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EXPERTO UNIVERSITARIO EN GESTIÓN DE PROYECTOS DE ARQUITECTURA EN BIOCONSTRUCCIÓN Análisis comparativo para autoconstructores de diferentes técnicas de construcción con tierra PROYECTO FINAL AUTOR Diana Femenia Giner DIRECTOR Alejandro López En Vall de Gallinera , a 22 de Septiembre 2016 Análisis comparativo para autoconstructores de diferentes técnicas de construcción con tierra TFC Experto Universitario en Gestión de Proyectos de Arquitectura en Bioconstrucción. Diana Femenia Giner INDICE La tierra como material de construcción ........... 5 Propiedades y características Componentes y aditivos Tipos de tierra .................................................... 8 Extracción y clasificación Estado, técnicas y aplicaciones Reconocimiento y pruebas de campo Sistemas constructivos ..................................... 13 Introducción ...................................................... 3 Presentación Habitar al Tierra, Manifiesto Contenido ......................................................... 5 Cob : modelado directo ....................................... 14 Adobe : técnica de bloques ................................. 16 Tapia : técnica de encofrado ................................. 20 Quincha o Baharenque : técnica de entramado ... 23 Cuadro comparativo ........................................ 25 Anotaciones ..................................................... 26 Recomendaciones ........................................... 28 Conclusión ....................................................... 29 Bibliografia ....................................................... 31 INTRODUCCIÓN Presentación “Análisis comparativo para autoconstructores de diferentes técnicas de construcción con tierra” pretende ser una guia de ayuda para el autoconstructor a la hora de decidir con qué técnica quiere construir. Partiendo de la decisión de construir con tierra, será impor- tante conocer la tierra como material de construcción, sus propiedades y características, y analizar y comparar las dife- rentes técnicas de construcción con tierra para elegir la más adecuada. Para hacer un análisis comparativo de las diferentes técni- cas, se tienen en cuenta una serie de factores como puede ser la disponibilidad del material, las herramientas y mecanis- mos, el gradao de complejidad, el tiempo de preparación y puesta en obra, las características físicas y prestaciones, la eficiencia energética y los costes. Este trabajo final de curso se redacta basándose enla docu- mentación del curso Experto Universitario en Gestión de Proyectos de Arquitectura en Bioconstrucción. Y en el curso práctico sobre Técnicas de Construcción con Tierra en Granja de rescate de caballos maltratados, con el proyecto “Salvia Equina Acogida”, en el Puente de Valdierno, Lozoya, Sierra de Madrid, impartido por Okambuva.coop, Septiembre 2016. HABITAR LA TIERRA, manifiesto por el derecho a construir con tierra cruda. Este manifiesto revindica el valor universal de las arquitec- turas de tierra como patrimonio mundial y como respuesta contemporánea ineludible para un futuro eco-responsable. Desde hace once milenios, la humanidad demuestra una sor- prendente capacidad para construir con tierra cruda, desde las sencillas habitaciones hasta palacios y ciudades enteras. Hoy, en contextos y territorios muy variados, este material de construcción sigue siendo el más utilizado, ya que un ter- cio de la población mundial vive en un hábitat de tapial, de adobe, de bahareque o quincha, de tierra apilada ó cob o de bloques de tierra comprimidos. Humildes o monumentales, estas arquitecturas demuestran una calidad de vida en lo cotidiano, y de innovaciones técnicas, que mezclan el saber hacer y la audacia, el arte y el virtuosismo.El empleo de este material concilia en efecto la cultura con lo social, la ecología y la economía, pilares del desarrollo sostenible. 3 Construir con tierra es: · Replantear a la vez globalmente y localmente el empleo de los recursos de nuestro planeta asociando tierra, agua y sol en un verdadero desafío técnico, cultural, social, económico y medioambiental. · Defender el derecho a poner en obra un material de con- strucción natural y ecológico, abundante, fácilmente dis- ponible y accesible a la mayoría, con el fin de permitir a los más desfavorecidos construir su hábitat “con lo que tienen debajo de sus pies”. · Promover los recursos locales, a la vez humanos y natu- rales, mejorar las condiciones de vida, valorar la diversidad cultural y mantener los sistemas de ayuda mutua para la construcción y el mantenimiento del entorno construido. · Emplear un « hormigón natural » que ofrece una verdadera alternativa ecológica y económica frente a los materiales y a los procesos de producción nocivos para el entorno. · Revalorizar, adaptar y transformar más de 11 000 años de conocimientos y de saber hacer, y asociar un material secular a una arquitectura innovadora. · Seguir el desarrollo del arte de construir y su puesta en forma compleja en un conjunto, uniendo arquitectura, estética y decoración. · Desarrollar la innovación para optimizar el material, simplificar su puesta en obra y producir nuevas arquitecturas. HABITAR LA TIERRA, Manifiesto por el derecho a construir con tierra cruda, Traducción de Virgilio Ayala, Sandy Minier y José María Sastre. CRATerre, Escuela Nacional Superior de Arquitectura de Grenoble, Red Cátedra UNESCO,EcologiK, Architectures à vivre, Dominique Gauzin-Müller, Jean Dethier, Lipsky-Rollet, Anna Heringer, Martin Rauch, Francis Diébédo Kéré, Marcelo Cortes,Rick Joy, Red PROTerra, AsTerre, Sandy Minier. Pueden adherirse al Manifiesto entrando en http://elistas.egrupos.net/lista/arqui-terra/datos/9construir y su puesta en forma compleja en un conjunto, uni- endo arquitectura, estética y decoración. INTRODUCCIÓN 4 LA TIERRA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN Propiedades y características - Reduce la contaminación ambiental. La energía requeri- da para la extracción, transporte y preparado de la tierra para construir es ínfima en comparación con la fabricación, trans- porte y preparación del cemento, acero o ladrillos cocidos. Además los escombros de una construcción con tierra son totalmente biodegradables o bien reutilizable ilimitadamente. - Ahorra costos en material y transporte. La tierra es un material económicamente asequible y generalmente dis- ponible en el lugar de la obra, o bien a nivel local. - Protege la madera y otros materiales orgánicos. Debido a su bajo equilibrio de humedad relativa en peso el barro preserva la madera de ataques de hongos e insectos y pro- tege de la putrefacción a la paja contenida en él o a la paja de un muro de fardos. - Es un buen aislante acústico. Transmite mal las vibracio- nes sonoras, por lo que aísla de ruidos externos. - Protege de las ondas de alta frecuencia. Se ha dem- ostrado que elementos construidos con tierra amortiguan las ondas de alta frecuencia, como por ejemplo las de telefonía móvil, en mayor medida comparando con otros materiales. - Regula la humedad ambiental. La tierra tiene la capacidad de absorber y expulsar la humedad relativa del aire circun- dante más rápido y en mayor proporción que cualquier otro material, mejorando la calidad del aire interior. Su porosidad permite este balance, y también la difusión del vapor de agua del interior hacia el exterior a través del muro. El contenido de humedad en el interior de una edificación con tierra per- manece constante entre el 45% y el 60%, rango considerado saludable para las personas. - Almacena calor. Al ser un material denso, tiene la capaci- dad de almacenar calor y liberarlo lentamente (inercia tér- mica). Esto lo hace ideal para climas donde existen grandes diferencias de temperatura entre el día y la noche, ya que el interior de una casa hecha con tierra se mantiene constante. En climas templados y fríos, combinado con elementos aislantes permitealmacenar ganancia térmica en el interior proveniente de sistemas de calefacción pasivos o activos, suponiendo un importante ahorro energético a la hora de calentar una casa. - Es un material inocuo. Carece de sustancias tóxicas a menos que el suelo de donde se haya extraído esté contami- nado. Además sus emisiones de radón son 10 veces inferi- ores que las del cemento. 5 Propiedades y características LA TIERRA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN - La tierra no es un material de construcción estandariza- do. El tipo de tierra dependerá del lugar de procedencia y de las cantidades más o menos presentes de los elementos que la conforman: arcillas, limos, arena, etc. Es necesario conocer su composición específica para establecer si es apta para una determinada técnica o elemento constructivo, y así determinar las correcciones necesarias con aditivos o agregados. - El barro se contrae al secarse. Es necesario añadir agua a la tierra para activar la capacidad aglomerante de la ar- cilla. Cuando esta agua de amasado se evapora la arcilla se contrae provocando fisuras y grietas. La retracción lineal puede alcanzar hasta el 12%, y su magnitud es proporcional a la cantidad de arcilla y agua contenida en la mezcla, por lo que para reducir la retracción puede disminuirse la cantidad de agua y arcilla, agregando áridos que optimicen la com- posición granulométrica o bien otros aditivos como veremos más adelante. - La tierra no es impermeable. Las construcciones de tierra son vulnerables en presencia de agua, por lo que hay que protegerlas con cubiertas y aleros, y barreras impermeabili- zantes, o bien mediante aditivos que la estabilicen y hagan sus superficies más hidrófugas. - La construcción con tierra precisa de mano de obra cualificada. A pesar de su popularidad en el contexto de las obras autoconstruidas, es necesaria la presencia de personal técnico cualificado para el asesoramiento de la obra con tierra. Si bien hay un interés creciente por parte de arquitec- tos y técnicos, encontrar albañiles y oficiales de obra cuali- ficados e interesados en construir con tierra puede ser más complicado. - Las construcciones con tierra precisan un manten- imiento regular. Cualquier edificación precisa de un man- tenimiento adecuado y regular en el tiempo; en el caso de construcciones con tierra cruda este aspecto merece más atención en comparación con una obra convencional, debido a la vulnerabilidad que presenta la tierra cruda sobre todo frente a la acción del agua. 6 LA TIERRA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN Componentes Aditivos tierra agua arcilla limo + arenas + gravas plasticidad trabajabilidad aglutinante estructura barro resistencia a compressión · Estabilizantes frente al agua mineral cal cemento empeora la capacidad aglutinante disminuye la resistencia a compresión animal estiercol caseina mayor resistencia a erosión vegetal aceite de lino agave reduce la capacidad de difusión del vapor baba de cactus emulsión asfáltica · Reducir fisuras: arena, paja · Mejorar el aislamiento fibras vejetales: paja, algas marinas, corcho minerales: arcilla expandida, vidrio expandido, lava expan- dida, perlita expandida, piedra pómez desechos de madera: asserrí y virutas 7 + + TIPOS DE TIERRAS Extracción Módulo 4 – Sistemas y Elementos constructivos Parte 2/3 19 Figura 4.3.9. Diagrama de tipos de barro según su distribución granulométrica (Voth, 1978). Fuente: Gernot Minke Figura 4.3.10. Imagen microscópica del barro, donde se aprecia los granos de arena unidos por las partículas de arcilla. Las moléculas de agua contenida entre las láminas que componen la arcilla son las responsables a nivel físico-‐químico de la fuerza aglutinante de la arcilla. Fuente: Michel Habib. Por tanto, una de las primeras correcciones que pueden hacerse para mejorar las características de una determinada tierra es precisamente modificar o corregir sus diferentes componentes granulométricos. Dependiendo de la composición granulométrica de las dife- rentes partículas que conforman la mezcla de barro (arcilla, limo, arena) podemos encontrar diferentes tipos de tierra según la proporción más o menos predominante de un tipo de partícula: una tierra arcillosa, una tierra limosa, o arenosa Módulo 5 – Materiales alternativos 37 Fuente: CRAterre Identificar la calidad de una tierra es indispensable para usarla como material de construcción. No todo tipo de tierra es apta para construir. Se necesita una proporción adecuada de cada uno de sus componentes para que ésta pueda ser usada en construcción. Es la denominada curva granulométrica, que refleja las proporciones que una tierra mezclada, contiene de cada diámetro de grano. Clasificación La capa superficial, tiene más contenido de materia orgánica, es apta para la agricultura, pero en principio no buena para la construcción. Esta capa puede tener un espesor variable, p odemos pensar en una capa de alrededor de 1 metro. A partir de esa profundidad tendríamos la tierra inorgánica, apta para la construcción. 8 TIPOS DE TIERRAS 9 Hay diferentes técnicas constructivas depen- diendo del estado y de su aplicación (puesta en obra). Según CRAterre, hay 12 tipos diferentes, que se pueden ver en la figura Módulo 5 – Materiales alternativos 41 Como resumen final vemos en la siguiente figura, en función a la composición de la tierra, las distintas técnicas o aplicaciones posibles, el uso de fibras naturales, los grados de humedad y estado y procedimiento asociado. Figura 5.2.7. Cuadro resumen de técnicas y aplicaciones constructivas en tierra. Fuente: Terram M 5.2.2.3. Estabilización de la tierra en la construcción. Se refiere a la mejora de alguna de sus características mediante una acción o adición de algún componente a la mezcla. Pueden ser de tipo; - MECANICO: Para mejorar la cohesión de la mezcla mediante el compactado o un mezclado extra, optimo. TIPOS DE TIERRAS 10 Cuadro resumen de técnicas y aplicaciones constructivas en tierra Fuente: Terram TIPOS DE TIERRAS Reconocimiento Pruebas de campo · Materia prima Elección sector extracción Extracción muestras Cernido o tamizado Determinaciones generales textura apariencia · Pruebas de campo Determinación de la composición granulometria cohesión consistencia plasticidad retención de agua Determinaciones al secar retracción compresión · Ensayos de laboratorio Granulometria óptima Sedimentación Estados de consistencia Límites de Atterberg 1. Pruebas táctil-visuales (textura y apariencia). · Caracterización por tamaño de partículas: esparcir la mues- tra de tierra seca en una capa fina sobre una superfície plana. A simple vista se ve la arena y grava, el material fino es limo y arcilla. · Color: claros y brillantes son inorgánicos, café oscuro, verde oliva o negro son orgánicos. · Brillo: cortar una bola compacta amasada con agua, mucho brillo es arcillosa, poco brillo limosa y sin brillo arenosa. · Tacto: la arena raspa y el limo es suave. 2. Prueba de caída de la bola (cohesión): dejar caer 1metro una bola amasada con agua. Si se esparce es arenosa, si se mantiene unida es arcillosa. Módulo 4 – Sistemas y Elementos constructivos Parte 2/3 24 Figura 4.3.14. Ensayo de sedimentación. Fuente: Red Iberoamericana PROTERRA. Ensayo de caída de la bola. Se forma una bola de 4 cm de diámetro con la mínima cantidad de agua suficiente. Se deja caer al suelo plano y liso desde una altura de 1.5 m. La muestra tendrá mayor contenido de arcilla cuanto menor sea el número de grietas que aparecen en la bola impactada sobreel suelo. Si se disgrega resulta un barro arenoso (fig. 4.3.15). Figura 4.3.15. Ensayo de caída de bola. La muestra de la izquierda corresponde a un barro arcilloso, mientras que la muestra de la derecha es un barro arenoso, por lo que se disgrega al impactar con el suelo. Fuente: Red Iberoamericana PROTERRA. Ensayo de consistencia. A partir de una bola de barro de 3 cm de diámetro, se amasa formando un cilindro de 3 mm de diámetro, agregando más agua si fuera necesario a medida que amasamos. Después de alcanzar los 3 mm de diámetro se vuelve a formar la bola: si no es posible entonces la muestra tiene poca arcilla; si se forma fácilmente de nuevo y ofrece resistencia al apretarla con los dedos pulgar e índice, entonces es un barro arcilloso (fig. 4.3.16). 11 TIPOS DE TIERRAS Pruebas de campo 3. Prueba del bote - sedimentación rápisa (granulometría): se llena medio bote con tierra y agua, se agita y se deja reposar. Se forman distintas capas, abajo la arena, luego el limo y encima la arcilla. 4. Prueba del cordón (consistencia): formar un cordón sobre una superficie lisa hasta que se rompa con 3mm de diámetro, luego formar una bola y probar de aplastarla con los dedos. Dura, alta plasticidad: demasiada arcilla. Suave, plasticidad mediana: arcillo limosa, arenosa o areno-arcillosa. Frágil, baja plasticidad: bastante limo o arena y poca arcilla. 5. Prueba de exudación (retención de agua): colocando una porción bastante húmeda en la palma de la mano y golpearla. SI aflora agua rápidamente es tierra arenosa o limosa. Si la reacción es lena es tierra limo-arcillosa. Y si es muy lenta, es arcillosa. 6. Prueba de la galleta (resistencia seca): moldear varias ga- lletas de tierra bien húmeda de 1cm de espesor y dejar secar. Probar de romper, si no se disgrga es arcillosa, si se puede disgragar poco a poco es arcilla con arena o arcilla con limo, y si se disgrega fácilmente es limo o arena con poca arcilla. 12 SISTEMAS CONSTRUCTIVOS Modelado directo: cob Técnica de bloques: adobe Técnica de encofrado: Tapia Técnica de entramado: quincha/baharenque 13 COB modelado directo Dosificación Elaboración La mezcla de barro para esta técnica debe tener una plasti- cidad tal que permita elaborar pequeños bloques o bolas de barro modelados directamente con la mano y aplicados uno encima de otro en el momento de la ejecución en obra. El cob contiene una alta proporción de arcilla, alrededor del 21%, lo que normalmente da lugar a cantidades excesivas de retracción. Para reducir la retracción se le añade arena y paja a la mezcla. No debe contener demasiada agua para poderse apilar. Esta misma mezcla se puede usar para hacer adobes. Dosificación: 1:1:1, tierra arcillosa, arena y paja Tradicionalmente la mezcla se realiza en piscinas de unos 25 cm de profundidad, donde se coloca la tierra con la sufi- ciente cantidad de agua y se pisa el barro para su mezclado uniforme, mientras que se van añadiendo aditivos como las fibras o arena si fuera necesario. Otra manera más eficiente en obra es utilizar hormigoneras eléctricas para hacer la mezcla. En este caso conviene tener el barro licuado (barbotina) previamente. Ahunque con una mezcla con paja no es lo mas apropiado usar la hormigonera. Preparado de mezcla en piscina 14 COB modelado directo Puesta en obra - La técnica del cob consiste en una masa de barro y abun- dante paja que se apila y moldea a mano para formar muros monolíticos. - Es similar a construir una gran escultura donde poco a poco se va subiendo la pared y modelando con la única preocupa- ción de mantenerla vertical. Para esta técnica, la única herra- mienta son las manos. - Las bolas de barro que se lanzan o se dejan caer desde arriba. - Se emplea barro plástico sin mortero, uniendo mecánica- mente a través del compactado, pegado, apretado o lanzado. - Los muros son generalmente anchos. Para una pared, por ejemplo, se puede comenzar con 50 cm de espesor y termi- nar, a los 3 m de altura, en 30 cm. - Dependiendo del contenido de agua en el barro, conviene ir levantando la pared en capas de 20 a 25 cm. - Es muy común utilizar esta técnica para rellenar la parte entre la viga de encadenado superior de las paredes y el en- trepiso o el techo, o bien para moldear mobiliario o cualquier detalle de relleno. Lanzamiento de mezcla Preparación con huecos para la siguiente hilada 15 ADOBE técnica de bloques Dosificación Elaboración La mezcla ideal para adobes debe tener suficiente arena gruesa para obtener una alta porosidad y resistencia a com- presión con un mínimo de retracción. A su vez ha de contener la suficiente arcilla para asegurar una buena cohesión y no se disgreguen o se partan los adobes con la manipulación. Una dosificación adecuada para un adobe podría estar en torno a estos valores: 14% de arcilla, 22% de limo, 62% de arena, y un 2% de grava. Además es muy común la adición de fibras (paja cortada) para contrarrestar la retracción y ob- tener adobes más ligeros, y por tanto más aislantes. Antes de ponerse a elaborar los adobes conviene hacer prue- bas con diferentes dosificaciones y comprobar cuál resulta óptima. Ha de constatarse si los adobes de prueba una vez secos completamente agrietan por la retracción y si resisten el peso de una persona sobre ellos. . La retracción se cor- regirá añadiendo arena y/o paja, o incluso controlando que el secado no sea muy rápido; si por el contrario el adobe resulta débil y se parte con la simple manipulación, entonces habrá que añadirle más arcilla o rebajar el contenido de arena agregada. Dosificación: 1:1:1, tierra arcillosa, arena y paja La mezcla se realiza en piscinas de unos 25 cm de profun- didad, donde se pisa el barro para su mezclado uniforme. Tambien se puede hacer en pequeñas cantidades sobre un plástico. Se emplean diferentes moldes en cuanto a dimensiones y forma. Los más usuales son los rectangulares, aunque pu- eden encontrarse con formas trapezoidales o curvas. Las dimensiones son muy variables, siempre respetando que la longitud no sea mayor a dos veces el ancho más una junta. Por ejemplo 12x26x7 y 2cm de junta. Se recomiendan longi- tudes no mayores a 40 cm ni alturas mayores de 10 cm. Se rellena el molde empezando por las esquinas lanzando la masa, para que se rellene bien. Luego se rellena el resto. El secado ha de realizarse sobre una superficie horizontal plana y despejada, espolvoreada con arena. El lugar debe ser ventilado aunque preferiblemente cubierto para evitar el soleamiento directo cuando las temperaturas son muy altas, ya que si el secado es muy rápido puede favorecer la apar- ición de fisuras. Transcurridas 24 horas pueden voltearse los adobes para completar el secado, y cuando adquieran la con- sistencia suficiente para ser manipulados, conviene apilarlos en panderete y separados unos centímetros unos de otros. 16 ADOBE técnica de bloques Prueba de resistencia Preparado de mezcla y molde húmedo Moldeado Secado 17 ADOBE técnica de bloques Puesta en obra En muros portantes: - La longitud del muro entre dos contrafuertes o dos muros per- pendiculares a él no debe ser mayor de 10 veces su espesor.- Los muros de adobe deben arrancar sobre un sobrecimien- to de 20 cm de altura mínima, y con barrera impermeable para evitar la humedad del terreno. - Los adobes se colocan trabados a contrajunta. - Los muros se levantan completamente aplomados mediante guías verticales a plomo en los extremos, en las cuales se marcan los niveles de cada hilada (altura del adobe más el espesor de la junta), y una tanza nos servirá de guía horizon- tal que marcará la altura de cada hilada. - La mezcla utilizada para pegar los adobes es la mismaque la utilizada en la fabricación de los mismos. - El espesor de la junta no debe sobrepasar los 2.5 cm. Las juntas verticales se rellenan completamente de mezcla. - En muros de cerramiento no estructurales: deben ir ancla- dos a la estructura, por ejemplo mediante clavos y alambre cada tres hiladas. - La altura máxima del muro no debe ser mayor que 8 veces su espesor, no sobrepasando los 3 m. - La distancia entre una esquina y un hueco (puerta o ventana) ha de ser menor que 3 veces el espesor y como mínimo 0.90 m. - La suma de los anchos de los huecos no debe sobrepasar un tercio de la longitud del muro. - Debe ejecutarse una viga o zuncho superior para repartir las cargas de la cubierta. 18 ADOBE técnica de bloques Preparación de la base Colocación del adobe Comprobar el nivel Levantamiento del muro 19 TAPIA técnica de encofrado Dosificación Elementos En comparación con otras técnicas de tierra cruda, la tierra empleada necesita un mínimo contenido de humedad (en torno al 8%), lo que produce una retracción muy baja y una mayor resistencia. El contenido mínimo de arcilla debe ser del 10%, aunque pueden agregarse estabilizantes como cal o cemento. La prueba tradicional para saber la idoneidad de una tierra para tapia nos puede servir como test aproximado a la hora de escoger nuestra tierra: consiste en comprimir un puñado con las manos haciendo una pella; si ésta no se dis- grega al rodarla, la tierra es apta para el tapial. En ocasiones se utilizan diferentes tipos de tierra con calidades cromáticas variadas en cada tongada para crear un efecto estético. Dosificación: tierra areno-arcillosa con grava Los elementos propios de la técnica de tapiería son el en- cofrado o tapial, y el pisón. El encofrado tiene multitud de variantes. Básicamente consta de tablones paralelos unidos entre sí mediante travesaños. Conviene tener en cuenta: - el encofrado debe ser suficientemente rígido para evitar su pandeo durante la compactación; - las piezas han de ser ligeras para poder ser transportadas entre dos operarios, y debe ser fácilmente manejable y ajust- able en sus desplazamientos horizontales y verticales, a medida que se va ahaciendo el muro; - debe admitir variaciones en la longitud. Los encofrados tradicionales son de madera, y se componen de las tablas longitudinales, de espesor entre 35 y 45 mm; el cabecero, que son las tablas que cierran el cajón lateralmente; las agu- jas, travesaños que soportan el peso de las tablas y donde se acuñan los costales, maderas verticales que afianzan las tablas a uno y otro lado y van unidas en su parte superior por los tirantes; los codales por su parte son travesaños que evi- tan que los costales se cierren, manteniendo el espesor que tendrá el muro. El pisón es la herramienta manual para compactar el barro, tradicionalmente de madera con base cónica o plana. La superficie óptima de su base debe estar entre 60 y 200 cm2, y en general los pisones no debe tener un peso superior a 9 kg, ni ser inferior a 5 kg para asegurar una fuerza de com- pactado por la gravedad. Elaboración La elaboración consiste en humedecer la tierra, de manera dispersa para que no se aglutine, mientras se va removiendo. Para hacer la mezcla se puede usar una pastera. 20 TAPIA técnica de encofrado Preparación mezcla Montaje del encofrado Aguja y costal Tirante 21 TAPIA técnica de encofrado Puesta en obra Esta técnica consiste en verter tierra húmeda en el enco- frado y compactarlas con un pisón. Conviene señalar que la palabra ‘tapial’ se refiere al encofrado, mientras que ‘tapia’ designa al muro o a una parte del mismo resultante con esta técnica. Por lo general el encofrado se va desplazando horizontal- mente a medida que se va rellenando y compactado las sucesivas tongadas de 10-15 cm, con lo que se consiguen tramos de muro de unos 50 a 80 cm antes de desplazar el encofrado. Para dinteles y zunchos, así como refuerzos ante seísmos, el tapial admite armados tanto metálicos como de origen orgáni- co. Al desencofrarse la tapia todavía húmeda permite mod- elar jambas, huecos y vanos mediante corte con machete o alambre de púas. Esta técnica da como resultado muros monolíticos estructura- les con espesores en torno a los 40 - 60 cm. Rellenar y apisonar Desencofrar 22 QUINCHA O BAHARENQUE técnica de entramado Dosificación Elaboración La mezcla ha de ser bien arcillosa para asegurar la adheren- cia al entramado, y debe contener suficiente fibra para con- trarrestar la retracción y dar estructura. Puede emplearse una mezcla liviana de paja ensuciada de barbotina, y colocada entre dos capas de entramado, dando así a la llamada quincha alivianada o seca, ideal para climas fríos por su capacidad aislante. Dosificación: 1:1:2, tierra arcillosa, arena y paja Para hacer la mezcla se puede usar una bañera o un tipo de barreño similar. Se pone la paja, que este separada y suelta. Se añade la barbotina necesaria para ensuciar toda la paja y se mezcla bien, sin dejar paja sin ensuciar. Se preparan los marcos y se va fijando y formando el entra- mado. La estructura consiste en elementos verticales y hori- zontales que forman una malla con elementos en horizontal o elementos en diagonal. Prueba de resistencia Moldeado 23 QUINCHA O BAHARENQUE técnica de entramado Puesta en obra Esta técnica consiste en rellenar con una mezcla plástica de barro y paja un entramado o estera de ramas, cañas, rollizos o cualquier material similar, el cual sirve de armazón interno y permite que la mezcla de barro se agarre. Encontramos di- versidad de variantes según los materiales y sofisticación en el entramado. Resulta ideal para muros de cerramiento así como para tabiquería interior. - Entre los pilares estructurales se arman los armazones compuestos de montantes verticales a los que se clavan, horizontalmente o a 45º, listones ramas o cañas separados a una distancia suficiente para que la aplicación de la mezcla con la mano tenga dónde “agarrarse”. - Este entramado puede estar a una cara o a dos, formando así dos capas de entramado y muros más gruesos hasta 20 cm. En este caso la mezcla se introduce manualmente en el interior entre estas dos capas, que posteriormente quedaran cubiertas por un revoque grueso que las cubra completa- mente. Si esta capa no es suficientemente gruesa aparecen grietas y fisuras al secar coincidiendo linealmente con los elementos del entramado, por lo que el revoque ha de tener un espesor de 2 cm como mínimo. Relleno del entramado Entramado de valla 24 CUADRO COMPARATIVO Técnicas Cob Adobe Tapia Quincha/ Baharenque Mezcla Tipo de tierra Aditivos Elaboración previa Puesta en obra Herramientas Dificultad Tiempo Mano de obraHumedad Ren- dimiento Cob Adobe Tapia Quincha/ Baharenque Propiedades Aislamiento Inercia térmica Estructural Aplicaciones Procedimiento Variantes Técnicas Caracteristicas x Muro de carga exterior e interior Muro de carga exterior e interior Tabiqueria interior Modelar Moldear y Aparejar Compactar Rellenar Muro de carga exterior e interior Pared exterior con estructura portante y tabiqueria interior Diferentes según el modelado previo y la puesta en obra Variedad en dimensiones y formas y diferentes aparejos Difererencias según los compo- nentes de la mezcla y del pisón Mezcla barropaja o pajabarbotina Variedad de entramados Arcillosa Arcillosa Limo-arcillosa Arcillosa Areno-arcillosa Grava Cal Arena Mucha paja Paja Arena Paja Arena tiempo/m 3 25 ANOTACIONES Sobre el cob: ·Es una técnica con cualidades esculturales excepcionales. Su textura y resistencia ha permitido explorar en cuestiones de forma, ligereza, escala y contraste. ·Es muy común utilizar esta técnica para rellenar la parte entre la viga de encadenado superior de las paredes y el entrepiso o el techo, o bien para moldear mobiliario o cualquier detalle de relleno. ·Su principal desventaja es el rendimiento en manode obra por m2 construido, ya que no puede levantarse grandes tramos de pared en una misma jornada, debido a la plasticidad que necesitamos para modelar el muro. Sobre la quincha o baharenque: · Este sistema constructivo requiere de una estructura portante a la que fijarse. Dentro de sus limitaciones formales, es facil- mente adaptable y flexible a las formas estructurales. · En comparación con las otras técnicas, el rendimiento de pu- esta en obra es alto. Una vez montado el entramado, el relleno de la mezcla es muy rápido. · Existe la posibilidad de confeccionar en taller el entramado con el armazón. Generales · Las construcciones de tierra deben protegerse frente a los efectos de la humedad del terreno, así como de las precipi- taciones. La mejor protección frente al agua principalmente vendrá por el diseño: aislar los elementos constructivos hechos con tierra de la humedad del suelo mediante una cimentación y sobrecimiento impermeable que evite la ascensión de la hume- dad por capilaridad, y por otro lado proteger los elementos de la lluvia directa mediante aleros en las cubiertas. En las épocas secas la humedad absorbida por los muros es devuelta a la atmósfera gracias a la capacidad transpirable de los muros de tierra. El nivel de exposición de las paredes a las inclemencias se reduce mediante aleros y zócalos para disminuir su erosión. Otra opción es la protección mediante revestimientos perme- ables al vapor que reduzcan la exposición directa del muro. Sin embargo, no se recomienda la aplicación de revestimientos impermeables que afecten a la transpirabilidad del muro. · La tierra es una mezcla heterogénea de arcillas, limos, arena y gravas, además de cierta cantidad eventual de materia orgánica. Dependiendo de su lugar de procedencia tendrá una composición y proporciones diferentes de los elementos que la componen; saber reconocer estos elementos es necesario para determinar si el tipo de tierra que disponemos es apta para construir así como establecer las correcciones adecuadas en su composición según el tipo de elemento constructivo a construir (un muro o un revestimiento) y la técnica constructiva que se vaya a emplear (cob, adobes, tapial, quincha, etc.). 26 Sobre la tapia: · En comparación con otras técnicas de barro, la tapia re- quiere de muy poco material para su terminación superficial. Generalmente no precisa de revoque; basta con pasar un fieltro nada más desencofrar el tapial, puesto que se adqui- ere una superficie lisa. En paredes exteriores, protegidas con alero y zócalo para salpicaduras, basta con una capa de pintura para su acabado como protección frente a las inclem- encias del clima. · Debido a su densidad, la tapia posee buenas prestacio- nes térmicas y acústicas. Las casas con muros de tapia son frescas en verano y cálidas en invierno gracias a su inercia térmica, aunque como contrapartida su capacidad aislante no resulta óptima. · El rendimiento de la mano de obra para un muro tradicional con tapial, incluyendo preparación, transporte y ejecución a mano, son de 20 a 30 h/m3. Mejorando el sistema de enco- frado y utilizando compactadores eléctricos de vibración, la mano de obra se reduce a unas 10 h/m3. · Una variante dentro de la técnica de encofrado es la paja encofrada. La mezcla consiste en paja ensuciada con barbo- tina. Con el mismo sistema de encofrado ahunque se necesi- ta menos fuerza de compactación y se puede usar un pisón más ligero y de menor tamaño. Estos muros son buenos aislantes térmicos y un grueso revestimiento le otorga inercia. Sobre el adobe: · La construcción con adobe es muy similar a la construcción con ladrillo. · Es muy importante en la puesta en obra que se respeten las dimensiones, el grosor de la junta y que se coloquen adecuada- mente siempre a contrajunta en horizontal y en vrtical en cu- alquier tipo de aparejo. · Una persona puede elaborar entre 300 y 500 adobes al dia. · Se necesita sitio para su elaboración y secado. · Una variante dentro de las técnicas de bloques es el BTC, el bloque de tierra comprimida. Se elaboran con una prensa man- ual. A pesar de la producción mecánica con la prensa, el ren- dimiento de elaboración es inferior, de 150 a 200 piezas por dia. A diferencia del adobe, la mezcla lleva menos cantidad de agua y no lleva paja, esto permite el apilamiento y almacenamiento inmediato. Su regularidad formal facilita su puesta en obra. · Otra variante de bloque, es el bloque aislante elaborado a partir de paja sucia de barbotina y prensado, con dimensiones mayores al adobe y con huecos internos para que resulten más manejables y lijeros así como para poder insertar armaduras preferentemente vegetales. Debido a su baja densidad no es idóneo para muros de carga haunque sí para cerramientos con excelentes cualidades aislantes. ANOTACIONES 27 RECOMENDACIONES · Disponibilidad del material y herramientas. Es importante tener el material y las herramientas necesarias para la puesta en obra. Por ejemplo, pensar de donde vamos a sacar la tierra o ver de donde la podemos traer, y analizar sus características para ver si es buena o no; reciclar tableros, plásticos gruesos... Preparar todo el material necesario y las herramientas. · Diseño constructivo y detalles de puesta en obra. El dis- eño del proyecto y el diseño constructivo dependeran del clima, del emplazamiento y del programa. Un buen diseño facilitará los detalles de puesta en obra y evitará problemas posteriores como pueden ser pataologias estructurales, patologias propias de cada material, de los revestimientos,etc. Por ejemplo, el zó- calo y los aleros son muy importantes, también los encuentros y uniones entre diferentes elementos y materiales. · Ejecución, Mano de obra, tiempo y costes. En la ejecución de la obra es importante la presencia de un técnico con cono- cimientos y práctica. La necesidad de más mano de obra de- penderá de la técnica constructiva, según los diferentes pro- cesos y de las condiciones viales para el rendimiento. El tiempo va tambien va en fución de la mano de obra, de la disponibili- dad, de la técnica constructiva, y del clima. Los costes depen- den de muchos factores (material necesario, dimensiones de la obra, mano de obra...), es muy dificil hacer un cálculo exacto pero se puede hacer una aproximación. Factores a tener en cuenta para la elección de un siste- ma constructivo u otro: · El lugar y el clima. Es importante conocer las caracteris- ticas climatológicas del lugar para hacer el diseño construc- tivo, elegir el momento para empezar la obra y preveer las necesidades en funcion de los factores climáticos del lugar. Por ejemplo, en un lugar donde llueve mucho, se tendria que ver la posibilidad o no de elaborar adobes y dejarlos secar. · El emplazamiento, características, espacio y orga- nización. Las características del lugar, como puede ser la pendiente, la presencia de vegetación y arboles, el abastec- imiento de agua, etc., puede determinar el espacio y orga- nización de las funciones que se vayan a realizar durante la obra. Por ejemplo, determinar el sitio de la piscina para hacer la mezcla, donde tener los materiales y las herramien- tas. · Programa, uso y finalidad. El diseño del proyecto y la pu- esta en obra requeriran de mas exigencia o menos según el programa, uso y finalidad. Por ejemplo, una vivienda de uso diario puede ser mas exigente que una vivienda de vaca- ciones que puede precisar de otros requerimientos, y estas necesidades serán diferentes para una aula, o una casita de aperos, o un establo o gallinero.... 28 CONCLUSIÓN El entendimiento de los puntos fuertes y débiles del material nos llevará a una concepción apropiada del edifi cio que pro- teja la base de los muros, limite su exposición directa al agua, prevea juntas de retracción, limite la concentración de cargas, entre algunos aspectos a tener en consideración en este tipo de construcción. El futuro próximo de la construcción con tierrapasa también por el establecimiento de una normativa así como de controles pertinentes de calidad, no solo del material sino también de su proceso ejecución, que permita finalmente incorporar este ma- terial, la tierra, en los currículums de docencia universitaria y en la práctica constructiva habitual de cualquier profesional. La arquitectura en tierra constituye un extenso patrimonio cultural que ha transcendido el paso del tiempo con edifi cios de centenares de años de existencia. Culturas milenar- ias emplearonla tierra como solución en todo tipo de estruc- turas de tierra, cuyos vestigios aun perduran. La búsqueda de nuevos materiales de construcción que aportan nuevas soluciones, sumado a la voluntad de hacer una arquitectura cada día más sostenible ha hecho emerger un material que se fue abandonando a lo largo del siglo XX. La sociedad y los técnicos han vuelto la mirada hacia la tierra que reivindica su lugar en una nueva cultura. Este resurgir como material más ecoógico todavía no es generalizado pero sin duda alguna se da en todo el mundo. No se local- iza en una área geográfi conconcreta y su uso está clara- mente en expansión entre los países desarrollados. Este hecho es un incentivo para los países en vías de desarrollo, con una mirada atenta a recuperar su identidad construc- tiva. Por ello, es necesario divulgar ampliamente los conocimien- tos sobre estas técnicas, no sólo en la edificación de obra nueva, sino también en el campo de la rehabilitación. Es muy habitual encontrar edificios donde es necesario ampliar métodos definidos de análisis, peritaje e intervención. 29 La auto-construcción debe de ser un camino asesorado en lo posible por profesionales responsables hasta el mo- mento del individuo reconocer su total independencia con todos los procesos constructivos para evitar el surgimiento de patologías en obra. Por otro lado la formación promueve cada vez más la independencia de comunidades con la utilización de estrategias simples y accesibles para el mejora- miento del hogar. El uso consciente y responsable de la Tierra en nuestros modos de habitar hace que cada vez más se utilice la tierra como material constructivo para nuestras necesidades edili- cias, y principalmente como manera de resolver el déficit de vivienda en el mundo. Sus ventajas trascienden el ámbito de lo económico, añadiéndose ventajas de índole técnica (fac- ilidad constructiva, disponibilidad y abundancia de material, buen aislante térmico y acústico, material ignífugo, etc.), de índole sociocultural (valorización de recursos locales, recu- peración de tradiciones populares, trabajo cooperativo, etc.), y de índole ambiental (bajo consumo energético y pequeña huella ecológica en el ciclo de vida de las construcciones). Hoy en día, la tierra como material de construcción es utiliza- da por aproximadamente la mitad de la población mundial, con muy diversas técnicas. Se considera el material de con- strucción natural más importante y abundante en la mayoría de las regiones del mundo. La arquitectura con tierra engloba la utilización de materiales naturales y sanos, como la tierra o la paja, sin embargo eso no es condición para que las construcciones sean saludables o enérgicamente eficientes. A la arquitectura con tierra como a cualquier proyecto para cu- alquier tipología arquitectónica se tiene que incorporar un análi- sis del clima y del entorno y diseñar en de la iluminación, venti- lación y confort térmico de manera preferentemente pasiva. Estos como otros factores son lo que permite que la arquitec- tura con tierra haga uso de los “demás elementos”. Ellos son los elementos naturales como el Sol, el Viento o el Agua y el uso que podemos sacar de ellos. De manera significativa a estos tres juntamos el ya nombrado elemento Tierra y el 5º elemento resulta ser el “Habitar”. A parte de la importancia de un proyecto bien definido que con- temple la técnica constructiva con tierra mas eficaz y el diseño bioclimático en función de cada lugar de implantación, asociado al acompañamiento de obra de un responsable cualificado en la etapa de construcción, también es importante que las obras de arquitectura con tierra sean obras/talleres para la formación de profesionales y artesanos y, siempre que generen la partici- pación activa del cliente con la auto-construcción y la auto-ger- encia de la obra. CONCLUSIÓN 30 BIBLIOGRAFIA 31 MINKE, G. (2010). Manual de construcción en tierra. Olba: Ediciones Ecohabitar. GUILLÉM MARZAL, P. (2015). Arquitectura de tierra de nueva planta. Estudio de limitaciones constructivas. Proyec- to final de máster. Valencia: Universidad Politécnica de Valencia. S. BESTRATEN, S., HORMÍAS, E. y ALTEMIR, A. (2011). “Construcción con tierra en el siglo XXI” en Informes de la Construcción. ARESTA, M. (2010). Arquitectura en tierra. Fenomenología de la forma. FADU-UBA Universidad de Buenos Aires. ARESTA, M. del grupo “ecoHACER”. Espacialidad y con- strucción con tierra. EQUIPO DOCENTE, Módulo 4: Sistemas Constructivos, Experto universitario en proyectos de arquitectura en bio- construcción. Primera edición 2015-2016 HABITAR LA TIERRA, Manifiesto por el derecho a construir con tierra cruda, EcologiK, Architectures , CRATerre y Red PROTerra,
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