En el marco de los objetivos climáticos y la reducción de emisiones del sector de la construcción, las cimentaciones de madera —especialmente de CLT— surgen como alternativa a la losa de hormigón armado. Un informe preliminar del proyecto sueco Sustainable Foundations for Industrially Manufactured Timber Buildings, dirigido por Irina Martyniuk, analiza su viabilidad y concluye que su adopción depende más de factores normativos, económicos y culturales que técnicos.
Las cimentaciones tradicionales de acero y hormigón representan entre el 15 % y el 40 % de las emisiones de CO₂ en edificios de madera. Frente a ello, la madera es renovable y actúa como sumidero de carbono.
1. Una tecnología madura, pero infrautilizada
Aunque no es una solución nueva, su aplicación industrial sigue siendo limitada por falta de investigación aplicada, normalización y experiencia.
Los sistemas actuales cumplen requisitos de capacidad portante, estabilidad, resistencia a la humedad y comportamiento térmico. Son aptos para sustituir losas de hormigón en edificios de hasta dos plantas, con potencial para mayores alturas mediante refuerzos.
2. Configuración constructiva: un sistema multicapa optimizado
Las cimentaciones de CLT se organizan en capas con funciones específicas.
La losa de cimentación:
“En una cimentación, la losa de hormigón se sustituye por paneles de CLT. Las cimentaciones de CLT pueden combinarse con vigas perimetrales de hormigón, vigas de refuerzo o zócalos cuando sea necesario, por ejemplo, para soportar cargas concentradas, estabilizar el sistema constructivo o adaptarse a las condiciones del terreno. Desde el punto de vista estructural, el principio general es similar al de una losa de hormigón sobre el terreno: una placa de distribución de cargas que descansa sobre elementos aislantes y de soporte. La principal diferencia es que la placa de distribución de cargas es de madera en lugar de hormigón, mientras que los demás componentes de soporte pueden seguir siendo de hormigón”, dice Irina.
La cimentación de madera debe soportar el peso de la superestructura, distribuir cargas, une el edificio y contribuye a su estabilidad frente al viento.
Es importante considerar cuidadosamente las condiciones del terreno, y los trabajos de excavación antes de elegir una cimentación de madera, ya que “todas las cimentaciones deben adaptarse a las condiciones del terreno, pero esto cobra especial importancia en el caso de los cimientos de madera, ya que la madera es sensible a la humedad. Es fundamental garantizar un entorno seco y estable a lo largo del tiempo. Por lo tanto, los cimientos de madera requieren:
• Un estudio geotécnico para conocer la capacidad de carga, los riesgos de asentamiento y las condiciones de las aguas subterráneas.
• Evitar emplazamientos con mal drenaje o riesgo de inundación, que no son adecuados para cimientos de origen biológico.
• Trabajos de cimentación, drenaje y capas de relleno adecuados para garantizar una base seca y bien drenada” argumenta Irina.
Dos proyectos de viviendas monitorizados, Villa Klivet y Villa Zero (un proyecto independiente), “los edificios se construyeron sobre suelos con condiciones normales, […]. En tales condiciones, los cimientos de CLT tuvieron un rendimiento comparable”, dice Irina.
“El diseño de una cimentación de CLT requiere un cambio de mentalidad, aunque el principio estructural básico se asemeje al de una losa sobre el terreno. Las cimentaciones de hormigón cuentan con una larga tradición, rutinas consolidadas y amplios márgenes de seguridad. Al pasar a la madera, los diseñadores deben prestar mayor atención a la protección contra la humedad, a los detalles y al comportamiento a largo plazo de las membranas y las juntas, ya que la madera es sensible a la humedad”, dice Irina.
Las cimentaciones son más ligeras, “lo que puede influir en la estabilidad general y, por lo tanto, requiere un análisis estructural más minucioso que las soluciones convencionales de hormigón sobredimensionadas”, dice Irina.
La clave del cambio de mentalidad es cuando Irina afirma que es “que un cimiento de CLT «flota» más ligeramente sobre el suelo y exige un trabajo de ingeniería más cuidadoso, especialmente en lo que respecta a la protección contra la humedad, el anclaje y la estabilidad”.
Uno de los desafíos que aborda el proyecto es el anclaje y transferencias de cargas ya que deben transferir de forma segura las cargas verticales, las cargas horizontales (por ejemplo, el viento) y, en algunos casos, los momentos. Pero Irina insiste en que “esto es especialmente importante en el caso de las estructuras ligeras de madera, en las que el efecto de levantamiento y el deslizamiento pueden resultar críticos si las uniones no se diseñan con cuidado”.
Otro desafío es la estabilidad dimensional del CLT. Como la madera es más blanda, para Irina significa “que la distribución de cargas y las concentraciones locales de tensiones deben gestionarse con cuidado en el diseño. Al mismo tiempo, la madera es más flexible y capaz de doblarse, lo que le confiere un comportamiento de deformación diferente al del hormigón. Esta flexibilidad del material puede ser ventajosa en algunas situaciones, pero también requiere un modelado preciso y una comprensión de la estabilidad dimensional a largo plazo cuando se utiliza como material de cimentación”.
Otro desafío son los riesgos de asentamiento que “dependen principalmente de las propiedades del suelo y de la carga —al igual que en los cimientos de hormigón—, pero los cimientos más ligeros alteran la distribución de la carga, lo que hace que la evaluación geotécnica y las posibles mejoras del terreno sean igual de importantes”, dice Irina.
Protección contra la humedad:
Uno de los aspectos críticos. La madera es un material sensible a la humedad, por lo que su durabilidad depende, en gran medida, de la correcta ejecución de barreras impermeables.
Hay dos estrategias utilizan para controlar la humedad del terreno y la gestión de las condensaciones:
- La presión de vapor descendente. Una capa gruesa de aislamiento situada debajo de la losa de CLT mantiene la madera a una temperatura más elevada que la del suelo. Este gradiente de temperatura genera un flujo de presión de vapor descendente, lo que reduce el riesgo de que la humedad migre hacia arriba, hacia el CLT.
- Capas de barrera (membranas y láminas). Las membranas protectoras semipermeables se utilizan habitualmente durante el transporte y el montaje, y también pueden contribuir a la protección contra la humedad durante el uso. En algunos diseños, capas de barrera más impermeables encapsulan partes de la losa, especialmente en las zonas de los bordes, para impedir la entrada de humedad desde el suelo.
Irina menciona otras medidas:
- “Una capa de ruptura capilar y drenaje (piedra triturada, granulado de vidrio celular) debajo del aislamiento para controlar el agua y la ascensión capilar.
- Evitar ubicaciones con mal drenaje o alto nivel freático.
- Diseñar perfiles de temperatura y humedad para evitar condiciones de punto de rocío en el interior de la madera”.
Se utilizan la impregnación, láminas de protección contra el radón, membrana impermeabilizantes tipo wetguard, membranas semipermeables o una combinación de estas soluciones. La exigencia es clara: garantizar una vida útil mínima de 50 años sin degradación significativa.
Para Irina, otro desafío es el diseño de detalles constructivos en cuanto a los bordes de la losa, las esquinas y las penetraciones de las instalaciones técnicas, ya que son los puntos más vulnerables. “El seguimiento de Villa Klivet y Villa Zero muestra que los problemas locales de humedad suelen surgir de los detalles y del comportamiento de la membrana en estas zonas”, dice Irina.
“Los ensayos de laboratorio demuestran que incluso los daños más leves en las membranas pueden provocar una entrada significativa de humedad y la aparición de moho en el CLT. Esto subraya la necesidad de contar con rutinas sólidas de detallado, inspección y reparación, especialmente en las zonas de los bordes, las esquinas y alrededor de las penetraciones”, advierte Irina.
Aislamiento:
Los aislamientos deben cumplir tres condiciones: resistencia a la compresión; rotura capilar y resistencia a la humedad.
Las losas de CLT se pueden combinar con diferentes tipos de aislamiento y, se ha elegido un aislamiento como el vidrio celular (celular glass). Este último ha despertado especial interés por su origen reciclado y su capacidad para actuar simultáneamente como aislamiento, capa drenante y elemento de reparto de cargas y de nivelación de las irregularidades del terreno subyacente. No obstante, su elevado consumo energético en fabricación y posibles limitaciones de suministro plantean interrogantes sobre su sostenibilidad.
Capa drenante y aislamiento contra heladas:
Se emplea macadán o grava de vidrio celular para evitar acumulación de agua y daños por heladas, junto con barreras frente a humedad, gases y radón.
Capa impermeable contra el suelo:
Se resuelve con geotextiles, láminas de polietileno (PE) o barreras antirradón.
3. Prestaciones técnicas
Las cimentaciones de madera presentan una característica diferencial clave: su bajo peso, aproximadamente una quinta parte del de una losa de hormigón equivalente.
Sin embargo, también introduce desafíos en términos de estabilidad global, especialmente en edificaciones de mayor altura, donde es necesario prestar especial atención al anclaje y a la resistencia frente a cargas horizontales. No obstante, se puede sustituir directamente una losa de hormigón sobre el terreno por una cimentación de madera en edificios de hasta 2 plantas. “Se han diseñado edificios de madera de varias plantas (3-4 plantas) con cimientos de madera maciza y vigas de refuerzo, pero aún no se han implementado de forma generalizada”, dice Irina.
El mensaje no es que «los edificios altos de madera no puedan utilizar cimientos de madera», “sino más bien que la experiencia práctica se limita actualmente a edificios de baja altura, mientras que los conceptos de varios pisos siguen en fase de desarrollo y estudio”, arguye Irina.
“No existe un límite fijo en cuanto al número de plantas. La viabilidad depende de: la masa del edificio; el diseño structural; las condiciones del suelo; los requisitos de estabilidad y el uso de vigas de refuerzo u otros sistemas de estabilización”, dice Irina.
En términos térmicos, la madera ofrece ventajas claras gracias a su baja conductividad, lo que reduce significativamente los puentes térmicos en comparación con soluciones tradicionales.
La estanqueidad del sistema —frente a aire, vapor, humedad y radón— puede garantizarse mediante una correcta combinación de capas impermeables y el propio comportamiento del CLT, que, en determinados espesores, con al menos cinco capas de tablas y grosores superiores a 70 mm, puede actuar como freno de vapor.
No obstante, el control higrotérmico sigue siendo uno de los aspectos más críticos. La humedad en la madera debe mantenerse por debajo del 18% para evitar moho y del 30% para prevenir pudrición, lo que exige una ejecución rigurosa y un control exhaustivo durante transporte, montaje y vida útil.
En cuanto al comportamiento frente a la humedad, Irina afirma que “estamos supervisando el contenido de humedad en dos viviendas que utilizaban diferentes tipos de construcción de losas de CLT sobre cimientos en el suelo:
• Villa Klivet presenta contenidos de humedad estables, entre el 10 % y el 15 %, y una humedad relativa moderada en la mayoría de los puntos de medición, lo que indica condiciones seguras.
• Villa Zero muestra un comportamiento generalmente bueno, pero con niveles de humedad más elevados en determinadas zonas de los bordes, donde el diseño y la configuración de la membrana dificultaron el secado. Esto ilustra lo sensibles que pueden ser los detalles de los bordes y la exposición durante la fase de construcción”.
Construcción prefabricada y montaje
La ligereza de la cimentación facilita el transporte y el montaje, reduce maquinaria y permite la prefabricación. Ésta, aunque exigente en su diseño, se minimizan los errores gracias a un mejor control de la geometría y las conexiones con la superestructura de madera.
En las viviendas monitorizadas, “se tardaron 5 días en montar los cimientos in situ y completar las instalaciones. Es posible continuar trabajando en la superestructura casi de inmediato. Si se tiene en cuenta que la losa de hormigón también necesita un periodo de secado, el ahorro es superior a 5 días”, afirma Irina.
El montaje puede ejecutarse sin mano de obra especializada, aunque exige precisión en la impermeabilización alrededor de las instalaciones y conductos.
Fiskarhedenvillan, Villa ZERO, instalación de los cimientos de CLT, 2021.
4. Ámbito de aplicación
Especialmente ventajosas donde el ahorro de altura, accesibilidad o limitaciones volumétricas son críticas.
5. Impacto ambiental y circularidad
El principal argumento a favor de estas cimentaciones es su reducido impacto climático. Permiten almacenar hasta 0,9 t CO₂/m³ y reducir emisiones hasta un 70%. La capa de madera por sí sola reduce aproximadamente un 93% frente al hormigón.
Hay un estudio de LCA que ofrece datos sobre dos edificios de madera de varias plantas, Kolonilotten y Flexibilitetshuset:
• “Impacto climático solo de los cimientos: los cimientos de madera maciza generan entre un 42 % y un 65 % menos de emisiones en comparación con las losas de hormigón.
• Edificio completo (A1-A5): Flexibilitetshuset: de 109 a 93 kg CO₂e/m² (la proporción correspondiente a los cimientos se redujo del 22 % al 9 %). Kolonilotten: de 116 a 107 kg CO₂e/m² (la proporción correspondiente a los cimientos se redujo del 17 % al 11 %).
Por lo tanto, los cimientos alternativos pueden reducir aproximadamente a la mitad el impacto climático de los cimientos y reducir sustancialmente su porcentaje en las emisiones totales del edificio”, concluye Irina.
Además, son desmontables y reutilizables, favoreciendo la economía circular.
6. Economía y barreras de adopción
Las cimentaciones de madera presentan precios por metro cuadrado superiores a los del hormigón en muchos casos.
“Sin embargo, en los casos en que resulte difícil o imposible utilizar losas de hormigón (por ejemplo, en montañas o islas) o cuando se requiera una instalación rápida, el coste adicional puede ser insignificante —o incluso ventajoso— debido a la reducción del tiempo de construcción”, arguye Irina.
El problema radica en que los promotores tienden a evaluar costes directos en lugar de considerar el ciclo completo del proyecto. A ello se la falta de experiencia generalizada en el sector.
7. Perspectivas de futuro
Son una solución sólida para baja altura y construcción modular, pero requieren más evidencia, normativa, optimización de costes y difusión.
No obstante, para Irina, “es necesario seguir investigando en materia de capacidad de carga, resistencia lateral, estanqueidad y protección robusta contra la humedad en diferentes condiciones climáticas y de emplazamiento”.
La cimentación puede convertirse en un foco clave de innovación en la descarbonización del sector.
Irina y su equipo están “trabajando en los informes de un proyecto de mayor envergadura. Espero que podamos publicarlos durante el segundo trimestre de este año”.