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Habitualmente se consideran tres o cuatro maderas en estructuras de madera laminada: abeto, abeto Douglas, pino radiata y pino silvestre. Muchas más si se habla de fachadas y tarimas al exterior en madera (alerce, castaño, ipe, iroko, etc.). Pero, ampliando nuestros horizontes cognitivos, existen o han aparecido las maderas de frondosas, con prometedoras posibilidades, para conformar nuevos productos de madera laminada.

En España, la especie de madera más habitual es una conífera, el abeto (Picea Abies), fundamentalmente de importación. Son habituales, aunque bastante menos, el pino radiata (Pinus radiata) y el pino silvestre (Pinus Sylvestris). Este último, como es impregnable, se utiliza, tratado en autoclave en profundidad, para la clase de uso 4 (al aire libre y en contacto con el suelo).

MLE -abeto

MLE – pino silvestre tratado en autoclave

Estas maderas de coníferas tienen unas características y resistencias por todos conocidas. Pero desde hace unos años, las especies de frondosas, o de árboles de hoja caduca, han emergido en el mercado de la madera laminada con el fin de obtener beneficios que no se pueden lograr con la madera de ingeniería de coníferas puras:

  • Para conseguir mejoras en: resistencia, rigidez y costes.
  • Abrir mercados que no son factibles para las construcciones de MLE de coníferas.
  • Desde el punto de vista de la economía local y mundial y de la sostenibilidad, es importante mejorar el uso material de los rodales de madera de frondosas, que están subutilizados y en fuerte aumento.

Pero ¿qué especies de frondosas hay y dónde se encuentran en mayor proporción en Europa? Las especies de maderas de frondosas más relevantes para la madera laminada, según la proporción de madera de frondosas en pie, son:

  1. Roble (Quercus petraea, Quercus robur): Francia (59%), Alemania (33%), R. Checa, …
  2. Haya (Fagus sylvatica): Alemania (60%), Austria (68%), Francia (22%), …
  3. Castaño (Castanea sativa): Francia (11%), España, Italia, …
  4. Abedul (Betula spec.): Finlandia, Rusia.
  5. Chopo: Italia, Francia, Rumanía.
  6. Eucalipto blanco (Eucaliptus grandis): España.
  7. Robinia: Hungría.
  8. Fresno: Alemania (7%), Austria (15%).

Todas las especies muestran un desarrollo creciente, o al menos constante, de la población en pie.

Una excepción son los fresnos, que pueden presentar un crecimiento inestable y un volumen de existencias debido a la enfermedad (ash dieback) causada por el hongo asiático Hymenoscyphus fraxineus.

MLE – Abedul

MLE – Castaño

MLE – Eucalipto blanco

MLE – Fresno

MLE – Robinia

MLR de roble

Según Simon Aicher, Zachary Christian y Gerard Dill-Langer en su artículo científico Hardwood glulams – emerging timber products of superior mechanical properties:

“Las propiedades mecánicas de las vigas laminadas hechas de las especies predominantes de madera dura europea de castaño, roble y haya son al menos iguales y generalmente superan la resistencia a la flexión de las clases más altas de resistencia a la flexión de la madera laminada de conífera europea. En cuanto a la resistencia a la compresión paralela a la fibra, incluso las vigas laminadas de madera dura de menor densidad (p.ej. castaño) superan el nivel de resistencia de la madera laminada de conífera en un factor de aproximadamente 2. La madera microlaminada de haya (LVL), que tiene las propiedades de resistencia y rigidez más elevadas de todas las vigas laminadas de madera dura de hoy en día, abre nuevas perspectivas para la competitividad de los elementos de construcción de madera frente a las estructuras de acero y hormigón.”

Baubuche G70

Según Simon Aicher, en su ponencia Glulam made of hardwoods. State of the art – species, adhesives and national/european approvals, EU Hardwood, 22nd International Conference Holzbau-Forum, Garmish, 2016, hay unos límites físicos en la fabricación de laminados de frondosas:

Limitations of harwodds glulam – Simon Aicher

En cuanto a las principales propiedades mecánicas de los laminados de madera de frondosas:

Hardwoods glulam bending strenght

Hardowood glulam E-modules

Y en el ámbito de los adhesivos, Simon Aicher, Zachary Christian y Gerard Dill-Langer, concluyen que:

“Aparte de las propiedades mecánicas superiores de las vigas laminadas de madera dura, no debe negarse, sin embargo, que el establecimiento y la constancia de la producción de encolados fuertes y duraderos en las uniones ‘finger-joint’ de madera dura y en las líneas de encolado de laminado plantean una tarea considerable y más delicada, esencialmente relacionada con el aumento de las densidades de la madera.”

 

Híbridos de MLE.

Si la MLE de frondosas es cara, se puede optimizar la MLE de coníferas combinando éstas con aquéllas, es decir, laminando una o varias capas de madera de frondosas en la zona de compresión (parte superior de la sección) y tensión (zona inferior) con un núcleo central de varias capas de madera de coníferas.

Híbrido de abeto en la zona central y de haya en las zonas con tensiones

Como exponen Aishwarya Muraleedharan y Stefan Markus Reiterer en su tesis Combined glued laminated timber usinghardwood and softwood lamellas:

“[…] Se pudo demostrar que el rendimiento de la MLE puede aumentarse mediante la combinación de láminas de madera dura (roble) y de madera blanda (abeto) en la producción de vigas laminadas encoladas.  De esta manera, la rigidez y la capacidad de carga de la viga pueden aumentar.  Además, se demostró la gran influencia de las propiedades mecánicas de la madera dura en comparación con la madera de coníferas sobre la base de su rendimiento superior. […] Para aumentar la rigidez de las vigas se requiere una mayor diferencia en el módulo de elasticidad de las láminas individuales. […] Se puede observar un mejor rendimiento si se colocan dos láminas en cada lado.”

Una conclusión importante que encontraron Muraleedharan y Reiterer es que es esencial una mejor clasificación de la madera de roble en términos de rigidez.

Diferentes composiciones de madera laminada: (a) sólo madera blanda (b) madera dura en la zona de tensión (c) madera dura en la zona de compresión y en la zona de tensión (d) sólo madera dura. Imagern de Aishwarya Muraleedharan y Stefan Markus Reiterer

Incluso se puede combinar dos maderas de ingeniería: MLE de abeto y madera microlaminada (LVL) de haya según se muestra en la ponencia Gluing of softwood with other materials, del seminario Timber Based Hybrid Structures, Estocolmo, 2018:

Abeto + LVL de haya

Novedoso es combinar láminas de abeto de baja resistencia (T8/T9), en la parte central, con láminas de madera de haya prensada con resinas fenólicas de alta resistencia en los bordes para fabricar vigas híbridas reforzadas KP-BSH, para la clase de uso 1 y 2, con una capacidad de carga y una rigidez significativamente superiores a la MLE de abeto.

KP-BSH-Hybrid

 

Desde los años 2014-2016 la investigación sobre la MLE de frondosas ha cogido bastante impulso. Las conclusiones principales que se han obtenido en el proyecto europeo European Hardwoods for the Building Sector, finalizado en el 2016, en el marco del programa de investigación WoodWisdom, son:

  • “Las frondosas de la UE demostraron que los recursos de madera de frondosas en Alemania, Austria, Francia y Eslovenia siguen creciendo y, por lo tanto, constituyen un recurso fiable para la producción. La clasificación por grados de resistencia de las maderas duras no es común hasta ahora.”
  • “La comparación de tres especies diferentes mostró que la madera de haya tiene un gran potencial en términos de calidad de material.”
  • Hay un coste de procesamiento adicional en la producción de MLE de frondosas por la gran variabilidad de las resistencias de las piezas de madera, debido a defectos locales relativamente grandes,
  • Impulsar el desarrollo de un modelo para predecir el comportamiento mecánico de la madera dura laminada encolada en cuanto al cálculo de estructuras. El objetivo es preparar el marco normativo que permita la entrada en el mercado de estos nuevos productos.

A estas alturas, se dispone en el mercado de una oferta de MLE de frondosas por parte de varios fabricantes como Gámiz, Hess Timber, Schiller Holz, Simonin, etc. con diversos productos, normalizados y certificados, que satisfarán las necesidades actuales.

 

El chopo

Recientemente, en España se investiga las posibilidades del chopo (álamo temblón, Populus tremuloides) de clones (híbridos), procedente de bosques plantados.

La calidad del árbol y la calidad de la madera se consideran críticos para muchos productos de madera de chopo.

Hay un trabajo intensivo en Hungría para la obtención de nuevas variedades (clones) con propiedades físicas y mecánicas muy diferentes. De hecho, existe una larga tradición del uso de la madera de chopo en Hungría:

Glulam structura made of poplar wood in Hungary – 1975

Y también en Francia tratan de dinamizar el uso del chopo.

LA SALLE GRÉMAUX – peuplier

Pero el chopo tiene unas desventajas como la baja resistencia mecánica, la baja dureza superficial, y una textura y apariencia poco excitante. Se están desarrollando varios métodos de modificación de la madera como los tratamientos térmicos y los tratamientos termohidromecánicos (THM) como una buena oportunidad para aumentar las prestaciones estéticas y mecánicas de las aplicaciones de la madera de chopo.

Los resultados de los prototipos de MLE de chopo en un test húngaro, en la Simonyi Károly Faculty of Engineering, Wood Sciences and Applied Arts, Universidad de West Hungary, 2016, muestran que el módulo de elasticidad es de 11.316 N/mm² y la resistencia a la flexión es de 45,9 N/mm².

No obstante, en España, como afirma Pedro Garnica, el presidente de Propopulus, “hay una paradoja que debemos resolver: aunque los estudios muestran que la demanda de madera aumentará en un futuro próximo, en lo que a la populicultura se refiere, la falta de una regulación europea común para nuestra actividad está provocando que las plantaciones de chopo en Europa disminuyan de forma alarmante. El chopo es uno de los árboles más eficientes en términos de sostenibilidad, ya que una hectárea de chopo captura 11 toneladas de CO2 al año y tiene un ciclo de crecimiento rápido”.

 

 

Como conclusión, la madera, sea de frondosas o de coníferas, es un material que ofrece múltiples combinaciones para conformar elementos laminados. Es más, como aprendices de brujo, se puede jugar con las mejores propiedades de cada madera, resultando en nuevas posibilidades estéticas.

 

Hoy en día, muchas construcciones en madera innovadoras se hacen con elementos de CLT (Cross Laminated Timber, o madera contralaminada). Pero, de hecho, hay una tecnología mucho más antigua, en EE. UU y desde hace 150 años, para la construcción sólida con madera: NLT (Nail Laminated Timber), madera laminada clavada. También se la conoce como heavy timber o mill decking. La idea es sencilla: clavar un montón de tablones de madera maciza colocados, uno al lado de otro, de canto.

Nail Laminated Timber

Nail Laminated Timber

En los años 70’s, aparece el brettstapel concebido por el ingeniero alemán Julius Natterer, que ha sido ampliamente usado en la Europa Central. La primera evolución consistía en tablones de madera aserrada, de clases de calidad inferiores, C16 o C18, continuamente clavados juntos, con clavos largos que penetraban en 3-4 tablones, para formar elementos estructurales de 600 mm de ancho. Luego se usaron adhesivos como una forma de fortalecerlos, permitiendo así abarcar luces más grandes. Pero había un problema al cortarlos porque no se sabía dónde estaban los clavos.

brettstapel_1

En 1999, una compañía alemana desarrolló el Dübelholz con espigas o clavijas de madera insertadas en pre-taladros perpendiculares a los tablones. La idea se basa en un ingenioso método: se combinan dos elementos con diferentes contenidos de humedad: los tablones, de abeto, tienen una humedad del 12-145% y las espigas, del 8 %. Entonces, las espigas se expanden para alcanzar el equilibrio de humedad que bloquea juntos los tablones. Pero como madera merma y se contrae, los tablones quedaban sueltos a lo largos del eje de las espigas.

brettstapel_2

Por eso, en 1998, una compañía austriaca desarrolló un sistema de espigas en ángulo a través de los tablones en formaciones de “v” y “w”. Dando como resultado un sistema se unión muy rígida. Y así se consigue un elemento estructural ecológico, o sea, 100 % en madera.

brettstapel_3

Como dice Samuel Foster, arquitecto asociado de Gaia Group, “”La razón por la que nos mantenemos alejados de las colas es que los eurocódigos que gobiernan los adhesivos estructurales significan que estos productos podrían ser un riesgo para la salud.  Trabajamos sobre el principio de precaución y no hemos visto ninguna evidencia de que estos productos no son nocivos para la salud”.

Se puede aumentar más la rigidez del brettstapel con un perfilado de cada tablón:

brettstapel-feder

En cuanto a longitudes, con el brettstapel se consiguen longitudes de hasta 12 m, ya que se emplea madera maciza KVH (madera maciza empalmada mediante finger-join, en las testas).

En la actualidad, hay más de 20 empresas que fabrican brettstapel en Austria, Alemania, Suiza y Noruega.

Como curiosidad, hay una empresa austriaca, Thoma, que argumenta que sus productos son adecuados para las personas alérgicas debido a la resistencia a los hongos de la “madera de luna” (mondholz). [1]

Hay que hacer un inciso: el brettstapel (o Dowel Laminated Timber, DLT) se fabrica con espigas de madera y en el NLT se utilizan conectores metálicos.

Una de las características relevantes de estos productos es que permiten una diversidad de diseños de perfiles, en la parte inferior, tanto desde el punto de vista estético como de aislamiento acústico.

perfil-acustico

Foto de Marlegno

Foto de Marlegno

 

Y se pueden conseguir formas geométricas como las ondas:

Foto de Structurecraft

Foto de Structurecraft

Mientras el CLT es caro, y si se construye sobre simples tramos, como sucede en viviendas unifamiliares, el NLT hace el trabajo muy bien, es mucho más barato y se puede fabricar por cualquier carpintero de armar.

Foto de Nicola Log Works

Foto de Nicola Log Works

 

Luego se adhiere unos paneles contrachapados, por encima, para proporcionar al panel de NLT capacidad a cortante, o sea, un diafragma estructural.

El NLT requiere un cuidado con respecto a la merma e hinchazón perpendicular a la fibra, por lo que hay que disponer un hueco entre paneles.

nlt-merma-e-hinchazon

El estudio Smith and Wallwork Engineers muestra la eficiencia estructural entre el CLT y el Brettstapel en forjados y muros:

Forjados

Forjados

Paredes

Paredes

Una particular ventaja del NLT frente al CLT es la resistencia frente al fuego. Aunque ambos productos tienen una velocidad de carbonización similar, entre 38 y 44 mm en 60 minutos, es mejor exigir, si se exigir un CLT de más de 5 capas, que proporcionan una ratio de entre 45 y 90 minutos.

nlt-fuego_1

nlt-fuego_2

En este enlace, se ofrece un cálculo online del brettstapel, en alemán.

Como orientación para el cálculo de un forjado de una vivienda residencial, para un vano de 4,5 m, 4 kN de cargas (permanentes y sobrecarga) y una deflexión f = L/300,  resulta un espesor de panel de 140 mm.

 

En resumidas cuentas:

  • El NLT es más fácil de fabricar. Cualquier carpintero lo hace y empleando maderas de origen local y de baja calidad. Pero las longitudes son limitadas a las de la madera maciza.
  • El brettstapel es el más ecológico. Es 100% madera, sin colas.
  • Hay una producción estandarizada de paneles de brettstapel.

 

Una ventaja del NLT y brettstapel frente al CLT es que permite alojar tubos de instalaciones técnicas en los huecos que dejan tablas de distinto canto:

Foto de Tschopp Holzbau

Foto de Tschopp Holzbau

El brettstapel no es tan flexible y fuerte como el CLT, pero para muchos edificios de poca altura, tiene buen desempeño. Pero crea un ambiente interior realmente sano, tiene buena masa termal, permeable a la humedad, buen aislamiento acústico y, a efectos estéticos, prescinde de los paneles de pladur.

 

Ejemplos de proyectos.

En EE. UU, la empresa Structurecraft ha desarrollado bastantes proyectos con la tecnología NLT. Un proyecto relevante de Structurecraft ha sido el T3 Building, en Minneapolis, la primera construcción en madera masiva de EE.UU. Básicamente la estructura principal es de post and beam y los forjados son de paneles de NLT de 3,05 x 12,8 m.

Foto de Structurecraft

Foto de Structurecraft

En el Reino Unido, el estudio Gaia Architects fue el autor del primer edificio que utilizó el brettstapel, el Acharacle Primary School, construido en 2009 y con certificado Passivhaus. Forjados, muros y cubiertas se construyeron a base de paneles de brettstapel, libre de colas.

Interior de la escuela de Acharacle

Interior de la escuela de Acharacle

Gaia via Building.co.uk

Gaia via Building.co.uk

Más información en Brettstapel.org o en Brettstapel.de. Y en Isssuu.

Para descargar el NLT Design Guide de Structurecraft, aquí.

 

 

 

 

[1] Llaman madera de luna a la cortada durante la luna menguante, cuando la savia está más baja en el árbol. La madera se deja secar verticalmente, al revés, con su corteza y algunas ramas dejadas intactas. La gravedad sacará lo que queda de la savia en las ramas, que luego se cortan. Este proceso produce una madera de calidad superior que no tiene agrietamiento, división o deformación, así como ninguna infestación de insectos y una durabilidad más larga. Este proceso no implica el uso de toxinas o el secado en hornos, creando así una menor huella de carbono. Esta es una técnica antigua que ha proporcionado la misma madera que creó los templos de mil años de antigüedad que todavía se mantienen, hasta el día de hoy, en países como Japón.

Los productos de bambú reconstituido (EBP, Engineered Bamboo Products) ofrecen soluciones estructurales y renovables, de base biológica para los sistemas de cerramientos de alto rendimiento

 

En los últimos años han aparecido nuevos productos que mejoran tanto la sostenibilidad como el rendimiento, así como la eficiencia en el diseño y la construcción. Un ejemplo ha sido el bambú. Los productos de bambú reconstituido pueden sustituir a la madera y la madera reconstituida en obras de arquitectura en donde se desea un mayor rendimiento, tanto en términos de sostenibilidad como de estabilidad dimensional. Los arquitectos están encontrando que el bambú reconstituido estructural sirve bien en los contextos en los que los ensambles con el metal, el acero o el aluminio extruido son la norma. Las soluciones híbridas también son más comunes en los últimos años, un enfoque de diseño que empareje el bambú con el acero, el hormigón y otros materiales estructurales.

Parte de los beneficios es para aumentar el uso de materiales rápidamente renovables – a base de materiales de bambú – en la construcción de edificios verdes para incluir componentes estructurales que normalmente se hacen con madera, plástico, metal u hormigón. Con un mayor uso de bambú reconstituido los proyectos de construcción se pueden calificar para conseguir una certificación como el LEED o Passivhaus.

Los fabricantes están descubriendo maneras de aumentar el rendimiento de bambú reconstituido para lograr una mayor sostenibilidad, así como la mejora de la durabilidad, uniformidad, y la fuerza.

Por estas razones, el bambú reconstituido estructural (SEB), así como la chapa laminada de bambú (LVB) se utilizan cada vez más para exteriores de los edificios y los miembros expuestos, como soportes de carga. Para edificios sostenibles y proyectos certificados LEED, Passivhaus, etc., el bambú reconstituido se utiliza para fachadas, revestimientos, muros cortina, acristalamiento estructural, así como una gama de soluciones de puertas y ventanas.

Por estas razones, los productos de  bambú reconstituido estructural, así como los materiales de chapa laminada de bambú se utilizan cada vez más para exteriores de los edificios y los miembros expuestos, como soporte de carga. Para edificios sostenibles y de proyectos certificados, bambú reconstituido se utiliza para fachadas, revestimientos, muros cortina, acristalamiento estructural, así como una gama de soluciones de puertas y ventanas.

El uso del bambú reconstituido para sistemas de fachadas ventiladas y sistemas estructurales está bien establecido; lo que está cambiando es la variedad y la creatividad de los usos en los últimos diseños de edificios. Como la estructura de una cubierta en forma de domo con un arriostramiento con miembros en cruz de la terminal Williamson County Regional Airport, en Marion, IIllinois, EE.UU.

Domo

Imagen de Lamboo

PRODUCTOS DE BAMBÚ RECONSTITUIDO: CONTEXTO Y ANTECEDENTES

Los productos de bambú reconstituido se obtienen del procesamiento de la caña de bambú en bruto en un compuesto laminado, similar a los productos de madera laminada encolada. Este recurso de base biológica se asemeja a la madera en sus propiedades mecánicas, sin embargo, tiene un ciclo de crecimiento y la cosecha más rápido. Además, el bambú se encuentra en muchos lugares donde las maderas blandas y duras son limitadas.

El método de fabricación es conocido como bambú laminado, que mantiene las fibras longitudinales, pero también se aprovecha de la matriz de caña natural. Los tallos de bambú se cortan y cepillan, y luego se procesan según lo deseado antes de la laminación y la compresión en forma de tablero. Este proceso utiliza típicamente menos adhesivo y tiende a dar valores más altos de resistencia-peso.

En el año 2003 comenzaron a testarse los diversos productos de bambú reconstituido, en cuanto a durabilidad y rendimiento estructural, y la comercialización en los EE.UU y en el mundo. Fue a partir del año 2007 cuando tuvieron un rápido crecimiento.

Hoy en día, la atención se ha desplazado a las aplicaciones de los arquitectos, ingenieros y fabricantes de equipos originales para interiores, exteriores, y estructuras. Sin embargo, la industria de la construcción se ha centrado en cómo diseñar con productos de bambú estructurales.

 

SISTEMAS DE CERRAMIENTO Y BAMBÚ ESTRUCTURAL

Para los sistemas de cerramiento como las carpinterías de huecos, muros cortina, y sistemas de fachada ventilada, el bambú ofrece algunas ventajas inherentes: tiene una contracción mínima y una mejor estabilidad dimensional. Los productos de bambú tienen propiedades antimicrobianas naturales por lo que resisten la acumulación de humedad y el crecimiento de mohos. El contenido de sílice del material actúa como un repelente natural de los insectos. El bambú reconstituido tiende a tener una densidad más alta que las maderas duras, lo que aumenta su capacidad estructural con una ligera penalización en puentes térmicos moderados.

En resumen, los SBP son similares a las maderas laminadas encoladas, pero con una consistencia más funcional y mayores resistencias.

 

Imagen de Lamboo

Imagen de Lamboo

Los estudios realizados por la Universidad de Bath Sharma’s utilizando estándares comunes de madera para permitir la comparación con los productos de madera reconstituida, han demostrado que los tableros de bambú reconstituido y los laminados de bambú tienen propiedades que son similares o superan a las de la madera. Otros resultados probados por grupos industriales muestran el alto rendimiento de las piezas de bambú laminado, tienen resistencias a la compresión paralela a la fibra superiores a 13.000 psi (89,63 n/mm²) y resistencias a la tracción de entre 21,000-55,000 psi (144,79 – 379,21 n/mm²). La estabilidad dimensional, muestra que los productos son, de promedio, un 30 por ciento más estable en condiciones ambientales variadas. Resumiendo los resultados, los SBP reconstituidos:

  • tienen tres veces la resistencia mecánica de la madera contrachapada de madera blanda,
  • exhiben resistencias a la compresión de un 30 por ciento más altas que las maderas blandas,
  • tienen resistencias a la tracción de 10 veces mayor que otras especies de madera.
  • son más de un 30 por ciento más estable en la humedad y los cambios de temperatura en comparación con productos a base de madera (dependiendo de la especie de madera).

 

En otros casos, algunas empresas de construcción están adoptando enfoques de construcción modular utilizando bambú reconstituido.

Son variadas las aplicaciones del bambú reconstituido para estructuras al exterior y sistemas de fachadas: muros cortina, componentes de celosía, marquesinas, sistemas de protección solar, etc.

Los productos de bambú estructural (SBP) y productos de bambú reconstituido (EBP) están disponibles en dos grados: grado exterior y el grado estructural.

Un ejemplo de empresa suministradora de estos productos es Lamboo.

Imagen de Lamboo

Imagen de Lamboo

 

FACHADAS SOSTENIBLES Y REVESTIMIENTOS

Hay fabricantes como RAICO que producen un sistema de fachada no portante que es un híbrido de alto rendimiento térmico con piezas de SBP unidas a los marcos de aluminio extruido.

 

En general, estos elementos estructurales se comparan favorablemente con la madera de construcción, madera contrachapada, y los productos compuestos de madera. Para diseñar con bambú reconstituido, los arquitectos pueden considerar las siguientes características de rendimiento (valores de diseño):

– Compresión:

Paralela a la fibra, 13,488 psi (92 n/mm²).

Perpendicular al grano, 3043 psi (21 n/mm²).

– Fuerza flexible: 12.800 psi (88 n/mm²).

– Módulo de elasticidad: 2900 n/mm².

– Rendimiento térmico:

Conductividad K = 0,14 (0,94).

Valor R = 7,9 (1,1).

– Densidad: 42 libras por pie cúbico (672,78 kg/m³).

– Inflamabilidad:

Clase 1 según la norma ASTM E648.

Clase A según la norma ASTM E84.

– Estabilidad dimensional (producto sólido, en un 20 por ciento de humedad relativa):

Factor de estabilidad volumétrica: 0.00144.

Expansión lineal paralela a la fibra: un 0,04 por ciento.

Expansión lineal perpendicular al grano: 0,10 por ciento.

– Contenido de humedad:

Productos sólidos, de 5 a 9 por ciento.

 

En cuanto a la resistencia a las plagas, las pruebas de puesta en servicio en 2004 por St. Louis Testing Laboratories Inc. (y repetido desde entonces) ha indicado que el bambú tratado a presión con boro antes de la laminación registra una mortalidad de las termitas del 100 por ciento. La durabilidad contra hongos destructores de la madera es muy alta debido a las propiedades antimicrobianas inherentes de bambú. Muchos de los PBE no son digeribles para los insectos y microorganismos, ayudando a mejorar su durabilidad y resistencia.

 

Debido a las características estéticas de los materiales, el bambú reconstituido se utiliza mejor en situaciones en las que se deja expuesto. El producto ya ha aparecido en la industria de la ventana y de la puerta, donde la estabilidad estructural es una necesidad.

 

PARA SISTEMAS DE FACHADA VENTILADA Y PANELES DE FACHADA EXTERIOR

 

Para usos de revestimiento, los grados exteriores de bambú de ingeniería incluyen los SBP y LVB, que están disponibles en varios colores estándar y opciones de veteados. Los LVB sólidos pueden ser utilizado como paneles de una sola capa de revestimiento y componentes conexos para diversos tipos de construcción, incluyendo sistemas de fachada ventilada, paneles de sofito, revestimientos, fascias y sistemas híbridos con otros materiales. Por lo general, los productos deben ser especificadas para cumplir con las normas de referencia, los estándares nacionales europeos EN 438-2: Paneles decorativos / Paneles reconstituidos; o la correspondiente norma DIN por el Instituto Alemán de Normalización.

Para diseñar sistemas exteriores con LVB sólidos, los arquitectos pueden elegir entre una variedad de componentes estándar de 1,524 m a 4,876 m de longitud. Los productos estándar incluyen paneles de 1,219 m por 2,438 m de los paneles con un grosor de 12,7 mm, de 19,05 mm y 25,4 mm. Los paneles exteriores deben cumplir con un módulo mínimo de elasticidad de 2.900.000 psi, según DIN 53457.

Para sistemas de fachada ventilada, los sistemas disponibles de los fabricantes incluyen listones estándar de 76,2 mm y 127 mm con detalles de la esquina prediseñados y molduras para ventanas. En detalles similares a otros sistemas de fachada ventilada, los paneles LVB se cuelgan con clips sobre listones perforados dejando un espacio de aire entre los paneles y el revestimiento, más, usualmente, una barrera de aire / humedad.

 

Imagen de Lamboo

Imagen de Lamboo

Las propiedades mecánicas de los paneles LVB para sistemas e fachada ventilada son similares a las de los productos de bambú reconstituido utilizados para sistemas estructurales y de acristalamiento. Presentan una resistencia a la tracción paralela a la fibra de 148 n/mm² y perpendicular a la fibra de 3,74 n/mm².

En términos de opciones de diseño para sistemas e fachada ventilada, los paneles LVB están acabados en colores estándar creados según diversos tipos de tratamiento térmico.

 

VENTANAS Y PUERTAS, DISEÑADAS CON BAMBÚ

 

Los elementos de carpintería de huecos hechos con LVB y otros EBP están ahora en el mercado diseñados para la integración eficiente en sistemas de acristalamiento y estructuras de bambú reconstituido. Los componentes están diseñados específicamente para unidades de acristalamiento aislante (IGU), ventanas, puertas y el rendimiento térmico, así como la resistencia, rigidez, y los atributos de resistencia al agua. Se convierten en una opción efectiva para los desafíos de diseño sostenible.

Una de las ventajas es que los materiales de bambú reconstituido están testados para ser de u 20 a  un 40 por ciento más estables en los cambios climáticos y de temperatura que la madera reconstituida. Los materiales de bambú reconstituido también tienen un mayor módulo de elasticidad, lo que significa que son ideales para los productos y conjuntos de puertas y ventanas. Los LVB funcionan de manera a las maderas duras, sin embargo, los LVB tiene una mejor estabilidad dimensional y como un producto de construcción se puede comprar de forma más sostenible. Algunos equipos de proyecto y usuarios finales ven las propiedades antimicrobianas del LVB como un beneficio ya que las ventanas y puertas resisten la acumulación de humedad y moho. El contenido de sílice en el material actúa como un repelente natural de insectos.

Para fachadas de alto rendimiento, las ventanas tienen una más alta densidad que las maderas duras, que permite estructuras de las carpinterías de huecos sean más resistentes y duraderas – son, a menudo, débiles puntos relativos en el recinto. La densidad tiene un puente térmico moderado en comparación con las maderas blandas, pero esto se compensa con otras ventajas de rendimiento. Para las unidades operables, la estabilidad del material también permite una operación más uniforme y un funcionamiento suave a lo largo de la fase de uso del edificio.

Las maderas blandas pesan cerca de 576 kg/m³, en comparación con el LVB que tiene una densidad de aproximadamente 705 kg/m³, haciéndolos similares a las maderas duras.

El LVB se puede fresar con las mismas herramientas que las maderas duras, haciendo la producción más fácil para los fabricantes de productos de ventanas.

Una de las principales tendencias en el diseño de recintos ha sido la adopción de los estándares de desempeño en las certificaciones LEED del Green Building Council de EE.UU. y, más aún, con los estándares de la casa pasiva súper eficientes. Los principios de diseño de las casas pasivas se basan en cinco principios de las ciencias de construcción: aislamiento continuo en toda la envolvente sin puentes térmicos, una envoltura hermética, una ventilación con recuperación de calor y recuperación de la humedad, ganancia solar controlada y ventanas y puertas de alto rendimiento. Las ventanas son, con frecuencia, de triple acristalamiento y pueden incluir un relleno, tal como el gas argón. Las ventanas y puertas de alto rendimiento de este tipo utilizando LVB se han utilizado con éxito en las estructuras de Casas Pasivas Certificadas.

Entre los recientes avances se incluye una “H window” de LVB diseñada en Noruega, con el mecanismo que gira la ventana 180 grados para la limpieza y mantenimiento sin interferir en los espacios interiores del edificio.

H Window

 

BAMBÚ DE ALTO RENDIMIENTO: CASOS DE ESTUDIO

Algunos proyectos recientes muestran cómo utilizar los productos. Por ejemplo:

  • Un proyecto residencial de la Universidad de Illinois en el Solar Decathlon de 2009.
  • Gable Home, un proyecto certificado por el Passive House Institute de Urbana, Illinois, EE.UU.
  • La terminal del aeropuerto regional del condado de Williamson en Marion, Illinois, EE.UU.

 

VENTAJAS DE APLICACIÓN

Algunas de las plantas de más rápido crecimiento en el mundo son las especies de bambú, debido a un sistema de rizomas dependiente único que les permite crecer hasta 10 centímetros por día. En alrededor de seis a ocho años, las plantas alcanzan la madurez, en comparación con los 20 años o más de la madera tradicional. El bambú también produce el 30 por ciento más de oxígeno en comparación con un área forestal de madera de tamaño similar, según un estudio de la Universidad de Santa Clara, y secuestra un 35 por ciento más de carbono. Su estructura de raíz única elimina la necesidad de volver a sembrar. El bambú se utiliza ampliamente como material de construcción, una fuente de alimento, y como un producto crudo versátil. Como se ha indicado en un informe de la revista Discover hace más de dos décadas, la resistencia a la tracción de bambú rivaliza con la del acero y la resistencia a la compresión es mayor que el hormigón, ladrillo o madera.