AIDIMME desarrolla soluciones de reparación y refuerzo para estructuras de madera

En el proyecto RESTRUCTMAD se investigan y desarrollan soluciones con numerosas ventajas respecto a las actuales.

AIDIMME (Instituto Tecnológico Metalmecánico, Mueble, Madera, Embalaje y Afines) está desarrollando el proyecto RESTRUCTMAD (Investigación y desarrollo de soluciones innovadoras de reparación y refuerzo para estructuras de madera), que comenzó en julio de 2020. Este proyecto está financiado por el IVACE (Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial) y está cofinanciado por el Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana 2014-2020.

Desde su concepción, RESTRUCTMAD se dirige al sector de la construcción y rehabilitación, a empresas de 1ª y 2ª transformación de la madera, a estudios de arquitectura e ingeniería para construcción y estructuras y, por último, a empresas de software.

RESTRUCTMAD es la continuación del proyecto MEND-ME, en el cual se desarrolló una metodología no destructiva de evaluación de la madera y se caracterizó estructuralmente la madera antigua más usada en nuestro país. El gran interés que sus resultados despertaron en el sector de la rehabilitación y en sus profesionales ha llevado a AIDIMME a seguir avanzando en la línea de reparación y refuerzo de la madera, que forma parte de su línea de I+D “Construcción en madera” y se alinea con las directrices europeas sobre la reutilización de materiales en la construcción.

Base de datos de propiedades mecánicas de la madera antigua, desarrollada en el proyecto MEND-ME.

OBJETIVO DEL PROYECTO Y RESULTADOS ESPERADOS

El proyecto RESTRUCTMAD, que se desarrolla en cooperación con empresas valencianas de los sectores de interés, tiene como objetivo investigar y desarrollar soluciones innovadoras de reparación y refuerzo de estructuras de madera, con mejoras sustanciales respecto a las ya existentes.

Según Miguel Ángel Abián, coordinador y director técnico del proyecto y jefe del Departamento de Tecnología y Biotecnología de la Madera de AIDIMME, “las soluciones propuestas permitirán ejecutar las rehabilitaciones y modernizaciones de estructuras de madera (antiguas, patrimoniales, modernas y actuales), con ventajas relevantes respecto a los ya existentes en tres aspectos fundamentales: sostenibilidad, competitividad y fiabilidad”.

Algunas de estas ventajas serán mayor resistencia y capacidad portante, menor impacto medioambiental, menor coste y uso de materiales, menor tiempo de ejecución, aplicación directa en obra, etc.

Viga de carga de madera antigua que sufre una rotura que debería ser reparada.

En concreto, los resultados técnicos esperados del proyecto son los siguientes:

  • Un análisis de las propiedades mecánicas de la madera en estructuras antiguas y modernas.
  • Un análisis de las situaciones más frecuentes en las estructuras que requieren refuerzo o reparación.
  • Un estudio de las soluciones actuales para reparar y reforzar estructuras de madera.
  • Fichas técnicas de las soluciones actuales para reparar y reforzar estructuras de madera.
  • Soluciones innovadoras de refuerzo y reparación, con ventajas sustanciales respecto a los existentes en tres aspectos: sostenibilidad, competitividad y fiabilidad.
  • Una guía de aplicación de las soluciones desarrolladas.
  • La aplicación de las soluciones desarrolladas a elementos con baja resistencia, degradados o con roturas o principios de rotura.
  • La caracterización mecánica, según el CTE, de los elementos reparados/reforzados.
Degradación en la zona del empotramiento de un par de cubierta, causada por insectos y hongos xilófagos.

MOTIVACIÓN Y NECESITAD DEL PROYECTO

En numerosos edificios, algunos de ellos de gran valor histórico y patrimonial, la estructura es total o parcialmente de madera. La necesidad de conservar y rehabilitar dichos edificios ha sido y sigue siendo muy importante en el sector de la arquitectura. Hasta ahora, cuando se detectan deterioros en la estructura de un edificio o cambian las necesidades estructurales de este (por cambio de uso, por ejemplo), suelen sustituirse los elementos de madera por otros de materiales tradicionales, o se interviene la estructura mediante sistemas de hormigón o similares, convirtiendo en decorativa la estructura de madera.

Dichas soluciones son costosas, a menudo desproporcionadas y requieren emplear innecesariamente grandes cantidades materiales no sostenibles ni reciclables. Por otra parte, a veces son difíciles de ejecutar por la geometría del edificio, y suelen ocasionar grietas en los muros y pilares, e incluso hundimientos de los cimientos. Por último, el cálculo estructural de las estructuras reparadas o reforzadas con esos sistemas resulta difícil de realizar, pues no existe documentación de los sistemas constructivos usados originalmente, y resulta inabordable en el caso de edificios patrimoniales o de carácter singular.

Por los problemas mencionados, existe una necesidad de disponer de soluciones innovadoras para las estructuras de madera, que eviten los inconvenientes mencionados. Estas soluciones deben ser lo bastante generales para aplicarse también a edificios modernos y actuales (es decir, no antiguos ni patrimoniales), pues son numerosos los edificios con estructuras de madera o materiales derivados (madera laminada encolada, contralaminada, etc.) que presentan problemas estructurales por desconocimiento del material, por diseño erróneo, deficiencias en el cálculo estructural o ejecución incorrecta, o bien por una combinación de todos estos factores.

Cercha de madera laminada encolada en un edificio construido recientemente. La madera presenta grietas porque el elemento está mal diseñado y sufre una carga excesiva para su resistencia. Fuente: IKTK.

Igualmente, son numerosos los edificios antiguos y modernos que cambian de uso (y en consecuencia de exigencias estructurales y normativas), y requieren soluciones de reparación y refuerzo que permitan adecuar la estructura existente a las nuevas exigencias, sin incurrir en costosas rehabilitaciones o en problemas derivados del uso de otros materiales para los cuales no fue diseñada ni calculada la estructura. Esta situación de cambio de uso es cada vez más frecuente en las ciudades y municipios españoles.

Con las soluciones innovadoras que se desarrollarán en el proyecto se conseguirá reparar y reforzar los elementos de cualquier estructura de madera (vigas, viguetas, cerchas, pares, etc.), incluyendo puentes, pasarelas, naves industriales y agrícolas, etc., con mejoras sustanciales respecto a las soluciones ya existentes.

Igualmente, en el proyecto se determinará la resistencia mecánica de los elementos reparados o reforzados, para que puedan usarse con seguridad y fiabilidad, cumpliendo el Código Técnico de la Edificación. La falta de caracterización mecánica de los elementos reparados con las soluciones actuales impide que puedan usarse ampliamente y con seguridad. Esto causa que la mayoría de los profesionales opten por la sustitución de los elementos de madera, en lugar de por su reparación o refuerzo.

Ejemplo de viguetas reforzadas con resinas epoxi, áridos y varillas de vidrio.