Construcción con pacas de paja

La construcción con balas de paja es un método de construcción que utiliza balas de paja (comúnmente paja de trigo, arroz, centeno y avena) como elementos estructurales, aislamiento de edificios o ambos. Este método de construcción se usa comúnmente en la construcción natural o "marrón" proyectos de construcción. La investigación ha demostrado que la construcción con pacas de paja es un método sostenible para la construcción, desde el punto de vista de los materiales y la energía necesaria para la calefacción y la refrigeración.

Las ventajas de la construcción con pacas de paja sobre los sistemas de construcción convencionales incluyen la naturaleza renovable de la paja, el costo, la fácil disponibilidad, el retardo natural del fuego y el alto valor de aislamiento. Las desventajas incluyen la susceptibilidad a la pudrición, la dificultad de obtener cobertura de seguro y los requisitos de gran espacio para la pajilla. Se han realizado investigaciones utilizando sondas de humedad colocadas dentro de la pared de paja en las que 7 de 8 ubicaciones tenían un contenido de humedad inferior al 20 %. Este es un nivel de humedad que no ayuda en la descomposición de la pajilla. Sin embargo, la construcción adecuada de la pared de balas de paja es importante para mantener bajos los niveles de humedad, al igual que en la construcción de cualquier tipo de edificio.

Historia

Las casas de paja se han construido en las llanuras africanas desde la Era Paleolítica. Hace 400 años se usaban fardos de paja en la construcción en Alemania; y los techos de paja se han utilizado durante mucho tiempo en el norte de Europa y Asia. Cuando los colonos europeos llegaron a América del Norte, los tipis estaban aislados en invierno con paja suelta entre el revestimiento interior y la cubierta exterior.

La empacadora de heno mecánica, que se inventó en la década de 1850 y se generalizó en la década de 1890, facilitó en gran medida la construcción con pacas de paja. Resultó particularmente útil en Nebraska Sandhills. Los pioneros que buscaban tierras bajo la Ley de Homestead de 1862 y la Ley Kinkaid de 1904 encontraron escasez de árboles en gran parte de Nebraska. En muchas partes del estado, el suelo era adecuado para piraguas y casas de césped. Sin embargo, en Sandhills, el suelo generalmente era un césped de mala construcción; en los pocos lugares donde se podía encontrar césped adecuado, era más valioso para la agricultura que como material de construcción.

El primer uso documentado de pacas de heno en la construcción en Nebraska fue una escuela construida en 1896 o 1897. Sin vallas ni protección con estuco o yeso, se informó en 1902 que las vacas se la comieron. Para combatir esto, los constructores comenzaron a enyesar sus estructuras de fardos; si no se disponía de cemento o estuco de cal, se utilizaba "lodo de gumbo" obtenido localmente. fue empleado. Entre 1896 y 1945, se construyeron en Sandhills aproximadamente 70 edificios de balas de paja, incluidas casas, granjas, iglesias, escuelas, oficinas y tiendas de comestibles. En 1990, se informó que sobrevivieron nueve edificios bale en los condados de Arthur y Logan, incluida la Iglesia de Santidad Peregrina de 1928 en el pueblo de Arthur, que figura en el Registro Nacional de Lugares Históricos.

Desde la década de 1990, la construcción con pacas de paja se ha reactivado sustancialmente, particularmente en América del Norte, Europa y Australia. Es probable que este renacimiento se atribuya a una mayor conciencia ambiental y a las cualidades naturales y no tóxicas del material, la baja energía incorporada y la asequibilidad relativa. La construcción con pacas de paja ha encontrado problemas con respecto a los códigos de construcción según la ubicación del edificio. Sin embargo, en los EE. UU., la introducción de los Apéndices S y R en el Código Residencial Internacional de 2015 ha ayudado a legitimar y mejorar la comprensión de la construcción con pacas de paja. En Francia, la aprobación en 2012 de reglas profesionales para la construcción de paja la reconoció como “tecnología común” y califica para programas de seguro estándar.

Método

La construcción con pacas de paja generalmente consiste en apilar filas de pacas (a menudo en unión continua) sobre una base o cimiento elevado, con una barrera contra la humedad o una barrera capilar entre las pacas y su plataforma de soporte. Hay dos tipos de fardos de paja que se usan comúnmente, los atados con dos cuerdas y los que tienen tres. La paca de tres cuerdas es la más grande en las tres dimensiones. Las paredes de fardos pueden amarrarse con pasadores de bambú o madera (internos de los fardos o en sus caras), o con mallas de alambre superficiales, y luego estucarse o enyesarse, ya sea con una formulación a base de cal o con un enlucido de tierra/arcilla. Los fardos en realidad pueden proporcionar el soporte estructural para el edificio (técnica de "carga" o "estilo Nebraska"), como fue el caso en los ejemplos originales de finales del siglo XIX. El conjunto de pacas enlucidas también se puede diseñar para proporcionar soporte lateral y de corte para cargas sísmicas y de viento.

Alternativamente, los edificios con balas pueden tener un marco estructural de otros materiales, generalmente madera o estructura de madera, y las balas sirven simplemente como aislamiento y sustrato de yeso ("relleno" o "sin carga& #34; técnica), que se requiere con mayor frecuencia en las regiones del norte y/o en climas húmedos. En las regiones del norte, la posible carga de nieve puede superar la resistencia de las paredes de pacas. En climas húmedos, el imperativo de aplicar un acabado permeable al vapor impide el uso de estuco a base de cemento. Además, la inclusión de una estructura esquelética de madera o metal permite la construcción de un techo antes de levantar las pacas, lo que puede proteger la pared de la paca durante la construcción, cuando es más vulnerable a daños por agua en todos los climas excepto en los más áridos.. También se puede emplear una combinación de técnicas de enmarcado y soporte de carga, denominadas "híbridas" construcción con pacas de paja.

Los fardos de paja también se pueden usar como parte de un sistema de muros de estructura de membrana y vigas (SMS) en el que se interconectan revestimientos de hormigón proyectado o gunita ligeramente reforzados de 5 a 8 cm (2,0 a 3,1 pulgadas) con "X" 34; barra de refuerzo ligera con forma en las juntas de cabeza de las balas. En este sistema de muros, las pieles de hormigón proporcionan estructura, refuerzo sísmico y protección contra incendios, mientras que las balas se utilizan como encofrado y aislamiento.

La Universidad de Bath completó un programa de investigación que utilizó paneles 'ModCell' (paneles prefabricados que consisten en un marco estructural de madera relleno con pacas de paja y revestido con un sistema respirable a base de cal) para construir 'BaleHaus', una construcción con pacas de paja en el campus de la universidad. El trabajo de seguimiento de la estructura realizado por investigadores de arquitectura de la universidad ha descubierto que, además de reducir la huella ambiental, la construcción ofrece otros beneficios, como una vida más saludable a través de niveles más altos de aislamiento térmico y regulación de los niveles de humedad. El grupo ha publicado una serie de trabajos de investigación sobre sus hallazgos.

Las pacas precomprimidas de alta densidad (bloques de paja) pueden soportar cargas más altas que las pacas de campo tradicionales (pacas creadas con máquinas empacadoras en granjas). Mientras que las pacas de campo soportan alrededor de 900 kilogramos por metro (600 lb/ft) de longitud de pared, las pacas de alta densidad pueden soportar al menos 6000 kg/m (4000 lb/ft).

Los edificios con balas también se pueden construir con balas que no sean de paja, como las que se fabrican con materiales reciclados, como neumáticos, cartón, papel, plástico y alfombras, e incluso con bolsas que contengan "balas" de astillas de madera o cáscaras de arroz.

Las pacas de paja también se han utilizado en edificios de alto rendimiento y muy eficientes desde el punto de vista energético, como S-House en Austria, que cumple con el estándar energético Passivhaus. En Sudáfrica, un albergue de cinco estrellas hecho con 10.000 fardos de paja ha albergado a los líderes mundiales Nelson Mandela y Tony Blair. En los Alpes suizos, en el pueblecito de Nax Mont-Noble, en octubre de 2011 han comenzado las obras de construcción del primer hotel de Europa construido íntegramente con fardos de paja. La bóveda de Harrison, en Joshua Tree, California, está diseñada para resistir las altas cargas sísmicas de esa zona utilizando únicamente el ensamblaje que consta de balas, listones y yeso. La técnica se utilizó con éxito para viviendas con fardos de paja en la China rural. Las cúpulas de fardos de paja a lo largo de la grieta sirio-africana en el kibutz Lotan tienen un marco geodésico interior de tubos de acero. Otro método para aprovechar los beneficios de la paja es incorporar paredes de fardos de paja en una estructura preexistente.

Propiedades térmicas

Las pacas de paja comprimida tienen una amplia gama de valores R documentados. El valor R es una medida de la calidad del aislamiento de un material, cuanto mayor sea el número, más aislante. El valor R informado varía de 17 a 55 (en unidades americanas) o de 3 a 9,6 (en SI) según el estudio, los diferentes diseños de muros podrían ser responsables del amplio rango en el valor R. dado que las pacas tienen más de un pie de espesor, el valor R por pulgada es más bajo que la mayoría de los otros tipos de aislamiento comercial, incluidos los bloques (3–4) y el cartón pluma (~5). Las paredes de balas suelen estar recubiertas con una gruesa capa de yeso, que proporciona una masa térmica bien distribuida, activa en un ciclo a corto plazo (diurno). La combinación de aislamiento y masa proporciona una excelente plataforma para el diseño de edificios solares pasivos para invierno y verano.

Al igual que con la mayoría de los materiales de construcción, existe un grado de incertidumbre en la conductividad térmica debido a las influencias de la temperatura, el contenido de humedad y la densidad. Sin embargo, a partir de la evaluación de un rango de literatura y datos experimentales, un valor de 0.064 W/m·K se considera como un valor de diseño representativo para fardos de paja en las densidades típicamente utilizadas en la construcción de edificios.

Compressed and plaster straw bale walls are also resistant to fire.

Problemas con fardos de paja

Dos problemas importantes relacionados con la construcción con pacas de paja son la humedad y el moho. Durante la fase de construcción, los edificios deben protegerse de la lluvia y de las filtraciones de agua en el cuerpo de las paredes. Si se expone al agua, la paja comprimida puede expandirse debido a la absorción de humedad. A su vez, esto puede causar más grietas a través de las cuales se puede infiltrar más humedad. El moho puede causar más daño a la pared al liberar esporas potencialmente tóxicas en las cavidades de la pared y en el aire. En climas cálidos, donde las paredes pueden haberse humedecido internamente, las temperaturas internas pueden aumentar (debido a la descomposición de la paja afectada). Las ratas y los ratones pueden infiltrarse en las casas de balas de paja durante la construcción, por lo que se debe tener cuidado para mantener a estos animales fuera del material. Otros problemas se relacionan con el polvo de paja que puede causar dificultades respiratorias entre las personas alérgicas a la paja o al heno.

Varias empresas han desarrollado paredes prefabricadas con fardos de paja. Una casa ecológica pasiva se puede armar fácilmente con esos paneles.