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¿Qué hay dentro de las paredes de una casa de madera y cómo nos protegen del terremoto, el calor y el fuego?

Categoría: Tecnología

Según los fabricantes, las placas de yeso contienen aproximadamente un 21% de agua de cristalización. Este porcentaje no es agua líquida que se ha filtrado, sino agua integrada dentro de los cristales del yeso. Se dice que mientras esta agua se convierte en vapor por el calor del fuego, se evita que la temperatura de la placa suba rápidamente. Dentro de las paredes también hay madera diagonal y materiales aislantes. Si dividimos el contenido de la pared en tres funciones —terremoto, calor y fuego—, podemos entender el trabajo de cada componente.

1. Al abrir una pared en una reforma se ve una estructura de madera con pilares y vigas, no placas

Cuando se abre una pared durante una reforma, lo que se ve son estructuras de madera. Los elementos de madera gruesos que se levantan verticalmente son los pilares. Entre un pilar y otro, se levantan pilares más delgados llamados montantes, que sostienen las placas base de la pared y las placas de yeso [3]. En las habitaciones donde vivimos normalmente, esto no se ve porque está oculto por el acabado de la pared. A este tipo de construcción se le llama "pared de estructura oculta" (ōkabe). El interior de una pared de estructura oculta, donde están escondidos los pilares, los montantes y los refuerzos diagonales, es un espacio vacío donde se pueden colocar refuerzos como las diagonales, o rellenarse con materiales aislantes o insonorizantes [3]. Por el contrario, la construcción donde los pilares y vigas se dejan a la vista dentro de la habitación se llama "pared vista" (shinkabe) [4]. También existe el método de pegar pilares decorativos falsos en una pared de estructura oculta para darle un estilo tradicional japonés [4]. Esto significa que, aunque parezca un pilar, no siempre es un pilar estructural que soporte la carga. ¿Qué hay primero en ese espacio vacío que no vemos? El representante principal es la madera que entra en diagonal.

2. La diagonal de refuerzo: la madera en diagonal que resiste las fuerzas laterales

La madera que se coloca en diagonal se llama "diagonal de refuerzo" (suji-kai). Es un material que conecta en diagonal los pilares con las vigas horizontales como la base o el marco intermedio. Al instalarla, la estructura puede resistir mejor las fuerzas laterales causadas por terremotos o vientos [1]. Si empujas un marco cuadrado desde el lado, se deforma y se convierte en un paralelogramo. Si colocas una barra en la diagonal, el marco se vuelve más difícil de inclinar. Para entender el funcionamiento de la diagonal de refuerzo, esta imagen es útil. Sin embargo, esto es solo una analogía para facilitar la comprensión; en las paredes reales, la forma de unir la madera con la madera también influye en la resistencia. Esa forma de unión está regulada como estándar para las diagonales de refuerzo en el Artículo 45 del Decreto de Ejecución de la Ley de Estándares de Edificación. También se exige fijar las diagonales de refuerzo a los pilares o bases con herrajes metálicos [1]. No es que simplemente poner una madera en diagonal haga que la pared sea más fuerte. También hay reglas sobre el "grosor" de la madera diagonal. Dependiendo del grosor, la pared recibe una puntuación.

3. El factor de resistencia de pared: el número que mide cuánto aguanta una pared

La convención de expresar la resistencia de la pared con números es el "factor de resistencia de pared" (kabe-bairitsu). Para una pared con factor 1, los documentos del Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo utilizan una resistencia de 1.96 kN (fuerza horizontal) por metro de longitud de pared al calcular la cantidad de pared [2]. Consideremos 1.96 kN en unidades cotidianas. Si asumimos una aceleración gravitatoria de aproximadamente 9.8 m/s², al calcular 1.96 × 1000 ÷ 9.8 = 200, equivale aproximadamente a la fuerza que tira de un peso de 200 kg. Es decir, 1 metro de pared resiste la fuerza que tira lateralmente de una pesa de 200 kg. El factor de resistencia de la diagonal de refuerzo cambia según el grosor de la madera. En la tabla de los documentos del Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo, para diagonales de refuerzo de 9 cm o más de ancho, un grosor de 1.5 cm o más da un factor de 1; 3 cm o más, 1.5; 4.5 cm o más, 2; y 9 cm de lado o más, 3 [1]. Un lado de 9 cm es 6 veces más grueso que uno de 1.5 cm. Sin embargo, el factor solo se triplica. Aunque el grosor aumente al doble o al triple, el factor no aumenta en la misma proporción. Si se colocan dos diagonales de refuerzo en forma de X (cruceta), el factor de resistencia es aún mayor [1].

4. El espacio vacío y las capas externas de la pared: componentes que frenan el paso del calor

En el espacio vacío de las paredes de estructura oculta, se pueden rellenar materiales aislantes o insonorizantes [3]. Sin embargo, los componentes para el calor de la pared no son solo los aislantes. Los documentos de una agencia relacionada con el Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo muestran como método básico la "construcción ventilada", donde se superponen desde el exterior: material de revestimiento, capa de ventilación, lámina impermeable transpirable, material aislante y capa de acabado interior. La lámina impermeable transpirable impide que el agua de lluvia entre dentro de la pared, pero deja escapar la humedad del interior hacia afuera [7]. La instalación directa sin capa de ventilación no se recomienda porque no hay lugar por donde escapar la humedad [7]. Sobre la humedad dentro de las paredes, también se toca en otras notas. Los fabricantes explican que las placas de yeso también tienen la propiedad de no transmitir bien el calor [6]. La pared es una estructura superpuesta donde varios componentes retrasan poco a poco el movimiento del calor. Los documentos del Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo señalan que, debido a que los edificios se han vuelto más pesados por el aumento de aislantes y equipos de ahorro de energía, es necesario considerar la revisión de estándares como la cantidad de pared necesaria para la seguridad estructural [1]. Sin embargo, este documento se dirige principalmente a estructuras de madera no residenciales, por lo que no se puede afirmar que se aplique tal cual a las viviendas generales. Después del calor, viene el fuego. Hay una historia sobre cómo las placas interiores de la pared actúan en caso de incendio.

5. Las placas de yeso protegen del fuego porque su agua de cristalización se convierte en vapor

Según los fabricantes, las placas de yeso contienen aproximadamente un 21% de agua de cristalización. En una placa de 100 g, 21 g corresponden a agua de cristalización. El agua de cristalización es estable normalmente, pero se descompone y se convierte en vapor por el calor del fuego. Los fabricantes explican que la temperatura del yeso no sube por encima de un cierto nivel hasta que toda el agua se ha convertido en vapor y ha salido [5]. Los fabricantes comparan esto con aplicar un quemador a un hielo. El hielo permanece a 0 °C o menos hasta que se derrite por completo. Mientras el agua de cristalización usa el calor para convertirse en vapor, la temperatura de la placa sube lentamente. También hay una explicación que compara el agua de cristalización con bomberos, y la pared que libera vapor con una pared que tiene rociadores integrados [5]. Lo importante es que la expresión no es "no se quema", sino "suprime el aumento de temperatura". La explicación del fabricante también describe la función de suprimir el aumento de calor [5]. Esta placa también tiene características como transmitir poco el calor, bloquear el sonido y mantener su forma. Además, se dice que es fácil de manejar, tanto que se puede cortar con un cúter de papelería [6]. Su función contra el fuego era un mecanismo invisible dentro de la placa: el agua de cristalización. Revisemos cómo se dividían los componentes que asumían las funciones de terremoto, calor y fuego dentro de la pared.

6. Cómo comprobar en tu casa qué paredes dejan ver los pilares y cuáles no

Si vives en una casa de madera, observa las paredes de cada habitación. Busca habitaciones donde se vean los pilares y habitaciones donde no se vean. Si se ven los pilares, es pared vista; si están ocultos, es pared de estructura oculta [4]. Sin embargo, aunque parezca un pilar, puede ser un pilar decorativo falso [4]. Además, en viviendas que no son de madera, como apartamentos, la construcción de las paredes es diferente. Si no estás seguro, pregunta a los adultos de tu casa. No hagas agujeros ni claves clavos en la pared. Limítate a mirar. Si quieres avanzar un paso más, puedes leer comparativamente con los adultos la tabla de factores de resistencia de las diagonales de refuerzo en los documentos del Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo [1] y los documentos donde aparece 1.96 kN/m para el factor de resistencia 1 [2]. También es bueno calcular tú mismo a qué múltiplo del grosor corresponden los números del factor. En la página web de Yoshino Gypsum [5], se explica la analogía del agua de cristalización y el hielo. Al conocer los componentes dentro de las paredes, la forma de ver el interior de tu casa cambia un poco.

Fuentes

  1. Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo, "Estudio de especificaciones y factor de resistencia de las paredes de refuerzo con diagonales de madera" https://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/build/content/001608643.pdf (Analiza la función de las diagonales, la tabla de factores, los factores de las paredes con tablas de madera y la relación entre el peso de los edificios y la cantidad de pared necesaria.)
  2. Ministerio de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo, "Documentos sobre la tasa de cumplimiento de la cantidad de pared" https://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/build/content/001711952.pdf (Trata sobre la resistencia de la pared de 1.96 kN/m.)
  3. Kotobank, "Pared oculta (oogabe)" https://kotobank.jp/word/大壁 (Explica los términos pared oculta, montantes y el espacio vacío dentro de las paredes.)
  4. Sumaity, Glosario, "Construcción de pared vista (shinkabezukuri)" https://sumaity.com/glossary/kozo/shinkabezukuri/ (Explica los términos pared vista y pilares falsos decorativos.)
  5. Yoshino Gypsum, "Rendimiento de resistencia al fuego https://yoshino-gypsum.com/special/sekkou/10 (¿Qué es el yeso?")
  6. Yoshino Gypsum, "Características de las placas de yeso" https://yoshino-gypsum.com/special/sekkou/08 (Explica las características de las placas de yeso según el fabricante.)
  7. Instituto Nacional de Investigación de Políticas de Tierra, Infraestructura, Transporte y Turismo, "Guía de construcción de casas: hoja de selección de materiales y componentes (lámina impermeable transpirable)" https://www.nilim.go.jp/lab/hcg/buildingdepartmentwebsite/chap2zairyosentakutool.pdf (Trata sobre las capas de la pared exterior y la lámina impermeable transpirable.)