PROYECTO IDANMAD: INNOVACIÓN EN ESTRUCTURAS Y

CONSTRUCCIONES TEMPORALES DE MADERA MEDIANTE UNIONES MECÁNICAS INNOVADORAS Y VERSÁTILES

En el marco de un proyecto de I+D, el instituto tecnológico AIDIMA investiga nuevos anclajes innovadores, específicos para madera, que puedan usarse para estructuras

temporales de madera (andamios, revestimientos de edificios, pabellones, ferias, etc.). Con estos anclajes se avanzará en la I+D en madera como material de ingeniería y

arquitectura, y se fomentará su uso en estructuras temporales, para las que no existen conectores específicos diseñados específicamente para madera. Finalizada la anualidad

2012 del proyecto, se exponen aquí los principales resultados obtenidos. Responsable del proyecto: Miguel Ángel Abián Dpto. Tecnología y Biotecnología de la Madera Recientemente ha concluido la primera anualidad (2012) del proyecto de I+D “Investigación y desarrollo de anclajes innovadores para construcciones temporales de madera” (IDANMAD). Este proyecto está financiado por el IMPIVA (Instituto de la Mediana y Pequeña Industria Valenciana). Asimismo, está cofinanciado por fondos FEDER de la Unión Europea. El objetivo general de IDANMAD es investigar y desarrollar anclajes mecánicos innovadores que puedan usarse de modo general en cualquier construcción temporal de madera. Algunos ejemplos de construcciones temporales son pabellones, albergues, ferias de exposiciones, instalaciones deportivas, estructuras para conciertos, ampliaciones hosteleras para la época estival, plazas móviles de toros, andamios y pasarelas temporales de peatones durante el desarrollo de obras. Todas estas construcciones deben cumplir unas exigencias muy estrictas: coste reducido, montaje sencillo, ligereza, durabilidad y flexibilidad en la creación de formas para diferentes usos. Los anclajes permitirán a los arquitectos e ingenieros usar un único sistema de conexiones en todas las partes de una construcción temporal de madera. Con estos anclajes se pretende avanzar en el campo de la I+D de la madera como material de ingeniería y arquitectura, así como fomentar el uso de este material sostenible y su aplicación a nuevos campos donde puede ser competitivo técnica, industrial y económicamente. Inconvenientes de las uniones metálicas Actualmente, en la mayoría de las construcciones temporales se emplean soluciones metálicas, que 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). Las escasas soluciones de madera para dichas construcciones emplean sistemas de unión de barras, que no están diseñados para funcionar correctamente con este material. La unión entre la madera y estas uniones resulta muy ineficaz, costosa e incrementa el peso de la estructura, lo cual explica que apenas se use madera para construcciones temporales. Durante la primera anualidad del proyecto (2012) se ha realizado una búsqueda bibliográfica general sobre construcciones temporales y sus sistemas de conexión, basada en artículos científicos y técnicos, libros, guías técnicas, manuales, normas europeas e internacionales, memorias de proyectos de investigación, tesinas y tesis

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doctorales. También se ha realizado una búsqueda de patentes relacionadas con estas construcciones y sus conectores. Asimismo, se ha identificado a los principales expertos nacionales e internacionales en construcciones temporales y sus sistemas de conexión, que pertenecen a empresas, centros tecnológicos, universidades y entidades dedicadas a la I+D. Por último, se ha empezado a trabajar en la clasificación de las estructuras temporales. La mayoría de los sistemas de conexión que se han analizado son del estilo que muestra la figura 1 (nudos esféricos, de cuenco, cilíndricos y de bloque). Estas uniones admiten cierto grado de flexibilidad; pero la producción del conector o nudo se realiza con elementos muy especiales producidos para éste, lo cual aumenta los costes de producción. Por otra parte, como estas soluciones son metálicas y están concebidas para barras metálicas, dan lugar a construcciones completamente metálicas (figuras 2 y 3), cuyos inconvenientes ya se han mencionado.

Figura 1. Sistema de nudos esféricos, de cuenco y cilíndricos (fuente: MERO-TSK) y sistema de nudos Block-Knoten (fuente: NOVUM STRUCTURES).

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Figura 2. Nueva Feria de Milán. Estructura metálica con nudos cilíndricos. Fuente: MERO-TSK

Figura 3. Domo del Jardín del Edén (Reino Unido). Vista de un domo con nudos esféricos. Fuente: MERO-TSK

Otras uniones que se analizaron (figura 4) son metálicas y están diseñadas para bambú. Estas uniones son una alternativa más ecológica y económica que una estructura completamente metálica, pero las desventajas mencionadas antes siguen existiendo por el uso de esferas o herrajes metálicos. Los diámetros máximos del bambú restringen mucho las cargas que puede soportar el sistema; por tanto, este sistema está muy limitado en cuanto a uso y no constituye de ningún modo una solución general para estructuras, ya sean permanentes o temporales.

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Figura 4. Nudo para estructuras de bambú. Fuente: RUSTYWALRUS Patentes Las patentes que se analizaron sobre sistema de conexión corresponden en su mayor parte a estructuras metálicas. En los casos en que pueden utilizarse con barras de madera, las soluciones propuestas son poco versátiles y válidas casi siempre sólo para estructuras permanentes, que no pueden montarse y desmontarse. Por lo tanto, puede concluirse de la investigación realizada que no existen nudos o anclajes específicos para la construcción en madera que puedan utilizarse en cualquier tipo de estructura; normalmente se usan para éstas anclajes diseñados para estructuras metálicas, y se adaptan las barras de madera a los herrajes. Esta falta de anclajes específicos para la madera ocasiona que no se aprovechen sus características mecánicas y que los fallos de rotura aparezcan siempre en la zona de unión madera-metal. En ocasiones, la transición del anclaje a la barra de madera resulta demasiado cara y compleja, y al final suele necesitarse tanto acero que la madera pierde su finalidad estructural y se convierte en un mero elemento decorativo. Además, no existen soluciones específicas para estructuras temporales de madera con forma arbitraria: las soluciones basadas en bambú son muy limitadas por la resistencia mecánica de este material y las longitudes máximas que permiten. Anclajes innovadores específicos para la madera Actualmente, en el proyecto se están diseñando sistemas de uniones específicas para la construcción en madera, que aprovechen las propiedades de ésta, que sean versátiles para cualquier tipo de estructura y que posteriormente puedan industrializarse de manera sencilla. Los resultados del proyecto beneficiarán al sector de la madera, mueble y afines pues aumentará la demanda de madera aserrada y de madera mecanizada y se abrirán nuevas líneas de negocio con productos de alto valor añadido (anclajes innovadores específicos para madera). También para el sector de la construcción se abrirán nuevas oportunidades de negocio (diseño y construcción de construcciones temporales de madera). Por último, los resultados beneficiarán a pequeños municipios que necesiten infraestructuras temporales y al sector turístico, que podrá disponer de estructuras

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temporales seguras y de coste reducido. Para este sector, mayoritariamente de temporada, estas construcciones constituyen una forma económica de mantener modernizadas o ampliar las infraestructuras para turistas, de manera que se mantenga la calidad de nuestros destinos turísticos y no pierdan atractivo frente a la competencia. El proyecto está coordinado y dirigido técnicamente por Miguel Ángel Abián, Responsable del Departamento de Tecnología y Biotecnología de la Madera y del Área de Construcción de Madera, así como premio Schweighofer de investigación de la madera en el año 2009. En el proyecto se cuenta con 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. Los resultados más destacables del proyecto se irán difundiendo a medida que éste vaya avanzando. Proyecto financiado por los Fondos Estructurales, a través del Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana 2007-2013 Organismos colaboradores: Instituto de la Mediana y Pequeña Empresa Valenciana IMPIVA | Instituto Tecnológico del Mueble, Madera, Embalaje y Afines AIDIMA | Red de Institutos Tecnológicos REDIT

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