Estabilidad al fuego de las estructuras de madera

PREGUNTA
¿Cómo responden las estructuras de madera ante el fuego?


RESPUESTA
Para evaluar la estabilidad al fuego de los elementos estructurales de madera se puede utilizar el Anejo SI E del Documento Básico de Seguridad en Caso de Incendio del Código Técnico de la Edificación (puede obtenerse en la dirección www.codigotecnico.org).

En este anejo hay un método de cálculo conocido como “método de la sección reducida” que consiste básicamente en lo siguiente: Para que la pieza de madera estudiada  cumpla la condición de estabilidad al fuego que establece la normativa para ella, debe tener unas dimensiones tales que en situación de incendio, al cabo de los minutos requeridos, quede suficiente sección para que su función se  mantenga.

La madera va carbonizándose a una velocidad, constante y conocida para las diferentes especies, de manera que es relativamente sencillo calcular que sección quedará al cabo de 30 minutos. Esta sección deberá aguantar las cargas previstas para la pieza, mayoradas de forma concreta para la situación de incendio.

En el caso de maderas de frondosa con densidades superiores a 450 kg/m³ , como son las que ustedes utilizan, la velocidad de carbonización es de 0,55 mm/min. menor que en coníferas, en las que este valor sería de 0,80 mm/min, por lo que la perdida de sección a igualdad de tiempo de exposición al fuego sería menor en frondosas tropicales de densidad suficiente que en coníferas.

Entramado ligero de madera resistente al fuego

PREGUNTA
Soy arquitecto Y estoy diseñando una vivienda unifamiliar con estructura de entramado ligero de madera, con viguetas TJI. El CTE me exige que el forjado y los paramentos de separación del garaje con la vivienda tengan una resistencia la fuego R-90. Mi consulta es sobre si tienen algún ensayo realizado sobre alguna solución que alcance esta resistencia con este tipo de forjados y como se justificaría para el cumplimiento del CTE.


RESPUESTA
La única manera que en principio habría de conseguir R90 en un forjado ligero sería utilizando revestimientos adecuados que protejan las viguetas y el tablero, generalmente mantas de lana de roca de suficiente espesor, convenientemente ancladas, que pueden estar complementadas por tableros de protección de cartón-yeso. Quizás el fabricante de las viguetas disponga de información de ensayo sobre la resistencia al fuego de algunas soluciones de protección, nosotros no disponemos  actualmente de esta información.
El CTE tiene un apartado de justificación de estructuras en situación de incendio el DB SI Anejo E, aunque no se extiende mucho en este tema. También puedes encontrar una información similar aunque más detallada en el Eurocódigo 5, parte de Fuego (EN 1995-1-2), aunque las justificaciones de cálculo que propone en muchos casos sólo llegan a R60.

Madera laminada y conectores

PREGUNTA
Hola, soy estudiante memorista de la carrera de Ingeniería Civil en Chile, mi memoria de titulo tratará sobre un estudio técnico económico sobre distintos tipos de conectores para uniones en elementos de madera laminada.
Para llevar a cabo este trabajo les escribo para consultar si ustedes como empresa tienen algún tipo de investigación sobre las propiedades de la madera laminada y si estos incluyen distintos tipos de conectores, ya que en Chile no hay investigaciones ni normas relacionadas con mi memoria de titulo.
Por ello debo averiguar la cantidad de ensayos que debo realizar con la madera y los tipos de elementos que pueden ir en las uniones, tambien cuales son sus criterios de ingenieria y en que tipo de normativa se basan para el diseño de las uniones como tambien el tipo especifico de conectores que utilizan (pernos, calvos, pasadores, etc...) apoyarme en las distintas normas chilenas, y también en investigaciones extranjeras que apoyen la construcción de obras de ingeniería en madera laminada como galpones, puentes, edificios.
Agradecería su pronta respuesta, como también si tienen algún tipo de contacto o link de alguna pagina extranjera  o dentro de nuestro país que tenga algún tipo de conocimiento sobre el tema...


RESPUESTA 
Le adjunto una direccion donde puede encontrar y descargarse la normativa actual de construcción en España, entre ellas el DB SEM para cálculo de estructuras de madera. El enlace es:
http://www.codigotecnico.org/index.php?id=33

Clase resistente de la Grapia

PREGUNTA
Soy arquitecto y me han encargado una vivienda con estructura de forjados de madera.

Habitualmente el tipo de madera que he utilizado para otras obras y en el cálculo era el pino, con la clase resistente C16 según la Norma UNE 338.

En este nuevo proyecto el cliente quería otra madera y el aserradero le ha facilitado unas fichas donde se indica el tipo de madera:

Nombre de la especie botánico: apuleia leiocarpa, familia fabaceae-caesalpiniodeae

Nombres comunes: grapia, ana caspi, …

Parece ser una madera de Sudamerica, encontrándose en la zona de Brasil, Perú, Argentina, Bolivia,…

Mi pregunta es:

¿Cómo puedo asemejar este tipo de madera con una análoga de las clases resistentes españolas tipo C16, C18,…C50?

La resistencia de rotura que me da en las fichas es de 856 en algunos casos y 958 Kg/cm² en otros, ¿este valor sirve para algo?

Adjunto les mando una ficha que encontré en Internet

RESPUESTA

Puede encontrar más información sobre la madera de la que habla en el siguiente enlace http://tropix.cirad.fr/america/grapia.pdf

Los valores de 856-958 kg/cm2 son elevados respecto a las resistencias características propias de las clases resistentes actuales, por lo que probablemente provengan de ensayos con la norma de probeta pequeña.

Para poder clasificar una madera con una clase resistente, la madera debe estar clasificada con una norma adecuada que asegure una calidad mínima y a la que se hayan asignado mediante ensayos, en Europa ensayos con probetas de tamaño grande, unas resistencias características. No todas las especies tropicales disponen de esta asignación, sencillamente porque no han sido ensayadas según las normas europeas actuales.

Mi recomendación es que le pida al suministrador certificación de la clasificación para uso estructural de la madera, con identificación de la calidad a la que pertenecen y con los valores asignables de resistencia y elasticidad, necesarios para poder calcular (Clase Resistente o su equivalencia). Existen aserraderos en España y en otros paises que clasifican la madera, de coníferas y también de algunas tropicales, y asignan clase resistente mediante un certificado, le recomiendo que utilice este sistema para elegir la madera.

En España nosotros auditamos varios aserraderos, puede consultar este tema en el enlace siguiente:  http://infomadera.net/sellos/sello/330

Tarima multicapa con madera ilegal

PREGUNTA
Estoy mirando tarima flotante para mi casa y no me gustaría poner madera "ilegal".
Algunas de las tarimas que he visto y me han gustado tienen el sello de calidad AITIM y me gustaría saber si para obtener el sello es preciso probar la procedencia legal de la madera, o si sólo se tiene en cuenta la calidad del producto.


RESPUESTA
En relación con su consulta paso a comentarle los siguientes aspectos:
En primer lugar decirle que el sello de calidad AITIM se refiere exclusivamente a la calidad del producto no entrando en este tipo de aspectos.
En todo caso, la tarima flotante es de por si es un pavimento bastante ecológico, puesto que está fabricado fundamentalmente a partir de una base de madera de coníferas (pinos) tanto en la chapa de contracara como en la capa intermedia o persiana. Tales maderas proceden generalmente de bosques de zonas boreales correctamente gestionados, con una producción y aprovechamiento estables y sostenibles.
En cuanto a la capa noble o de uso (capa superior) suele ser una chapa de aproximadamente 3 mm de grosor, lo cual es un constituye un aprovechamiento  racional de la madera, ya que para una misma cantidad, se consigue un aprovechamiento (en superficie) muy superior, hasta 5 veces mayor que en una tabla maciza de tarima y hasta 3 veces mayor que en la tablilla de lamparquet (parquet encolado).
Finalmente,  le informo que una de nuestras empresas asociadas fabricantes de tarima flotante, con sello de calidad, la firma Mariano Hervás, SA dispone de la certificación PEFC.

Viga con una sola cara expuesta y resistencia al fuego

PREGUNTA
Soy Arquitecto colegiado en Madrid. Querría preguntar acerca de un problema técnico con que me he encontrado a la hora de una rehabilitación. Aunque tengo diversas publicacioens de AITM no he podido encontrar en ellas la respuesta. La cuestión consiste en que, por necesidades normativas, se debe garantizar que una viga de madera, embutida en un muro de forma que solo se ve su cara lateral, debe alcanzar una protección ante el fuego equivalente a un F90, hora y media. La cuestión es: ¿existe algún tratamiento superficial, barniz, protector, resina, ....que pueda "ignifugar" según lo requerido y permita mantener la madera vista?


RESPUESTA

Si solo tiene una cara expuesta y es una viga gruesa se puede calcular si sería válida para EF 90 minutos. Dispone de un metodo de cálculo (método de la sección reducida) que consiste en evaluar que la sección residual no quemada al cabo de 90 minutos resistiría las cargas para las que estaba diseñada, aunque con menores coeficientes de seguridad al ser una situación accidental. Puede consultar el método en el libro "Estructuras de Madera. Diseño y Cálculo", con algo menos de detalle en el libro "Madera Aserrada Estructural", ambos de AITIM, o bien en el DB SI del Código Técnico de la Edificación.
Al estar expuesta por una sola cara la reducción de sección en situación de incendio es menos elevada y podría resultar que la viga aguantase si tiene un dimensionado suficiente de acuerdo con el metodo que le comentaba.
En cuanto a la ignifugación puede hacerse en masa (autoclave) o superficial, en España la primera es díficil de conseguir. En general se consigue un cierto retraso del proceso de combustión que puede proporcionar un tiempo extra que solo puede evaluarse mediante ensayos. En muchos casos lo único que se consigue es una mejora de la reacción al fuego y no un incremento de resistencia, y sobre todo en los tratamientos superficiales las propiedades del producto no pueden garantizarse más que por algunos años (5 ó 10) por lo que el sistema requiere mantenimiento.

Estado de una cercha de comienzos del siglo XX ante su demolición parcial

PREGUNTA
Se solicita la inspección de una nave con estructura de madera que va a demoler parcialmente para despejar las dudas sobre la estabilidad lateral de la cubierta, puesto que van a desaparecer determinados elementos del sistema de arriostramiento al demolerse varias secciones completas del entramado.
El objeto de la inspección es determinar si existen o no razones para dudar de la viabilidad de la estructura, una vez eliminados los elementos de arriostramiento citados.


RESPUESTA
El entramado, corresponde al tipo de configuraciones estructurales habituales en la ingeniería española desde mediados del siglo XIX. Pudiera datarse, a falta de datos documentales, entre finales del s. XIX y principios del XX y debe considerarse un excelente ejemplo de arqueología industrial, con valor desde el punto de vista del patrimonio histórico, por lo que es deseable el mantenimiento del entramado en su configuración original, y en estado de servicio.
Sin entrar en el dimensionamiento de las barras resulta claro que la configuración estructural general, así como las condiciones de su ejecución (ensambles, nudos...) son muy adecuados  dentro de buena práctica constructiva. Se trata de cerchas trianguladas, en las que aparecen puentes y continuidad de pares y tirantes, lo que aporta diferentes situaciones de hiperestatismo.
El sistema de estabilidad lateral, se materializa mediante tres planos de riostras. La riostras se unen entre sí mediante zoquete o presilla, resultando elementos susceptibles de funcionar tanto en tracción, como en compresión hasta unos niveles apreciables. Cada par de cerchas constituye una estructura completamente auto estable, por mínimo que sea el clavado o atornillado del encuentro correas-par-egión.
Por otra parte, el sistema de correas es muy optimizado: se alternan secuencialmente dos gruesos de tablón diferentes. Los tablones más delgados (pasantes), servirían de atado horizontal y los de mayor grueso de transmisión de esfuerzos verticales. Es posible, por tanto, eliminar franjas completas de estructura.
Parece muy claro que la estructura, en su conjunto, tiene una importante reserva mecánica para la absorción de empujes laterales o para evitar cualquier caso de colapso  desproporcionado.
No se detecta ningún desplazamiento relevante salvo algunas flechas menores del correaje en el plano de faldón (debidos quizás a la extrema esbeltez lateral de la mitad de las correas).
No se localizan indicios visuales de ninguna degradación de la madera. 
La oxidación de los herrajes no parece importante.
Por todo lo dicho se recomiendapara la intervención que se propone.
En principio cabría la posibilidad de no tomar otra precaución que un desmantelamiento cuidadoso de la serie correspondiente de correas, serrando la cabeza que entrega en la cercha que se prevé conservar, y manteniendo dicha cabeza en su sitio. 
Cada dos cerchas consecutivas pueden considerarse completamente autoestables, no obstante, como precaución adicional, se recomienda el refuerzo del apoyo de las correas de la última cercha que haya de conservarse, mediante el alojamiento de una escuadra a la cara opuesta de todos y cada uno de los egiones. La escuadra, llevaría una cara al par, y la opuesta a la cara de la correa correspondiente.
Complementariamente, sería muy recomendable que se repintaran los herrajes de la estructura con una pintura específica de restauración capaz de reaccionar químicamente con la capa de óxido, paralizando su desarrollo.
En principio, la madera puede dejarse como está. Si se va intervenir sobre ella a nivel de acabado, sería deseable aprovechar dicha coyuntura para realizar una inspección más detallada de determinados puntos (típicamente, las entregas empotradas el muro, posibles goteras aisladas …).
En cualquier caso, se recuerda la relevancia de que la pintura de acabado que se aplique, tenga la máxima permeabilidad al aire posible. mn@enmadera.info