Archivos para el mes de: julio, 2013

En este post trataremos de un tema que es habitual en la construcción de tejados de madera. Ya tenemos diseñada o montada la estructura de madera, ahora tenemos que decidir el cerramiento de la misma: con paneles sándwich tipo Thermochip o ir colocando, capa a capa e in situ, el sándwich del tejado (entarimado, aislante, un tablero, etc). Cada alternativa tiene sus ventajas e inconvenientes.

Explicamos las principales ventajas e inconvenientes de estos materiales:

Ventajas de los paneles sándwich:

– Si el tejado es regular, es decir, con formas rectangulares o cuadradas y sin casetones (o lucarnes), se tiene menor desperdicio y mano de obra con los paneles sándwich. Ahora, con los paneles de gran formato, compensa su instalación sobre todo si se trata de grandes superficies,

– Como los paneles sándwich se tratan de productos con certificados CE y con características definidas, siempre sabremos que responderán a los objetivos definidos en los programas de evaluación de la eficiencia energética del edificio en cuestión,

– Hay paneles sándwich que ya llevan incorparada la cubierta o cubrición añadiendo, por ejemplo, una chapa galvanizada.

– Sobre todo con los paneles de gran formato, contribuye a que las estructuras de madera sean más simples y económicas al emplear menos elementos estructurales portantes.

Inconvenientes de los paneles sándwich:

– Si se tratan de tejados de viviendas unifamiliares, relativamente pequeñas y no regulares en su planta y con casetones, con los paneles sándwich se obtiene un desperdicio que puede alcanzar un 30 %,

– Oferta limitada de tipos de asilantes empleados. Actualmente, se emplean el poliestireno extruido (XPS), el poliuretano (PU), la lana de roca, y el corcho.

Ventajas del sándwich in situ:

– Aunque hay una gran variedad de materiales para la capa vista de los paneles sándwich (frisos, paneles acústicos, paneles de yeso, OSB, paneles ignífugos, etc.), con el sándwich in situ se puede elegir entre una gran variedad de formatos de frisos o tablas machiehembradas y de especies de madera, consiguiendo la estética que se quiera,

– Con el sándwich in situ colocaremos el aislantes que convenga a nuestros intereses y presupuesto. Al ser más caros los paneles de 80 mm o más de aislamiento, la gente tiende a elegir espesores menores, incumpliendo el CTE.

Diversidad de aislantes en el sándwch in situ

Diversidad de aislantes en el sándwch in situ

Inconvenientes del sándwich in  situ:

– Condiciona el diseño de la estructura de madera en cuanto al espaciado de los pares (pontones, cabrios o solivas) si sólo se disponen de ciertas longitudes de tabla machihembrada.

– aparición de problemas por diversas causas: sale la espuma de PU por los agujeros del entarimado al proyectar; colocación de tablas con diferente tonalidad del color del barnizado o con defectos; etc.

Tal vez el principal inconveniente de los paneles sándwich es el hecho de colocarlo mal o, principalmente, de sufrir, en gran medida, las consecuencias de un mal diseño de la cubierta. Para argumentar esto último, les cuento lo ocurrido en una visita, un día de verano, a una casa rural tras una llamada de su dueño para buscar una solución a su problema. La casa rural tiene un tejado con la estructura de madera maciza de pino silvestre. El problema era que, sobre todo al atardecer y en la época calurosa, se oía una verdadera sinfonía de chasquidos y crujidos de la madera. Tras una inspección se encontró el problema. El problema era que la cubierta de pizarra no estaba ventilada. La pizarra se colocó sobre rastreles horizontales, pero no había rastreles verticales que creasen la cámara de ventilación. Por tanto, el tejado se recalentaba en demasía, creando un bochorno en las habitaciones del bajo cubierta, y los ruidos, generando molestias a los clientes (a alguno no les molestaba tanto). Era el friso de abeto de los paneles sándwich y, también, de las piezas estructurales, los que creaban los ruidos. Como los paneles estaban atornillados y son rígidos, el friso se retorcía crujiendo. Además, las piezas de la estructura de madera maciza estaban bastantes rajadas y retorcidas, y los paneles se separaban unos de otros dejando las juntas al decubierto, con la consiguiente preocupación de la propiedad en taparlas con masillas. También influía que el grosor del aislamiento de los paneles no era el adecuado según el CTE, era de 50 ó 60 mm. La mejor solución a este problema era levantar toda la pizarra y sus rastreles horizontales y colocarla de nuevo pero creando una cámara de ventilación correctamente dimensionada con rastreles verticales.

Como conclusión, si el tejado es pequeño y bastante irregular o con muchos faldones, la decisión es clara: el sándwich in situ. Si el es grande y regular, el panel sándwch.

 

Panel sándwich con friso de abeto, aislante de poliestireno extruído y tablero aglomerado hidrófugo

Panel sándwich con friso de abeto, aislante de poliestireno extruído y tablero aglomerado hidrófugo

He aquí un interesante enlace a un vídeo que es una conferencia del arquitecto canadiense Michael Green sobre el mayor reto de la arquitectura: una reunión mundial de la demanda de vivienda, sin aumentar las emisiones de carbono, mediante la construcción en madera para secuestrar el carbono en lugar de hormigón y acero. En inglés.

He traducido la transcripción de la conferencia al español:

“Este es mi abuelo. Y este es mi hijo. Mi abuelo me enseñó a trabajar con la madera cuando yo era un niño, y él me enseñó también la idea de que si se corta un árbol para convertirlo en algo, que honrara la vida del árbol y lo hiciera tan bonito como se pueda. Mi hijo pequeño me recordó que toda la tecnología y todos los juguetes en el mundo, a veces sólo un pequeño bloque de madera, si se apila hacia arriba en altura, en realidad es una cosa increíblemente inspiradora.

Estos son mis edificios. Construyo en todo el mundo fuera de nuestra oficina en la ciudad de Vancouver y Nueva York. Y construimos edificios de diferentes tamaños y estilos y materiales diferentes, en función de la situación en la que nos encontramos. Pero la madera es el material que me encanta, y os voy a contar la historia de madera. Y parte de la razón por la que me encanta es que cada vez que la gente entra en mis edificios que son de madera, advierto de que reaccionan completamente diferente. Nunca he visto a nadie entrar en uno de mis edificios y abrazarse a una columna de acero o de hormigón, pero, en realidad, he visto lo que ha sucedido en un edificio de madera. En realidad, he visto cómo la gente toca la madera, y creo que hay una razón para ello. Al igual que los copos de nieve, no hay dos piezas de madera que puedan ser la misma en todas partes de la Tierra. Eso es algo maravilloso. Me gusta pensar que la madera da huellas de la Madre Naturaleza en nuestros edificios. Son las huellas dactilares de la Madre Naturaleza que hacen que nuestros edificios nos conecten con la naturaleza en el entorno construido.

Ahora, vivo en Vancouver, cerca de un bosque que crece hasta los 33 pisos de altura. En la costa de California, el bosque de secoyas crece hasta 40 pisos de altura. Pero los edificios que creamos en madera, son sólo de cuatro pisos de altura en la mayoría de los lugares de la Tierra. Incluso los códigos de construcción en realidad limitan la capacidad para que podamos construir  más alto que los cuatro pisos en muchos lugares, y eso es cierto aquí en los Estados Unidos.

Ahora bien, hay excepciones, pero es necesario que haya algunas excepciones, y las cosas van a cambiar, estoy esperanzado. Y la razón por la que pienso de esa manera, es que hoyla mitad de nosotros vive en ciudades, y ese número va incrementarse hasta un 75 por ciento. Ciudades y densidad significa que nuestros edificios van a seguir siendo grandes, y creo que hay un papel para la madera en las ciudades. Y me siento de esa manera porque tres mil millones de personas en el mundo de hoy, en los próximos 20 años, necesitarán un nuevo hogar. Eso es el 40 por ciento del mundo que va a necesitar un nuevo edificio construido para ellos en los próximos 20 años. Ahora, uno de cada tres personas que viven en las ciudades de hoy viven en un barrio marginal. Eso son mil millones de personas en el mundo que viven en barrios marginales. Cien millones de personas en el mundo carecen de hogar. La magnitud del desafío para los arquitectos y la sociedad, al tratar con la edificación es el de encontrar una solución para albergar estas personas.

Pero el reto es, a medida que nos acercamos a las ciudades, las ciudades están construidas en estos dos materiales, acero y hormigón, y son excelentes materiales. Son los materiales del siglo pasado. Sin embargo, también son materiales con muy alta energía  y emisiones de gases de efecto invernadero en el proceso. El acero representa cerca de un tres por ciento  de las emisiones de gases de efecto invernadero del hombre, y el hormigón es de más del cinco por ciento. Así que si Usted piensa que el ocho por ciento de nuestra contribución a los gases de efecto invernadero hoy en día proviene de estos dos materiales. No pensamos mucho en ello y, por desgracia, en realidad ni siquiera pensamos en edificios, pienso, en la medida de lo que deberíamos hacer. Esta es una estadística sobre el impacto de los gases de efecto invernadero. Casi la mitad de los gases de efecto invernadero están relacionados con la industria de la construcción, y si nos fijamos en energía, es la misma historia. Te darás cuenta de que el tipo de transporte es el segundo hacia abajo en la lista, pero sobre todo ésa es la conversación que escucharemos aquí. Y aunque mucho de eso se trata de la energía, también es mucho sobre el carbono. El problema que veo es que, al final, el choque entre cómo resolveremos el problema de los tres mil millones de personas que necesitan un hogar y el cambio climático, es una colisión frontal a punto de suceder, o ya se está produciendo.

Este desafío significa que tenemos que empezar a pensar en nuevas formas, y creo que la madera va a ser parte de la solución, y te voy a contar la historia de por qué. Como arquitecto, la madera es el único material, gran material, que puedo construir con que ya ha crecido por el poder de la energía solar. Cuando un árbol crece en el bosque y desprende oxígeno y absorbe el dióxido de carbono, y muere y se cae al suelo del bosque, devuelve el dióxido de carbono hacia la atmósfera o en el suelo. Si se quema en un incendio forestal,  también va a devolver el carbono a la atmósfera. Pero si usted coge esa madera y lo pones en un edificio o en una pieza de mobiliario o en ese juguete de madera, que en realidad tiene una capacidad increíble para almacenar el carbono y nos proporcionará un secuestro. Un metro cúbico de madera almacena una tonelada de dióxido de carbono. Ahora, nuestras dos soluciones para el cambio climático son, evidentemente, el de reducir nuestras emisiones y encontrar almacenamiento. La madera es el único material de construcción principal que puedo construir que haga en realidad ambas cosas. Por lo tanto, creo que tenemos una ética para que la Tierra cultive nuestra comida, y tenemos que ir a una ética en este siglo que la Tierra debe crecer nuestras casas.

Ahora, ¿cómo vamos a hacer eso cuando estamos urbanizando a este ritmo y pensamos en construcciones de madera de sólo cuatro pisos? Tenemos que reducir el hormigón y el acero, y tenemos que crecer en tamaño, y en lo que hemos estado trabajando es en edificios de madera de 30 pisos de altura. Hemos estado trabajando la ingeniería con un ingeniero llamado Eric Karsh que trabaja conmigo en el mismo, y hemos estado haciendo este nuevo trabajo, porque hay nuevos productos de madera por ahí para que los podamos utilizar nosotros, y los llamamos paneles de madera masiva. Estos son paneles fabricados con árboles jóvenes, pequeños árboles en crecimiento, pequeños trozos de madera encolados entre sí para que los paneles que sean enormes: 2,4382 metros de ancho, 19,5072 metros de largo, y de diferentes espesores.

La manera en que describo esto mejor, que he encontrado, es decir que todos estamos acostumbrados a dos por cuatro cuando pensamos en madera. Eso es lo que la gente saca a modo de conclusión. La construcción dos por cuatro es una manera como los pequeños ladrillos de ocho puntos de Lego, que todos jugamos de niños, y puedes hacer todo tipo de cosas interesantes de Lego en ese tamaño, y fuera de los dos por cuatro. Pero, recuerda cuando eras un niño y examinabas cuidadosamente en montón en tu sótano, y encontraste aquel  ladrillo de 24 puntos de Lego, y dijiste algo así como “Bien, esto es impresionante. Puedo crear algo realmente grande, y esto va a ser genial.” Este es el cambio. Los paneles de madera masiva son los 24 ladrillos de 24 puntos. Están cambiando la escala de lo que podemos hacer, y lo que hemos desarrollado es lo que podemos llamar FFTT (Finding the Forest Trough the Trees), que es una solución Creative Commons para construir un sistema muy flexible de construcción con estos grandes paneles donde elevamos seis pisos a la vez, si queremos. Esta animación te muestra cómo el edificio va de la mano de una manera muy sencilla, pero estos edificios están disponibles para los arquitectos y los ingenieros para aprovechar diferentes culturas en el mundo, diferentes estilos arquitectónicos y caracteres. Con el fin de que podamos construir con forma segura, hemos diseñado estos edificios, en realidad, para trabajar en un contexto Vancouver, donde estamos en una gran zona sísmica, incluso de 30 pisos de altura.

Ahora, obviamente, cada vez que menciono esto, la gente incluso, aquí en la conferencia, dice, ” ¿Va en serio? ¿Treinta pisos? ¿Cómo va a suceder?” Y hay un montón de buenas preguntas que se formulan y cuestiones importantes en las que hemos gastado mucho tiempo trabajando en las respuestas a medida que hacíamos nuestro informe y la revisión por pares.

Sólo voy a centrarme en algunas de ellas, y vamos a comenzar con el fuego, porque creo que el fuego es probablemente la primera que estás pensando ahora mismo. Me parece justo. Y la manera en que lo describo, es esto. Si te pido que coja un fósforo y lo encienda, y lo sostenga junto a un leño y trata de encenderlo, no lo consigue, ¿verdad? Todos sabemos eso. Pero para hacer un fuego, hay que empezar con pequeños trozos de madera y trabajar para avivarlo, y con el tiempo se puede añadir el leño al fuego, y cuando añade el leño al fuego, por supuesto, arde, pero arde lentamente. Bien, los paneles de madera masiva, estos nuevos productos que estamos utilizando, son casi como los leños. Es difícil prenderlos con fuego, y cuando lo hacen, en realidad queman extraordinariamente como era previsible, y podemos usar la ciencia del fuego con el fin de prever y hacer estos edificios tan seguros como el hormigón y como el acero.

El siguiente gran problema, la deforestación. El dieciocho por ciento de nuestra contribución a las emisiones de gases de efecto invernadero son el resultado de la deforestación. Lo último que queremos hacer es talar árboles. O, lo último que queremos hacer es cortar los árboles equivocados. Existen modelos de silvicultura sostenibles que nos permiten cortar árboles correctamente, y esos son los únicos árboles apropiados para utilizar para estos tipos de sistemas. Ahora, de hecho, creo que estas ideas van a cambiar la economía de la deforestación. En los países con problemas de deforestación, tenemos que encontrar una forma de ofrecer un mejor valor para el bosque y animar realmente a la gente a hacer dinero a través de un rápido crecimiento en ciclos de 10, 12, 15 años para los árboles que hacen estos productos y nos permiten construir en esta escala. Hemos calculado un edificio de 20 pisos: haremos crecer suficiente madera en América del Norte cada 13 minutos. Esa es la cantidad que se necesita.

La historia del carbono es aquí realmente buena. Si hemos construido un edificio de 20 pisos de cemento y hormigón, el proceso daría lugar en la fabricación de ese cemento 1.200 toneladas de dióxido de carbono. Si lo hemos hecho en madera, en esta solución, hemos secuestrado unas 3.100 toneladas, con una diferencia neta de 4.300 toneladas. Eso es equivalente a unos 900 automóviles retirados de la carretera en un año. Piense en que tres mil millones de personas que necesitan un nuevo hogar, y tal vez esto es una contribución a su reducción.

Estamos en el comienzo de una revolución, espero, en la forma en que construimos, porque esta es la primera nueva manera de construir un rascacielos en probablemente 100 años o más. Pero el reto es cambiar la percepción de lo posible de la sociedad, y es un gran desafío. La ingeniería es, en verdad, la parte más fácil de esto. Y la manera en que lo describen, es esta. El primer rascacielos, desde el punto de vista técnico, y la definición de un rascacielos es de 10 pisos de altura, lo creas o no, pero el primer rascacielos fue uno en Chicago, y la gente estaba aterrorizada al caminar debajo de este edificio. Sin embargo, sólo cuatro años después de su construcción, ocurrió la construcción la Torre Eiffel de Gustave Eiffel, y como él construyó la torre Eiffel, cambió los horizontes de las ciudades del mundo, cambió y creó una competencia entre lugares como la Ciudad de Nueva York y Chicago, donde los desarrolladores comenzaron a construir edificios cada vez más grandes y aumentar la envoltura cada vez más alta con una ingeniería cada vez mejor.

Hemos construido este modelo en Nueva York, en realidad, como un modelo teórico en el campus de una universidad técnica antes de venir, y el motivo por el que escogí este sitio es simplemente mostrar lo que estos edificios pueden parecer, porque el exterior puede cambiar. La verdad es que simplemente estamos hablando de la estructura. La razón por la cual hemos elegido es porque ésta es una universidad técnica, y creo que la madera es el material más avanzado tecnológicamente con el que puedo construir. Lo que ocurre es que la Madre Naturaleza posee la patente, y realmente nosotros no nos sentimos cómodos con ello. Pero esta es la forma en que debe ser, la naturaleza de las huellas dactilares en el entorno construido.

Estoy buscando la oportunidad de crear un momento Torre Eiffel, así lo llamamos nosotros. Los edificios están empezando a elevarse en todo el mundo. Hay un edificio en Londres, que es de nueve pisos, un nuevo edificio que se acaba de terminar en Australia, que creo es de 10 ó 11. Estamos empezando a promocionar la altura de estas construcciones de madera, y estamos esperando, y estoy esperando, que mi ciudad natal de Vancouver realmente anuncie el más alto del mundo de alrededor 20 pisos en un futuro no tan lejano. Ese momento Torre Eiffel romperá el techo, esos límites máximos arbitrarios de altura,  y que permite a las construcciones de madera participar en el concurso. Y creo que la carrera ha comenzado.

Gracias.”

Trataremos en este post de los barnizados de las piezas de las estructuras de madera que tengan la clase de uso 1 y 2, es decir, en interiores, como en una buhardilla, y bajo cubierta, como en un porche, respectivamente.

Madera Estructural usa lasures en base agua de marcas reconocidas.

Siempre se empieza con un estudio para decidir el proceso de barnizado según la especie de madera, el lasur, la clase de servicio, el coste, etc.

Previamente, se lijaría, sobre todo en las zonas donde uno se pincharía con las astillas.

En interiores, para abaratar costes, es suficiente una mano de impregnante, con el color a elegir, y una mano de acabado. El impregnante ya incorpora insecticidas y fungicidas. Y en exteriores, dos manos de impregante y una de acabado.

Pero, normalmente, en Madera Estructural se dan dos manos de impregnante en una máquina de barnizado. Esto permite que todas las caras de la pieza de madera estén barnizadas. Así, con las tablas machihembradas o frisos, no se da el típico problema estético de que se vean las juntas blancas con los movimientos de la madera.

El acabado se da con pistola, procurando aplicar el grosor de película correcto. Es en este punto donde Madera Estructural aporta un valor añadido. En las piezas de madera que estén más expuestas al sol, que es el principal enemigo de la madera, se aplica un acabado más resistente frente a la acción de los rayos ultravioleta. Ejemplos de piezas son los pilares de un porche, la tabla de remate en los aleros (mejor si es de una especie de madera más durable), etc. Así podemos conseguir una duración de 6-7 años.

En Madera Estructural siempre se intenta que las piezas de madera se coloquen en obra con las dos (o una) mano de impregnante ya aplicadas en taller. Así estarán protegidas cuando se manipulen en el transporte o en obra; queden a la intemperie haste que se coloque la cubierta; se salpiquen con yeso, mortero, etc. Bastaría con pasar un trapo mojado con agua (si no es necesario un lijado ligero) para prepararlas para el acabado final.

Aspecto de un lasurado en piezas de madera bajo cubierto (clase de servicio 2)

Aspecto de un lasurado en piezas de madera bajo cubierto (clase de servicio 2)

Ultimamente van apareciendo páginas web donde se ofrece un predimensionamiento de estructuras de madera en base al eurocódigo 5, de manera gratuita. Son fáciles de usar y la intención es que todo el mundo pueda hacer sus propios cálculos, no importanta si usted es arquitecto o constructor. Se puede calcular un forjado, un tejado a dos aguas, una pieza concreta según su tipología estructural (pilar, viga, etc.) No obstante, el cálculo definitivo de la estructura de madera debe hacerlo una oficina técnica o un estudio de ingeniería.

He aquí varios enlaces:

* de Fonds d’Etudes et de Recherches des Scieries et Industries Connexes de Bélgica, en francés:

http://www.houtinfobois.be/

* de la empresa Moelven UK Ltd.,  en inglés:

http://www.moelven.com/Products-and-services/Glulam/Free-Online-Dimensioning-Program/

* en alemán:

http://www.eurocode-statik-online.de

* Cálculo de una correa puesta de canto:

http://www.mdbat.com/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=9

Además, interesantes desde el punto de vista de las empresas que se dedican a la fabricación de viviendas de entramados ligeros o usen productos derivados de la madera como las vigas I, LVL, etc:

* de CECOBOIS, en francés e inglés:

http://www.cecobois.com/outils-de-calcul

* de la American Wood Council, en inglés:

http://www.awc.org/calculators/index.html

 

Es obvio que en los cálculos influyen las zonas geográficas o climatológicas que tenga el país de done pertenece el sitio web. No obstante, bastaría con seleccionar una zona similar.

Resultados de los cálculos para un forjado de madera

Resultados de los cálculos para un forjado de madera

Inicio con este libro una serie de reseñas sobre libros de la madera, desde diversas facetas: cálculo, diseño, ingeniería, estructuras, obras de referencia, pavimentos, revestimientos, tratamientos, historia, ensambles, materiales, construcción sostenible, sistemas constructivos, etc.

He aquí una reseña resumida:

La construcción en madera fundamentalmente ha sido modernizada. Ha ganado importantes cuotas en el mercado de los materiales de construcción. En la construcción en madera dominan los sistemas de construcción de entramado de madera maciza. Cada edificio de madera se define por su estructura. Es, pues, esencial controlar todas las sutilezas, desde la concepción hasta la puesta en obra. Esta referencia ofrece un enfoque completamente renovado del tema. Se propone un panorama global, analítico y visual de todas las tipologías arquitectónicas, de la casa individual a los programas a mayor escala y de varios pisos. Los diferentes tipos de envolvente, tan importantes para la eficiencia energética, así como los principales sistemas de forjado y tabiquería interior son presentados con el mismo cuidado de precisión. Con la ayuda de planos, dibujos esquemáticos y fotos, esta obra refleja el estado actual y futuro de las técnicas de construcción en madera tal como se aplicadas en los países punteros en la maestría de los sistemas constructivos de madera. Patrocinado en Francia por el CNDB y en Suiza por LIGNUM, y recomendado a todos los arquitectos e ingenieros, así como a los profesionales de la construcción.

Referencia bibliográfica:

KOLB, JOSEF, Bois systèmes constructifs. Collection:  Atlas de la construction, 2ᵉ edition, s.l., Presses Polytechniques et universitaires romandes,  2011, pp. 320.

Portadas del libro en las versiones francesa e inglesa:

Bois systèmes constructifs - Josef KolbSystems in timber engineerig - Josef Kolb