ALAN D. FREAS
ALAN D. FREAS es Jefe de Investigaciones sobre Productos Sólidos de la Madera, Laboratorio de Productos Forestales, Servicio Forestal, Secretaria de Agricultura de los EE.UU., Madison, Wisconsin. El presente trabajo se basa principalmente en los documentos de antecedentes que se enumeran al final, a cuyos autores se agradece su colaboración.
LA MADERA, EN UNA U OTRA FORMA, ha sido siempre uno de los materiales primordiales en la construcción de viviendas. Cuando el hombre abandonó el abrigo natural de las cavernas y empezó a construir sus propios cobijos en lugares por él elegidos, el material de más fácil consecución era por lo general la madera.
Por supuesto, el uso que se hace de la madera varia de una región a otra y ha cambiado con el transcurso del tiempo. Las estructuras de troncos enteros fueron comunes en muchas regiones; asimismo los postes de brinzales como soportes para tiendas de cuero, tela u hojas los han empleado diferentes culturas, en particular las nómadas, debido a su facilidad de transporte. A medida que el hombre evolucionaba varió paralelamente su modalidad de empleo de la madera para sus viviendas. El hombre moderno sigue utilizando en algunos lugares una gran cantidad de madera para la construcción de viviendas, y hoy cuenta con una gran diversidad de formas de ésta como resultado de los adelantos tecnológicos. Por otra parte, cuenta con conocimientos científicos que le permiten usarla con una mayor eficiencia estructural y con una protección más efectiva contra el frío y el calor, y también contra elementos destructivos como el fuego, los hongos e insectos y la intemperie.
La finalidad del presente trabajo es ofrecer un panorama genérico de las aplicaciones modernas de la madera como base a partir de la cual puedan hacerse adaptaciones de acuerdo con las condiciones de cualquier zona concreta.
DIFERENTES USOS DE LA MADERA
Por diversas razones, la amplitud en que se utiliza la madera varia grandemente de una región a otra. Blomquist (15), en un trabajo preparado para una conferencia patrocinada por la Organización de las Naciones Unidas para el Desarrollo Industrial, expuso algunas de estas razones.
Hace observar que en muchos países es grande la preocupación por la posibilidad de los ataques de hongos e insectos xilófagos y que no todas las especies madereras son resistentes a tales ataques. El tratamiento con sustancias preservadoras y la adopción de características estructurales especiales pueden reducir este peligro, pero no siempre se cuenta con los elementos ni con los conocimientos necesarios para aplicar tal tratamiento. El empleo de hogares abiertos para cocinar y para calentarse en algunas zonas representa un peligro de incendio que desaconseja su empleo.
Blomquist hace también observar que, si bien muchos países en desarrollo cuentan con abundancia de madera, la generalizada falta de conocimientos oportunos de sus características plantea problemas de elección de especies y de aplicación. Aunque no lo menciona Blomquist, indudablemente otro factor es el representado por la tradición. En muchos casos, la mampostería es el material aceptado para la construcción de viviendas, desaprobándose en mayor o menor grado el uso de la madera. Estos y otros aspectos que se oponen al uso de la madera se examinan en detalle en la Sección 4.
EL EMPLEO DE LA MADERA EN LOS ESTADOS UNIDOS Y EL CANADÁ
La amplitud con que se utiliza la madera en la construcción de viviendas varia señaladamente de una región a otra. Probablemente, las casas de madera son mucho más comunes en el Canadá y en los Estados Unidos que en ningún otro país. Por lo tanto, en la preparación del presente trabajo se hace referencia constantemente a las prácticas de construcción en esos dos países.
Los métodos seguidos en el Canadá y los Estados Unidos quizá no sean directamente aplicables en otras regiones. Sin embargo, abarcan una gran variedad de condiciones climáticas y ofrecen una base para su adaptación a zonas concretas, por lo cual en la presente sección se examinarán las técnicas de valor probado en el uso de la madera y materiales a base de madera en esos países.
En los Estados Unidos se construyen cada año, por término medio, de 1 a 1,5 millones de nuevas viviendas. Si bien una creciente proporción está representada por los edificios de apartamentos (tanto de poca como de gran elevación) más de la mitad está formada por viviendas monofamiliares. La mayor parte de éstas son de armazón de madera, como lo son muchas de las casas de apartamentos de pocos pisos. Un buen número de éstas se ensamblan a pie de obra, esto es, casi todos sus elementos se arman en el propio lugar de construcción. Sin embargo, un porcentaje cada vez mayor recurre en medida variable a la prefabricación. Incluso con las unidades erigidas a pie de obra, el uso de cerchas prefabricadas para cubiertas es cada vez más común.
Las unidades estructurales de viviendas construidas en fábrica se utilizan análogamente en medida cada vez mayor. Según una estimación reciente, casi la mitad de las unidades que se construyan anualmente pronto serán montadas en fábrica, con una proporción notable de éstas en forma de casas transportables. El empleo de unidades modulares (tridimensionales) es limitado debido a problemas de transporte y erección. La aproximación más cercana a la idea modular es el empleo de casas transportables de media anchura montadas a pie de obra.
En un informe del Servicio Forestal de los Estados Unidos (17) se indica la magnitud del mercado para productos de la madera representada por la construcción de unidades residenciales. En dicho informe se manifiesta que las actividades de construcción absorben alrededor de las tres cuartas partes de la madera aserrada y de los tableros contrachapados consumidos anualmente en los Estados Unidos. Por supuesto, no toda esta madera se utiliza en la construcción de unidades residenciales, aunque casi las tres cuartas partes de la madera de construcción se utiliza en nuevas unidades residenciales o en el mantenimiento de las mismas, junto con casi la mitad de los tableros contrachapados y un sensible volumen de tableros de fibra, tableros duros y tableros de partículas.
La utilización total en 1962 de las estimaciones para 1970 son:
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1962 |
1970 |
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Madera aserrada |
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Millones de pies tablares |
13960 |
14390 |
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Millones de metros cúbicos |
32,9 |
34,0 |
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Tableros contrachapados (base: 3/8 de pulgada) |
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Millones de pies cuadrados |
4170 |
5250 |
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Millones de metros cúbicos |
3,7 |
4,6 |
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Tableros para edificios (tableros aislantes, tableros duros, tableros de partículas) |
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Millones de pies cuadrados |
1650 |
1990 |
La casa típica de los Estados Unidos presenta una estructura de soporte (suelo, cubierta y muros) de madera aserrada de 2 pulgadas de grosor nominal («dimension lumber»). Aproximadamente los dos tercios de esta madera se utilizan para el entramado y el resto para suelos, recubrimientos externos y otros elementos. En 1968, solamente una casa de cada diez tenia muros de mampostería, siendo las otras nueve de armazón de madera (25).
En ciertas aplicaciones, la madera aserrada está sustituyéndose en gran medida por paneles. Por ejemplo, las estructuras de divisiones horizontales y los recubrimientos de paredes y cubiertas solían construirse de madera aserrada, pero hoy se utilizan cada vez más los tableros contrachapados para las divisiones horizontales y cubiertas y los tableros contrachapados o de fibra para los recubrimientos de las paredes.
Hasta hace pocos años eran típicas las superficies externas de madera, normalmente de alfarjías. Hoy van adquiriendo importancia otros materiales a base de madera, entre ellos los tableros contrachapados y tableros duros, si bien al presente otros materiales distintos de la madera satisfacen una proporción considerable del mercado.
Las tablas de maderas duras para entarimados de suelos representan alrededor de la mitad de la madera utilizada en este tipo de superficies. Otros materiales, entre ellos la baldosa flexible y las moquetas, se usan cada vez más, particularmente en casas construidas sobre losa de hormigón.
También va en aumento el uso de tableros de partículas, sobre todo como sustrato para suelos de baldosa flexible y de moqueta y como alma para tapas de mesas y armarios.
La cubierta típica en los Estados Unidos es la de tejamanil de asfalto debido, en gran medida, a que ocupa un lugar señalado en la escala de pirorresistencia. Los tejamaniles de asfalto son en gran parte de madera, ya que el fieltro con el que se fabrican es a base de madera. Se usan en cierto grado los tejamaniles de madera y tablas de ripia, esperándose un incremento en su empleo cuando se perfeccionen los métodos que les confieren pirorresistencia.
La construcción de estructuras de madera en los Estados Unidos se describe en detalle en un manual por Anderson (10). En él se exponen los principios básicos de la construcción de casas con entramado de madera y su propósito es servir de guía para quienes carecen de experiencia en este tipo de construcción. Está profusamente ilustrado.
NOVEDADES RECIENTES
A continuación se describen sucintamente algunos de los adelantos más recientes logrados en el sector de la construcción de viviendas en el Laboratorio de Productos Forestales de los EE.UU. Los detalles se encuentran en las referencias bibliográficas.
Casas de estructura normalizada. El Laboratorio de Productos Forestales de los EE.UU. busca incesante mente nuevas modalidades de utilización de la madera y de los materiales a base de madera con una mayor eficiencia estructural. En ocasiones, se han construido casas u otras estructuras para demostrar el resultado potencial de estos conceptos. En fecha reciente se ideó el concepto de casa de estructura normalizada (Nu-Frame house) como resultado de las investigaciones encaminadas a resolver diversos problemas: quedaban sin utilizar demasiadas tablas de baja calidad; el costo de la fuerza laboral para la construcción a pie de obra iba en rápido aumento; el cerramiento de una casa exigía demasiadas operaciones diferentes y demasiado tiempo; los elementos prefabricados o de finalidad doble presentaban ventajas constructivas; y los adhesivos podrían conferir una mayor rigidez y facilitar la construcción.
Este sistema original de entramado se basa en los cinco componentes ilustrados en la Figura 1. En el entramado para las paredes se utilizan postes de baja calidad de 2 x 4 pulgadas, dispuestos por su cara más ancha a ambos lados de un diafragma de tablero de fibra que sirve como elemento rígido y como aislante térmico y acústico. Como componente para los paramentos de los tabiques se utiliza un tablero de yeso revestido internamente con una hoja metálica. Como esta unidad habrá de trabajar con una luz de 4 pies, se adhieren al panel de yeso como refuerzo tablas de 1 pulgada de grueso. El tercer componente, que es la cercha, está diseñada para instalarse a intervalos de 4 pies. Este sistema ofrece evidentes ventajas de fabricación y transporte. El recubrimiento externo para muros y cubiertas se hace con diversos materiales, ideados de suerte que exijan una sola capa en lugar de las dos normalmente utilizadas. En este sistema de estructura normalizada se une una gran cantidad de materiales de superficie, tanto externos como internos, con adhesivos de tipo mástic. Esto reduce notablemente el número de uniones mecánicas, sobre todo clavos, necesarias para la erección. Un prototipo de casa construida en los terrenos del Laboratorio de Productos Forestales exigió únicamente unas 5800 uniones mecánicas en comparación con las 30000 o más necesarias en la construcción de tipo tradicional. Anderson (8) describe la ideación de este sistema y la construcción del prototipo.
Modelos de casas de bajo costo. Como respuesta a la demanda de casas económicas, aunque perfectamente habitables, para resolver la crisis de la vivienda que se hace sentir en los Estados Unidos entre las familias de ingresos más bajos, el Servicio Forestal ideó una serie de planes relativos a casas de estilo y dimensiones diversas. Poseen todos los elementos necesarios para familias de hasta 12 hijos y están concebidas en principio para ambientes rurales. Estos diseños se describen brevemente en Designs for low-cost wood homes (12).
Se han conseguido economías simplificando la construcción, especificando materiales a base de madera, duraderos al mismo tiempo que económicos, y utilizando materiales no convencionales, así como recurriendo a nuevos usos de la madera y de los productos a base de madera. El hecho de que estas casas sean de bajo costo no significa que en ellas se utilicen materiales ni métodos constructivos de categoría inferior. La resistencia, la seguridad y la durabilidad de la construcción no han sido sacrificadas.
En muchos casos, el sistema de construcción y los materiales utilizados son los tradicionales. Por ejemplo, estas casas pueden ser construidas por modestos contratistas que se sirven de los materiales más fácilmente accesibles. Asimismo, en muchos casos, el propietario se ve inclinado a realizar él mismo parte del trabajo. En consecuencia, se ha preparado un manual profusamente ilustrado para ayuda de los constructores y propietarios cuyo título es Low-cost wood homes for rural America: construction manual (9).
EL EMPLEO DE LA MADERA EN OTROS PAÍSES
Es difícil obtener información sobre el empleo de la madera para la construcción de viviendas en los países en desarrollo. Blomquist (15) ha resumido la información procedente de unas cuantas zonas, según la cual resulta que tal empleo no está generalizado.
En Papua y Nueva Guinea, por ejemplo, las casas típicas de los nativos se erigen sobre postes y rollizos verticales, con entramado de suelos y cubiertas de rollizos, unidos a superficies planas labradas en los postes y sujetos mediante bejucos, o materiales parecidos. Se asemejan, por lo tanto, a los sistemas de entramado de postes utilizados en Norteamérica. En algunos casos, para la sustentación de la cubierta se utilizan cerchas de rollizos, o en ocasiones de madera aserrada. Entre las cerchas se tienden rollizos menores con bardas u otros materiales naturales para cubrir aguas. Para el cerramiento suele utilizarse el bambú u otros materiales parecidos. Las aberturas de puertas y ventanas pueden hacerse con madera aserrada.
El método típico en las Filipinas es el de viga-columna, utilizándose en algunos casos las construcciones con postes. Las cerchas de la cubierta suelen ser de madera con miembros de acero para absorber las cargas de tensión. Empiezan a adoptarse las cerchas de madera ensambladas con clavos o con placas metálicas de unión. Se construyen algunos suelos de madera, a la vez que se van popularizando los recubrimientos externos de madera en los muros. Los recubrimientos interiores suelen ser de tablero de fibra y tablero contrachapado, estando muy generalizado el empleo de ventanas de madera prefabricadas.
En Sudáfrica se utiliza relativamente poca madera en la construcción de viviendas, pero los resultados alcanzados por la Dependencia de Investigaciones Madereras de la Junta Sudafricana de Investigaciones Científicas e Industriales indican un posible aumento en el empleo de la madera. En un modelo recientemente ideado por dicha dependencia se utilizan armaduras de madera tratada con sustancias preservadoras, junto con paredes externas de madera.
En la India, las casas se construyen, por lo general, con muros de mampostería y suelos de materiales distintos de la madera, si bien son de empleo generalizado los sistemas de cubiertas de madera. El Instituto de Investigaciones Forestales ha ideado una serie de sistemas de cerchas en el que se utilizan las piezas menores de especies nativas secundarias para reducir la utilización de las cuatro a seis especies estructurales más populares.
En Norteamérica, las casas primitivas se construían con trozas enteras, pero, al introducirse los aserraderos, fue posible despiezar las trozas. Posteriormente, las abundantes provisiones de madera y la relativa facilidad con que podía transformarse, las casas con entramado de madera aserrada y recubrimiento de tablas se convirtieron en el modelo típico de construcción, siendo hoy todavía muy común, con ciertas modificaciones derivadas de la adopción de nuevos materiales, como los tableros contrachapados y tableros de fibra.
TIPOS Y CATEGORÍAS DE MADERA ASERRADA
En la construcción de casas, el tipo de madera aserrada más importante es el denominado «madera de dimensión», utilizado primordialmente para la armadura. Por lo general, su espesor nominal es de 2 pulgadas y su anchura es variable según que se utilice como poste vertical, vigueta para suelos, cabios de cubiertas, etc.
Los tablones, generalmente con un espesor nominal de 1 pulgada, se utilizan hoy muy poco, excepto en ciertos adornos, por ejemplo, entredoses, rinconeras y porches. Constituyen asimismo la materia prima para molduras, entablados de paredes y adornos exteriores.
En el manual American softwood lumber standard (30) se da la descripción básica de los diversos artículos de madera aserrada. En tales normas se fijan los límites de tamaño de las piezas acabadas, el contenido de humedad, las características básicas de clasificación y los métodos de determinación de esfuerzos de trabajo y módulos de elasticidad. La descripción detallada de las categorías se encuentra en las normas de clasificación publicadas por las asociaciones regionales de madera aserrada.
TIPOS DE ENTRAMADOS PARA CASAS
Se ha utilizado, en cierta medida, un método de construcción con arreglo al cual los postes de las paredes se levantan desde el cimiento de anclaje de la primera planta hasta los aleros. Las viguetas de la segunda planta descansan en largueros dispuestos en la parte interior de los postes verticales. Este tipo de construcción reduce a un mínimo los cambios de dimensión en la altura de las paredes y es, por lo tanto, el preferido cuando el recubrimiento externo es de mampostería.
El tipo de construcción más común es el de armadura construida sobre plataforma (Figura 2), en el cual el subsolado se extiende hasta los bordes externos del edificio, formando una plataforma sobre la cual se levantan las paredes exteriores y los tabiques medianeros. Este tipo es de construcción más fácil, ya que ofrece una superficie del trabajo en cada piso. Es adaptable a diversos métodos de prefabricación y permite ensamblar las armaduras de las paredes sobre el suelo colocándolas después en su lugar.
FIGURA 2. - Armadura tipo plataforma.
Una adaptación del sistema que usa madera de grandes dimensiones se adopta a voces en la construcción de casas residenciales y es el llamado método de tablón y vigas (Figura 3). Las vigas de dimensiones adecuadas se sustentan sobre postes distanciados hasta 8 pies entre sí y se recubren con tablones o tablas machihembradas.
FIGURA 3. - Armadura de tablón y viga para casa de I piso.
EMPLEO DE LA MADERA ASERRADA EN LA CONSTRUCCIÓN DE CASAS
Armaduras
En las armaduras tradicionales para casas se utiliza madera de un grueso nominal de 2 pulgadas para soleras, placas superior e inferior, sobreventanas, viguetas, pies derechos, cabios y cerchas. El suelo está formado por viguetas de anchura determinada por la crujía, sustentadas sobre la cimentación y una viga intermedia. Las viguetas del suelo se recubren con un subsuelo que sirve de plataforma de trabajo para proseguir la construcción.
Las paredes suelen construirse con postes de 2 x 4 pulgadas, unidos a una solera a nivel del suelo y a una placa superior. Los soportes en las aberturas para puertas y ventanas lo forman los cabeceros (de ordinario, madera de 2 pulgadas de grueso nominal y de anchura adecuada).
El entramado de la cubierta era generalmente de cabios dispuestos sobre las paredes y unidos por el centro a una cumbrera (Figura 4). Los cabios se clavan a las viguetas del techo. Este tipo de construcción está siendo hoy sustituido por cerchas ligeras (cabios cerchados) hechas con madera de dimensión. El empleo de cabios cerchados simplifica la construcción, ya que pueden situarse en su lugar como unidad, sin exigir paredes interiores para sustentar las viguetas del techo.
FIGURA 4. - Armadura típica formada por vigas de tejado.
Revestimiento
El revestimiento de los muros y de la cubierta, así como los subsuelos, tienen por finalidad conferir rigidez a las paredes y ofrecer una superficie para clavar las cubiertas. En épocas anteriores, el revestimiento se hacía comúnmente con tablas de 1 pulgada dispuestas diagonal o perpendicularmente a los elementos de la armadura. Cuando se disponen diagonalmente, las zonas de revestimiento confieren una considerable rigidez y, consiguientemente, resistencia contra huracanes y terremotos.
Después de la segunda guerra mundial, los paneles estructurales de contrachapado y los tableros de fibra comenzaron a sustituir a la madera aserrada en el revestimiento y en el subsuelo. En la actualidad, una casa típica está formada por una armadura de madera aserrada con revestimiento de tablero contrachapado en la techumbre y en el subsuelo, y con recubrimiento de los muros con tableros de fibra o con una combinación de éstos y de tableros contrachapados.
Carpintería de acabado
Si bien los cambios de estilo han eliminado o reducido algunos artículos de madera acabada, la madera aserrada sigue utilizándose ampliamente para adornos exteriores e interiores, carpintería de acabado y entarimados. Entre éstos figuran las impostas, arquitrabes, contramarcos, rinconeras, porches, cubiertas de mansarda y entablados de pared.
Probablemente no existe ningún otro material para entablados de pared con tanta variedad de dibujo y textura como la madera aserrada producida normalmente. Las tejas de madera para entablados exteriores aplicadas horizontalmente quizás sean las más comunes, aunque también existen otros modelos para su aplicación tanto vertical como horizontal.
Las estadísticas más recientes (25) indican que el empleo de entablados para exteriores (en las casas aseguradas por la Administración Federal de la Vivienda) ha disminuido desde un 12 por ciento aproximadamente en 1959 hasta un 5 por ciento en 1968, advirtiéndose aumentos en el uso de los tableros contrachapados, tableros de fibra y otros materiales distintos de la madera. El continuo perfeccionamiento de los acabados para exteriores puede invertir esta tendencia.
Cubiertas de madera para tejados
Los tejamaniles de asfalto son, con mucho, la cubierta para tejados más común en los Estados Unidos. Las estadísticas existentes indican solamente un empleo limitado de tejamaniles de madera aserrada y de tablas de ripia. El perfeccionamiento de los tratamientos pirorretardantes puede conducir a un empleo mucho mayor de los tejamaniles de madera. Estos y las tablas de ripia no sólo poseen un gran atractivo estético, sino que, con frecuencia, ofrecen mejores cualidades aislantes, reduciendo con ello los costos de calefacción y climatización.
Paneles
En la actualidad se utiliza muy corta cantidad de madera aserrada para la fabricación de paneles. Este cambio se explica por el bajo costo y la mayor facilidad de manipulación y aplicación de los tableros contrachapados. La fabricación de paneles de madera aserrada en grosores inferiores a 3/4 de pulgada, que es el grosor normal, y con anchuras mayores podría incrementar su aplicación.
Carpintería mecánica y entarimados
La madera aserrada proporciona la materia prima fundamental para ventanas, alacenas y entarimados, continuando en este caso la madera a mantener su posición en grado considerable. Sin embargo, las baldosas resilientes y las moquetas se van popularizando como materiales para pisos, naturalmente a expensas de la madera. Las observaciones pertinentes al empleo de la madera en la carpintería mecánica y en los entarimados se dan en la página 76.
ACONTECIMIENTOS RECIENTES
Dimensiones de la madera aserrada
La experiencia enseña que las dimensiones de la sección transversal de la madera aserrada utilizada en la construcción de viviendas surgió del despiezo de trozas escuadradas en gruesos de pulgadas enteras. Las dimensiones de piezas acabadas han sufrido una notable evolución respecto de los tamaños nominales habiendo sido la American softwood lumber standard (30) (Normas para Madera Aserrada de los Estados Unidos) el primer documento en que se ha abordado directamente el problema de la merma producida después de un período de servicio de la madera aserrada en verde. Esto es, se especifican las dimensiones para los materiales labrados tanto en verde como en seco. La comparación de los anteriores tamaños de la madera aserrada de 2 pulgadas para armaduras con las nuevas dimensiones PS 20-70 puede resumirse como sigue (medidas en pulgadas):
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Referencia nominal |
Dimensiones anteriores (en verde y en seco) |
Nuevas dimensiones PS 20-70: 19% de humedad |
|
2 × 4 |
1 5/8 × 3 5/8 |
1 ½ × 3 ½ |
|
2 × 6 |
1 5/8 × 5 ½ |
1 ½ × 5 ½ |
|
2 × 8 |
1 5/8 × 7 ½ |
1 ½ × 7 1/4 |
|
2 × 10 |
1 5/8 × 9 ½ |
1 ½ × 9 1/4 |
|
2 × 12 |
1 5/8 × 11 ½ |
1 ½ × 11 1/4 |
Cargas de trabajo
La actual norma sobre madera de coníferas aserrada especifica que, cuando deben asignarse tensiones de trabajo admisibles, se fijarán de conformidad con normas técnicamente adecuadas. Las principales entre éstas son las normas D 2555 y D 245 de la American Society for Testing and Materials. Estas dos normas son objeto de continua revisión.
Criterios constructivos
Los criterios constructivos en cuanto a suelos, muros laterales y techumbres en función de la carga admisible preconizada en los códigos de edificación y normas de construcción se han considerado en ocasiones como limitaciones a un empleo más eficiente de las armaduras de madera en la construcción de viviendas. Esto es, se han juzgado indebidamente cautelosas en relación con los métodos de análisis estructural. Los ensayos hechos en condiciones reales indicaron un rendimiento superior al supuesto con arreglo a los actuales criterios constructivos (19). Basándose en ello, los representantes de los cuatro códigos modelo de edificación de los Estados Unidos (la Administración Federal de la Vivienda, la Asociación Nacional de Constructores de Casas y las industrias de los productos forestales) celebraron una reunión y elaboraron criterios constructivos nuevos y uniformes. Tales criterios, que se recogen en el Cuadro 1, han sido incorporados al Código Nacional de Edificación de Viviendas Monofamiliares y Bifamiliares, así como en las normas de la Administración Federal de la Vivienda. Se pueden obtener tablas simplificadas para luces admisibles basadas en los nuevos criterios.
CUADRO 1. - CRITERIOS CONSTRUCTIVOS PARA SUELOS, TECHOS Y CUBIERTAS DE MADERA
Libras por pie cuadrado
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Conjunto estructural |
Flecha1 |
Sobrecarga2 |
Peso propio |
Carga total |
|
|
Libras por pie cuadrado |
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Suelos pesados |
360 |
40 |
10 |
50 |
|
|
Suelos ligeros3 |
360 |
30 |
10 |
40 |
|
|
Viguetas de techos |
|
|
|
|
|
|
|
Carga limitada en el ático |
240 |
20 |
10 |
30 |
|
Viguetas para techos |
|
|
|
|
|
|
|
Ninguna carga en el ático |
240 |
10 |
5 |
15 |
|
Viguetas de cubiertas de poca inclinación que soportan techos4 |
240 |
20 |
15 |
35 |
|
|
5 (30) |
(15) |
(45) |
|||
|
(40) |
(15) |
(55) |
|||
|
Viguetas de cubiertas de poca inclinación que no soportan techos |
240 |
20 |
10 |
30 |
|
|
(30) |
(10) |
(40) |
|||
|
(40) |
(10) |
(50) |
|||
|
Cabios de cubiertas pesadas |
180 |
20 |
15 |
35 |
|
|
(30) |
15 |
(45) |
|||
|
(40) |
15 |
(55) |
|||
|
Cabios de cubiertas ligeras |
180 |
20 |
7 |
27 |
|
|
(30) |
7 |
(37) |
|||
|
(40) |
7 |
(47) |
|||
1 La luz se divide entre el número indicado. Para cielos rasos de escayola divídase por 360 en todos los casos.
2 La sobrecarga se utiliza únicamente para el cálculo de luces basadas en la flecha.
3 Suelos para áticos y dormitorios.
4 También cabios que soportan techos.
5 Las cargas entre paréntesis representan cargas acomodadas a las condiciones climáticas.
Coordinación modular
Un avance en la coordinación modular para utilizar la madera con mayor efectividad es el sistema Unicom elaborado a partir de estudios patrocinados por la Asociación Nacional de Productos Forestales. Utilizando el módulo de 4 pulgadas y el espaciado de 16 ó 24 pulgadas, el proyectista dispone de una completa flexibilidad y el constructor o fabricante de elementos componentes se sirve de materiales normalizados con un mínimo de despilfarro. Además de las economías derivadas de un diseño normalizado y de una disciplina en la fabricación, el sistema elimina asimismo la necesidad de arriostramiento entre las viguetas del suelo, la duplicación de cabeceros en particiones paralelas, el endentado entre postes y otros elementos de escaso valor estructural. En dos urbanizaciones analizadas se dio a conocer que el empleo del sistema Unicom condujo a economías de 63000 dólares en uno de los proyectos (250 casas) y de 20600 dólares en el otro (23).
Sistema de suelos de bajo perfil
El creciente empleo de cimientos de losa de hormigón, que comenzó a principios de los años cincuenta y se afirmó a lo largo de los últimos diez años en un 43 por ciento aproximadamente de todas las casas monofamiliares, condujo a una sensible reducción en el volumen de madera aserrada y otros productos de la madera utilizados para la construcción de suelos. La construcción tradicional de suelos de madera encima de un sótano de poca altura sitúa el nivel del suelo muy por encima del nivel del terreno. El sistema de suelos de bajo perfil (22) fue ideado para combinar las ventajas de una baja silueta, los menores costos de construcción de las losas de hormigón y la mayor comodidad y mejor aspecto de un suelo de madera. Este sistema de perfil bajo permite tendidos más breves de madera de menor tamaño debido a los apoyos intermedios. Se sirve también de reducido espacio bajo el suelo como cámara de aire para la calefacción y la climatización. Este sistema de suelos ofrece una solución viable en aquellas zonas en que los constructores y consumidores prefieren una construcción de perfil bajo.
Cimentación de madera a toda intemperie
La intemperie es uno de los problemas citados con más frecuencia por los constructores para explicar los crecientes costos de edificación. En muchas zonas del país las condiciones climáticas adversas hacen difícil o imposible la excavación y la construcción de cimientos ordinarios de mampostería. Para resolver este problema se ha ideado una cimentación de madera a toda intemperie. Este sistema es el resultado de tres años de actividades por la Fundación de Investigaciones de la Asociación Nacional de Constructores de Casas, la Administración Federal de la Vivienda, el Departamento de Mercadeo ele Productos Forestales del Servicio Forestal, el Instituto de Preservadores de Madera de los Estados Unidos y la Asociación Nacional de Productos Forestales. Puede erigirse en 9 horas/hombre con economías de 250 dólares por casa, en comparación con los cimientos ordinarios de mampostería (7).
El sistema de cimentación con madera a toda intemperie lo constituye una armadura de madera con paños revestidos de tablero contrachapado tratados a presión contra los termes y la pudrición. Esto da lugar a una habitación perfectamente aislada como sótano y permite a los constructores industrializados facilitar la serie completa de elementos que podrán ensamblarse a pie de obra por los carpinteros. Este sistema y su complemento de bajo perfil superan las principales deficiencias de la construcción ordinaria de cimentaciones para casas de inquilinos con ingresos medios o bajos.
APLICACIONES FUTURAS DE LA MADERA ASERRADA EN LA CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS
La construcción tradicional de casas con armadura de madera se ha mantenido prácticamente inalterada durante siglos. La generalizada adopción de los cabios cerchados y de los productos de tipo panel para revestimientos constituyen las únicas modificaciones de importancia en el sistema ordinario de viguetas, postes y cabios recubiertos y entablados de pared.
Al quedar demostrado que las armaduras de madera se adaptaban a su construcción industrializada no parece probable que la tendencia a la prefabricación modifique señaladamente el sistema de armadura con revestimiento. Esto lo comprueba el hecho de que en las nuevas casas con armazón de acero y aluminio se han copiado los antiguos sistemas.
La prefabricación y la creciente tendencia a edificar con módulos tridimensionales atenderán primordialmente a la reducción del peso de la armadura. Dada su favorable relación entre resistencia y peso, la madera aserrada puede ser más adaptable para estos fines que las armaduras metálicas.
Aunque se han reducido las dimensiones normales de los elementos de madera, estos cambios se hicieron partiendo de la base de que cada miembro de madera trabaja independientemente. Sin embargo, los ensayos hechos en condiciones reales han revelado que la acción recíproca entre elementos y revestimiento en la casa terminada realza significativamente la resistencia y rigidez del sistema. Al presente se está tratando de dar forma a un procedimiento de diseño digno de confianza que refleje tales interacciones. Esta técnica constructiva, combinada con uniones mecánicas perfeccionadas y con adhesivos para uso en las estructuras, permitiría nuevas economías en el sistema de armadura de madera.
Si bien el empleo de madera aserrada para revestimientos seguirá disminuyendo, la ideación de procedimientos de diseño compuestos y los mejores métodos de unión mecánica podría conducir a aplicaciones más eficientes de los tableros de madera aserrada en las armaduras estructurales.
Un sistema de edificación de casas que va ganando en popularidad utiliza postes de madera tratada para los cimientos y la armadura estructural (Figura 5). Aunque generalmente se utilizan postes rollizos, también se usa en ocasiones madera escuadrada. En ambos casos se hincan en la tierra y sirven como elementos de apoyo principales de la estructura. Con ello los pilares tienen dos funciones básicas: actuar tanto de cimentación como de armadura de trabajo para el apoyo de los elementos del suelo, las paredes y la armadura de la cubierta.
FIGURA 5. - La construcción tipo poste se ha usado con éxito para reducir el costo. Especialmente se adapta a laderas y terrenos escabrosos.
Como no son necesarios cimientos convencionales, es menor la preparación del lugar - de erección y, sobre todo, este menor movimiento de tierras reduce la posibilidad de erosión y también de grandes movimientos de tierra en laderas escarpadas. Por ello, este sistema se adapta más particularmente a una topografía accidentada que con los cimientos convencionales. Si los postes están debidamente anclados en tierra y si todos los elementos están correctamente unidos, este tipo de construcción es especialmente efectivo para resistir solicitaciones de importancia en zonas muy ventosas, sobre todo en aquellas en que los grandes vientos suelen ir acompañados de oleaje (2, 5, 11, 26).
TRATAMIENTO CON SUSTANCIAS PRESERVADORAS
La construcción armada con postes depende de la capacidad de éstos de resistir la acción destructora de los organismos xilófagos tales como hongos e insectos presentes en el suelo en que están empotrados. Dado que la albura, incluso la de especies madereras resistentes, tiene poca duración, esto exige que los postes deban tratarse con sustancias protectoras para asegurarles larga duración.
Los postes rollizos son los más comunes en la construcción de casas, aunque a veces se utilizan elementos rectangulares para simplificar el armado. Los miembros rectangulares exigen un mayor cuidado en su tratamiento porque, con frecuencia, la albura se ha eliminado en todo o en parte y el duramen de muchas especies es difícil de tratar.
El tratamiento de la madera para protegerla contra organismos destructivos está muy perfeccionado y los productos químicos y operaciones de tratamiento son suficientemente conocidos y se describen en multitud de obras, entre ellas (4) y (7). Cae fuera del propósito del presente trabajo describir las sustancias químicas y los procedimientos en detalle. Los procesos de presión son los más comunes, aunque pueden también utilizarse otros. La elección de la sustancia preservadora responderá a una serie de factores, siendo los más importantes la posibilidad de pintura externa, la ausencia de olores y la permanencia y efectividad del tratamiento. Las disposiciones oficiales pueden en algunas zonas limitar o prohibir su empleo, por lo que tales disposiciones deberán consultarse antes de llegar a una elección.
DISEÑO ESTRUCTURAL
El diseño de una casa armada con postes no tiene exigencias insólitas, excepto las consideraciones relativas a las características del suelo que afectan a la profundidad de empotramiento de los postes y la resistencia del suelo a las solicitaciones laterales. En zonas en que existe el peligro de huracanes, debe atenderse en especial a los anclajes entre elementos y entre éstos y los postes. Los detalles constructivos se ilustran en (4) y (5).
CONSTRUCCIÓN
Cimientos
Una de las ventajas de la construcción de casas con postes en laderas es la reducida posibilidad de erosión en comparación con las cimentaciones que exigen grandes excavaciones. La preparación de las hoyas para empotrar los postes exige ciertos cuidados para evitar perturbaciones en el suelo. Si bien estas hoyas pueden excavarse a mano, la perforación mecánica es mucho más rápida si se cuenta con estas máquinas y si el terreno lo permite.
La Figura 6 ilustra diversos procedimientos de anclaje de postes. En algunos tipos de suelos basta el relleno con el propio material extraído. Si esto no es posible debido a una falta de apoyo suficiente, el relleno puede hacerse con arena o grava o con una mezcla de tierra y cemento. Esta última solución puede ser muy conveniente en los países en desarrollo en que son preferibles los métodos locales.
FIGURA 6. - Colocación de los postes, el método de empotrado de los postes está en función del tipo y topografía del suelo.
Cuando las tensiones admisibles del suelo son insuficientes para soportar las cargas, quizá resulte necesario disponer una zapata de hormigón en el fondo de la hoya que ofrezca una mayor superficie de sustentación que la resultante de la propia base del poste. Estas zapatas pueden prepararse a pie de obra o prefabricarse y situarse después en las hoyas. El relleno puede ser como el antes indicado o, tratándose de otras perforaciones someras de cierto tipo de suelos, quizá convenga rellenar con hormigón.
Antes del rellenado es necesario situar los postes en la posición correcta y aplomarlos. Quizá fuera recomendable unir parte de la armadura y comprobar el aplomo y la escuadría de la estructura antes del relleno, sobre todo cuando se utiliza hormigón.
Vigas de apoyo
En la Figura 7 se ilustran tres sistemas comunes de apoyo de vigas. De ordinario se utilizan pernos o placas de púas para unir las vigas principales del suelo a los postes debido a las grandes cargas que imponen del suelo, mientras que las vigas del techo podrían unirse con clavos. Los datos constructivos de las uniones mecánicas se dan en (24) y (29).
FIGURA 7. - Tres métodos de unión de las vigas a los postes.
Las vigas principales que sirven de apoyo a las viguetas y al entramado de las paredes se unen a los postes como se indica en la Figura 8. Cuando se utilizan viguetas o cuando los postes llegan hasta el nivel de la estructura del suelo, las vigas deberán diseñarse para soportar las cargas de la cubierta transmitidas por el entramado de las paredes. Sin embargo, de ordinario el entramado de la cubierta está sustentado sobre vigas de techo sujetas a la parte alta de los postes.
La buena práctica constructiva aconseja que las vigas de apoyo se unan por pares, una a cada lado del poste. En el caso frecuente en que las vigas de apoyo del suelo queden expuestas a la intemperie, lo mejor es tratarlas con una sustancia preservadora.
Armaduras de paredes y suelos
Es muy común la armadura de tipo convencional. Por lo general, las viguetas del suelo se sitúan encima de las vigas de apoyo de las divisorias horizontales, lo cual plantea algunos problemas de unión. Si bien el clavado oblicuo puede ser satisfactorio en muchos casos, se recomiendan uniones especiales para estas viguetas (Figura 8) cuando las solicitaciones por el viento son elevadas (26).
FIGURA 8. - Construcción continua de poste y cercha con armadura de plataforma.
El entramado para paredes suele situarse dentro de la línea de contorno de los postes para simplificar la construcción, dejando dichos postes expuestos (Figura 5). En ocasiones, el tipo de construcción exige que los postes queden total o parcialmente expuestos dentro de la casa, pero esto complica el entramado final y el acabado y puede aumentar señaladamente los costos de mano de obra.
Entramado de cubiertas
En las casas armadas con postes se utilizan tres tipos principales de entramados de cubiertas. El primero, llamado de «poste y viga», exige una hilera de pilares a lo largo del eje medianero de la casa para sustentar vigas de cumbrera a los cuales se unen los cabios. Otra solución exige una línea de postes como la anterior, pero se sirve de cabios de grandes dimensiones y más espaciados y arriostrados con correas. La construcción más común es la que utiliza vigas de tejado ordinarias o cabios cerchados.
Construcción con rollizas
En la construcción de casas se utilizan en cierta medida los rollizos cortos que se levantan hasta el nivel de la primera planta, anclándose las vigas del suelo a las testas de los rollizos. Estos rollizos se asientan como se describió anteriormente para los postes. Sin embargo, en los últimos años se ha ideado una técnica para empotrar los postes de las barandillas protectoras de las autopistas (18), técnica que podría adoptarse para empotrar los rollizos de cimentación de casas.
Un elemento de madera encolada puede considerarse un conjunto de varias partes (primordialmente de madera) unidas con un adhesivo para cumplir una función estructural determinada. Por ejemplo, los paneles con revestimiento resistente para paredes o suelos formados por forros de tablero contrachapado encolados a un entramado de listones correspondería a tal definición, al igual que una viga de madera laminar encolada. Para estos fines, se considera que un elemento compuesto se ajusta a la misma definición, salvo que algunos de sus componentes pueden ser de un material distinto de la madera. Por ejemplo, un panel interlaminado podría estar formado por caras externas de contrachapado y un alma en panal de papel enresinado o de espuma de plástico.
Tales elementos se han venido utilizando en cierta medida en la construcción durante unos 30 años. La experiencia ha demostrado que la prefabricación es casi siempre necesaria para conseguir un adecuado control de las dimensiones, del fraguado justo del adhesivo, etc.
En un creciente número de edificaciones con entramado de madera se utilizan elementos prefabricados tales como cerchas. La mayor parte de estos elementos prefabricados han venido ensamblándose con uniones mecánicas, pero actualmente se utilizan cada vez más los adhesivos.
Los elementos encolados se utilizan, por ejemplo, para vigas de caja usadas como arriostramiento entre las vigas principales del suelo, como cumbreras o vigas de entramado de cubierta (a menudo con función decorativa) o como dinteles en las aberturas en las paredes. Los paneles con recubrimiento resistente y los paneles interlaminados se han utilizado para suelos, paredes y tejados en lugar de otras construcciones más comunes.
POTENCIAL DE EMPLEO
Ventajas
Un elemento prefabricado encolado ofrece ciertas ventajas respecto de los métodos ordinarios de construcción. La primera es la mayor rapidez de fabricación, ya que se necesita menos fuerza laboral a pie de obra. La rapidez de la construcción puede también acelerarse al ser menores los retrasos debidos al tiempo meteorológico.
La prefabricación puede ofrecer elementos de calidad superior, debido a un mejor control del contenido de humedad y de las dimensiones de cada componente. Un control más directo de las dimensiones de los elementos puede también conducir a un empleo más eficiente de los materiales.
El aislamiento térmico puede conseguirse durante la prefabricación: en los paneles multilaminares con alma de espuma de plástico tal aislamiento es parte integrante del panel. De modo análogo, pueden incorporarse las instalaciones eléctricas, de fontanería y de sistemas mecánicos.
Muchas de estas ventajas de la prefabricación se aplican igualmente a los elementos no encolados. Sin embargo, el encolado realza en general el potencial estructural y proporciona uniones herméticas permanentes.
Limitaciones
La prefabricación de elementos encolados presenta también algunas limitaciones. Por ejemplo, se necesitan fuertes inversiones en maquinaria e instalaciones de fabricación y de organización. Esto sólo queda justificado cuando se prevé una demanda considerable. Al considerar los costos de transporte y erección para los elementos prefabricados, éstos pueden ser mayores que los de una unidad equivalente erigida a pie de obra. Sin embargo, los ejemplos varían tanto entre sí que no pueden hacerse afirmaciones genéricas, debiéndose analizar cada caso por separado.
Los elementos no tradicionales o sin normalizar suelen exigir una atención estructural y arquitectónica especial. La aceptación de los códigos de edificación puede ser un problema.
Los elementos construidos en fábrica exigen una minuciosa coordinación con los edificadores que los ensamblarán a pie de obra, así como un control de las dimensiones que garantice la completa coincidencia entre los elementos que llegan a la obra.
TIPOS DE ELEMENTOS
En la construcción de viviendas normalizadas de entramado ligero de madera se utilizan principalmente un número determinado de elementos, aunque éstos también encuentran aplicación en la construcción ordinaria de edificios residenciales. Entre éstos figuran los productos laminados de madera encolada, las vigas de cajonera de contrachapado, las cerchas, los paneles con revestimiento resistente y los paneles interlaminados.
Productos de madera laminada y encolada
Estos productos se fabrican con hojas de madera con la dirección de las fibras paralela al eje longitudinal de la pieza y unidos con un adhesivo rígido. Pueden construirse planos o curvos y de cualquier longitud o sección transversal.
Estas piezas de amplia adaptabilidad pueden utilizarse en las construcciones residenciales como vigas principales de suelos o de cubiertas de gran luz. No obstante, se limitan en general a las residencias de costo relativamente elevado.
Vigas cajonadas de contrachapado
Estas vigas están formadas por un cuarterón superior y otro inferior de madera enteriza o laminada unidos por una o más almas verticales de madera contrachapada que, de ordinario, se encolan a los cuarterones. Estos elementos son de menor peso y mayor eficiencia que la madera enteriza y también son dimensionalmente más estables.
En ocasiones se utilizan para entramados de suelos y cubiertas y a veces en secciones cortas para cubrir luces en los huecos de ventanas o cobertizos para automóviles.
Cerchas
Los cabríos cerchados son de uso común en la construcción en los Estados Unidos. Por lo general, se sitúan a distancias normalizadas de 16 ó 24 pulgadas y el cielo raso y la cubierta se unen directamente a ellos. De ordinario, se hacen con madera de 2 pulgadas y los elementos de la cercha se unen con placas metálicas, aunque también se utilizan cartelas encoladas.
Las cerchas con cartelas grandes y encoladas de madera contrachapada son mucho más rígidas que las construidas con placas ligeras de metal porque las uniones resisten el esfuerzo de torsión de los elementos de la cercha. La mayoría de las cerchas no dejan espacio para buhardilla en el ático del edificio, aunque con un diseño apropiado esto podría conseguirse.
Paneles con revestimiento resistente
Un panel con revestimiento resistente está formado por un entramado en uno o en ambos de cuyos lados se encola un revestimiento, de suerte que el conjunto actúa como un todo único. Los revestimientos resisten los esfuerzos de flexión y de tensión directa aumentando la capacidad de carga del entramado y permitiendo una reducción de su tamaño. El entramado resiste los esfuerzos cortantes, así como los de flexión. Lo más eficaz es unir los revestimientos al entramado mediante adhesivos. aunque también pueden utilizarse uniones mecánicas.
Los paneles pueden tener revestimiento en una o en las dos caras del entramado. Los de una sola cara facilitan la instalación de los servicios. Los de dos caras son más eficientes, debido a que los dos revestimientos contribuyen a aumentar la capacidad de carga.
Los paneles con revestimiento resistente pueden estar dotados de un acolchado aislante instalado en la fábrica. Debido a su construcción hermética es muy común practicar aberturas en forma de muesca o perforación en los cabeceros. Debe contarse con elementos especiales de unión entre paneles en el lugar de trabajo. Comúnmente esto se hace disponiendo el entramado a un lado del panel y clavando por la parte sobresaliente del revestimiento del panel adyacente.
Los paneles para paramentos son generalmente de 4 × 8 pies y los paneles para suelos de 4 pies de anchura y de 12 a 14 pies de longitud. Tales paneles son suficientemente ligeros para poderse colocar manualmente. Con la adopción de maquinaria para manipular los materiales a pie de obra han podido utilizarse dimensiones mayores. Por ejemplo, los paneles para paramentos pueden ser de igual dimensión que la pared correspondiente y los paneles de suelos pueden prefabricarse en dimensiones de hasta 8 × 28 pies.
Paneles interlaminares
Los paneles interlaminares se parecen a los de revestimiento resistente en el sentido de que los revestimientos actúan con el alma de poco peso como un todo único resistente. Sin embargo, en lugar de un entramado interno, el alma es continua y está formada por espuma de plástico o por un panal de papel enresinado. Las capas externas pueden ser más delgadas que en los paneles con revestimiento resistente, ya que cuentan con un soporte continuo. Puede utilizarse una gran diversidad de materiales, incluso aquellos a base de madera, como tableros contrachapados y tableros duros, así como almas de papel enresinado. Con frecuencia se encolan listones de madera en el perímetro para reforzar el alma y facilitar la unión a otros paneles adyacentes.
Los paneles interlaminares son de menor peso que los de revestimiento resistente, a la vez que las almas de espuma de plástico son mejores aislantes. Por lo general, los paneles interlaminares son más caros y deben ser prefabricados.
Existen diversos sistemas patentados de paneles para paredes, suelos y cubiertas de empleo muy común, generalmente en anchuras de 4 pies. Los paneles para paramentos utilizan almas de plástico de 1½ pulgadas de espesor, mientras que los paneles para cubiertas y suelos suelen ser de 4 a 6 pulgadas en grosor, según la crujía. Se han producido sistemas para los que trabajan con paneles de pared de 8 x 20 pies, o incluso más.
Unidades tridimensionales
Pueden ensamblarse en fábricas unidades residenciales completas que utilicen uno o más de los elementos encolados ya descritos. Las unidades típicas son casas transportables y estructuras modulares.
Las casas transportables son unidades completas, en forma de cajas montadas sobre una plataforma rodante. Muchas de estas unidades se transportan una sola vez desde la fábrica hasta el lugar de erección. En algunos casos no es preciso atenerse a las disposiciones establecidas en los códigos de edificación. Se producen en cadena de montaje. El método de construcción es variable, pero un rasgo común es el empleo frecuente de adhesivos para el ensamblado.
Las estructuras modulares son unidades en forma de caja, que pueden transportarse en un remolque y fijarse sobre una cimentación para formar parte de una estructura permanente. Con frecuencia, se construyen en secciones. Dos o más unidades pueden unirse con un lado de cada sección abierto, o bien pueden ensamblarse horizontalmente unidades completamente cerradas en varias disposiciones. Las unidades completamente cerradas pueden colocarse unas sobre otras, o disponerse separadamente.
Las cargas impuestas por el transporte y la erección dan lugar a esfuerzos que no suelen encontrarse en la construcción ordinaria de casas. Para resistir tales esfuerzos dinámicos es esencial la mayor rigidez conferida por los elementos encolados.
ENCOLADO EN OBRA
El encolado de estructuras con adhesivos a pie de obra, que anteriormente no era fácil ni práctico debido a las limitaciones impuestas por las condiciones de trabajo y meteorológicas, es hoy posible gracias a una nueva clase de adhesivos elastoméricos preparados para su uso inmediato y de fácil aplicación. Rellenan los huecos y no exigen un lijado suplementario de las superficies preparadas en fábrica. Adhieren con presión moderada y absorben rápidamente las cargas por impacto durante la construcción sin roturas. Son relativamente tolerantes a las condiciones meteorológicas y pueden aplicarse a superficies mojadas o escarchadas en un amplio margen de temperaturas. Sin embargo, no se recomiendan para su empleo en condiciones de exposición demasiado rigurosas. Una de sus principales limitaciones es su tendencia a la deformación elástica progresiva bajo cargas.
El adhesivo elastomérico ha empezado a generalizarse para unir los suelos de tablero contrachapado a las viguetas de sustentación. Con ello se consigue un efecto parcial semejante al de los tableros con revestimiento resistente obteniéndose un sistema más rígido. Los problemas de clavado se reducen a un mínimo, ya que el adhesivo fija firmemente los paneles a las viguetas. Así pues. el encolado en obra combina muchas de las ventajas de la prefabricación con las de construcción a pie de obra. Otra posible aplicación sería la unión al entramado de los revestimientos de paredes y de la cubierta. Esto ya se ha hecho experimentalmente con el sistema de estructura normalizada descrito más atrás.
CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS ESPECIALES
Para los elementos discutidos hasta aquí existen métodos constructivos reconocidos (1). Cuando estos elementos se ensamblan en un edificio, la estructura puede analizarse para determinar los esfuerzos horizontales o los resultantes de huracanes y terremotos. Se reconoce que las estructuras de madera son de una resistencia nada común a los terremotos y, con los anclajes y uniones adecuados, a los vientos huracanados. Los elementos encolados descritos aquí realzan esta resistencia.
La pirorresistencia de las estructuras de madera puede realzarse por diversos procedimientos. Por ejemplo, pueden añadirse componentes pirorresistentes en un elemento compuesto. Una ilustración práctica es que un panel con revestimiento resistente para suelos y cielos rasos fue ensayado asignándosele una escala de a una hora de pirorresistencia n. Este panel está formado por viguetas de 2 x 6 pulgadas, con revestimiento resistente superior (suelo) de 5/8 de pulgada encolado a las viguetas, mientras que, en el caso de cielos rasos, el recubrimiento es un tablero de fibra de ½ pulgada cubierto por un panel de yeso de ½ pulgada.
El tratamiento con pirorretardantes puede reducir radicalmente la velocidad de propagación de llamas superficiales, pero influye escasamente en la pirorresistencia propiamente dicha. Sin embargo, tal tratamiento, combinado con características constructivas adecuadas, puede realzar la resistencia al fuego de las estructuras de madera.
La renta familiar influye notablemente sobre la clase de materiales que se utilizarán en la construcción de viviendas: cuando la renta es muy baja, la construcción también es barata. Los paneles a base de madera, resultado del perfeccionamiento tecnológico, son un producto relativamente tardío en el sector de los materiales de construcción. Debido a que las instalaciones para fabricarlos exigen una cuantiosa inversión de capital y una mano de obra altamente especializada, se utilizan principalmente en las partes más desarrolladas y opulentas del mundo. Alrededor del 75 por ciento de la producción mundial de tableros contrachapados, tableros aislantes, tableros duros, tableros de partículas y otros tipos de paneles de menor volumen queda absorbida en los Estados Unidos y en Europa.
Los paneles a base de madera se utilizan principalmente en la construcción. Tomados en conjunto, han mostrado una expansión espectacular después de la segunda guerra mundial. Varias son las razones de esto que hacen esperar un nuevo incremento en su consumo si se quieren satisfacer las necesidades mundiales de viviendas. Estas razones son:
Mantenimiento de una relación razonable entre el costo de la mano de obra y el costo de los materiales. El costo de colocación de paneles es menor por unidad de superficie. Al ir creciendo los costos por mano de obra esto reviste cada vez mayor importancia, ya que es el costo de colocación más que el costo del material lo que gobernará la elección de este último.Con frecuencia se construyen paneles para aplicaciones concretas. La industria de los paneles ha ideado una serie de productos para aplicaciones especiales en la construcción de viviendas.
Eliminación de la construcción de tabiques en húmedo. En el pasado, la práctica usual era enlucir con yeso los paramentos internos de las paredes. Hoy se advierte una transición a la construcción. a en seco El que abre grandes perspectivas al creciente empleo de toda clase de paneles para revestimientos internos.
Favorecimiento de la prefabricación. En la creciente prefabricación de elementos para viviendas y de casas transportables se aprovechan las características de los paneles. Si bien el tamaño de 4 × 8 pies es común en la construcción a pie de obra por la facilidad con que estos elementos se pueden manipular, es posible utilizar dimensiones mayores en las fábricas donde existen medios mecánicos de transporte. Los paneles soportan mejor los esfuerzos de transporte y erección.
Preacabado y superficies especiales. El acabado en fábrica y las superficies especiales no solamente son atractivos y duraderos, sino que reducen el trabajo a pie de obra. Para la unión de paneles preacabados son necesarios métodos especiales.
Las disposiciones de los códigos de edificación con frecuencia limitan o prohiben el empleo de materiales combustibles en las casas de varios pisos. Tales limitaciones se aplican tanto a los paneles a base de madera como a los elementos de madera aserrada. Puede permitirse un cierto empleo de paneles con fines no estructurales, pero, por lo general, se exige un tratamiento pirorretardante. Estas limitaciones al empleo de la madera son menos rigurosas en el caso de viviendas familiares.
TABLEROS CONTRACHAPADOS PARA LA CONSTRUCCIÓN
La industria de los contrachapados para la construcción se concentra en cuatro regiones principales: América del Norte, con tableros contrachapados de madera de coníferas; Finlandia, con tableros contrachapados de abedul o tableros con caras de chapa de abedul y alma de picea; Australia, que utiliza el pino radiata; y Japón, que se sirve tanto del lauán como de las coníferas norteamericanas. Francia utiliza maderas tropicales y frondosas para los tableros contrachapados y el Reino Unido consume grandes cantidades de tableros contrachapados finlandeses y de la Columbia Británica.
Estos tableros encuentran considerable uso en la formación de encofrados para hormigón ya que presentan una superficie lisa y pueden usarse varias veces. Para un uso repetido, es aconsejable el contrachapado con cara externa de madera de gran densidad.
Cimentaciones
Al presente se utilizan en cierta medida los tableros contrachapados para cimentaciones y esta aplicación es probable que se generalice más. Para esta aplicación es necesario un tratamiento con sustancias preservadoras.
Sistemas para suelos
El tablero contrachapado se utiliza comúnmente como subsuelo en las viviendas. El grosor usual es 5/8 a 3/4 de pulgada, con espaciamiento normal sobre las viguetas. Para luces mayores es necesario un tablero de mayor grosor, así como también en la construcción de poste y viga.
Revestimientos y entablados exteriores
La finalidad principal del revestimiento de los muros es impedir la infiltración de aire y resistir las fuerzas paralelas al entramado. Los tableros contrachapados debidamente sujetos ofrecen una excelente resistencia a estos esfuerzos deformantes. En algunos casos, se utilizan revestimientos en parte de tablero contrachapado y en parte de tablero de fibra.
También se utilizan cada vez más los tableros contrachapados para entablados externos. Con frecuencia se disponen verticalmente, a veces con acanaladuras y otros ornamentos. Se fabrica en tablas de 12 pulgadas de anchura para su aplicación horizontal ensolapada. En algunos casos, se aplica en paneles que cubren toda la superficie del entramado como combinación de revestimiento y entablado externo. Cuando se hace así, el clavado debe ser abundante para conferir la deseada resistencia a los esfuerzos deformantes, lo que puede ir en detrimento de la apariencia externa.
Revestimiento de cubiertas
En América del Norte, el tablero contrachapado es el material más frecuentemente utilizado para el recubrimiento de las cubiertas. Se utilizan espesores de 3/8 a ½ pulgada para luces de hasta 24 pulgadas, que es el espaciado común entre cerchas de tejado. En lo que respecta a los subsuelos, se necesitan espesores mayores para un espaciado más ancho, como en la construcción de tipo poste y viga.
Usos diversos
En la construcción de viviendas se utilizan cantidades muy notables de tablero contrachapado para aplicaciones secundarias como arquitrabes, marquesinas de aleros, anaqueles, porches, techos de cobertizos para automóviles y otros elementos que no exigen una apariencia especial.
TABLEROS CONTRACHAPADOS DECORATIVOS
Este tipo de contrachapados se utiliza para apanelados y puertas de paños lisos. La industria de las casas transportables utiliza grandes cantidades de contrachapado decorativo para superficies internas. Los armarios para cocinas y otros elementos incorporados suelen estar hechos de contrachapado decorativo de muy agradable aspecto.
TABLEROS ENTABLILLADOS Y ENLISTONADOS
Los tableros entablillados y enlistonados son fundamentalmente productos europeos utilizados en la construcción en forma parecida a como se hace con los tableros contrachapados gruesos. Se hacen con un alma de madera aserrada gruesa o de chapas verticales laminadas y presentan de 3 a 5 capas, con un grosor de 12 a 25 mm (½ a 1 pulgada). La dirección de las fibras de las capas superficiales en un tablero de 5 capas puede ser paralela o perpendicular a la del alma. Se emplean principalmente en los suelos estructurales, anaquelerías, tabiques medianeros y puertas y costados de armarios. Son análogos a los tableros contrachapados con alma de madera aserrada fabricados en los Estados Unidos.
TABLEROS AISLANTES
Se fabrican tableros con propiedades aislantes para interiores y exteriores. En estos últimos, las propiedades hidrófugas se consiguen añadiendo asfalto al material de construcción, revistiendo con una capa de asfalto el tablero terminado o por ambos procedimientos.
Los principales productos para exteriores son los paneles para entramados y los tejamaniles de entablado. Los forros de entramado se fabrican en tres calidades y densidades: ordinaria (unas 18 libras por pie cúbico); intermedia (unas 22 libras por pie cúbico) y rígido para estructuras (unas 25 libras por pie cúbico). Los de la primera calidad se fabrican en anchuras de 2 y 4 pies, pero, para obtener la resistencia lateral necesaria, deberán utilizarse tableros de 4 pies de anchura y 3/4 de pulgada de grosor, con su dimensión mayor (8 ó 9 pies) dispuesta verticalmente. Las dos densidades mayores se suministran únicamente en grosores de ½ pulgada. Cuando se utilizan debidamente, ofrecen buena resistencia a los esfuerzos laterales.
Los tejamaniles de respaldo se utilizan debajo de los tejamaniles de madera en hiladas 0 de los entablados exteriores para ofrecer una línea de corte más profunda. Estos respaldos ofrecen la necesaria fuerza de retención de los clavos cuando los tejamaniles se aplican con clavos de forma irregular especial y eliminan la necesidad de listones de madera para el clavado.
Los tableros aislantes para interiores se han utilizada desde largo tiempo como baldosas acústicas. Cuando en ellos se practican a máquina orificios o hendiduras, los tableros absorben el sonido y reducen la reverberación en la habitación. Los tableros aislantes usados como baldosas o paneles suelen pintarse con pinturas pirorretardantes, que reducen la velocidad de difusión de las llamas. Algunos tableros de base se tratan con pirorretardantes. Tales tableros se utilizan ante todo en los edificios comerciales para los cuales existen estrictas disposiciones oficiales. La mayor importancia atribuida a zonas de silencio en las casas conducirá, sin duda, a un empleo más generalizado de los tableros absorbentes del sonido.
Sin embargo, tales tableros no reducen la transmisión acústica en las viviendas multifamiliares. Para las constracciones con entramados ligeros se construye un tipo especial de tablero amortiguador de los sonidos.
Los tableros aislantes ordinarios (sin perforaciones n ranuras mecánicas para la absorción del sonido) se usar en forma de baldosas o como falsos techos. Comúnmente se suministran preacabados. En ocasiones se recubren con una película lavable y no absorbente para su uso en cocinas y cuartos de baño.
TABLEROS DUROS
Aunque los tableros duros encuentran hoy un gran número de aplicaciones industriales, su importancia primordial estriba en la construcción de viviendas. Muchas de estas aplicaciones son las mismas que las de tableros contrachapados cuando se necesita un material relativamente delgado, denso y duro.
Los tableros duros se utilizan como encofrado para estructuras de hormigón, sobre todo para formas curvas, debido a que pueden amoldarse a radios de curvatura simple (sin torsión) muy cortos. Para tales usos suele fabricarse un tablero de calidad especial de doble tratamiento.
Una de sus aplicaciones principales es para empanelados preacabados, que, de ordinario, se suministran en dimensiones de 4 x 8 pies, ya sea estampados en relieve o impresos imitando el grano de la madera. De ordinario, con los paneles se suministran las molduras accesorias preacabadas.
Los tableros duros se utilizan también como capas de base para suelo, sirviendo entonces para recubrir las pequeñas irregularidades en la superficie del subsuelo y ofrecer un apoyo para la cubierta resiliente del piso.
Los entablados externos representan el uso más importante de los tableros duros de densidad media. Este producto relativamente nuevo tiene una densidad de unas 40 libras por pie cúbico y su grosor usual es de 3/8 de pulgada. Pueden entregarse en fábrica tratados con una primera mano de pintura o completamente acabados, o pintados con pintura penetrante sin película sólida. Pueden aplicarse como paneles yuxtapuestos o solapados. Cuando se suministran preacabados, van acompañados de escuadras externas o internas y de clavos en colores armonizados.
Se están recopilando datos técnicos sobre nuevas aplicaciones como caras para tableros con revestimiento resistente y cartelas para cerchas.
Se utilizan cantidades considerables de tableros duros como revestimiento para puertas de paños lisos y como base para laminados plásticos decorativos. El tablero duro debidamente fabricado encubre las imperfecciones en la base en que se aplica.
TABLEROS DE PARTICULAS
Los tableros de partículas representan un producto relativamente nuevo para el cual se están todavía ideando nuevos usos. Su aplicación varía considerablemente de una zona a otra. Por ejemplo, en los Estados Unidos se utilizan relativamente poco para exteriores, mientras que en Francia este uso es el más generalizado.
Los tableros de partículas pueden fabricarse por prensado plano o por extrusión. La mayor proporción se obtiene por el primer procedimiento. Los tableros de partículas prensados se utilizan en Europa no solamente como material de interiores para muebles y armarios, sino también como forros de paredes, revestimientos de techumbres y acabados de suelos. En los Estados Unidos, su aplicación principal es para sustrato de suelos de cubierta resiliente, aplicación que absorbe el 40 por ciento de la producción.
Los tableros de partículas se usan para anaqueles, encofrados para hormigón (en cantidad limitada) e interiores de muebles. Es infrecuente su empleo estructural como en revestimientos de armaduras y subsuelos, aunque los últimos estudios indican una posible expansión futura en este sector.
Para las casas transportables se ha ideado un nuevo producto de piso o plataforma. Es algo más rígido y resistente que los subsuelos y materiales de relleno ordinarios. Cuando se aglomera con resina de ureaformaldehído, queda protegido contra la humedad del suelo y presenta una durabilidad adecuada para tal empleo. Otro producto análogo aglomerado con resina fenólica va ganando una aceptación cada vez mayor en la construcción de casas prefabricadas diseñadas para una duración mayor que las casas transportables.
EJEMPLOS DE USOS EN LOS PAÍSES EN DESARROLLO
En las Filipinas, el consumo de tableros contrachapados y de tableros duros en la construcción de viviendas es reducido, aunque las industrias están bien desarrolladas. Esto parece ser resultado de una preferencia tradicional por la madera aserrada. No obstante, se ha manifestado que el tablero duro ondulado a veces sustituye a la chapa de acero ondulada para los tejados.
La producción y consumo de paneles en América Latina son bajos, correspondiendo al Brasil casi la mitad de la producción total. Se manifiesta que en Brasil existen dos grandes productores de tableros contrachapados aglutinados con resina fenólica que se usan en encofrados para hormigón. La mayor parte de los demás tableros contrachapados producidos en esa región son para revestimientos de puertas.
En América Latina se utilizan algunos paneles a base de madera para la construcción de casas prefabricadas. Por ejemplo, se ha dado a conocer que varios millares de casas de una planta se construyeron utilizando tableros de partículas obtenidos por extrusión en Chile. Una compañía de Colombia ha utilizado tableros duros revestidos con asfalto como paramento exterior de los muros de 1000 unidades de viviendas económicas. Una fábrica grande en Surinam produce casas prefabricadas de costo medio; en las superficies internas se utilizan los tableros contrachapados y para los cielos rasos y mobiliario incorporado se recurre a los tableros de partículas.
Un fabricante de tableros de partículas del Brasil ha ideado y realizado un proyecto experimental relativo a 1000 casas prefabricadas basadas en elementos de tablero aglomerado con resina fenólica. Si las primeras casas tienen éxito, el productor tiene planeadas otras 15000 unidades adicionales.
CARPINTERÍA DE TALLER
Se entiende por carpintería de taller o carpintería mecánica la que produce un grupo de productos como ventanas, puertas y contramarcos. En general, suele hablarse simplemente de carpintería. En los Estados Unidos se utilizan varios términos indistintamente. La mayor asociación de fabricantes de carpintería en ese país lleva el nombre de National Woodwork Manufacturers' Association.
La enumeración de artículos que pueden clasificarse como carpintería mecánica sería larga. Desde el punto de vista cuantitativo los principales son: molduras, marcos para puertas, persianas y postigos, ventanas de hojas y de guillotina, puertas, escaleras y pasamanos, armarios de cocina, repisas y rinconeras.
La carpintería es de dos tipos concretos: de serie y por encargo. La primera se fabrica en tamaños, modelos y disposición uniformes para su empleo inmediato y puede obtenerse de los distribuidores. Debido a la uniformidad, es más económica que la carpintería de encargo. El término «de serie» no indica una similitud monótona, sino que existe una variedad suficiente de tamaños y modelos para satisfacer las diversas exigencias.
La carpintería de encargo, como su nombre indica, se ajusta a pedidos para aplicaciones concretas. A voces se denomina carpintería de decoración de interiores. La principal asociación de fabricantes de carpintería por encargo en los Estados Unidos es el Architectural Woodwork Institute. Por supuesto, la carpintería por encargo es más cara, porque no se fabrica en grandes cantidades y exige dispositivos especiales de fabricación. Se utiliza en gran medida en escuelas, iglesias, viviendas costosas y edificios públicos, donde satisface las necesidades de diseño arquitectónico.
En líneas generales, la carpintería mecánica no tiene ninguna función estructural en el sentido de que no soporta cargas. Las escaleras son una excepción. Sin embargo, la carpintería mecánica desempeña una importante función protectora, como en el caso de las ventanas y puertas.
No sería oportuno describir aquí los tipos más comunes de artículos de carpintería mecánica por la gran diversidad de éstos y por las diferencias existentes en cada tipo. En un estudio muy completo de las prácticas de carpintería mecánica en los Estados Unidos se enumeran, sólo para las ventanas de hojas y de guillotina, cuatro tipos principales y otros siete diversos (21). Se expondrán aquí, en cambio, algunas consideraciones generales.
Especies utilizadas
El informe de un estudio efectuado por el Grupo internacional de trabajo sobre información maderera (20) enumera unas 55 especies utilizadas para la carpintería mecánica en los 11 países de los que se recibieron respuestas. Sin embargo, no se indicaba la amplitud en que se utiliza cada una de estas especies. Es probable que algunas de ellas tengan sólo una aplicación limitada y localizada. El número de especies enumeradas es muy grande y comprende coníferas y frondosas y especies tropicales y de las regiones templadas.
En un documento preparado para someterlo a una reunión del Grupo de estudio sobre técnicas de producción en la fabricación de casas de madera en las condiciones propias de los países en desarrollo (14), se ofrece una lista de especies usadas para la carpintería, en tres zonas tropicales que abarcan Brasil, Paraguay; el Congo, Costa de Marfil, Kenia, Nigeria; Filipinas y Malasia. Esa lista indica también los usos y da breves observaciones sobre las principales características de esas especies.
La selección de especies para la carpintería mecánica dependerá de sus características. Entre las más importantes figuran: adaptabilidad para el labrado con herramientas; estabilidad dimensional respecto de los cambios higroscópicos; facilidad de desecación sin que se produzcan defectos graves; facilidad con que puede fijarse mecánicamente (por ejemplo, con clavos); durabilidad natural (para usos externos) o facilidad con la que puede tratarse; facilidad con que admiten el acabado; y, por supuesto, disponibilidad en cantidad suficiente y con la necesaria calidad.
Normalización
De ordinario existen normas de calidad para los productos acabados. Estas pueden ser preparadas por organismos privados o por entidades oficiales o patrocinadas por el Estado. En los Estados Unidos, por ejemplo, las normas comerciales o normas sobre productos las prepara un grupo patrocinador sujeto a la supervisión de un comité de amplia representación. Corresponde la coordinación a la Oficina Nacional de Normas de la Secretaría de Comercio de los Estados Unidos.
Además de definir la calidad de los productos, casi todas las normas definen asimismo las dimensiones normales y describen los productos «normalizados». Las dimensiones normalizadas son necesarias para facilitar la construcción, de suerte que el maestro de obras pueda disponer entramados uniformes para puertas y ventanas. El libro Quality standards of the architectural woodwork industry (13) ilustra una norma de calidad preparada por una asociación industrial.
Tratamiento
El estudio antes mencionado (20) revela que no toda la carpintería exterior se trata para protegerla contra los ataques de hongos e insectos. Sin embargo, parece resultar que tal tratamiento es bastante común, aunque los productos químicos no siempre son los mismos.
Uno de los tratamientos más comunes utiliza el pentaclorofenol en un solvente orgánico, de ordinario alcoholes minerales. En los Estados Unidos el producto acabado se sumerge en la sustancia preservadora durante 3 a 5 minutos y con frecuencia se le confiere una mayor o menor propiedad hidrófuga añadiendo una sustancia repelente (por ejemplo, parafina) en la solución de tratamiento.
Contenido de humedad
El contenido de humedad recomendado varía considerablemente. Por ejemplo, el estudio mencionado anteriormente recomienda, para productos de aplicación interior, contenidos de humedad que oscilan entre sólo un 4 por ciento y un 8 a un 17 por ciento. Algunas de estas diferencias pueden ser explicadas por variaciones en las condiciones climáticas y por el grado en que se usa la calefacción interior en los climas fríos. Sin embargo, al parecer es universal una limitación en el contenido de humedad.
Es evidente que el contenido de humedad debe aproximarse lo más posible al esperado en servicio. De lo contrario, se producirán cambios dimensionales con deformaciones y resultados insatisfactorios.
Empleo de adhesivos
Los adhesivos se utilizan en una multiplicidad de formas en la fabricación de ventanas, puertas, contramarcos y artículos parecidos. Por ejemplo, pueden encolarse por los cantos piezas delgadas para obtener el grosor necesario. Se recurre cada vez más a los empalmes en cola de pescado para conseguir la longitud necesaria. Los materiales paneliformes, como los tableros contrachapados y tableros duros, se encolan a las armaduras de puertas de paños lisos.
Ninguna de las referencias citadas cubre este punto en detalle. Es sin embargo evidente que todo producto destinado a su exposición a la intemperie exige el empleo de un adhesivo hidrófugo, o al menos muy resistente al agua, siempre que exista la posibilidad de que el agua se introduzca en las juntas encoladas.
SUELOS
Los pisos de madera son comunes en las casas. Un estudio sobre el empleo de la madera en la construcción de viviendas en los Estados Unidos indica que, en las no edificadas sobre losas, los pisos de madera representaban alrededor del 53 por ciento del material para pisos utilizado (25). Sin embargo, en las casas edificadas sobre losa de hormigón solamente el 5 por ciento de los pisos acabados eran de madera (en diferentes tipos de entarimado de madera aserrada o de contrachapados).
Tipos
Los pisos de madera adoptan una gran variedad de tipos (16, 17), pero el más común es, sin duda, el entarimado de listones. En 1968, representaba alrededor del 52 por ciento de todos los pisos acabados en las casas inspeccionadas por la Administración Federal de la Vivienda (25) no edificadas sobre losa de hormigón, mientras que los demás tipos de suelos de madera representaban menos del 1 por ciento.
El entarimado de listones se hace normalmente machihembrado por lengüeta en cantos y testas para permitir el clavado embutido. Una corta proporción es de canto escuadrado y se clava por las caras. Los pisos entablados son análogos en su disposición a los entarimados de listones, pero las piezas son más anchas. Puede adoptarse el clavado embutido, pero con frecuencia se usan tornillos con avellanados que luego se recubren con tacos de madera.
Las baldosas de madera para pisos son cuadradas y de dos variedades: enterizas o laminadas. El piso de baldosas enterizas se dispone en hileras con falsa lengüeta o unidas entre sí de otra manera. Las baldosas laminadas son de madera terciada y así la humedad las hace contraerse o dilatarse menos que los demás tipos de entarimados. Los cantos de las baldosas suelen estar machihembrados con lengüeta. Existe una gran variedad de modelos.
Instalación
En los Estados Unidos, en las casas no erigidas sobre losa de hormigón se dispone un estrato de tablones aserrados, o más comúnmente de tableros contrachapados encima de las viguetas del suelo. El empleo de este sustrato no parece ser típico de otros países.
Como se indicó anteriormente, los pisos de listones de madera se unen a las viguetas mediante clavado embutido, disponiendo los listones perpendicularmente a las viguetas. En construcciones con losa de hormigón lo usual es disponer soleras a las que se clava el piso. El piso de baldosas de madera también se clava corrientemente. Sobre losas de hormigón estas baldosas pueden fijarse con mástic.
Las prácticas de instalación descritas en detalle pueden encontrarse en varias referencias (9, 10, 16, 27).
Especies utilizadas
Debido a su mayor dureza y generalmente mayor belleza, se utilizan especies frondosas para casi todos los pisos de madera. En los Estados Unidos, el roble, el arce, el haya, el abedul y el pecán son las especies más importantes (16).
En otras zonas se utiliza una gran variedad de especies. Las especies aconsejadas se enumeran en las dos publicaciones de la Asociación de Fomento Maderero (27) y (28). La selección estará condicionada por la estabilidad, capacidad de labra mecánica y aspecto externo.
Contenido de humedad
El contenido de humedad en el momento del ensolado es un factor importante debido a la gran superficie cubierta. Debiera ser lo más cercano posible al que se espera en servicio. Un contenido de humedad demasiado alto puede conducir a mermas y al agrietado de los listones o baldosas. Un contenido demasiado bajo puede originar pandeos.
Las recomendaciones sobre este extremo son muy variables. Por ejemplo, en el Reino Unido se recomienda un contenido de humedad ligeramente superior que en los Estados Unidos. Esto puede obedecer a diferencias inherentes al uso de la calefacción de interiores.
La Asociación de Fomento Maderero aconseja un 14 por ciento para los edificios con calefacción intermitente y un 12 por ciento para aquellos con calefacción continua (27). En los Estados Unidos, las prácticas son notablemente diversas, sugiriéndose un promedio del 7 por ciento en la mayor parte del país con promedios de hasta el 11 por ciento en las comarcas más húmedas y de sólo el 6 por ciento en las más áridas (16).
Normas
Existen normas para los pisos de madera. Por ejemplo, en los Estados Unidos se publican normas industriales y ciertos tipos de suelos de madera quedan contenidos en las normas comerciales publicadas por la Secretaría de Comercio.
Empleo de adhesivos
Los adhesivos son de uso poco común en los suelos de madera, excepto para los de tipo de baldosa laminada. Los fabricantes de los Estados Unidos se inclinan por el empleo de adhesivos de melamina-urea, para armonizar el costo con la durabilidad. Sin embargo, el tipo utilizado deberá ser el adecuado para resistir las condiciones de servicio.
Acabado
Las pinturas tapaporos y los barnices son los más comúnmente utilizados. Las primeras ofrecen la ventaja de penetrar en la madera sin formar una película superficial. Los suelos acabados con pintura tapaporos son más fáciles de mantener, ya que es posible renovar el acabado en zonas desgastadas sin tener que rehacer todo el piso. Existen también suelos preacabados en fábrica.
(1) AMERICAN PLYWOOD ASSOCIATION. 1966 Plywood design specification. Supplement 2. - Design of plywood beams. Supplement 3. Design of flat plywood stressed-skin panels. Tacoma, Washington.
(2) AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS. 1965 Designing buildings to resist snow and wind loads. St. Joseph, Michigan.
(3) AMERICAN WOOD PRESERVERS ASSOCIATION. 1970 American Wood Preservers Association book of standards. Washington, D.C.
(4) AMERICAN WOOD PRESERVERS INSTITUTE. FHA pole house construction. Washington, D.C.
(5) AMERICAN WOOD PRESERVERS INSTITUTE. 1969 Pole building design. 6th ed. Washington, D.C.
(6) AMERICAN WOOD PRESERVERS INSTITUTE. 1969 Pressure-treated pole frame buildings survive hurricane Camille. Washington, D.C. Wood preserving December 1969.
(7) AMERICAN WOOD PRESERVERS INSTITUTE. 1970 All-weather pressure-treated wood foundation. Washington, D.C.
(8) ANDERSON, L.O. 1968 Construction of Nu-Frame research house. Madison, Wisconsin, Forest Products Laboratory. U.S. Forest Service Research Paper FPL 88.
(9) ANDERSON, L.O. 1969 Low-cost wood homes for rural America: construction manual. Washington, D.C., U.S. Department of Agriculture. Agriculture Handbook N° 364.
(10) ANDERSON, L.O. 1970 Wood-frame house construction. Washington, D.C., U.S. Department of Agriculture. Agriculture Handbook N° 73 (Revised).
(11) ANDERSON, L.O. & SMITH, WALTON R. 1965 Houses can resist hurricanes. Madison, Wisconsin. Forest Products Laboratory. U.S. Forest Service Research Paper FPL 33.
(12) ANDERSON, L.O. & ZORNIG, HAROLD F. 1969 Designs for low-cost wood homes. Washington, D.C., U.S. Forest Service.
(13) ARCHITECTURAL WOODWORK INSTITUTE. 1968 Quality standards of the architectural woodwork industry. Arlington, Virginia.
(14) BIM, J. & KOUKAL, M. 1969 Production of joinery for tropical countries. A paper prepared for presentation at a Conference on Production Techniques in Wooden Houses Under Conditions Prevailing in Developing Countries, sponsored by the United Nations Industrial Development Organization, Vienna, Austria Doc. ID/WG 49/6.
(15) BLOMQUIST, R.F. 1969 Timber-framed construction for tropical climates. A paper prepared for presentation at a Conference on Production Techniques in Wooden Houses Under Conditions Prevailing in Developing Countries, sponsored by the United Nations Industrial Development Organization, Vienna, Austria. Doc. ID/WG 49/2.
(16) ESTADOS UNIDOS. FOREST SERVICE. FOREST PRODUCTS LABORATORY. 1961 Wood floors for dwellings. Washington D.C., U.S. Department of Agriculture. Agriculture Handbook N° 204.
(17) ESTADOS UNIDOS. FOREST SERVICE. 1965 Timber trends in the United States. Washington, D.C. Forest Resource Report N° 17.
(18) GATCHELL, CHARLES J. 1967 Machine-driving of wooden posts. Upper Darby, Pennsylvania, Northeastern Forest Experiment Station. U.S. Forest Service Research Paper NE-81.
(19) HURST, HOMER T. 1965 The wood frame house as a structural unit. Blacksburg, Virginia, Virginia Polytechnic Institute. Technical Bulletin N° 179.
(20) INTERNATIONAL WORKING GROUP ON TIMBER INFORMATION. 1969 Some facts concerning joinery work. Amsterdam, Houtvoorlichtingsinstituut.
(21) LLOYD, WILLIAM B. 1966 Millwork: principles and practices. Chicago, Illinois, Cahners.
(22) NATIONAL FOREST PRODUCTS ASSOCIATION. 1964 Low-profile wood-floor system. Washington, D.C. Technical Report N° 4.
(23) NATIONAL FOREST PRODUCTS ASSOCIATION. 1967 Cost saving with the UNICOM method. Washington, D.C. Technical Report N° 6.
(24) NATIONAL FOREST PRODUCTS ASSOCIATION. 1968 National design specification for stress-grade lumber and its fastenings. Washington, D.C.
(25) PHELPS, ROBERT B. 1970 Wood products used in single-family houses inspected by the Federal Housing Administration 1959-1962 and 1968. Washington, D.C., U.S. Department of Agriculture, Forest Service. Statistical Bulletin N° 452.
(26) SOUTHERN FOREST PRODUCTS ASSOCIATION. How to build storm resistant structures. New Orleans, Louisiana.
(27) TIMBER DEVELOPMENT ASSOCIATION, LTD. 1957 Wood floors. High Wycombe, Bucks, England.
(28) TIMBER DEVELOPMENT ASSOCIATION, LTD. 1959 Wood flooring. High Wycombe, Bucks, England.
(29) TIMBER ENGINEERING COMPANY. 1956 Timber design and construction handbook. New York, F.W. Dodge Corporation.
(30) ESTADOS UNIDOS. DEPARTMENT OF COMMERCE. 1970 American softwood lumber standard. Washington, D.C., National Bureau of Standards. Voluntary Product Standard PS 20-70.
(31) COUNTRYMAN, DAVID. 1971 The use of glued and composite elements in housing. WCH/71/3/3.
(32) LEWIS, WAYNE C. 1971 Use of panel products in housing. WCH/71/3/2.
(33) PERCIVAL, D.H. 1971 Present and potential applications of treated pole and post construction for houses. WCH/71/3/4.
(34) PRANGE, GERALD F. 1971 Uses of sawn-wood in housing. WCH/71/3/5.
1. Esta sección revisa las prácticas corrientes en el uso de la madera para la construcción de viviendas bajo los cinco apartados principales siguientes: utilización de madera aserrada; empleo de postes y puntales; elementos encolados y compuestos; paneles; pisos y carpintería mecánica. Los participantes dispusieron de documentos con información más detallada respecto a los cuatro primeros temas. La Consulta consideró cada uno de estos documentos como base para sus debates. De éstos se derivaron las recomendaciones siguientes.
2. Los participantes reconocieron que la tala y utilización racionales de los recursos forestales no determinan el agotamiento de un recurso natural de importancia vital, como ocurre con los recursos minerales y el petróleo, sino que representan sólo una etapa en la continua renovación de estos recursos. Reconocieron también que cabe esperar que la utilización económica de los recursos forestales produzca menos efectos desfavorables en el medio ambiente que la utilización de otros recursos, no sólo en lo que se refiere a la contaminación y producción de residuos perjudiciales, sino también en cuanto a la energía necesaria para su conversión. Por ello, la Consulta recomendó a los gobiernos que, al preparar los planes para atender a las necesidades de vivienda de la población, tengan en cuenta no sólo los beneficios económicos, sino también los sociales que resultan de la utilización de productos de madera.
3. Los participantes reconocieron la absoluta necesidad de que los productos de la madera sean de dimensiones y calidad predecibles si se desea que los arquitectos y constructores los puedan utilizar eficazmente para satisfacer las urgentes necesidades de vivienda en el mundo. Sin embargo, reconocieron también que la índole de las normas necesarias para lograr tales características en la madera seria básicamente diferente según se tratara de productos de madera destinados a la exportación o de productos destinados al mercado nacional. Los primeros deben ajustarse perfectamente a las necesidades de los países importadores. Puesto que estas necesidades varían de un país a otro, la normalización internacional puede resultar difícil o imposible. Las normas nacionales deben adaptarse no sólo a las necesidades del país, sino también a su nivel tecnológico, por lo cual la complejidad y el ámbito de estas normas deberán aumentar conforme progrese su tecnología. No era propósito de los participantes enumerar todas las normas que podrían exigirse para el uso eficaz de los productos de la madera en la construcción de viviendas. Sin embargo, prestaron especial atención a la necesidad de normalizar las dimensiones, los requisitos en cuanto al secado y los tratamientos de preservación, y a la elaboración de normas de clasificación de la madera. En relación con esto último se mencionó la importancia de la capacitación de clasificadores e inspectores de clasificación. Se estudió la importancia de uniformar las unidades de medida del comercio internacional. Basándose en estas consideraciones, la Consulta recomendó a los gobiernos que, para garantizar una utilización más eficaz de los productos forestales en la vivienda, preparen normas adecuadas de acuerdo con las necesidades de cada país, que reflejen el grado de su desarrollo tecnológico.
4. Los participantes reconocieron la necesidad del progreso tecnológico de los países en desarrollo para garantizar un uso más eficaz de sus recursos, disminuir su dependencia de las importaciones y resolver los problemas de vivienda del modo más rápido y eficaz. Reconocieron también que el mejor modo de lograr todo esto seria transfiriendo tecnología de los países avanzados. Al mismo tiempo se reconoció que existen algunos peligros. Por ejemplo, la transferencia de tecnología debe ajustarse al nivel de desarrollo del momento, y efectuarse en etapas adecuadas a este nivel. En segundo lugar, debe tratarse de una verdadera transferencia de tecnología y no de tecnólogos; es decir, debe impartirse la nueva tecnología a los técnicos y tecnólogos del país en cuestión. Y, por último, hay que cuidar que el país que reciba la tecnología no llegue a depender excesiva mente del país que la imparte, en cuanto a bienes de equipo, material y personal. Por consiguiente, la Consulta recomendó a los organismos internacionales y a los gobiernos que ejecuten programas de ayuda bilateral que aceleren los esfuerzos para mejorar el nivel tecnológico de los países en desarrollo teniendo debidamente en cuenta las precauciones que acaban de mencionarse.
5. Los participantes reconocieron la función vital que los productos de la madera pueden desempeñar para resolver de un modo adecuado el problema de la vivienda. Reconocieron también la existencia de prejuicios en muchas partes contra el uso de la madera y que un rendimiento mediocre no haría sino acrecentar estos prejuicios. Estimaron fundamental, por consiguiente, subrayar la necesidad de un uso técnicamente correcto de la madera para evitar los inconvenientes que pudieran resultar del empleo de maderas mal secadas, de la falta del adecuado tratamiento de conservación, de un mal ensamblaje y de otros defectos técnicos semejantes. Por ello, la Consulta recomendó a los arquitectos, constructores y organismos oficiales encargados de la vivienda que tomen todas las medidas posibles para asegurar un uso técnicamente correcto de los productos de la madera en la construcción. de viviendas.
6. Los participantes subrayaron la necesidad de disponer de medios adecuados para el ensamblaje de los componentes de una casa y la necesidad de utilizar los medios más simples de acuerdo con las necesidades. En líneas generales, se convino en que los clavos constituyen la solución más adecuada para la mayoría de las casas, empleados conjuntamente con otros elementos de unión, como abrazadoras o pernos en las áreas sujetas a riesgos especiales, como, por ejemplo las de huracanes, tifones y terremotos. Los métodos de ensamblaje más complicados, como el uso de adhesivos o uniones de madera, deberían reservarse para estructuras más complejas y para países que hayan alcanzado un adecuado nivel de desarrollo. Se señaló la necesidad de investigar métodos de ensamblaje de especies muy densas. La Consulta recordó a los arquitectos y constructores de los países en desarrollo la conveniencia del empleo de métodos de ensamblaje de los componentes de la casa tan simples como sea posible, siempre que permitan la resistencia y solidez necesarias.
7. Los participantes reconocieron la necesidad de crear instalaciones adecuadas de manufactura primaria en los países en desarrollo para convertir las maderas nacionales en productos madereros, si se quiere desarrollar la industria de la edificación a un ritmo adecuado. Por consiguiente, la Consulta recomendó a los gobiernos de los países en desarrollo que, al proceder al planeamiento económico de la vivienda, tengan en consideración todos los medios de financiar instalaciones manufactureras primarias, que son esenciales para garantizar la disponibilidad de los productos necesarios para la vivienda.
8. Los participantes tomaron nota y convinieron en la idea expresada en la Sección 2 de que los países en desarrollo deben conceder especial importancia a la posibilidad de utilizar en la construcción de viviendas productos derivados de las especies que actualmente tengan menor importancia y un más bajo valor en el mercado. Aun reconociendo la imposibilidad de una definición especifica de expresiones como «especies secundarias» o «especies poco utilizadas», es evidente que algunas especies tienen poca importancia comercial debido a los gustos locales, la importancia anterior en mercados de exportación y otros factores que influyen en el valor real de la madera. Los participantes subrayaron que muchas especies secundarias tienen excelentes propiedades, y que el llamarlas así no quiere decir que sean de baja calidad. La construcción de casas demostrativas era una técnica que pudiera utilizarse para vencer los prejuicios contra esas especies. Se observó asimismo que el empleo de los residuos de la manufactura de la madera puede tener importancia para la fabricación de productos para la vivienda. Por consiguiente, la Consulta recomendó a los gobiernos de los países en desarrollo que estudien seriamente la posibilidad de utilizar, al fabricar productos para la construcción. de viviendas, especies actualmente poco utilizadas, así como los residuos de la manufactura.
9. A medida que avance la tecnología, se emprenderá la fabricación de productos más perfeccionados. Por ejemplo, algunos países en desarrollo estudian la creación de instalaciones de fabricación de tableros de partículas, que requieren resmas como aglutinante. Para obtener esos materiales en el extranjero, e incluso materiales tan simples como los clavos, se necesitan divisas. Por ello, la Consulta recomendó a los gobiernos de los países en desarrollo que, en su planeamiento económico, estudien la posibilidad de crear dentro de sus fronteras, o en la región a que pertenecen, instalaciones para la manufactura de materiales tales como resinas o productos tales como clavos.
10. Los participantes reconocieron que es imposible proceder eficazmente a una planificación global de la producción u obtención de productos de madera para la construcción sin la fijación de metas con las que puedan compararse las principales necesidades. Elementos importantísimos de la planificación son, entre otros, el tipo, estilo y método de construcción. Por ejemplo ¿Qué tamaño de vivienda se necesita? La vivienda ¿será totalmente de madera, de hormigón, con puertas, ventanas y molduras de madera? ¿Qué nivel de costos se prevé? Son éstas decisiones sociales, económicas y políticas que dependerán de las condiciones locales, pero que son, sin embargo, factores que deben entrar en la planificación Por ello, la Consulta recomendó a los órganos competentes en materia de vivienda que, en las primeras etapas de la planificación, fijen metas que permitan medir las necesidades de productos de madera.
11. Los materiales que se usen en la edificación deben desempeñar una o varias de las tres funciones siguientes: soporte estructural; aislamiento o protección contra la intemperie; y estética. El grado en que un material ha de cumplir estas funciones depende de las condiciones locales. Así, en las áreas sometidas a fuertes vientos o terremotos es necesaria una mayor firmeza estructural, en las frías, un mayor aislamiento, etc. Por ello, la elección de materiales para su uso en la edificación dependerá de las funciones que deban desempeñar y la medida en que deban hacerlo. Se subrayó que la adecuada apariencia estética de las casas debe servir para combatir los prejuicios contra el uso de la madera. Por ello, la Consulta recomendó que los organismos de investigación de la vivienda, u otros semejantes, definan las funciones que deben desempeñar los materiales, como base para su elección y para la creación de las instalaciones de manufactura de los mismos.
12. Los participantes reconocieron que la necesidad de investigación había estado implícita en la mayor parte de sus debates. El conocimiento de las características de las especies subempleadas es vital para utilizarlas con eficacia. Se necesitan métodos mejorados para trabar las especies más densas. Se requieren mejores métodos para difundir los resultados de las investigaciones. Se convino en que, en muchos casos, sería conveniente crear centros regionales de investigación, con alguna idea de que sería preferible crear centros de investigación sobre la vivienda que centros de investigación de productos forestales. Se señaló la existencia de mecanismos para difundir la información sobre las características de las maderas tropicales. Se señaló también la necesidad de investigaciones sobre métodos de edificación. Se dio por sentado que esas necesidades se definirían en la Sección 5. Por ello, la Consulta recomendó a los organismos internacionales que busquen oportunidades de creación de centros técnicos regionales de divulgación de la información y el desarrollo de nuevos productos de madera para utilización en la vivienda, y ayuden a tal creación. Recomendó a la IUFRO que apresure sus actividades de acopio y difusión de información sobre las maderas tropicales.
13. Los participantes observaron que, en algunas ocasiones, las instituciones de financiación de la vivienda se muestran indecisas en la financiación, salvo en las condiciones más favorables, debido a la falta de medios para determinar la duración de una casa y los problemas y el costo que entraña su conservación. La Consulta recomendó, por consiguiente, que las instituciones de investigación con respecto a la vivienda traten de hallar medios para predecir los efectos sobre la duración de las casas de los diversos agentes de deterioración y de la variación en las técnicas de la edificación.
14. Los participantes tomaron nota de que la utilización más eficaz de la madera en las estructuras se ve gravemente perjudicada en todo el mundo por la poca importancia que se le concede en los planes de estudio de arquitectura y de ingeniería, y por la falta de libros de texto adecuados. Por ello, la Consulta recomendó que se instara a las universidades de todo el mundo a que modifiquen sus planes de estudio para dar a los arquitectos e ingenieros una adecuada formación en el uso de la madera en el diseño y construcción de edificios.
