El Dr. Erick Saavedra, académico e investigador del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Usach, lidera un proyecto Fondecyt Regular que busca establecer las bases científicas para la construcción en altura con madera masiva en contextos sísmicos. La iniciativa, apoyada por la Dirección de Investigación Científica y Tecnológica de la Vriic, combina modelación computacional multiescala y ensayos en mesa vibradora para evaluar el comportamiento estructural del pino radiata chileno en edificaciones híbridas, promoviendo soluciones sostenibles, seguras y adaptadas a la realidad del país.
En los últimos años, países como Estados Unidos, Canadá y varias naciones europeas han impulsado una nueva tendencia en el mundo de la construcción: levantar edificaciones de gran altura utilizando madera masiva, en particular, un material conocido como madera contralaminada, o CLT por sus siglas en inglés. Este sistema, considerado una suerte de “supermadera”, se fabrica uniendo capas de madera en ángulos cruzados, lo que le otorga una resistencia y estabilidad excepcionales.
El CLT forma parte de lo que se conoce como mass timber, una categoría de productos de madera masiva diseñados para funcionar como alternativa estructural al hormigón y al acero, pues, gracias a sus propiedades mecánicas, su apariencia y versatilidad, este tipo de madera permite construir pisos, techos y muros de gran formato. Además, se trata de un material renovable y con una huella de carbono significativamente menor que la de los materiales tradicionales, por lo que su uso contribuye a un enfoque más sostenible en la construcción urbana.
En Chile, históricamente la construcción ha estado dominada por el uso del hormigón armado, material compuesto que combina hormigón con barras de acero de refuerzo para aumentar su resistencia y capacidad para soportar cargas. No obstante, la incorporación de nuevos sistemas constructivos, como los basados en madera, requiere estudios científicos rigurosos que permitan validar su comportamiento y establecer una base técnica sólida para su implementación a nivel nacional, especialmente en un país tan sísmico como el nuestro.
Frente a esta tendencia global, el académico Dr. Erick Saavedra lidera un proyecto Fondecyt Regular que propone desarrollar modelos computacionales multiescala de alta fidelidad, lo cual permitirá anticipar el desempeño de estas edificaciones ante sismos extremos, optimizar el diseño estructural y generar nuevas estrategias para mejorar la estabilidad lateral y reducir desplazamientos posteriores a los eventos sísmicos. La investigación se centrará en el uso del pino radiata chileno, especie ampliamente utilizada en la industria forestal nacional.
“La madera que estamos empleando en este estudio, es el pino radiata chileno, el que tiene una microestructura compleja que incorpora porosidad, humedad y otras características propias del material. Eso representa un gran desafío desde el punto de vista del modelado computacional, porque necesitamos capturar toda esa riqueza microestructural para poder predecir con precisión su comportamiento sísmico”, explica el Dr. Erick Saavedra.
El pino radiata es la especie forestal más presente en el país y destaca por su bajo peso, buena rigidez y disponibilidad, lo que lo convierte en un candidato ideal para soluciones estructurales sostenibles, ya que, de ser viable su aplicación en edificaciones en altura, podría tener un impacto positivo tanto para la industria de la construcción como para la sociedad en general, promoviendo sistemas constructivos más eficientes, ecológicos y adaptados a la realidad chilena.
“A diferencia de materiales tradicionales como el hormigón o el acero, cuyos procesos de fabricación generan altas emisiones de Dióxido de Carbono, la madera se presenta como un material más sostenible y respetuoso con el medioambiente. Es renovable, almacena carbono y requiere menos energía para su transformación. Además, cuando se diseña adecuadamente, tiene la capacidad de resistir incendios, ya que la carbonización ocurre a nivel superficial, conservándose sus propiedades mecánicas internas”, explica el Dr. Erick Saavedra.
El proyecto, apoyado por la Dirección de Investigación Científica y Tecnológica de la Vriic propone, por un lado, el desarrollo de modelos computacionales multiescala de alta fidelidad, capaces de simular con precisión el comportamiento dinámico de estructuras híbridas de madera y hormigón; y por otro, la realización de ensayos experimentales en mesa vibradora, es decir, simular condiciones sísmicas extremas sobre estructuras de uno o varios niveles de altura, construidas con madera contralaminada y hormigón armado.
“Estos ensayos serán únicos a nivel nacional y nos permitirán construir y testear estructuras de gran tamaño, de algunos niveles de altura y que nos va a permitir finalmente reproducir los efectos de terremotos sobre estas edificaciones, lo cual sería un gran avance para la ingeniería estructural del país”, señala el académico.
Durante la primera etapa del proyecto, los estudios experimentales se concentrarán en el análisis de conectores estructurales, tanto en uniones madera-madera como madera-hormigón, componentes críticos para el desempeño global de las edificaciones híbridas. En paralelo, comenzará el desarrollo del modelo computacional multiescala, enfocado inicialmente en representar el comportamiento de la madera a pequeña escala, considerando su estructura interna, porosidad y contenido de humedad.
A medida que el proyecto avance, se espera que la modelación numérica abarque escalas estructurales mayores, incluyendo elementos como vigas, columnas, muros y losas de CLT. Estos avances estarán acompañados de nuevos ensayos experimentales, permitiendo contrastar los resultados de las simulaciones con el comportamiento real de los sistemas constructivos, para luego realizar las pruebas de vibración
“Yo creo que el desafío está en generar resultados que tengan un valor en términos prácticos y que puedan traducirse en recomendaciones tanto para el diseño estructural como para los aspectos constructivos. Ese es el gran aporte que esperamos lograr con este proyecto”, concluye el Dr. Erick Saavedra.
Texto y fotografía: Camilo Araya Bernales
