La madera es un material muy noble y fácil de trabajar, permitiendo que constructores profesionales y de oficio fabriquen objetos y estructuras simples sin mayores problemas. Sin embargo, al momento de pensar en viviendas o edificios de mayor escala, es importante tomar ciertas precauciones que aseguren la buena calidad y el buen comportamiento de la construcción. En esta dirección, es fundamental evaluar cada proyecto en específico y analizar qué sistema de conexión se acomoda de mejor manera a los requerimientos estructurales y estéticos.
Conversamos con los expertos de Simpson Strong Tie, empresa líder en conectores estructurales, anclajes y sistemas de sujeción, para aprender más sobre estos temas. A continuación, presentamos importantes lecciones y consejos para construir casas y edificios de madera más seguros y resistentes.
Debemos ser honestos: los arquitectos no somos expertos en todo y no tenemos porque serlo. Por este motivo, es importante confiar en los profesionales y técnicos de otras áreas, en forma colaborativa, especialmente cuando se trata de soluciones constructivas complejas. Nuestro valor está en desarrollar el mejor proyecto posible según los requerimientos del usuario, confiando en que estas distintas soluciones cumplirán los requisitos de ingeniería y se adaptarán efectivamente a nuestro diseño.
De todas formas, recomendamos tener siempre algunas consideraciones en mente:
1. Las estructuras construidas con conectores son más fuertes que las que se construyen sólo con clavos o pernos, permitiendo mayores luces y durabilidad
Disponibles en una gran variedad de formas y tamaños, los conectores estructurales están hechos de acero y están diseñados para unir los diferentes elementos de la estructura, ayudando a prevenir el daño causado por sismos, vientos fuertes y otras amenazas.
Los sistemas de conectores, en comparación a unir únicamente con clavos, no sólo entregan una mayor capacidad resistente a la estructura, sino que también mejora su ductilidad. En una tormenta de viento fuerte, por ejemplo, es mucho más probable que los clavos no funcionen eficientemente, separando la unión y no transmitiendo correctamente los esfuerzos de un elemento a otro. Un conector de metal es la manera más segura y eficiente de transmitir los esfuerzos en su totalidad de la estructura hacia la fundación.
2. Se deben respetar los componentes de un sistema de conexión para un trabajo en conjunto hacia un mejor desempeño estructural
El sistema de uniones debe ser una solución integral; una vez diseñados los elementos de madera y su punto de encuentro, se debe pensar en las conexiones estructurales. Teniendo en cuenta la continuidad del camino de carga de la estructura en su totalidad (vigas, pilares, cerchas, etc.), todas las cargas que se producen en la estructura deben ser llevadas, lo más rápido posible, a los cimientos. Si se pierde una de las conexiones, se podría producir un colapso parcial o inclusive total de la construcción.
Además del peso propio de la estructura (carga muerta), es necesario considerar distintos tipos de cargas vivas a resistir. Los efectos de un sismo nacen desde los cimientos, transmitiéndose al resto de la estructura y volviendo nuevamente a la fundación. Por el contrario, las cargas del viento o la nieve nacen por la parte más alta de la estructura, y deben ser llevadas rápidamente hacia abajo.
3. Una mala elección de los componentes del sistema de conexión puede causar daños por corrosión, impactando el diseño estructural por completo
Los primeros elementos afectados por la corrosión son los conectores. Luego comienzan a contaminar la madera y entran en un círculo nocivo para la estructura. Un grado de corrosión demasiado alto puede incluso cortar la pieza de acero, su fijación o debilitar considerablemente la resistencia de la madera, perdiendo la conexión estructural y perdiendo la continuidad del camino de carga.
Es muy importante mantener tanto una compatibilidad de materiales entre el conector y sus fijaciones, como en el tipo de protección para corrosión, en el caso de utilizar. Lo esencial es seleccionar correctamente el sistema de conexión dependiendo del grado de exposición al que estará expuesto.
4. Una modificación del proyecto original no puede ser improvisado en terreno: los elementos estructurales no deben ser alterados sin considerar dichas modificaciones en el diseño
Habitualmente, en el sitio de construcción se cometen errores básicos que pueden afectar la efectividad de toda la estructura. Por ejemplo, al instalar ductos de instalaciones, algunas piezas de madera son perforadas para dejarlos pasar. Esto puede afectar gravemente la continuidad del camino de carga.
Aunque la estructura puede no colapsar ante cargas muertas, una interrupción de este tipo causa una redistribución de las cargas, obligando a que estas sean recibidas por otro elemento que no fue diseñado originalmente para cumplir esa función. Esto puede traer grandes consecuencias ante la acción de una carga lateral como sismo o viento.
5. El sistema de conexión se determina según la calidad de madera y sus dimensiones
Primero se debe elegir la madera y luego, el conector más adecuado a ella y a las características de la estructura. Existen conectores que funcionan correctamente para distintos tipos de madera, y otros que son recomendados para maderas específicas.
En el caso de las estructuras de madera a la vista –por ejemplo, compuestas por piezas de madera laminada encolada (Glulam)–, generalmente se utilizan conectores ocultos, dejando la estructura de madera limpia frente al ojo del observador, o en su defecto, conectores con un diseño atractivo y acorde con el resto del proyecto. Las secciones de la madera, que dependen de las cargas que recibirá cada punto de la estructura, también van a guiar la elección de los conectores.
Ejemplo de conector oculto
Ejemplo de conectores a la vista
6. Existen softwares que pueden ayudar en el proceso
Con el objetivo de trabajar en conjunto con los profesionales del área, existen softwares que facilitan el proceso y que permiten ir teniendo una idea más clara de la solución estructural que se adecua de mejor manera a la aplicación. CG Visions, por ejemplo, permite ahorrar costos y mejorar la eficiencia de la estructura en general, ayudando a arquitectos evaluar, seleccionar e implementar soluciones tecnológicas, desde las primeras etapas del proyecto.
Ejemplo de aplicación: Torre Experimental Peñuelas, 6 pisos en madera
A fines de 2018, el Minvu y el Centro de Innovación en Madera de la Universidad Católica (Corma), inauguraron en Chile la Torre Experimental Peñuelas, en la Reserva Nacional del mismo nombre. Durante 18 meses se realizaron estudios en relación a su comportamiento, con el fin de desarrollar una construcción efectiva en esta materialidad, única en Latinoamérica. El diseño y la construcción de la torre fue liderado por el arquitecto Eduardo Wiegand, y cuenta con 20 metros de alto y una superficie de casi 120 m2.
Según el Ex Director de CIM UC y actual Presidente de Corma, Juan José Ugarte, la madera permite un mayor nivel de confort ambiental, eficiencia energética, y capacidad de respuestas sísmicas. Además del uso de conectores y fijaciones Simpson Strong Tie, en la estructura se ha utilizado el sistema Strong Rod (ATS, de la misma marca) para la resistencia sísmica y al viento de la estructura.
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Revisa todos los conectores disponibles, y sus usos recomendados, aquí.
