Madera contralaminada,

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Madera contralaminada,
ideal para la arquitectura de gran tamaño
Paola Andrea Ruiz Rojas
Periodista
Crédito: binderholz
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.
D
hormigón, con la diferencia de que la madera CLT es más ligera y posibilita montajes más sencillos y rápidos, y diseños
más libres.
Una de sus principales virtudes , 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
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).
esde 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; 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.
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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, en 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.
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. Se
prevé que en un futuro, Alemania y Suiza producirán un
millón de metros cúbicos en 2015.
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 para
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.
Proceso de Producción
Las cifras oficiales también señalan que en España sólo el 3
por ciento de las viviendas unifamiliares emplearon paneles de contralaminada en su construcción.
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 muestra como una gran opción para construcción.
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Foto: Nórica
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.
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instalación de incineración y ser elementos seguros y
confiables.
Crédito: www.ecoproyectosweb.com.
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 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.
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.
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.
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
Los productores de los tableros han definido los límites de
los formatos conforme a la capacidad (en tamaño) de los camiones de carga, de esta forma pueden garantizar el transporte hasta el sitio de la obra sin ningún inconveniente.
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.
CalidaddesuperficiedelasplanchasdemaderacontralaminadasegúnlaNormaEN13017-1
Clases en función del aspecto
Características
Mezcladetiposdemadera
Ramas y ramas negras
Aspecto y color
Obturadores
Bolsas de resina
Bolsas de resina retocadas
Entrecortezas
Grietas
Acanaladuras en la médula
Vetas duras
A
B
C
No admisible
No admisible en pino, 10% de abeto admisible Admisible
Ramas sanas y bien cicatrizadas en pino,
con un diámetro de hasta 40 milímetros
admisibles; ramas negras aisladas admisibles
Ramas sanas cicatrizadas y ramas negras
aisladas admisibles
Admisible
Color y textura bien equilibrados
Color y textura bien equilibrados en gran
medida
Sin requisitos
Admisible
Admisible
Admisible
Aisladas de hasta 3 mm x 40 mm admisibles
Aisladas de hasta 5 mm x 60 mm admisibles.
Admisible
Admisible
Admisible
Admisible
Admisible
Admisible de forma aislada
Admisible
Grietas aisladas en la superficie admisibles
Grietas aisladas admisibles
Grietas aisladas Admisibles
Aisladas, de hasta 400 mm de largo, admisibles Admisible
Admisible
Admisible en forma aislada
Admisible
Admisible
Ataque de insectos
No admisible
No admisible
Orificios pequeños aislados, no
provocados por larvas activas, Admisibles
Decoloración (Azulado)
No admisible
Decoloración ligera admisible
Admisible
Podredumbre
No admisible
No admisible
No admisible
En pino admisible; en alerce, tiras finas de
hasta el 20% del ancho de plancha admisibles
Admisible
Admisible
Defectos aislados admisibles
Sin requisitos
Admisible
Admisible
Albura
Calidad del procesamiento de Pequeños defectos aislados admisibles
lasuperficie
Admisible
Retoquedesuperficies
Fuente: KHL
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CuadroDimensionamientoyRecorteCNC
Existen varias herramientas informáticas para calcular y diseñar con
madera contralaminada, una de ellas, y tal vez la más conocida, es el
software “CLT Designer”, un programa que permite dimensionar los
tableros en cumplimiento con la norma Eurocode 5 (EN 1995-1-1 y EN
1995-1-2), las normas ÖNORM B 1995-1-1 y ÖNORM B 1995-1-2; y el
documento Idoneidad Técnica Europea (DITE-06/0138).
El recorte, de otra parte, los hacen las empresas fabricantes de los tableros
según las necesidades de sus clientes, ceñidos a los planos que éstos les
entregan; utilizando tecnología CNC para garantizar la precisión del corte
dentro de las tolerancias establecidas (3) por el sector de la construcción
civil conforme lo dicta la norma DIN 18203/3, tanto para elementos de
paredes, como para pisos, techos y tejados de madera o derivados de
la misma. La exactitud del corte debe oscilar entre +/-2 milímetros para
paneles estándar.
• 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.
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• 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 térmica3.
• 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
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:
Designación técnica
del nivel de protección
contra incendios
Periodo de
resistencia al fuego
t en minutos
Nivelde
resistencia
al fuego
Retardador del fuego
30< t < 60
F 30
Alto retardo del fuego
60< t < 90
F 60
Resistente al fuego
90< t < 180
F 90
180< t
F 180
Alta resistencia al fuego
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.
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Los paneles, soportes de la nueva forma de
edificar
EQUIPOS DE PINTURA
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.
Se puede decir entonces que para edificar con madera contralaminada se deben seguir dos etapas: planeación y montaje.
DISTIBUIDORES
57.1.268.8600
Carrera 40 N° 17A -44
Foto: www.arqtecnavarra.blogspot.com.
Bogotá - Colombia
[email protected]
La CLT se utiliza en la fabricación de pisos, muros
y techos, y actúa como elemento constructivo,
estructural o de acabado.
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:
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81
www.ayj.com.co
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Foto: www.proholz.com.
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La madera CLT puede tener un peso aproximado de 500 kg/m³, el hormigón supera los 1300 kg/m³.
• 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-CAM3D, 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.
2. 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.
3. 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
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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.
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) Conductividad térmica (como madera entera seca): λ 0,14 W/m K
Capacidad térmica específica: c 1,61 kJ/kg K
Incremento específico de la conductividad térmica: 1,20 % / % Humedad
4) Las tolerancias de corte se refieren al elemento recortado en cada caso.
Fuentes
•
Luis Fernández, Ingeniero Civil, Estructural, asociado Firma Atelier Un Ltd.
[email protected]
•
Madera Contralaminada. Editor y responsable del contenido, KLH Massivholz GmbH. Edición: Madera contralaminada, versión 02/2013
•
Montaje e Instalación. Editor y responsable del contenido: KLH Massivholz
GmbH, Edición: Montaje e instalación, versión 01/2012
•
www.klh.at - www.ecoconstruccion.ne - amatex.es - www.proholz.es - www.
lignum.at - www.construccionyeformas.vilssa.com - ecosistemaurbano.org
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