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Madera programada
Artículo ETH por Michael Keller: Los investigadores de ETH Zurich, Empa y la Universidad de Stuttgart han desarrollado una nueva técnica que implica un proceso de secado controlado que hace que los paneles de madera se doblen en una forma preestablecida sin el uso de ninguna fuerza mecánica.
La madera es un recurso renovable y un material de construcción popular y sostenible. Sin embargo, los diseños arquitectónicos complejos con estructuras curvas o retorcidas plantean desafíos cada vez mayores para el sector de la construcción en madera. La remodelación de la madera actualmente utiliza máquinas grandes que consumen cantidades sustanciales de energía para presionar los elementos del edificio en las formas requeridas.
En un estudio publicado recientemente en Science Advances, los investigadores de ETH Zurich y Empa presentaron un proceso que tiene el potencial de reemplazar estos ineficientes procesos de remodelación mecánica. En colaboración con colegas de la Universidad de Stuttgart, han desarrollado un enfoque que hace que los elementos de construcción de madera sólida se doblen en una forma preestablecida sin el uso de fuerza mecánica externa.
Curvatura programada
El proceso de autoformación se basa en la hinchazón y contracción natural de la madera causada por el contenido de humedad del material. Cuando la madera húmeda se seca, se contrae más fuertemente perpendicular al grano que a lo largo del grano. Esta deformación es normalmente un efecto indeseable, pero los investigadores han aprovechado la propiedad al pegar dos capas de madera para que sus direcciones de grano sean opuestas entre sí. Este panel de dos capas constituye la base del nuevo método.
“A medida que disminuye el contenido de agua del panel de dos capas, una capa se reduce más que la otra. Ambas capas están firmemente pegadas, por lo que la madera se dobla “, explica Markus Rüggeberg, quien está afiliado a Empa y ETH y dirigió el estudio. Dependiendo del grosor de las capas, la dirección del grano y el contenido de humedad de la madera, los investigadores pueden usar un modelo de computadora para calcular la deformación precisa del componente del edificio durante el secado. Han denominado a este proceso “programación de madera”.
Una vez que un panel de dos capas ha alcanzado su forma objetivo, se puede pegar con paneles curvos similares en un proceso llamado laminación. Esto permite que el equipo de investigación obtenga los espesores de material necesarios para usar como madera laminada cruzada, que siempre consta de múltiples capas. Un componente de madera producido de esta manera permanece dimensionalmente estable incluso con humedad fluctuante.
“Nuestro enfoque permite una amplia gama de formas y radios de curvatura. El concepto de programación de madera abre nuevas posibilidades arquitectónicas para este material de construcción renovable disponible regionalmente ”, dice Philippe Grönquist, autor principal del estudio que trabaja en ambas instituciones y ha dedicado su tesis doctoral a este tema. Los investigadores han presentado una solicitud de patente para su método.
Curvada a los cielos: la Torre Urbach
La Torre Urbach demuestra que el método es adecuado para construcciones de madera a gran escala. Es el primer edificio de madera del mundo hecho de elementos grandes y autoformables. Con una altura de 14 metros, la sorprendente torre fue construida como un hito para el espectáculo hortícola nacional en Remstal, cerca de Stuttgart, en mayo de 2019. Es un proyecto conjunto dirigido por arquitectos e ingenieros de la Universidad de Stuttgart y la empresa suiza de construcción de madera Blumer-Lehmann.
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