Madera laminada espacial: ¿futuro de la construcción verde?

• SOM son creadores de la madera laminada espacial (SLT en inglés), un método que busca equilibrar los pros y contras medioambientales de este material.

• Un pabellón experimental construido con SLT combina el trabajo de investigación con condicionantes del mundo real para presentar las ventajas que ofrece.

• En lo que respecta a materiales innovadores, las aplicaciones reales a pequeña escala son un primer paso necesario para aplicarlos con éxito a proyectos de mayor tamaño y, en última instancia, lograr su adopción a lo largo y ancho del sector.

Si el hormigón está por todas partes es por buenas razones, como el hecho de ser uno de los materiales de construcción más sólidos que existen. Sin embargo, no está libre de desventajas: la producción de cemento, un ingrediente clave del hormigón, es responsable de aproximadamente el 8 % de las emisiones de gases de efecto invernadero. Para compensarlo, las empresas productoras de materiales de construcción están adoptando modelos de economía circular para dar prioridad a los productos de bajas emisiones o emisiones cero. El sector del acero se enfrenta a desafíos —y responsabilidades— similares. Pese a tratarse de un material reciclable, la siderurgia genera hasta un 11 % de las emisiones de gases de efecto invernadero de todo el planeta. Para contrarrestar esta cifra, el sector del acero se ha esforzado por reducir de forma proactiva las emisiones y los residuos, cosa que ha disminuido su impacto medioambiental.

Y luego tenemos la madera. Aunque la deforestación es culpable del 15 % de las emisiones globales, la madera extraída de bosques gestionados de forma sostenible absorbe de la atmósfera más dióxido de carbono del que emite. Esto se debe a que los árboles no solo ingieren este elemento, sino que también lo almacenan. Cuando se talan árboles para obtener madera, el carbono almacenado en su interior no se mueve de ahí a menos que se queme o se pudra. Esto hace de la madera uno de los materiales de construcción más sostenibles que existen.

Pero la madera no es un material limpio ni infinito. Siempre pueden volver a plantarse árboles, pero los bosques tardan años e incluso décadas en regenerarse. Y aunque es cierto que los árboles captan carbono, la producción, el transporte y la construcción en madera siguen siendo actividades emisoras.

Los diseñadores y constructores interesados en sostenibilidad y en equilibrar las ventajas e impacto medioambientales de la madera se hallan ante una incómoda contradicción: ¿cómo se puede utilizar más madera y menos al mismo tiempo?

Puede que SOM (Skidmore, Owings & Merrill) tengan una respuesta: la madera laminada espacial, o SLT, como se la conoce por sus siglas en inglés. A gran escala, tanto el material como el proceso por el que fue creado, impulsado por un trabajo de investigación, podrían servir al sector de la arquitectura, ingeniería y construcción (AEC) para alcanzar nuevas cotas de sostenibilidad e innovación.

De CLT a SLT

SOM creó la SLT como parte de un proyecto de investigación de tecnología avanzada para la Bienal de Arquitectura de Chicago de 2021. Desarrollado junto a un grupo de estudiantes del Taubman College de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Michigan, la SLT está inspirada en la madera contralaminada (o CLT, por sus siglas en inglés), un producto obtenido a base de encolar capas de madera secada en horno, que se colocan en un patrón entrecruzado para darles solidez e integridad estructural. La SLT, sin embargo, y al contrario que la CLT, utiliza piezas con una sección de 38 × 89 mm cortadas con gran precisión, que son más pequeñas y se entrelazan como un tejido mediante juntas de madera que encajan entre ellas. Este “tejido” es más denso en las zonas más exigentes desde el punto de vista estructural, y menos en el resto.

“Una de las dificultades del sistema CLT estándar es el tamaño necesario de los tablones y el tiempo y espacio que se requieren para que los árboles alcancen esas dimensiones —explica Scott Duncan, socio de diseño de SOM—. Para piezas más pequeñas de madera, no hace falta esperar tanto a que crezca el árbol, y también pueden usarse partes de la planta que por ser menos atractivas a menudo terminan desechándose. Puedes hasta usar piezas rescatadas de edificios deconstruidos”. Según calcula SOM, gracias al uso de piezas pequeñas y rescatadas de entre los residuos, la SLT puede reducir el consumo de madera en un 46 % frente a los paneles convencionales.

Según Duncan, una ventaja secundaria de la SLT es que permite una mejor disposición espacial de las instalaciones de un edificio, tales como los conductos, la iluminación o los rociadores. Normalmente, hay que colocarlos debajo de vigas de madera estructurales, cosa que obliga a construir paredes más altas de lo que podrían ser de otra manera. Con SLT, estas instalaciones pueden incorporarse por dentro de la madera en lugar de debajo, cosa que permite que los edificios alcancen la misma altura libre con paredes exteriores de menores dimensiones.

“Después de la estructura, lo segundo que más acumula carbono en un edificio es el revestimiento exterior —afirma Duncan, que cita el vidrio y el aluminio entre los típicos materiales de revestimiento generadores de altas emisiones—. Así que cuanto más puedas reducir la altura del muro externo, más podrás reducir la cantidad de material para cubrirlo”.

La tecnología ha sido clave para la existencia de la SLT, según asegura Tsz Yan Ng, profesora adjunta de arquitectura en el Taubman College de Arquitectura y Urbanismo. En primer lugar, los analistas espaciales utilizan el modelado computacional para determinar la disposición óptima —es decir, cuántas capas de celosía de SLT son necesarias para maximizar la integridad estructural al tiempo que se minimiza la cantidad de material—. Después, en el laboratorio, los fabricantes se valen de una máquina CNC robótica para dar forma y cortar con precisión las piezas de madera que se ensamblarán in situ.

“Cuando hablamos de tecnología no hablamos de la panacea, sino de los procesos y formas de trabajar —explica Ng—. Aquí, utilizamos la tecnología para elevar el carácter de la madera, tan presente en todas partes y tan popular en la construcción norteamericana, y para replantearnos su uso de forma que podamos ahorrar material”.

Una muestra “épica”

Para mostrar las ventajas de la SLT, SOM y Taubman diseñaron y construyeron un prototipo a escala real de un sistema de entramado estructural de una sola planta utilizado en construcciones de altura media y resistentes al fuego: un pabellón de madera que bautizaron como SPLAM, acrónimo de spatial laminated timber, o madera laminada espacial.

El pabellón SPLAM está formado por 412 paneles de SLT fabricados a partir de 912 piezas de madera, y se alza en el campus de la EPIC Academy, un instituto concertado de la zona sur de Chicago. Completado en septiembre de 2021, el pabellón acogió originalmente diversos eventos de la Bienal de Arquitectura de Chicago: actualmente la EPIC lo aprovecha como aula al aire libre y espacio para actuaciones.

“En vez de crear una demostración conceptual que fuera a terminar en un vertedero, queríamos crear un pabellón que se fuera a usar de verdad —relata Ng, que cita como inspiración las Freedom Schools (“escuelas de la libertad”) estadounidenses de los años 60, escuelas temporales y alternativas organizadas por líderes del movimiento por los derechos civiles que ofrecían espacios en los que convertir tanto a estudiantes como a progenitores negros en votantes y ciudadanos comprometidos. Ng continúa—: Estábamos trabajando en el momento álgido de la pandemia, cuando de hecho era más seguro estar fuera que dentro, y durante el periodo de Black Lives Matter. Las Freedom Schools eran reuniones informales en las que la educación consistía en la participación ciudadana y en desarrollarse como comunidad. Así que vimos el pabellón como una oportunidad de conectar con esa parte de la historia y crear un espacio de aprendizaje abierto y flexible”.

Ng añade que son los estudiantes de EPIC quienes están haciendo buen uso del pabellón SPLAM, y fueron estudiantes de Taubman quienes ayudaron a su creación. Más concretamente, estudiantes del máster de Arquitectura de dicha universidad, que pasaron todo el curso concibiendo y evaluando prototipos de SLT en una estrecha colaboración con ingenieros de SOM.

SOM monitorizó todo el diseño con Autodesk Revit: los diseños se utilizaron para ensamblar todas las partes del proyecto y documentar hasta el último elemento del edificio. Todo el modelado realizado en Revit se comunicó al contratista/constructor para acelerar el proceso. Por último, la disposición de los elementos de 38 × 89 mm precisaba uniones perfectamente articuladas y taladros previos en puntos precisos para alojar los elementos de conexión. Para ello, utilizaron Autodesk Dynamo, que también sirvió para crear la animación que enviaron como guía al contratista. Una vez se hubo puesto a prueba el concepto, finalizado el diseño y programado las instrucciones, la fabricación e instalación no llevaron más de una semana cada una.

Un futuro de gran envergadura

La ventaja inmediata de SPLAM como espacio escolar y comunitario es evidente, pero más importante aún es su potencial transformador a largo plazo: a gran escala, el sistema SLT utilizado en el pabellón podría cambiar el sector AEC desde los cimientos.

“Especialmente en esta era de crisis planetaria en la que nos encontramos, tenemos que reconocer el impacto de nuestras ciudades y edificios en el medio ambiente, y hacer lo que podamos para reducirlo —asevera Duncan—. Un proyecto como SPLAM es solo una pequeña parte, pero está pensado para que tenga un impacto más amplio en la cultura de la construcción”.

Los grandes impactos empiezan por pequeñas acciones, según Duncan, que añade que SOM está invirtiendo en proyectos impulsados por trabajos de investigación como SPLAM, porque, más allá de recibir premios y alabanzas, fomentan grandes mejoras en la construcción y el diseño.

Así lo asegura: “En SOM hablamos mucho de la innovación gradual. Es decir, de aprender de lo anterior y basarnos en ello para contribuir con algo nuevo. Como a menudo trabajamos a gran escala en proyectos muy complejos, nos hace falta innovar a base de apoyarnos en nuestras experiencias previas”.

Los proyectos basados en investigación son oportunidades de crear experiencia donde antes no la había: o sea, poner el primer escalón de lo que tal vez algún día se convierta en una gran escalinata que lleve a nuevos grados de eficiencia y productividad. De esa manera, las pruebas conceptuales pueden servir de base para el trabajo que se realice en encargos reales.

Pero este proceso no es algo que ocurra de la noche a la mañana. Para transformar la innovación en aplicaciones prácticas, las empresas patrocinadoras de proyectos de investigación han de invertir en la infraestructura necesaria para ampliar la escala de estos.

“Es curioso que uno de los factores más importantes a la hora de aplicar nuevas ideas es el papel del contratista —comenta Duncan, que recomienda realizar “ensayos de presión” con socios en la construcción para poner a prueba nuevas ideas y determinar cómo de factibles son para las personas que en última instancia vayan a hacerlas realidad—. Una cosa es crear algo en un laboratorio en las condiciones ideales y otra muy distinta es hacer eso mismo en la obra”.

No es suficiente con que una innovación funcione. Cuando lo que te juegas es el dinero de los clientes que te están pagando, la innovación tiene que funcionar de forma tan eficiente y asequible como los métodos y materiales convencionales.

Según Ng: “Para implementar nuevas ideas a una mayor escala, es importante entender el sector de la construcción tal y como es en este momento. Por eso una prueba conceptual no consiste solo en el producto en sí: también depende del proceso y de tener un personal capaz de llevarlo a cabo”.

Para hacer sus visiones realidad, los innovadores han de estar dispuestos a adoptar nuevas funciones y responsabilidades. Las empresas habituadas a trabajos de diseño, ingeniería y edificación, por ejemplo, deberían empezar a adquirir soltura en otras muy distintas, como la enseñanza, la formación y la divulgación.

“Si lo que pretendemos es hacer algo que no se ha hecho antes, es importantísimo salirse del camino prefijado —dice Duncan, que añade que la SLT y otras innovaciones parecidas que puedan darse en el futuro ayudarán a SOM a reducir los costos de construcción y las emisiones de carbono—. Intentamos nivelar la eficiencia medioambiental con la económica, y en ese aspecto, la estructura, concretamente la de entramado de madera, es un área muy prometedora”.