El hormigón armado es duradero y robusto, pero tiene una gran huella de CO2. La madera, en cambio, es sostenible y absorbe el carbono, aunque tiene propiedades negativas inherentes. Los sistemas híbridos de madera, por el contrario, combinan sostenibilidad y resistencia. El Instituto Fraunhofer de Investigación de la Madera, Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI, desarrolla adhesivos adecuados y prueba la estabilidad a largo plazo de los materiales de madera híbridos.
Hoy en día, los edificios y otras estructuras se componen principalmente de mampostería, acero y hormigón. El hormigón armado, en particular, garantiza una gran estabilidad general, ya que combina la alta resistencia a la compresión del hormigón con la alta resistencia a la tracción del acero. Además, el hormigón armado es muy duradero, incluso en condiciones meteorológicas cambiantes. Pero hay un inconveniente: La fabricación, el procesamiento y el reciclaje del hormigón armado requieren grandes cantidades de energía.
Las largas distancias recorridas en el transporte de las materias primas agravan la huella de CO2. En cambio, la madera vuelve a crecer rápidamente y es, por tanto, mucho más sostenible. Además, está disponible a nivel local. Además, el «factor de bienestar» suele ser mayor en las casas de madera que tras los muros de hormigón. Pero aquí también hay un problema: La madera no es ni mucho menos tan robusta como el hormigón armado.
En particular, la resistencia a la tracción y a la compresión perpendicular a la dirección de las fibras es comparativamente baja. Además, la madera se caracteriza por una gran variabilidad de propiedades y por su higroscopicidad.
Sin embargo, cuando la madera se combina con otros materiales, las propiedades mecánicas de la estructura global mejoran considerablemente. Cuando se usa en combinación con compuestos de polímeros reforzados con fibras o con hormigón, es posible incluso usar especies y calidades de madera que antes no eran aptas para la construcción.
El Fraunhofer WKI de Braunschweig está investigando el comportamiento y la durabilidad a largo plazo de estos sistemas de construcción con madera híbrida.
El objetivo es aumentar significativamente la proporción de madera usada en la construcción de edificios: la construcción en madera tiene una pequeña cuota en el mercado alemán de la construcción, en torno al 10-15%.
Si se pudiera garantizar que los materiales de construcción híbridos resistieran el viento y las condiciones meteorológicas durante un largo periodo de tiempo, sin duda aumentaría la popularidad de este material de construcción.
En todo el mundo están investigando combinaciones de madera y hormigón, así como madera que adquiere una rigidez adicional gracias a las fibras de carbono o el lino en una matriz de polímeros.
En cuanto a la combinación de madera y hormigón, el equipo ha desarrollado una nueva forma de combinar los materiales. Normalmente se hace de forma mecánica, es decir, utilizando clavos de acero, placas de acero y redes de acero.
Al unir los materiales con poliuretano o resina epoxi, pueden reducir el peso de los híbridos de madera y acelerar el proceso de producción hasta un 15%.
Aunque pueda parecer contradictorio, al fin y al cabo estamos hablando de pruebas a largo plazo: Las pruebas a corto plazo se realizan al principio de los estudios. Esto se debe a que las pruebas a largo plazo durante un periodo de 20 años son demasiado caras y prolongadas; en última instancia, el objetivo es abrir la posibilidad de utilizar los nuevos materiales de construcción lo antes posible.
Para las pruebas a corto plazo, que duran horas o días, los investigadores unen los materiales, como el hormigón y la madera. A continuación, sujetan las secciones exteriores de madera y aplican una fuerza definida al hormigón.
¿Cuánta fuerza es necesaria para destruir la capa adhesiva y desgarrar el material compuesto? El equipo de investigación está desarrollando un modelo teórico a partir de estas y otras mediciones. Para ello, también están examinando la microestructura de la junta adhesiva con un microscopio.
Para validar el modelo creado y captar la realidad con la mayor exactitud posible, los investigadores están siguiendo sus pruebas a corto plazo con estudios a más largo plazo.
Para ello, exponen los paneles híbridos de cinco a seis metros de longitud al viento, la lluvia y el sol al aire libre durante dos años.
¿En qué medida se verán afectados por ello? ¿Lo predice el modelo de forma coherente? Pueden usar los resultados para afinar el modelo.
Una vez que el modelo se haya sometido a esta comparación práctica, los investigadores lo usarán para predecir el comportamiento a largo plazo y calcular cómo se comportarán los materiales híbridos de madera durante un periodo de 50 años. De este modo, el equipo de investigación podrá establecer una base para utilizar los materiales en la industria de la construcción en el futuro.
Fuente:
https://ecoinventos.com/sistemas-hibridos-de-madera/
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