La madera, uno de los materiales de construcción más antiguos, ha sido continuamente reinventada a lo largo de la historia. A medida que la arquitectura contemporánea se preocupa cada vez más por la sostenibilidad y la responsabilidad ambiental, la popularidad del material también ha aumentado. A medida que los árboles absorben dióxido de carbono durante su crecimiento, su madera almacena ese carbono, manteniéndolo fuera de la atmósfera. Los materiales derivados de la madera están asociados así con menores emisiones de gases de efecto invernadero bajo la condición de que los árboles sean extraídos de bosques gestionados de manera sostenible. Pero para aprovechar al máximo este material, una gran cantidad de técnicas y modificaciones han evolucionado con el propósito de adaptar y personalizar las características de la madera a las demandas del diseño y la construcción moderna. Desde la modificación térmica hasta la madera laminada o los versátiles tableros de partículas, estos métodos no solo mejoran la idoneidad de la madera para los rigores de la arquitectura contemporánea, sino que también expanden la utilidad de este material sostenible a una escala sin precedentes.
Madera de ingeniería: laminación y pegado
"Engineered wood" es una categoría amplia que describe materiales de construcción creados al unir capas de partículas de madera utilizando adhesivos y procesos de fabricación avanzados. Los procesos se utilizan para optimizar la resistencia, estabilidad y consistencia dimensional del material, al mismo tiempo que permiten la creación de elementos estructurales grandes a partir de árboles con secciones relativamente pequeñas. Algunos de los tipos más comunes de paneles laminados, también conocidos como "madera en masa", son madera laminada encolada (Glulam), madera laminada en cruz (CLT) y madera laminada en chapa (LVL).
Las cualidades estructurales de estos materiales dependen del proceso de fabricación. La madera laminada encolada se crea mediante la unión de segmentos individuales de madera con adhesivos industriales. Como las fibras de la madera están orientadas en la misma dirección, este tipo de madera se utiliza mejor para elementos estructurales de gran tamaño, como vigas o columnas. Por otro lado, la madera laminada en cruz consiste en tablones de madera cortada y pegada, con cada capa orientada perpendicularmente a la anterior. Esto crea rigidez estructural en ambas direcciones, similar al contrachapado, pero con componentes más gruesos. Los paneles de CLT pueden funcionar como paredes, pisos, muebles, techos y techos estructurales, con su grosor y dimensiones adaptados durante la fase de prefabricación. La madera laminada en chapa se construye combinando capas delgadas de chapa con la veta corriendo en la misma dirección, con usos similares a la madera laminada encolada, pero con un rendimiento superior y permitiendo secciones transversales más pequeñas en comparación con la madera laminada de coníferas.
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Tratamientos de presión y calor
La modificación térmica es un proceso de tratamiento de la madera que implica la exposición a altas temperaturas en hornos, reduciendo el contenido de humedad a casi 0%. Esto elimina el agua de unión y el agua libre dentro de las células de la madera, lo que reduce las deformaciones y estabiliza la madera. Luego se aplica vapor, lo que lleva la humedad al 4-7%, haciéndola viable. La madera modificada térmicamente (TMT) es más estable y resistente a la humedad en comparación con la madera sin tratar, reduciendo el riesgo de agrietamiento y deformación mientras mantiene su apariencia natural.
Los tratamientos de presión se utilizan para forzar preservantes de madera o retardantes de fuego en la estructura interna de la madera. Esto puede prolongar la vida útil de la madera al protegerla contra insectos que se alimentan de madera y la descomposición fúngica. Además, los tratamientos retardantes de fuego también aumentan la versatilidad de la madera al minimizar el humo y las llamas producidas durante un incendio. Las aplicaciones se expanden desde estructuras interiores hasta madera expuesta a condiciones exteriores, incluyendo postes de servicios públicos, traviesas de ferrocarril, tablas de cubierta y estacas de cercas.
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Agregación de partículas de madera
Los tableros de partículas de madera son uno de los materiales de construcción más versátiles y ampliamente utilizados, a menudo utilizados como revestimientos de paredes, muebles, techos e incluso pisos. Para obtenerlos, las fibras, partículas o fragmentos de madera se unen con adhesivos y resinas, lo que resulta en paneles robustos con diversas propiedades dependiendo del tipo de agregados y adhesivos.
El tablero de virutas orientadas (OSB) es conocido por su resistencia y rentabilidad. Si bien los paneles de OSB se utilizan comúnmente como revestimientos, uno de los muchos elementos invisibles de un edificio, muchos diseñadores también han explorado su potencial en el diseño de interiores. El tablero de fibra de densidad media (MDF) presenta superficies lisas, convirtiéndose en un material preferido para la carpintería, mientras que el tablero de partículas de densidad media (MDP) utiliza residuos de madera como aserrín mezclado con resina, ofreciendo una solución de menor costo. Los paneles de contrachapado se procesan de manera similar al CLT, pero a una escala diferente, creados superponiendo láminas de madera pegadas perpendicularmente y prensadas en caliente.
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Tratamientos para la superficie
Existen numerosos tratamientos de superficie que se pueden aplicar a la madera para mejorar su apariencia, durabilidad y protección. Algunos tipos comunes de tratamientos de superficie para la madera incluyen la pintura, el teñido, el barnizado, el lacado y los acabados con aceite y cera. Si bien algunos de estos dependen de materiales modernos, las técnicas vernáculas y tradicionales también buscaban prolongar la longevidad de la madera. Una de esas técnicas es la artesanía japonesa de carbonizar la madera. El método, que tiene más de trescientos años de antigüedad, implica quemar la capa exterior de la madera, creando una capa de material carbonizado que protege la estructura interior de termitas, hongos y otros elementos naturales.
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Flexión
La mayoría de las estructuras de madera y las aplicaciones de la madera en arquitectura utilizan madera conformada en elementos rectos, como vigas y paneles planos. Sin embargo, la madera tiene su propia elasticidad, una propiedad que se puede explorar y aumentar mediante diversas técnicas. La flexión al vapor es una de las primeras técnicas utilizadas, como lo ejemplifica el carpintero alemán Michael Thonet, quien pioneramente empleó este método a principios del siglo XIX, creando diseños de muebles que continúan siendo populares en la actualidad. La Madera Laminada encolada también permite modificar la forma al pegar piezas siguiendo un molde de la curvatura deseada, respetando las restricciones del material del tipo de madera utilizada. Esto abre la posibilidad de crear piezas más grandes adecuadas para su uso en arquitectura. Por otro lado, el método de Corte en Láminas (Kerf Cut) proporciona más flexibilidad, pero también debilita las cualidades estructurales del elemento resultante.
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Post-tensión
Post-tensioning, una forma de pretensado, es una técnica más comúnmente utilizada en estructuras de hormigón para mejorar su rendimiento estructural y permitir elementos más delgados. Cuando se habla de madera, la post-tensión integra elementos estructurales hechos de madera laminada encolada, como vigas, paredes o columnas, con barras de acero o tendones. Los elementos de acero se fijan a los componentes de madera y luego se tensan utilizando gatos hidráulicos, introduciendo una fuerza dentro del elemento de madera para contrarrestar las cargas externas esperadas. Los elementos resultantes presentan una mayor resistencia sísmica además de la eficiencia estructural añadida.
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