La Tierra en Construcción para el Desarrollo
  
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Nota: Este artículo ha sido creado gracias a Ingeniería Sin Fronteras en el marco del Programa de Afiliados de la Construpedia. El contenido pertenece a la publicación Tecnologías y Materiales de Construcción Para el Desarrollo (Cladera, A., Etxeberria, M., Schiess, I., Pérez, A.).
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La Tierra es el Material de Construcción que predomina en los países con mayor necesidad de viviendas y menos recursos como sucede en casi toda África, Oriente Medio y América Latina. En China e India hay más de 50 millones de casas de tierra, hoy en día, un tercio o la mitad de la población mundial vive en casas de tierra.
En zonas como Europa, la tierra apenas se utiliza aunque hay algún arquitecto como Martin Rauch que la tierra es su principal material de construcción. En general la tierra forma parte del paisaje cotidiano en muchas regiones rurales donde todavía se mantienen viviendas y patrimonio de tierra.
Construcción de tierra en Shibam,Yemen
Mezquita en Djenne, Mali
Ventajas y Desventajas de la Tierra en Edificación
El material no es costoso, sin embargo la metodología y coordinación en el proceso de construcción son básicos. Se necesita mover una cantidad importante de tierra, y es recomendable trabajar en una explanada de fácil drenaje para la realización de bloques.
Características de la Tierra Adecuada
Las características deseadas son: Permeabilidad, Estabilidad, Plasticidad y Cohesión, Compactabilidad, Durabilidad, y Abrasión.
Los ensayos básicos a determinar serán:
- Resistencia a compresión (definirá si la tierra es adecuada)
- Baja absorción de humedad
- Baja retracción y expansión (definirá si la tierra es adecuada)
- Alta resistencia a la abrasión
- Disponibilidad
Entre las tierras podemos diferenciar:
- La tierra granítica es muy adecuada para construcciones de tierra.
- Las tierras basálticas serán un poco más difíciles de compactar.
- La tierra caliza necesita adiciones de arcilla, cemento o cal.
- Las tierras bentonititas o expansivas no son adecuadas debido a la retracción y expansión que pueden tener debido a la cantidad de arcillas presentes.
- La fisuración de la tierra después de la lluvia puede indicar que es tierra expansiva. Se pueden estabilizar utilizando cal, cemento Pórtland o material puzolánico como estabilizadores. La cal es el estabilizador más usual en tierras con arcillosas. El cemento produce bloques de mayor resistencia.
- Lo ideal es un bloque o muro de apariencia adecuada y con mucha resistencia a compresión pero incluso los bloques de una apariencia fea pueden ser utilizables.
Los bloques de tierra prensados con adición de 5 -10% de cemento pueden cumplir fácilmente la "Uniform Building Code", para resistencias a compresión de 7 MPa. Son capaces de resistir entre 0.2 y 0.7 MPa inmediatamente después de fabricarlos, mientras que la resistencia final a compresión puede alcanzar los 3.2-7 MPa si no llevan cemento.
Las Dosificaciones más adecuadas para la tierra son:
- La fórmula básica es 30% de arcilla y un equilibrio entre cieno (barro) y árido fino.
- Algunos autores afirman que la proporción adecuada para la construcción con tierra es un 65% de arena, 15% de cieno, y un 20% de arcilla (se recomienda una proporción igual o inferior al 20% de arcilla).
- También se dan como adecuadas sobretodo para las técnicas de bloques y adobe, las proporciones siguientes: grava del 0 al 15%, arena del 40 al 50%, cieno de 20 al 35% y arcilla del 15 al 25%.
- La mezcla tierra-cemento: Una variación de la tierra que se ha utilizado desde la aparición del cemento. Es una mezcla de tierra y cemento que trabaja especialmente bien cuando el suelo es algo arenoso, pero también trabajará apropiadamente con otros tipos de suelos. Los suelos más pesados con más contenido de la arcilla requerirán probablemente más cemento Portland. El material suelo-cemento se ha utilizado para construir paredes, hacer suelos, pavimentas caminos, estabilizar los bancos del río,... Se ha de mezclar la tierra con el cemento Portland con las cantidades adecuadas. De cemento se utilizará entre 6 y 16% en volumen de cemento segun la densidad del suelo (cuanto más denso es el suelo, más cemento se utilizará. 6% de cemento corresponde a 1 porción de cemento, 15 porciones de tierra; 16% corresponde a 1 porción de cemento y 6 porciones de tierra) a continuación se añade agua y se mezcla todo otra vez. Se apisona el material y se deja curar cubriendo el material con un plástico.Se mejoran las propiedades de la tierra compactada.
La tierra a emplear debe estar limpia de raíces y restos vegetales. Es sumamente aconsejable consultar a las personas de la zona o investigar las referencias históricas, de la experiencia en la construcción con tierra en el lugar.
Tierra Compactada
La tierra compactada (Rammed hearth) es la construcción de muros monolíticos mediante la compactación de la tierra entre unos tablones de madera (o metálicas). Se ha utilizado en construcciones de todo tipo y en todo el mundo.
Las bases para dicha construcción que da la Organización de Naciones Unidas, Rammed Hearth, está basada en analizar la tierra adecuada, la técnica de compactación y detalles, y especificaciones de la construcción.
Para las zonas lluviosas la técnica conocida como Rammed Hearth (tierra compactada) es más adecuada. La composición es mayoritariamente arcilla, arena y grava con algun estabilizador. El estabilizador más usual actualmente es el cemento (antiguamente se utilizaba la cal). La diferencia principal es que la arcilla es comprimida in situ creando formas muy verticales. Las técnicas actuales de compactación de tierra utilizan equipos pesados mecanizados para promover y comprimir el material. El encofrado puede coger cualquier forma en la sección de los muros, el material vertido al encofrado se coloca en unos espesores entre 100 y 200 mm. Un martillo neumático con la superficie plana es utilizado para compactar el material y reducir al 50 % la altura inicial del material. Se van colocando capas de tierra y se repite el mismo procedimiento hasta alcanzar la altura deseada en el muro. El encofrado se puede quitar inmediatamente, esto es necesario si se quiere cepillar la superficie, ya que después de 60 minutos la superficie estará demasiado dura para poder realizarlo. Los muros normalmente son como mínimo 30 cm de ancho para que haya suficiente cuerpo para que sea estable y para proveer de la masa térmica suficiente para que haya un cierto confort. Es mejor aplicar un material aislante en el exterior del edificio para mantener la temperatura interior constante, la superficie interior puede ser acabada de muy diversas formas desde aceite natural a superficies mas estándar. Las casas de tierra compactada tienden a ser muy sólidas y conllevan una sensación de quietud.
La tierra compactada no arde de manera que es una buena solución para zonas susceptibles de un incendio, tienen la densidad de la tierra sólida y una resistencia a compresión hasta 6 MPa, los muros pueden ser de hasta 60 cm de ancho y se trata de un excelente material térmico.
La resistencia que obtiene este material depende del sistema de producción que se utiliza:
- Sistema Tetrabricks, se trata de una mezcla de cemento con tierra compactados con forma de ladrillo este método produce bloques de entre 6.4 y 16 MPa.
- Los bloques de caliche no cocido de entre un 5-10% de cemento añadido puede fácilmente cumplir con los estándares de construcción americanos con una media de 6.7 MPa.
- Los muros de tierra compactada son capaces de resistir entre 0.2 y 0.7 inmediatamente después de formados, mientras que las resistencia final a la compresión puede alcanzar los 3.2-7 MPa, siendo mayor cuando mezclamos con cemento.
- La Uniform Building Code para edificios de una y dos plantas requiere resistencias para el ladrillo de 2.1 MPa. Los bloques manufacturados con prensa hidráulica pueden alcanzar los 5 MPa después de producidos y hasta 7 MPa con el paso del tiempo. Mezclando con cemento se pueden alcanzar los 17.6-28 MPa.
COB
Es originaria de Gran Bretaña, aunque se hallan ejemplos por todo el mundo, y resulta especialmente adecuada en zonas lluviosas. Es la construcción de casas de tierra mediante una mezcla de tierra, agua y paja sin darle ninguna forma determinada (se puede dar una gran variedad de formas).
Es parecido al Adobe puesto que la mezcla básica de arcilla y arena es la misma pero normalmente tiene un porcentaje mayor de fibras de paja en su interior. Debido a un mayor porcentaje de paja este puede ser algo más aislante que el adobe (no son casas demasiado confortables en climas de temperaturas extremas).
La forma tradicional de mezclar la arcilla, arena y paja es con los pies desnudos motivo por el que requiere mucha mano de obra pero también se pueden utilizar procesos mecanizados para ello.