Publicación sobre Investigación, Desarrollo Tecnológico, e Innovación, del Instituto Tecnológico del Mueble, Madera, Embalaje y Afines

INFORMANº 73 · CUARTO TRIMESTRE· 2014

Primera unión universal paraconstrucciones en madera

• El sector del mueble se está fortaleciendo de nuevo• Control de contaminación para reciclar envases con sustancias peligrosas• Gestión de la innovación y mejora de los procesos de producción: BIVEE• Herramientas avanzadas para el diagnóstico de la salud del arbolado• La madera frente al fuego, determinación de su estado tras un siniestro• El Laboratorio de Embalaje y Transporte de AIDIMA amplía sus acreditaciones• Nueva Ley de Prevención, Calidad y Control Ambiental de Actividades• FUNES definirá las nuevas competencias de los trabajadores del sector• Medalla a título póstumo al Mérito del Comercio a Víctor Grafiá Miravalls

• El sector del mueble se está fortaleciendo de nuevo• Control de contaminación para reciclar envases con sustancias peligrosas• Gestión de la innovación y mejora de los procesos de producción: BIVEE• Herramientas avanzadas para el diagnóstico de la salud del arbolado• La madera frente al fuego, determinación de su estado tras un siniestro• El Laboratorio de Embalaje y Transporte de AIDIMA amplía sus acreditaciones• Nueva Ley de Prevención, Calidad y Control Ambiental de Actividades• FUNES definirá las nuevas competencias de los trabajadores del sector• Medalla a título póstumo al Mérito del Comercio a Víctor Grafiá Miravalls

AIDIMA desarrolla uniones mecánicas versátiles e innovadoras para construcciones temporales de madera

En el marco de un proyecto de I+D, AIDIMA desarrolla sistemas de anclaje mecánico para estructuras temporales y ligeras de madera, diseñados específicamente para trabajar en conjunción con la madera y aprovechar sus propiedades mecánicas.

■ Miguel Ángel Abián

Dpto. de Tecnología y Biotecnología de la Madera

AIDIMA está desarrollando el proyecto IDANMAD (Investigación y desarrollo de anclajes innovadores para construcciones temporales de madera). Este proyecto, que se encuentra en su segunda y última anualidad, está financiado por el IVACE (Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial). También está cofinanciado por fondos FEDER de la Unión Europea. El objetivo general de IDANMAD consiste en desarrollar sistemas de anclaje mecánico para estructuras temporales y ligeras de madera, con diseños concebidos para que trabajen conjuntamente con la madera y aprovechen sus propiedades mecánicas: resistencia a la flexión y módulo de elasticidad muy elevados en comparación con su baja densidad, elevada resistencia a compresión en la dirección paralela a la fibra, etc.

Ejemplo de estructura temporal en la que podrían usarse las uniones del proyecto. Fuente: www.fourthdoor.org

El desarrollo de estas uniones constituye una completa novedad respecto al estado del conocimiento de la madera como material de ingeniería y arquitectura, así como respecto al estado de conocimiento en teoría de estructuras. Las tecnologías existentes de anclajes, diseñados para estructuras metálicas, tienen problemas de resistencia en la zona de unión madera-metal, porque conseguir una cohesión correcta entre ambos materiales resulta muy difícil y apenas existen desarrollos científico-técnicos al respecto. O bien requieren tanto acero para asegurar la resistencia de la unión que la madera pierde su finalidad estructural y se convierte en un mero elemento decorativo, lo cual conlleva desaprovechar sus excelentes propiedades estructurales para construcciones temporales y ligeras. Las soluciones metálicas para estructuras temporales presentan muchos inconvenientes: coste elevado, alto peso, dificultad de transporte, montaje y construcción, escasa resistencia al fuego, corrosión por aire salino y por muchas sustancias químicas habituales y generación de residuos tóxicos al final de su vida útil (el 11% del acero inoxidable se compone de metales tóxicos como cromo y níquel). La relevancia técnica e industrial de los sistemas de anclaje en desarrollo resulta elevada porque son de montaje sencillo, económicos, se fabrican a partir de materiales estandarizados existentes en el mercado, constan de pocas partes especiales y se integrarán en un sistema completo de montaje e instalación de construcciones temporales de madera. De esta manera, resultará sencillo el transporte y logística de los componentes de estas construcciones, a diferencia de lo que ocurre en las estructuras metálicas. Diseño de las uniones

Hasta el momento, en la segunda anualidad del proyecto, se han realizado diseños para las uniones teniendo en cuenta que deben ser válidas tanto para formas rígidas y rectas como para formas orgánicas y libres. Los diseños obtenidos corresponden, por tanto, a uniones flexibles y que pueden adaptarse a distintos ángulos entrantes en la intersección de las barras de una cercha 2D o 3D.

Los dos cilindros de una de las uniones diseñadas en el proyecto.

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Conexión de una de las uniones del proyecto con 9 barras de madera.

Otra vista de la conexión de la unión con 9 barras de madera.

Análisis de los sistemas de anclaje mediante simulaciones por ordenador

Los diseños de las uniones se modelaron matemáticamente para ser posteriormente analizados mediante técnicas de cálculo y simulación por elementos finitos. En estos análisis se estudió la viabilidad estructural de la unión y la rigidez de ésta, así como su deformación ante tensiones de distinto tipo. Los procesos de determinación de cargas y de coeficientes parciales de seguridad, de combinaciones de cargas y de cálculo resistente de los diferentes elementos y estructuras objeto del proyecto se adecuaron a la normativa vigente y en particular a los Eurocódigos de ámbito general y recogidos parcialmente en el Código Técnico de la Edificación (CTE).

Análisis de una de las uniones en una cercha de madera. Estudio de la unión frente a cargas axiales en las barras de madera. Tensiones en dirección horizontal S11. (N/mm²).

A partir de los resultados obtenidos de las simulaciones informáticas se analizaron los diseños y con sus características más satisfactorias se generaron nuevas versiones optimizadas de los diseños de anclaje. Construcción de los prototipos de sistemas de anclaje

Se realizaron los planos de los anteriores diseños optimizados, de acuerdo con los criterios habituales de la industria, y a partir de ellos se están construyendo ahora varios prototipos de los sistemas de anclaje. Además, se está trabajando en especificar cómo deben integrarse los anteriores prototipos en un sistema completo de montaje e instalación de construcciones temporales de madera, para lo que se están teniendo en cuenta aspectos como montaje, instalación, resistencia a impactos, durabilidad y robustez de las estructuras.

Plano parcial de una de las uniones desarrolladas.

El proyecto cuenta con la colaboración de un equipo de expertos que incluye ingenieros y arquitectos de experiencia internacional. Dos de ellos son Manuel García Barbero, arquitecto especialista en construcción con madera, y Kiyanshid Hedjri, arquitecto especialista en parametrización geométrica de estructuras. Más información a través del correo electrónico redaccion@aidima.es

• Proyecto financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) • Proyecto financiado por los Fondos Estructurales, a través del Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana 2007-2013 Organismos colaboradores: Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial | Instituto Tecnológico del Mueble, Madera, Embalaje y Afines AIDIMA | Red de Institutos Tecnológicos REDIT