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Unas reflexionse sobre Japón, el CLT, la biofilia de la madera, el transporte, la impresión 3D y BIM.

 

  • Es sintomático que, en los últimos años, la AITIM haya publicado el único monográfico sobre una persona, el arquitecto japonés Kengo Kuma, pero, por extensión, sobre la construcción en madera en Japón.

El puente de Yusuhara

Junto con Shigeru Ban, son los arquitectos japoneses más conocidos que han tratado de recuperar ancestrales tradiciones en carpintería de armar, , sin que la madera pierda su protagonismo principal y sin recurrir a otros materiales en exceso.

El edificio de Tamedia, Suiza

Pero parece que, junto con algunos otros, son los únicos que se apartan de la corriente general de la construcción en madera que ha adoptado un enfoque de ‘de ingeniería’. Sin pensar mucho, cada vez más se diseñan estructuras y ensambles con una potente y preponderante concepción ‘metálica’.

Los sistemas híbridos empiezan a dominar el panorama. Tal como se ve en esta imagen, no está claro si es un híbrido madera-acero o acero-madera, ¿habría que verlo desde el punto de vista de la resistencia de los materiales?: una estructura híbrida con piezas a compresión de acero, piezas a flexión de madera, …

Como que pareciera que se hubiera perdido la maestría de los antiguos carpinteros de armar de Europa, Japón, etc. de trabajar sólo con la madera.

 

  • Con la reciente polémica en el Reino Unido sobre la prohibición de emplear materiales combustibles en las paredes de los edificios residenciales de mas de 18 m, unos 6 pisos, se está tratando de impulsar la construcción de híbridos, como el CLT-acero, convirtiendo la prohibición en una oportunidad para innovar más. Pero, ¿lo hacen desde una perspectiva desesperada de quien sabe que tiene mucho que ceder y poco que ganar? La construcción con madera contralaminada (CLT) ya iba tomando una buena velocidad de crucero cuando ocurrió el incendio de Grenfell Tower. ¿Es este un momento crítico como otros que ocurrieron en la historia de la construcción en madera como el incendio de Londres en el siglo XVII, los incendios de Chicago y otras ciudades de EE. UU en el siglo XIX? En esos eventos la construcción en madera retrocedió y perdió impulso. Los otros materiales como el hormigón y el acero ganaron la partida. La madera sólo podría conseguir ventaja con los avances de la madera laminada y la madera contralaminada. Ahora, la construcción en madera se enfrenta a un comprensible nerviosismo post-Grenfell sobre el uso de lo que, sin duda, es un material combustible, y a las presiones de otras industrias, como la del hormigón. Además del impacto de la publicación de informes como el de Arup y la Universidad de Edimburgo en 2018, Fire safety design in modern timber buildings, que sugiere que las capas de madera de los paneles CLT a veces se pueden delaminar en un incendio, exponiendo la madera no carbonizada al fuego, prolongando e intensificando el incendio.

La solución, entonces, ¿es construir híbridos de madera y otros materiales, menos sostenibles?

No es necesario. Las soluciones las tenemos o se están desarrollando. Como:

– tratar la madera con retardantes del fuego 100 % natural y biodegradables, como el danés Burnblock,

– y el desarrollo de métodos de ensambles entre las tablas, como el Interlocking CLT desarrollado por el Integrated Technology in Architecture Center de la Universidad de Utah.

ICLT

  • ¿Construir una casa con una impresora 3D en hormigón? Actualmente, con la madera, se dispone de las mejores tecnologías de impresión 3D. Es la combinación de:

– un software 3D CAD/CAM con Cadwork, SEMA, Dietrich’s, etc.,

– robots de Control Numérico de 5/6 ejes como Essetre, Hundegger, Krüsimatic, SCM, etc.

– y los ‘filamentos’ de madera son las vigas de madera maciza y maderas de ingeniería ya conocidas: vigas de madera laminada (MLE), paneles de madera contralaminada (CLT), vigas de madera microlaminada (LVL), etc. Hay una amplia variedad de productos de madera.

Vigas curvas de Madera laminada Encolada

Con estos productos de madera ya ‘imprimimos’ en 3D, porque nuestra concepción de la madera es en 3D, ya que los ensambles son tridimensionales. Y desde hace bastante tiempo. Ya en la segunda mitad de los años 90, se diseñaba en 3D y se mecanizaba con máquinas de 4 ejes, como la Hundegger K1, mientras todavía los arquitectos diseñaban las casas de hormigón en AutoCad en modo 2D. Incluso antes, se fabricaban estructuras de madera con una estructura bastante tridimensional, como la de Säntispark, Alemania, con un software “2D”, pero que se diseñaba en 3D.

Säntispark

Esta es el ordenador HP que se utilizó para calcular la estructura del Säntispark

Desde entonces, en madera, se ha avanzado mucho. Ya no se diseña con elementos lineales, sino con módulos. Los elementos lineales o paneles de madera son los ‘ladrillos’ que constituyen los módulos panelizados o módulos volumétricos 3D, casi totalmente equipados con acabados, carpinterías, redes, etc., que se fabrican en el taller.

Imprimir en hormigón u otro material supone fabricar unos volúmenes 3D desnudos, pero sin los elementos que constituirán una envolvente de una vivienda eficiente energéticamente.

Gracias a la elevada eficiencia de las tecnologías CAD/CAM, la construcción en madera permite el empleo y la cualificación de mano de obra local. En el montaje de la estructura en CLT del hotel Candlewood en Redstone Arsenal, Huntsville, Alabama, EE. UU, se emplearon veteranos del Ejército sin cualificación. Era un equipo de 2 experimentados trabajadores y 9 veteranos.

¿Y la huella de carbono de esas casas impresas? Bastante superior a las de madera.

¿Están reinventando la rueda y, además, cuadrada?

Suscribo lo que expone Lloyd Alter en su post Why 3D printed houses are a solution looking for a problem.

¿Transportar costosos robots de impresión 3D a países lejanos sin desarrollar la cualificación de la mano de obra local?

 

  • Debido a la ligereza de la madera, una vivienda construida con paneles CLT, por ejemplo, y que totalizase unos 60 m³ de madera, se puede transportar en dos camiones. Mientras que es habitual ver camiones cargados con sólo dos grandes paneles de hormigón. Recordemos que el sector del transporte, prácticamente, no ha avanzado en la lucha climática…

Dimensins of a standard articulated trailer for CLT transport – Imagen de Stora Enso

Con el transporte de módulos 3D (o volumétricos), empieza el debate de si se transporte aire y es mejor la construcción con paneles 2d, casi totalmente acabados.

Trasnporte de módulos volumétricos en CLT – ¿Se transporta aire?

  • La madera es el mejor material para proyectos biofílicos y, además, consigue atenuar el impacto artificial de materiales como el hormigón, el acero, etc. Siempre se termina revistiendo con maderas una casa con estructura de hormigón. Como se expone en el resumen del paper, A Post-occupancy Evaluation of the Influence of Wood on Environmental Comfort, de Mélanie Watchman, André Potvin y Claude Demers,

“Treinta y seis ocupantes completaron un cuestionario para examinar la satisfacción de confort en una habitación multifuncional con amplios acabados interiores de madera en comparación con un espacio similar sin superficies de madera. Los resultados indicaron que los ocupantes estaban más satisfechos en la amplia sala de superficie de madera en términos de iluminación, ruido y temperatura, a pesar de las condiciones ambientales similares en ambos espacios. Los adjetivos que se usan a menudo para describir la sala de madera son luminosos, agradables, modernos y cálidos. Los arquitectos deben tener en cuenta las cualidades subjetivas de la madera a la hora de diseñar edificios confortables”.

Una de las primeras investigaciones del Dr. Michael Burnard, dentro del marco del centro de investigación InnoRenew, estudió la percepción de los materiales (Building material naturalness: Perceptions from Finland, Norway and Slovenia) para establecer el grado en que las personas las identifican como naturales sólo por observación. El material más natural fue el pino nudoso cepillado, seguido del pino claro rugoso, el pino claro cepillado, las baldosas de piedra y el duramen de fresno cepillado. La conclusión más importante es que en los países con una sólida tradición en construcción en madera y, por tanto, con un mejor conocimiento de la madera y de los materiales derivados de la madera, valoran mejor el aspecto más natural, o menos procesado, de la madera:  los finlandeses clasificaban materiales como el MDF más bajos que los otros.

 

 

Timber House by KÜHNLEIN Architektur

  • La madera es el mejor material medible, mensurable, lo que facilita mucho la ‘contabilidad’ de un proyecto en cuanto:

– A la huella de carbono incorporado, incluso desglosado en etapas del ciclo de vida (gracias a plugins como HBERT para Revit y software específico como Athena, CYPE, e2CO2cero, HueCO2, Umberto, etc.).

HBERT

Modelo de un balance de CO2 calculado con el software de Umberto. Huella de CO2 de la construcción del tejado utilizando cerchas de placas de clavos y CO2 ligado en la madera (en t CO2 eq.)

– A los costes de construcción, se puede conocer hasta el número de tirafondos, metros lineales de cinta de sellado de láminas, etc. disminuyendo los residuos o material no usado.

 

  • Con la madera, mediante la metodología BIM (Building Information Modelling), es más fácil y completa la gestión de la información. Todos los elementos del edificio de madera están dibujados de manera muy precisa desde el principio y, por tanto, es más fácil el control de las colisiones/conflictos y su solución (cortar/taladrar y ensamblar de nuevo).

MMC y BIM

En contraste, en una estructura de hormigón no es obligado modelizar la ferralla, porque no se utiliza sistemáticamente en la síntesis y tiene muy poco interés en el modelo (Dossier de obras ejecutadas) que se entrega al promotor del edificio.

  1. El modelo del edificio es completo, contiene todos los datos necesarios para automatizar la construcción del edificio. Recuérdese que la construcción en madera se desenvuelve en un entorno CAD/CAM desde hace tiempo.
  2. Como BIM es gestión de la información, no modelación de la información, empresas como CREE, fabricantes como Stewart Milne, Brüninghoff, , ayudan, con sus bibliotecas de objetos BIM (bien definidos en todos sus aspectos: geometrías, materiales utilizados, fabricación, costes, nivel ecológico, física de la construcción, etc.), a los arquitectos y profesionales involucrados en un proyecto a definir, de una manera rápida, sin errores y precisa, un modelo 3D inteligente.

Imagen de Ergodomus

 

El diseño y la planificación del entorno construido tienen un impacto profundo y duradero en la salud. Hay un nuevo libro para los que estén interesados en hacer avanzar la agenda de la salud y el diseño. Se llama “Healthy Environments, Healing Spaces” y consiste en una colección de ensayos. El libro tiene un enfoque salutogénico (promotor de salud), y aborda una pregunta oportuna y crucial: “¿Cómo podemos diseñar, planificar y mantener ambientes construidos que fomenten la salud y la curación?“.

El libro discute una variedad de temas contemporáneos como la equidad en salud, las ciudades biofílicas, el diseño de instalaciones de salud, la salud ambiental, el envejecimiento en el lugar y la planificación de sistemas alimentarios. Está organizado en cuatro partes y contiene doce ensayos. La primera parte del libro incluye ensayos sobre “El diseño y la planificación de ciudades saludables“, la segunda parte trata sobre “El poder curativo del diseño biofílico“. La tercera parte explora una amplia gama de importantes estrategias de diseño bajo el subtema “Arte y arquitectura para la salud” y la cuarta parte aborda los retos de “Crear un sistema alimentario comunitario saludable“.

Los doce ensayos están escritos por destacados académicos y profesionales, y publicados por University of Virginia Press. El libro surgió de una conferencia organizada por el Center for Design and Health y editada por sus codirectores, Timothy Beatley y Reuben Rainey, junto con la alumna de la Escuela de Arquitectura de la UVA Carla Jones. En la parte de conclusiones del libro, los editores especulan sobre las direcciones futuras para el diseño y la planificación saludables, ofrecen algunas sugerencias sobre modelos futuros para diseñar edificios, vecindarios y ciudades saludables.

 

Referencia bibliográfica del libro:

Beatley, Thimoty et all., Healthy Environments, Healing Spaces. Practices and Directions in Health, Planning, and Design, University of Virginia Press, Charlottesville, EE. UU., mayo 2018, 296 pp., ISBN: 978-0-8139-4114-1 (papel).

En:

http://www.upress.virginia.edu/title/4988