30 de enero, 2024

Tabla de dimensionamiento de losas de CLT HILAM: herramienta que facilita proyectar en CLT

Conoce la nueva herramienta desarrollada por el equipo de ingenieros de HILAM, que permite calcular y optimizar el uso de la madera contralaminada CLT en los proyectos.

La madera contralaminada o CLT (Cross Laminated Timber), es un material que está revolucionando el concepto de la edificación en madera, y presenta una serie de beneficios, como su precisión, versatilidad de uso, tanto en elementos lineales, como en pisos y techos. Gracias a su alta resistencia, permite además la posibilidad de ser aplicado no solo en proyectos residenciales, sino también en comerciales e industriales.

En el contexto de una permanente innovación y eficiencia en el uso de la madera, el equipo de ingenieros de HILAM ha creado la Tabla de Dimensionamiento, desarrollada a partir de estudios y pruebas, para sus paneles de piso, que no solo permite tener criterios de diseño, sino también entrega alternativas para optimizar el uso de CLT en un proyecto.

La tabla permite el manejo de la luz entre apoyos a salvar, además de las cargas de diseño, dando las opciones de: “Simplemente Apoyado en 1 tramo”, “Continuo en 2 tramos” y “Voladizo en 1 tramo”. Para obtener como resultado el espesor del elemento “losa” de CLT y de esta manera optimizar su uso.

Este espesor, cumple con los modos de falla siguientes según NCh 1198 y NDS 2018: flexión, vibraciones, deformaciones totales y deformaciones carga de uso.

A continuación, te explicamos cómo funciona.

Utilizar la tabla para proyectar

En la primera columna se identifican las distintas opciones de paneles CLT HILAM y las tres siguientes la cantidad de apoyos: “Simplemente Apoyado en 1 tramo”, “Continuo en 2 tramos” y “Voladizo en 1 tramo”. En las filas están los pesos propios y sobrecarga de uso requerida y por último en cada celda la distancia en metros lineales de la luz a salvar.  Así, fijando el peso propio adicional, la carga de uso y el tipo de apoyos del panel, se puede determinar el espesor de CLT HILAM que cumple para una luz entre apoyos en específico.

Caso de ejemplo 1: simplemente apoyado

En un caso hipotético donde se requiera proyectar un panel CLT de piso con condiciones de apoyo “Simplemente Apoyado 1 tramo”, que soporte 150 kgf/m2 de peso propio adicional, 200 kg/m2 de sobrecarga de uso (proyecto residencial) y una luz entre apoyos de 3 m.

  • Elegimos la opción de apoyo que nos interese; simplemente apoyado, continuo o voladizo.
  • Identificamos la columna del requerimiento de peso propio: 150 kg/m2.
  • Identificamos la columna del requerimiento de sobre carga de uso: 200 kg/m2.
  • En las celdas que muestran los metros de luz buscamos la opción que cumpla con al menos 3m.
  • Una vez cruzados los parámetros de sobrecarga de uso requerida y luz a salvar se puede identificar en la primera columna de la misma línea de la celda elegida el tipo de panel CLT a utilizar definido por su espesor.

Resultado: se requiere un panel CLT HILAM 80mm de espesor.

Caso de ejemplo 2: continuo

La tabla permite verificar también la opción de apoyos continuos sobre 2 tramos, para esto tomamos los mismos requerimientos, pero vamos a la columna correspondiente.

  • Elegimos la opción de apoyo continuo en 2 tramos.
  • Identificamos la columna del requerimiento de peso propio: 150 kg/m2.
  • Identificamos la columna del requerimiento de sobrecarga de uso: 200 kg/m2.
  • En las celdas que muestran los metros de luz buscamos la opción que cumpla con al menos 3m.
  • Una vez cruzados los parámetros de sobrecarga de uso requerida y luz a salvar se puede identificar en la primera columna de la misma línea de la celda elegida el tipo de panel CLT a utilizar definido por su espesor.

Resultado: se requiere un panel CLT HILAM 60mm de espesor.

Caso de ejemplo 3: voladizo

En el caso de este requerimiento, pero en voladizo, esto sería:

  • Elegimos la opción en voladizo.
  • Identificamos la columna del requerimiento de peso propio: 150 kg/m2.
  • Identificamos la columna del requerimiento de sobrecarga de uso: 200 kg/m2.
  • En las celdas que muestran los metros de luz buscamos la opción que cumpla con al menos 3m.
  • Una vez cruzados los parámetros de sobrecarga de uso requerida y luz a salvar se puede identificar en la primera columna de la misma línea de la celda elegida el tipo de panel CLT a utilizar definido por su espesor.

Resultado: se requiere un panel CLT HILAM 210mm de espesor.

Espectro de análisis y optimización de material

El análisis de la tabla abarca un espectro desde 1.75ml hasta 6.75ml de luz, sin embargo, la mayor eficiencia del material se logra entre los 3ml y 6 ml para condiciones de apoyo continuo sobre 2 tramos.

Como arquitectos permite tener un criterio de diseño si queremos tener un cielo con una luz importante sin vigas intermedias, teniendo en cuenta el espesor de la placa de piso que se requeriría, permitiendo hacer el comparativo de cómo impactaría en el presupuesto la utilización de 1 o dos vigas de apoyo.

 

Estudio para edificio residencial

A nivel local, HILAM desarrolló el estudio para un proyecto de un edificio de uso habitacional junto a la empresa TallWood, donde se consideró un peso propio adicional de 150 kgf/m2 y una carga de uso de 200 kgf/m2. Para optimizar el uso del material se utilizó un módulo para salvar luces de 3 y 4 ml respectivamente.

Utilizando la tabla de dimensionamiento se obtuvo como requerimiento el uso de paneles CLT HILAM 80 y paneles CLT HILAM 90.

Desafíos actuales del uso de la madera y el actual status quo

Cuando los profesionales de la edificación, como arquitectos, constructores e ingenieros, se enfrentan al desafío de proyectar en madera, piensan inmediatamente en proyectos de escala menor: viviendas unifamiliares, stands, recintos de exposiciones temporales, etc. Este material, a pesar de su nobleza, calidez y versatilidad, sigue siendo sinónimo de recintos pequeños, debido a la dificultad de salvar luces importantes y posibles deformaciones “propias del material”. Y aunque el CLT se conoce hace décadas (se utilizó por primera vez en Alemania en los 90) la madera laminada, todavía tiene el estigma de ser referenciada solo para salvar grandes luces y en ese ámbito, competir duramente con el acero como alternativa.

A lo anterior, se suma que el desarrollo tecnológico del hormigón, el acero, los polímeros y otros formatos de paneles han ido tomando ventaja respecto a la madera, cuando se trata de elegir la materialidad estructural para un proyecto, quizás porque la madera, al menos en Chile, está asociada a un sistema constructivo de tradición respecto a los demás, vistos como productos de una industrialización moderna, lo que fue un valor en sí durante muchos años.

En tiempos donde la sustentabilidad es el nuevo paradigma, Arauco a través del equipo de ingenieros de HILAM está logrando recuperar el terreno perdido. Sus esfuerzos están logrando posicionar a Chile dentro de los países que cuentan con tecnología aplicada a la madera, trabajando con certificaciones y cumpliendo en su fabricación con la norma europea EN16351, ofreciendo en el mercado chileno, y en especial a nosotros los arquitectos proyectistas,  paneles de madera contralaminada certificada a nivel de los que se utilizan en proyectos emblemáticos extranjeros.

Al poder utilizarse como estructura, tanto como elementos lineales como en pisos y techos. Este material presenta muchas ventajas respecto a los materiales tradicionales estructurales; El peso es considerablemente menor que la alternativa en hormigón armado, disminuyendo la dimensión de fundaciones y superficies de apoyo a tratar. Mejor comportamiento térmico y sísmico. Al estar mecanizado con tecnología CNC  permite una alta precisión en obra. Permite la prefabricación y posterior ensamble, lo cual reduce la cantidad de residuos y puede acelerar el proceso de construcción. El proceso de fabricación es menos contaminante que sus alternativas, La cantidad de energía requerida para fabricar CLT es la mitad de la necesaria para producir hormigón y casi el 1% de la necesaria para producir acero.

Proyectos de arquitectura en Madera Contralaminada

A nivel mundial existen diversos proyectos que han utilizado madera contralaminada.

En Chile contamos con proyectos en construcción que están utilizando madera, como el edificio Tamango, proyecto de doce pisos de altura, 19.700 m2, con tres subterráneos para 220 estacionamientos, que viene a cubrir la escasez de estos espacios. También incluye proyectos de servicios, comercios y oficinas, que irán situadas en los primeros dos pisos, conformando un zócalo. Los diez pisos restantes son dos torres unidas, de madera, de 68 departamentos, entre los 90m2 y 140 m2, de tipo dúplex, tríplex y programas con 2 a 3 dormitorios. El edificio está conformado por aproximadamente 1.870 m3 de madera, que capturan en su estructura 1.495 toneladas de dióxido de carbono. Adicionalmente a esta captura, posee otras características de eficiencia energética, como bombas de calor eléctricas de alta eficiencia, sistemas de losas radiantes, con la finalidad de cumplir con el plan de descontaminación en la zona de Coyhaique. Se requirió un estudio acabado para crear las envolventes, con equipos expertos de eficiencia energética. En el proyecto en general participaron más de 20 profesionales chilenos y extranjeros, de Finlandia y Canadá.

En entrevista en extenso para Hilam Arauco, Gerardo Armanet desarrolla las particularidades de este proyecto emblemático en madera para la zona sur, y también aborda los actuales desafíos y oportunidades que presenta la construcción en madera en el país.