Entrevista a Javier Doldán, Jefe del Departamento de Materiales y Productos Forestales del Laboratorio Tecnológico Del Uruguay (LATU)
¿Qué propiedades de la madera ha estudiado el LATU?
El trabajo de investigación realizado en las propiedades de especies maderables comenzó a fines de los 90’ con un proyecto de caracterización de las maderas de prioridad forestal tanto para Eucalyptus grandis, como para Pinus taeda y Pinus elliottii localizados en diferentes zonas de producción forestal Norte, Litoral y Sur. Estos trabajos se desarrollaron en diferentes marcos de proyectos estructurantes tendientes a generar la información necesaria para la toma de decisiones de la industria de la madera. Algunos de ellos fueron el proyecto JICA de transferencia de Tecnología de madera, apoyo a proyectos de INIA básicamente en mejoramiento genético de especies forestales, los “Grupos Técnicos” liderados por LATU y conformados por la Sociedad de Productores Forestales, Dirección General Forestal del MGAP, Asociación de Industriales de la Madera, entre otros actores.
En este marco, los productos de ingeniería de madera son de especial relevancia para las posibilidades de desarrollo del sector. En ese sentido, teniendo en cuenta las plantaciones disponibles actualmente, las edades de las plantaciones de pino permitirán a futuro disponer de madera de raleos con propiedades menores que podrán ser utilizadas para generar productos de ingeniería de madera como vigas laminadas, LVL, Plywood, etc. Se puede acceder a información relevante en la publicación realizada en 2009 por LATU donde se demuestra el potencial para su uso en productos de ingeniería de madera como LVL y Vigas laminadas, agregando valor a la madera de raleos comerciales de Pino y Eucalipto.
Desde 2010 se trabaja directamente con las empresas interesadas en el desarrollo de nuevos productos y con los grupos de investigación emergentes en el tema madera como Facultad de Arquitectura de ORT y el Instituto de Estructuras y Transporte de FING, se construyó un grupo de trabajo de instituciones de investigación en la “madera estructural” que ha dado frutos interesantes en los últimos años.
LATU desde principio de esta década, ha apostado a pasar desde la caracterización de la madera hacia el estudio, desarrollo y servicios en transferencia tecnológica de productos. En esta línea, se recibió en 2013 un Proyecto de cooperación de la Unión Europea ECONORMAS MERCOSUR instalando el “Laboratorio de Muebles y Aberturas” en LATU Montevideo.
Un hito trascendente en la historia del LATU sucede cuando en 2017 LATU crea la Fundación Latitud. La Fundación tiene como objetivo brindar al sector productivo soluciones innovadoras y de valor que se anticipen a los desafíos futuros, a través de la investigación aplicada, la vinculación tecnológica y el trabajo en redes, para impulsar el desarrollo sostenible del país. Se trata de una organización flexible que trabaja en conjunto con la industria, facilitando además la integración entre los distintos actores de la cadena y favoreciendo su cooperación.
En el área Forestal, Latitud se enfoca en la industrialización de la madera y en el aprovechamiento integral de las materias primas con un enfoque de biorefinería. De esta manera, se estudian procesos físicos, químicos y biotecnológicos, para la obtención de químicos a partir de residuos de la cadena de transformación.
El área de trabajo de industrialización de la madera tiene como objetivo principal fortalecer la cadena productiva forestal, brindando apoyo en diferentes fases de transformación como aserrado, secado, preservación y acabado, apoyando el desarrollo de productos derivados de la madera como material de construcción o para otros usos.
Algunas de las líneas de investigación que se han llevado adelante dentro del área de industrialización de la madera incluyen proyectos como la evaluación de la madera de pino por clasificación visual para uso estructural, el estudio de las propiedades estructurales de vigas de madera laminada encolada de eucalipto producido en Uruguay para su asignación a clases resistentes, la ejecución de ensayos no destructivos de madera de pino y eucalipto para la elaboración de informes técnicos, el análisis de productos de ingeniería de madera como la madera laminada clavada de pino y el estudio de nuevos preservantes para madera.
Dentro de las propiedades mecánicas ¿Cuáles fueron los principales resultados de los estudios realizados? ¿Qué conclusiones arrojaron estos estudios?
Uruguay exporta gran parte de la madera tanto de Pino como de Eucalipto en tablas o piezas secas con destino a usos “no estructurales” y en ese caso se cumple con las exigencias de calidad que vienen dadas básicamente por parámetros visuales y de no presencia de defectos; también son procesadas por ejemplo en debobinado para producción de Plywood lo cual requiere parámetros de calidad de performance en el procesamiento y otros no estructurales.
Ahora bien, si la madera tuviera un destino de uso estructural, se debe tener en cuenta en una primera instancia el “rápido crecimiento” que presentan las especies implantadas en nuestro territorio. Éste rápido crecimiento del árbol genera condiciones de producción de madera que en los primeros años origina lo que llamamos “madera juvenil” la cual presenta baja densidad, fibras más cortas, con un ángulo de microfibrillas alto y, por lo tanto, redunda en parámetros de baja calidad como la resistencia mecánica, dureza, estabilidad dimensional, etc. Todos estos parámetros comienzan a mejorar paulatinamente en el crecimiento del árbol, por lo cual, a medida que crece el árbol comienza a generar mejor calidad de madera hasta llegar a una estabilidad en las propiedades, material que llamamos “madera adulta”.
Entonces, una conclusión básica e intuitiva es que si se quiere obtener piezas de madera con mejor comportamiento mecánico y de estabilidad dimensional, se deben manejar turnos de corte adecuados dependiendo de la especie. Esto debe también ser acompañado por un manejo forestal de podas y raleos adecuados a cada especie, buscando la mejora en la calidad de la madera resultante.
Otra conclusión es entonces que si en un árbol encontraremos internamente distintas calidades de la madera a extraer, será sumamente importante la clasificación de la madera. Esta clasificación debe realizarse pieza a pieza, teniendo en cuenta que la madera es un material no homogéneo presentando variabilidad tanto dentro de un mismo árbol desde médula a corteza, en altura (diferentes trozas), como también entre distintos árboles de un mismo rodal.
Cuando se trata de la utilización de madera de raleos, la recomendación y conclusión de los trabajos realizados es que se pueda utilizar en diferentes diseños de “productos de ingeniería de madera” como LVL, CLT, OSB, vigas laminadas, etc, donde su condición de menor calidad para uso estructural puede ser “salvada” mejorando la performance en resistencia. Un ejemplo sencillo podría ser la utilización en vigas laminadas donde los defectos son eliminados mediante Finger-joints y las piezas de menor resistencia podrían ser ubicadas en la línea neutra (centro de la viga).
Es sumamente importante manejar el concepto de la utilización de adhesivos adecuados para cada uso, donde un producto podrá ser utilizado como “estructural” cuando el adhesivo utilizado tanto en el finger-joint como entre las láminas sea el adecuado para este uso.
Dentro de las propiedades estudiadas a lo largo del tiempo en el LATU, se encuentran las propiedades de durabilidad de la madera y la susceptibilidad al ataque de agentes externos como hongos descomponedores e insectos como la termite.
Las maderas de las especies mencionadas de Pino y Eucalipto presentan durabilidad considerada como baja, por lo que es necesario tener en cuenta este concepto al utilizar en construcción con madera. La recomendación es buscar barreras que minimicen el acceso de estos agentes y reduzcan el riesgo a generar condiciones favorables para su propagación. Estas barreras deben ser estudiadas para cada caso particular siendo de suma importancia considerar 1) el diseño de construcción para que la madera se mantenga alejada a la humedad, 2) la utilización de químicos impregnantes o tratantes superficiales según la posición de colocación de la pieza y 3) barreras físicas que alejen efectivamente a los insectos y la humedad de las piezas de madera.
Teniendo todo esto en cuenta, y como consideración final, la madera es en sí mismo un material noble, que debemos desmitificar y cuidar al mismo tiempo. El conocimiento de las características intrínsecas de este material a nivel mundial ha llevado a que su utilización sea cada vez más requerida en la construcción. Existe en este momento una tendencia a nivel mundial de construcción en altura de edificios con estructura de madera, que aprovechan todas las características de este noble material y potencian su utilización.
Uruguay tiene en su producción una latente y promisoria fuente de materiales obtenidos de fuentes renovables y sustentables, donde sus productos derivados aseguran propiedades acústicas, de resistencia, de aislación térmica, de un excelente comportamiento ante el fuego, de un confort visual excepcional y de posibilidades en utilización en arquitectura que no deben ser despreciadas. Uruguay debe impulsar el desarrollo de la industrialización de madera dando destino a la masa forestal disponible y generando así productos con un alto valor agregado.
Si se comparan los resultados nacionales con los internacionales ¿La madera uruguaya como se posiciona a nivel internacional? ¿Se está trabajando sobre la clasificación estructural de la madera?
Como se menciona anteriormente, teniendo en cuenta que la madera uruguaya proviene de plantaciones de rápido crecimiento y que, por razones de rentabilidad, comúnmente los planes de manejo llevan a que los turnos finales de corte sean relativamente tempranos, el material extraído no siempre será apto para considerarlo como estructural. Por esta razón, la clasificación de la madera es sumamente importante.
La clasificación establece el valor cualitativo y económico de acuerdo con la categoría (clase, grado) de cada pieza (tabla, tablón) que se obtiene en el proceso de aserrado, midiendo y clasificando según norma. Además, promueve el entendimiento entre compradores y vendedores tendiendo a un manejo de información uniforme.
Hoy en día, la madera de pino y eucalipto nacional que se encuentra en la mayoría de las carpinterías y aserraderos no se clasifica estructuralmente. En contrapartida, ingresa al mercado nacional madera extranjera certificada, la cual posee información de “clase resistente”. La clasificación estructural se puede llevar a cabo a través de una clasificación visual y clasificación mecánica, utilizando métodos no destructivos o una clasificación mecánica destructiva.
La situación normativa hace unos años atrás en el Uruguay era que existían un reducido número de normas para madera y productos forestales y no había ninguna norma que estableciera pautas para el diseño, construcción y cálculo de estructuras de madera (puentes y edificaciones).
En el año 2009, el LATU en conjunto con la Facultad de Arquitectura de ORT trabajaron en dos proyectos de investigación que dentro de sus objetivos se encontraba generar la información suficiente para elaborar una norma de clasificación visual para madera de pino nacional para uso estructural. Estos proyectos fueron financiados por la ANII y la Dirección Nacional de Industria.
En el año 2012 el Consejo Sectorial Tripartito Forestal – Madera impulsado por MIEM fijó la meta de incorporar 100.000 m3 de productos de madera en la construcción de viviendas de madera, en la industria de la construcción en general, y en la fabricación de muebles. Para lograr dicha meta Uruguay debería contar con materiales caracterizados y con especificaciones técnicas, tener un conjunto de Normas que establecieran estándares de calidad de los productos, formación de recursos humanos, educar y darle garantías al usuario final, desarrollar tecnologías para agregar valor a las maderas nacionales y desarrollar el total de la cadena forestal – maderera.
Basado en esta premisa, en los años 2014 y 2015 se trabajó en el desarrollo del Proyecto estructurante “Documentos técnicos base para la normalización de estructuras y construcción con madera” con financiación del Fondo Industrial de la Dirección Nacional de Industrias, del MIEM. En dicho proyecto trabajó un equipo interinstitucional de técnicos y profesionales formado por el Departamento Forestal del LATU, investigadores de Latitud, el Instituto de Estructuras y Trasporte de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República, la Facultad de Arquitectura de la Universidad ORT Uruguay y asesores nacionales y extranjeros. Algunas conclusiones y recomendaciones que se desprenden de los Informes de dicho proyecto es adoptar el cuerpo normativo europeo (EUROCÓDIGO 5), generar Normas UNIT de acompañamiento Nacional como Normas de Clasificación visual estructural y propiedades mecánicas de madera aserrada de pinos y eucaliptos cultivados en Uruguay, Norma de Madera laminada y encolada de eucalipto y pino (Requisitos de fabricación y propiedades mecánicas). También se propone generar Anexos nacionales al Eurocódigo 5 para el cálculo estructural con madera en edificación, desarrollar documentos de aplicación nacional y seguir generando investigaciones en relación con la temática.
En 2017 se generó en el ámbito de UNIT un Comité Técnico de Madera de Uso Estructural y gran parte de estos trabajos han sido insumos para la creación del marco normativo que busca regular el uso de la madera de origen nacional para su uso estructural, como las normas UNIT 1261:2018 y UNIT 1262:2018, entre otras, que normalizan la clasificación visual de las maderas de pino y eucalipto respectivamente, para así asociarlas a una clase resistente que admita su uso como material estructural. En 2019 el comité continúa trabajando en la generación de las normativas relacionadas a la madera laminada y encolada.
En base al conocimiento de las características específicas, se demuestra que nuestras maderas clasificadas para uso estructural según las normativas vigentes podrían llegar, en el caso de la especie pino, a una clase resistente EC1 (según UNIT 1261) que corresponde a una clase estructural C14 de la Norma Europea EN338 “Madera estructural- Clases resistentes”. Esto representa a la clase resistente más baja de la madera de coníferas aceptada para uso estructural a nivel europeo. En el caso del Eucalyptus grandis, aunque presenta comparativamente a otras latifoliadas una baja densidad de la madera (característica por el rápido crecimiento), los valores de resistencia y rigidez en la clasificación EF1 (según UNIT 1262) son aceptables para uso estructural siendo similares a una Clase resistente D18 según la misma norma europea.
Esta clasificación, permitiría entonces la utilización de la madera certificada para este uso. Hacia este objetivo de caracterización efectiva y posterior certificación se debe seguir trabajando. El siguiente paso sería entonces, que aserraderos y barracas adopten dichas normas, clasificando y asignando clases resistentes. Esto permitiría el acceso a materiales con propiedades físicas y mecánicas conocidas, permitiendo que la madera pueda ser utilizada de forma segura mediante el correcto cálculo y diseño estructural.
