Ingeniería y madera: Innovación estructural en proyectos de alto estándar

Ingeniería y madera: Innovación estructural en proyectos de alto estándar

El seminario de AICE, realizado en el marco de la Semana de la Madera 2025, expuso el trabajo colaborativo y la vanguardia técnica detrás de grandes obras en que este material adquiere un fuerte protagonismo.

La Asociación de Ingenieros Civiles Estructurales (AICE) sigue consolidándose como un actor clave en el impulso de la construcción en madera en Chile. Hoy, su presidente, Jorge Tobar, reafirmó el compromiso de la institución con la industria al destacar su presencia en los subcomités normativos y académicos, además de su colaboración con los sectores público y privado.

“Tenemos la gran responsabilidad de acompañar la sustentabilidad y el avance de la madera en las estructuras haciendo un buen diseño estructural. Somos el país más sísmico, así que hemos querido acompañar a toda la industria de la madera con este seminario”, afirmó Tobar.

Proyectos destacados: Ingeniería de la madera en acción

La presentación de AICE recorrió una serie de proyectos nacionales e internacionales de gran escala, destacando los desafíos estructurales y las soluciones innovadoras adoptadas. Los expositores enfatizaron la necesidad de una ingeniería robusta para la construcción en madera.

1. Proyectos de Arauco: innovación y colaboración

Gustavo Donoso (Arauco) presentó una visión global y local de la ingeniería en madera, haciendo hincapié en que Chile, al ser un país forestal y sísmico, debe mirar referencias internacionales clave como Canadá, Japón y Nueva Zelanda.

El profesional destacó tres proyectos internacionales por su relevancia en términos de altura, sismicidad y tecnología:

  • Hive (Vancouver, Canadá):
    • Estructura: Edificio de 10 pisos hecho completamente en madera.
    • Sistema Sísmico: Emplea un sistema híbrido de disipadores sísmicos Tectonus, originalmente inventado en Nueva Zelanda. Estos incluyen diagonales con disipadores de fricción y sistemas de anclaje (holdowns) en los muros, demostrando que es posible hacer estructuras de madera con tecnología avanzada.
  • Ronald McDonald House Willow (Vancouver, Canadá):
    • Estructura: Edificio de 12 pisos 100% en madera, con muros de corte CLT acoplados con vigas de acero.
    • Sistema Lateral: Muros de CLT continuos, funcionando como un balloon frame. El acoplamiento de los muros de CLT y las vigas de acople empotradas genera un muro rígido para tomar cargas sísmicas.
  • UBC Gateway (Vancouver, Canadá):
      • Estructura: Emplea madera maciza (CLT y madera laminada) y un sistema gravitacional híbrido. 
      • Innovación: Destaca por un sistema de losas híbridas concreto-madera llamado Cree, originario de Europa.

Donoso también mencionó el Google MT1 en California (cinco pisos, mezcla de madera laminada/CLT con acero en marcos arriostrados), y la estructura de madera más grande del planeta en Japón, que utiliza el ensamblaje tradicional Nuki a gran escala. 

Finalmente, presentó proyectos chilenos de Arauco Hand: McDonald’s de Temuco y San Bernardo; Casa CCHH de Cachagua y Capilla Santa María en Villa Coique.

2. Resiliencia y multiamenaza: una mirada académica

El ingeniero civil y doctor Diego Valdivieso aportó la perspectiva académica, enfocándose en la resiliencia de las comunidades ante el contexto de múltiples amenazas exacerbadas por el cambio climático.

Valdivieso ejemplificó con el caso de Puerto Rico, donde el impacto de huracanes como María y Fiona demostró la vulnerabilidad de las comunidades. La resiliencia, para las comunidades, significa la capacidad de sus hijos para ir al colegio al día siguiente o que la casa sirva de refugio a los vecinos.

Los principales hallazgos de su investigación se centran en:

  • Curvas de fragilidad: Fue posible desarrollar curvas de fragilidad para edificaciones informales ante huracanes, indicando la probabilidad de falla.
  • Geometría del techo: Se demostró que un techo a cuatro aguas tiene mejor rendimiento que uno a dos aguas ante vientos huracanados.
  • Mitigación eficiente: La medida de mitigación más eficiente para reducir la probabilidad de falla hasta en un 98% fue el uso de un conector como el Hurrican Strap o un tornillo que uniera correctamente las vigas del techo con los muros.
  • Barrera principal: La principal barrera para la mitigación en las comunidades no es el costo, sino la educación o el conocimiento sobre cómo mitigar.

3. Nuevo paso Los Libertadores: El gigante de la madera laminada

Ernesto Hernández (FHS Ingenieros) detalló el proyecto del Nuevo Paso Los Libertadores, que se convirtió en el edificio con el mayor volumen de madera laminada en Chile y Sudamérica en su momento. El factor decisivo fue el requerimiento de resistencia al fuego. La madera permitía lograrlo pasivamente, sin los revestimientos que encarecerían la solución en acero.

El edificio puede soportar cargas de nieve extremas, según los requerimientos del MOP; y ofrece soluciones de ingeniería que optan por una cubierta con tabloncillo de madera laminada para generar el diafragma rígido. Las uniones, esenciales para la resistencia al fuego, se diseñaron con pletinas dobles y pernos para asegurar la conexión incluso si el fuego afectaba las pletinas externas.

4. Pabellón Docente UC Temuco 

La cuarta presentación, encabezada por el ingeniero Juan Acevedo, dio cuenta del desarrollo del Pabellón Docente de la Universidad Católica de Temuco, compartiendo valiosas lecciones sobre el diseño en madera.

  • Estructura: Edificio de cuatro pisos y un zócalo, con una tipología híbrida de madera laminada y un núcleo de hormigón.
  • Proceso de diseño: El diseño estructural requirió un proceso iterativo con la arquitectura, centrado en el control de las deformaciones. El núcleo de hormigón debió ser ampliado para cumplir con el límite normativo.
  • Lecciones de Diseño: Desde su experiencia, Acevedo enfatizó errores comunes que deben evitarse en obra:
  • Pilar y fundación: La madera debe quedar despegada del hormigón para evitar la acumulación de agua y la pudrición.
  • Confinamiento: Evitar que los pilares queden confinados por herrajes o elementos para permitir la ventilación y evitar la humedad.
  • Uniones: Priorizar el trabajo al aplastamiento de la madera, que es su mayor mérito, y no forzar los pernos a corte.
  • Herrajes: El uso de herramientas como la motosierra genera anchos grandes que, al apretar pernos, hunden la madera y crean microfisuras.

5. Estadio Claro Arena: un voladizo gigante en el cordón andino

Greco Gómez y Minor Salinas, de Spoerer Ingenieros, presentaron el desafío de la modernización del estadio San Carlos de Apoquindo, ahora Claro Arena, cuyas principales características son las siguientes:

La cubierta, un híbrido complejo: El techo combina estructuras principales de madera laminada y acero, especialmente en la tribuna Fouillioux.

  • Voladizo de Fouillioux: es el desafío principal de dicha tribuna, que se extiende por 30 metros de altura, sometido a cargas de nieve, viento, y movimientos por saltos de espectadores.
  • La solución estructural: Se diseñaron vigas tridimensionales (cerchas):
    • El cordón inferior es de madera laminada.
    • Los cordones superiores y los reticulados son de acero.
  • Detalle de la unión Madera-Acero: El cordón inferior de madera laminada está formado por dos piezas que forman una «V» invertida. Estas alas se conectan en la parte inferior con conectores dentados y un perno pasante. El herraje metálico se inserta interiormente para la conexión con las diagonales, cumpliendo una función estética y de protección al fuego (F60).
  • Tensión crítica: El punto crítico fue el apoyo central de la viga en el muro de hormigón, donde había una compresión perpendicular a la fibra de unas 200 toneladas. Esto se resolvió reforzando la zona con tornillos, para aumentar la superficie de actuación de la carga.