Investigadores de la UGR desarrollan diferentes prototipos
de vigas laminadas de chopo y fibra de carbono para
impulsar una ‘economía verde’ en Granada
Investigadores de la Universidad de Granada (UGR) han
desarrollado con éxito diferentes prototipos de dos metros
de largo de vigas laminadas encoladas de madera de chopo
con tejidos de fibra de carbono embebidos entre las tablas
de madera.
El trabajo, desarrollado por miembros del
grupo IDIE (Investigación y Desarrollo en Ingeniería de
Edificación)
y los departamentos de Construcciones Arquitectónicas,
Física Aplicaday Mecánica de Estructuras de la ETS de
Ingeniería de Edificación, se enmarca dentro de las
actividades del
proyecto COMPOP_Timber
financiado por el Plan Nacional I+D+i y responde a los
retos “Bioeconomía: sostenibilidad de los sistemas de
producción primaria y forestales” y “Cambio climático y
utilización de recursos y materias primas”.
Durante décadas, la construcción en Granada ha dado la
espalda a un recurso local muy valorado en otros países y
que ya en su día demostró con creces su validez para uso
estructural: la madera de chopo. La madera técnica
estructural, representada en su más clara expresión por la
madera laminada encolada (MLE) ofrece sin embargo una
enorme oportunidad para el desarrollo de una industria de
proximidad al servicio de una construcción encaminada a: 0
residuos, consumo energético casi nulo, uso de productos
de proximidad y máximo secuestro de carbono. Las Vegas de
la provinciade Granada y sus alamedas, como seña de
identidad cultural de nuestro territorio durante más de un
siglo, son la materia prima ideal para ello.
En el pasado y en gran medida aun en el presente, se ha
usado madera aserrada de los troncos de árbol, como vigas
y pilares para forjados y cubiertas. Sin embargo, las
vigas y pilares de madera serrada contienen los numerosos
defectos de la madera como material biológico, (nudos,
fendas, acebolladuras, etc.) y suponen un menor
aprovechamiento forestal. Hoy en día sin embargo, la
construcción con madera en Europa y España ha apostado
claramente por los productos industriales de madera
técnica elaborados uniendo pequeñas tablas o chapas de
madera unidas entre sí por uniones dentadas y colas
estructurales. Con esto se consigue un producto con
mejores propiedades mecánicas al eliminar los grandes
defectos, y propicia un mayor aprovechamiento del tronco,
dando así oportunidad también a especies en las que al ser
de crecimiento rápido como el chopo, producen troncos de
menor diámetro. Usando esta tecnología, actualmente existe
un boom de construcción con madera laminada (MLE) y madera
contralaminada (CLT) en España y Europa. Sin embargo, la
mayoría de esta madera técnica se elabora en Austria y
otros países cercanos usando madera de piceaextraída de
los Alpes y los Cárpatos. Una mínima parte se elabora con
madera de pino radiata y pino silvestre en el norte de
España, poniendo en entredicholos beneficios ambientales
por el alto coste ambiental que supone su transporte y no
generando una industria local. Lo ideal es que la madera
técnica se manufacture en fábricas cercanas a las
edificaciones de uso, y usando materia prima de cercanía.
El chopo, como motor de una bioconomía local baja en
carbono, tal y como dejó claro el documento “Beneficios de
la Bioeconomía del chopo en Granada” desarrollado por el
Consejo Social de la UGR, ha sido tradicionalmente considerado como una especie
que por su crecimiento tan rápido, tiene bajas propiedades
mecánicas. Por esta razón, el grupo IDIE está siguiendo
diversas estrategias tecnológicas para mejorarlo y poner
en valor su madera mediante el desarrollo de productos de
madera técnica de chopo.
Tejidos de fibra de carbono
La primera estrategia que se ha seguido ha sido incluir en
su fabricación tejidos de fibra de carbono típicamente
usados en la industria aeronáutica, los cuales le
confieren un relevante refuerzo de sus propiedades
mecánicas. Los investigadores de IDIE han demostrado que
es posible mejorar la rigidez de las vigas laminadas de
chopo entre un 5% y un 44%, dependiendo de la cantidad,
tipo y ubicación de la fibra de carbono. En el proyecto se
ha usado como materia prima la madera de chopo del clon
I-214 extraída de una plantación de 9 años situada en la
Vega de Granada, en una finca experimental propiedad del
Catedrático de Ecología de la UGR Jorge Castro, gestionada
por la investigadora María A. Ripoll del IFAPA, y cuya
plantación, crecimiento y producción de madera han sido
analizadas científicamente durante sus años de vida. La
plantación fue cortada y aserrada por empresas de la Vega
de Granada, de tal forma que el proyecto ha cumplido la
misión de aunar a toda la cadena de valor e integrarse con
el
proyecto SELVIAGROTEC
coordinado por la investigadora Ripoll.
Más concretamente, mientras que la madera aserrada de esta
plantación aportó un módulo de elasticidad medio de 7000
MPa (valor bajo para ser usado como madera estructural),
la madera laminada de chopo sin fibra de carbono aportó un
módulo medio de 8500 MPa, lo que supone una clase
resistente GL20h, cuyo uso estructural es totalmente
viable. Si además en la viga de chopo se introduce tejido
de fibra de carbono, se ha demostrado que el módulo de
elasticidad es de 9300MPa si se coloca solo en la zona
inferior de la viga y de 10500MPa si se coloca en la zonas
superior e inferior.Debe tenerse en cuenta que una viga
laminada de picea puede tener un módulo de elasticidad en
torno a 11000 MPa.Además, los tejidos de carbono aportan
una mejora de la ductilidad del elemento estructural de
hasta un 115%, siendo así mucho más seguro ante eventos
sísmicos.
Actualmente el grupo de investigación ha solicitado el
proyecto europeo LIFE Wood forFuture, para realizar
demostradores operacionales de estos productos con marcado
CE en edificios reales en el contexto de edificaciones
mixtas madera-hormigón y vigas laminadas combinadas
chopo-pino.
Deben tenerse en cuenta las excepcionales características
climáticas, edáficas y acuíferas de la Vega de Granada, en
las que el chopo tiene un turno de corta de 9 o 10 años
(el crecimiento más rápido en toda Europa), más de 5 veces
mayor que el de la picea alpina u otras coníferas cuyos
turnos de corta están entre 50 y 100 años.
Con todo ello, se pretende a medio plazo extender las
plantaciones de chopo en Granada, con los beneficios
ambientales y sociales que ello conlleva, implantar una
industria local en la zona, generando así un beneficio
económico y nuevos empleos verdes, y contribuir a una
construcción de menos residuos, de más calidad, más
industrializada, y capaz de retener a largo plazo
cantidades de carbono mucho mayores que la construcción
tradicional.
En el trabajo han participado los investigadores María A.
Ripoll del IFAPA en lo relativo a la plantación de chopo y
primera transformación de la madera, Francisco Rescalvo e
Ignacio Valverde (Construcciones Arquitectónicas) en la
elaboración de prototipos y ensayos mecánicos, Rafael
Bravo y Cristian Timbolmas (Mecánica de Estructuras) en el
análisis de datos y la simulación numérica, y Antolino
Gallego (Física Aplicada) como coordinador.
La noticia ha sido publicada en diversos medios de
comunicación que puedes consultar aquí también:
Investigadores de la UGR
desarrollan diferentes prototipos de vigas laminadas de
chopo y fibra de carbono para impulsar una ‘economía
verde’ en Granada – Canal UGR
Desarrollan en Granada vigas
de chopo y fibra de carbono para sustituir a las de hierro
u hormigón | El Independiente de Granada
Vigas de chopo 'dopadas' con
fibra de carbono en vez de estructuras metálicas - Nova
Ciencia
Investigadores de la UGR
desarrollan prototipos de vigas laminadas de chopo y fibra
de carbono para una 'economía verde' en Granada | Ideal
Madera de chopo para recuperar
la 'economía verde’ en Granada - iDescubre
(fundaciondescubre.es)
Granada desarrolla unas vigas
de madera que impulsarán la economía verde | Andalucía
Buenas Noticias
Vigas laminadas de chopo y
fibra de carbono para una economía verde -
(madera-sostenible.com)