La presente invención consiste en un método de fabricación de vigas de madera dúo y trío reforzadas mediante bandas encoladas,

basándose en la técnica conocida de dichas vigas dúo y trío, pero añadiendo entre las pinas que las forman una o dos láminas de refuerzo, la cual puede ser igual o menor que el canto de la viga.Este método puede ser implementado en los procesos de producción usuales, aportando incrementos notables en términos de resistencia última y rigidez frente a la deformación, además de mejorar la ductilidad y alejando la posibilidad de una rotura con cargas menores que las teóricamente previstas, causada por un nudo u otra heterogeneidad local en las vigas. Además, al estar la lámina de refuerzo encolada entre las piezas a unir, queda protegida de la elevación de temperatura en caso de incendio. Asimismo puede utilizarse para el refuerzo de vigas y/o pilares en edificios ya existentes

Vigas de madera dúo y trío reforzadas mediante bandas encoladas.

Objeto de la invención

La presente solicitud de Patente de Invención tiene por objeto el registro de un procedimiento de fabricación de vigas de madera dúo y trío reforzadas mediante bandas encoladas, que incorpora notables innovaciones y ventajas sobre lo hasta ahora conocido.

Más concretamente, la invención hace referencia a un procedimiento de fabricación de vigas de madera dúo o trío consistente en reformar y mejorar el comportamiento mecánico, resistente y la deformabilidad de este tipo de vigas dúo y trío, mediante su refuerzo con bandas de otro material colocado entre los tablones que las forman. Dicho material puede tener forma de mallazos, tejidos o fieltros no tejidos, pudiendo ser metálicos, fibrosos, de origen natural o sintético, como los polímeros, y abarcar la totalidad o sólo parte del canto de las vigas. Estas comprenden al menos dos tablones de madera unidos entre sí longitudinalmente a través de sus paredes laterales de superficie plana. La invención es aplicable en el campo de la construcción, más concretamente al de la transformación de productos de madera para su uso estructural en la construcción.

Antecedentes de la invención

La técnica de construcción con madera es una de las más antiguas. Dada su abundancia, ligereza, excelentes cualidades y facilidad de transformación o talla, resistencia y propiedades aislantes desde un punto de visto térmico y acústico, la madera es uno de los materiales más utilizados.

Actualmente, el empleo de la madera en construcción se puede contemplar como una estrategia de oposición al problema mundial del cambio climático dado que una de sus causas, la ingente producción de CO2 y el consiguiente avance del efecto invernadero, puede contrarrestarse empleando el material leñoso como un eficaz sumidero de dicho gas carbónico. Lo cual debe considerar complementario a otras opciones, como la captura y almacenamiento en profundidad del dióxido de carbono CCS (Carbón Capture and storage) u otras técnicas que la ingeniería mundial está investigando y desarrollando intensamente en la actualidad. El árbol vivo absorbe dióxido de carbono para la producción de la lignina y la celulosa de las que está constituido, asimilando y fijando el carbono y liberando oxígeno al gas atmosférico mediante la función clorofílica. Por cada metro cúbico de madera que se emplea en la construcción se fija aproximadamente una tonelada de CO2 atmosférico, cantidad nada despreciable a la vista de su coste, las alternativas existentes y los beneficios indirectos de dicha acción dada la polifuncionalidad de los bosques. Desde este punto de vista la madera se convierte en un eficiente contenedor de residuos medioambientales y si, tras su vida de servicio, el gas carbónico vuelve a la naturaleza mediante combustión o descomposición, el balance del perjuicio será nulo, mientras que resulta positivo en materiales como el acero o el hormigón, los cuales requieren mucha más energía para su producción, con la consiguiente liberación de CO2.

Sin embargo en España el uso de la madera en la construcción y, más concretamente como material estructural se ha ido reduciendo progresivamente, contribuyendo a ello factores diversos como por ejemplo la prohibición expresa de su uso en estructuras contenida en las normas de diseño de viviendas de protección oficial de los años setenta, la ausencia de una normativa oficial de diseño y cálculo como han tenido el hormigón, el acero y los muros de fábrica, y un cierto estigma de material constructivo poco competente desde los puntos de vista mecánicos y de durabilidad.

A la vista de lo que antecede, se explica la importancia del desarrollo de productos de segunda transformación, como el contemplado en esta patente, que compitan en condiciones de igualdad con otros materiales alternativos. Parece claro que la incorporación de la madera a un sector económicamente tan importante como el de la edificación, hará que su demanda crezca, debiendo hacerlo también la oferta de empresas y productos basados en el material lígneo.

Debido a la necesidad de obtener piezas de madera de tamaño mediano y grande y ofrecer al mercado materiales de calidad, es conocido desde hace años el uso de la técnica denominada madera laminada encolada. Los elementos estructurales de madera laminada están formados por varias láminas de madera encoladas bajo presión en capas horizontales superpuestas, hasta conseguir la altura requerida (canto mecánico) en cada sección transversal. Para los encolados se emplean resinas plásticas a base de resorcinas, de color marrón, cuyas moléculas se adhieren entre sí y con la celulosa, hemi-celulosa y lignina de la madera, estableciendo una continuidad de resistencia superior a la de la propia madera, como demuestran los ensayos. A estos materiales de encolado se les han ido añadiendo otros como consecuencia de la investigación y desarrollo recientes, los cuales modifican algunas de las propiedades como el color o la resistencia a la intemperie. Las láminas se secan y cepillan, y los defectos naturales, como los nudos, inclusiones de corteza o bolsas de resina, se pueden eliminar. El resultado son vigas extremadamente estables, minimizando las torsiones y grietas y de dimensiones precisas, lo que simplifica los cálculos y planificaciones. Las uniones longitudinales se realizan mediante empalmes dentados, también denominados "finger joint", cuidando de que queden adecuadamente contrapeados en capas sucesivas, permitiendo fabricar piezas de longitud indefinida. Esta técnica permite cantos variables, curvaturas y cambios de directriz y, sobre todo, piezas de mucho mayor tamaño que sus componentes, no precisándose troncos de grandes diámetros, acortando los ciclos de poda y permitiendo aprovechar más eficientemente su volumen.

Las denominadas vigas dúo y trío son productos de segunda transformación, de aparición reciente y alternativas a la técnica de la madera laminada encolada. La principal diferencia respecto a ésta es que los tablones son de mayor grosor y se encolan en posición vertical, con el duramen hacia el exterior. Con ello se evitan fendas y la mayor parte de las singularidades del material, y se expone al exterior la parte de la madera que dispone de mayor durabilidad natural, pudiendo prescindirse de la protección química.

Se emplean colas de resinas sintéticas de urea, melanina-urea o melanina modificada (superficies) o poliuretano (empalmes dentados), de color claro o transparente. Participa de casi todas la ventajas de la madera laminada, incorporando otras, de las que no es la menor la apariencia estética, que en este caso prácticamente es idéntica que la de una pieza de madera aserrada maciza, pero sin nudos y sin fendado exterior.

El empleo de especies típicamente nórdicas ha permitido una notable eficiencia en el dimensionado de las secciones pues, con cualquiera de las coníferas frecuentes en nuestro país, es sabido que el dimensionado de una sección estructural sometida a flexión se realiza por requisitos de deformación y no de resistencia. La consecuencia es que está sobrando sección resistente, con el consiguiente derroche económico.

El refuerzo de las vigas de madera ha sido abordado internacionalmente por diversos autores, pero aplicándose a madera puesta en obra, en intervención de restauración, rehabilitación o refuerzo de estructuras existentes. Se ha hecho con diversos materiales como madera de la misma o distinta variedad, varillas de acero o fibra de vidrio embebidas en formulaciones epoxi, o elementos metálicos o de hormigón conectados mecánicamente.

Es conocido en Italia el procedimiento de refuerzo de vigas de madera laminada encolada denominado ARMALAM© y que consiste en la introducción de varillas de acero o fibra de carbono en diversas acanaladuras practicadas en las láminas superior e inferior de una viga de madera encolada. Sin embargo no está descrito en la bibliografía el refuerzo de vigas dúo y trío mediante bandas de otros materiales encolados entre los tablones, como se propone en esta invención.

El solicitante no tiene conocimiento de la existencia de un procedimiento que disponga de todas las características que se describen en la presente memoria.

Descripción de la invención

La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un procedimiento de fabricación de vigas de madera dúo o trío reforzadas mediante bandas encoladas, que aporta unas ventajas que serán evidentes a partir de la descripción...

1. Procedimiento de fabricación de vigas de madera tipo dúo o trío constituidas, respectivamente, por dos o tres tablones de madera unidos entre sí longitudinalmente a través de paredes laterales de superficie plana, caracterizado porque en el plano de unión se incluyen bandas intermedias de refuerzo, comprendiendo las siguientes etapas:

- Secado de los tablones hasta conseguir una humedad inferior a 15%; cepillado de las caras a unir y empalme de los mismos, mediante uniones dentadas, hasta conseguir la longitud deseada,

- Disposición de al menos una banda de refuerzo con una configuración laminar en al menos una parte de la altura de las dos paredes laterales enfrentadas entre sí correspondiente a los tablones de madera; y

- Aplicación de un material de pegado compatible entre las paredes laterales de los tablones de madera enfrentados entre sí, bajo un valor de presión predeterminado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la banda de refuerzo tiene una configuración mallada.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la banda de refuerzo está hecha de material tejido.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la banda de refuerzo está hecha de material no tejido.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la banda de refuerzo está ubicada a lo largo de toda la superficie entre las dos paredes laterales enfrentadas.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la banda de refuerzo no necesariamente tiene que abarcar la totalidad del canto de las vigas.