Entendiendo los paneles estructurales de madera

• Los paneles estructurales de madera, también conocidos como paneles de madera de ingeniería, se usan ampliamente en hogares y oficinas hoy en día, ya que le dan un aspecto moderno al espacio. La madera de ingeniería se refiere a una variedad de productos derivados de la madera que se crean uniendo o fijando fibras de madera, chapas o tableros con adhesivos u otras técnicas de fijación para crear material compuesto. Bueno, en este artículo, se discutirá la siguiente pregunta sobre los paneles estructurales de madera:
  ¿Qué son los paneles estructurales de madera?
• ¿Cuáles son las aplicaciones de los paneles estructurales de madera?
• ¿Cuáles son las propiedades de la madera de ingeniería?
• ¿Cuáles son los tipos de paneles estructurales de madera?
• ¿Cuáles son los beneficios y las limitaciones de la madera de ingeniería?

Ahora, ¡vamos a sumergirnos!

¿Qué son los paneles estructurales de madera?

La madera de ingeniería, también conocida como madera en masa, madera compuesta, madera artificial o tablero producido, se refiere a una variedad de productos derivados de la madera que se crean uniendo o sujetando fibras de madera, chapas o tableros con adhesivos u otros fijadores. para crear material compuesto.

Un panel estructural de madera se describe como “un panel producido a partir de chapas; o tiras u obleas de madera; unidos con resinas sintéticas a prueba de agua u otras técnicas de unión aceptables” en el Código Residencial Internacional (IRC) de 2018, que fue publicado por el Consejo de Código Internacional (ICC). La madera contrachapada, los tableros de virutas orientadas (OSB) y los paneles compuestos son algunos tipos de paneles estructurales de madera.

Los paneles pueden tener cualquier grosor entre unos pocos milímetros y 16 pulgadas (410 mm) o más cuando están hechos de madera contralaminada (CLT), y sus tamaños pueden variar desde unas pocas pulgadas hasta 64 por 8 pies (19,5 por 2,4 m) o más. Para garantizar la uniformidad y la previsibilidad en su desempeño estructural, estos artículos se diseñan según requisitos de diseño precisos, se prueban para satisfacer estándares nacionales o internacionales y luego se producen.

¿Cuáles son las aplicaciones de los paneles estructurales de madera?

Por lo general, las mismas maderas duras y blandas que se utilizan para producir madera aserrada se emplean para crear productos de madera de ingeniería. La madera de ingeniería hecha de fibras o partículas de madera se puede fabricar a partir de desechos de aserradero y otros desechos de madera, pero las chapas como la madera contrachapada, los tableros de fibra de densidad media (MDF) y los tableros de partículas generalmente se fabrican a partir de troncos completos. El tablero de virutas orientadas (OSB), un producto de madera de ingeniería, utiliza árboles de la familia de los álamos, una especie común pero no estructural.

Los paneles estructurales de madera se utilizan en muchas aplicaciones diferentes, incluidos bienes industriales, edificios comerciales y construcción de viviendas. En muchos proyectos de construcción, los productos se pueden utilizar en lugar de acero para viguetas y vigas. Una clase de materiales de construcción que pueden reemplazar los ensamblajes de concreto se denominan madera en masa. En las próximas décadas, la adopción generalizada de madera en masa y su sustitución por acero y hormigón en nuevos proyectos de construcción de mediana altura podría ayudar a reducir el cambio climático.

Las siguientes son las aplicaciones de los paneles estructurales en la construcción: 

• Pisos
• Paredes
• Techos

Suelos

El panel estructural de madera más típico que se usa como contrapiso y contrapiso en aplicaciones de pisos comunes tiene un espesor de 23/32 pulgadas, instalado a 24 pulgadas en el centro (Figuras 10a y 10b). Estos paneles ofrecen una superficie resistente, rígida y sólida sobre la que se pueden colocar directamente varios tipos de pisos de acabado (como alfombras y almohadillas), con soportes a 24 pulgadas entre centros o menos.
Muchas aplicaciones también utilizan un sistema de piso de dos capas, que consta de una capa de contrapiso y una capa de subsuelo estructural.

Paredes

Los paneles estructurales de madera evitan el trasiego a lo largo de las paredes (causado por terremotos y viento) y mantienen las paredes erguidas (Figuras 11 y 12). En otros casos, el sistema de arriostramiento del panel estructural de madera se reemplaza por un revestimiento de pared hecho de cartón, espuma plástica u otros materiales.

Techos

Bajo varios sistemas de impermeabilización, los paneles estructurales de madera se utilizan con frecuencia como revestimiento de techo en techos inclinados y planos. Soportan el peso de las personas, los equipos mecánicos y las cargas de gravedad de la nieve, la lluvia y los techos terminados, al mismo tiempo que protegen los edificios de las tensiones laterales causadas por fuertes vientos o terremotos. 7/16″ y 15/32″ son los espesores de panel más populares utilizados en techos. Los trusses típicamente espaciados 24″ en el centro los soportan. Los estándares de construcción a menudo permiten paneles estructurales de madera tan delgados como 3/8″ de espesor en techos con soportes de hasta 24″ oc en regiones con poca o ninguna carga de nieve.

¿Cuáles son las propiedades de la madera de ingeniería?

Existen numerosas formas de utilizar la madera para cumplir con los requisitos físicos de la industria; sin embargo, la mayoría de estos métodos operan a escala macro y no alteran la microestructura ni las cualidades del material. Para alcanzar simultáneamente una alta resistencia mecánica y una moldeabilidad aceptable, se produce el fallo. Existen métodos para crear madera que es altamente moldeable y mecánicamente durable.

La madera natural se delignifica y suaviza parcialmente en el proceso, y luego sus fibras y recipientes se encogen al secarse. Finalmente, el material se “choca” con agua para abrir selectivamente los recipientes. El choque de agua crea paredes celulares de fibra arrugadas y capilares parcialmente abiertos. Debido a su microestructura, la madera puede flexionarse y moldearse. Mediante el uso de microscopía electrónica de barrido (SEM), es posible ver que las fibras de la madera moldeable están muy juntas y que algunos de los recipientes se han abierto parcialmente como resultado del proceso de choque de agua.

Las propiedades mecánicas de los paneles de ingeniería o la madera incluyen la prueba de flexión, la resistencia a la tracción y la resistencia a la compresión.

¿Cuáles son los tipos de paneles estructurales de madera?

Los siguientes son los tipos comunes de paneles estructurales de madera:

• Contrachapado
• Madera densificada
• Tablero de fibra
• Tablero de partículas
• Tablero de virutas orientadas
• Madera laminada
• Chapa laminada
• Madera contralaminada

Contrachapado

El primer producto de madera de ingeniería a veces se conoce como madera contrachapada, un panel de madera estructural. Las láminas de chapa laminada cruzada se utilizan para crear madera contrachapada, que luego se une con adhesivos fuertes y resistentes a la humedad usando calor y presión. La resistencia y la rigidez de los paneles en ambas direcciones aumentan con la "orientación cruzada" o cambiando la orientación de la fibra de los revestimientos de una capa a otra. Los tableros de virutas orientadas y los paneles compuestos estructurales son ejemplos de otros paneles de madera estructural.

Madera densificada

Las fibras de madera se comprimen mecánicamente en una prensa caliente para aumentar la densidad en un factor de tres, creando madera densificada. Se anticipa que este aumento en la densidad mejorará proporcionalmente la resistencia y rigidez de la madera. Las primeras investigaciones respaldaron estos hallazgos, que incluyeron un aumento de tres veces en la resistencia mecánica.

Tablero de fibras

Para crear tableros de fibra de densidad media y tableros de fibra de alta densidad (tableros duros), la madera dura o blanda residual se convierte en fibras de madera, que luego se mezclan con cera y un aglutinante de resina antes de formar paneles bajo altas temperaturas y presiones.

Tablero de partículas

Las astillas de madera, las virutas de los aserraderos o incluso el aserrín, junto con una resina sintética u otro aglutinante adecuado, se prensan y extruyen para crear tableros de partículas. Se utilizan materiales similares en tableros de virutas orientadas, a veces denominados tableros de virutas, tableros de obleas o tableros de partículas, pero se utilizan escamas de madera mecanizadas para una mayor resistencia. Cuando la economía es más esencial que la resistencia y la apariencia, el tablero de partículas se reemplaza por madera estándar y madera contrachapada, ya que es menos costoso, más denso y más uniforme. El tablero de partículas tiene un inconveniente significativo, ya que es bastante susceptible a la expansión y decoloración relacionadas con la humedad, especialmente si no está pintado o sellado de otra manera.

Tablero de virutas orientadas

Un panel estructural de madera conocido como Tablero de virutas orientadas (OSB) está hecho de hebras de madera rectangulares que se orientan longitudinalmente, se colocan en capas, se colocan en esteras y se unen con adhesivos curados con calor resistentes a la humedad. Para dar resistencia y rigidez al panel, las capas individuales pueden estar orientadas en cruz. Sin embargo, la mayoría de los paneles OSB se entregan con más fuerza en una dirección. Normalmente, la dirección más fuerte del tablero está alineada con las hebras de madera en la capa más externa en ambos lados. La dirección más fuerte de la tabla se indicará con frecuencia mediante flechas en el producto (la altura o la dimensión más larga, en la mayoría de los casos). OSB es un producto de panel sólido de calidad constante que se fabrica en enormes esteras continuas sin traslapos, espacios ni cavidades.

Madera laminada

La madera laminada encolada (glulam) es un material estructural que se puede utilizar como vigas o columnas horizontales o verticales. Se compone de numerosas capas de madera dimensional que se pegan con adhesivos resistentes a la humedad. Además, la madera laminada se puede fabricar en formas curvas, lo que proporciona una amplia gama de flexibilidad de diseño.

Chapa laminada

Las chapas finas de madera se unen en una gran palanquilla para crear madera de chapa laminada (LVL). Cada chapa del tocho LVL tiene una veta paralela a la dirección longitudinal. El resultado final ofrece una gama más amplia en anchura, profundidad y longitud del producto que la madera estándar debido a sus mejores cualidades mecánicas y estabilidad dimensional. En los mismos usos estructurales que la madera aserrada y la madera aserrada tradicional, como cabrios, cabeceras, vigas, viguetas, tableros de borde, montantes y columnas, LVL es miembro de la familia de productos de madera de ingeniería de madera compuesta estructural (SCL).

Madera contralaminada

Un panel multicapa compuesto de madera llamada madera laminada cruzada (CLT) es adaptable y duradero. Para mayor rigidez y resistencia, las tablas están dispuestas transversalmente entre sí. Las luces largas y todos los ensamblajes, como pisos, paredes o techos, se pueden construir con CLT. [15] Debido a que los paneles se producen y completan fuera del sitio y se entregan listos para encajar y atornillar como un proyecto de ensamblaje de paquete plano, CLT tiene la ventaja de plazos de construcción más rápidos.

Paneles Estructurales Aislados

Los paneles aislantes estructurales (SIP) son compuestos hechos de material de espuma de poliestireno expandido (EPS) colocados entre paneles estructurales de madera. Los SIP se utilizan para construir techos, paredes y pisos. Los SIP se utilizan debido a su eficacia energética. Por lo general, el EPS está cubierto con pieles OSB de 7/16″. El EPS en los SIP puede tener un grosor de hasta un pie, lo que los hace perfectos para áreas frías.
Los conductos eléctricos y de plomería ya están en su lugar, todas las aberturas y formas están precortadas y los SIP se fabrican en una fábrica. El edificio puede cerrarse en dos o tres días una vez colocados los cimientos. Luego, exactamente como con un edificio construido en el campo, se aplica un panel de yeso a la superficie interior de los SIP.

¿Cuáles son los beneficios y las limitaciones de la madera de ingeniería?

Las siguientes son las ventajas y desventajas de los paneles estructurales de madera o paneles de ingeniería en sus diversas aplicaciones:

Ventajas:

• La madera de ingeniería se puede fabricar para cumplir con los requisitos de rendimiento de una aplicación específica porque está hecha por el hombre. Los requisitos del árbol fuente no están determinados por las formas y dimensiones requeridas (largo o ancho del árbol)
• Debido a que son flexibles y vienen en una amplia gama de espesores, anchos, grados y clasificaciones de durabilidad expuesta, los paneles estructurales de madera son perfectos para su uso en una amplia gama de proyectos de construcción, industriales y domésticos.
• Los productos de madera de ingeniería se crean de una manera que maximiza la resistencia y la rigidez que posee la madera de forma natural. Algunos de los artículos tienen más resistencia estructural que los materiales de construcción de madera normales y son muy estables.
• La madera laminada encolada (glulam) es más rígida y resistente que la madera dimensional comparable, y es más poderosa que el acero libra por libra.
• Algunos productos de madera de ingeniería brindan más opciones de diseño sin perder los requisitos estructurales.
• Los paneles de madera de ingeniería son fáciles de manejar cuando se utilizan herramientas comunes y conocimientos fundamentales. Se pueden unir, enrutar, cortar, taladrar, pegar y fijar. Sin perder fuerza, la madera contrachapada se puede doblar para hacer superficies curvas. El tamaño grande del panel también agiliza la construcción al minimizar la cantidad de manipulación e instalación requerida para cada pieza.
• Los paneles estructurales de madera utilizan la madera de manera más efectiva. Se pueden producir a partir de especies escasamente utilizadas, madera defectuosa o pequeños trozos de madera.
• La flexibilidad de los amplios vanos de las cerchas de madera y la sólida relación resistencia-peso permiten que se utilicen en una variedad de aplicaciones de techos y pisos.
• Se dice que la madera procesada tiene beneficios estructurales para la construcción de viviendas.
• Los defensores del diseño sostenible recomiendan el uso de madera de ingeniería, que puede fabricarse a partir de árboles relativamente pequeños, en lugar de piezas masivas de madera sólida dimensional, que requieren la tala de un árbol grande.

Desventajas:

• En comparación con la madera maciza, su creación requiere más energía primaria.
• Los adhesivos de algunos objetos pueden ser dañinos. La liberación de formaldehído de varias resinas en el producto terminado, que ocurre con frecuencia con productos enlazados con urea-formaldehído, es motivo de preocupación.
• Algunos productos pueden exponer a los trabajadores a sustancias químicas nocivas cuando se cortan o manipulan de diversas formas.
• En comparación con maderas sólidas equivalentes, algunos productos de madera de ingeniería, como los destinados a uso en interiores, pueden ser más débiles y más susceptibles a la deformación inducida por la humedad. Debido a su propensión a absorber agua, la mayoría de los tableros a base de partículas y fibras no son apropiados para uso en exteriores.

Conclusión

El revestimiento hecho de paneles estructurales de madera preserva la dureza estructural de la casa y permite aislar las paredes con valores R más altos, creando sistemas de paredes de alta resistencia que son asequibles y convenientes para los contratistas. Eso es todo por este artículo donde se discuten las siguientes preguntas sobre los paneles estructurales de madera.

• ¿Qué son los paneles estructurales de madera?
• ¿Cuáles son las aplicaciones de los paneles estructurales de madera?
• ¿Cuáles son las propiedades de la madera de ingeniería?
• ¿Cuáles son los tipos de paneles estructurales de madera?
• ¿Cuáles son los beneficios y las limitaciones de la madera de ingeniería?

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