El académico Dr. Juan Carlos Pina, investigador del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Universidad de Santiago de Chile, lidera un proyecto Fondecyt Regular que busca comprender y predecir el comportamiento de estructuras de madera contralaminada (CLT) expuestas a incendios. La iniciativa, apoyada por la Dirección de Investigación Científica y Tecnológica (Dicyt-Usach), busca entregar conocimiento técnico que permita avanzar hacia un diseño seguro, sustentable y normado de edificaciones de mediana altura construidas con madera en Chile.
El año 2017 ocurrió una de las tragedias más grandes en la historia reciente del Reino Unido, cuando un incendio en la Torre Grenfell, un edificio residencial de 24 pisos en Londres, dejó 72 personas fallecidas y generó una fuerte crisis en torno a la seguridad en la construcción.
El fuego que comenzó por una falla eléctrica de un refrigerador, se propagó rápidamente por el material que cubría la parte exterior del edificio, un tipo de panel plástico muy inflamable recientemente instalado, generando que las llamas subieran por toda la torre en pocos minutos, y en pocas horas, el edificio entero estaba en llamas.
El impacto fue tal, que el gobierno británico prohibió el uso de materiales combustibles en construcciones de más de 18 metros de altura, marcando un antes y un después en la forma de construir edificios, tanto en ese país, como en el mundo.
Desde ese entonces, se han buscado nuevas alternativas para la construcción de edificios, priorizando materiales más seguros y sostenibles. En ese contexto, el uso de madera masiva ha tomado fuerza, no solo por sus propiedades estructurales, sino también por sus beneficios ambientales, ya que, tiene baja huella de carbono, y ofrece un buen desempeño térmico, pues, países como Canadá, Estados Unidos y varios en Europa ya han desarrollado edificios de mediana altura construidos casi en su totalidad con madera, demostrando que es posible avanzar hacia una construcción más limpia sin renunciar a la seguridad.
En Chile, sin embargo, su incorporación ha sido más lenta, ya que, el alto riesgo sísmico del país ha hecho que el mundo de la construcción sea especialmente conservador, y a eso se suma la falta de estudios locales sobre el comportamiento de estas estructuras frente al fuego. Además, la mayoría de las investigaciones internacionales están basadas en otras especies de madera y en condiciones ambientales distintas a las nuestras, por lo que no siempre es posible aplicar sus resultados directamente al contexto nacional.
Comportamiento de la madera frente al fuego
Desde la Usach, el Dr. Juan Carlos Pina, académico del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles, lidera un proyecto Fondecyt Regular que busca comprender cómo se comportan las estructuras de madera contralaminada (CLT) expuestas a incendios. La investigación, apoyada por la Dirección de Investigación Científica y Tecnológica (Dicyt-Usach), busca entregar evidencia técnica que permita diseñar edificaciones de mediana altura hechas con madera, considerando tanto la seguridad estructural como la protección contra el fuego.
“Cuando construimos con hormigón armado, que es lo que usamos hoy en día, el riesgo de incendio está asociado principalmente a los elementos que están dentro del espacio como muebles, alfombras, aparatos eléctricos, y una vez que estos se consumen, el fuego tiende a extinguirse sin afectar gravemente la estructura. Pero cuando toda la edificación está hecha con madera masiva, el combustible no se agota. Las paredes, losas y muros siguen alimentando el fuego, y eso cambia por completo el escenario”, advierte el investigador.
Aunque la madera es un material combustible, en específico, la madera masiva, tiene un comportamiento estructural frente al fuego distinto al que presentan elementos de madera más livianos o delgados, ya que su gran espesor permite que, al quemarse, forme una capa carbonizada en la superficie que actúa como una barrera térmica. Esta capa reduce el ingreso de calor hacia el interior del elemento y retrasa su deterioro, lo que puede mantener la integridad estructural del edificio por más tiempo.
“Sabemos que la madera masiva presenta una mayor resistencia al fuego que elementos de madera más livianos gracias a la capa carbonizada que se forma en su superficie, pero lo que aún no está claro es el tiempo que dura esa protección, cómo varía con diferentes condiciones de incendio o diseños de edificio, y qué tanto afecta a la resistencia estructural. Por eso, lo que buscamos es estudiar esos factores en profundidad y entregar evidencia técnica que permita diseñar con seguridad usando madera”, explica el Dr. Pina.
Para lograrlo, el equipo combina ensayos experimentales y simulaciones computacionales que permiten modelar con precisión el comportamiento de las estructuras frente al fuego. Por un lado, realizan pruebas en laboratorio con paneles de madera contralaminada expuestos a altas temperaturas, y por otro, desarrollan modelos numéricos capaces de simular la interacción entre el fuego y la estructura a lo largo del tiempo. Esto permite estudiar variables como la pérdida de resistencia, la velocidad de carbonización o la estabilidad de los elementos estructurales, incluso en escenarios difíciles de reproducir experimentalmente.
“Estamos haciendo pruebas de incendio con paneles de madera contralaminada para observar cómo se comportan bajo distintas condiciones de exposición al fuego, y a partir de eso desarrollamos modelos numéricos que simulan ese comportamiento. Eso nos permite estudiar, por ejemplo, cuántas capas de madera se necesitan para que la estructura mantenga su resistencia durante más tiempo, o cómo varían las temperaturas al interior del panel. La idea es obtener información concreta que pueda usarse en el diseño seguro de edificios”, comenta el académico.
Hacia una construcción más sostenible
La investigación también pone énfasis en el impacto ambiental de los materiales utilizados, ya que, a diferencia del hormigón y el acero, cuya producción emite grandes cantidades de dióxido de carbono, la madera es un recurso renovable que, mientras crece, captura y almacena carbono desde la atmósfera. En Chile, existe una amplia disponibilidad de pino radiata, una especie que se cultiva a gran escala y que podría ser clave para avanzar hacia una construcción más sostenible.
“Usar este tipo de madera en edificaciones permitiría reducir la huella de carbono del sector y aprovechar un recurso local con alto potencial estructural. Si logramos validar su desempeño frente al fuego, podríamos abrir nuevas oportunidades para la industria nacional, desde el diseño arquitectónico hasta la fabricación de componentes estructurales, impulsando una construcción más sustentable hecha en Chile”, afirma el Dr. Pina.
El proyecto, que contempla una duración de cuatro años, incluye colaboración con FPInnovations, una agencia canadiense líder en el desarrollo de tecnologías para la industria forestal, que ha sido pionera en la elaboración de manuales de diseño estructural para madera contralaminada. Esta alianza, permite incorporar conocimiento técnico avanzado y experiencias internacionales al contexto chileno. La meta es generar lineamientos concretos que permitan diseñar edificaciones seguras frente al fuego y avanzar hacia una normativa nacional que facilite el uso del CLT en el país.
“Me gustaría que en unos años más, cuando alguien piense en construir un edificio con madera en Chile, tenga a la mano información clara y validada, que le diga cuántas capas usar, qué dimensiones considerar, y cómo diseñar de forma segura frente a incendios. Que esto no sea sólo investigación, sino una herramienta útil para el país”, concluye el Dr. Juan Carlos Pina.
Texto y fotografía: Camilo Araya Bernales
