Madera contralaminada, ideal para la arquitectura de gran tamaño el insumo constructivo del futuro

Paola Andrea Ruiz Rojas

Periodista M&M

Insumo de uso estructural, ecológico, versátil, ligero y sostenible que ha abierto las puertas a un tipo de construcción de diseño más libre, que demanda menores costos de producción y reduce los tiempos de ejecución. Un hit en Europa que recién penetra el mercado latinoamericano.

Desde hace ya varia décadas, la madera contralaminada –ó Cross Laminated Timber (CLT por sus siglas en inglés)– ha ido ganando terreno en el sector de la construcción donde el hormigón y el acero eran los grandes protagonistas; y esto a razón de que reúne todas las características y bondades de la madera y ofrece, además, importantes ventajas frente a los materiales tradicionales utilizados en construcción.

Una de sus principales virtudes y que la ha hecho merecedora de su consideración, es que los arquitectos la  trabajan de forma similar a como lo hacen con las losas prefabricadas de hormigón, con la diferencia de que la madera CLT es más ligera y posibilita montajes más sencillos y rápidos, y diseños más libres.

De hecho, Manuel García Barbero, arquitecto y consultor de la firma española proHolz, afirmó –en un evento de capacitación del Instituto Español Eduardo Torroja–, que la arquitectura residencial de gran tamaño ha encontrado en el la madera CLT, soluciones efectivas en cuanto a la relación costo y tiempo de ejecución, pues la obra estructural seca tiene como ventaja que no depende de los tiempos de fraguado del hormigón (1).

En este sentido, estudios adelantados por varias firmas productoras de madera contralaminada, han establecido que los trabajos de instalación pueden ser adelantados entre un 20 y un 40 por ciento más rápido que en las construcciones tradicionales hechas con ladrillo, hormigón o acero. Dichos estudios también aseguraron que durante la obra en seco, ciertos pasos como colocar el aislamiento de la fachada, poner las puertas y ventanas, se realizan con un ahorro en tiempo que puede variar entre 10 y 30 por ciento.

La obra en seco es sinónimo de sostenibilidad económica y ecológica porque permite el ahorro en el tiempo de ejecución y montaje, así el consumo de agua y de energía, además de reducir los residuos y facilitar el posterior reciclaje y uso de desperdicios.

Otro valor añadido de los paneles CLT, es su compatibilidad con varios materiales utilizados en construcción, como el vidrio, el hormigón o el acero, lo que amplía el abanico de posibilidades del diseño arquitectónico. Gracias a estas ventajas, actualmente está siendo utilizada para la construcción de casi cualquier obra: casas, edificios, colegios, oficinas, guarderías, locales comerciales, puentes, construcciones agrícolas, y bibliotecas de diversas formas y magnitudes.

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Sin embargo, y a pesar de sus bondades, la madera contralaminada no se ha posicionado en Latinoamérica tal como sí lo ha hecho en Canadá, Estados Unidos y en algunos países de Europa.

Precisamente, las cifras demuestran que el 95 por ciento de la producción mundial de CLT está concentrada en el centro de Europa, siendo Austria el país que más madera contralaminada produce con un 63 por ciento del total; y que en el estimado a futuro, Alemania y Suiza producirán un millón de metros cúbicos en 2015.

Las cifras oficiales también señalan que en España sólo el 3 por ciento de las viviendas unifamiliares emplearon paneles de contralaminada en su  construcción.

Particularmente, en Colombia, el mercado de la madera contralaminada es incipiente y su uso aún no trasciende a obras de gran envergadura, muy probablemente por el desconocimiento que existe sobre el insumo, o porque, como lo afirma Luis Fernández –ingeniero estructural colombiano, especialista en el uso de este material– ha faltado interés en los ingenieros y arquitectos por fomentar su uso.

En esta edición, la Revista M&M hace una aproximación a las características y ventajas de este insumo que empezó a desarrollarse en la década de los setenta, y que hoy en día se vislumbra como el material constructivo del futuro.

Capa a Capa: Generalidades

Técnicamente, la madera contralaminada se define como un panel multicapa, formado por varios tableros monocapa, dispuestos y encolados en estratos o capas en forma de cruz, a una presión constante de 0.6 N/m², hasta ser convertidos en un panel de madera maciza de gran formato.

Para producirlos, los fabricantes de estos tableros utilizan láminas de madera de pino o abeto, cuyos grosores pueden variar entre 19 y 40 milímetros dependiendo de la disposición de las mismas en el panel: para las láminas ubicadas de forma longitudinal, los grosores son de 19 y 34 mm; mientras que para las dispuestas transversalmente, los espesores son de 13, 19, 22, 30, 34 y 40 mm.

Las capas longitudinales y transversales se disponen intercaladamente entre sí, para lograr que los coeficientes de dilatación y contracción se reduzcan al mínimo, y que la rigidez, la resistencia a la carga y el equilibrio o estabilidad estática se incrementen considerablemente.

Vale anotar que para garantizar la calidad del panel, las láminas base (de pino o abeto) son sometidas a un proceso de secado conforme lo establece la norma técnica europea ETA – 06/0138 a fin de que logren la humedad del 12 por ciento y con ello se prevenga el ataque de plagas, hongos, e insectos. La humedad puede estar dos puntos por encima o por debajo de lo establecido en la norma.

Para el encolado de las láminas, los fabricantes juntan –utilizando un pegamento PUR, sin disolventes ni formaldehídos (2) y en una proporción de 0.2 kg/m² de junta encolada– tres, cinco, siete o más capas (siempre impares) según las exigencias estructurales; hasta la fecha, ningún panel es fabricado con menos de tres capas ni con un espesor superior a los 50 centímetros.

La mayoría de los fabricantes aplican la cola de forma automática, de modo que la superficie quede cubierta,para luego juntar los paneles mediante una presión de prensado constante de 0.6 N/mm².

El uso de adhesivos PUR garantiza que los paneles no desprendan formaldehídos, lo que significa que pueden ser desechados, luego de cumplir su vida útil, en cualquier instalación de incineración y ser elementos seguros y confiables.

Ya, en materia de formatos, los paneles de madera contralaminada se destacan por ser tableros de gran tamaño, normalmente alcanzan los 16.50 metros de longitud, por 2.95 metros de ancho y 0.50 metros de espesor.

El largo mínimo de producción es, usualmente, de 8.0 metros, y los anchos facturables (estándar) varían entre 2.40, 2.50, 2.53, 2.95 metros; aunque algunas empresas tienen la capacidad de producir tableros con anchos de 2.25 metros, pero sólo a petición de los clientes, según sus necesidades y requerimientos.

Referente a las calidades de superficies, y según los estándares internacionales establecidos, esta variedad de paneles son producidos en tres calidades: “No Vista” (NSI), “Vista Industrial” (ISI), y “Vista Para Vivienda” (WSI).

  • Calidad No Vista (NSI): tableros adecuados para el uso en estructuras que, normalmente, se revisten por ambos lados después del montaje y, por lo tanto, no es necesario cepillar ninguna de sus caras. Este tipo de panel se hace, usualmente, con láminas de pino clase C24, aunque también se utiliza –en porcentajes mínimos y según autorización– pino de calidad C16.
  • Calidad Vista Industrial (ISI): son utilizados en ciertos lugares de las edificaciones industriales donde los requisitos de las superficies son mínimos, como por ejemplo, los techos de los pabellones industriales. Aunque todos los lados de estas láminas se lijan, sólo uno se trabaja o prepara para quedar expuesto. Para este lado, precisamente, los fabricantes utilizan láminas de pino de calidad B, según lo establece la norma EN13017-1.
  • Calidad Vista Para Vivienda (WSI): tableros cuya apariencia de superficie es totalmente prolija, de allí que se utilicen como superficies permanentes de edificaciones residenciales. Son tableros con todas sus caras cepilladas y lijadas, hechos de pino de calidad AB según lo establece la norma EN 13017-1.

Otra variedad son los paneles de Superficies Especiales (S), fabricados a pedido y según la disponibilidad de las láminas en bruto de abeto, duglasia y pino cembro.

Las fortalezas del insumo

La madera contralaminada se considera como el insumo constructivo del futuro porque además de ofrecer precisión y rapidez en la ejecución de las obras, bajo impacto ambiental y libertad de diseño, cuenta con una serie de propiedades fisicomecánicas destacables. Entre las principales están:

  • Termoconductividad: La conductividad térmica de la madera contralaminada es igual a la de la madera maciza de conífera. El efecto aislante de la madera CLT está condicionado por la masa de madera y puede determinarse como protección térmica al calcular el valor U o de transmitancia térmica.
  • Capacidad de almacenamiento de humedad: La madera puede absorber la humedad, almacenarla y dejarla salir de nuevo, de allí que las obras arquitectónicas con madera contralaminada tengan la propiedad de regular la humedad ambiente, especialmente, cuando las placas están integradas en el interior de la construcción; cuando se integran en el exterior, tienen un efecto aislante. También vale anotar que si hay cambios en la humedad del aire o en la temperatura interior, la madera asume una función compensadora, dado que absorbe la humedad del aire y disipa su propia humedad.
  • Estanqueidad al aire: Los paneles de madera CLT de cinco o más capas –en cualquier calidad de vista–, y los de tres capas, en calidades ISI o WSI, funcionan como capas herméticas al aire.
  • Estática: Debido a su estructura cruzada y a la transferencia de carga, los tableros de madera contralaminada poseen propiedades estáticas extraordinarias que los hacen ideales para construir en zonas sísmicas.
  • Resistencia predecible al fuego: La madera es un material inflamable cuyo medio de protección –durante los episodios de incendios– es formar una capa de carbón que retarda la combustión. La reacción al fuego de la madera contralaminada se clasifica en cuatro categorías o niveles en función del tiempo de resistencia al mismo, y se mide en minutos.

Según la tabla anterior, y teniendo en cuenta que la norma técnica europea ETA – 06/0138 establece que la velocidad de combustión de las planchas de madera maciza es de 0.67 milímetros por minuto, para la capa expuesta, y de 0.76 mm/min para varias capas, se ha podido determinar que los paneles de madera contralaminada con estructura de tres láminas, muestran, normalmente, una resistencia al fuego de 30 minutos, y por lo tanto pertenecen al nivel F30, mientras que las planchas con cinco capas se ubican en el nivel F60, porque tardan en quemarse cerca de 60 minutos.

Las mayores duraciones de resistencia al fuego las presentan los tableros con más de cinco capas o grosores superiores.

Los paneles, soportes de la nueva forma de edificar

Aunque se trata de un material con el que se construye fácilmente, su manejo e instalación exige el cumplimiento de un protocolo especial.

Es importante mencionar que para instalar o hacer el montaje de las planchas no son necesarios demasiados medios auxiliares, tampoco nóminas extensas, ni numerosas máquinas y equipos, pero si es indispensable que, previamente, los instaladores realicen una correcta planeación del orden o secuencia del montaje de los paneles pues los errores en la planificación y/o en los cálculos puede traducirse en demoras, sobre costos y pérdidas.

La CLT se utiliza en la fabricación de pisos, muros y techos, y actúa como elemento constructivo, estructural o de acabado.

Se puede decir entonces que para edificar con madera contralaminada se deben seguir dos etapas: planeación y montaje.

Planeación y Logística

Fase en la que se establecen aspectos indispensables para edificar con madera, como, por ejemplo, la cantidad, la calidad y los requerimientos de dimensionado de las láminas a utilizar; así como el medio de transporte que servirá para la entrega de los paneles en la obra y su ubicación; los mecanismos de elevación y la posición de los mismos en terreno; y, por supuesto, el orden de montaje de cada uno de los paneles.

De igual manera, en esta etapa, también se define el tipo y la calidad de los elementos de unión, anclaje y los demás componentes necesarios para la fijación y montaje de las láminas. Según las empresas productoras de CLT, en la logística y planeación, de los proyectos con tableros contralaminados, se debe:

  • Contemplar la cimentación, la instalación de redes eléctricas y de fontanería.
  • Trazar los cálculos estructurales y de los planos con las características y dimensiones de los elementos de CLT, así como de los anclajes, elementos de unión y demás detalles constructivos.
  • Realizar el modelo en CAD-CAM-3D, mediante programas específicos para construcciones de madera.
  • Establecer las cantidades y las medidas precisas de los materiales para la elaboración del presupuesto.
  • Elaborar el diseño de todas las piezas (paredes, soleras, vigas, anclajes) y de los cortes especiales para juntas, puertas, ventanas, tuberías, y demás.
  • Realizar el listado de todas las piezas
  • Determinar el tipo de transporte a partir del volumen y la carga total de los materiales, las medidas de las carreteras de la ruta y los espacios de descarga.
  • Determinar los mecanismos de elevación teniendo en cuenta la distancia del mecanismo de elevación a la posición de montaje más alejada; el peso de elevación máximo; la altura de elevación necesaria desde el camión hasta la posición de montaje; así como el espacio para maniobras accesos, descargas y almacenaje; y las dimensiones de edificios cercanos existentes.
  • Elaborar el plan de montaje y, conforme a este, establecer equipos y forma de trabajo.

Montaje, la Puesta en Escena

El montaje es la etapa de materialización del proyecto y, por lo tanto, exige seguir, al pie de la letra, la secuencia establecida en el plano técnico.

Lo anterior implica que debe haber como mínimo un mecanismo de elevación o grúa; y por ende un equipo de montaje conformado por, mínimo, cinco obreros (uno para que maniobre la grúa, dos para el posicionamiento de los paneles y dos más que se encarguen de los anclajes y accesorios).

Por lo regular, un equipo logra montar entre 150 y 200 m² de paneles, cada cinco días; ya, para aumentar la capacidad de montaje es necesario incrementar el número de grúas con sus respectivos equipos aunque, en este puntos, es importante aclarar que estas consideraciones pueden variar conforme sean las condiciones constructivas de cada proyecto.

Desde el punto de vista logístico se distinguen tres tipos de montajes:

  1. Montaje desde el medio de transporte: se realiza en cadena y directamente desde el camión hasta el punto donde se anclarán las láminas. Éste tipo de montaje es el más utilizado y el más económico.
  1. Montaje de elementos almacenados en obra: En los casos en los que no se puede realizar el montaje directamente desde el camión, y cuando los paneles reposan almacenados en algún lugar de la obra, se debe contar con una grúa que pueda elevarlos y transportarlos hasta el lugar de montaje.
  1. Montaje con descarga de contenedores: solo es aconsejable cuando se pueda descargar el material dentro de la obra. Este tipo de montaje requiere un mecanismo especial de elevación, adecuado a la situación de descarga, para no dañar el material. La descarga de los contenedores estándar de 40’ debe hacerse sólo por la puerta trasera; la de los contenedores tipo Open Top de 40’ por arriba y por detrás; mientras que los contenedores tipo Flat de 40´pueden descargarse por arriba, por detrás y por el lado.
La madera CLT puede tener un peso aproximado de 500 kg/m³, el hormigón supera los 1300 kg/m³.

Para finalizar –y más allá de sus exigencias en obra, de sus mencionadas virtudes, y teniendo en cuenta que la situación medio ambiental mundial exige la adopción de medidas que regulen el uso de la energía y las emisiones de gases contaminantes– los arquitectos y constructores se han inclinado hacia ella por ser un material natural de bajo impacto.

La madera CLT está asomándose hoy como el insumo preferido para construir edificaciones amigables con el medio ambiente, ya que –tanto en su proceso de producción como en los de construcción– no solo, no emite CO2, sino que lo elimina convirtiéndolo en oxígeno.

Paralelamente favorece la disposición de ambientes interiores saludables, por lo tanto, resulta apropiada para construir cualquier tipo de edificación sin que interfiera negativamente en la salud humana, hecho que completa su larga lista de buenos oficios en la construcción y al servicio del sector.

Citas:

  1. Por tratarse de una estructura más ligera, por defecto se reduce el tamaño y los costos de cimentación. Es importante recalcar que la construcción en seco permite inmediatez en la ejecución del montaje porque una plancha de madera CLT, puede instalarse en aproximadamente 20 minutos.
  2. Según lo establecen las normas alemanas DIN 68141 y DIN 1052, la europea EN 301, y varios criterios expedidos por el Instituto de Examen de Materiales Otto Graf d5e Stuttgart (Alemania), y la Entidad de Investigación y Comprobación EMPA Baden-Wüttemberg, también alemana.
  3. Las tolerancias de corte se refieren al elemento recortado en cada caso.

Fuentes:

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