Construcción modular con madera. Parte I.

La construcción con madera vive desde hace unos cuantos años en contaste auge, especialmente por sus cualidades ecológicas. Este desarrollo se ve aún más impulsado por la alta dinámica de migración y la continua demanda de espacios habitables.

El sector de la construcción se enfrenta progresivamente a proyectos individuales, únicos, y más complejos. Siendo los requerimientos en los campos de infraestructura, tecnología, logística y procesos, mayores, al igual que la presión económica. Por lo tanto, la construcción racional exige nuevas soluciones. El paso lógico de este camino es la construcción modular, es decir, la producción en serie de módulos de espacios terminados. En la construcción de madera moderna, cada vez más, nos acercamos a la industria automovilística, la prefabricación industrial: los elementos de pared, suelo y techo de estos módulos se prefabrican en el «taller protegido». 

Las posibilidades técnicas en la construcción de madera prefabricada están en continua expansión. En consecuencia, la cadena digital de diseño, la planificación de la construcción y la producción son más completas. La producción industrial de componentes completos en fábrica ofrece claras ventajas; se logra una producción eficiente, con un alto nivel de cumplimiento de la planificación y una alta calidad. Sin olvidar que cuanto más “acabado” se produce el producto en una fábrica, más se tiene que planificar en detalle el proyecto antes de poder fabricar los elementos o módulos. En el método clásico de construcción es posible (re)planificar el proceso de construcción.

Modularización

El proceso de prefabricación de los módulos caracteriza el diseño más que en cualquier otro tipo de construcción. La variedad de posibles soluciones es ilimitada. Dependiendo del uso, es posible, por ejemplo, prescindir de algunas de las caras del poliedro, permitiendo la conexión entre los módulos.

En los módulos genéricos, en los paralelepípedos, se realiza una distinción estructural entre paredes, suelos y techos.

Para luces cortas, el sistema constructivo de suelos y techos, se realiza con productos madereros primarios como la madera maciza, el CLT o tableros apilados. Deben diseñarse como elementos encolados o reforzarse adicionalmente con paneles de madera conectados. Para luces más grandes, se utilizan sistemas separados, construcciones de esqueleto de vigas principales y secundarias y elementos de caja hueca. Los sistemas macizos tiene sentido para muros sometidos a grandes cargas, especialmente si los muros de apoyo no tienen grandes aberturas y las cargas se pueden distribuir uniformemente. De esta manera se pueden lograr estructuras de paredes muy delgadas.

Como regla general, los módulos son lo suficientemente estables como para soportar su propio peso, ya que tienen que ser transportados con esa composición. Al omitir una o más caras del módulo, este ya no es estáticamente estable de manera individual, por lo tanto, para el transporte se debe disponer de un arrostramiento temporal y protegerlo provisionalmente durante el traslado.

La altura de los módulos está limitada por el espacio libre de los puentes de las carreteras. A partir de una altura exterior de unos 3,20 m, el transporte requiere de vehículos especiales. La reducción de los componentes estructurales, para garantizar las dimensiones interiores máximas o las alturas mínimas requeridas de los espacios, es a menudo un criterio decisivo. Incluye en la elección del sistema de suelo y techo.

Sistema constructivo modular

Los módulos de cimentación y arriostramiento se pueden ubicar sobre una losa de cimentación o sobre una cimentación aislada. Siendo la condición preferente de posición de los módulos en un apoyo lineal, bajo los muros de carga. También es posible realizar apoyos puntuales sobre cimientos individuales. Si no hay una losa de cimentación, el nivel del módulo más bajo forma parte del armazón del edificio y debe diseñarse en términos de física y estática del edificio.

En cuanto a la constitución del propio módulo de madera, existen distintos aspectos a tener en cuenta.

La insonorización, no tiene una influencia decisiva en la elección del sistema, ya que el cumplimiento de estos requisitos a menudo solo se logra en in situ. Los requisitos de insonorización entre módulos contribuyen a la elección de un rendimiento de insonorización comparativamente mejor que los paneles macizos de construcción de muros. La madera como buen aislante térmico favorece el uso de este material en estos términos. El aislamiento de los módulos también sirve como protección contra incendios: la estructura de soporte de los elementos de piso, generalmente, está protegida de los efectos del fuego desde arriba, por la estructura del suelo y desde abajo, por el techo del módulo inferior. Por lo tanto, la protección contra incendios no influye en la elección del sistema. La situación es diferente para los techos. Están expuestos directamente a los efectos del fuego, siendo necesario encapsular la madera. Los techos forman parte del armazón del edificio, suelen estar hechas de marcos de madera, debido al aislamiento térmico necesario.

Construcción modular en altura

Si los módulos se apilan en varios niveles, es necesario considerar no solo las cargas verticales sino también los esfuerzos horizontales, siendo necesarios transmitirlos a los cimientos. La mayoría de veces, los módulos están acoplados entre sí y funcionan de manera colaborativa. Dependiendo de la posición en el conjunto, surgen como resultado tensiones muy diferentes en los módulos individuales. Normalmente, se intenta rigidizar los módulos, especialmente en su dirección transversal, utilizando componentes adyacentes como cajas de escaleras, etc. En la dirección longitudinal de los módulos, la rigidez sobre la mayoría de las paredes suele ser un problema menor. Debe evitarse la disposición de nudos rígidos en las esquinas de los módulos. Esto se debe a que las juntas rígidas en la construcción con madera tienen un elevado coste y son poco eficientes, especialmente en lo que respecta a la rigidez.

Sin embargo, los módulos no siempre están diseñados de tal manera que puedan apilarse unos encima de otros en varios pisos y absorber y transferir las cargas de otros módulos: existen los tipos básicos de módulos portantes y adaptados. Los módulos se colocan en una estructura de soporte principal superior.

La producción en serie de edificios modulares de madera parece estar llegando a su límite. Se requiere por tanto un nuevo concepto de estructura portante que permita transferir las cargas, mayoritariamente verticales, de un edificio de varias plantas, como veremos en la parte II de los artículos Construcción Modular con Madera.

Referencias bibliográficas

• Wehrie, T. (2019). Modulare Holzhochhäuser. 25 Internationales Holzbau-Forum /HF 2019, 371-380.
• Renggli, M. (2019). Raummodule in Holzleichtbauweise in 4 Monaten zum Ziel. 25 Internationales Holzbau-Forum /HF 2019, 381-390.
• Merz, K. (2019). Vergleich der Raummodul-Bauweisen im mehrgeschossigen Holzbau. 25 Internationales Holzbau-Forum /HF 2019, 391-400.