DESCRIPCIÓN
El uso de la madera laminada encolada (MLE) para la restauración de las estructuras de cubiertas patrimoniales está muy extendido en la actualidad. Esto se debe a las ventajas que supone tanto en resistencia de las piezas como en facilidad de adquisición de las mismas, ya que las secciones que se manejan en este tipo de estructuras suelen ser muy superiores a lo que puede ofrecer el mercado actual para madera maciza aserrada. Elegido este material, hay que tener en cuenta que para la aceptación del mismo hay que comprobar la idoneidad de los elementos estructurales que se reciben en el tajo de obra.
PALABRAS CLAVE
Caracterización / encolada / estructura / laminada / madera / recepción / rechazo / tratamiento
OBJETIVOS
Definir los criterios para una correcta recepción en obra de la madera laminada encolada para uso estructural.
A.ESTRUCTURA DE CUBIERTA DE MADERA
La estructura es el conjunto de elementos, en este caso de madera, que unidos entre sí constituyen el sistema portante de la cubierta. Los entramados, dimensiones de las piezas y forma de colocación y reparto deben estar definidas en el proyecto.
La madera laminada encolada (MLE) está especialmente indicada para los elementos principales de edificios con luces moderadas (8 a 14 m) y se puede combinar con piezas de madera aserrada. Esta característica es muy importante en la restauración de cubiertas patrimoniales, ya que de esta forma se pueden conservar los elementos no dañados y ejecutar una estructura que combine ambos tipos de madera.
Para mantener en buen estado una cubierta de estructura de madera, laminada o aserrada, es imprescindible que haya un grado de humedad con escasas alteraciones y se lleve a cabo una revisión periódica para detectar posibles fallos de estanqueidad y comprobar el comportamiento ante el ataque biológico (hongos e insectos xilófagos).
B. CARACTERIZACIÓN DE LA MLE
La madera laminada encolada se obtiene encolando tablas de madera entre 6 y 70 mm de espesor en dirección paralela al eje de las láminas. La adhesión se realiza mediante uniones dentadas y encoladas.
Para garantizar las propiedades de la madera laminada encolada son determinantes tres factores o puntos de partida: la madera aserrada o tabla como materia prima, la formación de lámina continua mediante unión dentada de testa y el encolado entre láminas (Schickhofer, 2009).
B1 ESPECIE DE MADERA Y CLASE RESISTENTE
La madera laminada se fabrica con distintas variedades de coníferas, abetos, pinos y cedros, principalmente. En España también se usan especies frondosas como el eucalipto, el roble y el castaño, aunque actualmente no se incluyen en las normas UNE-EN 14080 y UNE-EN 386, que regulan las maderas consideradas aptas.
La clase resistente se rige por la norma UNE-EN 1194 que las distingue en dos variantes, dependiendo de si la madera es de composición homogénea (todas las láminas son del mismo tipo de madera) o combinada (las láminas externas son más resistentes que las interiores). Esta misma clasificación se recoge en el CTE DB-SE-M.
Dichas clases se reflejan en las tablas siguientes:
Tabla 1: Clases resistentes de madera laminada encolada homogénea, según la norma UNE-EN 1194.
Tabla 2: Clases resistentes de madera laminada encolada combinada, según la norma UNE-EN 1194.
Para obras de restauración de cubiertas de edificios patrimoniales, en las que normalmente son necesarias piezas de gran envergadura, se recomienda el uso de la MLE GL 32c por su capacidad resistente y por la facilidad para encontrarla en el mercado actual europeo, ya que las clases resistentes de carácter homogéneo son más difíciles de encontrar.
B2 CLASIFICACIÓN VISUAL
Para la fabricación de MLE se utiliza madera aserrada que debe estar clasificada estructuralmente de forma visual o automática. La norma UNE EN 56544 define las calidades visuales aptas para la fabricación de madera laminada, basándose en diferentes parámetros relacionados con sus propiedades mecánicas, como los nudos, la presencia de médula, fendas, acebolladura, desviación de la fibra, etc.
Fallos más comunes de la madera, utilizados para su clasificación visual
Por tanto, para las maderas de coníferas de procedencia española, se establecen en la UNE EN 56544 tres clases visuales según el grosor de las piezas:
Los fallos en la madera forman parte de su propia naturaleza, por lo que es normal que las piezas tengan uno o varios en su longitud. Lo que hace la norma es limitarlos para que su extensión no afecte a la resistencia mecánica del material. Se exponen, a continuación, las limitaciones que deben observarse en las maderas procedentes de coníferas españolas.
Nudos
Los nudos se limitan atendiendo a su diámetro y posición dentro de la pieza. Es el defecto más común en la madera y deriva del nacimiento de las ramas del árbol.
Anchura máxima del anillo de crecimiento
La anchura del anillo de crecimiento es un indicador de la densidad y de la calidad mecánica de la madera (Fernández-Golfin Seco y Díez Barra 1995), por lo tanto se limita su dimensión para la clase ME-1, y esta limitación depende de la especie arbórea de la que procede la madera.
La medida se realiza empezando por el anillo más cercano a la médula y calculando el valor medio de los cinco siguientes.
Anchura máxima del anillo de crecimiento, limitación según la UNE EN 56544
Fendas y acebolladura
Las fendas son separaciones longitudinales de la fibra, que generalmente se ponen de manifiesto por el secado. Las fendas de secado sólo se consideran si su longitud es mayor que la menor de las siguientes dimensiones: un cuarto de la longitud total de la pieza o un metro.
Medida de la profundidad (f) de una fenda en MLE recibida en obra
La acebolladura es la separación entre anillos consecutivos de la madera.
Fendas y acebolladuras, limitación según la UNE EN 56544
Acebolladura y fendas en MLE recibida en obra
Bolsas de resina y entrecasco
Las bolsas de resina son cavidades alargadas, generalmente, llenas de resina de diferente consistencia. Su presencia puede reducir la resistencia de la pieza.
Bolsa de resina en MLE recibida en obra
El entrecasco o entrecorteza, es un defecto de las maderas que consiste en tener en su interior un trozo de corteza (RAE, 2014).
Bolsas de resina y entrecasco, limitación según la UNE EN 56544
Madera de compresión y desviación de la fibra
La madera de compresión va a asociada a la torcedura o desviación de los fustes, de forma que aparece una zona más oscura en los anillos exteriores que es de menor calidad y resistencia.
La desviación de la fibra puede deberse a dos factores diferenciados: al crecimiento deformado del fuste del árbol, o a la falta de alineación de la pieza durante el aserrado. También pueden aparecer desviaciones locales alrededor de los nudos, pero estas no se consideran en la medición.
Madera de compresión y desviación de la fibra, limitación según la UNE EN 56544
Gemas
Las gemas son las posibles faltas de madera en las aristas de las piezas. Este fallo es más común en la madera aserrada que en la MLE.
Gemas, limitación según la UNE EN 56544
Médula y alteraciones biológicas
La médula es la parte central del fuste del árbol y presenta un color más oscuro que el resto de los anillos. Es una madera de menor resistencia, por lo que es recomendable evitar su presencia en la madera estructural.
Médula en uno de las láminas de la MLE recibida en obra
Las alteraciones biológicas pueden deberse a la presencia de diversos organismos, como el muérdago, los hongos o los insectos. Se puede detectar fácilmente en forma de coloraciones diversas, cuarteado de la madera y/o orificios de salida. No se admite su presencia en ningún caso.
Médula y alteraciones biológicas, limitación según la UNE EN 56544
Orificios de salida de insectos xilófagos en MLE recibida en obra
Delaminación
Este fallo es exclusivo de la MLE, ya que consiste en la separación de las láminas de madera aserrada que forman el elemento estructural. Generalmente se debe a que la madera ha sido encolada con un grado de humedad alto, es decir, que ha sido encolada antes de completar el secado. Afecta a la resistencia de la pieza y se debe señalar el grado de tolerancia al hacer la contratación.
Delaminación en MLE
Detalle de delaminación en MLE recibida en obra
En el caso de que se considere necesaria la comprobación de las propiedades mecánicas de las piezas, después de su clasificación visual, se acudirá a laboratorios acreditados y centros de reconocido prestigio para realizar los ensayos y controles que corroboren su naturaleza y capacidad portante.
La comprobación puede realizarse mediante:
– Ensayo destructivo de piezas en laboratorio acreditado.
– Ensayo de adhesión de uniones dentadas (UNE-ENV 387), de las láminas que se utilicen para su fabricación (salvo clase servicio 3), y de delaminación (UNE-EN 391) de muestras extraídas de piezas fabricadas.
B3 OTRAS CLASIFICACIONES (CTE)
El Código Técnico de la Edificación (CTE) establece otras dos categorías para la clasificación de la madera, que son:
– Clase de servicio, referida al cálculo estructural.
– Clase de uso, referida a la durabilidad frente a los agentes bióticos.
Clase de servicio
En el primer caso, se debe considerar cada elemento estructural asignándole una clase de servicio según las condiciones ambientales previstas. En las obras de restauración, lo más frecuente es trabajar con estructuras de cubierta, para las cuales la clase de servicio es 1: “Se caracteriza por un contenido de humedad en la madera correspondiente a una temperatura de 20 ± 2°C y una humedad relativa del aire que sólo exceda el 65% unas pocas semanas al año” y “la humedad de equilibrio higroscópico media en la mayoría de las coníferas no excede el 12%. En esta clase se encuentran, en general, las estructuras de madera expuestas a un ambiente interior” (CTE DB-SE-M).
Las otras clases de servicio (2 y 3) son para ambientes más húmedos, como exteriores o piscinas cubiertas, por lo que no suelen ser aplicables en las obras de restauración.
Clase de uso
El concepto de clase de uso está relacionado con la probabilidad de que un elemento estructural sufra ataques por agentes bióticos, y principalmente en función del grado de humedad que llegue a alcanzar durante su vida de servicio.
En el caso de la madera estructural para cubiertas patrimoniales, al tratarse de elementos “a cubierto, protegidos de la intemperie y no expuestos a la humedad”, la clase de uso es la 1. “En estas condiciones la madera maciza tiene un contenido de humedad menor que el 20%. Ejemplos: vigas o pilares en el interior de edificios” (CTE DB-SE-M).
B4 CONTENIDO DE HUMEDAD
Para garantizar el equilibrio hidrostático entre las condiciones atmosféricas donde ha sido elaborada la pieza y su emplazamiento estructural definitivo, se establece un contenido máximo de humedad del 12% (para piezas de clase de servicio 1),valor de referencia para la mayoría de las coníferas según el CTE DB-SE-M.
Medida de humedad en pieza de MLE recibida en obra. Facultad de Derecho, Granada
La medición del contenido de humedad de la madera se realiza con higrómetro inmediatamente a la recepción y apertura de los paquetes procedentes de la fábrica. En caso de duda, se pueden enviar muestras representativas envueltas en plástico retráctil para analizar en laboratorio.
B5 TOLERANCIAS DIMENSIONALES
Los valores nominales de anchura, altura y longitud de las piezas se comprobarán de acuerdo con las tolerancias especificadas en la norma UNE-EN 14080:2013, utilizando calibres y flexómetros; pudiendo realizarse directamente en obra o acudir a técnicos cualificados o laboratorios acreditados. Para madera con el contenido de humedad de referencia (12%), los requisitos fundamentales son:
– Deformación máxima para piezas rectas, medida en el punto más desfavorable en una longitud de 2.000 mm, sin tener en cuenta la curvatura definida de la pieza: 4 mm
– Deformación máxima para piezas curvas por metro longitud desarrollada (*):
≤ 6 láminas ± 4 mm
> 6 láminas ± 2 mm
B6 TRATAMIENTO PROTECTOR PREVENTIVO
El tratamiento tiene como objetivo prioritario la protección del elemento frente al ataque de insectos y hongos. Puede realizarse mediante tratamientos en profundidad (autoclave) o tratamientos superficiales, atendiendo a la impregnabilidad natural de la especie, la clase de uso, el riesgo biológico (CTE DB SE-M) y la durabilidad natural (UNE-EN 350-2).
En el caso de las secciones requeridas en estructuras de cubierta de edificios patrimoniales, protegidas de los efectos de la intemperie, de Clase de uso 1 y Riesgo biológico 1, no es necesario ningún tratamiento según la tabla 3.2 del DB CTE SE-M. No obstante, para garantizar su durabilidad, es recomendable aplicar protección superficial, con una penetración media de 3mm y mínima de 1mm, correspondiente con una clase de penetración P2 de la norma UNE EN 351-1.
B7 RESISTENCIA AL FUEGO
Este parámetro hace referencia al comportamiento exigible a la estructura de acuerdo con el Documento Básico de Seguridad contra Incendios (DB-SI) del CTE, para lo cual, el fabricante deberá presentar los ensayos que avalen la resistencia al fuego de la madera empleada, tomándose como parámetro la velocidad de carbonización de una sección de madera expuesta al fuego. Los valores deben estar entre 0,5 y 0,7 mm/min en madera laminada encolada.
B8 MARCADO CE
Cada pieza obligatoriamente será reconocible con un certificado indeleble e inseparable, con el marcado CE de la madera laminada encolada, según la norma UNE EN 14080, incluyendo un certificado sobre la manipulación de la pieza, que haga referencia a los agentes que han intervenido, el marco legal empleado, el posible aserrado posterior o la inclusión de tratamientos de tipo insecticida, fungicida o ignifugante.
C RECEPCIÓN Y ALMACENAMIENTO
C1 RECEPCIÓN Y ALMACENAJE
– Se pondrá en conocimiento de la D.F. el lugar de origen de la manufactura de las piezas de madera, para el estudio de sus condiciones climáticas, y la adopción si procede, de medidas de protección durante su transporte y recepción; con la finalidad de atenuar los efectos generados por cambios de hidraulicidad en las piezas, con su afección física y mecánica.
– El material que sea depositado en la obra vendrá convenientemente identificado y embalado, con la protección en buenas condiciones.
– Debe almacenarse bajo cubierta en un lugar bien ventilado o al exterior, por corto espacio de tiempo, protegido de los agentes atmosféricos bajo lonas impermeables. Las pilas deberán estar sobre elevadas del suelo unos 20-30 cm sobre rastreles distribuidos de forma que no se someta a las piezas a esfuerzos inapropiados.
Acopio de madera laminada encolada sobre rastreles
– Si la madera se moja durante su puesta en obra debe dejarse secar al aire antes de proceder a la colocación de elementos y sistemas auxiliares que impidan su correcta ventilación. Además, se avisará a la D.F. para la adopción de medidas o controles oportunos.
– Los elementos de madera almacenados en obra deberán protegerse adecuadamente frente a la intemperie, evitando que queden almacenados en clases de uso distintas para las que han sido diseñados o solicitados. Para clases de uso 1 y 2, una vez colocados no es conveniente superar el plazo de un mes sin la protección de la cobertura.
C2 DEFECTOS ADMISIBLES
En general, serán aquellos de carácter visual que no afectan a la capacidad estructural de la pieza. Algunos se han desarrollado en el apartado B2 de este protocolo, de acuerdo con la norma UNE EN 56544. Se enumeran a continuación los más habituales:
– Fendas leves de contracción.
– Fluencia de gotas de resina.
– Aparición puntual de nudos en caras.
– Azulado.
– Localización puntual de golpes y ralladuras por el transporte o embalaje.
– Cambios de tonalidad por efecto de tratamientos superficiales.
– Leves divergencias en la orientación de las fibras que constituyen los listones de las secciones. Asumibles para MLE combinada, pero no así para homogénea.
C3 CRITERIOS DE DEVOLUCIÓN DE LOTES
Se entiende como afección grave e inadmisible la aparición de cualquiera de los siguientes defectos o patologías:
– Acebolladura en secciones a más de 5 cms del extremo de la pieza.
– Delaminación de tablas en una longitud superior al 5% de la pieza, por contracción.
– Existencia generalizada de patas de gallo severas (por efecto de heladas).
– Ataque de xilófagos u hongos aunque inactivos.
– Humedad superior al 12%.
– Abundancia de reparaciones posteriores a su manufactura.
C4 TRANSPORTE Y MONTAJE
– Durante el transporte y montaje se evitará someter a las piezas a tensiones mecánicas. Para ello su apilado garantizará la estabilidad estructural.
– En el caso de vigas de gran longitud deberán evitarse las deformaciones y distorsiones que puedan producirse durante su manipulación (levantamiento desde la posición horizontal a la vertical).
– El trasiego de vigas desde el acopio al emplazamiento estructural definitivo, se realizará con los medios adecuados, ofreciendo en los traslados el amarre y equipos de sujeción óptimos para evitar deformaciones en las piezas o daños en su superficie.
D TRATAMIENTO
Si por alguna circunstancia excepcional se hace la recepción en obra de piezas de madera laminada encolada con defectos importantes, y siempre que la D.T. así lo determine, por iniciativa propia o apoyada en laboratorios de control de material, se realizarán refuerzos o cosidos de secciones de MLE mediante el empleo de varillas de resina de poliéster corrugadas reforzadas con fibra de vidrio, utilizando para la adhesión resina epoxi pura (específica para su empleo en madera). Estos cosidos serán replanteados por la D.T. previamente, con los siguientes criterios:
– La disposición de taladros contigua se realizará en línea en zigzag o tresbolillo
– El replanteo de los taladros respetará los extremos de las vigas en una distancia mínima de 10-12 cm
E BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA
Fernández-Golfin Seco, J.I. y Díez Barra, M.R. 1995. «La anchura del anillo de crecimiento predictor de la calidad de la madera aserrada, para uso estructural», AITIM, núm. 173, ene-feb, p. 59-62.
Lomagno, J. y Rozas, C. 2001. «Determinación de la madera de comprensión en Pinus radiata D. DON», Maderas. Ciencia y tecnología, vol. 3, núm. 1-2, pp. 63-67.
Schickhofer, G. 2009. Productos de madera para la construcción. Productos lineales y superficiales. Propiedades, medidas, aplicaciones. Adaptación al castellano y a las normas españolas a cargo de Esteban Herrero, M. y García Barbero, M. Escuela Técnica Centro de Técnica de la Construcción, Instituto de la Construcción en Acero, en Madera y Estructuras Laminares, Universidad de Graz, Austria.
