Investigación e innovación en la clasificación no destructiva de madera estructural y en su rehabilitación en obra: Proyecto MEND-ME

En cooperación con empresas y entidades valencianas, AIDIMME investiga en este proyecto de I+D la evaluación no destructiva de madera estructural, así como nuevas soluciones y productos de refuerzo y consolidación para rehabilitar sistemas constructivos de madera.

AIDIMME comenzó recientemente a desarrollar la tercera anualidad del proyecto de I+D en cooperación con empresas MEND-ME (Desarrollo de una metodología para la evaluación no destructiva de madera estructural y aplicación innovadora a rehabilitación), que concluirá en junio de 2020. Este proyecto está financiado por el IVACE (Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial). También está cofinanciado por el Programa Operativo FEDER de la Comunidad Valenciana 2014-2020.

La primera y la segunda anualidad del proyecto (enero 2017-junio 2019) fueron financiadas también por el IVACE y por fondos FEDER. Los resultados del proyecto se dirigen principalmente al sector de la madera, la arquitectura y la rehabilitación.

El objetivo general de MEND-ME radica, en primer lugar, en desarrollar una metodología de evaluación no destructiva específica para madera estructural y después aplicarla los elementos estructurales de madera antigua presente en construcción y rehabilitación para caracterizarlos mecánicamente y clasificarlos según el CTE, prestando especial atención a las especies de madera que se usaron en construcción en la Comunidad Valenciana.

La metodología desarrollada podrá aplicarse in situ y será específica para la madera antigua, objetivo de los trabajos de rehabilitación, porque tendrá en cuenta las características intrínsecas de ese tipo de madera, así como la presencia de sus defectos y patologías, que ocasionan que los resultados de las tecnologías no destructivas sean muy diferente a los que se obtienen en madera nueva (que tiene menos duramen, menos defectos como nudos, menos patologías o ninguna, etc.).

En segundo lugar, el objetivo general del proyecto radica en proponer e implantar productos y soluciones innovadores más efectivas que las actuales para reforzar y consolidar estructuras, tanto de madera antigua o patrimonial como de madera actual. Estos productos y soluciones beneficiarán al patrimonio histórico valenciano, en el cual abundan las estructuras y elementos de madera.

Existe un desconocimiento generalizado sobre las propiedades mecánicas de la madera antigua presente en los edificios, lo que limita mucho o directamente imposibilita la rehabilitación de edificios y estructuras con madera de hace más de 40 años. Según datos de AIDIMME, el 70% de la madera antigua/patrimonial que se sustituye en España, principalmente por desconocimiento de su estado o porque superficialmente presenta deterioros, podría bien conservarse o bien rehabilitarse con refuerzos o reparaciones muy localizadas. La madera antigua y patrimonial suele presentar deterioros o degradaciones, de origen biótico o abiótico. Muchas degradaciones son superficiales y no afectan a la resistencia mecánica.

La madera antigua tampoco tiene una clasificación según el Código Técnico de la Edificación (CTE), que entró en vigor en 2006. Para ese tipo de madera, la realización de ensayos estructurales en laboratorio no es posible, pues el apeo y transporte del elemento resulta imposible (en el caso de la madera patrimonial) o no es viable técnica o económicamente y, además, el elemento no podría volver a usarse, pues estos ensayos son destructivos.

Para mantener y rehabilitar adecuadamente esa madera se necesita, por tanto, una metodología específica de diagnosis y evaluación no destructiva y una caracterización de sus propiedades según el CTE mediante técnicas no destructivas (TND). Es necesario establecer una metodología específica, pues la madera antigua tiene propiedades (alto porcentaje de duramen, densidades muy altas) y/o defectos (ataques de termitas, de carcoma fina y gruesa, de hongos; nudos grandes, gemas, desviaciones de la fibra) que no tienen las maderas nuevas utilizadas hoy día en construcción, que sí están aceptadas y clasificadas por el CTE.

Alquería del patrimonio histórico valenciano para cuya rehabilitación rápida y fiable pueden utilizarse los conocimientos y técnicas del proyecto.

Además, debe considerarse que existen también grandes partidas de madera procedentes de demoliciones (110.000-120.000 m3 en España) que no se utilizan en construcción porque esa madera, al ser antigua, no está caracterizada según el CTE (es obligatorio ahora en la UE que toda la madera estructural esté caracterizada y tenga esa información en su marcado CE). Con la metodología desarrollada, toda esta madera podrá clasificarse y luego comercializarse con marcado CE para ser reutilizada. Las directrices de la UE sobre construcción priman el uso de materiales renovables y reciclables como la madera, así como la reutilización de los materiales de construcción.

Por otra parte, en el proyecto se probará e implantará la metodología desarrollada en sistemas constructivos de madera antigua (cerchas, forjados, etc.). Los sistemas constructivos se evaluarán, para posteriormente ser reforzados/consolidados mediante la innovación en nuevas soluciones y productos de refuerzo y consolidación, más efectivos que los actuales.

Ejemplo de reparación de cabeza de viga mediante injerto de madera. Fuente: www.timber.org.uk

Según Miguel Ángel Abián, coordinador y director técnico del proyecto, “las empresas colaboradoras en MEND-ME han propuesto más usos para la metodología, como su empleo en control de calidad en madera nueva”. Las empresas consideran que podrán utilizar la metodología para controlar la calidad de la madera nueva (estado interno, clase resistente según el CTE) que adquieran para sustituciones de elementos, refuerzos, obra nueva, etc. Por tanto, consideran que los resultados del proyecto serán útiles también para construcción nueva (viviendas, edificios, puentes, pasarelas, almacenes, piscinas, etc.).

Por lo expuesto por las empresas, a menudo no hay trazabilidad entre los certificados de los proveedores y la madera realmente entregada al cliente (por fecha, tratamiento, resistencia o especie, los certificados no pueden corresponder a la madera suministrada; o bien el proveedor emite certificados internos que no están avalados por ningún laboratorio u organismo independiente), y eso causa reclamaciones y devoluciones y retrasa las obras. La opinión mayoritaria en la industria es que se necesita un control de calidad fiable, como el que puede realizarse con la metodología desarrollada.

El retorno a la sociedad y el fomento de la cohesión del territorio de la inversión en I+D de MEND-ME se centra en los siguientes aspectos:

• La transferencia del conocimiento adquirido en el proyecto a las empresas y a la sociedad en general, relativo a la madera antigua y patrimonial, supondrá el incremento de la concienciación y formación de los agentes implicados en la conservación y rehabilitación de los edificios, desde los arquitectos y empresas hasta los propietarios.

• La mejora del conocimiento de la madera antigua y de sus técnicas de conservación repercutirá de forma positiva en los proyectos de rehabilitación de edificios antiguos con estructura de madera, al simplificar las evaluaciones de las estructuras y por ende las molestias a los vecinos.

• La aplicación de los resultados del proyecto en edificios patrimoniales de núcleos urbanos de ciudades y pueblos, muy presentes en la Comunitat Valenciana, fomentará la conservación, promoción y la relación entre distintos ayuntamientos con problemas similares. De esta forma se abrirá la puerta a la colaboración entre entidades públicas, lo cual fomenta la cohesión del territorio.

 

Los principales resultados técnicos obtenidos en la primera y en la segunda anualidad del proyecto son los siguientes:

• Especies de madera utilizadas en construcción en España y sus características.

• Especies de madera y durabilidad natural frente a hongos e insectos xilófagos.

• Uso de la madera en construcción y rehabilitación.

 • Principales sistemas constructivos de madera tradicionales.

• Análisis y comparación de las técnicas de evaluación no destructiva de la madera.

• Una metodología de evaluación no destructiva específica para madera nueva de uso estructural, sea cual sea su estado, longitud, sección y forma. La metodología se validó con ensayos destructivos a flexión y análisis estadísticos para distintas especies.

• Una guía de buenas prácticas en evaluación no destructiva de la madera antigua.

 

Estos resultados están disponibles de forma pública, gratuita y abierta en la página electrónica de AIDIMME.

Relación lineal entre el módulo de elasticidad global de flexión (ensayo de flexión a rotura según norma UNE EN 408) y el módulo de elasticidad dinámico predicho por ensayo de ultrasonidos, para la especie Pinus pinaster (pino marítimo, rodeno, rubial, negral o resinero). El coeficiente de determinación resulta muy alto, lo que confirma la validez y precisión de la metodología desarrollada.

 

Vista delantera de la Guía de buenas prácticas para la evaluación no destructiva de la madera.

 

Vista trasera de la Guía de buenas prácticas para la evaluación no destructiva de la madera.

 

Para la tercera anualidad del proyecto, los resultados esperados son los siguientes:

• Una base de datos de propiedades mecánicas de las especies de interés en rehabilitación (densidad, resistencia a flexión, módulo de elasticidad, resistencia a cortante, etc.). Estas propiedades se obtendrán aplicando la metodología anterior a las especies de madera antigua y se vincularán con la clasificación del CTE (clases resistentes).

• Una metodología fiable de evaluación no destructiva específica para madera antigua de uso estructural, aplicable en obra.

• Soluciones y productos innovadores de refuerzo y consolidación para utilizar en rehabilitación.

• La evaluación y modelado matemático-computacional de sistemas constructivos con madera antigua mediante la metodología desarrollada.

• La difusión de forma efectiva del proyecto y sus resultados, escogiendo los canales más adecuados para que obtener el mayor impacto posible.

• La transferencia y promoción de los resultados a empresas de la Comunidad Valenciana con el fin de mejorar su competitividad y de introducirlas en nuevos mercados con actividades de alto valor añadido.

 

Para más información sobre el proyecto contacte con AIDIMME.