En la Universidad de Toronto, justo enfrente del estadio de fútbol, los trabajadores están levantando un edificio de 14 pisos con espacio para aulas y oficinas para profesores. Lo inusual es cómo lo están construyendo: atornillando vigas, columnas y paneles gigantes hechos de losas de madera fabricadas.
A medida que cada elemento de madera se entrega en una plataforma, una grúa alta lo levanta y lo mantiene en su lugar mientras los trabajadores lo fijan con conectores metálicos. En su estado a medio terminar, el edificio se asemeja a muebles de paquete plano en proceso de ser ensamblados.
La torre utiliza una nueva tecnología llamada madera en masa. En este tipo de construcción, los elementos macizos fabricados de madera, que pueden extenderse más de la mitad de la longitud de un campo de fútbol, sustituyen a las vigas de acero y al hormigón. Aunque todavía es relativamente poco común, está ganando popularidad y comienza a aparecer en los horizontes de todo el mundo.
Hoy en día, el edificio de madera en masa más alto es el rascacielos Ascent de 25 pisos en Milwaukee, terminado en 2022. A partir de ese año, había 84 edificios de madera en masa de ocho pisos o más construidos o en construcción en todo el mundo, y se han propuesto otros 55. El setenta por ciento de los edificios existentes y futuros estaban en Europa, alrededor del 20 por ciento en América del Norte y el resto en Australia y Asia, según un informe del Consejo de Edificios Altos y Hábitat Urbano. Si se incluyen los edificios más pequeños, hasta 2023 se habían construido al menos 1.700 edificios de madera en masa solo en los Estados Unidos.
La madera maciza es una alternativa atractiva al hormigón y al acero, que consumen mucha energía y que juntos representan casi el 15 por ciento de las emisiones mundiales de dióxido de carbono. Aunque los expertos todavía están debatiendo el papel de la madera en masa en la lucha contra el cambio climático, muchos apuestan a que es mejor para el medio ambiente que los enfoques actuales de construcción. Al fin y al cabo, depende de la madera, un recurso renovable.
La madera maciza también ofrece una estética diferente que puede hacer que un edificio parezca especial. “La gente se cansa del acero y el hormigón”, dice Ted Kesik, científico de la construcción del Mass Timber Institute de la Universidad de Toronto, que promueve la investigación y el desarrollo de la madera en masa. Con su apariencia cálida y relajante y sus variaciones naturales, la madera puede ser más agradable a la vista. “La gente realmente disfruta mirando la madera”.
Misma madera, una estructura más fuerte
Por supuesto, el uso de madera para grandes edificios no es nuevo. La industrialización de los siglos XVIII y XIX generó una demanda de grandes fábricas y almacenes, que a menudo eran construcciones de “ladrillos y vigas”, un marco de pesadas vigas de madera que sostenían las paredes exteriores de ladrillo.
Sin embargo, a medida que los edificios se hicieron cada vez más altos, los constructores recurrieron al hormigón y al acero como soporte. La construcción con madera se limitó principalmente a casas y otros edificios pequeños hechos con la madera “dimensional” de tamaño estándar que se ve apilada en Home Depot.
Pero hace unos 30 años, los constructores de Alemania y Austria comenzaron a experimentar con técnicas para fabricar elementos macizos de madera a partir de esta madera fácilmente disponible. Usaron clavos, tacos y pegamento para combinar piezas de madera más pequeñas en masas grandes, fuertes y sólidas que no requieren la tala de grandes árboles viejos.
Los ingenieros, incluido Julius Natterer, un ingeniero alemán radicado en Suiza, fueron pioneros en nuevos métodos para construir con estos materiales. Arquitectos, incluido el austriaco Hermann Kaufmann, comenzaron a llamar la atención por proyectos de madera en masa, incluidos los apartamentos Ölzbündt en Austria, terminados en 1997, y Brock Commons, una residencia de estudiantes de 18 pisos en la Universidad de Columbia Británica, terminada en 2017.
En principio, la madera en masa es como la madera contrachapada, pero en una escala mucho mayor: las piezas más pequeñas se superponen en capas y se pegan bajo presión en grandes prensas especializadas. Hoy en día, las vigas de hasta 50 metros de largo, generalmente hechas de madera laminada encolada o madera laminada, pueden reemplazar a los elementos de acero. Paneles de hasta 50 centímetros de espesor, generalmente de madera contralaminada o CLT, reemplazan al concreto para paredes y pisos.
Estos compuestos de madera pueden ser sorprendentemente fuertes: más fuertes que el acero en peso. Sin embargo, un elemento de madera maciza debe ser más voluminoso para lograr la misma resistencia. A medida que un edificio crece, los soportes de madera deben hacerse más gruesos; en algún momento, simplemente ocupan demasiado espacio. Por eso, para los edificios más altos de madera, incluido el rascacielos Ascent, los arquitectos suelen utilizar una combinación de madera, acero y hormigón.
Históricamente, una de las preocupaciones más obvias con el uso de madera maciza para edificios altos era la seguridad contra incendios. Hasta hace poco, muchos códigos de construcción limitaban la construcción con madera a edificios de poca altura.
Aunque no tienen que ser completamente a prueba de fuego, los edificios deben resistir el colapso el tiempo suficiente para dar a los bomberos la oportunidad de controlar las llamas y que los ocupantes puedan salir. Los materiales utilizados en los rascacielos convencionales, por ejemplo, deben mantener su integridad en caso de incendio durante tres horas o más.
Para demostrar la resistencia al fuego de la madera en masa, los ingenieros colocaron los elementos de madera en cámaras alimentadas por gas y controlaron su integridad. En otras pruebas se prendieron fuego a maquetas de edificios macizos de madera y se registraron los resultados.
Estas pruebas han convencido gradualmente a los reguladores y clientes de que la madera en masa puede resistir la quema el tiempo suficiente para ser a prueba de incendios. Esto se debe en parte a que tiende a formarse una capa de carbón en el exterior de la madera, aislando el interior de gran parte del calor del fuego.
La madera en masa obtuvo un importante sello de aprobación en 2021 cuando el Consejo de Código Internacional cambió el Código Internacional de Construcción, que sirve como modelo para jurisdicciones de todo el mundo, para permitir la construcción en madera en masa de hasta 18 pisos de altura. Con este cambio, se espera que cada vez más localidades actualicen sus códigos para permitir de forma rutinaria construcciones altas y masivas de madera en lugar de exigirles que obtengan aprobaciones especiales.
Sin embargo, existen otros desafíos. “La humedad es el verdadero problema, no el fuego”, dice Steffen Lehmann, arquitecto y estudioso de la sostenibilidad urbana en la Universidad de Nevada, Las Vegas.
Todos los edificios deben controlar la humedad, pero esto es absolutamente crucial para la madera en masa. La madera húmeda es vulnerable al deterioro causado por hongos e insectos como las termitas. Los constructores tienen cuidado de evitar que la madera se moje durante el transporte y la construcción, y implementan un plan integral de manejo de la humedad, que incluye el diseño de sistemas de calefacción y ventilación para evitar que la humedad se acumule. Para una protección adicional contra los insectos, la madera puede tratarse con pesticidas químicos o rodearse con malla u otras barreras físicas en el lugar donde se encuentra con el suelo.
Otro problema es la acústica, ya que la madera transmite muy bien el sonido. Los diseñadores utilizan materiales de aislamiento acústico, dejan espacio entre las paredes e instalan suelos elevados, entre otros métodos.
Posibles ventajas de la madera maciza
Combatir el calentamiento global significa reducir las emisiones de gases de efecto invernadero del sector de la construcción, que es responsable del 39 por ciento de las emisiones a nivel mundial. Diana Ürge-Vorsatz, científica ambiental de la Universidad Centroeuropea de Viena, dice que la madera en masa y otros materiales de origen biológico podrían ser una parte importante de ese esfuerzo.
en un artículo de 2020 en el Revisión anual de medio ambiente y recursosella y sus colegas citan una estimación de la industria maderera de que Brock Commons, de 18 pisos en Columbia Británica, evitó el equivalente a 2.432 toneladas métricas de emisiones de CO2 en comparación con un edificio similar de hormigón y acero. De ese ahorro, 679 toneladas se debieron a que en la fabricación de madera se generan menos emisiones de gases de efecto invernadero. versus concreto y acero. Otras 1.753 toneladas de CO2 equivalente quedaron encerradas en la madera del edificio.
“Si utilizamos material de origen biológico, obtenemos una doble ganancia”, afirma Ürge-Vorsatz.
Sin embargo, gran parte del entusiasmo actual por los beneficios climáticos de la madera en masa se basa en grandes suposiciones. La contabilidad a menudo supone, por ejemplo, que cualquier madera utilizada en una construcción de madera será reemplazada por el crecimiento de nuevos árboles y que esos nuevos árboles eliminarán la misma cantidad de CO2 de la atmósfera con el tiempo. Sin embargo, si los árboles viejos se reemplazan con nuevas plantaciones de árboles, es posible que los nuevos árboles nunca alcancen el mismo tamaño que los originales, argumentan algunos grupos ambientalistas. También existe la preocupación de que la creciente demanda de madera pueda provocar una mayor deforestación y menos tierra para la producción de alimentos.
Los estudios también tienden a suponer que una vez que la madera está en un edificio, el carbono queda atrapado para siempre. Pero no toda la madera de un árbol talado termina en el producto terminado. Las ramas, raíces y desechos del aserradero pueden descomponerse o quemarse. Y cuando el edificio es derribado, si la madera termina en un vertedero, el carbono puede salir en forma de metano y otras emisiones.
“Muchos arquitectos se están rascando la cabeza”, dice Stephanie Carlisle, arquitecta e investigadora ambiental de la organización sin fines de lucro. Foro de liderazgo en carbonopreguntándose si la madera en masa siempre tiene un beneficio neto. “¿Eso es real?” Ella cree que los beneficios climáticos existen. Sin embargo, dice que comprender el alcance de esos beneficios requerirá más investigación.
Mientras tanto, la madera en masa está a la vanguardia de un modelo de construcción completamente diferente llamado diseño integrado. En la construcción tradicional, un arquitecto diseña primero un edificio y luego se contratan varias empresas para encargarse de diferentes partes de la construcción, desde colocar los cimientos hasta construir el marco, instalar el sistema de ventilación, etc.
En el diseño integrado, afirma Kesik, la fase de diseño es mucho más detallada e involucra a las distintas empresas desde el principio. La forma en que los diferentes componentes encajarán y funcionarán juntos se determina de antemano. Los tamaños y formas exactos de los elementos están predeterminados e incluso se pueden perforar previamente orificios para los puntos de fijación. Eso significa que muchos de los componentes se pueden fabricar fuera del sitio, a menudo con maquinaria avanzada controlada por computadora.
A muchos arquitectos les gusta esto porque les da más control sobre los elementos del edificio. Y debido a que gran parte del trabajo se hace con anticipación, los edificios tienden a construirse más rápido en el sitio, hasta un 40 por ciento más rápido que otros edificios, dice Lehmann.
Los edificios de madera maciza tienden a fabricarse más como automóviles, dice Kesik, y todas las piezas separadas se envían a un lugar final para su ensamblaje. “Cuando el enorme edificio de madera aparece en el lugar, en realidad es como un mueble de Ikea de gran tamaño”, dice. “Todo va de la mano”.
Este artículo apareció originalmente en Revista Conocibleun esfuerzo periodístico independiente de Annual Reviews. Regístrese para el hoja informativa.
