CONOCER LA MADERA: CALCULO ESTRUCTURAL

Una vieja "desconocida"

La madera es un material de uso común en la construcción de espacios habitables. Sin embargo, sigue siendo una gran desconocida en muchos lados. Las causas son diversas, pero casi siempre tienen un mismo origen: falta de conocimiento sobre sus características, comportamiento, prestaciones.

En otro artículo hablamos sobre la clasificación visual, como una herramienta importante de complemento del cálculo estructural. Decíamos que no tiene sentido calcular si luego, a la hora de construir, usamos cualquier pieza de madera, sin un criterio de selección. Sólo así, podemos confiar en que los valores de resistencia que estemos usando se condigan con la realidad.

Surge luego otra cuestión: ¿Qué margen de seguridad usar? Los datos que se publican son estadísticos, son promedios. La madera es un material irregular y sabemos que cada pieza, cada tramo en realidad, es diferente. Es por eso, que el factor de seguridad suele ser alto (10), mucho más alto que en los materiales industriales (2 o 3).

Esto ha dado argumentos a los enemigos de la madera, que dicen que las estructuras de ese material están sobredimensionadas. Sin embargo, tanto la durabilidad como la resistencia al fuego, van en la misma dirección y apoyan la tesis del dimensionado generoso.

Condiciones de uso.

Por otra parte, las condiciones de uso son muy importantes, más que nada en lo que a la durabilidad de la estructura se refiere. Cuando calculamos, asumimos que la capacidad portante de la madera se mantiene constante en el tiempo, lo cual no es necesariamente así. Por eso, una de las consideraciones que se hace durante el cálculo es lo que se llama "factor de duración de la carga". Pero además, la variación de la humedad y de la temperatura, también inciden en la resistencia estructural de la madera.

Finalmente y no por ello menos importante, la capacidad de ese material para resistir el ataque de insectos y hongos es fundamental. Un buen secado y un tratamiento preservante según el uso y exigencias a esperar, es fundamental. Lamentablemente y a pesar de existir normas sobre ello, es difícil conseguir madera adecuadamente preservada, que obedezca a las normas locales.

Los reglamentos de cálculo.

Varios países, poseen reglamentos nacionales para el cálculo de estructuras de madera. En la región, tanto Argentina (CIRSOC 601) como Chile (NCh 1198) son los más conocidos. Uruguay, por ejemplo, aún trabaja en su confección, basándose en el Eurocódigo 5.

España, se rige por la normativa europea. México también posee su propia normativa de cálculo.

Los reglamentos suelen ser de aplicación obligatoria. Especifican claramente cada paso que debe darse, lo que debe tenerse en cuenta y cuáles son las tolerancias, márgenes de seguridad, maderas a emplear, etc.

En donde no hay una norma o reglamento, los viejos sistemas de cálculo de estructuras se siguen aplicando. En todo caso y dado lo engorroso que suele ser la aplicación de los reglamentos, siguen siendo útiles para un predimensionado estimativo, muy útil a la hora de sacar costos primarios o tomar decisiones de diseño a nivel macro.

En muchos casos, el uso del reglamento es una formalidad, que no siempre es exigible o necesaria, especialmente cuando no hay eventos potencialmente peligrosos como sismos o vientos muy fuertes, por ejemplo. Además, se los critica por ser muy "conservadores" en sus hipótesis de cálculo y por lo tanto, de generar estructuras muy sobredimensionadas, caras, difíciles de construir.

No es la intención de este artículo cuestionarlos, ni mucho menos desaconsejar su uso. Se trata simplemente de reivindicar el cálculo "tradicional" como una herramienta aún válida.

Por otra parte, el cálculo ayuda a entender y aplicar los principios básicos del diseño estructural, ayudando a mejorar la propuesta. Es decir, aclara conceptos, pone en evidencia cuáles son las piezas críticas y ayuda a entender los vínculos entre los distintos miembros estructurales.

La importancia de los datos.

Para que el cálculo sea válido, es fundamental que los datos que usemos sean lo más precisos que sea posible conseguir. A veces, la falta de veracidad de los mismos, genera errores. Los datos tienen que ser para la especie que se va a usar y la correspondiente clase estructural de la misma. Usar datos de maderas parecidas, o de la misma especie pero de distinto origen, es una apuesta riesgosa.

En la Argentina, por ejemplo, existen plantaciones importantes de Pino de Oregón, madera muy utilizada en la zona patagónica andina. Sin embargo, las normas de ese país no dan información sobre las prestaciones de esa madera, concentrándose sí en los pinos Taeda y Elliotis de las provincias de Corrientes, Misiones y Entre Ríos.

La pregunta es, entonces, ¿se pueden usar estos datos para el Oregón? No, no se puede. No es lo mismo. Quizás, a falta de datos oficiales, los que provengan del vecino Chile resulten más confiables por su proximidad. Sin embargo, son datos de otro país, del otro lado de los Andes, con otro clima y otro cuerpo normativo. ¿Pueden emplearse datos del Pino de Oregón norteamericano? Tampoco. Es otro clima, otro suelo, otra velocidad de crecimiento y si bien la especie es la misma, la madera puede presentar diferencias importantes Esto muestra los problemas que puede encarar un calculista serio en su trabajo.

Muchas veces, aparecen maderas exóticas que los proveedores ofrecen como adecuadas para uso en estructuras pero cuya capacidad para resistir los esfuerzos a los que serán sometidas no es bien conocida. En tal caso, mejor abstenerse de comprarla, por más conveniente que sea la oferta. Es decir, vale lo mismo que dijimos en el párrafo anterior

Productos industriales.

Capitulo aparte merecen los productos industriales, vigas laminadas, en particular. Es el proveedor quien debe suministrar datos precisos sobre la capacidad, condiciones de uso, tolerancias y toda información que sea relevante.

Es muy común, por ejemplo, que los adhesivos utilizados no sean adecuados para determinada función, por ejemplo, uso exterior. En este último caso, la resistencia a la humedad de la cola es fundamental. Ídem si se piensa usar en interiores húmedos, como por ejemplo, piscinas.

El fabricante debería, además, dar un certificado de calidad, especificando claramente la norma que se usó, las condiciones de uso, durabilidad, protección necesaria y toda otra información relevante para asegurar el uso correcto del producto y su durabilidad.

Conclusiones.

En síntesis, el cálculo estructural de la madera no tiene muchos misterios. Pero en la práctica, conseguir la información adecuada, especialmente de parte de los proveedores, se convierte en el nudo gordiano que produce a veces, lamentablemente, resultados no deseados.

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Si te interesa profundizar en el tema, te recomendamos el Curso Introducción al Cálculo Estructural de la Madera.

Un abrazo.

Carlos Placitelli