Tierra apisonada

tierra apisonada es una técnica para la construcción de cimientos, suelos y paredes utilizando materias primas naturales compactadas como tierra, tiza, cal o grava. Es un método antiguo que ha sido revivido recientemente como método de construcción sostenible.

Bajo su nombre francés de pisé también es un material para esculturas, normalmente de tamaño pequeño y realizadas en moldes. Se ha utilizado especialmente en Asia Central y en el arte tibetano y, a veces, en China.

Hay edificios formados con tierra apisonada en todos los continentes excepto en la Antártida, en una variedad de entornos que incluyen regiones templadas, húmedas, desérticas semiáridas, montañosas y tropicales. La disponibilidad de suelo adecuado y un diseño de construcción adecuado a las condiciones climáticas locales son los factores que favorecen su uso.

El término francés "pisé de terre" o "terre pisé" A veces se usaba en inglés para usos arquitectónicos, especialmente en el siglo XIX.

El proceso

Hacer tierra apisonada implica compactar una mezcla húmeda de subsuelo que tiene proporciones adecuadas de arena, grava, arcilla, limo y estabilizador, si lo hubiera, en un encofrado (un marco o molde con soporte externo).

Históricamente se utilizaban aditivos como cal o sangre animal para estabilizarlo.

La mezcla de tierra se vierte en el encofrado a una profundidad de 10 a 25 cm (4 a 10 pulgadas) y luego se compacta hasta aproximadamente el 50 % de su volumen original. El suelo se compacta de forma iterativa, en lotes o en hileras, para levantar gradualmente el muro hasta la parte superior del encofrado. Históricamente, el apisonamiento era manual con un palo largo a mano, pero los sistemas de construcción modernos pueden emplear apisonadores accionados neumáticamente.

Una vez terminado un muro, es lo suficientemente fuerte como para retirar inmediatamente el encofrado. Esto es necesario si se va a aplicar una textura superficial, por ejemplo, mediante cepillado de alambre, tallado o impresión de molde, porque las paredes se vuelven demasiado duras para trabajar después de aproximadamente una hora. La resistencia a la compresión de la tierra apisonada aumenta a medida que cura. El tapial estabilizado con cemento se cura durante un período mínimo de 28 días.

En los edificios modernos de tierra apisonada, los muros se construyen sobre zapatas convencionales o una base de losa de hormigón armado.

La construcción de un muro completo comienza con un marco temporal, el "encofrado", que generalmente está hecho de madera o contrachapado, como molde para la forma y dimensiones deseadas de cada sección del muro. La forma debe ser duradera y estar bien apuntalada, y las dos caras opuestas deben estar sujetas entre sí para evitar abultamientos o deformaciones causados por las grandes fuerzas de compresión. El encofrado juega un papel importante en la construcción de muros de tierra apisonada. Históricamente, para construir paredes se utilizaban tablones de madera atados con cuerdas. Los constructores modernos utilizan madera contrachapada y/o acero para construir encofrados.

Características

La resistencia a la compresión de la tierra apisonada depende de factores como el tipo de suelo, la distribución del tamaño de las partículas, la cantidad de compactación, el contenido de humedad de la mezcla y el tipo/cantidad de estabilizador utilizado. Los muros de tierra apisonada estabilizados con cemento bien fabricados pueden tener una presión de entre 5 y 20 MPa. Una mayor resistencia a la compresión podría requerir más cemento. Pero agregar más cemento puede afectar la permeabilidad de las paredes. De hecho, la tierra apisonada correctamente construida perdura miles de años, como lo demuestran muchas estructuras antiguas que aún permanecen en pie en todo el mundo. Los muros de tierra apisonada se refuerzan con varillas en zonas de alta actividad sísmica.

Agregar cemento a mezclas de suelo con bajo contenido de arcilla también puede aumentar la capacidad de carga de los edificios de tierra apisonada. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos observó en 1925 que las estructuras de tierra apisonada duran indefinidamente y pueden construirse por menos de dos tercios del costo de las casas de madera estándar.

Los trabajos con tierra apisonada requieren al menos una persona capacitada para el control de calidad. Todos los demás trabajadores pueden ser no calificados o semicalificados.

Un beneficio importante de la tierra apisonada es su alta masa térmica: al igual que el ladrillo o el hormigón, absorbe calor durante el día y lo libera durante la noche. Esta acción modera las variaciones diarias de temperatura y reduce la necesidad de aire acondicionado y calefacción. En climas más fríos, las paredes de tierra apisonada se pueden aislar insertando aislamiento como espuma de poliestireno o paneles rígidos de fibra de vidrio dentro de las capas internas y externas de tierra apisonada. Dependiendo del tipo y contenido del aglutinante, también se debe proteger de las fuertes lluvias y aislar con barreras de vapor.

La tierra apisonada puede regular eficazmente la humedad si las paredes sin revestir que contienen arcilla están expuestas a un espacio interno. La humedad está regulada entre el 40% y el 60%. La masa de material y el contenido de arcilla de la tierra apisonada permiten que un edificio respire más que los edificios de hormigón, lo que evita problemas de condensación pero evita pérdidas importantes de calor.

Las paredes de tierra apisonada tienen el color y la textura de la tierra natural. Algunas personas no utilizan acabados impermeables a la humedad, como el enlucido de cemento, porque perjudican la capacidad de una pared para absorber la humedad, cualidad necesaria para preservar su resistencia.

Las imperfecciones se pueden reparar usando la mezcla de tierra como yeso y lijándola hasta que quede suave.

El grosor varía ampliamente según la región y el código. Puede ser tan solo de 6 pulgadas (150 mm) para muros sin carga y hasta 24 pulgadas (600 mm) para muros de carga. El espesor y densidad de los muros de tierra apisonada los hacen aptos para la insonorización. También son inherentemente ignífugos, resistentes al daño de las termitas y no tóxicos.

Efectos ambientales y sostenibilidad

Los edificios de tierra apisonada son más sostenibles y respetuosos con el medio ambiente que otras técnicas de construcción que utilizan más cemento y otros productos químicos. Debido a que los edificios de tierra apisonada utilizan materiales disponibles localmente, generalmente tienen poca energía incorporada y generan muy pocos desechos. Los suelos utilizados suelen ser subsuelos que conservan la capa superior del suelo para la agricultura. Cuando se puede utilizar el suelo excavado para preparar los cimientos, el costo y el consumo de energía del transporte son mínimos. La tierra apisonada es probablemente el material y la técnica de construcción menos perjudiciales para el medio ambiente y disponibles comercialmente en la actualidad para construir edificios sólidos. La tierra apisonada tiene un impacto de fabricación potencialmente bajo, dependiendo de la cantidad de cemento y de la cantidad de origen local; a menudo se trata de agregados extraídos en lugar de “tierra”.

La tierra apisonada puede contribuir a la eficiencia energética general de los edificios: la densidad, el espesor y la conductividad térmica de la tierra apisonada la convierten en un material especialmente adecuado para la calefacción solar pasiva. El calor requiere casi 12 horas para atravesar una pared de 35 cm (14 pulgadas) de espesor.

Mezclar cemento con el suelo puede contrarrestar los beneficios sostenibles, como la baja energía incorporada, porque la fabricación del cemento en sí crea 1,25 toneladas de dióxido de carbono por tonelada de cemento producida. Aunque en teoría tiene bajas emisiones de gases de efecto invernadero, el transporte y la producción de cemento pueden aumentar significativamente las emisiones generales de la construcción moderna con tierra apisonada. El tipo más básico de tierra apisonada tradicional tiene muy bajas emisiones de gases de efecto invernadero, pero la variante más diseñada y procesada de tierra apisonada tiene el potencial de generar emisiones significativas.

Historia

Se han encontrado evidencias del uso antiguo de tierra apisonada en sitios arqueológicos neolíticos como los del Creciente Fértil, que datan del noveno al séptimo milenio a.C., y de las culturas Yangshao y Longshan en China, que datan del 5000 a.C. Hacia el año 2000 a. C., las técnicas arquitectónicas de tierra apisonada (夯土 Hāng tǔ) se usaban comúnmente para muros y cimientos en China.

Estados Unidos y Canadá

En el siglo XIX, la tierra apisonada se popularizó en los Estados Unidos gracias al libro Economía rural de S. W. Johnson. La técnica se utilizó para construir la plantación Borough House y la Iglesia de la Santa Cruz en Stateburg, Carolina del Sur, ambos monumentos históricos nacionales.

Construido en 1821, el complejo Borough House Plantation contiene la colección más antigua y más grande de edificios "alto estilo" pise de terre (tierra embriagada) en los Estados Unidos. Seis de las 27 dependencias y porciones de la casa principal fueron construidas utilizando esta técnica antigua que fue introducida a este país en 1806 a través del libro Economía rural, por S. W. Johnson

Un ejemplo destacado de un edificio de tierra apisonada en Canadá es la Iglesia Anglicana de Santo Tomás en Shanty Bay, Ontario, erigida entre 1838 y 1841.

Desde la década de 1920 hasta la de 1940 se estudió la construcción con tierra apisonada en Estados Unidos. South Dakota State College investigó exhaustivamente y construyó casi cien muros de tierra apisonada. Durante más de 30 años, la universidad investigó el uso de pinturas y yesos en relación con los coloides en el suelo. En 1943, el Clemson Agriculture College de Carolina del Sur publicó los resultados de su investigación sobre la tierra apisonada en un folleto titulado "Construcción de edificios con tierra apisonada". En 1936, en una granja cerca de Gardendale, Alabama, el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos construyó edificios experimentales de tierra apisonada con el arquitecto Thomas Hibben. Las casas se construyeron a bajo costo y se vendieron al público junto con suficiente terreno para jardines y pequeñas parcelas para el ganado. El proyecto tuvo éxito al proporcionar viviendas a familias de bajos ingresos.

La Agencia de Estados Unidos para el Desarrollo Internacional está trabajando con países en desarrollo para mejorar la ingeniería de las casas de tierra apisonada. También financió la autoría del Handbook of Rammed Earth de la Universidad Texas A&M y el Instituto de Transporte de Texas.

El interés en la tierra apisonada disminuyó después de la Segunda Guerra Mundial, cuando disminuyó el costo de los materiales de construcción modernos. La tierra apisonada se considera de mala calidad y muchos contratistas, ingenieros y comerciantes se oponen a ella. La percepción predominante de que esos materiales y técnicas funcionan mal en regiones propensas a los terremotos ha impedido su uso en gran parte del mundo. En Chile, por ejemplo, los edificios de tierra apisonada normalmente no pueden asegurarse convencionalmente contra daños ni siquiera pueden ser aprobados por el gobierno.

Un ejemplo notable del uso de tierra apisonada en el siglo XXI es la fachada del Centro Cultural del Desierto Nk'Mip en el sur de Columbia Británica, Canadá. Desde 2014 es el muro de tierra apisonada más largo de América del Norte.

China del siglo XX

La construcción con tierra apisonada fue importante desde el punto de vista práctico e ideológico durante la rápida construcción del campo petrolífero de Daqing y el desarrollo relacionado de Daqing. El "Espíritu Daqing" representó un profundo compromiso personal en la consecución de objetivos nacionales, una vida autosuficiente y frugal y un uso integrado del suelo urbano-rural. Se decía que el paisaje urbano-rural de Daqing encarnaba la sociedad comunista ideal descrita por Karl Marx porque eliminaba (1) la brecha entre la ciudad y el campo, (2) la brecha entre trabajadores y campesinos, y (3) la brecha entre el trabajo manual y el mental.

A partir de la experiencia de Daqing, China fomentó la construcción con tierra apisonada a mediados de los años 1960. A partir de 1964, Mao Zedong abogó por un “movimiento de revolución del diseño de masas”. En el contexto de la división chino-soviética, Mao instó a los planificadores a evitar el uso de materiales prefabricados de estilo soviético y, en cambio, abrazar el espíritu proletario de la construcción in situ utilizando tierra apisonada. El Partido Comunista promovió el uso de la construcción con tierra apisonada como un método de bajo costo autóctono de China y que requería poca habilidad técnica.

Durante la campaña del Tercer Frente para desarrollar industrias estratégicas en el accidentado interior de China y prepararse para una posible invasión de Estados Unidos o la Unión Soviética, el director de la Comisión de Planificación, Li Fuchun, proyectó a los líderes para que se las arreglaran con lo que estaba disponible, incluida la construcción de viviendas de tierra apisonada. para poder dirigir más recursos a la producción. Esta política llegó a expresarse a través del lema "Primero construir la fábrica y después la vivienda".

Fuentes externas

• Construcción de murallas en el centro de Arizona College