A su favor juega su gran disponibilidad y su capacidad aislante. En su contra, como material vivo, es vulnerable a determinados agentes externos (humedad, hongos, xilófagos), por lo que tiene un ciclo de vida útil en función del tratamiento recibido. Además de los elementos tradicionales de madera aserrada en la construcción, la industria ha desarrollado numerosos materiales derivados de sus fibras y virutas mediante procesos de laminación y técnicas de prensado con diferentes aditivos mejorando sus prestaciones: Tableros de maderas laminadas, tableros de partículas y de fibras orientadas o no, según las necesidades. Los paneles de montantes de madera (Timber frame) y los paneles de madera maciza laminada cortados con CNC constituyen los elementos estructurales de mayor desarrollo en la actualidad.
Técnica de unión
Las uniones tradicionales basadas en entallajes de la propia madera son poco usuales por precisar de carpinteros altamente cualificados. Las piezas de empalme de acero de distintos diseños (chapas planas encastrables atornilladas mediante espigas con tuerca), chapas planas conformadas con clavos atornillados por el exterior, conexiones de ángulo o de apoyo) se usan predominantemente por su simpleza y sencillez de fabricación y colocación, así como la facilidad de cálculo de su resistencia.
Sostenibilidad
La madera es un material de fácil disponibilidad y con un bajo coste de obtención y elaboración. Además es un material con una gran capacidad aislante y es ligero. Aunque tiene una vida de servicio corta en relación a otros materiales, al final de su vida útil puede triturarse y ser de nuevo materia prima para tableros de partículas o fibras, o servir para pasta de celulosa.
Esqueletos de madera
Los elementos usados en la elaboración de estructuras de madera son usualmente escuadrías de madera maciza, usualmente divididas en tres calidades, en función de sus características en cuanto a capacidad resistente, defectos naturales y espesores de los anillos de crecimiento anual. También son usuales las escuadrías de madera laminada (tricapa o multicapa laminadas juntas bajo presión, de tal forma que las fibras sean paralelas) con una mayor resistencia y estabilidad, al proceder de maderas seleccionadas sin defectos.
Elementos compuestos desarrollados últimamente, son vigas conformadas por dos alas (superior e inferior) de madera muy resistente (incluso laminada) unidas entre sí por un alma de tablero de virutas o de OSB. Aunque tienen un canto superior, poseen una resistencia mayor a flexión.
Las uniones entestadas se realizan mediante placas de acero (que pueden ocultarse interiormente en ranuras efectuadas en la madera) fijadas con tornillos pasantes, tirafondos o espigas de acero incrustadas a presión. También se utilizan en las uniones embrochaladas ángulos o escuadras de chapa plegada de acero atornilladas (que quedan vistas en la unión). Otro sistema de empalme de piezas de la misma sección son las placas con clavos soldados perpendicularmente a ellas, y las placas punzonadas de tal forma que el propio material forma «clavos» perpendiculares a ellas.
La unión entre pilares y cimentación se suele realizar mediante bases de soporte diseñadas para separar el pilar de posibles humedades.
Las disposiciones constructivas más usuales en los sistemas de esqueleto de madera son las siguientes:
• Poste y viga: columnas de la altura del edificio a las que se entestan las vigas por sus cuatro lados.
• Viga y columna: el pilar tiene la altura de cada planta y la viga se apoya sobre él, pudiendo ser en continuidad.
• Columna y doble viga: dos vigas se fijan paralelamente a ambos lados de la columna mediante tornillos pasantes, espigas de acero o perfiles de acero atornillados a ellas.
• Doble columna y viga: el pilar es doble, abrazando la viga (que puede ser continua). Es necesario proveer un apoyo resistente de madera entre ambas columnas, bajo la viga.
En todos ellos lo usual es que el forjado se forme mediante entablados de madera o tableros contrachapados, de OSB, o sándwich sobre viguetas de madera. También se usan tableros de maderas laminadas que permiten mayores luces, con gran rapidez de colocación.
Existen también el equivalente en madera de los sistemas de estructuras espaciales formados por montantes con nudos en forma de bola de hasta 18 posiciones de conexión (tipo MERO9. En este caso los tubulares de acero se sustituyen por tornapuntas de madera laminada terminadas en elementos de conexión metálicos que son los que se atornillan en los nudos.
El arriostramiento de la estructura se suele realizar mediante:
• Macizando vanos mediante paneles de madera o metal, que pueden ser superpuestos por el interior y el exterior. Es muy usual la utilización de tableros contrachapados o de OSB por su resistencia en las dos direcciones del plano y su sencillez de fijación mediante tornillos o clavos.
• Jabalcones en las uniones viga pilar mediante puntales de madera que rigidizan el nudo y además cortan la luz de pandeo.
• Diagonales de madera maciza formando cruces de San Andrés en los vanos estructurales.
• Tensores diagonales en los vanos, de redondo o cables de acero. Se deben unir a la madera mediante placas de anclaje de acero, convenientemente fijadas al nudo mediante tornillos pasantes o espigas de acero.
Uno de los primeros sistemas de industrialización de viviendas surge en EE.UU. a mitad del siglo XIX, ayudado por el desarrollo de la producción en masa de clavos: la construcción en armazón («frame») o costillas de madera. En un sistema de construcción mediante puntales de madera de pequeña sección situados relativamente próximos unos a otros (40 – 60 cm.) que resuelven tanto los muros sustentantes como los forjados, y que can simplemente clavados entre sí, ya que los esfuerzos que soporta cada unión es pequeño individualmente, al repartirse éstos entre un gran número de ellas. Debido a la escasa sección de los montantes y su pequeña capacidad resistente, las cargas se deben transmitir directa y verticalmente desde cada vigueta horizontal al montante inferior y así sucesivamente hasta llegar a la cimentación (No existen «vigas», sino «durmientes». El arriostramiento se consigue clavando entablados o tableros contrachapados y de fibras) en la dirección perpendicular de los largueros principales. Se subdivide según el tamaño de los montantes en:
• Ballon Frame: Los montantes sustentantes verticales tienen la altura de la edificación, y las viguetas se abrochan a ellos por su lateral. Se refuerza el apoyo mediante una costilla perpendicular a ellas, clavada a los montantes, ya que la transmisión de cargas es excéntrica.
• Platform Frame: Los montantes tienen la altura de un piso, se rematan superiormente por un durmiente que une sus cabezas, y sobre él apoyan las viguetas; cada una situada sobre la vertical del montante inferior. Un nuevo durmiente se coloca sobre las viguetas solidarizándolas, y los montantes superiores se colocan sobre la vertical de cada vigueta. Se consigue así una transmisión vertical del peso a través de todos los elementos.
Paneles de madera
Se distinguen dos sistemas principales: el armazón (Framework) de madera y los paneles de madera maciza.
Los paneles de armazón de madera, al igual que los paneles ligeros de acero, siguen los principios del Platform Framing tradicional modulándolo para la industrialización de paneles. Se basa en montantes de pequeña sección de madera (de 60 x 100 hasta 80 x 160 mm.) unidos entre sí por un durmiente superior e inferior, y dotados de estabilidad horizontal mediante tableros contrachapados o de OSB atornillados a los montantes a ambos lados del panel, utilizando la cavidad entre montantes para el relleno aislante. Precisan de acabados exteriores e interiores que se atornillan sobre ellos. Las uniones resistentes entre paneles se consiguen con elementos de acero atornillados a ambos paneles. A su vez, estos paneles admiten un alto grado de acabado en taller.
Los paneles de madera maciza se han desarrollado últimamente gracias a la aparición de máquinas de corte robotizado CNC. Se basan en paneles de madera laminada o de virutas procesadas de gran formato, que se recortan en taller (incluso las aberturas de puertas y ventanas) y se prefabrican con las canalizaciones para las instalaciones y las cavidades de las uniones. Aprovechan la capacidad aislante de la madera, pero necesitan de aislamiento extra y de material de acabado por el exterior (al interior se puede dejar el acabado del tablero visto).
Almudena Ribot y Teodoro Núñez
CUATRO50 (www.cuatro50.com)