dibujos explicaban su ideal de vivienda.

El ejercicio, que juntó al menos 300 dibujos, arrojó patrones comunes como la necesidad de tener un patio central alrededor del cual desarrollar actividades y concentrar espacios, y la de mantener unida a la familia que, en Colombia, se transforma permanentemente, que es dinámica y tiende a crecer en número de miembros.

Partiendo de estas consideraciones el equipo desarrolló tres tipos de paneles de guadua –de muro, de ventana y de puerta de 140 cm por 140 cm– que, unidos por estructuras o columnas de guadua, madera o de metal, permiten la conformación de un módulo arquitectónico básico de 3.0 metros por 3.0 metros; éste puede replicarse numerosas veces para obtener construcciones de distintas formas, espacios y tamaños y que se ajusta a las diferentes características socioculturales y geográficas de las familias colombianas.

A partir del mismo módulo surgen diferentes tipologías: en L, en Y,
lineales o en cruz. El patio central o zona social es un detalle que se
conserva en la mayoría de las tipologías tras haber sido identificado
como muy importante para las familias colombianas.

A partir de un mismo módulo podemos conformar múltiples diseños de vivienda. El primero, que hemos llamado “de emergencia”, tiene 18 m² y se compone de una zona de dormitorio, una cocina y un baño; pero ese módulo puede crecer en la medida de que se agreguen módulos complementarios para dar paso a unidades de 27 m², de 36 m² o una vivienda totalmente consolidada de 54 m²”, explica Martínez.

Señala el arquitecto que una familia de escasos recursos podría hacerse a un módulo básico y con el tiempo, de acuerdo a sus posibilidades, sumar módulos hasta lograr la casa deseada (véase diagrama modelos de vivienda).

El sistema de montaje resulta sencillo: el módulo se levanta sobre un piso estable, sobre una loza flotante en el terreno o sobre un sistema de pilotaje en caso de que la vivienda se ubique en un área inundable. Luego el equipo instala las vigas y después los techos.

Como ventajas del sistema –además de la resistencia y cualidades termo acústicas propias de la guadua– se pueden destacar su modularidad; el bajo peso de las viviendas a partir de tableros ligeros que son fáciles de transportar y de ensamblar; un trabajo de prefabricación en taller que permite el rápido montaje por dos personas –dos o tres semanas para una casa de 45 m²–; y una apariencia de panel, distinta a la de cualquier otro en ese material.

“Al reducir los maquinados y no desperdiciar material obtuvimos un tablero que no es totalmente plano ni liso –porque la naturaleza del material no es así– pero logramos uno rústico, agradable, que ha gustado, que se ve natural y con un alto valor agregado de sostenibilidad ambiental e identidad colombiana”, destaca Martínez.

De hecho, y gracias a los logros demostrados por este sistema de construcción arquitectónica con guadua, sostiene Martinez, el modelo ha sido ya exhibido y se está implementando ahora, con éxito y buena aceptación.

El sistema de montaje es sencillo: el módulo se levanta sobre un piso estable, sobre una loza flotante en el terreno o sobre un sistema de pilotaje en caso de que la vivienda se ubique en un área inundable. Luego se instalan las vigas y después los techos.

El primer ejercicio fue en 2015, en alianza entre el CTCM, regional Bo-gotá, con la Universidad de la Salle para el concurso ‘Solar Decathlon’ con sede en la ciudad de Cali, en el que  se construyó una casa de 85m² con 180 m² de tableros en guadua, además de otros materiales ecológicos. El segundo es el que ahora cursa en 22 fincas del municipio de Saldaña (Tolima) donde se construyen 22 centros de manipulación y acopio de alimentos –en los cuales se implementa la tecnología de los tableros laminados– y que está en el marco del proyecto “El campo, una empresa sostenible”, financia-do por cementos Argos. También existen solicitudes entre clientes naturales que han descubierto las ventajas del recurso en la fabricación de los eficientes paneles para viviendas dignas.

De largo aliento

Actualmente, Fabian Martinez y su equipo de trabajo desarrollan un prototipo de vivienda de 6 metros por 2.20 metros, montada so-bre un remolque que le permita ser llevada a diferentes lugares del país para evidenciar la gestión del Sena y de Muiscay, para mostrar las grandes posibilidades de la guadua y principalmente, para presentar el modelo masivamente y que sea considerado como una opción via-ble y beneficiosa para una población que demanda con urgencia, soluciones en vivienda.

“Celebramos un convenio con un transportador de mercancía en Puerto Inírida que hará una de nuestras casas allí, aprovechando que son muy livianas –pesa 10 ve-ces menos que una casa de ladrillo– y que el transporte de materiales tradicionales de construcción a la zona sólo se puede en barco y resul-ta muy costoso. El contrato ya está firmado y la estamos produciendo”, cuenta Fabian Martínez.

De igual manera, trabajan para diseñar una estrategia efectiva que les permita a la alianza publicitar y mercadear eficientemente el sistema, pues han comprendido que no es sencillo competir con las firmas grandes y tradicionales que monopolizan los proyectos de vivienda hoy en el país; en cambio, han decidido trabajar con los clientes desde la base de la pirámide, estrategia que hasta el momento ha dado buenos resultados.

Paralelo, planean realizar actualizaciones a los procesos tecnológicos y a las máquinas dado que, unos y otras, son nuevos en el concierto industrial y aun necesitan ajustes para lograr mayor eficiencia en la manera de producir, mejores resultados en el producto terminado y jugar como una opción constructiva interesante para el mercado.

Finalmente, el objetivo del CTCM y de Muiskay con este proyecto, es desarrollar una nueva tecnología de construcción que contribuya a mitigar problemas ambientales y sociales, y que se implemente a través de una empresa sostenible generadora de empleo.

La experiencia ha demostrado además que los procesos exitosos son los que consideran las realidades y posibilidades de su entorno; no en vano la fabricación de paneles y laminados de guadua en Colombia no ha sido un proyecto nuevo pues di-versas instituciones y empresas han trabajado en años anteriores en la investigación y desarrollo de procesos industriales de guadua; incluso, durante el gobierno de Álvaro Uribe Vélez se adelantaron ejercicios en el tema con un evidente fracaso tras replicarse en ellos los esquemas de producción asiáticos.“No debemos copiar a los chinos porque su tecnificación industrial, sus volúmenes de producción, sus bajos precios de insumos, sus formas de contratación laboral, entre otros aspectos, hace inviable competirles con un producto desarrollado exactamente con el mismo proceso. Igual, no debemos luchar contra la morfología de la guadua sino adaptarnos a ella. Construir el futuro sólo es posible, preservando los recursos del presente”, concluye Fabian Martínez.

Citas:

1- Las materiales primas convencionales como el ladrillo, cemento, metales y sin-téticos provienen de la explotación de re-cursos naturales que no se renuevan nunca

2- El Sena trabaja sobre la base de tres líneas de acción: la formación académica, la in-vestigación y el emprendimiento.

3- En Colombia han existido empresas de la-minación de guadua con niveles de desper-dicio similares o iguales a los registrados por las industrias chinas.

4- Senova es el Sistema de investigación, de-sarrollo tecnológico e Innovación del Sena, unidad que tiene como propósito fortalecer estándares de calidad y pertinencia, en las áreas de investigación, desarrollo tecnológico e innovación, de la formación profesional impartida en la Entidad. Entre sus diferentes actividades fomenta el desarrollo de investigaciones científicas desde la educación media con aplicación de nuevas tecnologías como polo de desarrollo local y regional.

5- Efecto de memoria que tiene un material para recuperar su forma tras un proceso de deformación.

Fotografía y diagramas:

Fabian Martínez

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