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MADERA Y AGUA, AMIGOS O ENEMIGOS

Es la primera pregunta que se nos viene a la cabeza cuando por un lado nos dicen que la peor situación para la madera es estar en contacto con el agua del mar y, por otro, nos cuentan que la ciudad entera de Venecia ha llegado hasta nuestros días construida sobre pilotes de madera sumergidos en una laguna. ¿En qué quedamos?

Imagen de portada: Amsterdam y sus cimentaciones. | Fuente fotografía: Unsplash. Autor fotografía: Isabella Jusková. Autor y fuente de dibujo: Hans Rietdijk. | Autor de montaje: María Sánchez Ontín, The Cambium Design.

El árbol

Para responder a esta pregunta debemos ir al inicio: el árbol. La madera está diseñada para sobrevivir en un ambiente húmedo que es el propio árbol en pie. Una vez el árbol muere, sus componentes esenciales regresan a la tierra en un proceso de reciclaje natural que resulta fundamental para la conservación de nuestros bosques. Los organismos xilófagos del entorno son los protagonistas de este proceso, contribuyendo de forma activa a la degradación de la madera.

Imagen 2. Árbol. | Fuente: Unsplash. Autor: Anastase Maragos

Dicen que no hay nada más vivo que la madera muerta porque esta alberga casi el 25% de la biodiversidad forestal. Tanto es así que la presencia de madera muerta en los bosques es uno de los indicadores que evalúan la gestión forestal sostenible. 

El contenido de humedad

Ahora volvamos a la madera como material de construcción y a ese miedo tan extendido a que la madera se pudra con el paso del tiempo.

Pensamos que la madera puesta en servicio se va a degradar de forma natural del mismo modo que ocurre en la naturaleza. Pero hay un factor clave que la mayoría de personas pasa por alto. La madera se degrada, sí, pero únicamente en determinadas condiciones. 

La humedad de la madera es el factor determinante para el ataque de organismos xilófagos. Cuanto más alta es la humedad en la madera, hay una probabilidad mayor de que sea atacada por agentes xilófagos, como los hongos de pudrición. 

O, dicho de otro modo, la madera se mantendrá en servicio durante muchos años sin problemas si mantenemos su humedad por debajo de cierto nivel.


Imagen 3: Medidas de diseño constructivo para aumentar la durabilidad de un pilar de madera. | Fuente: Durabilidad. Documento de elaboración del CTE. Autor de imagen: María Sánchez Ontín de The Cambium Design.

A finales del siglo XIX se descubrió que los hongos de pudrición eran los causantes de la degradación de la madera y que necesitaban una humedad superior al 20% para desarrollarse adecuadamente. Aquí está la clave del diseño constructivo: la madera debe mantenerse con una humedad baja. Nuestro mantra debe ser evitar acumulaciones de agua y ventilar para favorecer el secado.

Las clases de uso

Para ayudarnos a elegir la especie de madera más conveniente, existen las clases de uso: una clasificación que nos ayuda a valorar el riesgo de ataque por los distintos organismos xilófagos que presenta la madera en función de su situación en servicio. El riesgo, como ya sospecharéis, depende del grado de humedad que puede alcanzar la pieza durante su vida útil. Las clases de uso también nos ayudan a definir la protección que debemos aplicar a la madera.

Para conocer en cuál de las 6 clases de uso que existen se encuentra nuestra pieza, debemos responder a la siguiente pregunta: ¿cuál es la situación de la pieza de madera en la obra?

Imagen 4. Clases de uso de la madera. | Fuente de iconos: flaticon.com. Autor de infografía: María Sánchez Ontín de The Cambium Design.

Una vez identificamos la clase de uso de la viga, pilar o panel de madera que estemos diseñando, nos aseguraremos de que la especie de madera elegida posee un nivel adecuado de durabilidad natural para esa clase de uso. Si no lo tiene, deberemos entonces aumentar su durabilidad mediante un tratamiento de protección acorde a la clase de uso. 

Cuanto más elevado es el número de la clase de uso, mayor contenido de humedad tienen las piezas y, por tanto, mayor es el riesgo de ataque.

Por ejemplo, las vigas del forjado del altillo de una vivienda están en clase de uso 1. En esta situación el riesgo de ataque por agentes xilófagos es muy bajo. 

Imagen 5. Pantalan de madera. | Fuente: Unsplash. Autor: Katie Manning.

En cambio, los pilotes de un embarcadero en la costa se encontrarían en una clase de uso 5. Son piezas que se encuentran siempre en contacto con agua salada, constantemente cambiando de humedad debido a la alternancia entre pleamar y bajamar. Esta es la situación más desfavorable para la madera porque el riesgo de ser atacada por xilófagos marinos como el teredo o la limnoria es muy elevado. 

Siempre bajo el agua

Todos los agentes xilófagos (hongos, insectos, moluscos, crustáceos) necesitan oxígeno para desarrollarse. Así que, si conseguimos que la madera, su alimento, se encuentre en un ambiente sin oxígeno, los xilófagos no podrán atacarla. Este es el caso de Venecia.

Por debajo del nivel freático, permanentemente húmedos y sin presencia de oxígeno, se encuentran los pilotes de madera que sustentan los edificios históricos venecianos. Es una situación perfecta para la madera porque los agentes degradadores no pueden atacarla.

Imagen 6. Sección del subsuelo de Venecia. | Fuente: referencia (5)

Los pilotes de madera se han empleado históricamente en condiciones complejas de cimentación porque es un material accesible, de fácil transporte y montaje. En el caso de Venecia, la consolidación del terreno mediante pilotes de madera fue el único modo de edificar sobre el firme heterogéneo de limos, arcilla y arena de prácticamente nula capacidad portante sobre el que se sitúa la ciudad.

Imagen 7. Recreación de sistema de construcción en Venecia. | Fuente: referencia (5)

Al noroeste de Países Bajos la situación es muy parecida. Ciudades como Ámsterdam y Rotterdam se erigen sobre un delta formado por sedimentos de los ríos Rin y Mosa desembocando en el Mar del Norte. El subsuelo de esta zona es una capa de arcilla y turba que oscila entre los 6 y los 16 metros de profundidad y presenta una reducida resistencia a compresión. Es el motivo por el cual la gran mayoría de los edificios históricos holandeses se construyeron sobre largos pilotes de madera que se extienden sobre la capa de arena. Se estima que en Holanda existen 25 millones de pilotes de madera y cada año se renuevan unos 200 000.

Imagen 8. De derecha a izquierda: Palacio real de Ámsterdam, Campanile de San Marcos en Venecia y Reichstag en Berlín. | Fuente: Wikipedia. Autores de fotografías: Diego Delso, Orlando Paride y Jürgen Matern.

Existen multitud de ejemplos. Debajo del Palacio Real de Ámsterdam (1640) se esconden los 13 659 pilotes de madera que han mantenido el edificio en pie hasta nuestros días.

En 1912 el Campanile de la Basílica de San Marcos de Venecia se reconstruyó sobre los mismos pilotes de madera que habían estado en servicio durante 1000 años porque durante la rehabilitación se observó que su estado de conservación era fantástico y podían continuar manteniendo su función. 

El edificio del Reichtag en Berlín, ahora sede del parlamento alemán, también está construido sobre pilotes. Son solo tres de los abundantes ejemplos de edificios históricos que han llegado hasta nuestros días gracias al uso de la madera en cimentaciones profundas.

Conservación del patrimonio histórico

Para garantizar la estabilidad de la construcción sobre pilotes de madera y evitar ataques por hongos de pudrición, el nivel superior del pilote siempre debe encontrarse por debajo de la altura mínima esperada del agua subterránea. De este modo, no es necesario ningún tipo de tratamiento. ¿Cómo lo hacían nuestros antepasados? Los pilares de madera nunca salían a la superficie. Remataban la cimentación con otros materiales: piedra y mampostería en el pasado y hormigón en la actualidad.


Imagen 9. Esquemas de cimentación en Venecia. Reconstrucción gráfica de trata da Caniato. | Fuente: referencia (6)

En esta situación subacuática, los únicos microorganismos que pueden atacar la madera son ciertos tipos de bacterias que requieren poco nitrógeno y pueden sobrevivir prácticamente sin oxígeno. Estas bacterias anaeróbicas destruyen la celulosa muy lentamente mientras que la lignina queda intacta. Su ataque es mucho más lento que el de otros agentes como los hongos de pudrición, los insectos xilófagos o los xilófagos marinos (entre 0 y 0,80 mm/año).

Imagen 10. Representación esquemática de la cimentación de un palacio en Venecia. Sansovino, 1562. | Fuente: referencia (5).

Para la mayoría de estructuras bajo el agua, estas bacterias anaeróbicas no suponen un problema. Pero, con el tiempo, el patrimonio arquitectónico de algunas ciudades europeas podría verse en una situación comprometida. Durante los últimos años ha aumentado la cantidad de estudios acerca de la actividad de las bacterias anaeróbicas enfocados a arrojar luz sobre la conservación del patrimonio sumergido.

Las bacterias que degradan la madera son en sí mismas inmóviles y necesitan del flujo de agua para entrar y colonizar la madera. Estudios recientes han concluido que maderas que presentan una estructura donde el transporte de agua es más fácil son más susceptibles a la degradación bacteriana. Tal es el caso de la albura de pino y de roble o la madera de aliso, álamo y haya. Debido a su baja permeabilidad, el abeto y la pícea son más resistentes que las anteriores al ataque de las bacterias. Y el duramen de roble y de pino son los que han presentado una mayor resistencia en los estudios.

Aunque el proceso de degradación de los pilotes sumergidos es muy lento, es necesario investigar más para desarrollar métodos de conservación con el objetivo de preservar nuestro patrimonio cultural. Los pilotes de madera, con una edad que va desde los 75 a los 700 años suponen  un archivo histórico muy valioso que debemos proteger.

Conocer más sobre el comportamiento de la madera bajo el agua permitirá alargar la vida útil de edificaciones residenciales y evitar asentamientos de edificios monumentales. También será de aplicación en arqueología donde muchos restos de madera se almacenan in situ, en el agua, y deben mantenerse intactos para que las próximas generaciones con tecnologías más avanzadas puedan estudiarlos. 

Imagen 11. Excavación y reparación de cimentación in situ. Allo Squero, Venecia, Italia. | Fuente: referencia (5).

Referencias

  • (1) Publicación: Wooden foundation piles and its underestimated relevance for cultural heritage. René K.W.M. Klaassen, Jos G.M. Creemers. 2012.
  • (2) Bacterial decay in wooden foundation piles. Patterns and causes: a study of historical pile foundations in the Netherlands. René K.W.M. Klaassen. 2007.
  • (3) Long-term mechanical behaviour of wooden pile foundation in Venice. F. Ceccato & P. Simonini. 2013.
  • (4) FE Analysis of degradation effect on the wooden foundations in Venice. Ceccato & P. Simonini. 2014.
  • (5) Venice substructure complex. John Roloff. 2016.
  • (6) Tecniche di consolidamento delle opere di fondazione a venezia: stato dell’arte e applicazioni. Tesis de Camilla Librici. 2014-2015.

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María Sánchez
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