Archivos para el mes de: febrero, 2018

Los programas de diseño CAD para la construcción de madera son una parte integral de una carpintería de armar. Elegir el software de diseño CAD de construcción en madera adecuado no es tan fácil. Especialmente cuando, en los últimos años, han aparecido o se han consolidado bastantes programas con enfoques distintos.

Pero estaría bien clasificar a esta oferta de programas en base a tres criterios desde el punto de vista de la arquitectura del software:

  • Suites de diseño CAD,
  • Add-ons o programas que se ejecutan sobre software CAD generalistas,
  • y programas diseño CAD de fabricantes de productos de madera de ingeniería (EWP).

A continuación, encontrará algunas claves e información para los programas de diseño CAD de carpintería de madera, en orden alfabético dentro de cada criterio.

 

1.Suites de diseño CAD

 Abbund by S&S

Es un software 3D CAD/CAM alemán para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), entramados ligeros, tejados y casas de madera de troncos (log homes) de diversos perfiles.

Cita de la empresa:

“S&S One-Program-Philosophy: Todos los módulos utilizan el mismo núcleo y la misma interfaz de usuario intuitiva de Windows. Incluso después de pequeños cambios, la construcción total se recalcula de forma fiable sin modificar el programa y los retrasos por medio de interfaces invisibles.”

Hay versión en inglés.

 

AlphaSchift

Diseño CAD alemán para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), madera masiva, tejados, sistemas de pilar y viga (post and beam), casas de madera de troncos (log homes) de diversos perfiles y entramados ligeros.

Cita de la empresa:

“El programa de carpintería AlphaSchift se caracteriza por una interfaz extremadamente fácil de usar. Los comandos se introducen simplemente a través de un plano de planta o un menú de perfil. Todas las entradas se convierten directamente en el dibujo. De esta manera, el usuario es literalmente siempre “conocedor” de su aportación.”

Bocad

Diseño CAD alemán para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), tejados, sistemas de pilar y viga (post and beam), casas de madera de troncos (log homes) de diversos perfiles, entramados ligeros, y panelización y prefabricación.

Cita de la empresa:

“Con su lenguaje de macros integrado, bocad-3D es personalizable individualmente para las necesidades de sus clientes. Los dibujos bien ordenados con elevaciones y secciones se generan automáticamente incluyendo el dimensionado completo, listas de objetos, marco de dibujo y campo de rotulación.”

bocad permite al cliente satisfacer sus necesidades individuales de herramientas con un lenguaje macro scriptable, siguiendo una tendencia actual en la industria del software CAD, donde casi cada software viene con su propio lenguaje de scripting.

Envisioneer de cadsoft

Es un software 3D CAD/CAM estadounidense para entramados ligeros, panelización y estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber). Ofrece un modelado completo de edificios paramétricos en 3D. Tiene un catálogo paramétrico de objetos incluyendo fabricantes como Mitek, Simpson Stronmg-Tie, Weyerhaeuser, etc.

La versión para Europa está en A.DOC.

Cadwork

Surgió en 1980 a partir de un proyecto de investigación de Julius Natterer en la EPF Lausanne, Suiza. Es un amplio software 3D CAD/CAM suizo para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), tejados, casas de madera de troncos (log homes) de diversos perfiles, entramados ligeros, y panelización. Con unos módulos interesantes como son:  variantes paramétricas y diseño de madera laminada encolada (MLE).

Cita de la empresa:

“Un sistema, todas las posibilidades. Solo con los módulos básicos se satisfacen todas las exigencias para la planificación de construcciones de madera. La integración directa de todos los módulos constructivos en el módulo básico evita cambios de programa al mismo tiempo que se trabaja en diferentes sistemas constructivos de madera.

El sencillo y estructurado menú de navegación ayuda a aprender el programa en un abrir y cerrar de ojos. Gracias a la flexibilidad del sistema 3D-CAD, el usuario no está vinculado a las características del programa, sino que puede construir cualquier cosa con pocas herramientas CAD intuitivas.”

Es un software todo en uno para la construcción en madera, o como afirman desde el punto de vista comercial, es una proposición de venta única.

Sigue con su característico aspecto gris oscuro proveniente de las iniciales versiones que se ejecutaban en estaciones de trabajo UNIX de HP en los años 90.

Cadwork tiene un programa más económico, Lexocad.

El conocido software de cálculo de estructuras de madera español Estrumad tiene un módulo de conexión con Cadwork.

Hay versión en español.

Data Design System de Nemetscheck:

El DDS-CAD Architect & Construction es un software noruego que se compone de dos módulos: Architect y Construction.

Cita de la empresa:

DDS-CAD Architect asiste con esquemas, criterios de diseño, planificación general y detallada, así como facturación automática de cantidades. DDS-CAD Construcción se ocupa de los detalles constructivos y estructurales y genera todos los dibujos de producción relevantes en 2D y 3D, incluyendo listas de piezas y cantidades. Los datos se transfieren directamente a las líneas de producción para su corte y montaje.”

DDS-CAD Construction para: estructuras de madera de entramado ligero (con vigas I-Joist), tejados, log homes, y panelización y prefabricación.

DDS toma una posición especial al ir más allá de la industria de la madera y ofrecer, con DDS-CAD Base y sus aplicaciones, una base para diferentes oficios.

DDS está utilizando la misma base de software para aplicaciones BIM en diferentes oficios, incluyendo sistemas eléctricos y de climatización y, por lo tanto, está proclamando un enfoque multidisciplinario hacia la construcción como su posición de venta única.

Tiene la “Certificación IFC” para cumplir con las directrices del IAI (Alianza Internacional para la Interoperabilidad). Con el DDS-CAD Base, el proveedor desarrolló una base común de modelado de información edilicia aplicable a diferentes oficios (fontanería, calefacción, ventilación y aire acondicionado HVAC, electricidad y construcción).

Hay versión en inglés.

Dietrich’s

Es un software 3D CAD/CAM alemán para: diseño estructural (según Eurocódigo), estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), entramados ligeros, tejados, casas de madera de troncos (log homes) de diversos perfiles, y panelización.

Cita de la empresa:

“El software para madera de Dietrich con su combinación única de carpintería clásica (ejecuta rápidamente carpintería clásica de madera) y construcción 3D libre (absolutamente perfecta en cualquier detalle) es rápida y perfecta hasta la fabricación en la máquina.”

Dada la complejidad del software, se necesita un curso de formación.

Hay versión en inglés.

 

K3-Cottage

Es un software 3D CAD/CAM ruso para casas de madera de troncos (log homes) de diversos perfiles.

Cita de la empresa:

“K3-Cottage es una aplicación profesional independiente para el diseño en 3D de casas de troncos y maderas y estructuras de troncos de todo tipo. El diseñador crea el modelo 3D detallado mientras que el sistema genera automáticamente el conjunto completo de documentación necesaria para la fabricación y el montaje de la futura casa.

La singularidad del programa radica en la posibilidad de trabajar directamente con los componentes específicos de la casa de troncos y modificar sus parámetros en cualquier momento. El diseñador puede añadir y borrar hiladas de troncos de las paredes, ajustar las dimensiones de los perfiles de troncos en cualquier etapa del proyecto, definir la forma y el tipo de entalladuras y juntas de los troncos, añadir tornillos de anclajes, espigas de madera y tornillos y mucho más.”

Hay versión en inglés.

 

SEMA

Es un software 3D CAD/CAM alemán para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), entramados ligeros, tejados y casas de madera de troncos (log homes) de diversos perfiles, escaleras, panelización y prefabricación. Y física de la construcción.

Cita de la empresa:

“SEMA Timber Construction Software, la solución todo en uno para la construcción de madera… SEMA es el líder mundial en el desarrollo de programas de construcción de madera, software de unión y software de construcción de escaleras de gran alcance. Nuestros programas se basan en una estructura modular y se adaptan a las necesidades especiales de cada cliente. En todo el mundo ya hemos suministrado a 5400 clientes más de 10.000 licencias, incluyendo oficinas de planificación, carpinteros y ebanistas, así como grandes centros de trabajo de madera y conocidos constructores de casas prefabricadas en más de 28 países. Los programas SEMA están disponibles en diez idiomas.”

Sema ofrece construcciones increíblemente complejas. Debido a la complejidad de este software, el período de formación es, por supuesto bastante, alto. El fabricante ofrece regularmente cursos de formación.

Una característica interesante: el software ahora también está disponible en la nube. Así que no hay que esperar al DVD, se puede empezar de inmediato.

Es un software todo en uno para la construcción en madera, o como afirman desde el punto de vista comercial, es una proposición de venta única.

Hay versión en inglés.

TrimFox de Bachinger Software

Es un software 3D CAD/CAM alemán para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), entramados ligeros, tejados y casas de madera de troncos (log homes) de diversos perfiles.

Cita de la empresa:

“Nuestra propuesta de venta única es la facilidad de operación y, por lo tanto, el entrenamiento rápido, que viene con alta flexibilidad de entrada para un arriendo excesivamente favorable. Iniciamos el alquiler en el negocio de la carpintería.

Un entrenamiento de aproximadamente cuatro horas será suficiente para usar el programa.”

Un software interesante y simple. Eso debería ser suficiente para los carpinteros. Si se necesita más funciones, se debería elegir un programa de carpintería diferente.

Se ofrece un paquete de software que se puede ejecutar desde un lápiz USB a un precio muy bajo. En lugar de sobrealimentar el software con funciones, TrimFox se centra en la esencia y ofrece un producto fácil de usar.

Hay versión en inglés.

Vertex BD

Es un software 3D CAD/CAM estadounidense para entramados ligeros y panelización.

Cita de la empresa:

“Vertex BD es un software BIM (Building Information Modeling) para la construcción en madera. Vertex BD se utiliza principalmente como software de fabricación de paneles por los fabricantes de componentes y paneladores. Es un software de entramado (framing) basado en reglas que automatiza el proceso de generación de dibujos de fabricación de paneles de pared y piso, diseños estructurales, listas de corte y otros informes de materiales. Al automatizar estos procesos, los fabricantes están ahorrando una enorme cantidad de tiempo en la elaboración de borradores, informes de materiales, entrada de datos, fabricación y corrección de todos los errores típicos del proceso.”

Weto

Es un software 3D CAD/CAM alemán para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), entramados ligeros, tejados, casas de madera de troncos (log homes) de diversos perfiles, y escaleras.

No obstante, se basa en parte del software de CAD Arcon. Pero es, en gran medida, independiente y ofrece algunos módulos adicionales para el software de CAD Arcon, pero no lo destaca como una propuesta de venta única.

Cita de la empresa:

“Puntuado con un sistema independiente, http://www.weto.de: en Viskon 3D-CAD/CAM el usuario construye rápida y fácilmente casas de madera completas en entramado de madera, construcción de troncos o elementos de pared, todo ello con una presentación foto-realista. Los datos de la máquina se generan en segundo plano sin necesidad de un procesamiento CNC “clásico” y se ajustan automáticamente a cualquier cambio y salida mediante un clic del ratón. En Weto, pequeños y grandes contratistas encuentran un software potente a un precio justo. Actualmente, el productor de software se está estableciendo en el mercado internacional.”

El programa de carpintería de Weto se limita a lo esencial para los carpinteros e incluso está disponible como freeware.

De manera gratuita, se puede descargar, previo registro, Scalinata, un programa de construcción de escaleras; Rechnung, un programa de facturación; y Liberta, un programa de carpintería de tejados, pero solo puede hacer algunas funciones.

Hay versión en inglés.

Zimmerer

Es un software 3D CAD/CAM alemán para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber) y tejados.

  2. Add-ons:

 Archiframe

Es un software add-on 3D CAD/CAM finlandés para ArchiCAD de Graphisoft. Diseño de: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), entramados ligeros y tejados.

FrameWright Pro

Es un software add-on 3D CAD/CAM belga para ArchiCAD de Graphisoft. En su origen, en el año 2001, fue un desarrollo de la empresa británica Encina Software en colaboración con un carpintero de Oak Frame Carpentry Co. FrameWright Pro está diseñado para ayudar a los diseñadores de entramados de madera pesados para aprovechar al máximo la potencia de ArchiCAD mediante la adición de herramientas y objetos 3D vitales.

Más información aquí.

hsbCAD

Es un software add-on 3D CAD/CAM belga para AutoCAD de Autodesk. Diseño de: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), entramados ligeros, casas de madera tipo chalet suizo (log homes), madera laminada, y panelización.

Cita de la empresa:

“hsbCAD se basa en AutoCAD/AutoCAD Architecture y por lo tanto ofrece todas las ventajas de un entorno 3D-CAD profesional. La conjunción con AutoCAD Architecture permite a hsbCAD la posibilidad única de manejar un modelo 3D desde el primer boceto hasta el procesamiento CNC sin necesidad de importar/exportar la interfaz dentro de un mismo entorno. Los datos mantienen su valor informativo desde el principio hasta el final de la planificación. Esto permite un flujo de trabajo óptimo y significa un aumento significativo de la productividad en el proceso de planificación.”

hsbCAD con hsbTSL permite al cliente satisfacer sus necesidades individuales de herramientas con un lenguaje macro scriptable.

Hay versión en inglés.

 

Meedek

Esta empresa estadounidense ofrece unos plugins para SketchUp para el diseño de entramados ligeros y cerchas (trusses).

Es el software más económico, sabiendo que el SketchUp es uno de los programas 3D CAD más baratos (la versión Pro es de pago, unos 700 $,  y la Free es gratuita).

Nussreiner

Es un software 3D CAD/CAM alemán que se basa en MegaCAD para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), entramados ligeros, tejados y casas de madera tipo chalet suizo (log homes).

Cita de la empresa:

“En contraste con la mayoría de los competidores, trabajamos con un sistema 3D totalmente desarrollado y a un precio favorable. Por lo tanto, somos superiores en CAD: MegaCAD lo hace todo: CAD/CAM 3D, OpenGL, importación/exportación de texturas de casi todos los formatos incluyendo dxf/dwg/sat, etc. Además, MegaCAD simplemente nunca se estrella. Hay que destacar la rápida capacitación laboral en MegaCAD. Sólo necesitamos una fracción de tiempo en comparación con AutoCAD, etc. Desarrollamos exclusivamente módulos de construcción de madera para MegaCAD. En este campo, estamos técnicamente en la vanguardia. En la combinación CAD, CAD/CAM, construcción de madera estamos en parte muy por delante de nuestros competidores. A pesar de trabajar con un pequeño equipo (5 personas, tres desarrolladores), estamos respaldados por MegaCAD y ASIS, donde cientos de personas están trabajando en un sistema CAD. Incluso los líderes del mercado de la construcción en madera nunca podrían impulsar tal desarrollo.”

MWF Wood Pro de StrucSoft

Es un software BIM (Building Information Modelling) add-on 3D CAD/CAM estadounidense para Revit de Autodesk. Diseño de: entramados ligeros, cerchas industrializadas (truss), tejados y panelización.

Wood Framing de AGACAD

Es un software BIM (Building Information Modelling) add-on 3D CAD/CAM lituano para Revit de Autodesk. Diseño de: entramados ligeros, cerchas industrializadas (truss) y panelización. Los módulos relacionados con la construcción en madera son: Truss+ RT, Rafter+, Wall+, Floor+, Floor Panel Layout y Cut Opening.

Woody

La empresa francesa PlanBois ofrece un plugin para SketchUp para: estructuras de madera de entramado pesado (heavy timber), entramados ligeros y tejados.

Es muy económico, 79 €.

También tiene un plugin para AutoCAD.

Hay empresas francesas, como Auvergne Mobois, que sólo usan este software, más uno de cálculo de estructuras como Accord Express. Eso es todo, no necesitan más.

En francés.

3. Software de fabricantes de productos de madera de ingeniería (EWP).

Finnframe

La finlandesa MetsäWood ofrece un software 3D CAD para el diseño de forjados de suelos y cubiertas con sus productos Finnjoist, Kerto-S, Kerto-Q, etc.

MiTek

Los programas Wood Engine y Pamir son software add-on 3D CAD/CAM británico para AutoCAD de Autodesk. Diseño de: entramados ligeros (light framing), cerchas y forjados industrializados. Muy utilizados en el Reino Unido e Irlanda.

 

 

Conclusiones

Los softwares de Cadwork, Dietrich’s y SEMA son los más conocidos en Europa. Potentes y completos. Siendo Cadwork el más conocido en España.

 

Se estima que Canadá tiene suficientes bosques como para suministrar viviendas de madera para 1000 millones de personas.

 

 

En esta segunda parte, como continuación del anterior post, se hará una recopilación de las ideas-fuerza más interesantes que apuntalan el debate sobre la construcción con CLT, englobadas en las perspectivas siguientes: el fuego, la acústica, la economía, y el bienestar.

 

  • Fuego:

Imagen de Sebastian Popp

Ya se han realizados bastantes pruebas en el mundo, hasta ahora, en las que se ha demostrado las bondades del CLT como material resistente al fuego. Unos ejemplos:

  • En una demostración en Quebec, Canadá, en 2016, se construyó un compartimiento con paneles CLT de cinco capas protegidos con paneles de yeso y luego se prendió fuego. Incluso con temperaturas máximas de más de 1.100°C, el fuego fue contenido en el compartimiento y se quemó en dos horas, excepto por algunos carbones incandescentes.
  • Se ha probado que un forjado de 172 mm hecho de CLT de 5 capas tiene una resistencia al fuego de dos horas.
  • El equipo de Thomas Robinson, del estudio estadounidense de Lever Architecture, sometió a ensamblajes a rigurosas pruebas de fuego. Uno de ellos se componía de una viga, una columna y un panel CLT, que unidos, fueron colocados en un horno, y luego se pesaron con 25.000 libras, para ver qué tan fuertes serían después de la exposición al fuego y al calor. Dos horas después, emergieron carbonizados, pero estructuralmente intactos.

 

No todos han aceptado la idea de usar madera para construir estructuras más altas y son habituales las manifestaciones “interesadas” o tremendistas.

Pero Glen Corbett, profesor de ciencias del fuego en el John Jay College, Reino Unido, cree que la madera podría alimentar un infierno que los bomberos no pueden combatir, como el mortífero incendio de Grenfell en Londres, que escaló el revestimiento de aluminio del edificio. Al preguntársele si un edificio alto de madera podría arder en llamas como Grenfell, Corbett dijo: “Sí, porque una vez que está sobre el décimo o decimoquinto piso de un edificio, no hay manera de echarle agua. Es imparable básicamente“.

La National Ready Mixed Concrete Association de EE.UU lanzó en 2016 Build With Strength, una campaña que busca alertar sobre los peligros de construir estructuras más altas con cualquier tipo de madera o material combustible, argumentando que materiales como el hormigón y el acero son mucho más seguros. Algunos de los miembros de la coalición incluyen asociaciones de bomberos, departamentos locales de bomberos y la Steel Framing Industry Association. “A medida que Estados Unidos ha visto un aumento en la construcción de estructuras ligeras de madera, también ha habido un aumento en los incendios”, dice el portavoz de la campaña. “En cuanto al CLT, estos productos no han sido suficientemente probados. Hay muchos materiales mejores que la gente puede usar“, agrega.

Independientemente del material utilizado, menos del uno por ciento de los incendios ocurren durante la construcción. Muchos de los incendios que ocurren en edificios de apartamentos construidos con estructuras de entramado ligero ocurren antes de que el edificio haya sido terminado y cuando las características que limitan el fuego, como los sistemas de rociadores automáticos, todavía no están en su lugar. Los códigos de construcción requieren que todos los edificios -independientemente de los materiales utilizados para construirlos- estén al mismo nivel de seguridad. Una vez construido, no tiene las mismas vulnerabilidades.

 

Tal vez unas pruebas hechas en EE. UU pueden explicar mejor sobre el buen comportamiento del CLT frente al fuego.

En mayo y junio de 2017, los investigadores del Laboratorio de Productos Forestales del Servicio Forestal (FPL) recientemente completaron una serie de pruebas de fuego en cooperación con el American Wood Council, el Bureau of Alcohol, Tobacco, Firearms, and Explosives (ATF), y el Forest Service’s State and Private Forestry. Los investigadores recrearon cinco escenarios de incendio en un edificio de prueba de dos pisos a escala real construido usando CLT y los resultados fueron prometedores. Estas pruebas demuestran que es posible construir un edificio CLT resistente al fuego, incluso con CLT expuesto.

imagen de Kenneth Bland

El edificio de pruebas consistía en dos apartamentos idénticos de un dormitorio amueblado, construidos como si estuvieran en un edificio de apartamentos de varios pisos. Los escenarios probaron varios arreglos de CLT expuestos y no expuestos con puertas abiertas entre las áreas de estar y dormir.

  • Con la estructura de madera totalmente protegida por tableros de yeso, se detuvo un “gran incendio de muebles y contenido combustible” después de tres horas “sin carbonización significativa en las superficies de madera protegidas” del apartamento.
  • En otra prueba, algunas paredes de madera quedaron expuestas. Una vez que los muebles y el contenido del apartamento habían sido consumidos por el fuego, se formó una capa protectora de carbón formado en el CLT y el fuego quedó esencialmente auto extinguido.
  • Con todas las superficies de madera masiva dejadas al descubierto, un solo aspersor “fácilmente contenía” el fuego.
  • En una prueba relacionada, el fuego se dejó crecer durante 23 minutos antes de que se activara el sistema de rociadores, y “rápidamente controlaba el fuego“. Esta prueba final fue la más emocionante porque nadie sabía qué esperar con paredes y techos CLT completamente expuestos. No se habían realizado pruebas similares a esta escala antes, y los resultados resultaron ser bastante impresionantes. Las temperaturas se elevaron a unos 700 grados centígrados, pero una vez que se activaron los aspersores, bajaron a aproximadamente 50 grados centígrados en cuestión de minutos.
  • Finalmente, con aproximadamente el 30% de la superficie del techo CLT en el salón y el dormitorio expuestos, el fuego se apagó una vez que los muebles y el contenido de la habitación habían sido consumidos por el fuego. La madera subyacente fue protegida por una capa de carbón durante la prueba de cuatro horas.

imagen de Kenneth Bland

Una vez analizados los datos, los resultados se publicarán en un informe del FPL y se presentarán al Comité Ad Hoc sobre Tall Wood Buildings del International Code Council.

Los resultados de estas pruebas no sólo ayudarán a informar los códigos de construcción, sino que también proporcionarán información útil para las compañías de seguros, contribuirán a un modelado más preciso del comportamiento ante incendios y llevarán a una lucha contra incendios más segura en edificios CLT.

Véase un informe aquí.

Véase un video resumen de las pruebas.

 

Así que el CLT es “básicamente autoextinguible” ya que una gran parte de la madera es inherentemente resistente al fuego. Cuando los paneles de madera masiva, la capa exterior se quema y se carboniza, lo que aísla las capas internas[1] y evita que el núcleo se incendie e, incluso después de una hora de carbonización, todavía hay suficiente madera buena dentro de una sección transversal para soportar la carga de un edificio. Los elementos estructurales de un edificio están sobrediseñados para anticipar la formación de carbón y reducir la cantidad de madera disponible para llevar la carga.

 

¿Y cómo se comportan el acero y el hormigón ante el fuego? Durante un incendio, el acero puede elevarse rápidamente de temperatura y empezar a deformarse, y el hormigón puede saltar cuando la humedad atrapada se expande a medida que se convierte en vapor, causando que pedazos de hormigón exploten y salgan disparados.

 

Pongamos en perspectiva la prueba de los rociadores con diversos estudios:

Un estudio de 2016 de 42,700 incendios residenciales en Columbia Británica realizado por la Universidad del Valle de Fraser (UFV) entre 1988 y 2015 mostró que la mayoría de las muertes por incendios ocurrieron en edificios sin medidas adecuadas de seguridad contra incendios. El estudio examinó todos los tipos de ocupación residencial y encontró que el 85.4 por ciento de las muertes por incendio ocurrieron en edificios sin aspersores y alarmas de humo. Además, halló que los edificios con rociadores y detectores de humo en funcionamiento requerían menos intervención del departamento de bomberos y tenían más casos de incendio contenido en la habitación de origen (92 por ciento frente a 59.7 por ciento).

Esto confirmó los resultados de un estudio de investigación de 2014 de la UFV que demostró que los edificios de armazón de madera son tan seguros como los edificios de acero o de hormigón una vez que los sistemas de seguridad contra incendios están instalados. “Fire Outcomes in Residential Fires by Construction Type” examinó casi 12.000 incendios de edificios reportados en British Columbia entre 2008 y 2013 y no encontró muertes y tasas de lesiones similares por incendios en edificios con aspersores y alarmas de humo en funcionamiento, independientemente del tipo de construcción. La propagación del fuego también fue notablemente similar: la mayoría de los incendios en todos los tipos de construcción se limitaron a la habitación de origen.

 

El “método de sección reducida” es el método analítico más conocido en todo el mundo para evaluar la función portante de elementos de madera masiva expuestos al fuego (p. ej. vigas, columnas, forjados de suelo/techo, etc.). Para calcular la sección reducida se suele utilizar una tasa de carbonización lineal, prescrita en las correspondientes normas de diseño de la madera, junto con una capa de resistencia cero. Dado que se trata de un método basado en la mecánica y que varias pruebas han superado las 2 horas, teóricamente no hay justificación para limitar su aplicación a una resistencia estructural máxima al fuego (por ejemplo, 2 horas).

Además, algunos ensamblajes de edificios pueden requerir una función de separación (aislamiento e integridad) para proporcionar cierto nivel de compartimentación dentro de un edificio (es decir, celdas de fuego). Sin embargo, la función de separación de los ensamblajes de madera masiva no está tan bien documentada como su función portante. Por lo tanto, se deben dar consideraciones especiales para asegurar que estos ensamblajes también cumplan con sus funciones de separación, cuando sea necesario. Un número de pruebas de fuego en ensamblajes CLT demostraron una función de separación significativa, muy superior a 2 horas.

Por último, las conexiones entre elementos estructurales deben proporcionar una resistencia al fuego suficiente para que no se conviertan en los elementos críticos de un sistema estructural. Actualmente, el Eurocódigo 5: Parte 1-2 limita el procedimiento de diseño de las conexiones de madera a 60 minutos cuando se exponen a un incendio estándar. Uno puede suponer que cualquier conector metálico situado dentro de la sección transversal residual no se vería gravemente afectado por la degradación termomecánica y, por lo tanto, seguiría cumpliendo su función de soporte de carga. Sin embargo, se pueden encontrar muy pocos datos de prueba para la duración del fuego que exceda de 1 hora en la literatura. Es necesario racionalizar el diseño resistente al fuego de las conexiones para edificios altos de madera, que probablemente requerirían una resistencia al fuego de 90 y 120 minutos.

 

Hay un fuerte deseo de que la madera sea el motor estético en la arquitectura, por lo que la madera no combustible es un tema bastante interesante e importante. El deseo es exponer la madera, y dado los códigos de construcción, se tendría que colocar madera incombustible para conseguirlo. Por eso hay proyectos de edificios altos de madera en los que se investiga que es posible demostrar que se puede desarrollar un conjunto de madera que no sea combustible.

En lo que se refiere a la viabilidad de los conjuntos de madera masiva en general, ¿cuáles son las principales áreas de interés hoy en día?

  • Primera área: el rendimiento estructural durante un incendio (el edificio tiene suficiente madera en su estructura para sostenerse después del incendio),
  • y la capacidad de extinción de incendios dentro del edificio (el fuego afecta a la estructura, pero también debe ser combatido desde fuera y desde dentro).

¿Qué tipo de estrategias se están utilizando para ayudar a que la madera masiva sea resistente al fuego? Sistemas de alerta temprana, sistemas de rociadores contra incendios más redundantes, paneles de yeso e incluso hormigón ayudan a proteger la madera, dependiendo de la aplicación. En la construcción de muros exteriores, se puede limitar o eliminar los combustibles, ya que puede no ser un elemento portante en un edificio alto y, en ese caso, se pueden utilizar los tradicionales muros cortina.

La suposición es que se dejaría la madera carbonizada. Qué porción de la madera se espera que queme y qué cantidad de la misma está protegida por un material incombustible es la parte que requiere mucho análisis. Si se proporciona la misma duración de la protección incombustible tanto sobre un conjunto de madera masiva como en uno de acero, la madera masiva superará al acero porque, para el momento en que atraviesa esa misma cantidad de protección contra incendios, el edificio de madera no se calentará rápidamente y fallará, como el acero. En cambio, comenzará a arder lentamente.

 

Cuando se construía el edificio Brock Commons, los bomberos participaron en reuniones con los técnicos. Y surgió la pregunta: ¿qué pasa después de que el edificio esté ocupado? Una preocupación común era el potencial de cambios interiores que podrían comprometer la seguridad contra incendios del edificio en el futuro. “Es difícil seguir la pista de si van a crear problemas y cambiar las cosas por dentro. La preocupación, al avanzar, es que mantenga su integridad“, explica un capitán de bomberos. Los cambios en la construcción emprendidos sin obtener el permiso adecuado es un problema en muchas ciudades. “El hecho de que sea un propietario consistente [el propietario del edificio es la Universidad de Vancouver], que obviamente tiene el objetivo de asegurar que el edificio sea seguro, ayuda mucho en términos de la seguridad contra incendios general del edificio”.

 

 

[1] Bajo la capa carbonizada, la temperatura es muy poco influenciada (la madera queda casi “normal”). Para un panel de forjado de 175 mm (5 capas), su fallo ocurre a los 178 minutos, quedando una sección reducida efectiva de 89 mm. La temperatura del horno de prueba era de 1006 °C. La temperatura inicial de la cara no expuesta al fuego era de 20 °C y la temperatura final, tras la prueba, era de 30 °C. O sea, un aumento de 10 °C. Pruebas realizadas en Quebec, Canadá, por Forest Products Innovations.

 

  • Acústica:

El CLT tienen una desventaja: la acústica. Un panel CLT es significativamente más ligero que uno hecho de acero u hormigón, proporcionando un menor aislamiento acústico de impacto y ruidos aéreos. Esto es particularmente difícil para los desarrolladores que intentan construir cualquier tipo de vivienda multifamiliar, porque los códigos de construcción especifican cuánta separación acústica se necesita entre las unidades.

Los constructores de los mercados centroeuropeos a menudo cubren la madera para mejorar la acústica y/o la resistencia al fuego. Pero es todo un reto si se quiere exponer la estructura de CLT en los interiores, ya que el grosor y la densidad tienden a igualar un mejor aislamiento acústico.

Hay que confiar en algún tipo de combinación de masa y resiliencia para formar una barrera atenuante del sonido – algo masivo para bloquear los sonidos aéreos y algo flexible para absorber las pisadas.

En el edificio Framework  se optó por un diseño que recubría la estructura de madera con una fina capa de caucho y luego una gruesa (pero no muy gruesa) losa de hormigón ligero llamada Gyp-Crete, seguido por el piso terminado.

Forjado de CLT acústico

 

  • Economía:

El tiempo es igual a ahorros en costos “, dijo el arquitecto Michael Green al Journal. “Ahorro para financiar el proyecto a lo largo del tiempo, ahorro para gestionar la construcción a lo largo del tiempo, y una capacidad más rápida para ocupar el edificio”.

 

Hay divergencias en cuanto si la construcción con CLT es más barata que con otros materiales:

  • En términos generales, la construcción CLT es aproximadamente un 15 por ciento más barata que el acero y el hormigón convencionales, según la investigación del arquitecto Waugh Thistleton.
  • Sin embargo, otros estudios sobre la base de un análisis económico, el CLT sigue siendo un 5% más caro que una solución similar en concreto. Este hecho se relaciona esencialmente con la gran cantidad de madera utilizada y con el uso de tableros de yeso para cumplir con la seguridad contra incendios.
  • Niall Hewson: “He estado involucrado en una serie de propuestas para edificios CLT y en un gran número de casos el costo es a menudo el lugar donde se puede tropezar. Si cualquiera de estos edificios fuese calculado a un coste de sólo intercambiar de un material conl otro, entonces el CLT siempre se verá la opción más cara. Si se tienen en cuenta las ventajas constructivas más amplias de la construcción de madera prefabricada, a menudo se recupera toda esa diferencia en los costes de material. Los aparejadores y constructores son a menudo reacios a cuantificar estos ahorros, lo que es comprensible teniendo en cuenta que se trata de una nueva forma de construcción, pero estos tres proyectos demuestran que es posible hacerlo con un poco de investigación. Mi propia experiencia trabajando en edificios de madera me demuestra que el ahorro de costes y tiempo en estos proyectos se está subestimando ya que los siguientes oficios trabajan mucho más rápidos que en la construcción convencional.”
  • Se ha demostrado que la construcción de madera masiva es más barata que la construcción con estructura de hormigón, particularmente en proyectos más grandes. Esto se debe principalmente a que la construcción con madera masiva ha logrado una reducción del 25% en el programa de construcción y el consiguiente ahorro en los costes de financiación, costes preliminares y costes de contingencia. Sin embargo, un especialista en madera masiva debe formar parte del equipo de diseño si se quiere lograr un ahorro de costes. Esto se debe a que el 70-80% del coste de un edificio se determina durante la fase de diseño de un proyecto y durante el periodo in situ de la estructura de madera masiva por su diseño para su fabricación y montaje.

 

Según Niall Hewson, “aunque todo esto suena genial, si bien un poco intangible, hay ciertas situaciones en las que las otras ventajas de la madera harán que los edificios de madera sean aún más baratos en comparación con la construcción convencional o desbloquear proyectos que antes se consideraban poco rentables de desarrollar:”

 

  • Sitios con malas condiciones del terreno: los edificios de madera podrían llegar a pesar hasta la mitad del peso del equivalente en hormigón. Esto podría generar grandes ahorros en los costos de cimentación.
  • Construcción sobre corredores ferroviarios o ampliación de edificios existentes: mayor rendimiento o reducción de los costes de la estructura portante.
  • Edificios multiresidenciales entre 5-15 pisos: ahorro de velocidad y eficiencia en obra, lo que significa entregas más tempranas y reducción de los costes financieros.
  • Escuelas: la velocidad significa que la construcción podría condensarse en vacaciones, y menos ruido y la seguridad de la obra son también enormes ventajas.
  • Más ahorros se pueden encontrar en el reducido costo de instalación, generalmente un 50% más barato que instalar otros materiales con formatos de paneles/placas.
  • La seguridad en el lugar de trabajo se incrementa drásticamente debido a los paneles CLT prefabricados en fábricas y, por lo general, las únicas herramientas son los taladros eléctricos o neumáticos.
  • Con una fecha de finalización del proyecto más temprana, se acometen otras obras, a veces meses, mínimo 6-8, antes de lo previsto.
  • Durante la instalación, las interrupciones a los residentes y negocios de los alrededores se reducen al mínimo con una reducción del tiempo en el sitio de trabajo de más del 70%. Menos tiempo in situ también reduce el riesgo de accidentes para los instaladores. Los edificios construidos fuera de las instalaciones también son ligeros, por lo que la cantidad de tonelaje transportado en la carretera también se reduce.

 

La construcción con CLT puede ser competitivo en mercados inmobiliarios deprimidos como en Montreal, Canadá. Un proyecto como el edificio Arbora, construido por Nordic Structures, demuestra que hay un lugar para la construcción viable y asequible de media altura.

Complejo Arbora

 

Con las estructuras de madera en masa, se puede tener menos empleados y hacer más trabajo. Hay una escasez de mano de obra calificada en América del Norte, por lo que el hecho de que se puedan levantar estructuras con empleados considerablemente menos calificados es muy crítico. Típicamente se opera con sólo cuatro a seis trabajadores en una obra. El rendimiento por persona es mucho mayor.

Sin embargo, estos beneficios tienen un costo: mayor coordinación inicial y tiempo de diseño. Los componentes de madera de ingeniería se diseñan, optimizan, cortan con precisión milimétrica y luego se envían al sitio para su ensamblaje.

La clave del éxito comercial de Arbora en un mercado inmobiliario competitivo es la eficiencia del diseño y el reconocimiento de las propiedades estructurales inherentes al CLT desde el inicio de un proyecto. Hay aumentos de eficiencia en la replicación. El proyecto se organizó en torno a una retícula de 6,096 metros (20 pies), un vano estructural y una dimensión ideal para el transporte de vigas y paneles. La consistencia de la rejilla permitió un proceso de fabricación eficiente y un tiempo de montaje in situ reducido.

 

El reducido tiempo de construcción CLT, 6-8 meses menos de lo habitual que con otros materiales, da lugar a un ajuste en el calendario de entrada de ingresos. La disminución de 6-8 meses en el tiempo de entrada de ingresos tiene un efecto dramático en la TIR (Tasa Interna de Rendimiento) de Renta Variable. Los accionistas de capital ven reembolsados su patrimonio neto más el margen substancialmente más rápido, resultando en una TIR de capital mejorada. Debido a esta reducción del tiempo de construcción que resulta en una fecha de liquidación más temprana, se reducen los intereses y costos de tenencia de la tierra.

 

  • Bienestar:

Las paredes en blanco no provocan mucho en forma de una respuesta psicológica o emocional, pero el patronaje y la textura de los materiales naturales sí pueden. Las mentes humanas entienden la textura de la madera como no viviente, pero todavía la asocian con representaciones de los seres vivos. Los interiores de las escuelas que presentan madera y traen la naturaleza al interior provocan respuestas psicológicas positivas similares a cómo los árboles provocan respuestas biofílicas.

Esto apunta a mayores beneficios y posibles impactos en la salud humana. En un estudio de la Planet Ark Environmental Foundation, de Australia, publicado en 2015, señaló que la madera ha demostrado tener beneficios fisiológicos y psicológicos positivos. Los sentimientos de calor y comodidad que la madera provoca en las personas reducen la presión arterial y las frecuencias cardiacas, reduciendo el estrés y la ansiedad y aumentando las interacciones sociales positivas. También se ha demostrado que los productos de madera dentro de una habitación mejoran la calidad del aire interior al moderar la humedad.

 

Imagen de Best Timber Polska

 

Está la cuestión de su baja reflectividad lumínica, muy por debajo de la pintura blanca. Mientras que para muchos es un ‘anatema’ pintar o cubrir los paneles CLT, vale la pena tener en cuenta el impacto que tendrá el CLT desnudo sobre los niveles de luz.

 

Los arquitectos creen, cada vez más, que los rascacielos de madera son especialmente adecuados para las ciudades porque no son una molestia durante la construcción. Debido a que la madera está pre-fabricada, hay muy poco polvo, y se eliminan, prácticamente, las hormigoneras ruidosas. La retroalimentación que se reciben de los vecinos de una construcción CLT fue extremadamente positiva. La gente decía que era un placer pasar por la obra y que olía bien.

 

 

En la siguiente parte se tratarán las siguientes perspectivas: la construcción, la física de la construcción y la construcción modular.