Madera Laminada en Cruz: el futuro de la construcción?

Ema Pedro
Madera que bien? La Innovación Madera y Centro de Diseño en la Columbia Británica está destinado a mostrar el potencial de la construcción de mediana altura y de gran altura con estructuras de madera masiva ingeniería.
 
Antes de la industria aeroespacial, el software y el café definieran el noroeste del Pacífico, la madera fue la industria que alimentó nuestra economía. Ahora, un nuevo enfoque radical hacia la construcción sostenible – la construcción de  – podría traer la madera de nuevo en el centro de atención, estimular las economías rurales y promover la salud de los bosques de una manera que los arquitectos, los grupos conservacionistas y las empresas madereras pueden quedarse atrás.

Mientras el noroeste del Pacífico le gusta presumir de sus numerosos edificios verdes, no pueden coincidir con la construcción en madera de gran altura en Europa y Australia que tienen huellas de carbono cuarta la de edificios de tamaño similar de acero y hormigón. Una construcción de viviendas de madera de 10 pisos llamado Forté se completó recientemente en Melbourne, Australia. El Treet es un edificio de apartamentos de lujo de 14 pisos en Bergen, Noruega, que será el edificio de madera más alto del mundo cuando esté terminado este otoño. El próximo año, los constructores comenzarán la construcción de HoHo, una torre de 24 pisos de hotel, oficinas y apartamento en Viena compuesto por el 76 por ciento de la madera.

Vídeo: Marjan Popovski comparte investigación desarrollada alrededor del diseño y el rendimiento de estructuras de madera laminada en cruz (CLT) bajo cargas laterales por FPInnovation. Se discuten los principios de diseño basados en la capacidad, el análisis sísmico y los resultados de la investigación alrededor de sujetadores, brackets y clavos. Los resultados finales muestran que las estructuras CLT correctamente diseñadas permiten el diseño de edificios de madera más altos. Cortesía ReThinkWood

Lo que hace CLT tan convincente es que puede ser fabricado utilizando árboles «basura» con diámetros tan pequeños como 4 pulgadas, incluyendo muchos árboles muertos. Los bosques nacionales a ambos lados de las cascadas están llenos de matorrales «pelo perro» de la cicuta occidental, abeto Douglas y otros árboles propicios para incendios forestales y brotes de plagas. Árboles delgados son antieconómicos para cosechar hoy porque tienen tan poco valor, pero los gestores forestales federales y estatales no tienen el presupuesto para eliminarlas. Cuando se incorpora en los paneles de CLT, esa madera podría proporcionar la materia prima para construir muchos de los edificios de mediana altura apareciendo en Seattle y otros centros urbanos de todo el país.

«Todo el mundo lo ve venir», dice Timothy Punke, vicepresidente senior de asuntos corporativos y las políticas públicas en Plum Creek Timber Company, que posee vastas tierras forestales en el estado de Washington. «Es una gran oportunidad para construir ciudades amigables con el ambiente, y ayudar a las economías rurales que dependen de la madera y la creación de incentivos para que más personas planten más hectáreas con árboles.»

Hoy en día, sólo hay 26 fabricantes CLT todo el mundo. La mayoría se agrupan en torno a Austria, que dio origen a la industria. Los analistas estiman que el potencial de mercado en los Estados Unidos es de $ 4 mil millones, pero las ventas con el tiempo podrían crecer mucho más allá de eso. Cees de Jager, director de marketing de la Junta de Madera blanda, un grupo del sector, dice que el 77 por ciento de los metros cuadrados construidos cada año en los Estados Unidos es de menos de 12 pisos de altura y se podría hacer con la madera maciza. De edificios no residenciales de 12 pisos, 90 por ciento de los actuales están hechos de acero y hormigón. La sustitución por madera reduciría drásticamente la huella de carbono del sector de la construcción, pero Estados Unidos está muy por detrás de Europa, Australia y Canadá en la construcción con madera maciza. «No es normal que los Estados Unidos esté en cuarto lugar», dice de Jager. «Tenemos que llegar al nivel de oro.»

Sin duda, podría ser años antes de que el sector de la construcción notoriamente conservadora llegue a utilizar CLT en la construcción de una manera significativa. No está claro si las prácticas forestales sostenibles pueden proporcionar suficiente fibra en niveles confiables en el largo plazo. Los códigos de construcción y la ausencia de plantas locales de fabricación CLT también son un problema. Y mientras más empleos eventualmente podrían ser creados en los bosques y aserrios, podría haber menos puestos de trabajo en las obras de construcción. La técnica de construcción de CLT, basado en los sistemas de elevación utilizados para la construcción de hormigón prefabricado, emplea una grúa para bajar los paneles al lugar que luego se atornillan juntos. Este método requiere un equipo más pequeño en el sitio de construcción.

Sin embargo, los líderes locales están avanzando para explorar oportunidades de manera agresiva. «Es una manera potencialmente poderosa para monetizar la capacidad de restaurar nuestros bosques, eliminar parte de la carga de combustible e incluso empezar a crear un bosque comercial más complejo», dice Gen Duvernoy, quien como director general de Forterra (anteriormente el Land Conservancy Cascada) es conocido por reunir a los grupos ecologistas y empresariales divergentes detrás de objetivos comunes. Si la industria se puede desarrollar de forma sostenible, Duvernoy dice, debería suceder aquí. «Somos líderes en tecnología, aeroespacial y café», señala. «Tenemos un montón de bosques. Merecemos ser un líder en este mundo «.

En septiembre pasado, Forterra acogió una reunión que congregó a una improbable alianza de ambientalistas del noroeste del Pacífico, empresas madereras, políticos, arquitectos y académicos con la esperanza de un inicio rápido a una industria alrededor de CLT. El grupo continúa convocando mensualmente para identificar oportunidades para demostrar el valor de CLT para las comunidades, el medio ambiente y la economía. 

«Tener un grupo de conservación como Forterra reconoce que esta oportunidad [CLT] cambia el juego por completo», dice Tom DeLuca, profesor en la Facultad de Ciencias Ambientales y Forestales de la Universidad de Washington. «Se ven las cosas desde un enfoque de sistemas integrales y son eficaces en conseguir el apoyo a los grupos ecologistas. Traen credibilidad al suelo. » El congresista Washington Derek Kilmer, cuyo distrito sexto incluye toda la Península Olímpica, que ha sido duramente golpeada por el encofrado de las operaciones de aserraderos, ve CLT como un motor de crecimiento importante.

«Los nuevos productos de madera fabricada como la madera laminada cruz no sólo son buenos para el medio ambiente», dice Kilmer, «pero también tienen el potencial para crear nuevos puestos de trabajo de fabricación en nuestras comunidades rurales». Recientemente ha añadido el lenguaje para una autorización para fomentar en el Departamento de Defensa utilizar productos de CLT en vivienda y otros proyectos de construcción.

Las empresas madereras tienen la idea de que la sociedad podría reconocer los bosques como fuente de recursos sostenibles.

«Más usos para la madera conducirán a mejorar los precios», dice Colin Moseley, presidente de la empresa Green Diamond Recursos, la quinta generación de una empresa familiar propietaria de 300.000 hectáreas de bosques en el estado de Washington y recientemente han plantado su árbol número 100 millones.

Mayor valor de la madera, a su vez, crea incentivos para que los administradores de tierras compren más bienes que de otra manera podrían ser objeto de desarrollo inmobiliario y la conviertan en tierras de producción de madera en su lugar.

Por el momento, Washington está muy por detrás de sus vecinos del noroeste del Pacífico en acoger al CLT. De la Columbia Británica Productos Structurlam fue el primero en construir una planta de fabricación de CLT en 2011. SmartLam Tecnologías opera una planta de fabricación en CLT-Montana y suministra los paneles que se utilizan como patines en obras de construcción. Y una colaboración gobierno-industria ayudó a poner en marcha una planta de fabricación de CLT en Oregon este año. Una empresa de desarrollo inmobiliario con sede en Portland tiene previsto comenzar las obras el próximo año en una obra de 12 pisos, de uso mixto de madera de gran altura en Pearl District de Portland. Y la ciudad de Springfield, Oregon, está estudiando la posibilidad de construir el primer edificio de estacionamientos en madera maciza en los Estados Unidos.

Arquitectos en Washington ven la  CLT como un ajuste perfecto para el estado. «La historia detrás del medio ambiente del CLT es inspirador», dice Joe Mayo, que viajó por el mundo investigando edificios de madera maciza y recientemente publicados Solid Wood: Case Studies in Mass Timber Architecture, Technology and Design. A los arquitectos les gusta usar materiales locales, y «que tiene un material estructural que se puede dejar expuesto pone en el corazón de nuestra arquitectura regional», añade Mayo.

Proyectos en Washington utilizando CLT incluyen la Brelsford WSU Centro de visitantes en Pullman, Estado de Washington y los Servicios de Salud Comunitaria Internacional ‘Shoreline Médico Clínica Dental. Susan Jones, una arquitecta de Seattle, completó recientemente una casa de dos pisos hecha de CLT, cree que es el primero en el país.

Brelsford WSU

El verdadero beneficio de CLT como un producto de construcción sostenible sólo se realiza cuando se sustituye el acero y el hormigón en la construcción de gran altura.

«Por primera vez, los arquitectos pueden empujar a través de los límites de cuatro pisos de construcción del marco ligero y de diseño de edificios de mediana altura con madera», dice Don Bender, director del Centro de Ingeniería de Materiales y compuesto en la Universidad Estatal de Washington. Él ve los edificios de más de 8 a 12 pisos se hacen de la madera, ya que están en Europa. Bender y sus colegas de la WSU están estudiando maneras de alcanzar etapas en la tecnología existente para ayudar a construir un sector más avanzado CLT en Washington.

Para todas las ventajas de la CLT, siendo la industria de la tierra tan difícil. Es la situación de pollo y el huevo: los propietarios de Mill no quieren invertir $ 3 millones a $ 6 millones para construir líneas de producción automatizadas capaces de fabricar paneles de 10 pies-de-40-pies hasta que haya una demanda constante y fiable. Sin embargo, la demanda no se desarrollará hasta que un proveedor local haga que los costos de materiales más razonable.

Otro obstáculo son los códigos de construcción estadounidenses que ahogan la innovación. Códigos europeos y canadienses son basados en el desempeño, dice Ethan Martin, director regional del noroeste en WoodWorks, un grupo del sector que apoya la construcción de madera. «En Europa se puede decir, ‘He corrido los cálculos y creo que este material puede soportar la carga'», dice. «El código de los Estados Unidos es prescriptiva: ‘Si lo hace A, entonces B, entonces C, puede utilizar este producto.’ Eso es un desafío si un nuevo material requiere un nuevo enfoque en la construcción «.

Ha habido algunos avances en este frente. En 2012, la ciudad de Seattle actualizó su código de construcción para incluir con CLT. El Código Internacional de Construcción 2015 incluye más referencias a la construcción CLT y la próxima revisión en 2018 incluirá aún más. Aunque Susan Jones dice que tomó cuatro meses para obtener los permisos para su casa con CLT construida en Seattle, elogió a la ciudad por la concesión de los permisos y visitar el sitio para ver el uso de CLT de primera mano. Varias ciudades, incluyendo Minneapolis y Portland, han prometido una estrecha colaboración con los constructores para otorgar las variaciones que permiten construir edificios en madera de 10 pisos. 

El costo es otra barrera para un uso más generalizado de los paneles de CLT. Jones dice que el costo de la elaboración de su casa fue el doble de caro, ya que habría estado con la construcción tradicional, en gran parte debido al alto costo de envío de los paneles del fabricante en la Columbia Británica. La falta de fabricantes de CLT y la escasez de contratistas familiarizados con la nueva tecnología, con beneficios de costos ocultos del material también contribuyen a mayores costos.

El apoyo federal puede ayudar a cerrar la brecha. El Departamento de Agricultura de Estados Unidos está promoviendo el sector con subvenciones y concursos.Ganadores del Concurso Premio Madera Edificio Alto $ 2 millones, el cual tiene el objetivo de fomentar la construcción de edificios de madera de gran altura, se darán a conocer a finales de este año. Al menos dos grupos en Washington y una en Oregon han entrado. La Junta de Madera blanda está trabajando con el USDA y con las universidades para crear cursos en línea y explorar la creación de desarrollo de habilidades para los trabajadores que con el tiempo trabajarán con CLT en el sitio de trabajo.

Pero uno de los principales impulsores de desarrollo de una industria de CLT es el lado de la oferta. «CLT no se trata sólo de un nuevo material que se puede comprar en Home Depot», dice Hans-Erik Blomgren, un socio en la oficina de Seattle de Arup, una compañía con sede en Londres, con una amplia experiencia en la construcción de rascacielos con CLT y la cual se ha asociado con la Universidad Estatal de Washington para participar en el concurso. «Es una tecnología de punta para el estado actual de la industria en la que los paneles se construyen en una fábrica y se entregan de una manera ligera y fácil de transportar. La venta de los registros a China no es lo que deberíamos estar haciendo. Deberíamos estar construyendo productos de alto valor «.

Aunque los niveles de cosecha en tierras estatales y privadas se han mantenido constantes en los últimos años, se han desplomado en tierras federales debido a las presiones de los ecologistas. Esto ha obligado a los aserraderos a cerrar, dejando a muchas comunidades rurales con un alto desempleo. Y con los bosques federales demasiado con un presupuesto limitado, no pueden participar en el raleo selectivo necesaria para aumentar el hábitat silvestre, reducir el peligro de incendios y proporcionar espacio para la maduración de los árboles.

CLT fundamentalmente podría cambiar la forma en que los bosques se gestionan mediante la creación de demanda de árboles de pequeño diámetro. El apoyo de los ecologistas también podría dar lugar a compromisos que paraban desafíos judiciales que se están estancando la cosecha en los bosques federales. La confianza que un suministro constante de madera de pequeño diámetro estaría disponible podría alentar a los propietarios de molinos considerar invertir en la fabricación de CLT, aunque podrían ser necesarias algunas subvenciones para fomentar las primeras inversiones. No hay discusión sobre el apoyo del Estado para una planta de CLT en Darrington, cerca del sitio del deslizamiento de tierra en 2014 de tierra. La ciudad de Forks ha ofrecido la tierra y está buscando un socio para construir un molino de CLT.

Si se maneja bien, la madera utilizada en la fabricación de CLT «debe ser visto como renovable y verde, no una industria extractiva como la minería», dice DeLuca. «Se trata de materiales de construcción verde y de gestión forestal más sostenible.» Y, presumiblemente, un futuro de la silvicultura que todos puedan apoyar.

En casa en Seattle

Susan Jones dice que la construcción de la primera residencia unifamiliar en Seattle exclusivamente con CLT requiere mucha más planificación porque los paneles CLT son prefabricados con ventanas y puertas ya cortadas. Su firma, Atelierjones, pasó tres meses trabajando con los técnicos decontrol numérico (CNC) en Structrurlam Products, un fabricante CLT en la Columbia Británica, para producir los paneles para su casa hecha a la medida. Esa planificación de diseño avanzado dio sus frutos. Cuando los paneles se dejaron caer en su lugar, dice, «encajaron como un guante».

Sloan Ritchie, el dueño de Cascade building, que construyó la casa de Jones, dice que trabajar con CLT por primera vez no era tan complicado. La tripulación tuvo que lidiar con los días de viento en noviembre que cerraron el uso de la grúa. Pero Ritchie dice que el tiempo de construcción fue aún más rápido que con un proyecto marco ligero. El primer piso de la casa de Jones se subió en dos días, y toda la estructura se ensambla en dos semanas. – AW

Creación de una industria de maderables macizos

La Universidad del Estado de Washington ha recibido una subvención de 250.000 dólares del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos por un esfuerzo conjunto con el sector privado el que espera mejorar el funcionamiento de toda una cadena de suministro CLT. Arquitectos, por ejemplo, podrían ser capaces de enviar sus diseños CAD / CAM a un fabricante de CLT y tienen esos diseños transferidos a la perfección en el software que le dice a las máquinas de control numérico, donde y cómo cortar los paneles de CLT.

Cuando los fabricantes de hoy en día utilizan un proceso de sustracción, la construcción de los paneles primero para luego cortar las ventanas y puertas, un proceso que desperdicia madera, una planta de fabricación avanzada utilizaría un proceso aditivo, como una impresora 3-D, que pone la madera sólo cuando es necesario, dejando huecos para puertas, ventanas, plomería, mecánicos y líneas eléctricas. Las máquinas podrían instalar diversos materiales de la moda LEGO como entre las sábanas para agregar aislamiento acústico, resistencia al fuego y otras capacidades.

«Se trata de utilizar la fabricación avanzada e ir más allá de paneles tontos, solo gruesos, y poner en funcionamiento», dice Todd Beyreuther, profesor asistente de investigación en el Instituto de WSU para el Diseño Sostenible. «Los arquitectos serían capaces de utilizar toda la tecnología a su disposición para personalizar los materiales a sus necesidades específicas. Se trata de pedir a el grupo madera para realizar muchas funciones con la ingeniería y la tecnología. La premisa es que los arquitectos ya piensan de esa manera «.

WSU está trabajando con Vaagan Brothers Lumber, una empresa de aserrio y la tala de tecnología avanzada basada en Colville; De Spokane Valley Manufacturing Berg, que tiene capacidades sofisticadas para la instalación de fontanería y electricidad en los recipientes utilizados para acampar; y Tecnologías SmartLam, un fabricante CLT basado en Montana. El objetivo es construir una planta de producción piloto para avanzar en el estado del arte de fabricación CLT.

«Lo ideal sería poner la madera en un extremo y obtener paneles inteligentes con la fontanería y la electricidad ya está instalado en el otro extremo», dice Andy Barrett, director ejecutivo de Berg Manufacturing. La electricidad y las tuberías se pueden conectar al mismo tiempo los paneles se atornillan juntos en el sitio de construcción.

Aunque ninguna empresa aún se ha comprometido a la construcción de una planta de fabricación de CLT en el estado de Washington, Beyreuther observa que cada vez más personas se preguntan cómo entrar en el negocio. «En los próximos tres a cinco años, podríamos ver un gran salto en la fabricación», dice.

Él cree que tendría sentido tener dos fabricantes de CLT en el este de Washington y dos más en el oeste de Washington para que los arquitectos que quieren controlar todo, hasta la especie de madera utilizada en los paneles pueden colaborar estrechamente con el fabricante.

Beyreuther espera construir un gran edificio comercial de CLT en los próximos dos a tres años, y dice que los códigos de construcción no son una barrera. «Hay una luz verde en todo», declara. «Podríamos construir un edificio de 10 pisos en la actualidad. Por el momento no es rentable.»- LH

Mientras tanto, en Oregon

Mientras Washington intenta crear un impulso detrás de su esfuerzo con CLT, Oregon, está listo y funcionando. Oregon MEJOR, una organización no lucrativa con el objetivo de impulsar la investigación de tecnología limpia financiada por el Estado, a condición de 150.000 dólares el año pasado para DR Johnson Lumber Company y Riddle laminadores para ayudar a construir y certificar una línea de producción CLT con Abeto Douglas.

Valerie Johnson, presidente de DR Johnson Lumber, dice que la compañía se expandió a un edificio ya construido e instalado nuevas máquinas capaces de producir paneles más grandes. «Debido a que hemos estado fabricando vigas de madera laminada durante casi 40 años, tenemos más o menos una cuarta parte de los equipos necesarios ya», dice Johnson. «Una vez que estás acostumbrado a resinas, sujeción y encolado, no es un proceso que temes.»

En menos de un año diseñarán las prensas; la instalación requiere menos de dos meses. La planta puede construir paneles de hasta 10 pies por 24 pies, pero podría añadir prensas capaces de producir paneles de 42 pies si la demanda surge.

Tras la certificación por el Engineered Wood Association con sede en Tacoma, Johnson ya tiene clientes potenciales esperando, incluyendo la Universidad Estatal de Oregon y la ciudad de Springfield. – AW

Fuente: Seattle Business

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