La investigación fue realizada por José Luis López de la Universidad del Bío-Bío y obtuvo el tercer lugar en el Concurso de Ingeniería 2016. El objetivo final es generar recomendaciones constructivas para mejorar la calidad de las viviendas sociales en Chile.
Pese a que Chile se ha destacado internacionalmente por ser un país de gran potencial forestal, el conocimiento que hay sobre la madera es bastante escaso. Bien lo sabe José Luis López, de la Universidad del Bío-Bío, quien obtuvo el tercer lugar del Concurso de Ingeniería 2016 con su proyecto titulado “Modelación numérica no lineal de muros de corte de madera sometido a cargas laterales monotónicas”.
Suena complicado, pero no lo es tanto. Por el contrario, los resultados son lo suficientemente atractivos para querer seguir profundizando en el tema.
Todo partió en 2012, con una serie de ensayos mecánicos a un muro de madera. Estos requerían mano de obra especializada y gente que estuviera dedicada a realizarlos, lo que encarecía los costos de una investigación con límites de financiamiento.
Incentivado por el profesor Alexander Opazo, López aceptó el desafío de no conformarse con esos ensayos y sumarse a la tendencia de trabajar en computador mediante softwares especializados, sistematizando el comportamiento del muro con modelos eficientes.
López explica: “Existían estos ensayos mecánicos previos con ciertos resultados que definían el comportamiento de un muro de corte, de su estructura, cuando se sometía a las cargas laterales. Y la idea del proyecto, entonces, era simular y predecir el mismo comportamiento ensayado pero con un modelo computacional”, agrega.
Los muros de corte de madera son un sistema estructural vertical que se utiliza en todas las edificaciones con el fin de resistir las cargas horizontales, como las que genera el viento o un sismo, por ejemplo. Son delgados, largos y altos, y están compuestos por diversos elementos, tales como el bastidor o marco de madera, los clavos, una placa de revestimiento y un sistema de anclaje a la fundación.
López se basó en un típico muro de corte de vivienda social chilena ─de 1,22 metros de ancho por 2,44 metros de alto─, con un revestimiento de OSB y diseñó dos tipos de anclajes diferentes. Fueron en total 5 modelos en las que aplicó una carga horizontal monotónica continua hasta el colapso del muro.
Una carga monotónica quiere decir que es un empuje que va aumentando su magnitud de manera constante y en una dirección determinada. Y la curva de la carga empieza a crecer de forma lineal. “Pero si yo saco esta carga, en el estado plástico, el muro vuelve a su estado original. Eso no es ninguna novedad, no es ningún aporte porque en la realidad eso no es así”, explica López. Y agrega: “En el momento de un terremoto, el muro no va actuar de esa forma, porque la fuerza va a seguir creciendo hasta donde empieza la no linealidad, es decir, hasta cuando empiezan a formarse las grietas y las deformaciones de los elementos que componen un muro”.
Por eso, el objetivo del proyecto era genera un modelo que fuera “más allá de lo lineal”, algo que sirviera para predecir los efectos reales. “Eso no es tan fácil porque el comportamiento no lineal no es una recta cualquiera. Por el contrario, se forma una especie de curva que es muy difícil de describir y predecir, donde lograr simularlas precisó mucho criterio e ingenio”.
Para llegar a la fórmula final, López se basó en tesis canadienses similares a la suya, pero tuvo que extrapolar los datos y el tipo de ensayos a las construcciones de vivienda sociales chilenas.
Con esto, López quería conocer cuánto inciden, en la resistencia de un muro, sus elementos estructurales. ¿Qué tanto influye un sistema de anclaje a la fundación determinado? ¿O las dimensiones de los elementos del bastidor? ¿Y qué hay del espesor de la placa de revestimiento? ¿Es relevante el espaciamiento del clavado o las uniones existentes? ¿Cómo se comportan estos elementos al someterse a una carga? ¿Cuáles son los elementos que más oscilaciones tienen, cuáles se ven más afectados?
Estas son las preguntas clave en donde radica la relevancia de este proyecto, y es el punto inicial para seguir investigando el tema porque es lo que permite hacer recomendaciones constructivas o sugerencias de norma para mejorar la calidad de vida de las futuras construcciones sociales chilenas, sobre las que hay muy poca documentación.
Y una de las conclusiones más importantes en ese sentido, es que lo más relevante para mejorar la resistencia admisible de un muro ante un evento sísimico, es el sistema de anclaje a la fundación, mientras que las dimensiones del marco de madera inciden levemente y el espesor de la placa de revestimiento, casi nada.
El llamado, entonces, es a seguir explorando, investigando y desarrollando estos temas, “ya que es la única forma de erradicar esa especie de desconfianza que rodea a la madera como elemento estructural”, dice López. Más aún, es absolutamente necesario, pues, según él, “ningún otro material de construcción puede ser empleado con tan poco uso de energía y ser, al mismo tiempo, producido sin perjudicar el medio ambiente, que es lo más importante”, concluye.
