Design for Disassembly: un nuevo enfoque en la sostenibilidad de las construcciones de madera

El Design for Disassembly (DfD) es un enfoque de proyecto cuyo objetivo es facilitar el desmontaje y la reutilización de los componentes de la construcción, y, por lo tanto, promover la sostenibilidad y la economía circular en el sector de la construcción. Este método permite ampliar la duración de los materiales, reducir los residuos y facilitar el mantenimiento de los edificios.

Para saber más sobre la aplicación del DfD en las estructuras de madera, hemos entrevistado a Andrea Polastri, ingeniero estructural e investigador del Instituto de Bioeconomía (IBE) del Consejo Nacional de Investigaciones (CNR), donde dirige el Laboratorio de Pruebas Mecánicas.

1. ¿Puede explicarnos brevemente qué hace el Instituto de Bioeconomía (IBE) y qué papel específico desempeña en el Consejo Nacional de Investigaciones (CNR)?

El IBE es un instituto del CNR que investiga en diversos campos, como la agrometeorología, el cambio climático y el estudio de la madera. La sede de San Michele all'Adige y, en concreto, el Laboratorio de Pruebas Mecánicas están especializados en la caracterización mecánica de la madera estructural y en la realización de ensayos para certificar los productos, como el CLT y componentes relacionados. En nuestro trabajo, es fundamental colaborar con las empresas, ya que esto nos permite desarrollar y probar soluciones de nueva generación en el campo de las construcciones de madera.

2. Su última investigación se centró en RING, un nuevo conector para estructuras de CLT. ¿Qué objetivos se fijaron desde el inicio y por qué el estudio de las conexiones en la madera tiene hoy tanta importancia, sobre todo desde la perspectiva de sostenibilidad?

El objetivo de la investigación era desarrollar un conector que no solo garantizara unas elevadas prestaciones mecánicas, sino que también fuera fácil de montar y desmontar. El mercado ofrece muchas soluciones, pero la mayor parte prevé placas clavadas o atornilladas, por lo que los procesos de montaje y desmontaje son complejos.

Apostamos por la prefabricación y por crear un sistema que permitiese el premontaje en fábrica y una fácil colocación en las obras. El conector tenía que reducir el riesgo de errores, poder ser instalado por un solo trabajador y consentir una conexión integrada en la pared, de manera que mejorara la resistencia estructural y redujera la excentricidad de las solicitaciones.

Para satisfacer todas estas necesidades, se crearon RING60T y RING90C.

• RING60T es un conector en forma de tubo, diseñado para conectar elementos de madera en diferentes configuraciones (pared-pared, pared-forjado, etc.). Fue desarrollado para garantizar versatilidad y resistencia en las aplicaciones estructurales.

• RING90C es una versión optimizada para el Design for Disassembly, que utiliza un solo perno para las conexiones madera-madera, madera-hormigón y madera-acero, lo que hace que el desmontaje sea rápido y sencillo.

El Design for Disassembly está en línea con la creciente demanda de edificios prefabricados y temporales, como los destinados a los Juegos Olímpicos o a eventos deportivos similares, que requieren sistemas de conexión que permitan un montaje y desmontaje rápido y eficiente. El Design for Disassembly es el futuro.

3. ¿Qué es el Design for Disassembly? ¿Puede definirnos de manera clara qué significa realmente el Design for Disassembly y por qué es un concepto crucial para el futuro de las construcciones de madera?

El Design for Disassembly es un enfoque de proyecto que implica construir edificios con componentes que se puedan desmontar, recuperar y reutilizar fácilmente.

Este concepto es crucial para el futuro de las construcciones de madera, porque promueve la sostenibilidad, reduce los residuos de demoliciones y facilita la adaptabilidad y el mantenimiento de los edificios a lo largo del tiempo.

4. Así pues, “RING” fue diseñado para responder a los principios del Design for Disassembly. ¿Qué características lo hacen especialmente adecuado para ello?

El conector RING, y, en particular, RING90C, fueron diseñados para ser fáciles de instalar y quitar, y, así, reducir el riesgo de errores durante el montaje. El conector incorpora unas guías que facilitan la instalación de los tornillos, de manera que un único trabajador pueda realizar el montaje trabajando desde un solo lado de la pared. Además, al estar integrado en el interior de la pared, el conector ofrece una mejor resistencia mecánica y reduce la excentricidad de las solicitaciones. Con un solo perno, queda fijado.

5. Prefabricación y montaje: en el artículo citado anteriormente, se destaca que el conector RING se diseñó para simplificar tanto las operaciones en fábrica como en las obras. ¿Cómo se relacionan estos aspectos con el Design for Disassembly?

La prefabricación permite ensamblar componentes en un ambiente controlado, lo que garantiza una mayor precisión y calidad. Todo proyecto que siga los principios del DfD debe prever desde el inicio conexiones adecuadas para el desmontaje. La prefabricación permite instalar el conector con precisión en la fábrica y esto garantiza una mayor calidad y reduce los tiempos de montaje y de exposición de los elementos de madera a la intemperie. El uso de elementos estandarizados facilita aún más el montaje y desmontaje.

6. Para esta investigación, realizaron más de 100 ensayos experimentales. ¿Puede anticiparnos algunos de los resultados más interesantes que obtuvieron?

Los ensayos demostraron que el conector RING ofrece una resistencia comparable a la de los conectores tradicionales, pero con unas dimensiones más reducidas. Además, el comportamiento del conector es dúctil, sin roturas frágiles ni imprevistas, lo que garantiza una mayor seguridad estructural.

La rotura se produce con un alto nivel de deformación y movilizando una considerable ductilidad. Una rotura alcanzada de forma dúctil hace que la conexión se deforme sin saltar de imprevisto, lo que evita un efecto dominó y mejora el comportamiento mecánico de la unión.

7. El conector RING también es adecuado para estructuras híbridas de madera y otros materiales. ¿Puede explicarnos por qué?

El conector RING se probó en varias configuraciones, incluidas conexiones madera-madera, madera-acero y madera-hormigón, y se sometió a diferentes solicitaciones, como corte, tracción y fuerzas inclinadas.
Incluso cuando la conexión se instala combinando madera con otros materiales, el comportamiento estructural no varía.
Esto significa que las certificaciones, respaldadas por pruebas experimentales y por un método de cálculo claro y exhaustivo, también se podrán aplicar a configuraciones híbridas como, por ejemplo, estructuras de madera-acero. El proyecto nació de la colaboración entre la investigación y la industria, combinando conocimientos y objetivos comunes con el fin de mejorar soluciones existentes y desarrollar otras nuevas. Un camino que, en sinergia con Rothoblaas, permitió crear un conector específico para el Design for Disassembly: no un conector, sino el conector.

8. Ha mencionado la sinergia con Rothoblaas. ¿En qué medida es importante el apoyo industrial para que los principios del Design for Disassembly lleguen a todos los niveles?

El desarrollo de productos como RING, pero también de muchas otras soluciones presentes en el catálogo de Rothoblaas, es esencial para impulsar este enfoque constructivo. En algunos casos, la industria se anticipa a las necesidades del sector, ofreciendo herramientas que hacen del Design for Disassembly una opción concreta y viable. La inversión en esta filosofía se traduce en una ampliación continua de la gama de conexiones diseñadas para el DfD, con soluciones como SLOT, RADIAL y RING.