5 Beneficios de Construir con Cruz

Jul 22, 2023

Dado que la construcción representa casi el 40% de las emisiones globales de carbono, uno de los principales impulsores del cambio climático inducido por el hombre, los diseñadores, constructores y otras partes interesadas de la industria están trabajando para reducir su huella ambiental mediante la integración de materiales renovables y diseño sostenible en sus proyectos.

La madera contralaminada (CLT) está emergiendo como un material de elección popular para estructuras residenciales y comerciales en los Estados Unidos. Originalmente desarrollado en Europa en la década de 1990, CLT es un producto de madera hecho de varias capas de madera de grado estructural que se colocan transversalmente y se pegan entre sí.

CLT es único porque tiene una relación resistencia-peso comparable al hormigón, a pesar de ser cinco veces más ligero. Desde 2015, cuando CLT se incorporó por primera vez al Código Internacional de Construcción, el material se ha utilizado como una alternativa sostenible para formar paredes, techos, pisos e incluso techos.

Steve Kelley, profesor Reuben B. Robertson en el Departamento de Biomateriales Forestales de la Facultad de Recursos Naturales de NC State, se asoció recientemente con el Laboratorio de Productos Forestales de EE. UU. para examinar los beneficios financieros y ambientales, y los costos, del uso de CLT en edificios altos de madera.

Hablamos con Kelley, cuya investigación se centra en la producción sostenible de energía y materiales a partir de biomasa, para obtener más información sobre las ventajas de usar CLT para construir casas y otras estructuras, desde la resistencia al fuego y la durabilidad sísmica hasta el secuestro de carbono. Esto es lo que descubrimos:

La mayoría de los científicos están de acuerdo en que las emisiones de gases de efecto invernadero de las actividades humanas, como la quema de combustibles fósiles como el carbón y el gas natural para obtener energía, han acelerado el calentamiento global durante el último siglo.

La fabricación de materiales de construcción representa el 11 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, y la producción de una tonelada de cemento genera la emisión de aproximadamente una tonelada de dióxido de carbono, el gas de efecto invernadero más abundante en la atmósfera.

Debido a que CLT está hecho de madera, puede almacenar carbono durante la vida útil del edificio e incluso capturar carbono adicional. De hecho, los investigadores han descubierto que un edificio comercial híbrido de CLT de altura media proporcionó una reducción del 15-26 % en el potencial de calentamiento global, según el diseño del edificio.

Kelley dijo que la madera no consume tanta energía como el acero y el hormigón, lo que significa que el proceso de fabricación de CLT emite menos carbono. Además, cuando la madera se extrae de bosques gestionados de forma sostenible, CLT crea un ciclo circular de carbono.

Los bosques actúan como sumideros de carbono: los árboles eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera y lo transforman en madera a través de la fotosíntesis. Cuando los árboles se cortan y se usan para construir edificios, continúan almacenando carbono en la estructura.

Si un propietario planta uno o dos árboles nuevos por cada árbol cortado, el nuevo crecimiento inicia otro ciclo de secuestro de carbono que durará hasta que los árboles sean cosechados e incorporados a una estructura como paneles CLT.

Con cientos de miles de incendios de estructuras en los EE. UU. cada año, la decisión de utilizar madera combustible para un proyecto de construcción puede parecer arriesgada. Pero la investigación muestra que las estructuras CLT correctamente diseñadas brindan una resistencia al fuego significativa.

Un estudio de 2019 publicado en la revista Wood and Fibre Science descubrió que una estructura CLT podía soportar más de 90 minutos de combustión antes de colapsar. En comparación, una casa con estructura de madera de un solo piso se derrumbó después de solo 17 minutos.

Kelley dijo que CLT actúa como un tronco grande en una fogata, con los paneles gruesos ardiendo lo suficientemente lento como para que los edificios permanezcan estructuralmente estables durante períodos prolongados cuando se exponen al fuego.

A medida que la superficie de un panel CLT se expone al fuego, se convierte en una capa negra de "carbón". Esta capa actúa como aislante, protegiendo el núcleo no quemado del panel de experimentar un aumento excesivo de la temperatura.

"Cuanto más gruesos se hagan los paneles CLT, mejor formarán esa capa protectora de carbón", dijo Kelley.

Kelley agregó que se puede agregar protección contra incendios adicional encapsulando CLT con una capa protectora de paneles de yeso, como se requiere para cumplir con los requisitos del código de construcción para estructuras de madera más altas.

Según el Servicio Geológico de EE. UU., alrededor de 143 millones de estadounidenses viven y trabajan en áreas donde los terremotos podrían causar daños estructurales en los próximos 50 años, la vida útil promedio de un edificio.

El comportamiento sísmico de un edificio está relacionado con la resistencia y el peso de los materiales de construcción. CLT es un material fuerte, resistente y liviano con buen desempeño en un terremoto, según Kelley.

Además, debido a su estructura liviana, es poco probable que una estructura de CLT se derrumbe tanto sobre los habitantes durante un terremoto en comparación con las estructuras hechas completamente de acero u hormigón.

En 2007, un equipo de investigación conjunto italiano-japonés probó un edificio CLT de siete pisos en una "mesa vibratoria". Descubrieron que podía resistir las fuerzas sísmicas del terremoto de 1995 en Kobe, Japón, que destruyó más de 50.000 edificios.

Si bien CLT puede proporcionar un rendimiento sísmico mejorado, los arquitectos suelen utilizar una combinación de materiales para cumplir con los requisitos de seguridad.

En algunas aplicaciones, como un piso en un edificio alto, la flexibilidad de la madera es una limitación que se puede superar con la adición de una o dos pulgadas de concreto que "endurecerá" la estructura, según Kelley.

El viejo adagio "el tiempo es dinero" es especialmente cierto para los proyectos de construcción, donde la capacidad de un constructor para obtener ganancias depende de su capacidad para completar los proyectos en una fecha límite.

A diferencia del hormigón y otros materiales de construcción convencionales, los paneles CLT pueden prefabricarse en una planta de fabricación externa y luego instalarse en menos tiempo porque se necesitan menos juntas entre los elementos de soporte interiores.

Kelley dijo que el proceso de instalación de hormigón requiere encofrado, apuntalamiento y refuerzo con barras de refuerzo de acero. Con CLT, por otro lado, un equipo de construcción puede colocar los paneles prefabricados en su lugar, colocar los conectores y luego unir los componentes.

En 2016, la Universidad de Columbia Británica completó Brock Commons, un complejo de viviendas para estudiantes de 18 pisos que incorpora un diseño híbrido de CLT con componentes de hormigón y acero, en menos de 70 días.

"Debido a que puede ensamblar el CLT capa por capa, puede colocarlo en su lugar con bastante facilidad", dijo Kelley. "Esa es una gran ventaja si está construyendo en un área urbana donde es posible que tenga que cerrar la calle circundante durante un año o más".

Kelley agregó: "Al reducir el tiempo de construcción, no solo ahorra dinero sino que también mantiene feliz a la comunidad".

Los edificios de Estados Unidos están construidos con miles de materiales, muchos de ellos importados de China y otros países. Si bien esta subcontratación de materiales puede ahorrar dinero a los constructores, tiene un impacto negativo en las cifras de empleo de EE. UU.

Muchas empresas estadounidenses subcontratan sus capacidades de fabricación a otros países, lo que hace que las comunidades estadounidenses pierdan oportunidades laborales potenciales, un factor clave para mantener un crecimiento económico saludable.

Los datos de la Oficina de Estadísticas Laborales muestran que la fabricación estadounidense ya ha perdido 7,5 millones de puestos de trabajo desde 1969. Mediante el uso de CLT, la industria de la construcción puede respaldar puestos de trabajo en las instalaciones de fabricación locales.

Kelley dijo que los paneles CLT se pueden fabricar a partir de una variedad de especies de árboles que se encuentran en bosques de propiedad privada tanto en el sureste como en el noroeste del Pacífico, algunos de los cuales se gestionan para la producción de madera.

Una vez que se cosechan los árboles, se transportan a los aserraderos locales y las instalaciones de fabricación para su procesamiento. Al mismo tiempo, los bosques aprovechados se replantan para cerrar el ciclo de sostenibilidad.

"Tanto el acero como el hormigón pueden importarse o enviarse a largas distancias", dijo Kelley. "A medida que desarrollamos esta industria, la madera debe provenir de una planta de fabricación que se encuentra a solo 50 a 100 millas del sitio de construcción".