permite desacoplar la respuesta axial respecto de la cortante; el CLT no sufrirá deformación de cortante al solicitarse axialmente y viceversa. Además, el balanceado tiende a desacoplar también la flexión de la torsión, de modo que un momento flector tan sólo tiende a producir un pequeño momento torsor. En definitiva, la estabilidad mecánica es claramente superior con simetría y balanceado, y por ello, el número de capas tiende a ser impar lo que ocurre habitualmente con otras configuraciones de productos de ingeniería ‘por capas’, tales como el terciado (ver secciones posteriores), aunque lógicamente se observan excepciones a esta regla.
Es también relativamente habitual emplear una capa de hormigón de aproximadamente unos 4 cm sobre el CLT para mejorar las propiedades de aislamiento acústico y vibraciones. En este caso el hormigón puede estar conectado al CLT mediante encolado o algún tipo de conector mecánico capaz de transmitir los esfuerzos cortantes, muy habitualmente tornillos dispuestos con una inclinación de 45°, los cuales tienden a ser prefabricados y mecanizados antes de aplicar la mezcla de hormigón en obra.
Una de las principales ventajas del CLT reside en una elevada rigidez lateral, lo que permite la realización de edificaciones de mediana a gran altura, cumpliendo con los restrictivos límites de desplazamiento entre piso o drift que se estipulan en la mayoría de normativas internacionales. Por otra parte, la influencia de los defectos es incluso menor que en la MLE dada la gran masividad del producto, por lo que en principio es posible emplear maderas de inferior calidad, especialmente en las capas centrales; este aspecto podría ser muy importante para países productores de especies de rápido crecimiento, tales como los países de Latinoamérica. La masividad también le atribuye a este producto una resistencia al fuego muy elevada —se han reportado resistencias de hasta 150 minutos sin perder la integridad estructural. Finalmente, a diferencia de la madera maciza y la MLE, el CLT muestra una gran estabilidad dimensional ya que los cambios dimensionales transversales de una lámina son contrarrestados por la estabilidad longitudinal de la lámina vecina.
4.6 Productos de fibras y partículas de madera
Tableros de fibras
Los tableros de fibras, Figura 4.4.c, están fabricados a partir de fibras de madera, mediante un proceso mecánico de desfibrado. Se clasifican, en función de su densidad, en tableros de densidad media (MDF, Medium Density Fibreboard), con una densidad aproximada de 600 Kg/m3, o tableros de alta densidad (HDF, High Density Fibreboard), con una densidad mayor a 800 Kg/m3. Los MDF son fabricados a partir de la unión de las fibras mediante adhesivos y un proceso de prensado en caliente, y sus aplicaciones están asociadas a la carpintería y mobiliario principalmente. Los HDF se caracterizan por no usar adhesivos en su proceso de fabricación, sino que las fibras se entrelazan a través de sus propiedades termoplásticas mediante el prensado. Las aplicaciones son más diversas: mobiliario, industria del automóvil, juguete o calzado, aislamiento, etc. Finalmente, también existen paneles “blandos” de fibras de madera (LDF, low density fiberboard), cuyas densidades se sitúan en torno a los 100-200 kg/m3. Al igual que los anteriores, estos paneles no emplean adhesivos en el proceso de fabricación. Sus principales aplicaciones son como elemento aislante, ya que sus propiedades térmicas son parecidas a las de los materiales derivados del petróleo que se emplean más habitualmente. El uso de este tipo de paneles de aislamiento es muy habitual en Centroeuropa.
Tableros de partículas
Los tableros de partículas, Figura 4.4.d, están formados por varias capas de partículas de madera de unos pocos mm de espesor y longitudes de hasta 30 mm, secas y posteriormente encoladas y prensadas. Los espesores habituales del tablero varían entre 3 y 50 mm. El uso de prensas continuas permite obtener cualquier longitud, quedando limitada la anchura a la de la prensa. La densidad habitual ronda los 650 Kg/m3.
Los tableros de partículas se clasifican en 7 tipos, siendo los P1, P2 y P3 tableros no estructurales, y entre P4 y P7 los tableros estructurales para diferentes usos en función de la humedad ambiente. Si bien las propiedades mecánicas de estos productos son muy homogéneas, se pierde la calidad de “fibra” por lo que las resistencias son mucho más bajas que un tablero de terciado o OSB. La ventaja de estos productos radica principalmente en su precio, y la ventaja de poder emplear maderas y trozos de madera de baja calidad, incluso madera reciclada.
4.7 Productos de virutas de madera
Parallel strand lumber (PSL), Laminated strand lumber (LSL) y Oriented strand lumber (OSL)
Los PSL, Figura 4.7.a, son productos formados por virutas de madera, con una relación longitud-espesor de aproximadamente 300, orientadas de forma paralela, encoladas y prensadas, para formar vigas, postes y otros elementos estructurales. Las secciones habituales de las vigas cuentan con anchuras de hasta 180 mm y cantos de hasta 500 mm aproximadamente.
En función de la relación longitud-espesor de las virutas, se definen otros productos similares, como son el LSL (Laminated Strand Lumber) cuya relación es de aproximadamente 150, y el OSL (Oriented Strand Lumber) con una relación de 75, Figuras 4.7.b y 4.7.c, respectivamente. Estos tres productos, junto con el LVL, suelen ser agrupados en literatura de habla inglesa como structural composite lumber (SCL).
Tableros de virutas orientadas (OSB)
Los tableros OSB (Oriented Strand Board), Figura 4.7.d, están formados por varias capas de virutas de madera, orientadas de tal modo que, en cada capa, las virutas estén orientadas (aproximadamente) de forma ortogonal a la siguiente capa. Las virutas se encolan con adhesivos y se prensan en caliente para conformar el tablero. Las dimensiones habituales son 1,22 x 2,44 m y los espesores oscilan entre 6-28 mm. Su densidad varía con la especie de madera utilizada, pero suele rondar los 650 Kg/m3. Existen cuatro tipos de tableros OSB, siendo los comprendidos entre los tipos 2 y 4 los considerados estructurales y variando su aptitud en función del contenido de humedad ambiental donde se coloquen. Los usos más comunes son como cerramientos de paredes y cubiertas.
figura 4.7 Productos fabricados a partir de virutas de madera.
4.8 Productos compuestos
Existen multitud de productos compuestos de madera y celulosa. Tal como resulta habitual en cualquier tipo de material compuesto, la composición de diferentes materiales dentro del mismo producto se fundamenta en aprovechar las principales ventajas de cada producto. Por ejemplo, en la fabricación de vigas en I es habitual combinar el OSB en el alma por su gran resistencia al corte, con el LVL por su gran resistencia axial en las alas. En los productos de ingeniería de madera, dichas combinaciones son muy factibles debido a la facilidad de unión ya sea mediante encolado o uniones mecánicas. En el libro “Conceptos avanzados del diseño estructural con madera. Parte I” se dedica un capítulo al diseño y cálculo de algunos de los elementos compuestos más habituales.
Nótese que existe una gran cantidad de elementos compuestos, y las combinaciones posibles son prácticamente infinitas. En esta sección se describen brevemente únicamente las combinaciones más comunes desde el punto de vista material, una descripción más detallada de los productos compuestos se detalla expone en el capítulo referente a la construcción.
Vigas I
Las vigas I (I-joists)4.4 están compuestas habitualmente por alas de madera aserrada o LVL y alma de contrachapado o OSB, entre otros. Los anchos de viga varían entre 38 y 89 mm y los cantos entre 241 y 508 mm aproximadamente, con longitudes habituales hasta 20m, ver una ilustración en Figura 4.8.a.
Compuestos madera-hormigón
Denominados en inglés como timber-concrete composites son elementos estructurales que combinan la madera y el hormigón para la creación de un compuesto que, en la mayoría de los casos, trabaja solidariamente, ver Figura
