Evolución de la construcción con madera

La madera ha constituido uno de los materiales de construcción más empleado por el ser humano durante milenios. Éste utilizaba los elementos cercanos que le ofrecía la naturaleza como la piedra o los troncos para cubrir sus necesidades básicas de refugio y transporte. La llegada de la revolución industrial durante los siglos XVIII y XIX permitió el desarrollo de otros productos como el hormigón armado y el acero que debido a la sencillez de manufactura en serie y a la capacidad de cubrir mayores luces, se erigieron progresivamente como materiales estructurales predominantes en el siglo XX relegando la utilización de la madera a construcciones de menor entidad.

En las últimas décadas se ha producido un redescubrimiento de la madera, especialmente en los países industrializados, donde la conciencia contemporánea aboga por la necesidad de proteger los recursos naturales. Las grandes cantidades de energía y las elevadas emisiones de gases de efecto invernadero, necesarias para producir materiales de construcción de alta tecnología como el acero, el hormigón o el aluminio, son incompatibles con este concepto creciente de sostenibilidad ambiental. En este sentido, la madera constituye la estructura de soporte del árbol y presenta la ventaja de ser un producto estructural en origen, sin necesidad de un proceso de transformación industrial asociado con el elevado coste energético que ello supone. El empleo de madera como material de construcción aporta además grandes beneficios ecológicos. Los elementos de madera colocados en obra fijan el carbono capturado en sus paredes celulares durante toda la vida útil de la estructura, contribuyendo a un desarrollo plenamente sostenible.

El grado de transformación que ha sufrido la madera como elemento estructural ha ido aumentando desde los orígenes hasta nuestros días. Las primeras aplicaciones que tuvo la madera en construcción fue el aprovechamiento del fuste descortezado del árbol o rollizo. Posteriormente, el escuadrado de la sección permitió una mayor flexibilidad de montaje y una mejor adaptabilidad geométrica con el resto de materiales. Se utilizaban piezas enterizas procediendo cada una de ellas de pies distintos.

Para aumentar las luces estructurales en cubiertas se desarrollaron las armaduras de celosía en forma de cerchas y para aumentar la altura en edificaciones, las construcciones entramadas de madera de gran escuadría. El mayor problema al que se enfrentaban este tipo de construcciones era la solución de los enlaces entre las piezas de madera.

El siguiente eslabón de la evolución de la madera como material estructural lo constituyen los sistemas de entramado ligero. Surgen en el siglo XIX y tienen su origen en la colonización del oeste de Norteamérica ante la necesidad de disponer de un sistema rápido de construcción que emplease productos industriales normalizados y abundantes en el mercado como la madera aserrada de pequeña escuadría.

Con el descubrimiento de la madera laminada encolada a principios del siglo XX llevado a cabo por el maestro carpintero de origen alemán Karl Friedrich Otto Hetzer, se produce una auténtica revolución en la construcción con madera. Era posible salvar luces similares a otros materiales estructurales simplemente mediante el encolado sucesivo de piezas de pequeña escuadría. Al comienzo de la II Guerra mundial los conocimientos existentes sobre tecnología de la madera eran muy avanzados, sin embargo fue durante su transcurso cuando alcanzó su mayor desarrollo debido fundamentalmente a las restricciones que existían para la obtención y comercialización del acero, y a que la mayoría de los países participantes habían enfocado su tejido industrial a la producción bélica, empleando los bosques para la construcción de estructuras auxiliares como hangares, depósitos, almacenes, barracones, etc.

En los últimos años, la evolución continuada de los sectores de la electrónica y de la informática ha permitido la aparición en el mercado de una gran variedad de programas informáticos de diseño específico que procesan y transmiten información en fábrica a máquinas de control numérico de alta precisión. Las etapas del proceso productivo de diseño, mecanizado y montaje de la estructura es ahora posible realizarlas en instalaciones que pueden estar muy alejadas del enclavamiento final de la misma. Mediante este sistema de ejecución se aumentan los rendimientos de producción y se evitan posibles deterioros en los materiales acopiados en obra, tiempos de montaje excesivos o errores de ejecución por personal no cualificado. La estructura de madera simplemente se transporta, entera o por partes, desde fábrica hasta la obra y se coloca como una pieza más de la estructura completa.

Por otra parte, las uniones constituyen los puntos de transmisión de esfuerzos entre los elementos de una estructura siendo su diseño y cálculo en los que generalmente se hace menor hincapié y, sin embargo, revisten mayor importancia y complejidad por ser los causantes de numerosos daños estructurales. El coste de las uniones en el cómputo global de una construcción de madera (incluyendo su diseño, fabricación y montaje) se sitúa en torno al 10-20% lo que hace que su optimización sea un aspecto muy importante a tener en cuenta por arquitectos e ingenieros de cara a la viabilidad futura del proyecto. La exactitud en la ejecución que permiten los sistemas de control numérico ha favorecido el resurgimiento de las uniones tradicionales, como la cola de milano o el ensamble embarbillado, que habían perdido relevancia frente a otros tipos de uniones mecánicas o encoladas por la necesidad que tenían para su correcta ejecución de una mano de obra altamente cualificada.

Actualmente, las uniones tradicionales presentan un nivel de ejecución muy elevado, mayor rapidez de montaje, acabado visual altamente valorado por los usuarios, economía de materiales y aportan muy buenas condiciones de resistencia frente al fuego.

 

Dr-Ing. José-Ramón Aira
Departamento técnico Maderas Besteiro