Investigación sobre el potencial estructural que presenta el CLT en edificios de baja y mediana altura obtuvo el segundo lugar del IX Concurso de Ingeniería y Construcción

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1 de Enero, 2023

“Paneles estructurales estandarizados de CLT. Flexibilidad de diseño en sus configuraciones”, del arquitecto Julio Illanes, experimentó la flexibilidad espacial de la construcción en madera maciza a partir de prototipos de edificios.

 

Julio Illanes, el autor del proyecto que obtuvo el segundo lugar del IX Concurso de Ingeniería y Construcción organizado por Madera21, comentó que la idea surgió en uno de sus talleres del Magíster de Sustentabilidad y Energía de la Universidad Católica. Allí se abordó la madera como un ítem dentro del abanico de opciones para la vivienda en altura. Un aspecto que le hizo sentido, por el aporte a la sustentabilidad que presenta el material y las opciones de investigar algo novedoso. 

Imágenes de la investigación “Paneles estructurales estandarizados de CLT. Flexibilidad de diseño en sus configuraciones”/Julio Illanes

 

Fue así como él desarrolló la investigación “Paneles estructurales estandarizados de CLT. Flexibilidad de diseño en sus configuraciones”, que abarca la relación del sistema constructivo de CLT en cuanto a su comportamiento estructural frente a variables sísmicas, climáticas y constructivas. 

El objetivo de la investigación fue experimentar, a partir de prototipos de edificios, la flexibilidad espacial de la construcción con madera maciza. Todo con el fin de testear su capacidad estructural y la pertinencia del elemento en obra y así estudiar su potencial en futuras unidades residenciales de mediana altura. 

“Soy arquitecto, motivo por el cual mi visión se enfoca más hacia la espacialidad potencial que presenta este sistema y en cuánto se puede exigir, en términos estructurales, para crear espacios más diáfanos, en un sistema constructivo que es sumamente compartimentado”, explicó Illanes. 

Conclusiones de la investigación y reflexiones del autor

El estudio de Illanes se basó en modelos de iteración, testeo y análisis del comportamiento estructural de las probetas de análisis/ Julio Illanes

Esta investigación pone en valor el potencial estructural del CLT en edificios de baja y mediana altura. Y al mismo tiempo, mide la amplia gama de posibilidades que presenta este recurso, en cuanto a la innovación del diseño y respuesta sustentable, así como en el rendimiento de su comportamiento estructural. Fue un trabajo de aproximadamente un año, afirmó Julio Illanes.

“Tempranamente, hubo un periodo de estudio del material y su conceptualización formal. Todo, desde la abstracción del detalle del sistema estudiado para entender el vínculo con el estudio y análisis del terreno de emplazamiento. Posteriormente se generó un laboratorio de análisis digital donde se tomaron los parámetros del sistema para vincularlos con los principios de diseño y así estudiar la problemática de la compartimentación. En base a iteraciones se analizó la respuesta frente al comportamiento estructural para finalmente extrapolar los resultados”, planteó Illanes. 

Tal como presenta la memoria de su proyecto, para el estudio de los modelos de iteración, testeo y análisis del comportamiento estructural de las probetas de análisis, se utilizó el software RFEM 5 Dlubal, y el módulo RF-LAMINATE, utilizando la matriz de rigidez 5, de modo de analizar las deformaciones de torsión, y en base a estas, realizar iteraciones a través de las configuraciones del modelo y material. 

“Se modelan los elementos de muros y losas de CLT, y la base de hormigón armado, utilizando elementos de proveedores europeos disponibles en el software, considerando junto a esto la Normativa Europea (Eurocodigo 5 y 8) y el Anexo Nacional Español: UNE”, se lee en la investigación.

Dentro de las principales conclusiones del estudio, se planteó que el modelo aislaba parámetros para poder aplicar principios de diseño y lograr una optimización del material; que las iteraciones a través de los parámetros estructurales reflejaban una optimización del mismo; que se logró formular una evaluación estructural primaria en base a los parámetros establecidos por la NCH 1198 y el Eurocódigo, para un modelo estructural en CLT; y que la identificación y lectura de los elementos de losas y muros más desfavorables, permite optimizar el material del prototipo, fortaleciendo estos elementos.

Junto con lo anterior, la investigación arrojó que se establecieron criterios para la incorporación de espacios flexibles mediante dobles alturas, así como plantas libres en edificios de mediana altura. Y que en ninguna iteración el CLT dejó de tener compromiso estructural. Si bien el material fue apoyado mediante vigas y el podio de H.A. para los testeos, la sección y composición de los paneles terminaron siendo determinantes en el cumplimiento de las deformaciones.

Los resultados, que el investigador aún se encuentra trabajando, lo hacen guiar sus conclusiones en dos términos. El primero es la posibilidad de generar espacios más holgados en estas unidades residenciales, que permitan una mayor flexibilidad espacial, en cuanto al estudio de los parámetros estructurales del material y principios de diseño. 

El segundo, por su parte, es que con el análisis de los resultados estructurales es posible generar una optimización de estos recursos materiales, enfocándose en los elementos más desfavorables y probando nuevas soluciones. 

“Hay que tener presente que toda intervención trae consigo consecuencias estructurales importantes, por lo que al debilitar ciertas áreas para generar estos espacios, se requerirá fortalecer otras zonas, ya sea con el aumento de secciones, el uso de elementos secundarios, entre otros, a modo de general un equilibrio del sistema”, concluyó Julio Illanes. 

 

Potencial del CLT y participación en el IX Concurso de Ingeniería y Construcción

Con su investigación, Julio Illanes consiguió el segundo lugar en el IX Concurso de Ingeniería y Construcción de Madera21/ Julio Illanes

Por su investigación, el autor destacó los atributos que presenta el CLT para su uso en la construcción.

“Está su alta resistencia, la posibilidad de generar elementos estandarizados y su posibilidad de modulación, que, si bien tiende siempre a relacionarse a su compartimentación, la composición, unión y disposición que permite es variada y de rápida instalación, además de poder incorporar elementos secundarios como vigas, juntas de madera-madera, o el uso de herrajes, entre otros, lo que, en conjunto, lo hacen un material interesante de estudiar”. 

Illanes también da cuenta de la capacidad del CLT para vincularse con otros materiales y así potenciar su rendimiento en obra. 

“Debe considerarse que, a la fecha, ya hay investigaciones que utilizan una capa de hormigón en su losa, o entre muros, para aumentar su resistencia y estudiar las vibraciones frente a los sismos. Incluso, actualmente hay estudios sobre eliminar listones de su composición para generar ventilación, siendo un elemento con múltiples oportunidades de investigación. Ésto lo pude estudiar en la World Conference Timber Engineering del año 2021, por lo que destacó principalmente su variedad de posibilidades en el estudio de la composición de las partes del material”.

Por último, el arquitecto manifestó su optimismo por un avance y crecimiento general de la construcción con madera en Chile.

“Es algo que debiese proliferar en favor del vertiginoso cambio climático que se está presentando. Es una opción que sísmicamente nuestro país permite, junto a todos los beneficios que he mencionado. Su materia prima es un recurso renovable, y aún más que su uso como material de construcción, la madera ayuda en la disminución del CO2 de la atmósfera”.

Para finalizar, Illanes se refirió a su participación y la obtención del segundo lugar en el IX Concurso de Ingeniería y Construcción de Madera21. En esa lógica, agradeció la oportunidad por participar de estas instancias de encuentro entre profesionales e interesados en el estudio y uso de la madera en la construcción. 

“Fue una instancia importante para poder seguir explorando y difundiendo los conocimientos de este material y su gran abanico de posibilidades, desde la estructura como de la sustentabilidad. Y como arquitecto, quiero destacar la oportunidad de participar en este concurso de ingeniería, donde si bien los alcances del entendimiento son diferentes y a menudo tienden a distanciarse en algunos ámbitos, son estas ocasiones las que nos permiten estrechar esa brecha, generando un lenguaje común en el manejo de conceptos y principios”, culminó.


Escrito por Marcelo Salazar Medina
Fotografía principal cortesía de Julio Illanes. 

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