Innovación en madera – Una conversación con Pablo van der Lugt, especialista en construcción de base biológica

1. Innovación en madera:

En los últimos años, hemos visto un resurgimiento en el uso de la madera en la construcción. ¿Cuáles son, en tu opinión, los mayores avances tecnológicos o qué ha ocurrido en el mundo para que la madera vuelva a ser un material competitivo en la arquitectura contemporánea?
En primer lugar, comenzaré respondiendo acerca de qué ha sucedido al respecto de la innovación tecnológica en el sector de la madera. Especialmente a través del desarrollo de productos de madera maciza prefabricada y clasificada por resistencia, como la madera laminada enchapada (LVL) y la madera laminada cruzada (CLT), el rendimiento y la eficiencia de la madera han aumentado significativamente. Con esta última generación de productos de madera, que se pueden prefabricar basándose en prácticas de archivo a fábrica y modelado paramétrico, se pueden construir edificios de madera de mediana y gran altura (hasta 20 pisos). El edificio de madera más alto del mundo es el Mjøstårnet en Noruega, de 86 metros de altura. https://www.archdaily.com/934374/mjostarnet-the-tower-of-lake-mjosa-voll-arkitekter . Estos edificios pueden construirse en muy poco tiempo, reduciendo los plazos de construcción hasta en un 50% en comparación con la construcción tradicional.

Otro cambio significativo es el creciente enfoque en la sostenibilidad y la circularidad en la sociedad. Además de mirar únicamente el consumo de energía operativa en un edificio, el carbono incorporado, es decir, las emisiones de CO2 relacionadas con la fabricación de materiales de construcción, se ha vuelto cada vez más importante.

Los beneficios climáticos de utilizar materiales renovables, como la madera, son enormes. Hay tres factores relacionados con la crisis climática en los que la cadena de valor basada en bioproductos (madera, bambú y otras fibras renovables como el lino, cáñamo, caña, etc.) puede ayudar a mitigar: la reforestación/forestación, el almacenamiento de carbono en el entorno construido (1 m³ de pino almacena casi 1 tonelada de CO2 durante su vida útil) y la sustitución de materiales fósiles intensivos en carbono. Si esto se realiza a gran escala (por ejemplo, edificios basados en un 90% de materiales biológicos en 2050 en lugar de materiales fósiles en ciudades globales), podría lograrse un beneficio climático de 100 Gt, lo que representa casi el 25% de la reducción necesaria para cumplir con el límite de 1.5 grados de temperatura global. https://www.pik-potsdam.de/en/news/latest-news/buildings-can-become-a-global-co2-sink-if-made-out-of-wood-instead-of-cement-and-steel?utm_medium=website&utm_source=archdaily.com

2. Sostenibilidad y eficiencia:

La madera a menudo se ve como un material sostenible, pero ¿Qué desafíos seguimos enfrentando en términos de sostenibilidad cuando se trata de la producción, el uso y el reciclaje de la madera en proyectos arquitectónicos a gran escala? ¿Es sostenible construir con bambú en el sur de Europa?
Todavía me sorprenden los muchos conceptos erróneos y prejuicios sobre la construcción con madera. Muchas personas todavía piensan que la deforestación tropical está vinculada al uso de la madera (cuando en realidad es causada por la conversión a gran escala de tierras para la agricultura y la minería), que las casas de madera no son duraderas ni seguras contra incendios, y que es negativo cortar un árbol. Las personas no saben que la madera maciza en Europa proviene de bosques gestionados de manera sostenible, en su mayoría con certificación FSC y PEFC, lo que garantiza que el bosque y la biodiversidad permanezcan intactos. De hecho, la superficie de estos bosques aumenta en el equivalente a 500,000 campos de fútbol cada año y aún tienen mucha capacidad adicional.

En contraste, los productos de madera maciza como CLT y glulam almacenan aproximadamente 10 veces más CO2 del que se emite durante su producción (incluyendo el transporte, la fabricación y el 1% de contenido de pegamento en los productos). A menudo les pregunto a las personas cuando me preguntan si la disponibilidad de madera podría hacer que perdamos todos nuestros bosques: “¿Dónde cultivas tu hormigón y acero?” Entonces, las personas comienzan a pensar y comprenden que estos materiales no son renovables y solo pueden agotarse. De hecho, publiqué un folleto en línea gratuito financiado por Built by Nature que cubre los mitos forestales y de la madera más destacados. https://builtbn.org/news/discussing-timber-myths/318

Construir con materiales de origen biológico procedentes de fuentes gestionadas de forma sostenible es una doble circular; Debido a su peso ligero y fácil trabajabilidad, los edificios de madera maciza se pueden construir con conexiones secas desmontables (en lugar de colada de hormigón) que merecen una segunda vida útil ya que los elementos de madera maciza mantendrán su valor y rendimiento técnico. Sólo en una tercera o cuarta vida, los elementos pueden ser triturados para la producción de materiales para paneles, reteniendo todo el tiempo el carbono almacenado en el material. Hay muchos proyectos interesantes diseñados para desmontarse de esta manera, como la oficina de la empresa energética Liander en Ámsterdam https://www.dezeen.com/2023/07/14/liander-westpoort-office-complex-timber-buildings-de-zwarte-hond/

La madera maciza es doble circular debido al hecho de que durante la vida útil de las distintas maderas (> 100 años, por lo que se define como almacenamiento permanente de carbono según las directrices del IPCC), los árboles de madera blanda han crecido varias veces en bosques gestionados de forma sostenible, proporcionando un excedente de material utilizable para muchas aplicaciones.

Además de la madera, el bambú es un recurso increíblemente interesante; Crece más rápido que cualquier otra planta/árbol (a casi 1 metro/día ostenta el libro Guinness de récord de planta de crecimiento más rápido) y tiene una multitud de usos (David Farrely en el Libro del Bambú relatamás de 1500 usos), incluido el reciente desarrollo de papel de bambú, textiles y, lo más importante para diseñadores y arquitectos, productos de construcción de bambú diseñados para muchas aplicaciones interiores (pisos, paredes, techos, muebles) y exteriores (cubiertas, revestimientos, muebles de exterior, carpintería); Véanse, por ejemplo, varios proyectos de bambú en España: https://www.moso-bamboo.com/bamboo-inspiration/?_sft_countries=spain

El bambú gigante crece principalmente en regiones subtropicales de todo el mundo, siendo China el mayor productor de productos de bambú modificados; sin embargo, recientemente también se ha plantado bambú en el sur de Europa, incluido Portugal, lo que reduciría aún más la huella de carbono de los productos de bambú. Esto tiene un gran potencial ya que el beneficio de carbono combinado al reforestar tierras abandonadas con bambú para la producción de materiales de construcción puede generar un beneficio de carbono total de más de 1000 toneladas de CO2 por hectárea; se puede consultar para obtener más información este informe que escribí con INBAR:

https://www.inbar.int/wp-content/uploads/2020/05/1541657603.pdf

Soy un gran admirador tanto de la madera como del bambú y, en lugar de competir entre sí, deberían complementarse, el bambú para el acabado interior y exterior y la madera para la estructura portante principal. Un hermoso ejemplo es el Hotel Jakarta en Amsterdam:

https://www.archdaily.com/899081/hotel-jakarta-search

3. Desafíos estructurales:

A pesar de su creciente popularidad, la madera todavía enfrenta ciertos desafíos en comparación con otros materiales como el acero o el hormigón. ¿Cuáles crees que son los principales desafíos estructurales que la madera aún debe superar y qué innovaciones están más cerca de solucionarlos?
En cuanto a los desafíos estructurales, -así como acústicos y de seguridad contra incendios, que sin duda aparecerán en esta entrevista-, me gustaría formular una respuesta combinada.

Como se mencionó anteriormente, todavía existen muchas ideas erróneas sobre la construcción en madera debido a la falta de conocimiento por parte de los profesionales de la construcción. Por lo tanto, creo que la difusión del conocimiento es uno de los factores clave de éxito más importantes en la transición hacia un entorno construido con mayor base biológica.

Esta es también la razón por la que, junto con organizaciones interesadas en la madera como PEFC y con organizaciones relacionadas con el bambú como INBAR y MOSO, estamos difundiendo el conocimiento de mis libros Tomorrow’s Timber www.tomorrows-timber.com y Booming Bamboo www.boomingbamboo.com de manera concisa y accesible a los principales responsables de la toma de decisiones en el entorno construido, como los arquitectos, a través de cursos de CPD y cursos en línea que se pueden solicitar, también en España a través de: https://pefc.nl/talks/

A nivel general, en términos de legislación y códigos de construcción, necesitamos igualdad de condiciones en cada país para la construcción con madera, lo que a menudo significa que es necesario adaptar las regulaciones que perjudican a los métodos de construcción ligeros, como la construcción con madera maciza.

Esta legislación relacionada con varias dinámicas físicas de la construcción, como la acústica, la seguridad contra incendios, pero también la calidad del aire interior y la temperatura se desarrolló durante las últimas décadas principalmente teniendo en cuenta los materiales de construcción pesados. Construir en madera es diferente y requiere una actitud y un enfoque de diseño completamente diferente desde el principio. Y en varios casos la legislación y las normas vigentes no favorecen la madera.

Por ejemplo, en toda Europa el carbono almacenado en los productos de madera en masa, el llamado carbono almacenado en la construcción, no se contabiliza en la Declaración Ambiental de Producto requerida que determina el impacto ambiental, alegando que el CO2 se emite nuevamente al final de su vida útil. Sin embargo, si se construyen bien, la vida útil de los edificios de madera maciza es mucho mayor que el horizonte de 100 años del IPCC, y la madera maciza se puede reutilizar fácilmente (los elementos no se quemarán porque simplemente constituyen demasiado valor), almacenando el CO2 durante aún más tiempo.

Dicho esto, cuando se trabaja con arquitectos y constructores con experiencia en madera y bambú, es fácil resolver estos problemas. Para conocer los principales parámetros de diseño y el punto de partida, me remito a mi libro Tomorrow’s Timber, www.tomorrows-timber.com, donde desarrollo en esencia todos estos conceptos de los que venimos hablando.

4. Resiliencia al fuego y durabilidad:

Uno de los puntos críticos más discutidos es la resistencia de la madera al fuego y su durabilidad en entornos expuestos. ¿Qué soluciones innovadoras están ayudando a mitigar estos problemas?
Me remito al punto anterior para responder la parte que se refiere a la   seguridad contra incendios. Adicionalmente, solo comentar que la seguridad contra incendios se puede resolver mediante encapsulación (agregando paneles de yeso resistentes al fuego, aunque es una lástima porque se pierden los principios de diseño biofílico de la madera a la vista), agregando una capa de sacrificio a los elementos de madera maciza (detrás de la capa carbonizada, la madera permanece estructuralmente intacta) y/ o agregando sistemas de rociadores.

La durabilidad no es un problema: tan solo hay que fijarse en las casas antiguas con estructuras de madera en los centros de ciudades medievales; siempre que la madera se mantenga seca o, aunque se moje, si está bien ventilada para que se seque nuevamente, puede durar años. Cuando se utiliza madera en el exterior, por ejemplo, para marcos de ventanas o revestimientos, es importante diseñarlos de la manera correcta facilitando la ventilación y también eligiendo un tipo de madera duradera. Soy un gran admirador de la madera modificada térmicamente o del bambú (Bamboo Xtreme), ya que es súper duradero, estable y además ignífugo (en el caso del bambú, euroclase B).

5. Acústica en estructuras de madera:

La madera es un material que puede presentar desafíos acústicos en ciertos proyectos arquitectónicos. ¿Qué avances o innovaciones se están desarrollando para mejorar el rendimiento acústico de las estructuras de madera, especialmente en proyectos que requieren un alto control del sonido como oficinas o espacios públicos?

Me remito a lo dicho anteriormente: La acústica en edificios de madera maciza se soluciona desconectando, en primer lugar, grandes piezas de madera maciza, como paredes y suelos, mediante elastómeros, y desacoplándolas acústicamente. Como la madera es cinco veces más ligera en comparación con el hormigón, es importante añadir masa en el caso de edificios residenciales de varios pisos para solucionar las vibraciones, por ejemplo, a través de pisadas. Esto se puede hacer agregando un suelo de solera de hormigón encima del CLT, como en este ejemplo de Ámsterdam: https://www.archdaily.com/989552/haut-amsterdam-residential-building-team-v-architecture o incluso mejor en términos de circularidad, utilizando una capa de masa «seca» como grava o tejas que se puede desmontar nuevamente al final de su vida útil, como en este proyecto en Rotterdam: https://archello.com/project/sawa

Únicamente añadir que, para oficinas, los requisitos de vibración y ruido por pisadas son menos exigentes que para edificios residenciales de varios pisos, por lo que se pueden aplicar las mismas medidas mencionadas anteriormente. En cuanto al interior de espacios públicos, en realidad, la madera ofrece una acústica más agradable en comparación con materiales minerales o sintéticos. ¿Alguna vez te has preguntado por qué casi todas las salas de conciertos están acabadas en madera? Por comentar, se me viene a la cabeza este bello ejemplo de   Edificio residencial HAUT Ámsterdam de los arquitectos Team V Architecture https://www.archdaily.com/989552/haut-amsterdam-residential-building-team-v-architecture

6. Madera frente a otros materiales:

Con el auge de otros materiales sostenibles como los compuestos y bioplásticos, ¿cuál es el lugar de la madera en comparación con estas alternativas? ¿Crees que hay una coexistencia eficiente entre estos materiales o uno superará al otro?

Solo debemos usar materiales sintéticos no renovables donde no haya una alternativa basada en bioproductos. Los materiales sintéticos tienen una huella de carbono mucho mayor (esto se puede ver consultando la pirámide de CO2    https://www.materialepyramiden.dk/ y no son renovables. Por lo tanto, solo utilizaría hormigón para los cimientos, ya que aquí es la mejor alternativa material.

Los bioplásticos para la industria de la construcción pueden tener contenido de origen biológico, pero generalmente no son biodegradables y, a veces, su producción requiere mucha energía (emisiones de CO2). Así que, aunque sea un paso adelante, preferiría optar por materiales sólidos de base biológica, como la madera y el bambú, y dejar el uso de bioplásticos para embalajes y compuestos (de base biológica) para, por ejemplo, la industria automotriz.

7. Escalabilidad en proyectos urbanos:

En relación con proyectos urbanos a gran escala, como rascacielos o edificios de uso mixto, ¿qué limitaciones o barreras enfrenta actualmente la madera y qué pasos se están tomando para aumentar su viabilidad en estos proyectos?

Podemos aprender mucho de los países escandinavos que han desarrollado con éxito una cultura de construcción en madera, promoviendo su uso, lo que ha llevado a altos porcentajes de edificios de madera de hasta el 20-30% del volumen total, e incluso barrios urbanos completos anunciados en madera:

https://www.archdaily.com/1002823/stockholm-wood-city-construction-of-the-worlds-largest-urban-construction-project-in-wood-to-begin-in-2025

Aunque el porcentaje de construcciones de madera maciza en varios países de Europa occidental sigue siendo relativamente bajo, hay signos claros de que esto está cambiando rápidamente, ya que varios países y áreas urbanas están aumentando sus ambiciones de construcción de madera para cumplir con sus ambiciones climáticas y de circularidad. Por ejemplo, la Región Metropolitana de Ámsterdam se ha comprometido a utilizar un 20% de madera en nuevos edificios residenciales para 2025, lo que representa un aumento importante con respecto al 2-3% que tiene actualmente la región urbana. La ambición es seguir creciendo hasta aproximadamente el 50% en 2030. En estos mercados también vemos aparecer fábricas de viviendas modulares especializadas en madera, que producen casas modulares circulares de muy alta calidad y con tiempos de construcción muy cortos y con muchas menos molestias (ruido, pero también emisiones de CO2 y NOx) para el entorno.

Todavía hay mucho escepticismo en el mercado, alimentado por los prejuicios relacionados con la construcción en madera, por lo que el conocimiento y la difusión de información a todas las partes interesadas, incluidas las autoridades y el consumidor final, seguirán siendo clave.

8. Futuro de los materiales innovadores:

Tu campo de estudio en la innovación de materiales parece estar en constante evolución. ¿Hacia dónde crees que se dirige el futuro de los materiales sostenibles en la arquitectura y cómo imaginas la integración de la tecnología en este proceso?
Creo que, además de todo tipo de innovaciones y mejoras en la producción de madera maciza, incluida una mayor eficiencia desde los troncos de aserrado hasta los productos finales (por ejemplo, LVL), nuevos sistemas de conexión más eficientes y desmontables, como la araña de Rothoblaas (https://www.rothoblaas.com/products/fastening/clt-floor-column-connections/spider), nuevos componentes híbridos (por ejemplo, vigas en I que combinan varios materiales de base biológica), aumento de la reutilización de la madera para su uso en productos de madera secundarios y aumento del uso de especies de hoja caduca (ver, por ejemplo el LVL de haya utilizado en el edificio Black & White de Londres: https://waughthistleton.com/black-white-building/). Utilizaremos cada vez más otros materiales de base biológica para el resto del edificio como, por ejemplo: el lino, el cáñamo, el bambú o la hierba elefante, ya que crecen mucho más rápido en comparación con los árboles y son adecuados para producir todo tipo de materiales para complementar las estructuras de soporte principales de madera, como paneles, aislamiento y acabados de alta gama en interiores y exteriores.

En el futuro, el bambú glulaminado también podría utilizarse más a menudo de forma estructural en Europa, como ya se está empezando a hacer, por ejemplo, en China.

https://www.researchgate.net/publication/337990361_Mechanical_behavior_of_laminated_bamboo_lumber_for_structural_application_an_experimental_investigation/figures?lo=1&utm_source=google&utm_medium=organic

Y esto es muy importante, ya que la vía de los biocombustibles es la única forma de garantizar que el entorno construido se vuelva regenerativo, una contribución positiva neta para nuestro planeta en lugar de ser una carga como lo es ahora.

Muchas gracias, Pablo por tu tiempo, ha sido un placer tenerte hoy con nosotros y conversar contigo.

Muchas gracias a Ortiz León por invitarme.

*Puedes ver ejemplos de arquitectura en madera hecha por nosotros como por ejemplo Ombú

Ombú

Pablo Van Der Lugt, Biological Base Construction Specialist