Madera de ingeniería

Madera de ingeniería, también llamada madera en masa, madera compuesta, madera artificial o tablero fabricado, incluye una gama de productos derivados de la madera que se fabrican uniendo o fijando hebras, partículas, fibras o chapas o tableros de madera, junto con adhesivos u otros métodos de fijación para formar material compuesto. Los paneles varían en tamaño, pero pueden variar más de 64 x 8 pies (19,5 x 2,4 m) y, en el caso de la madera contralaminada (CLT), pueden tener cualquier grosor desde unas pocas pulgadas hasta 16 pulgadas (410 mm) o más.. Estos productos están diseñados según especificaciones de diseño precisas, que se prueban para cumplir con los estándares nacionales o internacionales y brindan uniformidad y previsibilidad en su desempeño estructural. Los productos de madera de ingeniería se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde la construcción de viviendas hasta edificios comerciales y productos industriales. Los productos se pueden usar para viguetas y vigas que reemplazan al acero en muchos proyectos de construcción. El término madera en masa describe un grupo de materiales de construcción que pueden reemplazar los ensamblajes de hormigón.

Por lo general, los productos de madera de ingeniería se fabrican con las mismas maderas duras y blandas que se utilizan para fabricar madera aserrada. Los desechos de aserradero y otros desechos de madera se pueden usar para madera de ingeniería compuesta de partículas o fibras de madera, pero los troncos enteros generalmente se usan para chapas, como madera contrachapada, tableros de fibra de densidad media (MDF) o tableros de partículas. Algunos productos de madera de ingeniería, como los tableros de virutas orientadas (OSB), pueden utilizar árboles de la familia de los álamos, una especie común pero no estructural.

Alternativamente, también es posible fabricar bambú de ingeniería similar a partir de bambú; y productos celulósicos similares elaborados a partir de otros materiales que contienen lignina, como paja de centeno, paja de trigo, paja de arroz, tallos de cáñamo, tallos de kenaf o residuos de caña de azúcar, en cuyo caso no contienen madera real sino fibras vegetales.

Los muebles de paquete plano generalmente están hechos de madera artificial debido a sus bajos costos de fabricación y su bajo peso.

Tipos de productos

Existe una amplia variedad de productos de madera de ingeniería para aplicaciones estructurales y no estructurales. Esta lista no es exhaustiva y pretende ayudar a categorizar y distinguir entre los diferentes tipos de madera de ingeniería.

Paneles a base de madera

Los paneles estructurales de madera son una colección de productos de paneles planos que se utilizan ampliamente en la construcción de edificios para revestimientos, cubiertas, ebanistería, carpintería y muebles. Los ejemplos incluyen madera contrachapada y tableros de virutas orientadas (OSB). Los paneles a base de madera no estructurales son productos de panel plano que se utilizan en muebles y aplicaciones de construcción no estructurales. Los paneles no estructurales generalmente se cubren con pintura, chapa de madera o papel de resina en su forma final. Los ejemplos incluyen tableros de fibra y tableros de partículas.

Contrachapado

La madera contrachapada, un panel estructural de madera, a veces se denomina el producto de madera de ingeniería original. La madera contrachapada se fabrica a partir de láminas de chapa de madera contralaminada y se une bajo calor y presión con adhesivos duraderos y resistentes a la humedad. Al alternar la dirección de la veta de los revestimientos de capa a capa, o "orientando en cruz", se maximiza la resistencia y rigidez del panel en ambas direcciones. Otros paneles de madera estructural incluyen tableros de virutas orientadas y paneles compuestos estructurales.

Tablero de virutas orientadas

El tablero de virutas orientadas (OSB) es un panel estructural de madera fabricado con tiras de madera de forma rectangular que se orientan a lo largo y luego se colocan en capas, se colocan en esteras y se unen con adhesivos termocurados resistentes a la humedad. Las capas individuales se pueden orientar transversalmente para proporcionar resistencia y rigidez al panel. Al igual que la madera contrachapada, la mayoría de los paneles OSB se entregan con más fuerza en una dirección. Las hebras de madera en la capa más externa de cada lado del tablero normalmente se alinean en la dirección más fuerte del tablero. Las flechas en el producto a menudo identificarán la dirección más fuerte de la tabla (la altura o la dimensión más larga, en la mayoría de los casos). Producido en enormes esteras continuas, OSB es un producto de panel sólido de calidad constante sin traslapos, espacios o vacíos. OSB se entrega en varias dimensiones, fortalezas y niveles de resistencia al agua.

OSB y madera contrachapada se usan a menudo indistintamente en la construcción de edificios.

Tablero de fibra

Los tableros de fibra de densidad media (MDF) y los tableros de fibra de alta densidad (tableros duros o HDF) se fabrican descomponiendo los residuos de madera dura o blanda en fibras de madera, combinándolos con cera y un aglutinante de resina, y formando paneles mediante la aplicación de altas temperaturas y presión. MDF se utiliza en aplicaciones no estructurales.

Tablero de partículas

El tablero de partículas se fabrica a partir de astillas de madera, virutas de aserradero o incluso aserrín, y una resina sintética u otro aglutinante adecuado, que se prensa y extruye. Recientemente, la investigación ha demostrado que se pueden producir tableros de partículas duraderos a partir de productos de desecho agrícola, como la cáscara de arroz o la cáscara de maíz de Guinea. El tablero de partículas es más barato, más denso y más uniforme que la madera y el contrachapado convencionales y se los sustituye cuando el costo es más importante que la resistencia y la apariencia. Una gran desventaja del tablero de partículas es que es muy propenso a expandirse y decolorarse debido a la humedad, particularmente cuando no está cubierto con pintura u otro sellador. El tablero de partículas se utiliza en aplicaciones no estructurales.

Madera compuesta estructural

La madera compuesta estructural (SCL) es una clase de materiales fabricados con capas de chapas, hebras o escamas unidas con adhesivos. A diferencia de los paneles estructurales de madera, los productos de madera compuesta estructural generalmente tienen todas las fibras de grano orientadas en la misma dirección. La familia SCL de productos de madera de ingeniería se usa comúnmente en las mismas aplicaciones estructurales que la madera aserrada y la madera aserrada convencional, incluidas las vigas, los cabezales, las vigas, las vigas, los tableros de borde, los montantes y las columnas. Los productos SCL tienen mayor estabilidad dimensional y mayor resistencia en comparación con los productos de madera convencionales.

Chapa laminada

La madera de chapa laminada (LVL, por sus siglas en inglés) se produce uniendo finas chapas de madera en un bloque grande, similar a la madera contrachapada. La veta de todas las chapas del tocho LVL es paralela a la dirección longitudinal (a diferencia del contrachapado). El producto resultante presenta propiedades mecánicas mejoradas y estabilidad dimensional que ofrecen una gama más amplia de ancho, profundidad y largo del producto que la madera convencional.

Torón paralelo

La madera aserrada de torones paralelos (PSL) consta de torones de chapa largos colocados en forma paralela y unidos entre sí con un adhesivo para formar la sección estructural terminada. La relación entre la longitud y el grosor de los hilos de PSL es de aproximadamente 300. Es un material fuerte y consistente, tiene una alta capacidad de carga y es resistente a las tensiones de secado, por lo que es muy adecuado para su uso como vigas y columnas para postes y vigas. construcción, y para vigas, cabeceras y dinteles para la construcción de marcos ligeros.

Hilo laminado

La madera de torones laminados (LSL) y la madera de torones orientados (OSL) se fabrican a partir de torones de madera en escamas que tienen una alta relación longitud-grosor. Combinados con un adhesivo, los hilos se orientan y forman una gran estera o palanquilla y se prensan. LSL y OSL ofrecen una buena fuerza de sujeción de sujetadores y un buen rendimiento de conectores mecánicos, y se usan comúnmente en una variedad de aplicaciones, como vigas, travesaños, montantes, tableros de borde y componentes de carpintería. El LSL se fabrica a partir de hebras relativamente cortas, por lo general de alrededor de 1 pie (0,30 m) de largo, en comparación con las hebras de 2 a 8 pies (0,61 a 2,44 m) que se usan en el PSL. La relación entre la longitud y el grosor de las hebras es de aproximadamente 150 para LSL y 75 para OSL.

Viguetas en I

Las vigas en I tienen forma de "I" miembros diseñados para su uso en la construcción de pisos y techos. Una vigueta consta de alas superior e inferior de varios anchos unidas con almas de varias profundidades. Las alas resisten las tensiones de flexión comunes y el alma proporciona un rendimiento de corte. Las viguetas en I están diseñadas para transportar cargas pesadas a largas distancias utilizando menos madera que una vigueta de madera maciza dimensional del tamaño necesario para realizar la misma tarea. A partir de 2005, aproximadamente la mitad de todos los pisos con armazón ligero de madera se armaron con viguetas en I.

Madera en masa

La madera maciza, también conocida como madera de ingeniería, es una clase de grandes componentes estructurales de madera para la construcción de edificios. Los componentes de madera en masa están hechos de madera o chapas unidas con adhesivos o sujetadores mecánicos. Ciertos tipos de madera maciza, como la madera laminada con clavos y la madera laminada con pegamento, existen desde hace más de cien años. La madera en masa ha disfrutado de una creciente popularidad en la última década, debido a la creciente preocupación por la sostenibilidad de los materiales de construcción y el interés en la prefabricación, la construcción fuera del sitio y la modularización, para los cuales la madera en masa es muy adecuada. Los diversos tipos de madera en masa comparten la ventaja de tiempos de construcción más rápidos, ya que los componentes se fabrican fuera del sitio y se preacaban con las dimensiones exactas para una sujeción simple en el sitio. Se ha demostrado que la madera maciza tiene propiedades estructurales competitivas con el acero y el hormigón, lo que abre la posibilidad de construir edificios grandes y altos con madera. Numerosas pruebas han demostrado las propiedades naturales de resistencia al fuego de la madera maciza, principalmente debido a la creación de una capa de carbón alrededor de una columna o viga que evita que el fuego llegue a las capas internas de la madera. En reconocimiento del desempeño estructural y contra incendios comprobado de la madera en masa, el Código de construcción internacional, un código modelo que forma la base de muchos códigos de construcción de América del Norte, adoptó nuevas disposiciones en el ciclo de código de 2021 que permiten que la madera en masa se use en edificios de alto Levante la construcción hasta 18 pisos.

Madera contralaminada

La madera contralaminada (CLT) es un panel multicapa versátil hecho de madera. Cada capa de tableros se coloca perpendicular a las capas adyacentes para aumentar la rigidez y la resistencia. Es relativamente nuevo y está ganando popularidad dentro de la industria de la construcción, ya que puede usarse para tramos largos y todos los ensamblajes, p. pisos, paredes o techos.

Madera laminada encolada

La madera laminada con pegamento (glulam) se compone de varias capas de madera dimensional pegadas con adhesivos resistentes a la humedad, lo que crea un miembro estructural grande y fuerte que se puede usar como columnas verticales o vigas horizontales. La madera laminada también se puede producir en formas curvas, lo que ofrece una amplia flexibilidad de diseño.

Madera laminada con tacos

La madera laminada Dowel (DLT) es un tipo menos conocido de producto de madera maciza. Se fabrica colocando varias tablas de madera blanda una al lado de la otra, cada una con un orificio para que una espiga de madera dura pueda pasar por fricción a través de todas ellas. A medida que la espiga de madera dura se seca para alcanzar un contenido de humedad equilibrado con la madera blanda, se expande hacia las tablas circundantes creando una conexión. El uso de una conexión de espiga elimina la necesidad de sujetadores metálicos o adhesivos.

Madera laminada con clavos

La madera laminada con clavos (NLT, por sus siglas en inglés) es un producto de madera en masa que consta de tablas paralelas sujetas con clavos. Se puede usar para crear pisos, techos, paredes y huecos de ascensores dentro de un edificio. Es uno de los tipos más antiguos de madera en masa y se utilizó en la construcción de almacenes durante la Revolución Industrial. Al igual que DLT, no se utilizan adhesivos químicos y las fibras de madera se orientan en la misma dirección.

Suelos de madera de ingeniería

El piso de madera de ingeniería es un tipo de producto para pisos, similar al piso de madera dura, hecho de capas de madera o compuestos a base de madera laminados entre sí. Las tablas del piso generalmente se fresan con un perfil machihembrado en los bordes para lograr una unión uniforme entre las tablas.

Lamela

La laminilla es la capa frontal de la madera que es visible cuando se instala. Por lo general, es una pieza de madera aserrada. La madera se puede cortar en tres estilos diferentes: aserrado en plano, aserrado en cuartos y aserrado en ranura.

Tipos de núcleo/sustrato

1. Construcción de ply de madera ("sandwich core"): Usa múltiples partes delgadas de madera adheridas. El grano de madera de cada ply corre perpendicular al ply inferior. La estabilidad se logra utilizando capas delgadas de madera que tienen poca o ninguna reacción al cambio climático. La madera se estabiliza aún más debido a la presión igual que se ejerce a lo largo y ancho de los plies que corren perpendicular entre sí.
2. Construcción de núcleo de dedo: Los suelos de madera diseñados para núcleos de aleta están hechos de pequeñas piezas de madera molida que funcionan perpendicularmente a la capa superior (lamella) de madera. Pueden ser de 2 ply o 3 ply, dependiendo de su uso previsto. Si es de tres ply, el tercer ply es a menudo contrachapado que corre paralelo a la lamella. La estabilidad se adquiere a través de los granos que se ejecutan perpendicularmente entre sí, y la expansión y contracción de la madera se reducen y relegan a la mitad del ply, deteniendo el suelo de la mordaza o el recorte.
3. Fibreboard: El núcleo está compuesto por fibra de densidad media o alta. Los suelos con núcleo de fibra son higroscópicos y nunca deben estar expuestos a grandes cantidades de agua o humedad muy alta - la expansión causada por el agua absorbente combinada con la densidad del cartón, hará que pierda su forma. El cartón es menos costoso que la madera y puede emitir niveles más altos de gases dañinos debido a su contenido adhesivo relativamente alto.
4. Una construcción de suelos diseñados que es popular en partes de Europa es la lamella de madera dura, núcleo de madera blanda colocado perpendicular a la lamella, y una capa de respaldo final de la misma madera noble utilizada para la lamella. Otras maderas nobles se utilizan a veces para la capa posterior pero deben ser compatibles. Esto es pensado por muchos para ser el más estable de pisos de ingeniería.

Otros tipos de madera modificada

En los últimos años se han introducido nuevas técnicas en el campo de la madera de ingeniería. La madera natural se transforma en laboratorios a través de diversos tratamientos químicos y físicos para lograr propiedades mecánicas, ópticas, térmicas y de conducción personalizadas, al influir en la estructura de la madera.

Madera densificada

La madera densificada se puede hacer usando una prensa mecánica en caliente para comprimir las fibras de madera, a veces en combinación con la modificación química de la madera. Se ha demostrado que estos procesos aumentan la densidad en un factor de tres. Se espera que este aumento en la densidad mejore la resistencia y la rigidez de la madera en una cantidad proporcional. Estudios más recientes han combinado procesos químicos con métodos tradicionales de prensado en caliente mecánico. Estos procesos químicos descomponen la lignina y la hemicelulosa que se encuentran naturalmente en la madera. Después de la disolución, las hebras de celulosa que quedan se comprimen mecánicamente en caliente. En comparación con el aumento de tres veces en la resistencia observado solo con el prensado en caliente, se ha demostrado que la madera procesada químicamente produce una mejora de 11 veces. Esta fuerza adicional proviene de los enlaces de hidrógeno formados entre las nanofibras de celulosa alineadas.

La madera densificada poseía propiedades de resistencia mecánica a la par con el acero utilizado en la construcción de edificios, lo que abre la puerta a aplicaciones de madera densificada en situaciones en las que fallaría la madera de resistencia regular. Ambientalmente, la madera requiere significativamente menos dióxido de carbono para producir que el acero.

Madera térmicamente eficiente

La eliminación de la lignina de la madera tiene otras aplicaciones, además de proporcionar ventajas estructurales. La deslignificación altera las propiedades y funciones mecánicas, térmicas, ópticas, fluídicas e iónicas de la madera natural y es un enfoque eficaz para regular sus propiedades térmicas, ya que elimina el componente de lignina térmicamente conductor, al tiempo que genera una gran cantidad de nanoporos en las paredes celulares. que ayudan a reducir el cambio de temperatura. La madera delignificada refleja la mayor parte de la luz incidente y aparece de color blanco. La madera blanca (también conocida como nanomadera) tiene una alta neblina de reflexión, así como una alta emisividad en las longitudes de onda infrarrojas. Estas dos características generan un efecto de enfriamiento radiativo pasivo, con una potencia de enfriamiento promedio de 53 W⋅m⁻² durante un período de 24 horas, lo que significa que esta madera no "absorbe" calor y por lo tanto sólo emite el calor incrustado en él. Además, la madera blanca no solo posee una conductividad térmica más baja que la madera natural, sino que tiene un mejor rendimiento térmico que la mayoría de los materiales aislantes disponibles en el mercado. La modificación de la estructura mesoporosa de la madera es responsable de los cambios en el comportamiento de la madera.

La madera blanca también se puede someter a un proceso de compresión, similar al proceso mencionado para la madera densificada, lo que aumenta su rendimiento mecánico en comparación con la madera natural (8,7 veces mayor en resistencia a la tracción y 10 veces mayor en tenacidad). Las ventajas térmicas y estructurales de la nanomadera la convierten en un material atractivo para la construcción de edificios energéticamente eficientes. Sin embargo, los cambios realizados en las propiedades estructurales de la madera, como el aumento de la porosidad estructural y las nanofibrillas de celulosa parcialmente aisladas, dañan la robustez mecánica del material. Para hacer frente a este problema, se han propuesto varias estrategias, una de las cuales consiste en densificar aún más la estructura y otra en utilizar la reticulación. Otras sugerencias incluyen la hibridación de la madera natural con otras partículas orgánicas y polímeros para mejorar su rendimiento de aislamiento térmico.

Madera moldeable

Usando técnicas de modificación química similares a las de la madera densificada químicamente, la madera se puede hacer extremadamente moldeable usando una combinación de deslignificación y tratamiento de choque con agua. Esta es una tecnología emergente y aún no se utiliza en procesos industriales. Sin embargo, las pruebas iniciales muestran ventajas prometedoras en cuanto a propiedades mecánicas mejoradas, con la madera moldeada exhibiendo una resistencia comparable a la de algunas aleaciones metálicas.

Compuestos de madera transparente

Los compuestos de madera transparente son materiales nuevos, actualmente solo fabricados a escala de laboratorio, que combinan transparencia y rigidez a través de un proceso químico que reemplaza los compuestos que absorben la luz, como la lignina, con un polímero transparente.

Beneficios ambientales

La nueva construcción tiene una gran demanda debido al crecimiento de la población mundial. Sin embargo, los principales materiales utilizados en la nueva construcción actualmente son el acero y el hormigón, pero su fabricación provoca emisiones comparativamente altas de dióxido de carbono (CO₂) a la atmósfera. La madera de ingeniería tiene el potencial de reducir las emisiones de carbono si reemplaza al concreto de acero como material principal en la construcción de edificios.

En 2014, la producción de acero y cemento representó alrededor de 1320 megatoneladas (Mt) CO₂ y 1740 Mt CO₂ respectivamente, que constituyeron alrededor del 9% del CO global₂ emisiones ese año. En un estudio que no tuvo en cuenta el potencial de secuestro de carbono de la madera de ingeniería, se encontró que aproximadamente 50 Mt CO₂e (equivalente de dióxido de carbono) podría eliminarse para 2050 con la adopción total de un sistema de construcción híbrido que utilice madera y acero de ingeniería. Al considerar los efectos adicionales que puede tener el secuestro de carbono durante la vida útil del material, la reducción de emisiones de la madera de ingeniería es aún más sustancial, ya que la madera laminada que no se incinera al final de su ciclo de vida absorbe alrededor de 582 kg de CO₂/m³, mientras que el hormigón armado emite 458 kg CO₂/m³ y acero 12,087 kg CO₂/m³.

No existe un fuerte consenso para medir el potencial de secuestro de carbono de la madera. En la evaluación del ciclo de vida, el carbono secuestrado a veces se denomina carbono biogénico. ISO 21930, un estándar que rige la evaluación del ciclo de vida, requiere que el carbono biogénico de un producto maderero solo se pueda incluir como entrada negativa (es decir, secuestro de carbono) cuando el producto maderero se originó en un bosque gestionado de forma sostenible. Esto generalmente significa que la madera debe tener la certificación FSC o SFI para calificar como secuestrante de carbono.

Ventajas

Los productos de madera de ingeniería se utilizan de diversas formas, a menudo en aplicaciones similares a los productos de madera maciza:

• La madera maciza (MT) es ligera permitiendo que la madera sea manejada, fabricada y transportada fácilmente. Esto contribuye a que sea rentable y fácil de usar en el sitio.
• MT ofrece mayor fuerza y rigidez (basada en su relación de fuerza a peso), mayor estabilidad dimensional y uniformidad en las estructuras.
• En comparación con el acero/concreto, los edificios construidos MT utilizan hasta un 15% menos energía debido a la energía reducida necesaria para crear estos productos de madera.
• Los edificios de MT en promedio ahorran un 20-25% en el tiempo en comparación con los edificios convencionales de acero y hormigón y un 4,2% en coste de capital.
• Los productos MT secuestran carbono y lo almacenan dentro de sí mismos durante su vida útil. Usar esto en lugar de hormigón y acero en edificios reducirá las emisiones encarnadas en edificios.
• El uso de MT tiene un ahorro estimado de alrededor del 20% en carbono encarnado en comparación con el acero o el hormigón. Esto se debe a que MT es mucho más ligero en comparación con estos dos materiales, por lo que es menos intensivo para que la maquinaria transporte tanto al sitio como una vez entregado.
• Los productos MT también tienen altos niveles de hermética y bajos coeficientes de conductividad térmica, lo que significa que el aire dentro no puede escapar, y el calor no se pierde fácilmente.
• Los edificios construidos MT realizan muy bien en eventos sísmicos porque son aproximadamente la mitad de la masa y la mitad de la rigidez en comparación con edificios de hormigón armado que propiedades que son deseables. Tener la mitad de la rigidez permite que los edificios MT sean dútiles lo que le lleva a poder resistir la distorsión lateral sin comprometer la integridad estructural del edificio.
• MT es resistente al fuego en cierta medida. Aunque se considera un material combustible, MT quema lentamente y de manera predecible. Cuando se quema, se forma una capa carbonizada en el exterior que protege las capas interiores de la madera. Sin embargo, una vez que la capa carbonizada cae, las capas internas serán expuestas que pueden comprometer la integridad del material.

Todos los productos de madera en masa ofrecen diferentes tipos de ventajas, y se pueden ver en las siguientes:

• CLT: Ofrece alta estabilidad dimensional, alta resistencia y rigidez y es fácil de fabricar.
• Glulam: Ofrece alta resistencia y rigidez, es estructuralmente eficiente, y se puede fabricar en formas complejas.
• NLT: No requiere ningún equipo especializado para fabricar, es rentable y fácil de manejar.
• DLT: Ofrece una alta estabilidad dimensional, es fácil y seguro de fabricar, y no se requieren sujetadores de metal ni adhesivos.
• SCL: Es capaz de soportar mayores cargas en comparación con la madera maciza y no es propensa a reducir, dividir o encubrir.

Los productos de madera de ingeniería pueden preferirse a la madera maciza en algunas aplicaciones debido a ciertas ventajas comparativas:

• Debido a que la madera diseñada es hecha por el hombre, se puede diseñar para satisfacer requisitos de rendimiento específicos de la aplicación. Las formas y la dimensión requeridas no impulsan los requisitos del árbol fuente (longitud o ancho del árbol)
• Los productos de madera diseñados son versátiles y están disponibles en una amplia variedad de espesores, tamaños, grados y clasificaciones de durabilidad de exposición, lo que hace que los productos sean ideales para su uso en aplicaciones de construcción ilimitadas, industriales y de proyectos caseros.
• Los productos de madera diseñados están diseñados y fabricados para maximizar las características naturales de resistencia y rigidez de la madera. Los productos son muy estables y algunos ofrecen mayor fuerza estructural que los materiales típicos de construcción de madera.
• La madera laminada triturada (glulam) tiene mayor fuerza y rigidez que la madera dimensional comparable y, libra por libra, es más fuerte que el acero.
• Los paneles de madera diseñados son fáciles de trabajar con herramientas comunes y habilidades básicas. Pueden ser cortados, taladrados, enrutados, articulados, pegados y abrochados. La madera contrachapada puede doblarse para formar superficies curvas sin pérdida de fuerza. Los grandes tamaños de panel aceleran la construcción reduciendo el número de piezas que necesitan ser manejadas e instaladas.
• Los productos de madera diseñados son un uso más eficiente de la madera, ya que pueden ser hechos de madera que tiene defectos, especies infrautilizadas o pedazos de madera más pequeños que también permiten el uso de árboles más pequeños
• Las treas de madera son competitivas en muchas aplicaciones de techo y suelo, y sus altas ratios de fuerza a peso permiten largos lazos que ofrecen flexibilidad en los diseños de suelo.
• Los defensores del diseño sostenible recomiendan utilizar madera de ingeniería, que puede ser producida a partir de árboles relativamente pequeños, en lugar de grandes piezas de madera maciza dimensional, que requiere cortar un árbol grande.

Desventajas

• Como madera maciza, cuando se expone a condiciones de humedad altas o termitas, se producirán biodeterioraciones y/o decaimiento de hongos que reducen la integridad estructural y la durabilidad del producto de madera; esencialmente la madera comenzará a pudrirse.
• Raises concerns about potential widespread deforestation but can be mitigated with a sustainable forestry management plan.
• Los edificios MT son susceptibles a la oscilación del viento debido a la flexibilidad relativa del material MT que puede causar malestar a las personas en el edificio.

Todos los productos de madera en masa tienen diferentes desventajas, y se pueden ver en lo siguiente:

• CLT y Glulam: Ambos tienen un alto costo.
• NLT: Es trabajo intensivo para hacer y hay un potencial significativo para el error humano.
• DLT: Tiene un tamaño limitado de panel y espesor.
• SCL: Tiene un tamaño limitado de panel y espesor y es más adecuado para edificios de baja altura.

En comparación con la madera maciza, prevalecen las siguientes desventajas:

• Requieren más energía primaria para su fabricación que madera maciza.
• Los adhesivos utilizados en algunos productos pueden ser tóxicos. Una preocupación con algunas resinas es la liberación de formaldehído en el producto terminado, a menudo visto con productos unidos urea-formaldehído.

Propiedades

La madera contrachapada y OSB suelen tener una densidad de 560 a 640 kg/m³ (35 a 40 lb/pies cúbicos). Por ejemplo, 9,5 mm (3⁄8 in) el revestimiento de madera contrachapada o el revestimiento OSB normalmente tiene una densidad superficial de 4,9 a 5,9 kg/m² (1 a 1,2 lb/pie cuadrado). Muchas otras maderas diseñadas tienen densidades mucho más altas que OSB.

Adhesivos

Los tipos de adhesivos utilizados en madera de ingeniería incluyen:

• Resinas de urea-formaldehído (UF): más común, más barato y no impermeable.
• Resinas de formaldehído fenol (PF): amarillo/marrón y comúnmente utilizados para productos de exposición exterior.
• Resinas de melamina-formaldehído (MF): blanco, calor y resistente al agua, y a menudo se utilizan en superficies expuestas en diseños más costosos.
• Polymeric metilene diphenyl diisocyanate (pMDI) o poliuretano (PU) resinas: costosa, generalmente impermeable, y no contiene formaldehído, notoriamente más difícil de liberar de platinos y prensas de madera diseñadas.

Un término más inclusivo es compuestos estructurales. Por ejemplo, el revestimiento de fibrocemento está hecho de cemento y fibra de madera, mientras que el panel de cemento es un panel de cemento de baja densidad, a menudo con resina añadida, revestido con malla de fibra de vidrio.

Problemas de salud

Si bien el formaldehído es un ingrediente esencial del metabolismo celular en los mamíferos, los estudios han relacionado la inhalación prolongada de gases de formaldehído con el cáncer. Se ha descubierto que los compuestos de madera de ingeniería emiten cantidades potencialmente dañinas de gas formaldehído de dos maneras: formaldehído libre sin reaccionar y la descomposición química de los adhesivos de resina. Cuando se agregan cantidades exorbitantes de formaldehído a un proceso, el exceso no tendrá ningún aditivo con el que unirse y puede filtrarse del producto de madera con el tiempo. Los adhesivos baratos de urea-formaldehído (UF) son en gran parte responsables de las emisiones de resina degradada. La humedad degrada las moléculas débiles de UF, lo que genera emisiones de formaldehído potencialmente dañinas. McLube ofrece agentes desmoldantes y selladores de placa diseñados para aquellos fabricantes que utilizan adhesivos UF reducidos en formaldehído y melamina-formaldehído. Muchos fabricantes de OSB y madera contrachapada utilizan fenol-formaldehído (PF) porque el fenol es un aditivo mucho más efectivo. El fenol forma un enlace resistente al agua con el formaldehído que no se degradará en ambientes húmedos. No se ha encontrado que las resinas PF presenten riesgos significativos para la salud debido a las emisiones de formaldehído. Si bien el PF es un adhesivo excelente, la industria de la madera diseñada ha comenzado a cambiar hacia los aglutinantes de poliuretano como el pMDI para lograr una mayor resistencia al agua, resistencia y eficiencia del proceso. Los pMDI también se utilizan ampliamente en la producción de espumas rígidas de poliuretano y aisladores para refrigeración. Los pMDI superan a otros adhesivos de resina, pero son notoriamente difíciles de liberar y provocan acumulación en las superficies de las herramientas.

Fijaciones mecánicas

Algunos productos de madera de ingeniería, como DLT, NLT y algunas marcas de CLT, se pueden ensamblar sin el uso de adhesivos mediante sujetadores mecánicos o carpintería. Estos pueden variar desde tableros articulados entrelazados perfilados, fijaciones de metal patentadas, clavos o tacos de madera.

Códigos y normas de construcción

A lo largo de los años que se usó madera en masa en edificios, el Código Internacional de Construcción (IBC, por sus siglas en inglés) agregó y adoptó códigos para crear estándares para su uso y manejo adecuados. Por ejemplo, en 2015, CLT se incorporó al IBC. El IBC 2021 es la última edición de los códigos de construcción y ha agregado tres nuevos códigos relacionados con la construcción con material de madera. Los tres nuevos tipos de construcción son los siguientes, IV-A, IV-B y IV-C, y permiten el uso de madera en masa en edificios de hasta 18, 12 y nueve pisos, respectivamente.

Los siguientes estándares están relacionados con los productos de madera de ingeniería:

• EN 300 - Juntas Strand orientadas (OSB) — Definiciones, clasificación y especificaciones
• EN 309 - Particleboards — Definición y clasificación
• EN 338 - Madera estructural - Clases de fuerza
• EN 386 - Madera laminada diluida: requisitos de rendimiento y requisitos mínimos de producción
• EN 313-1 - Plywood — Clasificación y terminología Parte 1: Clasificación
• EN 313-2 - Plywood — Clasificación y terminología Parte 2: Terminología
• EN 314-1 - Plywood — Calidad de bonificación — Parte 1: Métodos de prueba
• EN 314-2 - Contrachapado - Calidad de bonificación - Parte 2: Requisitos
• EN 315 - Plywood - Tolerancias para dimensiones
• EN 387 - Madera laminada laminada pulida - articulaciones de dedos grandes - requisitos de rendimiento y requisitos mínimos de producción
• EN 390 - Madera laminada laminada en racimo - tamaños - desviaciones admisibles
• EN 391 - Madera laminada mezclada - prueba de rotura de las líneas de pegamento
• EN 392 - Madera laminada laminada pulida - Prueba de lavado de las líneas de pegamento
• EN 408 - Estructuras de madera estructural y madera laminada encolada - Determinación de algunas propiedades físicas y mecánicas
• EN 622-1 - Fibreboards Especificaciones - Parte 1: Requisitos generales
• EN 622-2 - Fibreboards — Especificaciones — Parte 2: Requisitos para tablas duras
• EN 622-3 - Fibreboards Especificaciones - Parte 3: Requisitos para juntas medias
• EN 622-4 - Fibreboards — Especificaciones — Parte 4: Requisitos para tableros blandos
• EN 622-5 - Fibreboards — Especificaciones — Parte 5: Requisitos para las juntas de proceso seco (MDF)
• EN 1193 - Estructuras de madera estructural y madera laminada encolada - Determinación de resistencia a la cizaña y propiedades mecánicas perpendiculares al grano
• EN 1194 - Estructuras de madera laminada - Clases de fuerza y determinación de valores característicos
• EN 1995-1-1 - Eurocode 5: Diseño de estructuras de madera — Parte 1-1: General — Reglas y reglas comunes para edificios
• EN 12369-1 - Paneles basados en madera — Valores característicos para el diseño estructural — Parte 1: OSB, particleboards y fibraboards
• EN 12369-2 - Paneles basados en madera — Valores característicos para el diseño estructural — Parte 2: Contrachapado
• EN 12369-3 - Paneles basados en madera — Valores característicos para el diseño estructural — Parte 3: Paneles de madera maciza
• EN 14080 - Estructuras de madera, madera laminada mezclada
• EN 14081-1 - Estructuras de madera - Madera estructural de grado fuerte con sección transversal rectangular - Parte 1: Requisitos generales
• ISO 21930:2017 - Sostenibilidad en edificios y obras de ingeniería civil - Reglas básicas para declaraciones de productos y servicios ambientales

Ejemplos de estructuras de madera maciza

Rascadores

Los rascacielos son rascacielos que están hechos parcialmente o completamente de madera. En todo el mundo, se han construido muchos rascadores de capas diferentes, incluido el edificio Ascent MKE y el edificio Stadthaus.

El edificio Ascent MKE se construyó en 2022 en Milwaukee, Wisconsin, y es el edificio de gran altura más alto que utiliza diferentes componentes de madera maciza en combinación con algo de acero y hormigón. Este rascador mide 87 metros de altura y tiene 25 pisos.

El edificio Stadthaus es un edificio residencial construido en 2009 en Hackney, Londres. Tiene 9 pisos que alcanzan los 30 metros de altura. Utiliza paneles CLT como muros de carga y 'losas' de piso.

Puentes

El puente Mistissini construido en Quebec, Canadá, en 2014 es un puente de 160 metros de largo que cuenta con vigas de madera laminada y paneles CLT. El puente fue diseñado para cruzar el Paso Uupaachikus.

El puente peatonal sobre el río Placer construido en Alaska, Estados Unidos, en 2013. Tiene una longitud de 85 metros (280 pies) y está ubicado en el Bosque Nacional Chugach. Este puente presenta glulam tal como se utilizó para crear las vigas.

Estructuras de estacionamiento

El garaje de estacionamiento CLT de Glenwood en Springfield, Oregón, será un garaje de 19 100 metros cuadrados (206 000 pies cuadrados) que contará con CLT. Tendrá 4 pisos de altura y 360 estacionamientos. Sin embargo, el estacionamiento está en construcción a partir de diciembre de 2022 y aún no se conoce el año de la competencia.