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Cómo diseñar y mecanizar una estructura de madera con uniones ocultas

Cómo diseñar y mecanizar una estructura de madera con uniones ocultas

Las nuevas tecnologías en fabricación digital, particularmente los sistemas de control numérico computarizado (CNC), están cambiando la manera en que diseñamos y construimos estructuras en madera. Su alto nivel de precisión nos permite diseñar ensamblajes perfectos –sin tornillos ni herrajes visibles–, generando estructuras resistentes, de rápido montaje y con una apariencia extremadamente limpia.

Conversamos con los expertos de Timber para profundizar en el proceso de mecanización de una estructura de madera, recopilando una serie de consejos clave para su diseño efectivo.

© Timber Llaverías y Caballerizas Fundo el Galeno / Peñafiel & Valdivieso Arquitectos. Image © Francisco Croxatto Viviani Casa sobre las Rocas / Schwember García-Huidobro Arquitectos. Image © Nicolás Sánchez © Timber + 25

Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber
Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber

1. Elegir maderas que puedan mecanizarse, y definir correctamente sus secciones

Para mecanizar una estructura de madera, hay que tener claro qué tipo de madera se quiere usar y cuáles son sus secciones, evitando cambios en etapas avanzadas del proyecto.

Sorprendentemente, muchos arquitectos diseñan sus estructuras con secciones que no existen –entregadas por el calculista según requerimientos de resistencia y rigidez– o con maderas que no pueden ser mecanizadas, lo que cambiará todo el sistema una vez que estas sean ajustadas. Si no se cuenta con experiencia en el diseño de este tipo de estructuras, es más efectivo consultar a expertos que puedan guiarnos en el proceso.

Secciones típicas para pilares y vigas en madera. Image © Timber
Secciones típicas para pilares y vigas en madera. Image © Timber
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2. Estudiar los tipos de maderas para entender su comportamiento en el futuro

A modo de ejemplo, podemos comparar los comportamientos de las maderas extraídas del Pino Radiata y el Pino Oregón, en sus variaciones laminadas o macizas.

El Pino Oregón resiste de buena manera a la humedad, a las termitas y a los hongos, por lo que podría recomendarse para estructuras exteriores. Sin embargo, en formato macizo, después de construida la estructura, su madera sigue moviéndose, por lo que puede presentar daños o deformaciones difíciles de manejar. En el mismo formato, el Pino Radiata es más estable y se comporta de mejor manera.

Si se cuenta con el presupuesto necesario, se recomienda elegir formatos laminados, ya que se mantienen exactamente igual a como fueron instalados, ya sea madera de Pino Radiata o de Pino Oregón. Sin embargo, existen impregnantes naturales que le entregan mayor durabilidad a todos los tipos de madera, superando incluso los 15 años en buen estado.

CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects. Image © Aryeh Kornfeld
CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects. Image © Aryeh Kornfeld
CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects
CFT ARAUCO DUOCUC / GDN Architects

3. Considerar la ubicación del proyecto y su nivel de tolerancia al hinchamiento por humedad

Si se escoge madera seca en cámara, los grados de humedad de las estructuras resultantes no deberían varias demasiado, independiente del lugar donde se ubique. Sin embargo, si un proyecto se encuentra a orilla de mar o en un entorno muy húmedo, es posible variar la tolerancia de la madera, reduciendo sus dimensiones algunos milímetros, para enfrentar su hinchamiento al entrar en contacto con el agua.

Llaverías y Caballerizas Fundo el Galeno / Peñafiel & Valdivieso Arquitectos. Image © Francisco Croxatto Viviani
Llaverías y Caballerizas Fundo el Galeno / Peñafiel & Valdivieso Arquitectos. Image © Francisco Croxatto Viviani

4. A mayor dimensión de la pieza de madera, mayor resistencia al fuego

En el caso de las estructuras, la madera laminada resiste efectivamente al fuego, incluso mejor que el acero, ya que se quema solamente en sus capas exteriores.

Por ejemplo, si se requiere de una resistencia al fuego R30 (es decir, la estructura seguirá cumpliendo su función al menos por 30 minutos), y se tiene una pieza de madera de sección 42x150 mm, se puede sumar 1 minuto de resistencia al aumentar la sección de la madera en 0.7 milímetros. Es decir, se debe aumentar 0.7 mm por cada minuto extra de resistencia que se quiera sumar. Para pasar, entonces, de un R30 a un R60, se debe aumentar el espesor de la pieza en 2.1 centímetros.

© Timber
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5. La belleza y funcionalidad de los ensamblajes ocultos

Además de los herrajes metálicos tradicionales, existen una serie de uniones y ensamblajes ocultos que pueden fijarse firmemente a través de tornillos o tarugos metálicos, conectando madera con madera o madera con otros materiales, como el hormigón.

© Timber
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Los cortes realizados a través de sistemas de control numérico entregan un alto nivel de precisión, reduciendo además los gastos generales de la obra. Generalmente, la estructura puede modelarse fácilmente a través del software Cadwork, compatible con Revit y las máquinas CNC.

© Timber
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Entre las uniones más utilizadas encontramos:

Cola de Milano
Unión realizada a través de un corte en forma de trapecio, más ancho en uno de sus extremos.

Cola de Milano. Image © Timber
Cola de Milano. Image © Timber
Cola de Milano. Image © Timber
Cola de Milano. Image © Timber

Caja y Espiga
Unión realizada a través de un corte preciso en una pieza, encajando exactamente en la siguiente, de forma embutida.

Caja y Espiga. Image © Timber
Caja y Espiga. Image © Timber
Caja y Espiga. Image © Timber
Caja y Espiga. Image © Timber

Conectores metálicos ocultos
Permiten conectar pilares de madera con otros materiales, como por ejemplo, cimientos de hormigón.

Conectores Metálicos. Image © Timber
Conectores Metálicos. Image © Timber
Conectores Metálicos. Image © Timber
Conectores Metálicos. Image © Timber

6. Guiarse por una buena normativa puede reducir los costos del proyecto

Es fundamental diseñar, desde un inicio, con la normativa en mente. Si esta parece incompleta o poco clara, es posible recurrir a regulaciones más avanzadas utilizadas en otras regiones o países, asegurando así la efectividad de nuestra estructura. Por ejemplo, el Eurocódigo 5, sobre el diseño de estructuras de madera, se utiliza en Europa y es una buena guía para el desarrollo de este tipo de proyectos.

Cuando las normas dejan demasiado espacio a la especulación, los ingenieros tienden a aumentar su porcentaje de seguridad, sobre-dimensionando muchas veces la estructura.

© Timber
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Haz click sobre la imagen para ver en detalle las diferentes piezas y uniones presentadas en este artículo, utilizadas en la Casa Peumayen de Aguilo + Pedraza Arquitectos:

Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber
Casa Peumayen / Aguilo + Pedraza. Image © Timber

Sobre este autor/a
Cita: José Tomás Franco. "Cómo diseñar y mecanizar una estructura de madera con uniones ocultas" 08 abr 2019. ArchDaily Perú. Accedido el . <https://www.archdaily.pe/pe/914167/como-disenar-y-mecanizar-una-estructura-de-madera-con-uniones-ocultas> ISSN 0719-8914

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