Archivos para las entradas con etiqueta: NLT

Los investigadores Dietrich Buck, Xiaodong Alice Wang, Olle Hagman y Anders Gustafsson, de diversas instituciones suecas, publicaron un artículo titulado Comparison of Different Assembling Techniques Regarding Cost, Durability, and Ecology: A Survey of Multi-layer Wooden Panel Assembly Load-Bearing Construction Elements.

Un resumen:

“[…] Existen varias técnicas para ensamblar paneles de madera multicapa en elementos de construcción prefabricados y portadores de carga. Sin embargo, los estudios comparativos de mercado y economía siguen siendo escasos. En este estudio se compararon las siguientes técnicas de ensamblaje: laminado, clavado (NLT), grapado, atornillado, laminado bajo tensión, espigado (Dowel Laminated Panel), unión por cola de milano y soldadura de madera. Se presentaron los costos de producción, durabilidad y consideraciones ecológicas. Este estudio se basó en revisiones de trabajos publicados e información recopilada de 27 empresas líderes en fabricación de productos de madera en seis países europeos. El estudio muestra que las diversas técnicas de montaje de múltiples capas de elementos de madera del panel de construcción son muy diferentes. […] Estas alternativas dan a los fabricantes cierta libertad de elección en cuanto a la visibilidad de las superficies y el uso eficiente de la madera de baja calidad. CLT es la opción más rentable, no está patentada y es una opción bien establecida en el mercado actual.”

CLT

Nail Laminated Timber

Panel contralaminado con espigas roscadas

Paneles atornillados – Imagen de Norsk Massivtre AS

Paneles contralaminados grapados – Bio XLAM – Imagen de Ligna Construct Gmbh

Multicapa de OSB encolados

Espigados – Dowell Laminated Panel

Viga con láminas de madera soldada

En el estudio de han sacado las siguientes conclusiones:

  • CLT es mejor en términos de precio y durabilidad.
  • Cuando la ecología es la más importante consideración, los paneles ensamblados con colas de milano (dovetailed panels) son los mejores.
  • Considerando tanto la resistencia como la ecología, los paneles ensamblados con espigas con rosca (screw-shaped dowelling) son los más ventajosos.
  • Las numerosas opciones de ensamblajes proveen una libertad de elección en tanto que se usa una madera de baja calidad.
  • El CLT es la opción de coste más efectiva. La tecnología no está patentada y es la alternativa más estable. Sin embargo, todavía hay un desarrollo continuo de adhesivos más seguros.
  • A diferencia del CLT, la madera soldada sigue desarrollándose en el campo de la investigación.
  • La madera laminada bajo tensión ya no se utiliza en la construcción residencial, ya que es difícil apretar las barras de acero.
  • CLT es favorable con respecto a la resistencia, ya que el pegamento confiere resistencia con una distribución uniforme de la carga.
  • Las investigaciones han demostrado que la soldadura de madera proporciona una unión más fuerte que el pegamento. Queda cierta incertidumbre con respecto a la soldadura de madera resistente al agua.
  • La espiga roscada de madera es la opción ecológica de mercado más favorable y produce una buena resistencia. Las espigas roscadas unen todas las capas. Este tipo de elemento de panel proporciona un sólido diseño a escala completa; no se utiliza pegamento, productos químicos o recursos no renovables. […].
  • El desarrollo de varios conceptos nuevos para ensamblar la madera a los elementos del panel resulta en una cuestión de principio para los interesados que intentan hacer uso de la tecnología. Allí, el presente estudio proporciona información básica. Los estudios ampliados pueden centrarse en la creación de documentación detallada destinada a integrar una técnica de montaje en las empresas en función de sus circunstancias. El uso creciente de construcciones de paneles de madera de varias capas puede ayudar a aumentar la construcción sostenible.

Matriz resumen del estudio

En:

http://ojs.cnr.ncsu.edu/index.php/BioRes/article/view/BioRes_10_4_8378_Buck_Comparison_Different_Assembling_Techniques

 

El estudio de ingeniería Smith and Wallwork, que participan en proyectos en madera y que enseñan en Cambridge, dio una conferencia o lección sobre la madera contralaminada. Tiene un título “sorprendente” porque compara a la CLT frente al acero y al hormigón en términos de eficiencia. También frente a otras opciones como la madera NLT o Brettstapel.

¿Es menos eficiente la CLT?

En:

http://www.smithandwallwork.com/wp-content/uploads/2013/02/SaW_Solid_Wood_Solutions_Feb_2013.pdf

 

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.