Cómo se diseñan las viviendas en madera industrializada

El futuro de la construcción está en la industrialización

Las consideraciones especiales que considera el diseño estructural de las edificaciones en madera industrializada presentó E2E, junto con Simpson Strong Tie.

¿Por qué construir en madera? y ¿por qué industrializar? La oportunidad ambiental que hay tras ambas premisas es, sin duda, la gran razón. Y es que en las emisiones de carbono para producir una tonelada de madera versus una tonelada de cemento o de acero, la relación es 1:5 y 1:24. Además, “considerando que la madera es más liviana (en relación a su capacidad), está la oportunidad de producir menos toneladas de CO2 para producir edificios de estándares similares”, señaló Sebastián Zisis, ingeniero en E2E en la charla Diseño estructural de proyectos industrializados de madera, realizada el 12 de agosto.

Y si bien se dice que hoy en los bosques de pino en Chile “crecen” alrededor de ocho casas por minuto, no toda esa madera estaría clasificada estructuralmente, lo que deja a ese material fuera de normativa. Sin embargo, la que sí está clasificada ha demostrado ser muy competente estructuralmente, a juicio de Zisis.

Si a ello se suma que la construcción industrializada busca integrar los sistemas y también mejorar la productividad, industrializar en madera se vuelve una práctica muy valiosa en este escenario actual de déficit de viviendas.

Para ello, en E2E se utiliza el sistema de marco plataforma, en el que se distinguen dos elementos: el sistema gravitacional (desde el techo hacia abajo se transmiten las cargas, atravesando cada piso) y el sistema lateral (un muro de corte que resiste la carga lateral). Ambos deben ser diseñados de manera conjunta.

Uno de los desafíos del sistema de marco plataforma es lograr luces, asimilables al hormigón o al acero. Y también es un desafío enfrentar las deformaciones de los muros, como flexión, levantamiento de anclaje, deformación por corte y deslizamiento de la unión clavada.

Para ello, Zisis cuenta que los criterios normativos a considerar son la NCh1198, que es la norma de cálculo en madera, la que, hasta la fecha, no considera los mecanismos de cálculo para poder evaluar y diseñar el sistema de marco plataforma. Asimismo, se utiliza la normativa estadounidense NDS & SDPWS, normativa que es un anexo para sismo y viento para este sistema. A ello se suma la normativa vigente en Chile NCh433, respecto del diseño sísmico, por lo tanto las cargas sísmicas debe estar de acuerdo a esta última.

Para el ingeniero de E2E también es muy importante considerar la norma europea, “porque hay proveedores de conectores, por ejemplo, que se rigen de acuerdo al Eurocode 5” y añade que “la norma 1198 está siendo reformada y va a incorporar el SDPWS y el Eurocódigo 5 para hacer cálculos respecto del fuego”.

Sistemas gravitacionales

Diego Valdivieso, ingeniero estructural de Simpson Strong-Tie, se refirió a los sistemas gravitacionales, en el que destacó que es necesario tener en consideración las distintas deformaciones que sufre el sistema: elásticas perpendiculares a las fibras y pérdidas de humedad de elementos.

Por su parte, en los sistemas laterales mostró el camino continuo de carga, con el comportamiento de la estructura frente a levantamiento y volcamiento, señalando que en el primer caso, los conectores se deben disponer de forma uniforme a lo largo del nivel, mientras que, en el segundo, los conectores se deben disponer en ambos extremos del muro de corte.

Asimismo, Valdivieso comentó sobre la importancia del efecto de la humedad en los elementos laterales, para lo cual es posible disponer sistemas de compensación que permitan mantener el contacto continuo de este elemento de reacción con los demás elementos estructurales. “Se deben implementar dispositivos que permitan compensar estas pérdidas de humedad”, señaló.

Tan importante es garantizar una resistencia estructural del elemento de madera cuando se ve sometido a cargas de incendio y, además, evitar la propagación y garantizar la aislación de este foco de incendio una vez que se genere. En función de eso, “se debe identificar cuáles son las características de los elementos estructurales que se disponen: en función de la estimación de la resistencia requerida por los componentes con base a lo establecido en la OGUC (normativa en Chile)”, dijo.

El ingeniero de Simpson Strong-Tie habló también de las conexiones, donde también es importante garantizar la protección frente al fuego y, en el caso de tener elementos de madera masiva, es sencillo, de cierta forma, hacerlo a través de conexiones ocultas, en que, finamente, “los proveedores como Simpson podemos tener información de cuáles son las características geométricas de los elementos estructurales que deben proteger a los conectores de acero y así garantizar un F30 o un F60, por ejemplo”.

La charla completa está disponible aquí

E2E - Creando una nueva forma de habitar