La versatilidad de la madera nos permite construir desde pequeñas cabañas hasta grandes edificios, entregándonos una belleza incomparable y proporcionando una alternativa sostenible al acero y al concreto debido a su capacidad de absorber dióxido de carbono y reducir la "huella de carbono" (algunos estudios establecen que 1 metro cúbico de madera puede almacenar mas de 1 tonelada de dióxido de carbono).
En países desarrollados como Canadá, EEUU, Nueva Zelanda, Suiza o Noruega el uso de la madera con sus diferentes sistemas constructivos, esta muy extendido y avanzado. El uso en estos países puede llegar a representar mas del 90% de las construcciones residenciales. En Chile, a pesar de contar con abundantes recursos forestales, su uso en construcción es cercano al 17%.
En la actualidad podemos utilizar tanto sistemas constructivos tradicionales como sistemas mas avanzados. Aquí veremos un repaso de algunos de los sistemas mas utilizados:
1 - Sistema Plataforma (Platform Frame):
Sistema tradicional muy utilizado en diversas partes del mundo y probablemente el mas conocido. Esta constituido por listones verticales denominados pies derechos, vigas horizontales y elementos compuestos denominados cerchas, los cuales configuran la estructura de muros , pisos y techumbre respectivamente. Su función principal es transmitir las cargas de peso propio y sobrecargas de uso a las fundaciones. El sistema se complementa con placas arriostrantes, ya sean placas de contrachapado estructural o placas de OSB las cuales se clavan o atornillan a los pies derechos, vigas y cerchas. La función de estas placas es rigidizar el conjunto y cumplen un importante papel de transmisión de cargas horizontales generadas por vientos o sismos.
La principal ventaja de este sistema es su fácil armado y el hecho de permitir un alto grado de prefabricacion si es requerido. El orden constructivo es básicamente el siguiente: Se montan primeramente las vigas del primer nivel junto con sus placas de piso. Sobre esta plataforma se arman y levantan los tabiques del primer piso. Posteriormente se montan las vigas de entrepiso con sus respectivas placas arriostrantes confeccionando una nueva plataforma de trabajo para repetir el proceso en el segundo piso hasta llegar a la techumbre.
Otra ventaja del sistema es su elevada flexibilidad para adaptarse a distintos tipos de soluciones constructivas, en donde podemos por ejemplo plantear soluciones de aislacion térmica en el núcleo, en el exterior o una combinación de ambos, incorporar el concepto de fachada ventilada, etc. Ademas, frente a reparaciones ofrece grandes ventajas , ya que al estar separada la estructura de los demás componentes permiten una fácil intervención.
2 - Sistema de paneles SIP (Structural Insulated Panels):
Consiste en un panel compuesto de 2 placas de OSB (o contrachapado estructural) de 1.22x2.44 mts con espesor generalmente de 11.1 mm pegadas mediante adhesivo en base a poliuretano a un núcleo de poliestireno expandido (EPS) de alta densidad (min 15kg/m3) que en conjunto aportan excelentes propiedades estructurales y térmicas. Los espesores de las placas y el núcleo varían dependiendo de los requisitos estructurales y térmicos que tenga el proyecto.
Este sistema esta orientado a la prefabricacion ya que los paneles vienen listos y modulados desde la planta para el montaje. Esto puede reducir los tiempos de construcción hasta cerca de un 40% en comparación con un sistema tradicional (lo que no necesariamente significa que sea mas económico). Esto reduce enormemente la complejidad en obra y permite una obra mas limpia, sin residuos o desechos.
Este sistema junto al sistema Plataforma constituyen cerca del 80% de la construcción en madera en Chile.
Las uniones entre paneles se realizan con tablillas de OSB o listones de madera. mas un sello de poliuretano que mejora la unión y funciona como barrera de aire.
Otra gran ventaja es que prácticamente se eliminan los puentes térmicos de la envolvente de la edificación, permitiendo un funcionamiento energético mas eficiente.
Este sistema requiere una adecuada coordinación entre las distintas especialidades involucradas, desde el diseño hasta la fabricación y entrega de los paneles. Para, por ejemplo, eliminar errores de ensambles en las uniones. Al respecto, se debe verificar que la fabrica encargada de la fabricación cuente con sistemas de calidad internos que garanticen precisión en la fabricación que eviten errores como descuadres o desaplomes que afecten las terminaciones y retrasen la obra.
Se debe tener especial cuidado de proteger los paneles en obra para evitar que las planchas de OSB Se deterioren con la humedad.
Los paneles presentan un F-15 de resistencia al fuego por lo que se deben proteger adecuadamente para otorgarles las resistencias al fuego requeridas según cada proyecto.
3 - Sistema de madera contralaminada CLT (Cross Laminated Timber):
Este sistema, perteneciente al grupo de los paneles de madera maciza, a significado toda una revolución en la actualidad por sus importantes ventajas estructurales y constructivas. Esta compuesto tipicamente por 3, 5 o 7 capas de madera de construcción (sea conífera u otra). Cada capa esta compuesta por un conjunto de tablas de madera aserrada con las fibras de la madera dispuestas en la misma dirección. Estas capas posteriormente se montan, encoladas, unas sobre otras, de manera entrecruzada y son sometidos a un proceso de prensado. Finalmente los paneles son cepillados, formando tableros estructurales muy adecuados para la industrialización, con una excepcional resistencia mecánica, una gran estabilidad y una gran rigidez.
La gran estabilidad dimensional de los paneles se consigue aprovechando la pequeña dilatación que la madera posee en la dirección de las fibras y, al encolar las capas cruzadas en 90° , unas arriostran a las otras, impidiendo la dilatacion tranversal de las fibras.
Las dimensiones de cada panel pueden variar según el fabricante o se pueden personalizar. Los espesores totales fluctúan habitualmente entre 75 y 320 mm . El largo de cada panel esta restringido por la logística de su transporte.
Los primeros usos del CLT surgieron en Alemania y Austria en la década de los 90' y se extendieron por Europa a partir del 2000.
Estos paneles combinados con una capa continua de aislación exterior, sea rígida o flexible (habitualmente es rígida, permeable al vapor de agua y se fijan directamente a la estructura), son capaces de generar muros con valores muy bajos de transmitancia térmica.
Estos tableros han demostrado también un excelente comportamiento frente al fuego, mediante el sobredimensionamiento de los paneles, utilizando los conceptos de masividad y proteccion por carbonizacion se pueden lograr, con los paneles desnudos, las resistencia al fuego exigidas por el proyecto.
Las uniones suelen ser escuadras, ángulos y pletinas de acero diseñadas para cada proyecto y generalmente van insertos dentro de la madera para protegerlos del fuego.
La versatilidad del sistema permite diseñar paneles de grandes dimensiones con los vanos de ventanas y puertas cortados de fabrica mediante maquinas de corte CNC.
Este tipo de sistemas requieren una alta coordinación durante la etapa de proyecto por lo que el uso de software de diseño BIM son indispensables.
Los paneles pueden quedar o no quedar revestidos interiormente.
El comportamiento estructural de este sistema constructivo es excepcional. En este enlace se muestra un análisis a gran escala de un edificio de CLT de 7 pisos sometido a un terremoto severo que replica el registro del terremoto de Kobe de 1995 de Japón.
En Chile las actuales normativas sísmicas son muy restrictivas con este material (pensando en edificios de varios pisos) ya que fueron diseñadas principalmente para el hormigón armado. Actualmente, la normativa que regulará su uso esta en fase de estudio y hay indicios de que pronto podría estar terminada.
Otros sistemas constructivos conocidos son: Sistema Balloom; Sistema Poste Viga; Sistema Block , entre otros.