Vigas Laminadas: Características y Ejemplos de Uso

La construcción con madera está viviendo una nueva juventud gracias al desarrollo técnico de algunos productos derivados. Entre estos destacan las vigas laminadas, también denominadas madera laminada encolada o glulam. Estas ofrecen una serie de prestaciones que mejoran las ofrecidas por otros materiales tradicionales dentro de la construcción.

Dentro de los usos de las vigas laminadas, la construcción de toda clase de estructuras es el más destacado. Se usa tanto para fabricar pérgolas o porches, casas de madera de entramado pesado o grandes estructuras como centros de convenciones, naves industriales o complejos deportivos. Su gran estabilidad dimensional y resistencia las hacen ideales para construir formas complejas, no solo rectas, también curvas.

¿Qué es una viga de madera laminada?

Las vigas de madera laminada son en esencia varios listones encolados en secciones horizontales. Se usan al menos cuatro piezas, siempre con la veta en sentido longitudinal, para formar una viga laminada. Es frecuente, desde un punto de vista lingüístico, confundir a las vigas laminadas con los paneles contralaminados, que aunque siguen un mismo principio, desde el punto de vista de la construcción en madera tienen usos diferenciados.

Gracias a la únión y la selección de piezas antes de la fabricación este tipo de viga reduce los pricipales inconvenientes que tienen la madera en general: defectos (deformaciones, nudos, fendas) y limitación de longitud. Además mejora las características mecánicas.

El Proceso de Fabricación

Previamente la madera es seleccionada. Se descartan las tablas con defectos que pueden disminuir la estabilidad de la viga. En ocasiones, cuando la viga va a estar vista, también se descartan piezas con defectos estéticos.

El proceso de fabricación de las vigas laminadas pasa por varias fases: secado de la madera, selección, cepillado, aplicación de colas y adhesivos, prensado, cepillado final y lijado.

La selección de madera se realiza a partir de tablas ya aserradas, y se realiza de forma principalmente visual, aunque previamente se debería haber hecho análisis más exhaustivos a varias muestras.

El secado es un paso fundamental. Si no se realiza correctamente la madera, ya en obra, puede mermar lo que además de generar grietas en la propia madera puede afectar a la estabilidad de la estructura y reducir la eficiencia del adhesivo. Para hacernos una idea puede existir una merma de entre 10mm y 20mm en una viga de 24 cm al pasar de un grado de humedad de 30% a un 10%. Se considera que el secado es óptimo cuando la madera alcanza un 12% de humedad.

El proceso de cepillado se realiza cuando la madera ya está seca. Con este se consigue mejorar la superficie igualar/dimensionar y preparar la superficie para la aplicación de la cola.

La continuidad longitudinal de las vigas se logra mediante la unión dentada o finger-joint. Esta técnica consiste en fresar los extremos de las láminas con un perfil de dientes que, al encolarse, transfiere los esfuerzos de forma eficiente entre piezas. Gracias a este sistema, se eliminan los defectos naturales de la madera (nudos, fendas) y se puede alcanzar virtualmente cualquier longitud, superando ampliamente las limitaciones de la madera maciza.

La aplicación del adhesivo se hace en ambas caras, y una vez unidas las piezas estás se colocan en prensas con la forma final que vaya a tener la viga. Este proceso requiere con control total de las condiciones ambientales: temperatura, humedad, presión y tiempos de secado. Se utilizan principalmente dos tipos de colas o adhesivos:

• Fenólicos. Mejor resistencia frente a la humedad y más estables a largo plazo.
• Poliuretano. Más flexible y transparente. De ahí que se use principalmente en vigas que vayan a ser utilizadas en interiores y/o tengan un fin decorativo.

Las maderas más utilizadas para su fabricación son las de abeto y pino silvestre. Aunque también podemos encontrarlas otras especies de pino, alerce, castaño, eucalipto, haya, roble o iroko entre otras.

La elección entre especies tiene implicaciones técnicas directas. Las vigas laminadas de abeto (Picea abies) son las más habituales en interiores y estructuras protegidas gracias a su rectitud de fibra, ligereza y facilidad de mecanizado. Su baja densidad permite además diseñar cimentaciones más ligeras.

Sin embargo, en exteriores o ambientes con humedad persistente, las vigas laminadas de pino (Pinus sylvestris) resultan más adecuadas. A diferencia del abeto, la albura del pino admite la impregnación profunda de protectores mediante autoclave, lo que garantiza una defensa eficaz frente a hongos e insectos xilófagos. Esta diferencia es determinante para clasificar la viga según su clase de uso: clase 1 y 2 para interiores protegidos, y clase 3 para exposición a la intemperie.

Es frecuente comercializar las vigas laminadas encoladas, además de por sus dimensiones o tipo de madera, en función de si serán vistas o no. Es decir, cepilladas, lijadas e incluso tratadas. Básicamente dependerá de si van a aquedar a la vista del usuario u ocultas.

Características de las vigas laminadas

• Alta Capacidad de carga.
• Estabilidad dimensional. La madera normalmente se contrae y expande con los cambios ambientales y térmicos. La madera laminada es tratada para que estás alteraciones sean las mínimas posibles y no afecten a la estructura. En comparación con la madera aserrada, la madera laminada es mucho más estable.
• Comportamiento higroscópico predecible. Aunque la madera tiende a buscar el equilibrio de humedad con el entorno, el proceso de laminado reduce significativamente los movimientos respecto a la madera maciza. No obstante, en el diseño de uniones y herrajes conviene prever conectores que permitan esta ligera variación dimensional. El uso de pasadores ocultos y la ventilación adecuada de los puntos críticos evita la acumulación de condensación intersticial, un factor clave para preservar la cabeza de la viga en naves y cerramientos.
• Peso reducido. Si comparamos con el acero, este tipo de vigas permiten distancias más largas con pesos muy inferiores.
• Amplia gama de longitudes y espesores. Está disponible en largos y espesores muy superiores a los de la madera maciza. Por ejemplo, una viga laminada de madera encolada puede llegar a los 30 metros, mientras que una de madera maciza no suele superar los 13. Aunque estos largos son posibles, normalmente se comercializa en medidas inferiores, la más frecuente es la de 12 metros de largo y 160x80 mm de espesor.
• Resistencia a la humedad. La madera previamente secada y tratada permite una buena resistencia a la humedad, incluso en situaciones adversas.
• Resistencia al fuego y carbonización predictiva. Lejos de lo que sugiere la creencia popular, la madera laminada ofrece un comportamiento ante el fuego altamente predecible. Bajo la acción de las llamas se forma una capa superficial carbonizada que actúa como aislante térmico, protegiendo el núcleo de la pieza. La velocidad de carbonización en coníferas laminadas se sitúa entre 0,65 y 0,7 mm por minuto. Este dato permite cumplir con el DB-SI del Código Técnico de la Edificación sobredimensionando la sección: basta con calcular la sección eficaz remanente tras el tiempo de exposición exigido (R30, R60 o R90) para verificar que soporta las cargas de diseño. Este método resulta a menudo más eficiente y estético que la aplicación de pinturas intumescentes o recubrimientos.
• Impacto ambiental muy inferior al de las alternativas en acero u hormigón. La madera es un material natural y 100% renovable.
• La posibilidad de fabricar en taller permite que las vigas lleguen al lugar de instalación sin errores de cálculo y con las formas deseadas. Lo que reduce imprevistos y gastos.
• Certificaciones de sostenibilidad. Para garantizar la trazabilidad forestal del producto, conviene exigir sellos PEFC o FSC en las vigas laminadas. En proyectos públicos y licitaciones de gran envergadura, estos certificados son ya un requisito habitual para el cumplimiento de estándares ESG y la obtención de certificaciones ambientales de edificios como BREEAM o LEED.

Consejos prácticos para la puesta en obra

• Carga y descarga. Emplear siempre eslingas textiles de amplia superficie de apoyo. Las cadenas o cables de acero pueden marcar irreversiblemente la superficie, especialmente en vigas con acabado visto.
• Almacenamiento en obra. Colocar las vigas en posición horizontal, elevadas del suelo y protegidas de la lluvia directa, pero permitiendo la ventilación. El estancamiento de agua bajo plásticos de protección puede provocar manchas de taninos.
• Mecanizados en taller. Siempre que sea posible, solicitar los mecanizados de unión realizados mediante control numérico (CNC). La precisión milimétrica garantiza que la transmisión de esfuerzos coincida con el modelo de cálculo.
• Transporte y logística. La longitud máxima estándar para transporte en camión es de 13,5 metros. Para piezas superiores es necesario contratar transporte especial, lo que incrementa significativamente los costes y los plazos de permisos.

Normativa y Estandarización

La madera laminada es un producto que debe estar sujeto a un proceso de fabricación y control estricto, con el fin de facilitar y asegurar los cálculos y seguridad para su uso en estructuras de madera.

En este sentido la normativa UNE-EN 14080 “Estructuras de madera. Madera laminada encolada y madera maciza encolada. Requisitos” cataloga la madera en 8 clases de resistencia:

• 4 de composición homogénea (las láminas son de la misma clase resistente de madera aserrada): GL24h, GL28h, GL 32h y GL36h.
• 4 de composición combinada (las láminas situadas en los bordes superior e inferior de la sección transversal son de una clase de resistente superior): GL24c, GL28c, GL 32c y GL36c.

La diferencia entre composición homogénea (h) y combinada (c) tiene una explicación técnica sencilla: en las vigas homogéneas todas las láminas son de la misma clase resistente, mientras que en las combinadas se colocan láminas de mayor calidad en las zonas extremas de la sección, donde los momentos flectores son máximos. Este sistema optimiza el uso del recurso forestal y ajusta el precio final sin renunciar a la capacidad portante.

Ejemplo de Valores:

Desde un punto de vista comercial, las vigas que con mayor probabilidad encontraremos GL24h y GL28h, el resto son poco habituales.