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Madera laminada cruzada

Tablero CLT de tres capas fabricado con abeto. La madera laminada cruzada ( CLT ) es una subcategoría de paneles de madera de ingeniería fabricados mediante el encolado de al me...

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Tablero CLT de tres capas fabricado con abeto.

La madera laminada cruzada ( CLT ) es una subcategoría de paneles de madera de ingeniería fabricados mediante el encolado de al menos tres capas de madera maciza aserrada en ángulos entre sí. [ 1 ] [ 2 ] Es similar al contrachapado , pero con laminaciones (o láminas) notablemente más gruesas. La CLT se utilizó por primera vez en un edificio en la década de 1990. La CLT circular (C-CLT) se utilizó por primera vez en un edificio, The Urban Woods en los Países Bajos , en 2024.

La veta de cada capa de tablas suele girarse 90 grados con respecto a las capas adyacentes y se encola en las caras anchas de cada tabla, generalmente de forma simétrica para que las capas exteriores tengan la misma orientación . Lo más común es un número impar de capas, pero también existen configuraciones con números pares (que se disponen para obtener una configuración simétrica). La madera común es un material anisotrópico , lo que significa que sus propiedades físicas cambian según la dirección en la que se aplica la fuerza. Al encolar las capas de madera en ángulo recto, el panel logra una mayor rigidez estructural en ambas direcciones.

La CLT se distingue de la madera laminada encolada (conocida como glulam), que es un producto con todas las láminas orientadas de la misma manera. [ 3 ]

Historia

CLT

La primera patente similar a CLT fue desarrollada en la década de 1920 por Frank J. Walsh y Robert L. Watts en Tacoma, Washington. [ 4 ] Sin embargo, muchas fuentes datan la primera patente en 1985, cuando fue patentada en Francia. [ 5 ] [ 6 ] Posteriormente, se realizaron avances significativos en Austria cuando Gerhard Schickhofer presentó su investigación de tesis doctoral sobre CLT en 1994. Utilizando las teorías que desarrolló durante su investigación, Schickhofer comenzó a trabajar con tres pequeños aserraderos y la Asociación de Aserraderos para iniciar la producción de CLT. Con la ayuda de algunos fondos gubernamentales, pudieron construir a mano una prensa de prueba de CLT y crear los primeros paneles. Al mismo tiempo, el primer sistema de prensado, que utilizaba presión a base de agua, salió al mercado, lo que permitió a Schickhofer y su equipo pensar más allá de las capacidades que originalmente se creían posibles para el CLT. Tras años de extensa investigación, Schickofer presentó los resultados a los organismos gubernamentales austriacos y de la UE encargados de la aprobación de materiales para productos comerciales, y en diciembre de 1998 se aprobó. Poco después, se produjo un período de crecimiento sustancial en la producción y los proyectos en Alemania y otros países europeos, a medida que el impulso hacia la construcción sostenible cobraba mayor relevancia. El CLT tardó en popularizarse en Norteamérica, pero ha comenzado a ganar impulso en los últimos años. [ 5 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]

C-CLT

En 2024, el C-CLT se presentó al mundo como resultado de una colaboración a nivel de toda la cadena en los Países Bajos. [ 10 ] El C-CLT, o Circular-CLT, es CLT hecho de madera no virgen. Los paneles de madera laminada cruzada circular, C-CLT, están hechos de madera de demolición y palets desechados, todos obtenidos localmente en los Países Bajos. La capa exterior está hecha de madera de fresno. Los gruesos paneles de madera maciza que se crean cumplen con las regulaciones europeas, reducen las emisiones de CO₂ y, por supuesto, son circulares; incluso es un "reciclaje creativo": la madera de baja calidad se convierte en un producto de construcción de alta calidad. Las placas son de 10 a 15 % más resistentes que el CLT tradicional. [ 11 ] El C-CLT se utilizó por primera vez en junio en un moderno edificio de gran altura llamado The Urban Woods. [ 10 ] El C-CLT es el resultado de una amplia colaboración holandesa. Los palets son preparados por la empresa social local. Luego se fabrican tablones, se unen con juntas dentadas y se laminan cruzadamente para formar paneles sólidos. El estudio Urban Climate Architects se encargó del diseño, y The Urban Woods trata la madera y construye viviendas modulares modernas con ella. Investigadores del instituto TNO realizan una investigación exhaustiva que incluye la detección de piezas metálicas, la unión adhesiva y la clasificación de la resistencia. [ 12 ]

códigos de construcción

En 2002, Austria utilizó la investigación de Schickhofer para crear las primeras directrices nacionales sobre CLT. Las Evaluaciones Técnicas Europeas Internacionales (ETA) comenzaron a regular las propiedades y el diseño del CLT en 2006. Los esfuerzos para estandarizar el CLT en Europa comenzaron en 2008 y, para 2015, se aprobó la primera norma europea de producto para CLT, la EN 16351. También en 2015, el CLT se incorporó al Código Internacional de la Construcción (IBC) de acuerdo con la norma ANSI/APA PRG 320 [ 13 ] y la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) comenzó a investigar y desarrollar códigos sobre la seguridad contra incendios del CLT y otras maderas de ingeniería. [ 14 ] La revisión de 2021 del IBC incluyó tres nuevos tipos de construcción para edificios de madera maciza: Tipo IV-A, Tipo IV-B y Tipo IV-C. Estos nuevos tipos permitieron construir edificios con madera maciza más altos y sobre superficies mayores que antes. [ 15 ]

Fabricación

La fabricación de CLT generalmente se divide en nueve pasos: selección de madera primaria, agrupación de madera, cepillado de madera, corte de madera, aplicación de adhesivo, disposición de paneles, prensado de ensamblaje, control de calidad y marcado y envío. [ 1 ] : 77–91

Durante la selección de la madera primaria, esta se somete a una verificación del contenido de humedad (CH) y a una clasificación visual. Según la aplicación, también se pueden realizar pruebas estructurales (clasificación E). La verificación del contenido de humedad se lleva a cabo porque la madera que se usa habitualmente puede llegar con un CH del 19 % o menos, pero la madera para CLT necesita tener un CH de aproximadamente el 12 % durante la fabricación para evitar tensiones internas debidas a la contracción. Esta prueba también se realiza para que las piezas de madera adyacentes no tengan una diferencia de CH mayor al 5 %. Para realizar la verificación del CH, se pueden utilizar varios dispositivos portátiles o en línea. Algunos son más precisos que otros, ya que verifican el contenido de humedad dentro de la madera, no solo a nivel de la superficie. Se están realizando investigaciones y desarrollos para mejorar la precisión de estos dispositivos. La temperatura en la planta de fabricación también se controla y mantiene durante todo el proceso para garantizar la calidad de la madera. La clasificación visual se realiza para evitar que cualquier deformación en la madera afecte la presión que puede soportar la línea de unión. También garantiza que el desgaste, los defectos en la madera debido a la corteza o la falta de madera debido a la curvatura del tronco no reduzcan significativamente la superficie de unión disponible. Para que un producto se considere CLT de clase E, se debe considerar la clasificación visual para las capas perpendiculares, mientras que las capas paralelas deben determinarse mediante la clasificación E (la rigidez promedio de una pieza de madera). Los productos se clasifican como de clase V si se utiliza la clasificación visual tanto para las capas perpendiculares como para las paralelas. [ 1 ]

Utilizando los resultados de la selección de madera, el paso de agrupación garantiza que la madera de diversas categorías se agrupe. La madera utilizada para las direcciones de resistencia principal y secundaria se agrupa principalmente en función del contenido de humedad (MC) y la clasificación visual. Dentro de la dirección de resistencia principal, toda la madera debe tener las mismas propiedades de ingeniería para que se puedan determinar las limitaciones del panel. Del mismo modo, toda la madera para la dirección secundaria debe tener un único conjunto de propiedades. La madera de mayor calidad también se puede agrupar para reservarla en las áreas donde se instalan fijaciones para maximizar su eficacia. Por razones estéticas, se apartará parte de la madera para que la capa más externa de un panel sea visualmente atractiva. [ 1 ] La madera que no se ajusta a ninguna de las categorías puede utilizarse para diferentes productos, como madera contrachapada o madera laminada encolada.

El proceso de cepillado mejora las superficies de la madera para reducir la oxidación, lo que aumenta la eficacia de los adhesivos. Aproximadamente Se recortan 2,5 mm de las caras superior e inferior y Se recortan 3,8 mm de los lados para asegurar una superficie plana. [ 16 ] En algunos casos, cuando los cantos de la madera no se encolan porque tienen una tolerancia de ancho aceptable, solo se cepillan las caras superior e inferior. Es posible que el cepillado aumente el contenido de humedad general de la madera debido a las variaciones de secado en toda la misma. Cuando esto ocurre, se debe evaluar la idoneidad del encolado y puede ser necesario reacondicionar la madera. [ 1 ]

La madera se corta a la longitud deseada según la aplicación y las necesidades específicas del cliente. Los recortes de las capas longitudinales pueden utilizarse para crear las capas transversales si se requieren las mismas especificaciones tanto para las capas paralelas como para las perpendiculares.

La aplicación del adhesivo se realiza poco después del cepillado para evitar problemas que afecten la superficie de la madera. Generalmente, la aplicación del adhesivo se realiza de dos maneras: mediante un proceso de alimentación continua o con boquillas paralelas. En el proceso de alimentación continua, los cabezales extrusores distribuyen filamentos paralelos de adhesivo a lo largo de la pieza de madera en un sistema hermético para evitar burbujas de aire en el adhesivo que podrían afectar la resistencia de la unión. Este método se utiliza normalmente para adhesivos de fenol- resorcinol-formaldehído (PRF) o poliuretano reactivo (PUR). Para los adhesivos PUR, las capas de madera pueden rociarse con agua para facilitar el curado. La opción de boquillas paralelas se suele reservar para capas de CLT que se forman previamente y funciona instalando las boquillas a lo largo de una viga que recorre la longitud de la madera y aplica el adhesivo. Para evitar costes de fabricación adicionales, el adhesivo normalmente solo se aplica a las caras superior e inferior de la madera, pero se puede encolar el borde si es necesario. [ 1 ]

A continuación, se realiza el ensamblaje de los paneles, que consiste en unir las piezas individuales de madera para su posterior prensado. De acuerdo con la norma ANSI/APA PRG 320, al menos el 80 % de la superficie entre las capas debe estar unida para garantizar la eficacia de la unión. Para cumplir con esta norma, los fabricantes deben encontrar la forma más eficiente de ensamblar la madera. El tiempo transcurrido entre la aplicación del adhesivo y la presión se denomina tiempo de ensamblaje y debe ajustarse al tiempo especificado para el adhesivo utilizado.

El prensado de ensamblaje completa el proceso de adhesión con una prensa de vacío o una prensa hidráulica. El prensado al vacío genera una presión de aproximadamente 14,5 libras por pulgada cuadrada (0,100 MPa) , que no siempre es suficiente para corregir la deformación o las irregularidades de la superficie. Para compensar esto, se pueden realizar cortes de alivio de contracción de la madera en la dirección longitudinal. Estos alivios liberan la tensión en la madera y disminuyen el riesgo de agrietamiento debido al secado. Sin embargo, deben tener un ancho y una profundidad máximos para que el área de unión y la resistencia del panel no se vean afectados significativamente. El uso de una prensa de vacío puede ser más beneficioso en algunas circunstancias, ya que puede prensar más de un panel CLT a la vez y puede utilizarse para elementos curvos. [ 17 ] Una prensa hidráulica, por otro lado, genera una presión mayor, que oscila entre 40 y 80 libras por pulgada cuadrada (280–550 kPa) , y la aplica a caras específicas del panel. Por esta razón, los paneles pueden requerir prensado con sujeción vertical y lateral. [ 1 ]   

Una vez completado el prensado de ensamblaje, los paneles CLT se someten a un mecanizado de control de calidad. Se utilizan lijadoras para lijar cada panel hasta el espesor deseado con una tolerancia de1  mm , o menos si así lo especifica el proyecto. A continuación, los paneles CLT se trasladan a una máquina de control numérico multieje que realiza cortes de precisión para puertas, ventanas, empalmes y conexiones. Cualquier reparación menor necesaria en esta etapa se realiza manualmente.

Para cumplir con los requisitos de ANSI/APA PRG 320 y garantizar que se haya especificado, entregado e instalado el producto correcto, los paneles CLT deben estar marcados para identificar diversa información. Esto incluye el grado, el espesor, el nombre del aserradero, el nombre o logotipo de la agencia, el símbolo ANSI/APA PRG 320, las designaciones del fabricante y un sello superior si se trata de un panel personalizado. Estas marcas deben estar estampadas a intervalos de 2,4 m (8 pies) o menos para que, cuando se entreguen piezas más largas en la obra y se corten, sigan mostrando la información necesaria. Se pueden agregar marcas adicionales para indicar la dirección principal de carga y las zonas diseñadas para recibir conexiones. Durante el transporte y la construcción, los paneles CLT deben protegerse de la intemperie para mantener su integridad estructural. [ 1 ] 

Ventajas

Como material de construcción, la madera contralaminada (CLT) presenta numerosas ventajas:

Flexibilidad de diseño
La CLT tiene muchas aplicaciones en la construcción, ya que se puede utilizar para paredes, suelos y techos. El tamaño de los paneles también se puede variar fácilmente, ya que solo está limitado por el almacenamiento en obra y el transporte hasta la misma. [ 1 ]
Consciente del medio ambiente
El CLT es un material renovable, verde y sostenible, [ 18 ] si los árboles utilizados para fabricarlo provienen de bosques gestionados de manera eficiente. [ 2 ]
captura de carbono
Debido a que la madera contralaminada (CLT) está hecha de madera, secuestra carbono. Diferentes factores afectarán la cantidad de carbono secuestrado, pero numerosos estudios han demostrado que el uso de CLT (en combinación con otras maderas de ingeniería ) en la construcción podría reducir significativamente nuestra producción neta de emisiones de carbono. [ 19 ]
Prefabricación
Los paneles CLT se fabrican completamente antes de su transporte a la obra. Esto permite tiempos de construcción más rápidos en comparación con otros materiales, lo que puede resultar en plazos más cortos y sus consiguientes beneficios, como ahorro de costes, menor riesgo de accidentes y menor impacto en el vecindario. [ 2 ] [ 20 ]
Aislamiento térmico
Los paneles CLT proporcionan estanqueidad al aire y un gran aislamiento térmico a los edificios, ya que la conductividad térmica de un panel es aproximadamente0,1016  W/m⋅K . [ 21 ] Otros materiales de construcción comunes pueden tener una conductividad térmica que oscila entre0,4 a 2,5  W/m⋅K . [ 22 ] Las distintas capas de madera también sirven como masa térmica , lo que puede ayudar a reducir el consumo energético de un edificio. [ 23 ]
Peso ligero
La madera contralaminada (CLT) es significativamente más ligera que los materiales de construcción tradicionales, por lo que los cimientos pueden diseñarse para soportar una carga menor y, por lo tanto, utilizar menos material. La maquinaria necesaria en obra para mover y colocar los paneles de CLT también es más pequeña que la necesaria para levantar materiales de construcción más pesados. [ 1 ] Estas características permiten a los contratistas erigir edificios de CLT en terrenos que, de otro modo, no podrían soportar proyectos más pesados. Esto puede facilitar los proyectos de relleno donde la construcción es especialmente difícil o de difícil acceso debido a otras estructuras preexistentes alrededor del sitio. [ 20 ]
Resistencia y rigidez
Los productos CLT presentan una resistencia y rigidez relativamente altas, tanto dentro como fuera del plano, debido a las capas perpendiculares. Este refuerzo es comparable al de una losa de hormigón armado y aumenta la resistencia del panel a la fisuración. Además, se ha demostrado que el CLT tiene un buen desempeño ante fuerzas sísmicas. [ 1 ]
seguridad contra incendios
La madera es inherentemente inflamable, lo que explica la clasificación de resistencia al fuego de clase D que recibe la madera contralaminada (CLT). A pesar de esto, la CLT destaca por su capacidad para resistir un incendio una vez iniciado. Se clasifica como REI 90, lo que indica que puede mantener la capacidad de carga necesaria y cumplir con los requisitos de integridad durante 90 minutos en caso de incendio. [ 24 ] Esto se traduce en un mejor desempeño general en seguridad contra incendios que el acero sin protección, que pierde su capacidad de carga tras estar expuesto al fuego durante tan solo 15 minutos. [ 25 ]

Desventajas

También existen algunos inconvenientes asociados con la CLT:

Costos
Dado que la madera contralaminada (CLT) es un material relativamente nuevo en Norteamérica, su producción se limita a unas pocas regiones, principalmente el noroeste del Pacífico. El transporte de paneles de CLT a distancias potencialmente enormes conlleva costes iniciales adicionales. [ 26 ] Algunas fuentes también indican que los costes de producción de la CLT son superiores a los de otros materiales de construcción de uso común debido a la novedad del sistema y a la falta de demanda actual. [ 27 ]
Historial limitado
La CLT es una nueva iniciativa para muchos en Norteamérica, lo que puede limitar el número de ingenieros y contratistas dispuestos a asumir un proyecto de CLT debido a su falta de conocimiento y experiencia con el material. Los códigos de construcción para proyectos de madera laminada tampoco están tan desarrollados como los de hormigón y acero, lo que puede generar reticencia entre los promotores a emplear CLT. [ 28 ] Se ha realizado una cantidad considerable de investigación técnica sobre CLT, pero se requiere tiempo para integrar nuevas prácticas y resultados en la industria de la construcción debido a su cultura dependiente de la trayectoria, que se resiste a desviarse de las prácticas establecidas, [ 29 ] especialmente cuando la investigación realizada sobre CLT no necesariamente ha llegado a quienes tienen la oportunidad de implementarla. [ 23 ]
Acústica
El CLT por sí solo no cumple con los índices de aislamiento acústico necesarios. Para cumplir con estos requisitos, se deben utilizar elementos adicionales, como placas de yeso desacopladas , junto con los paneles de CLT. Modificar la superficie efectiva del panel de CLT aumentando su espesor o añadiendo un segundo panel (creando una cámara de aire) también mejoró el aislamiento acústico para cumplir con las normas. [ 1 ] [ 30 ]
Vibraciones
Los métodos estandarizados actuales para evaluar el comportamiento vibratorio de los pisos no son aplicables a los pisos de CLT debido a su ligereza y frecuencia natural. Si bien la deflexión bajo una carga uniformemente distribuida puede dar una idea del comportamiento vibratorio de un piso de CLT, este depende en gran medida del criterio del diseñador y no considera la influencia de las características de masa. Para evaluar completamente el comportamiento vibratorio de un piso de CLT, será necesario desarrollar un nuevo método de ensayo. [ 1 ]

Aplicaciones

La madera contralaminada (CLT) se utiliza en diversas estructuras en todo el mundo.

Pabellones

En septiembre de 2016, se construyó en el Chelsea College of Arts de Londres la primera megaestructura tubular de madera del mundo , utilizando paneles CLT de madera dura. La estructura, denominada "Smile" (Sonrisa) , de 35 metros de longitud (115 pies), fue diseñada por la arquitecta Alison Brooks y construida por Arup , en colaboración con el American Hardwood Export Council , para el London Design Festival . La estructura es un tubo curvo con forma de sonrisa que toca el suelo en su centro y tiene una capacidad máxima para 60 personas. [ 31 ] 

raspadores de madera

Stadthaus en Hackney, Londres

Stadthaus , un edificio residencial en Hackney, Londres , construido en 2009, fue el primer edificio construido utilizando exclusivamente estructura de CLT, incluyendo las escaleras y el hueco del ascensor. Con 9 plantas y 30 metros (98 pies) de altura, en el momento de su construcción, era el edificio de CLT más alto del mundo. [ 32 ] 

En 2012, Forte Living, un complejo de apartamentos en Melbourne , Australia, se convirtió en el rascacielos de madera contrachapada más alto construido exclusivamente con CLT. El edificio tiene 10 pisos y mide poco más de 32 metros (105 pies) de altura. Los 759 paneles de CLT necesarios para el proyecto se fabricaron en Austria con abeto europeo cultivado y cosechado allí. [ 33 ] 

Ascent MKE en Milwaukee , Wisconsin
Nuevas instalaciones industriales construidas en Ystad en 2025.

En 2022, el edificio Ascent MKE en Milwaukee, Wisconsin , se convirtió en el rascacielos más alto en utilizar componentes de CLT. Con 25 pisos y 86,6 metros (284 pies) de altura , el Ascent se basa en componentes de hormigón, acero y madera laminada. El CLT se utilizó principalmente para crear las losas de cada piso. [ 34 ] 

Puentes

El puente Mistissini, en Mistissini , Quebec, Canadá, es un puente de 160 metros de longitud (520 pies) que cruza el paso de Uupaachikus. Diseñado por Stantec y finalizado en 2014, el puente Mistissini emplea paneles CLT de origen local y vigas de madera laminada encolada como elementos estructurales principales. [ 35 ] El puente recibió numerosos premios, entre ellos el Premio Nacional a la Excelencia en la categoría de Transporte en la 48.ª edición anual de la Asociación de Empresas de Ingeniería Consultora (ACEC) y el Premio Ingeniería para un Canadá Mejor. [ 36 ] 

La vista explosionada muestra un puente construido íntegramente con CLT (madera contralaminada) en fase de diseño a diciembre de 2022. Este puente, propuesto originalmente en 2020 por Paul Cocksedge, cruzará el río Liesbeek en Ciudad del Cabo , Sudáfrica. Cocksedge planea fabricar la madera contralaminada (CLT) a partir de árboles de eucalipto , una especie invasora en la zona. [ 37 ]

Estructuras de estacionamiento

El Glenwood es un estacionamiento de madera contralaminada (CLT) que forma parte de un plan de reurbanización más amplio en Springfield, Oregón . La construcción está en marcha desde diciembre de 2022. , pero una vez terminado, tendrá cuatro pisos y 360 plazas de aparcamiento. Para proteger la madera contralaminada (CLT) de la lluvia sin dejar de dejarla a la vista, se instalará una fachada de paneles de vidrio superpuestos. [ 38 ]

Open Platform y JAJA Architects ganaron un concurso de diseño en 2020 por sus planes para crear un aparcamiento disuasorio en Aarhus , Dinamarca. El aparcamiento no solo utiliza madera contralaminada (CLT) en su estructura, sino que también está rodeado de jardineras y vegetación para fomentar un uso del espacio que vaya más allá de un simple lugar para dejar el coche. Cuenta con seis plantas y 700 plazas, algunas diseñadas específicamente para promover el transporte sostenible, incluyendo estaciones de carga y plazas exclusivas para vehículos compartidos. El proyecto se diseñó para ayudar al país a alcanzar su objetivo de neutralidad de carbono para 2050. [ 39 ]

Dyson Institute Village es una residencia estudiantil dentro del campus del Instituto de Ingeniería y Tecnología Dyson en Malmesbury, Inglaterra.

Construcción modular

El CLT también se ha identificado como un candidato adecuado para su uso en la construcción modular . [ 40 ] La empresa emergente de construcción modular Katerra, con sede en Silicon Valley , abrió una fábrica de CLT de construcción modular de 23 000 metros cuadrados (250 000 pies² ) en Spokane , Washington, en 2019 [ 41 ] y algunos políticos pedían el uso de la construcción modular prefabricada de CLT para abordar la crisis de vivienda en ciudades como Seattle . [ 42 ] 

El Dyson Institute Village se construyó en 2019 en las afueras de Malmesbury , Inglaterra, para proporcionar alojamiento estudiantil dentro del campus del Instituto de Ingeniería y Tecnología Dyson . El complejo fue diseñado por los arquitectos londinenses WilkinsonEyre como una serie de módulos de apartamentos tipo estudio apilados , inspirados en el Habitat 67 de Montreal . Los módulos están construidos con CLT y cada uno está revestido de aluminio. [ 43 ]

Propiedades y efectos mecánicos

Como material de construcción novedoso y renovable, la demanda de madera laminada cruzada (CLT) ha aumentado significativamente. Sin embargo, sus propiedades mecánicas aún no se han explorado completamente. Esta sección se centra en la investigación sobre la resistencia a la compresión y el comportamiento sísmico de la CLT. En la sección de resistencia a la compresión, se analiza el impacto del número de capas de CLT y la geometría de las aberturas en un panel de CLT. Por otro lado, el comportamiento sísmico de la CLT se evalúa mediante un ensayo en mesa vibratoria que determina la capacidad de corte sísmico del material. [ 44 ]

El resumen de las propiedades mecánicas se basa en la investigación de Pina et al. [ 45 ] y Sato et al. [ 46 ].

Resumen de propiedades

La madera laminada cruzada (CLT) es un producto de madera de ingeniería que está ganando popularidad en la industria de la construcción debido a sus numerosas ventajas, como la sostenibilidad, la rentabilidad y la facilidad de construcción. Las propiedades mecánicas, en particular la resistencia a la compresión, son factores clave a considerar al diseñar y construir paneles de CLT. El número de capas en un panel de CLT tiene un impacto directo en su resistencia a la compresión, y generalmente, a mayor número de capas, mayor resistencia. Sin embargo, si se mantiene un cierto espesor en un panel de CLT, un mayor número de capas resultará en una menor capacidad de pandeo. [ 45 ] Además, la geometría de las aberturas en un panel de CLT también puede afectar su resistencia a la compresión, ya que las aberturas más grandes conducen a una menor resistencia. Asimismo, las aberturas rectangulares orientadas perpendicularmente a la dirección de carga presentan menor sensibilidad a la reducción de capacidad cuando se someten a cambios críticos de carga en comparación con aquellas con una orientación paralela a la dirección de carga. [ 45 ] Para lograr propiedades mecánicas óptimas, es importante considerar cuidadosamente tanto el número de capas como la geometría de las aberturas al diseñar y construir paneles de CLT.

El comportamiento sísmico de la madera laminada cruzada (CLT) es un área de investigación y desarrollo activa. Los estudios han demostrado que la CLT tiene un buen desempeño sísmico debido a su alta rigidez y resistencia, así como a su ductilidad y capacidad de disipación de energía. [ 46 ]

Discusiones

Por qué la madera contralaminada (CLT) es sostenible

La madera laminada cruzada (CLT) se considera sostenible porque se fabrica con madera renovable que se puede obtener de forma responsable. La producción de CLT también es ecológica, ya que genera menos emisiones de gases de efecto invernadero y consume menos energía que los materiales tradicionales como el hormigón y el acero. La CLT puede ayudar a reducir la huella de carbono de un edificio , puesto que absorbe y almacena dióxido de carbono. [ 47 ] Su diseño ligero y prefabricado minimiza los residuos y mejora la eficiencia de la construcción. Por último, la CLT es duradera y resistente, con una vida útil proyectada de más de 100 años, lo que la convierte en una opción prometedora para la construcción sostenible.

Objetivo y enfoques de las investigaciones

  • Para la investigación de la resistencia a la compresión, el autor utiliza un procedimiento de homogeneización computacional implementado numéricamente dentro de un marco de elementos finitos mediante el software comercial ANSYS 15.0. El estudio tiene como objetivo determinar la resistencia al pandeo de muros de madera laminada cruzada (CLT) variando el espesor de las capas individuales mientras se mantiene el espesor total. ANSYS se utiliza para aplicar cargas críticas de pandeo a un muro de espesor fijo y modificar el espesor de cada capa. La investigación demuestra que la resistencia al pandeo de los muros de CLT está influenciada por dos propiedades físicas: el espesor total del muro y el número de capas. Además, el estudio investiga el efecto de las aberturas en el muro sobre su resistencia mediante el análisis de la geometría de la abertura, la orientación de la carga y la posición de la abertura. [ 45 ]
  • Para la investigación de la resistencia sísmica, se realizaron ensayos en mesa vibratoria en la estructura objetivo, compuesta por muros de corte estrechos y pernos de tracción de alta ductilidad. Se demostró que la estructura se comportaba adecuadamente durante movimientos sísmicos severos, según lo especificado en la normativa japonesa de construcción, y que había resistido el terremoto de Kobe de 1995 a pesar de la rotura por compresión en los muros de corte, que son elementos de soporte contra la carga vertical. La capacidad de corte de cada piso, calculada a partir de un modelo numérico y ensayos de elementos (como las conexiones), se evaluó de forma segura. [ 46 ]

Supuestos de la investigación

  • Se asume una ley constitutiva elástica lineal para reducir el tiempo de cálculo.
  • Se supone que la madera está seca.
  • La interfaz entre las diferentes capas está completamente unida sin deslizamiento.
  • En todos los modelos se utilizan condiciones de contorno de apoyo simple.
  • Solo se consideran aberturas rectangulares.
  • El mallado de elementos cúbicos SOLID186 de 20 mm se realizó utilizando ANSYS.

Para más investigación

Si bien a menudo se asume un comportamiento elástico lineal para la madera laminada cruzada (CLT), en realidad, su desempeño no siempre es lineal y requiere un estudio no lineal. Además, la unión entre las diferentes capas no siempre es completamente hermética, y el contenido de humedad de la madera varía con el tiempo. Asimismo, el impacto de las diferentes formas de las aberturas en la resistencia de la CLT requiere una investigación más profunda, y las condiciones de contorno no siempre son simplemente soportadas. Es importante considerar estos factores al estudiar el comportamiento y el desempeño de la CLT en aplicaciones reales.

Véase también

Referencias

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