En el campo de la arquitectura, la madera ha sido uno de los primeros materiales utilizados por los seres humanos en la construcción, evolucionando y enfrentándose a varios desafíos con los años. Desde la incorporación de nuevas tecnologías en procesos de producción industrial hasta técnicas y materiales ancestrales reinterpretados de forma contemporánea, la construcción en madera continúa despertando interés entre profesionales de la arquitectura y el diseño. Más allá de su versatilidad, resistencia, apariencia y sostenibilidad, la madera contralaminada, conocida como CLT, expone un escenario con futuro en la industria.
Las propiedades de la madera no son homogéneas pues varían según la especie, el contenido de humedad, la procedencia de los árboles y la posición de las piezas de un mismo tronco. En el transcurso de su historia, la madera ha atravesado diferentes etapas resurgiendo en la actualidad con aplicaciones en tableros, vigas y columnas, aislantes térmicos y acústicos, pisos y cielorrasos, entre otros elementos. Frente a soluciones en glue laminated timber (GLT), tableros de OSB (oriented strand board) o MDF (medium density fiberboard), madera laminada enchapada (LVL) y/o madera conformada de virutas (LSL), la madera contralaminada o Cross-Laminated Timber (CLT) hace su aparición hacia mediados de los años 90.
Con origen en Europa central pero seguida por una expansión hacia otras regiones, la madera contralaminada se compone de paneles fabricados a partir de tablas de madera aserrada y encolada, que se unen lateralmente formando láminas y se superponen ortogonalmente en capas. De esta manera, los paneles alcanzan una rigidez estructural en ambas direcciones, que resulta similar a la madera contrachapada pero con componentes más robustos. Más allá de reflejar una buena resistencia a la tracción y compresión, su uso está siendo cada vez más aplicado en la construcción de edificios en altura desafiando el predominio de materiales como el acero y el hormigón, dada su menor huella de carbono, ligereza y reducción en tiempos de construcción.
Artículo relacionado
Madera Laminada Cruzada (CLT): qué es y cómo usarla
Naciendo como una oportunidad frente al cambio climático, la madera contralaminada se considera el hormigón del futuro al entregar la misma resistencia estructural que el hormigón armado. Como parte del Natural Hazard Engineering Research Infrastructure (NHERI) TallWood Project, una serie de pruebas sísmicas sobre una estructura de Mass Timber de 10 pisos ha demostrado la resistencia y resiliencia sísmica de la madera masiva como material estructural de construcción con bajas emisiones de carbono. La estructura situada en la mesa sísmica de la Universidad de California en San Diego (UCSD) fue sometida a más de 200 sismos de distinto origen, incluyendo registros de gran magnitud como Loma Prieta (EE.UU, 1989) y Tohoku (Japón, 2011), entre otros. Luego de una inspección exhaustiva se llegó a la conclusión de que la estructura no sufrió daños estructurales, demostrando la gran resiliencia del sistema. La estructura de 10 pisos se diseñó a partir de un nuevo sistema lateral de muros oscilantes. Para conectar los sistemas de gravedad y los sistemas laterales, Simpson Strong-Tie desarrolló una nueva clase de conexiones viga-columna y columna-cimentación que eran tan resistentes como la estructura de madera oscilante del muro (rocking walls).
A medida que la escala de las edificaciones aumenta, el diseño de las conexiones entre elementos cobra mayor relevancia en la construcción con Mass Timber. La aprobación de normativas como NCh3732/1 y NCh3732/2 por parte del Instituto Nacional de Normalización (INN) en Chile, se conciben con el fin de regular la fabricación y el control de calidad de CLT en el país. Mientras la primera define los requisitos técnicos de la madera contralaminada para su uso estructural, la segunda establece los métodos de ensayo que verifican ese desempeño.
Avanzando desde experiencias puntuales hasta aplicaciones más extendidas, el ajuste de parámetros a las condiciones nacionales impacta tanto en la gestión de proyectos como en los procesos de aprobación generando mayor confianza en el material. De hecho, iniciativas como los CLT Handbooks, una trilogía de guías técnicas desarrolladas por el Centro UC de Innovación en Madera (CIM UC) junto al Ministerio de Vivienda y Urbanismo (MINVU), se plantean como herramientas para profesionales que participan en proyectos de vivienda social y edificación pública en Chile. Estas guías abordan los principales desafíos técnicos asociados a la CLT, con criterios para el diseño arquitectónico, el desempeño del material y el diseño estructural, manteniendo un enfoque en línea con la normativa y la realidad nacional.
Desde tablas de carga e informes de códigos hasta tablas de corrosión y conversión, los catálogos y guías de diseño de Simpson Strong-Tie brindan soluciones para Mass Timber que aportan flexibilidad de diseño y resistencia a los proyectos desarrollados en la actualidad. Entre fijaciones estructurales, escuadras angulares, conectores de acero, soportes para vigas, sujeciones y amarres de tensión, anclajes metálicos y dispositivos de elevación, la madera contralaminada (CLT) demanda de estos componentes para responder a las diferentes capacidades de carga, detalles técnicos vinculados a la corrosión y el mantenimiento, entre otros factores. Estos elementos ocupan un rol vital en el rendimiento de cada pieza de diseño mientras al mismo tiempo intervienen en la definición de la vida útil de las estructuras.
¿Cómo trabajan los conectores y las fijaciones en la construcción con CLT?
Sean de aplicación para espacios interiores o exteriores, la selección de conectores para la instalación de paneles de CLT involucra considerar aspectos como las cargas a soportar, el acabado de los materiales, la resistencia a la extracción y al corte, y el tipo de unión. Dependiendo de las características del ambiente también, estos factores pueden afectar el rendimiento de la construcción más allá de dificultar su instalación o perjudicar su mantenimiento. Por ejemplo, existen tornillos que han sido probados para su uso con diferentes características y longitudes según el tipo de conexión, es decir, si se trata de pared a pared, piso a piso, panel a viga, panel a pared, con lengüeta superficial, de solape y de viga de apoyo, entre otras opciones.
En la ingeniería de la madera, algunas condiciones de diseño generan una fuerza de tensión perpendicular a la fibra, conocida como tensión transversal o radial. Entre las diferentes tipologías de conexiones y fijaciones disponibles, los tornillos de rosca completa pueden utilizarse para el refuerzo y la prevención de fallas por agrietamiento. Simpson Strong-Tie ha evaluado el uso de tornillos completamente roscados para el refuerzo mecánico perpendicular a la fibra en madera laminada encolada, CLT y madera maciza. Conectores y uniones se esmeran por alcanzar la eficiencia constructiva en la construcción con CLT, que demanda de un alto grado de precisión durante todas sus etapas. Siendo un componente estructural, el material además reconoce una serie de protecciones para evitar su desgaste, corrosión y colapso.
¿Cómo ocultar los sistemas de soporte desde el diseño con CLT?
En reiteradas ocasiones, conservar la estética de las vigas o columnas de Mass Timber (madera masiva) forma parte del concepto y la idea de proyecto bocetada por los profesionales en la arquitectura. La resolución de fijaciones ocultas y la selección de soportes acordes a cada pieza estructural o decorativa implica más que contemplar las altas exigencias de cargas. Descubrir cómo resolver el comportamiento de la madera contralaminada frente a factores externos o cómo integrar sistemas que perduren con el paso del tiempo incluye un pensamiento que involucra a los sistemas de soportes y anclajes desde una etapa temprana del diseño.
A partir del modelado por computadora y la fabricación CNC, la madera laminada encolada es capaz de llegar a las obras considerando las longitudes precisas y conteniendo los soportes ocultos preinstalados. Similar a la CLT, las capas de madera laminada encolada se orientan en la misma dirección en vez de perpendiculares entre sí, volviéndose más adecuada para columnas y vigas que requieren resistencia estructural en una sola dirección. Así, elementos de CLT y glulam se suelen combinar en los mismos edificios. El soporte oculto para vigas CBH se instala con tornillos conectores de alta resistencia y ha sido sometido a pruebas de deriva (drift) entre pisos obteniendo clasificaciones de resistencia al fuego de una y dos horas, acorde a la norma ASTM E119. Si bien cada conexión refleja una estética particular y/o un grado de tolerancia al material, la selección de herrajes, uniones y demás elementos que conformen la estructura final de CLT se vincula directamente con la resistencia de la construcción y su hermeticidad. Como sostiene Jorge Calderón, diseñador industrial de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, se puede atribuir un 90% de la responsabilidad a los herrajes y uniones, y un 10% a la madera misma.
¿Cómo resolver los anclajes y las uniones en la construcción con CLT?
Al momento de instalar paneles de CLT, los sistemas de anclaje y fijación actúan como articuladores en la unión de piezas que se disponen en diferentes direcciones, ángulos y orientaciones. Por ejemplo, los soportes angulares suelen utilizarse para conectar paneles de pared de madera contralaminada (CLT) a pisos de CLT o losas de concreto. Según las cargas y el tipo de aplicación, las opciones varían acorde a los materiales, los métodos de instalación, su exposición a la intemperie o la humedad, entre otras variantes.
Cada sistema de anclaje demanda la aplicación de una serie de conectores y el uso de herramientas de instalación adecuadas para trabajar en obra. Acorde a su aplicación en pisos, cielorrasos, mobiliarios y demás superficies o elementos, ciertos anclajes pueden utilizarse para las conexiones de corte de paneles de Mass Timber. Tal como las correas de acero estriadas de Simpson Strong-Tie, se pueden colocar directamente sobre paneles de CLT y otros paneles, eliminando la necesidad de fresado y ahorrando tiempos y costes de fabricación.
Según los requerimientos de cada proyecto y obra, la madera masiva, y más específicamente la madera contralaminada (CLT), denota la integración de una serie de procesos estructurales, constructivos y creativos desde su fabricación hasta su instalación. El diseño, la planificación y la coordinación permanente entre múltiples actores impacta en la calidad final de estas estructuras. De la misma manera y reflexionando sobre su proceso constructivo intrínsecamente, la extensa cadena de anclajes, sujeciones y fijaciones que intervienen dan cuenta del rol que cada pieza ocupa en el desempeño de su instalación. La amplia colección de catálogos y guías de diseño de Simpson Strong-Tie expone con información detallada desde perspectivas de expertos hasta especificaciones de productos y herramientas prácticas para desarrollar toda clase de proyectos con Mass Timber. El futuro de la CLT en la arquitectura continúa expandiéndose sin límites a nivel global, reconociendo su capacidad de reducir la huella de carbono en pos de alcanzar un compromiso sostenible que involucre a profesionales, desarrolladores, organismos e instituciones.
