Alexander Opazo, académico del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y director del Doctorado en Ingeniería de la Universidad del Biobío – 4to Café de la Madera de Madera21.
El cuarto capítulo del Café de la Madera se endulzó con el “Monitoreo estructural de un edificio CLT de 5 pisos durante 2 años” – Torre PymeLAB- y lo compartió el doctor e ingeniero Alexander Opazo, académico del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y director del Doctorado en Ingeniería de la Universidad del Biobío (UBB), en vivo, a través del canal de YouTube de Madera21.
El eje de la ponencia fue el desempeño de la Torre CLT PymeLAB, un prototipo de edificio experimental de cinco pisos levantado en el campus Concepción de la Universidad del Biobío. Este proyecto surge como respuesta directa a una convicción que Opazo remarcó durante toda su exposición: “para poder convencer de buena manera (sobre el uso de la madera en construcción), muchas veces el único camino es prototipar”.
La torre nace como un laboratorio vivo cofinanciado por CORFO y desarrollado en colaboración con múltiples empresas que aportaron materiales, conectores, revestimientos y asesoría técnica. La lógica del proyecto es generar un espacio de experimentación real que permitiera observar el comportamiento estructural de un edificio en madera masiva bajo condiciones climáticas y sísmicas reales y desafiantes, como las de la región del Biobío.
Torre CLT Pymelab – UBB
El doctor Opazo enfatizó que iniciativas como PymeLAB se sostienen sobre una trayectoria institucional de más de 60 años en investigación en madera de la UBB y más de 15 años de trabajo específico en CLT, con un equipo de académicos y técnicos que fueron pioneros en la fabricación local de paneles, incluso antes de que existiera una industria consolidada en Chile.
El Café contó también con la participación activa de los estudiantes de postgrado de la misma casa de estudios, Nicool Astrosa y Alan Jara (primer lugar del Concurso de Ingeniería y Construcción 2024 de Madera21 de CORMA), quienes moderaron la ronda de preguntas y compartieron su experiencia directa en el monitoreo de la torre, la gestión de grandes volúmenes de datos y el desarrollo de ensayos no destructivos.
Decisiones para montar proyecto
Uno de los aspectos relevantes del proyecto fue la decisión consciente de utilizar CLT de bajo grado estructural (C16), fabricado con pino radiata proveniente principalmente de la Región del Biobío. “A diferencia de experiencias internacionales que emplean maderas de alto grado o productos ‘premium’ – contó el académico-, este prototipo buscó responder a una pregunta concreta: ¿es posible construir en altura con la madera que realmente existe y se produce en Chile?”.
Alexander Opazo, académico del Depto. de Ing. Civil y Ambiental y director del Doctorado en Ingeniería, UBB – Presentación en 4to Café de la Madera de Madera21.
Los paneles utilizados fueron de tres y cinco capas, con espesores aproximados de 100 mm y 165 mm respectivamente. La estrategia estructural se basó en una alta panelización, es decir, paneles de menor tamaño que aumentan la cantidad de uniones, pero que, a su vez, mejoran la ductilidad sísmica del sistema. “Lo complicado de una estructura altamente panelizada es que se genera una gran cantidad de uniones, pero eso mismo nos da ventajas desde el punto de vista sísmico”, explicó Opazo.
La torre combina dos formas de construcción: un sistema plataforma en los primeros niveles, donde los muros se interrumpen en cada losa y sistema balloon en los niveles superiores, con muros de doble altura que atraviesan los pisos.
Uno de los aprendizajes compartidos en el Café fue la importancia crítica de las conexiones. Se utilizaron herrajes metálicos certificados, como Hold Down, Angle Bracket y uniones tipo Spline, junto con tornillos autoperforantes. La empresa Simpson Strong-Tie fue uno de los socios estratégicos que donó gran parte de la tornillería y herrajes empleados.
El profesor fue enfático al señalar que “si alguien quiere embarcarse en proyectos con madera contralaminada, hay que trabajar con uniones certificadas”. La experiencia demostró que, más que la madera, son las conexiones las que definen la capacidad de disipación de energía y el desempeño sísmico de la estructura.
Torre CLT Pymelab – UBB
Resultados del monitoreo
Durante dos años se instalaron acelerómetros de alta precisión y sensores de bajo costo que permitieron registrar de manera continua el comportamiento dinámico de la estructura. A esto se sumaron mediciones del contenido de humedad de la madera y registros de temperatura ambiental, lo que permitió establecer correlaciones directas entre el clima y la respuesta estructural del edificio.
Los datos obtenidos permitieron comprobar que las conexiones trabajaban de manera conjunta y eficiente, ya que las frecuencias naturales de vibración y las formas modales observadas coincidían con los valores esperados según los modelos teóricos. Según explicó Opazo, “las conexiones están cumpliendo su función a cabalidad y la estructura trabaja como un todo”.
En estos dos años se ha comprobado la estabilidad del sistema frente a los cambios estacionales. En invierno, cuando el contenido de humedad de la madera alcanzaba valores cercanos al 15%, la estructura mostraba mayor rigidez. En verano, al descender la humedad hacia valores cercanos al 12%, la torre se volvía levemente más flexible. Sin embargo, la variación total de rigidez alcanzó apenas un 9% en dos años, un resultado considerado excepcional para una estructura de madera.
Alexander Opazo, académico del Depto. de Ing. Civil y Ambiental y director del Doctorado en Ingeniería, UBB; Nicool Astrosa y Alan Jara, estudiantes de postgrado UBB – Rueda de preguntas en 4to Café de la Madera de Madera21.
El comportamiento frente a cargas dinámicas también es objeto de atención. En la ciudad de Concepción -expuesta a vientos costeros y a una alta actividad sísmica- la torre fue sometida a eventos reales que permitieron validar su diseño. Las mediciones mostraron que las aceleraciones inducidas por el viento eran bajas y se amortiguaban rápidamente. En el caso de los sismos, incluyendo eventos con epicentro a menos de 20 kilómetros, se observó un fenómeno controlado de flexibilización temporal durante el movimiento fuerte, seguido de una recuperación completa de la rigidez original. “Si teníamos 3 Hertz antes del sismo, terminamos con 3 Hertz después del sismo”, relató el académico al explicar la ausencia de daño residual tras estos eventos.
Otro de los aspectos abordados fue el comportamiento de las losas frente a las vibraciones generadas por el uso cotidiano. Las pruebas de caminata realizadas sobre losas de CLT de cinco capas demostraron un desempeño altamente satisfactorio, sin resonancias molestas y con niveles de vibración que se ubican dentro de las mejores categorías de estándares internacionales. Este resultado permitió despejar uno de los temores habituales asociados a las edificaciones en madera como la posibilidad de vibraciones incómodas para los usuarios.
Lo que viene
En el cierre del cuarto Café de la Madera, Alexander Opazo puso el foco en la investigación y aplicación real. Actualmente “estamos desarrollando modelos numéricos para transferir también a la comunidad en general cómo modelar estos edificios y que nos den respuestas muy bien parecidas a las experimentales – contó Opazo-. Estamos haciendo calibraciones de modelos, de sus propiedades dinámicas, también de su respuesta frente a los sismos que hemos medido. Y hasta el momento los resultados están muy muy prometedores”.
El académico destacó que se debe buscar un justo equilibrio entre el uso de software, teoría y prototipos para “generar el cambio importante que necesitamos (en la industria)”. Y cerró invitando a otras instituciones a que también se sumen a estas iniciativas de prototipar.
