FONDEF ID20I10312, fue adjudicado en octubre de 2020 por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo de Chile (ANID), y cuenta como principales beneficiarios a la Pontificia Universidad Católica de Chile y la Universidad del BíoBío
Chile se encuentra sumido en una crisis habitacional desde hace más de 30 años. Se trata de una urgencia que atraviesan miles de familias en nuestro país, donde se registra actualmente un déficit de viviendas superior a 739 mil unidades, y que afecta un 12% de la población; dicho porcentaje se traduce en 2,2 millones de personas -en su mayoría- de bajos recursos, que pudiesen ser elegibles para subsidios públicos.
Con el propósito de agilizar el ritmo de productividad en el área de construcción y atender esta demanda desde una mirada más sustentable, un grupo de investigadores del Centro Nacional de Excelencia para la Industria de la Madera (CENAMAD), desarrolló el proyecto FONDEF ID20I10312: “Bases técnicas para la inclusión de losas industrializables de baja huella de carbono en la normativa chilena”, cuyo objetivo principal fue desarrollar las bases científicas y tecnológicas para fomentar el uso de losas industrializadas de madera y hormigón-madera, para luego ser transferidas a la División Técnica de Estudio y Fomento Habitacional del Ministerio de Vivienda y Urbanismo (DITEC).
FONDEF ID20I10312, fue adjudicado en octubre de 2020 por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo de Chile (ANID), y cuenta como principales beneficiarios a la Pontificia Universidad Católica de Chile y la Universidad del BíoBío.
Luego de casi dos años de estudio, ensayos y realización de este proyecto, los investigadores de este Centro Basal, Pablo Guindos (Director del proyecto), Jorge Lagos, Andrés Adema, Alexander Opazo, Fernando Véliz, Alexander Wenzel, Sebastián Berwart y Matías Chacón, presentaron las conclusiones y propuestas de diseño el pasado 22 de marzo en un evento online, el cual contó con la participación de más de 70 personas; entre ellas, autoridades de CENAMAD, arquitectos, ingenieros y representantes de compañías aportantes.
Para el ingeniero especialista en Diseño Estructural y Construcción de Estructuras de Madera, Pablo Guindos, lo que se hizo con este proyecto fue “habilitar todo el conocimiento que hicimos para muros, y aplicarlo en las losas (…) e incluir losas de CLT, losas de NLT y losas de madera hormigón”.
Los investigadores participantes en este estudio trabajaron en múltiples enfoques para validar e incluir el uso de las losas industrializables de baja huella de carbono en la normativa NCh1198:
- Caracterización del desempeño sísmico de losas industrializadas mediante ensayos monotónicos de corte a escala real, y empleo de dicha información para validar un modelo numérico que proponga una metodología de cálculo lateral simplificada.
- Caracterización del desempeño flexional de losas industrializadas mediante ensayos de flexión, métodos no destructivos de vibración (NDT) y medición de deflexiones a largo plazo (creep), para validar los correspondientes modelos numéricos proponiendo una metodología de diseño gravitacional adecuada.
- Evaluación del desempeño cíclico de uniones losa-muro y su constructibilidad, para definir condicionantes críticos de diseño capaces de asegurar un rápido ensamblaje.
En cuanto a la metodología de estudio, el ingeniero Jorge Lagos mencionó durante su intervención que consideraron cinco tipologías de losas y bajo losas industrializadas de madera: Losa de Entramado Ligero, Losa de Entramado con Vigas - I-Joist, Losa de Entramado con Alta Resistencia, Losa CLT + Hormigón Prefabricado y Losa Híbrida Madera NLT - Hormigón Armado.
En ese sentido, surgieron tres propuestas de producción: método de diseño sísmico de losas industrializadas de madera, método de diseño gravitacional de losas hormigón -madera, y método de diseño de uniones losa-muro y estudio desempeño no estructural de losas industrializadas.
Ante la pregunta sobre qué son las losas madera -hormigón, el también ingeniero civil estructural, Andrés Adema, explicó que se trata de “un sistema constructivo que consiste en colocar madera en la parte inferior, hormigón en la parte superior, y conectar mediante un conector de corte”.
Este tipo de losas reducen el 50% del espesor de hormigón, eliminan el uso del moldaje (ya que la madera actúa como moldaje permanente) y disminuyen el uso de alzaprimas.
Queda claro que, con estas losas compuestas, también hay una reducción de un 10% de la masa sísmica del edificio, y reducción de hasta un 50% de residuos y pérdidas de material.
Adema también especificó que los usos de estas losas sirven en la renovación de estructuras y construcción de nuevas estructuras- como losas o puentes.
Ensayos vibracionales
El ingeniero civil y académico de la Universidad del BíoBío, Alexander Opazo, habló sobre su aporte en la realización de ensayos vibracionales con losas compuestas por placa de NLT de madera y losa superior de hormigón.
“Hicimos ensayos de vibraciones porque en el fondo hay una evidencia científica de los últimos años que demuestra que las vibraciones verticales pueden controlar el diseño de las losas en general, sobre todo en las losas madera - hormigón. Fue importante incorporar este ensayo porque en la actualización de la normativa chilena NCh1198 ya estamos agregando algunos elementos más específicos en control de vibraciones, por lo tanto, en losas compuestas como estas NLT hormigón, sería bastante interesante poder incluirla”, mencionó en su intervención.
Alexander Opazo, Ingeniero Civil Estructural.
El proyecto FONDEF incorporó dos tipos de ensayos vibratorios: uno preliminar, que tiene que ver con la medición de propiedades dinámicas verticales de losas, y, por otro lado, la medición de vibraciones por caminatas de personas. Con este último, se puede correlacionar el nivel de vibración con eventuales molestias de serviciabilidad.
Conclusiones y propuestas del proyecto
En cuanto al bloque de desempeño lateral, que se refiere a cómo diseñar este tipo de losas como diafragmas, se determinó que todas las opciones presentadas arrojaron resultados satisfactorios, lo que significa que se pueden emplear de forma confiable todos los métodos propuestos.
Los diafragmas que caracterizaron en este estudio (de alta resistencia) se tradujeron en resultados muy importantes para Chile y toda la región, tomando en cuenta la sismicidad de nuestro país y la propuesta del diseño de edificios híbridos.
En cuanto al diseño flexional de losas compuestas (NLT y CLT con hormigón), según explicó Guindos, “podrían ser interesantes para el mercado cuando se requiera gran capacidad lateral o flexional contando con un paquete de losa reducido”.
Finalmente, se estima que todos los resultados de este proyecto sean incorporados en la NCh1198 en los próximos dos años, así como las fichas de desempeño no estructural. De igual forma, como plan de acción, también se propone la realización de un seminario de transferencia de modelación y diseño estructural, el cual se estará organizando próximamente.
Agradecimientos
Guindos agradeció a todo el equipo que hizo posible la entrega del proyecto, pasando por académicos, estudiantes de postdoctorado, ingenieros estructurales y tesistas.
De igual forma le extendió su agradecimiento a las empresas patrocinadoras y aportantes como: DITEC MINVU, Grupo Inmobiliario ISiete, Industrializadora E2E, la Universidad Católica de Chile, y la Universidad del Bio-Bío.
