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Madera Estructural les da la bienvenida en este blog con la madera como protagonista. Quiero compartir con vosotros las noticias relevantes del sector, tecnologías, materiales, técnicas, diseño, software, literatura técnica, etc. que tengan relación con la construcción en madera.

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Se ha desarrollado un software de visualización que permite a los promotores, arquitectos, ingenieros de construcción, constructores profesionales, proveedores y los clientes finales, “seleccionar los biomateriales óptimos asegurando un rendimiento satisfactorio y un alto valor estético. Además, proporciona orientación sobre la programación realista del mantenimiento, así como sobre las posibles opciones de reciclaje de los elementos de fachada una vez finalizada su vida útil.”

De entre los papers más interesantes que han salido del proyecto europeo BIO4ever, es el titulado A simulation tool for the façade aesthetic appearance – BIO4ever project approach el que más me ha llamado la atención.

He tratado de sintetizar esta investigación en unos párrafos.

Las fachadas de un edificio, ósea la envolvente o la piel, es la primera capa protectora contra los agentes de degradación ambiental, y tiene un papel fundamental en el rendimiento de todo el edificio en cuanto a equilibrio térmico y protección física. Pero diseñamos las fachadas en base a un “estado nuevo” sin tener en cuenta cómo cambia su comportamiento y apariencia a lo largo del tiempo y cuáles son las necesidades de mantenimiento.

Fachadas revestidas de madera modificada de Platowood

Es más, según estudios, “los aspectos estéticos juegan un papel importante en la toma de decisiones sobre la renovación”, es decir, en base a criterios subjetivos. La apariencia visual es el atributo clave del producto, seguido por la vida útil, el precio y el intervalo de mantenimiento. Otros estudios “concluyeron que la apariencia visual es el atributo clave del producto, seguido por la vida útil, el precio y el intervalo de mantenimiento. Finalmente, en algunos casos, las razones para el reemplazo o mantenimiento se deben a cambios en la moda arquitectónica y los componentes (o fachadas enteras) son reemplazados antes de la falla funcional”.

Fachada del edificio CMC en el Hospital German Trias Pujol

Pero es clave garantizar el rendimiento estético de los materiales de las fachadas y, para ello, es importante comprender cómo cambian los materiales debido a la meteorización. Sin embrago, se conocen poco sobre “los efectos de los factores ambientales en la apariencia, especialmente los de materiales de construcción de base biológica”, como los revestimientos de madera al exterior.

Y la madera está adquiriendo más protagonismo por su sostenibilidad, baja huella de carbono y su belleza natural. Se han desarrollado nuevos tratamientos para mejorar la durabilidad y la vida útil de la madera. Pero se necesitan más investigaciones.

“El objetivo general del proyecto BIO4ever es contribuir a la sensibilización de la opinión pública, demostrando los beneficios medioambientales que se obtienen del uso basado en el conocimiento de materiales biológicos en las fachadas de los edificios. El proyecto fusiona varias disciplinas: ciencias de la madera, arquitectura, física de edificios, química y matemáticas, así como psicología y preferencias de los clientes con el fin de ofrecer soluciones validadas más cercanas a las expectativas definidas por el usuario.”

Se probaron 120 materiales biológicos al aire libre. Los biomateriales se caracterizaron antes, durante y después de la degradación por agentes bióticos y abióticos para obtener datos experimentales fiables relacionados con su apariencia, así como con los cambios químicos para comprender mejor el comportamiento/degradación de los biomateriales en función del tiempo. Se consiguió así una base de datos completa. Contiene una lista de las características técnicas del material, así como el patrón de degradación de sus cambios durante la fase de uso.

Se preparó un modelo Método de Elementos Finitos (MEF) para la casa modelo, que contiene mapas de distribución de la temperatura de la superficie, irradiación solar y humedad de la superficie. Estos parámetros se convirtieron en un único parámetro correspondiente a la dosis meteorológica D y se combinaron con datos experimentales obtenidos a partir del rendimiento de los materiales. El resultado principal del proyecto BIO4ever es un software interactivo que simula el rendimiento estético de los biomateriales integrado con el cálculo interactivo de LCA para operaciones de mantenimiento.”

Los usuarios del software podrán elegir un material de la base de datos, seleccionar la ubicación del edificio y luego simular la perspectiva de la estructura en la nueva etapa.

Pantalla del software 3d de simulación de la apariencia del edificio

“Las simulaciones […] permiten visualizar los cambios de apariencia relacionados con el período de servicio, la dirección de exposición específica y el microclima. Al cambiar la ubicación geográfica de la obra, el software volverá a calcular automáticamente la orientación de la luz solar incidente durante el período previsto.”

Visualización del aspecto de la fachada del edificio de madera de abeto natural en la nueva etapa (a) y después de 12 meses de meteorización natural (b)

“Uno de los mayores desafíos para la visualización realista de la apariencia del edificio en el tiempo, es la consideración de los detalles arquitectónicos de la estructura y su influencia en la intensidad de la intemperie. Algunas partes específicas de la fachada (por ejemplo, las partes protegidas por el tejado) están menos expuestas a las condiciones ambientales (reciben menos lluvia y menos radiación UV y solar). Por lo tanto, su degradación se ralentiza, lo que da lugar a procesos de degradación menos intensos. Es especialmente evidente en materiales naturales, como la madera de abeto sin protección.”

Enfoque para la meteorización desigual de la fachada del edificio; a) mapa de dosis, donde las partes oscuras corresponden a material nuevo, no degradado y brillante a las partes meteorizadas; b) Simulación de meteorización no uniforme en revestimientos de madera.

“Además de la simulación y visualización de la apariencia de los materiales, el software incluye una guía sobre la programación realista del mantenimiento y las posibles opciones de reciclaje/reutilización para la amplia gama de biomateriales. El concepto se basa en una herramienta interactiva LCA (Life Cycle Assessment), donde los bloques básicos para las operaciones de mantenimiento pueden combinarse y multiplicarse por la frecuencia de mantenimiento, siendo la combinación específica de clima, propiedades del material y necesidades del propietario. Además, se proporcionan opciones de reciclaje tradicionales y alternativas para cada material, donde se proporciona información sobre la posible cascada y/o recuperación de energía. En base a esto, es posible optimizar una estrategia específica en cuanto a las fases de uso y fin de vida para las preferencias y necesidades definidas del cliente.”

“Los esfuerzos recientes se dirigen a la integración de las funcionalidades de software desarrolladas dentro del proyecto BIO4ever con la filosofía de Modelado de Información de Edificios (BIM), con el fin de proporcionar nuevas dimensiones complementarias para las utilidades BIM, tales como 6D (sostenibilidad) y 7D (gestión de instalaciones), además de 4D (secuenciación de la construcción) y 5D (costes).”

“El cálculo de la respuesta a la intemperie específica para cada material ensayado, combinado con la modelización numérica del efecto climático en las fachadas de los edificios, permitió una simulación realista de la apariencia de la fachada teniendo en cuenta simultáneamente el tiempo, la ubicación geográfica y las características intrínsecas del material. Los modelos de rendimiento precisos, que permiten la visualización estética de los edificios a lo largo de su vida útil, son indispensables para convencer a los arquitectos, promotores e inversores del uso seguro de los biomateriales de la construcción. Un enfoque similar podría utilizarse para cualquier otro material de fachada, suponiendo la integración de una base de datos fiable de su rendimiento durante su vida útil con los algoritmos del software BIO4ever.”

 

Referencias bibliográficas:

Sandak, Jakub & Sandak, Anna & Grossi, Paolo & Petrillo, Marta. (2018). Simulation and visualization of aesthetic performance of bio-based building skin.

 

 

Es una selección personal de los que, a mi entender, con sostenida regularidad, contenidos interesantes y buen estilo hacen una buena labor divulgativa sobre la construcción en madera. Por orden alfabético:

  • El blog de 100 x 100 Madera refleja su actividad como constructor de casas pasivas de variados sistemas constructivos.
  • AITIM informa, es el blog de la AITIM informar y debatir sobre la madera y sus aplicaciones, dirigido a técnicos, prescriptores y aplicadores. Con muy variados contenidos técnicos para los profesionales de la construcción y, también, para los particulares.
  • El blog de Arquima Madera refleja su actividad como constructor de casas pasivas de variados sistemas constructivos.
  • El blog de la revista de Arquitectura y madera, dirigida a todos los profesionales que quieran conocer las nuevas obras en madera de arquitectos, nuevas tendencias y diseño, artículos técnicos, entrevistas, etc.
  • El Blog técnico de la madera, de la empresa Madergia, da a conocer las posibilidades de la madera como material de arquitectura y construcción sostenible.
  • Espacios en madera, del Grupo Gubia, aúna arquitectura en madera y diseño.
  • El blog de House Hábitat refleja su actividad como constructor de casas pasivas de variados sistemas constructivos.
  • Maderame es un portal web con todo lo relacionado con el mundo de la madera: bricolaje, maderas, materiales, construcción, herramientas…
  • Maderea, es el blog del del primer portal de la industria de la madera, que ayuda a empresas y particulares a encontrar clientes y proveedores y facilita el acceso a la información del sector.
  • Madera y Construcción, de la empresa FINSA, divulga los beneficios de la buena arquitectura en madera sostenible.
  • El blog de Mizuage Arquitectura contempla la construcción en madera aunando Passivhaus como casas de entramado ligero.
  • El blog de The Cambium Design ofrece una personal y amena visión de la madera. Pero parece ser que su creadora continua su labor en el estudio de ingeniería de la madera Escuadría, cuyo blog promete buenos artículos sobre el diseño y cálculo de estructuras de madera.

A todos ellos mi reconocimiento por su labor. Y cada día aprendo de ellos, gracias.

Tablas de madera y shou sugi ban

 

Madera Estructural les desea unas Felices Fiestas y un próspero Año Nuevo 2019.

La World Conference on Timber Engineering (WCTE) es un foro internacional para presentar y discutir los últimos desarrollos e innovaciones técnicas y arquitectónicas en construcción en madera, ingeniería en madera, productos de ingeniería en madera, diseño de estructuras de madera y temas relacionados.

En su reunión de 2018 en Seúl, Corea del Sur, se han perfilado unas líneas de investigación que servirán de marco para las futuras innovaciones en la construcción en madera.

Agrupados en temas, se listan los papers, unas cuantas serán esas líneas de investigación, más interesantes (con sus enlaces de descarga en formato .pdf).

 

Materiales

Sobre propiedades estructurales, clasificación y control de calidad de los materiales de madera.

Los papers más interesantes son:

Fabrication of beam-beam connections using compressed wood fasteners.

Conexiones:

Sobre el análisis estructural, modelado y diseño de conexiones, comportamiento a largo plazo, fatiga y efectos de la humedad en las conexiones.

Los papers más interesantes son:

  • Assessment of Connections in Cross-Laminated Timber Buildings Regarding Structural Robustness. El objetivo es llevar a cabo una evaluación inicial de los conectores después de la eliminación de una pared en una plataforma de construcción de madera contralaminada. Los resultados indican que los conectores de pared a pared y de piso a piso pueden fallar a niveles bajos de deflexión, lo que conduce a altas cargas de cizallamiento en el panel del piso sobre la pared removida, lo que puede provocar grietas.
  • High-Performance Connection System for Mid-Rise CLT Buildings in High Seismic Area. En este trabajo se examina la viabilidad del edificio CLT de 5 pisos con el sistema de conexión de alto rendimiento a través de pruebas y análisis estáticos.
  • Experimental Research on Hardwood Connections Loaded Perpendicular to the Grain. Conocer la capacidad de división de las vigas cargadas perpendicularmente a la fibra por medio de uniones tipo pasador es de primordial importancia en las estructuras de madera. La ecuación analítica a este respecto incluida en el Eurocódigo 5 europeo sólo depende de parámetros geométricos. Además, la expresión sólo es válida para las maderas blandas, por lo que su aplicabilidad a las maderas duras requiere una investigación particular.
  • Mechanical Characterization of Timber Structural Elements Using Integral Mechanical Attachments. Se centra en la caracterización mecánica de un elemento estructural prefabricado fabricado íntegramente con paneles de tablero de fibras orientadas (OSB) producidos por una línea totalmente robotizada. Para evitar el proceso de adhesión por razones de coste, ecológicas y de tiempo, se ha optado por el uso de OSB para la conexión de cada elemento prefabricado.

Imagen de Cedric Moutschen – MOBIC SA

 

 

Desempeño estructural:

Una amplia gama de sistemas estructurales, tales como marcos de madera pesados, marcos ligeros, arriostramientos, estructuras CLT y varios sistemas compuestos (madera-hormigón, madera-acero, madera-vidrio, etc.), desempeño a largo plazo, diseño sísmico y desarrollo de códigos para los sistemas estructurales.

Los papers más interesantes son:

  • Cross-Laminated Timber Rocking Wall with Replaceable Fuses: Validation through Full-Scale Shake Table Testing. El objetivo es probar un concepto para un nuevo sistema lateral sísmico de alto rendimiento que sea fácil de modularizar e instalar, y que pueda ser reparado rápidamente después de grandes terremotos. Los resultados de las pruebas muestran que el sistema estructural estaba libre de daños bajo los movimientos del terreno a nivel de servicio, y que experimentó daños reparables en los puntos de conexión designados para terremotos de base de diseño y terremotos de máxima consideración. En general, el sistema fue capaz de limitar la deriva residual a un nivel aceptable y proporcionar una alta capacidad de desplazamiento de carga para el sistema de construcción.

  • Experimental Seismic Response of a Full-Scale Japanese Conventional Wooden Post and Beam Building. Una casa de madera convencional japonesa de dos pisos construida con un sistema de postes y vigas fue probada en una mesa de vibración triaxial. El edificio se desempeñó de manera excelente con poco daño, incluso después de los cinco terremotos más importantes registrados en Japón.
  • Structural Robustness of Timber Buildings. Este estudio tiene como objetivo revisar los métodos de diseño para la robustez de las construcciones de madera. En primer lugar, se introducen la terminología y las definiciones. A continuación, se presenta el estado del arte de los métodos de diseño para la robustez en general. Finalmente, se discuten y comparan los métodos de diseño de las construcciones de madera con los de otros materiales de construcción. Los resultados indican que las directrices para los edificios de entramado ligero de madera son más refinadas que las de las construcciones de postes y vigas y las de madera contralaminada. En cuanto a la robustez, los dos últimos tipos de construcción presentan ciertas similitudes con los marcos de acero y los edificios prefabricados de hormigón, respectivamente.
  • Design of Timber Frame Assemblies Under Standard Fire Conditions – a Proposal for the Next Revision of en 1995-1-2. En la actualidad, el Eurocódigo 5 Parte 1-2 proporciona un modelo para el diseño del fuego de la función portante de los conjuntos de marcos de madera con cavidades que están rellenas con aislamientos de lana de roca. Este modelo está limitado a 60 minutos de resistencia al fuego. Recientemente se ha propuesto un enfoque de diseño mejorado. Este enfoque tiene el potencial de considerar la contribución, en términos de capacidad de carga de los miembros de madera en condiciones de fuego, proporcionada por cualquier producto de aislamiento de cavidades.

 

Desempeño y gestión de edificios:

Sobre la calidad del aire interior (IAQ), acústica (aislamiento acústico) y resistencia al fuego de los componentes y sistemas del edificio, tecnología de operación y mantenimiento del edificio.

Los papers más interesantes son:

  • Wood as a Climate Buffer in a Discount Grocery Store. Se usa la madera que, con su masa higrotérmica que absorbe y libera humedad, puede amortiguar la humedad interior y, por ende, regular el clima interior de un edificio.
  • Maintenance Systems and Costs for Wooden Facades. El objetivo es evaluar algunas soluciones de envolventes con respecto a los costes y beneficios del mantenimiento que proporcionan en la fase de diseño, con el fin de definir una serie de posibles soluciones y sus costes relacionados.
  • Fire Safety of Façades in Medium and High-Rise Wood Building: the French Experience. Presenta los conocimientos adquiridos en Francia a través de un amplio proyecto de investigación nacional aún en curso, durante el cual se realizaron ensayos de incendio de fachadas de madera con diferentes materiales de revestimiento, tratamientos superficiales, barreras de cavidad, materiales aislantes y estructuras. El papel se centra en sistemas de revestimiento con diferentes clases de reacción al fuego colocados en estructuras de madera con huecos de aire detrás de los revestimientos exteriores. Por último, el presente documento describe las directrices aprobadas recientemente por las autoridades públicas francesas en febrero de 2017 y ofrece perspectivas para el desarrollo de modelos numéricos capaces de captar el comportamiento de la propagación del fuego en una fachada combustible.

Cavity barrier with overhang fixed at each level of the façade

  • Developing an Event Tree for Probabilistic Moisture Risk Analysis of Urban Tall Timber Buildings. Los edificios altos están particularmente expuestos a las altas presiones del viento combinadas con la lluvia torrencial, se construyen en más tiempo y su mantenimiento de su envolvente es más problemático.
  • Adequate Impact Sound Protection in Light Construction and Solid Floors – Sequence of Layers. Materials Selection and Dimensioning. Basándose en los códigos europeos OENORM y DIN sobre requisitos de ruido de impacto con valores entre 50 dB y 46 dB en edificios residenciales de varias plantas, se enumeran las construcciones de suelo que pueden cumplir estos requisitos. La comparación entre la construcción ligera y los suelos macizos pesados revela que se requieren diferentes dimensiones y materiales en cada una de las capas. Cuando se construye como una estructura de piso flotante, es más fácil lograr valores adecuados de protección acústica con pisos pesados, debido a su gran masa y rigidez a la flexión. En este caso, el ajuste acústico puede realizarse fácilmente. En suelos de construcción ligeros, la masa de área relativamente pequeña y la rigidez a la flexión en el suelo en bruto constituye una desventaja en términos de absorción del ruido de impacto.
  • Assessing the Adhesive Performance in CLT Exposed to Fire. El adhesivo utilizado en las líneas de unión de CLT juega un papel importante en el diseño del fuego. Sin embargo, en la actualidad, las normas europeas no proporcionan un método de ensayo para evaluar el comportamiento del adhesivo en el CLT expuesto al fuego. En este trabajo se presentan una serie de ensayos de incendio realizados con paneles CLT encolados con diferentes adhesivos.

 

Edificios altos de madera:

Sobre los edificios altos de madera, diseño estructural, desarrollo de códigos, sistemas estructurales innovadores para edificios altos y de varios pisos de madera, diseño y construcción integrados para edificios altos de madera.

Los papers más interesantes son:

The Oak Tower

  • Prefabricated Timber-Framed Façade Elements on High-Rise Residential Buildings – Possible or Not?. En esta publicación se discutirá si los elementos prefabricados de madera para fachadas se pueden utilizar también en edificios de gran altura y de qué manera. Se desarrolló un escenario de prueba para evaluar el comportamiento del material combustible madera dentro del sistema de fachada y para permitir su uso seguro en un edificio de gran altura.
  • Recent Developments in Global Cross-Laminated Timber (CLT) Market. El objetivo de este proyecto era ayudar al desarrollo de la industria de CLT proporcionando información sobre la estructura del sector global, el potencial de producción, el perfil de producción, la diversidad interna, la competitividad, los enfoques de la capacidad de innovación y los obstáculos que se perciben para una mayor expansión. Los datos recogidos de las encuestas de los fabricantes de CLT se complementan con información obtenida de otras fuentes, incluyendo visitas a las instalaciones y entrevistas. La principal conclusión es que la industria manufacturera de CLT es muy diversa y única en el sector forestal orientado a los productos básicos, ya que la mayor parte de su producción está hecha a medida para proyectos específicos. La mayor parte del CLT se produce para viviendas multifamiliares de tamaño pequeño a mediano, estructuras públicas e industriales. Existe un alto nivel de colaboración a lo largo de la cadena de suministro de CLT, incluida la integración vertical. Casi un tercio de los encuestados están involucrados en la construcción de edificios.

 

Impacto ambiental y energía:

Sobre un entorno residencial sostenible y respetuoso con el medio ambiente en edificios de madera, evaluación del ciclo de vida, eficiencia energética, tecnologías de viviendas de energía pasiva y de energía neta cero.

Los papers más interesantes son:

  • Circular Engineering – The Future Generation in Timber. El Equipo de Madera de Berlín de la empresa de ingeniería Arup comenzó a trabajar en la creación de herramientas de diseño de ingeniería circular. Arup pretende crear una caja de herramientas en el Modelado de Información de Edificios (BIM) para poder diseñar un edificio de madera utilizando sistemas o elementos probados. Mientras que la idea de Circular Building es localizar a partir de una base de datos y utilizar material de construcción de otros proyectos para construir nuevas estructuras, la Ingeniería Circular va un paso más allá, alimentando la base de datos con material virtual para permitir el diseño y la construcción digital. Estos nuevos edificios de ingeniería circular permitirían reutilizar todos sus elementos constructivos al final de su vida útil.
  • Thermal Activation of Solid Timber Elements for Indoor Climate Control. El objetivo final es el desarrollo de un panel de pared CLT que incluya aplicaciones de calefacción y refrigeración en interiores.

CLT element with air ducts in the production line before gluing.

 

Estructuras tradicionales e históricas:

Sobre la rehabilitación, reciclaje y rehabilitación de edificios y estructuras históricas, monitoreo del comportamiento estructural y propiedades culturales de los edificios de madera tradicionales.

Los papers más interesantes son:

Finnish vernacular architecture – Imagen de Soma Sato

 

Educación y Tendencias Futuras:

Sobre la enseñanza y políticas para la ingeniería de la madera, resurgimiento de la madera como principal material de construcción en la construcción contemporánea, herramientas de diseño y formación, estrategias de la industria para aumentar y mejorar el uso de la madera en las construcciones modernas.

Los papers más interesantes son:

The TRE3 Research Project

Grishell de eucalipto en el Campus Terra de la Universidad de Santiago de Compostel

THE CASE FOR INTELLIGENT TIMBER CONSTRUCTION SOLUTIONS

USE OF PARAMETRIC TOOLS TO DESIGN AND BUILD COMPLEX WOOD STRUCTURES

es la madera acetilada. En este post expongo mis razones.

 

La madera acetilada se fabrica, por Accys, en los Países Bajos bajo el nombre comercial de Accoya, con una producción de 60.000 m3.

Accoya – imagen de Chiel Lankveld

Ha sido una elección difícil, puesto que la madera furfurilada de Kebony AS es una alternativa potente. Kebony AS produce unos 20.000 m3, y se espera que aumente su capacidad de producción mediante la construcción de una nueva fábrica en Bélgica.

Más que detallar las características y cualidades de la mejor madera modificada, la Accoya, creo que es buena idea detallar también las de Kebony, a modo de una discusión a dos.

 

Introducción:

La última década ha traído una explosión en el uso de entarimados y revestimientos al exterior de maderas tropicales (o de frondosas europeas). Las maderas tropicales son tan duraderas, duras y resistentes a la descomposición que parecen ser el material ideal. Sin embargo, los impactos de usar incluso maderas tropicales certificadas por el Forest Stewardship Council pueden ser importantes y amenazar los ecosistemas más críticos de nuestro planeta.

La madera es un material de construcción renovable si se compara la cantidad de tiempo que una pieza de madera está en uso con la cantidad de tiempo que toma cultivar un árbol para producir una pieza comparable. Pero no siempre es así. Por ejemplo, toma 90 años cultivar un árbol Handroanthus heptaphyllus para producir madera aserrada de ipe para tablas de entarimados, pero es probable que las tablas de entarimados no se usen durante 90 años, incluso si se reutilizan.

A medida que se extiende el pensamiento de la construcción sostenible, se están abriendo camino en el mercado alternativas a las maderas. Las alternativas más prometedoras son la madera modificada térmicamente, la madera furfurilada, la madera acetilada y la madera de robinia.

Los impactos ambientales de la tala de maderas duras tropicales están bien documentados. El resultado es que la selva amazónica está desapareciendo a un ritmo alarmante de un acre por segundo, lo que resulta en una pérdida de 18 por ciento en los últimos 30 años.

Aunque el Forest Stewardship Council (FSC) establece un estándar riguroso y respetado, algunos expertos creen que es posible engañar al sistema, particularmente en la Amazonía y otros bosques tropicales donde el fraude y la tala ilegal son extendidas.

Incluso el aprovechamiento selectivo de los bosques tropicales (promovido por el FSC como un método de explotación forestal sostenible) para especies como el ipe o el cumarú puede resultar en el declive ecológico del bosque. Las investigaciones han demostrado que, en los años siguientes a la cosecha selectiva de especies de alto valor, es probable que el bosque sea talado y orientado hacia la agricultura, lo que contribuye a la fragmentación de los bosques.

Las frondosas tropicales cultivadas en plantaciones, como la teka en América del Sur, son una alternativa a las frondosas tropicales de bosques de crecimiento antiguo, especialmente si las plantaciones están certificadas por el FSC, pero no son una alternativa comparable. La madera tropical de frondosas de las plantaciones no es tan densa, resistente a la descomposición ni tan duradera como los árboles que han estado creciendo durante más de 100 años.

La Unión Europea y algunos municipios de EE.UU. están fomentando activamente alternativas a las maderas duras tropicales para usos arquitectónicos. La legislación de la Unión Europea exige a todos los importadores de madera tropical de frondosas que certifiquen que la madera procede de fuentes sostenibles. Y yendo un paso más allá, el gobierno de Noruega ha prohibido el uso de maderas duras tropicales en todos los proyectos públicos, declarando: “No existe una certificación internacional que pueda garantizar de forma fiable que la madera importada se tala de forma legal o sostenible“. La ciudad de Nueva York, San Francisco y muchos municipios más pequeños de California han prohibido el uso de maderas duras tropicales en proyectos que reciben fondos públicos. Esto ha estimulado el desarrollo de nuevos tratamientos para la madera.

Tres nuevas tecnologías de modificación de la madera han llegado al mercado estadounidense desde Europa en los últimos años. Estas tecnologías – modificación térmica, acetilación y polimerización – utilizan procesos físicos, biológicos o químicos para producir mejoras en las propiedades de las maderas blandas y las maderas duras de los Estados Unidos, lo que resulta en madera aserrada que se desempeña de manera competitiva con las maderas duras tropicales. Los fabricantes de maderas modificadas buscan mejorar la durabilidad a través de la resistencia a la descomposición y a las termitas, y mejorar las propiedades de la madera, como la estabilidad dimensional y la dureza.

Tres nuevas tecnologías de modificación de la madera han llegado al mercado en los últimos años. Estas tecnologías – modificación térmica, acetilación y polimerización – utilizan procesos físicos, biológicos o químicos para producir mejoras en las propiedades de las maderas de coníferas y frondosas europeas, produciendo una madera aserrada que se desempeña de manera competitiva con las maderas duras tropicales. Los fabricantes de maderas modificadas buscan mejorar la durabilidad a través de la resistencia a la descomposición y a las termitas, y mejorar las propiedades de la madera, como la estabilidad dimensional y la dureza.

 

Proceso:

Accoya:

La Accoya es una madera que ha tenido una modificación química que es la acetilación, una reacción química que transforma los grupos hidroxilo en grupos acetilo mediante un tratamiento realizado en autoclave que impregna la madera con anhídrido acético, generando ácido acético (vinagre) que puede ser reciclado en el propio proceso. Al igual que la madera no tratada, la madera acetilada está compuesta únicamente de carbono, hidrógeno y oxígeno, y contiene componentes absolutamente no tóxicos. De hecho, la acetilación de la madera es una reacción química de adición única, lo que significa que un grupo acetilo está en un grupo hidroxilo sin ninguna polimerización.

Cambiamos la madera a nivel celular para que deje de actuar como la madera“, explica Randy Clark, director técnico de Norteamérica.

El proceso mejora de forma extraordinaria la higroscopicidad de la madera (al reducir la capacidad de la madera para absorber o liberar agua, se reduce la hinchazón y la contracción, reduciéndose en un 75 por ciento o más) y, al mismo tiempo, incrementa su densidad al incorporar grupos acetilos con un mayor tamaño y peso molecular. Técnicamente, en promedio, tiene un aumento de peso del 20% de acetilo.

Además, en comparación con otras especies de madera duraderas, ofrece un aislamiento térmico superior, lo que proporciona ventajas de conservación de energía en aplicaciones tales como marcos de ventanas.

 

Kebony:

La furfurilación de la madera consiste en su tratamiento con alcohol furfurílico, obtenido a partir del furfural, un derivado de subproductos de la agricultura como la caña de azúcar o el maíz. El tratamiento se realiza en autoclave al que siguen varias etapas durante las que se produce un secado intermedio y la polimerización de los productos químicos en las células de la madera, finalizando con un secado final.

La furfurilación mejora considerablemente la higroscopicidad de la madera y, al mismo tiempo, incrementa su densidad y su dureza. Por lo tanto, es más adecuada para aplicaciones como el entarimado.

 

Durabilidad:

Accoya:

La durabilidad frente a los hongos de pudrición mejora considerablemente, alcanzando la máxima categoría (muy durable) según la norma UNE-EN 350-2, que corresponde a las especies tropicales duraderas teca (Tectona grandis), ipé (Handroanthus) y merbau (Intsia spp.). La madera acetilada presenta una resistencia biológica considerablemente mayor a los hongos de pudrición marrón y blanca.

Se ha demostrado que la madera de pino acetilado con alta carga acetilada (>20% de aumento de peso acetilado) proporciona una excelente resistencia a los ataques de los barrenadores incluso después de 11 años de exposición en el campo; e., en mejor orden que la madera de pino impregnada con arseniato de cromo-cobre (CCA).

La madera de Accoya con un alto contenido de acetilo es muy resistente a las termitas subterráneas y formosanas.

Por encima del suelo tiene una gran vida útil de 50 años, pero una vez en contacto con el suelo (como la subestructura de su cubierta) sólo dura 25 años. A un costo promedio anual, eclipsa el costo de la mahogany genuina e incluso de ipe.

Actualmente, sólo dos tipos de madera modificada, Accoya y Kebony, son adecuados para aplicaciones de contacto con el suelo.

Desgraciadamente, se afirma que no es apto para la inmersión continua en agua de mar. No obstante, se cree que la madera acetilada a alta carga puede ser confirmada como madera resistente a los barrenadores marinos por largos períodos de tiempo.

Accoya – The Haven

Kebony:

Con una retención adecuada, la madera furfurilada puede alcanzar la máxima categoría de durabilidad natural (muy durable) frente a los hongos de pudrición.

Los resultados de la prueba de resistencia a la descomposición que se viene realizando desde hace 9 años, han demostrado que la madera furfurilada de carga moderada, por ejemplo, con un 30 a 35% de ganancia porcentual de peso, tiene una resistencia biológica comparable a la de la madera de pino tratada con arseniato de cobre-cromo.

La madera furfurilada es resistente a los barrenadores marinos sólo cuando la ganancia porcentual de peso es muy alta (>50%). Se obtuvieron resultados no realmente satisfactorios después de 16 años de exposición a cargas razonables de 30 a 35%.

Es resistente a las termitas (Reticulitermes spp.), según test conducidos por AIDIMA (2011).

Sjövilla – a swedish floating house uses Kebony Wood for all timber

 

Color y apariencia:

Accoya:

La acetilación no cambia drásticamente el color inicial de la madera de coníferas, creando una madera pálida que tiene una buena estabilidad de color incluso cuando está desgastada. La desventaja de este tono más claro es que es vulnerable a las manchas de hongos si se deja expuesto durante un largo periodo de tiempo.

La mayor estabilidad de la madera proporciona un sustrato mejorado para un recubrimiento decorativo, lo que prolonga la vida útil del recubrimiento y los intervalos de mantenimiento. Tiene una buena resistencia a la intemperie bajo acabados superficiales transparentes.

Una evaluación de prueba realizada por Teknos UK ha determinado que la madera de Accoya prolonga significativamente la vida útil del revestimiento y reduce los requisitos de mantenimiento. Por ejemplo, después de 5 años de exposición, las tablas Accoya han permanecido en perfectas condiciones de funcionamiento sin que se haya producido prácticamente ningún deterioro.

Desde el punto de vista de la meteorización, el cambio de color de las tablas de Accoya fue significativo al principio, después de lo cual se estabilizó. La acetilación cambia las maderas oscuras a más claras y las claras a más oscuras. La intemperie cambió rápidamente el color de las muestras de Accoya, después de lo cual las superficies permanecieron estables, así como más claras y limpias. Se ha encontrado que el color de la superficie altera más tangencialmente que radialmente.

Debido a su color claro, la madera acetilada tiene una baja reflectancia solar inicial (SR) según lo probado y reportado por Intertek bajo ASTM C1549-09, Método de Prueba Estándar para la Determinación de la Reflexión Solar a Temperatura Cercana al Ambiente usando un reflectómetro solar portátil. Esto significa que refleja la radiación solar y evita que las superficies se calienten demasiado. La madera acetilada tiene un valor SR de 0,70, cumpliendo fácilmente con el requisito SR de 0,33 que se cita en el crédito del programa Leadership in Energy and Environmental Design (LEED v4) Building Design and Construction (BD+C), Heat Island Effect.

López Pigueiras distribuye tarimas y revestimientos a los que se puede aplicar en fábrica un sistema de lasurado de SIKKENS mediante un tratamiento de dos manos de saturador Sikkens Cetol WF 771, con un sistema de alta penetración y secado por jet air térmico. Este secado es único en el mercado, y es ideal para la tarima, pues se realiza de forma progresiva, alcanzando así las mejores prestaciones de anclaje del producto a la madera, que después es sometida a un proceso de enfriado también continuo.

El fabricante de acabados Renner está desarrollando en un proyecto, Bio4Ever, que finalizará en diciembre de 2018, mediante una prueba de envejecimiento de cuatro sistemas de acabados al agua de la gama Aquaris para proteger la madera de Accoya.

Un acabado MILESI de la Línea Hydrocrom LEGNO -efecto Natural Wood- en las fachadas de madera de ACCOYA en la sede de FINSA en Santiago de Compostela

Accoya – Tarima en Mallorca

 

Kebony:

El proceso de furfurilación tiene un mayor efecto sobre el color de la madera, oscureciéndola de modo que imita la apariencia de una madera dura tropical (marrón y negro según el grado: claro o carácter).

En la actualidad, Kebony AS produce dos calidades distintas:

  • Kebony Clear: una madera de furfurilación dura, oscura y altamente cargada que se utiliza actualmente para pisos y que simula a la madera tropical dura. Las especies de madera utilizadas para ello son el pino radiata (Pinus radiata), el pino amarillo del sur (Pinus sp.) y el arce (Acer sp.). Típicamente, la ganancia porcentual de peso medio de este producto es de aproximadamente 35%. Su apariencia regular lo hace perfecto para proyectos que requieren uniformidad de color y estilo.
  • Kebony Character: una madera furfurilada de carga más ligera que actualmente se utiliza para entarimados al exterior, revestimientos de facahdas, techados y muebles de exterior que se venden principalmente en los mercados escandinavos. Este material de madera se produce hoy en día a partir de madera de pino silvestre (Pinus sylvestris); tiene una ganancia porcentual de peso medio del 20%. presentan una apariencia mucho más anudada que se adapta perfectamente a los hogares de estilo tradicional.

 El color se puede mantener si se trata, pero si no se trata, con el tiempo el color se desvanece y se convierte en una pátina natural y apagada de color gris plateado. Se recomiendan los aceites para madera con protección UV o pinturas acrílicas en base agua.

Las calidades ‘Clear’ pueden lijarse, cepillarse, y moldurarse sin reducir la durabilidad. La de ‘Charácter’ no está diseñada para un mecanizado adicional de la superficie, debido al contenido de duramen. La madera de duramen expuesta por el mecanizado reducirá la durabilidad del producto.

Meteorización del Kebony

Aquí puede descargarse un pdf con un informe titulado Weathering test of furfurylated wood decks in a 3-year exposure in Greece.

 

Hace poco que ya aparecieron las versiones shou sugi ban de ambas maderas.

Charred Accoya – Imagen de reSawn Timber

NOBU Kebony – Imagen de reSawn Timber

 

 

Estabilidad dimensional:

Accoya:

La madera acetilada tiene una mayor estabilidad dimensional (ASE 80-90%) y se utiliza más a menudo en productos de carpintería de exteriores, como ventanas y puertas.

 

Kebony:

La madera furfurilada con una carga superior al 35% presenta una muy buena estabilidad dimensional. La furfurilación reduce la contracción y el hinchamiento en aproximadamente un 50%. Se informó que la furfurilación conduce a una eficiencia anti-retracción del 60%, con una ganancia porcentual de peso de aproximadamente 35%.

Los resultados de la hinchazón volumétrica entre el clima seco (30% HR) y el clima relativamente medio (85% HR) muestran que la estabilidad dimensional de Kebony es similar a la de la madera de haya Thermowood D y la de la madera tropical Iroco, que se utiliza habitualmente para carpintería de ventanas y puertas.

 

Propiedades mecánicas:

Accoya:

Se mantiene la resistencia de la madera no modificada, pero presenta un modo de fallo brusco.

La dureza Brinell (EN 1534) de Accoya de pino radiata es de 23,4 N/mm2 a 20° C y 65% RH.

 

Kebony:

Las propiedades mecánicas de la madera furfurilada, a excepción de la resistencia al impacto, mejoran. De hecho, se caracteriza por una mayor dureza (30-50 % más), elasticidad y módulos de ruptura, es más rígida (10-20 % más), en comparación con la madera no modificada, pero, por otro lado, es más frágil. La resistencia a la flexión permanece invariable.

Hay una mayor fuerza de sujeción de los conectores.

La dureza Brinell (EN 1534) del Pino Amarillo del Sur, grado ‘Clear’, es de 54 N/mm2, más que el ipe (53), el roble (33) y la teca (34).

Kebony – Imagen de Jude Bivar

Cubertería de Kebony para el restaurante de 2 estrellas Noma

Sostenibilidad:

Accoya:

Un estudio realizado en 2010 calculó que la huella de carbono de los ipe brasileños talados en la selva tropical (clear cutting), incluyendo el tratamiento y el transporte al norte de Europa, está en el rango de 7.500 a 15.000 kg de CO2 por metro cúbico de madera. Pero de una tala selectiva, es de 300 kg.

La madera acetilada tiene una huella de carbono considerablemente menor que el acero, el hormigón y el azobé de origen insostenible. De hecho, la madera de Accoya tiene un análisis del ciclo de vida negativo de CO2 a lo largo de un ciclo de vida completo.

La madera acetilada tiene ventajas de retención de carbono, ya que bloquea el CO2 de la atmósfera durante más tiempo. De hecho, debido a las bajas emisiones durante la producción, junto con el aumento de la vida útil y la buena reciclabilidad, los marcos de ventana acetilados pueden incluso ser neutros en CO2 durante todo el ciclo de vida, según un informe traducido a la aplicación en la vida real de un marco de ventana por la Universidad de Tecnología de Delft. Cuando se compara el pino radiata utilizado para fabricar madera acetilada en los Países Bajos con el cedro rojo occidental no acetilado en los Estados Unidos, un cálculo de las emisiones de CO2 muestra que, aunque la distancia de transporte intercontinental puede ser elevada, en muchos casos, las emisiones anuales de transporte del pino radiata acetilado son competitivas. El transporte marítimo -una forma eficiente y de bajas emisiones de mover el pino radiata- junto con su bajo peso y su larga vida útil pueden contribuir a ello.

Accoya utiliza, principalmente, las especies de pino radiata (Pinus radiata) y aliso (Alnus sp.). El pino radiata procede de Nueva Zelanda y Chile.

Accoya ha recibido la segunda calificación más alta, oro, del Cradle to Cradle Products Innovation Institute, una organización de certificación de sostenibilidad. Sin embargo, la energía de transporte es uno de los mayores impactos ambientales del producto de Accoya, el pino radiata, ya que se cultiva en Nueva Zelanda, se envía a los Países Bajos para su tratamiento y luego se envía al país donde se utilizará.

Desde el punto de vista del rendimiento forestal, los bosques de pino radiata en Nueva Zelanda producen entre 28 y 38 m3/ha/año, mientras que un bosque de alerce europeo produce entre 5 y 10 m3/ha/año. La mayoría de los análisis del ciclo de vida no tienen en cuenta este diferencial de incremento anual medio.

La huella de carbono del pino radiata acetilado de Nueva Zelanda entregado en Europa Occidental es de aproximadamente 342 kg CO2 por metro cúbico. Del pino silvestre de Escandinavia, 140 kg; y del aliso de Alemania y Lituania, 204 kg.

 

Kebony:

Envía pino amarillo del sur y arce de los Estados Unidos, pino radiata de Nueva Zelanda y pino silvestre de Escandinavia a una planta de tratamiento en Noruega. Luego las tablas se distribuyen en todo el mundo.

En la actualidad, más del 70 por ciento de las maderas utilizadas para la furfurilación provienen de bosques y aserraderos certificados FSC o PEFC.

La huella de carbono del Pino Amarillo del Sur (SYP) furfurilado y de grado ‘Clear’ entregado en Europa Occidental es de aproximadamente 232 kg CO2 por metro cúbico, calculado en la Declaración de Producto Ambiental recientemente desarrollada.

La madera furfurilada es un producto de madera “verde” que tiene una etiqueta ecológica en el mercado escandinavo, llamada “Swan” (un sistema de ecoetiquetado ISO 14024 tipo 1). Por lo tanto, se considera que la furfurilación de la madera es un proceso seguro para el medio ambiente.

 

Confort:

Accoya:

Una medida menos considerada, pero cada vez más importante del rendimiento de entarimados al exterior, es la temperatura de la superficie en servicio. El Instituto de Investigación Tecnológica de la Prefectura de Hiroshima realizó un análisis de imágenes de termogramas en Japón para evaluar las diferencias entre Accoya, la madera modificada térmicamente y tres variantes de los suelos WPC comerciales. La temperatura ambiente durante la prueba fue de 32°C. Los termogramas indican claramente temperaturas de la superficie de Accoya de aprox. 46° C. Este es sustancialmente menor que las alternativas probadas. El pino modificado térmicamente osciló entre 51 y 54° C, mientras que la madera composite (WPC) alcanzó en su superficie temperaturas superiores a 55° C.

Test de temperatura de la superficie en servicio

Entarimado de 197 x 21 mm – Accoya

Conclusión:

La mejor madera modificada es la Accoya, por su alta durabilidad biológica y una alta estabilidad dimensional, es decir, claramente superior a la de la madera furfurilada. Y puede ser utilizada no sólo en productos de carpintería (ventanas, puertas), sino también en varias aplicaciones estructurales. Además, es el mejor soporte para acabados superficiales.

Pero para entarimados al exterior, es mejor Kebony, por su dureza y tiene una excelente apariencia y textura similar a la de las maderas tropicales.

KEBONY Clear 90 mm – imagen de Romain Jacquard

No obstante, los productos de madera modificada Accoya y Kebony disponibles en el mercado no se comercializan ni se venden como maderas resistentes a los barrenadores marinos, pero puede lograrse en la práctica sólo si se aplican altas ganancias porcentuales.

Aquí se puede descargar un interesante manual, Modified wood specification manual, de la británica Wood Protection Association.