Certificación de la madera para uso estructural

La madera aserrada sigue siendo la forma más simple de elaboración, mediante un proceso de corte se producen piezas de sección transversal rectangular en diferentes tamaños y largos. En el mercado nacional la madera aserrada se comercializa “a granel”, sin una especificación clara sobre sus características.

Por otra parte el concepto “madera estructural” se refiere a piezas de madera de sección transversal rectangular, claramente identificada desde el punto de vista de su capacidad mecánica. La técnica mediante la cual las piezas de madera se agrupan según su capacidad para resistir cargas se llama “clasificación estructural”, proceso mediante el cual se proporciona al usuario la confianza de esperar un valor mínimo de resistencia para las piezas de un determinado grado de calidad, cualquiera sea el origen del material. 

A nivel mundial existen dos métodos de clasificación estructural de madera: la clasificación mecánica y la clasificación visual. La clasificación mecánica, tal como su nombre lo indica, es realizada por una máquina que evalúa cada pieza de madera y la asocia a un grado de calidad estructural. Existen diversos tipos de clasificación mecánica, utilizando diferentes principios para determinar la calidad estructural de la madera tales como vibración acústica, rayos-x, y flexión. Por ejemplo, en la imagen y video siguientes se observa a la maquina de nombre comercial "Dynagrade" que determina el grado estructural de las piezas de madera mediante la vibración acústica producida por un pequeño impacto en uno de sus extremos.

Por otro lado, la clasificación visual consiste en el control de una serie de características que reducen la resistencia de la madera, tales como tamaños de nudos, grietas, deformaciones, etc. Este proceso es realizado por clasificadores o “graders” debidamente capacitados por una entidad competente.

Utilizar madera sin una clasificación estructural, transforma a este material en una “caja negra” para los ingenieros, arquitectos y constructores; ya que diseñarán, especificarán y construirán con un material del cual se desconocen todas las características necesarias para su uso seguro y confiable.

Por esta razón, la madera para uso estructural siempre debe presentar una “marca de calidad”, la cual se aplica a todas las piezas que se produzcan en los aserraderos y que cumplan con los requisitos de calidad deseados. Además esta marca de calidad permite su correcta trazabilidad en el mercado.

Países como Estados Unidos, Canadá, Suecia, Noruega, Finlandia, Australia y Nueva Zelanda, han masificado la utilización de la madera estructural en base a marcas de calidad respaldadas por sistemas de certificación (ISO/CASCO), entregando al mercado un producto estandarizado y de propiedades aseguradas por organismos de certificación competentes (ISO 17065). En la figura de más abajo se observa una marca de calidad utilizada en el mercado canadiense, donde se identifica el origen de la madera (especies forestales), secado, calidad estructural, e identificaciones del productor y organismos que permiten la certificación del producto.

En Chile uno de los principales factores que explican el bajo uso de este material en el mercado nacional es la falta de una certificación que asegure la calidad del producto. Por esta razón es de suma importancia que el mercado de la construcción avance en esta linea, exigiendo una certificación de calidad de la madera para uso estructural; ya que al aumentar el uso de este material se podrán obtener estándares más altos de eficiencia energética y sustentabilidad en la industria de la construcción.

  

Fuente: 
González, Marcelo. 2013. Bases de un sistema de certificación para la madera estructural en Chile. Tesis magister. Facultad de Arquitectura de la Universidad del Bío Bío.  http://cybertesis.ubiobio.cl/tesis/2013/gonzalez_m/doc/gonzalez_m.pdf

Confort térmico y eficiencia energética de las viviendas de madera

fuente: casasdemaderanatural.blogspot.com

Para que una persona esté térmicamente confortable, no debe sentir ni mucho frío ni mucho calor. Es una sensación que varía ligeramente de acuerdo a cada individuo, dependiendo de su edad, sexo, contextura física, alimentación, actividad, entre otros.

El organismo está en equilibrio con el medio ambiente cuando la temperatura varía entre 17 y 24°C. Es decir, que cuando la temperatura ambiente es menor a 17°C se comienza a sentir frío, por lo que se debe compensar abrigo, ejercicio o alimentación. Por otro lado cuando la temperatura sube sobre los 24°C se comienza a sentir calor. Por esta razón una vivienda debe mantener una temperatura interior entre 17 y 24°C para ofrecer condiciones de confort. 

Las viviendas de madera presentan un buen comportamiento térmico, de hecho un muro con  estructura de madera de 100 mm de espesor, tiene una capacidad para resistir el calor 3,6 veces mayor que un muro de ladrillo de 140 mm de espesor; y 5,7 veces mayor que un muro de hormigón de 200 mm de espesor.

Esto hace que las viviendas de madera sean más económicas, ya que los usuarios gastarán menos combustible para calefaccionar sus hogares. En un cálculo rápido, para una vivienda de madera de 70 m2 emplazada en la ciudad de Concepción, el gasto anual en calefacción es de 48,1 kW-h/m2año; mientras que la misma vivienda con muros de ladrillo (cumpliendo con la actual reglamentación térmica) presenta un gasto de 70,6 kW-h/m2año. Es decir existe un 32% de ahorro en calefacción sólo por el cambio de materialidad de la vivienda, y que en términos prácticos equivale a que el usuario dejará de consumir anualmente 124 litros de parafina (kerosene domestico); u 87 kilos de gas licuado.

Instalación de aislante térmico en un muro con estructura de madera
fuente: www.homeinsulationdr.com

Entre los años 2002 a 2012, en Chile se construyeron en promedio cerca de 140.000 viviendas anualmente, de las cuales el 15% correspondió a viviendas con estructura de madera. Este pequeño porcentaje de construcción en madera permitió un ahorro anual de 710,4 teracalorías (sólo por concepto de calefacción), equivalente a dejar de consumir cada año 87, 8 millones de litros de parafina, o 61,8 millones de kilos de gas licuado.

El concepto es entonces que mientras más viviendas se construyan con madera, más eficiencia energética tendrá el parque habitacional en Chile. Países como Nueva Zelanda (75%), Canadá (90%) y Estados Unidos (90%), son un  modelo a seguir para masificar el uso de la madera en la construcción de viviendas, logrando altos estándares de eficiencia energética. En los próximos artículos trataré de describir las claves de estos países para lograr este uso intensivo de la madera.

Referencias.

- González M. 2008. Bienestar habitacional y eficiencia energética de viviendas sociales con estructura de madera. Memoria de título. Depto. Ingeniería de la madera, U.Chile.

- Rodriguez, Gabriel. 2008. Apuntes Curso Física de la construcción. Depto de Ingeniería Civil, U.Chile

- González M. y Rodriguez G. 2009. Bienestar habitacional y eficiencia energética de viviendas sociales industrializadas de madera. Revista CIS. Fundación Un Techo para Chile.

- DITEC-MINVU. 2013. Calificación energética de viviendas. Programa Construcción Sustentable

- Instituto Nacional de Estadística (INE). 2012. Informe edificación.

Consideraciones de cálculo.

- Transmitancia térmica muro de madera U=0,6 W/m2K.

- Transmitancia térmica muro ladrillo U=1,7 W/m2K.

- Factor de forma vivienda S/V= 1,01 m2/m3

- Demanda de energía en calefacción promedio nacional para viviendas construidas entre años 2001-2007, de 159 kW-h/m2año

- Demanda de energía en calefacción promedio nacional para viviendas construidas desde el año 2008, de 111 kW-h/m2año

Una forma concreta de luchar contra el cambio climático

Cada vez el factor “cambio climático” se vuelve más importante en la industria de la construcción de nuestro país y a nivel mundial, lo que ha hecho tomar conciencia sobre reducir el uso de energía y la emisión de gases de efecto invernadero (como el CO2). Debido a esto, ya existen certificaciones de construcción verde (como LEED) y certificaciones energéticas de viviendas, como la impulsada por los Ministerios de Energía y Vivienda. 

En este aspecto la madera y productos derivados presentan una ventaja significativa frente a los materiales estructurales de mayor uso en Chile: hormigón y acero. La madera es el único material de construcción renovable, y que durante el crecimiento del árbol, por cada metro cúbico de madera captura 1 tonelada de CO2 liberando 0,7 toneladas de oxígeno a la atmósfera.

En Canadá (2011), donde más del 90% de las viviendas se construyen con estructura de madera, la "Coalisión Madera de Quebec" lanzó la campaña publicitaria "Je touche du bois!" (yo toco madera!), cuyo objetivo fue animar a la comunidad a tomar conciencia del valor ecológico de la madera como sustituto de otros materiales más intensivos en uso de energía (hormigón, acero, aluminio, ladrillo); teniendo en cuenta su utilización en la construcción de ampliaciones y edificios residenciales. 

En Chile sólo el 13,5% de las viviendas se construyen con estructura de madera; y en nuestra sociedad no hay una conciencia colectiva sobre los beneficios que trae el uso de este material renovable para reducir el uso de energía y las emisiones de CO2.

La intención de este articulo es que sea un pequeño aporte para comenzar a generar la conciencia colectiva en Chile, de que el uso masivo de la madera en la construcción es una forma concreta de combatir el cambio climático.

Les dejo algunas fotos de la construcción de un hotel de 4 pisos en madera, fue el primer hotel con certificación LEED en la provincia de Québec, Canadá. Si quieren ver el hotel terminado, pueden ir a http://www.hotelm.ca/photos/