La tierra apisonada es una técnica para construir cimientos, pisos y paredes utilizando materias primas naturales compactadas como tierra , tiza , cal o grava . [1] Es un método antiguo que ha sido revivido recientemente como un método de construcción sustentable .
Bajo su nombre francés de pisé se le conoce también como material para esculturas , generalmente de pequeño tamaño y realizadas en moldes . Se ha empleado especialmente en Asia Central y en el arte tibetano , y en ocasiones en China. [2]
Los edificios formados con tierra apisonada se encuentran en todos los continentes, excepto en la Antártida , en una variedad de ambientes que incluyen regiones templadas , húmedas, [3] semiáridas , desérticas , montañosas y tropicales . La disponibilidad de suelo adecuado y un diseño de construcción apropiado para las condiciones climáticas locales son dos factores que hacen que su uso sea favorable.
El término francés "pisé de terre" o "terre pisé" se utilizó a veces en inglés para usos arquitectónicos, especialmente en el siglo XIX.
Para hacer tierra apisonada se compacta una mezcla húmeda de subsuelo que tiene proporciones adecuadas de arena , grava , arcilla , limo y estabilizador, si lo hay, 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 hasta 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 tandas o capas, de modo de levantar gradualmente el muro hasta la parte superior del encofrado. El apisonado se hacía tradicionalmente de forma manual con una pértiga larga a mano, pero los sistemas de construcción modernos pueden emplear apisonadores accionados neumáticamente .
Una vez que se ha terminado de construir un muro, este es lo suficientemente fuerte como para quitarle 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 los muros se vuelven demasiado duros para trabajarlos después de aproximadamente una hora. La resistencia a la compresión de la tierra apisonada aumenta a medida que se cura. La tierra apisonada estabilizada con cemento se cura durante un período mínimo de 28 días.
En los edificios modernos de tierra apisonada, las paredes se construyen sobre zapatas convencionales o una base de losa de hormigón armado .
La construcción de un muro entero comienza con un armazón provisional, el "encofrado", que suele estar hecho de madera o madera contrachapada, como molde para la forma y las dimensiones deseadas de cada sección del muro. El encofrado debe ser duradero y estar bien apuntalado, y las dos caras opuestas deben estar sujetas entre sí para evitar que se abulten o deformen debido a las grandes fuerzas de compresión. El encofrado desempeña un papel importante en la construcción de muros de tierra apisonada. Históricamente, se utilizaban tablones de madera atados con cuerdas para construir muros. Los constructores modernos utilizan madera contrachapada y/o acero para construir el encofrado.
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 producidos pueden tener una resistencia entre 5 y 20 MPa (700 y 3000 psi). Una mayor resistencia a la compresión puede requerir más cemento. Pero la adición de más cemento puede afectar la permeabilidad de los muros. De hecho, la tierra apisonada construida correctamente perdura durante miles de años, como lo demuestran muchas estructuras antiguas que aún se mantienen en pie en todo el mundo. Los muros de tierra apisonada se refuerzan con barras de refuerzo en áreas de alta actividad sísmica .
La adición de cemento a mezclas de suelo con bajo contenido de arcilla también puede aumentar la capacidad de carga de los edificios de tierra apisonada. [ cita requerida ] El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos observó en 1925 que las estructuras de tierra apisonada duran indefinidamente y se pueden construir por menos de dos tercios del costo de las casas de madera estándar. [4]
Los trabajos con tierra apisonada requieren al menos una persona calificada para el control de calidad. Todos los demás trabajadores pueden ser no calificados o semicalificados.
Una ventaja 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 por la noche. [ cita requerida ] 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 material aislante como poliestireno o paneles rígidos de fibra de vidrio dentro de capas internas y externas de tierra apisonada. Dependiendo del tipo y contenido de aglutinante, también se debe proteger de las fuertes lluvias y aislar con barreras de vapor. [5]
La tierra apisonada puede regular eficazmente la humedad si las paredes sin revestimiento que contienen arcilla se exponen a un espacio interior. La humedad se regula entre el 40% y el 60%. [ cita requerida ] La masa material y el contenido de arcilla de la tierra apisonada permiten que un edificio respire más que los edificios de hormigón. Esto evita problemas de condensación y previene una pérdida significativa de calor. [6]
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 revoque de cemento , porque afectan la capacidad de una pared para absorber la humedad, [7] cualidad necesaria para preservar su resistencia. [ cita requerida ]
Las imperfecciones se pueden reparar utilizando la mezcla de tierra como yeso y lijándola hasta que quede suave.
El espesor varía ampliamente según la región y el código. Puede ser tan pequeño como 6 pulgadas (150 mm) para paredes que no soportan carga y hasta 24 pulgadas (600 mm) para paredes que sí soportan carga . El espesor y la densidad de las paredes de tierra apisonada las hacen adecuadas para la insonorización . También son inherentemente ignífugas , resistentes al daño de las termitas y no tóxicas.
Los edificios de tapial 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 tapial utilizan materiales disponibles localmente, suelen tener una energía incorporada baja y generan muy pocos residuos. [ cita requerida ] Los suelos utilizados son típicamente subsuelos que conservan la capa superficial del suelo para la agricultura. Cuando se puede utilizar el suelo excavado en preparación para una base, el costo y el consumo de energía del transporte son mínimos. [ 8 ] El tapial es probablemente el material y la técnica de construcción menos perjudicial para el medio ambiente que se encuentra disponible comercialmente en la actualidad para construir edificios sólidos. [ cita requerida ] El tapial tiene un impacto de fabricación potencialmente bajo, dependiendo de la cantidad de cemento y la cantidad que se obtenga localmente; a menudo se trata de agregados de canteras en lugar de "tierra".
La tierra apisonada puede contribuir a la eficiencia energética general de los edificios: su densidad, espesor y conductividad térmica la convierten en un material especialmente adecuado para la calefacción solar pasiva . Para que el calor atraviese una pared de 35 cm de espesor se necesitan casi 12 horas. [6]
La mezcla de cemento con tierra 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. [9] Aunque en teoría tiene bajas emisiones de gases de efecto invernadero , el transporte y la producción de cemento pueden aumentar significativamente [ cuantificar ] las emisiones generales de la construcción moderna con tierra apisonada. El tipo más básico de tierra apisonada tradicional tiene emisiones de gases de efecto invernadero muy bajas, pero la variante de tierra apisonada más diseñada y procesada tiene el potencial de generar emisiones significativas. [ cita requerida ]
Se han encontrado evidencias del uso antiguo de tierra apisonada en sitios arqueológicos neolíticos como los del Creciente Fértil , que datan del IX al VII milenio a. C., [10] y de las culturas Yangshao y Longshan en China , que datan del 5000 a. C. Para el año 2000 a. C., las técnicas arquitectónicas de tierra apisonada (夯土Hāng tǔ ) se usaban comúnmente para muros y cimientos en China . [11]
En el siglo XIX, la tapial se popularizó en Estados Unidos gracias al libro Rural Economy de SW Johnson. La técnica se utilizó para construir la plantación Borough House [12] y la iglesia de la Santa Cruz [13] en Stateburg, Carolina del Sur , ambas monumentos históricos nacionales .
Construido en 1821, el complejo de la plantación Borough House contiene la colección más grande y antigua de edificios de adobe de estilo "alto" de los Estados Unidos . Seis de las 27 dependencias y partes de la casa principal se construyeron utilizando esta antigua técnica que se introdujo en este país en 1806 a través del libro Rural Economy , de SW 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.
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Desde la década de 1920 hasta la de 1940, se estudió la construcción con tierra apisonada en los EE. UU. [ cita requerida ] El South Dakota State College investigó y construyó extensamente casi cien muros de protección de tierra apisonada. [cita requerida ] Durante más de 30 años, la universidad investigó el uso de pinturas y yesos en relación con los coloides en el suelo. En 1943, Clemson Agricultural College de Carolina del Sur publicó los resultados de su investigación sobre tierra apisonada en un folleto titulado "Rammed Earth Building Construction". [ cita requerida ] [14] En 1936, en una finca cerca de Gardendale, Alabama , el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos construyó edificios experimentales de tierra apisonada con el arquitecto Thomas Hibben. [ cita requerida ] Las casas se construyeron a bajo costo y se vendieron al público junto con suficiente tierra para jardines y pequeñas parcelas para ganado. El proyecto proporcionó hogares con éxito a familias de bajos ingresos. [6]
La Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional está trabajando con países en desarrollo para mejorar la ingeniería de las casas de tierra apisonada. [ cita requerida ] También financió la autoría del Manual de Tierra Apisonada de la Universidad Texas A&M y el Instituto de Transporte de Texas . [6] [15]
El interés en la tierra apisonada disminuyó después de la Segunda Guerra Mundial , cuando el costo de los materiales de construcción modernos disminuyó. [ cita requerida ] La tierra apisonada se considera de calidad inferior y muchos contratistas, ingenieros y comerciantes se oponen a ella. [6] La percepción predominante de que estos materiales y técnicas funcionan mal en regiones propensas a terremotos ha impedido su uso en gran parte del mundo. [ cita requerida ] En Chile , por ejemplo, los edificios de tierra apisonada normalmente no pueden asegurarse convencionalmente contra daños o incluso ser aprobados por el gobierno. [ cita requerida ]
Un ejemplo notable del uso de tapial en el siglo XXI es la fachada del Centro Cultural del Desierto Nk'Mip en el sur de Columbia Británica , Canadá. En 2014, es el muro de tapial más largo de América del Norte . [16]
La construcción con tierra apisonada fue importante tanto en lo práctico como en lo ideológico durante la rápida construcción del campo petrolífero de Daqing y el desarrollo relacionado de Daqing . [17] : 55 El "Espíritu de Daqing" representaba un profundo compromiso personal en la búsqueda de objetivos nacionales, una vida autosuficiente y frugal y un uso integrado de la tierra urbano-rural. [18] : 3 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. [18] : 3
Basándose en la experiencia de Daqing, China fomentó la construcción con tierra apisonada a mediados de la década de 1960. [17] : 55 A partir de 1964, Mao Zedong abogó por un "movimiento de revolución de diseño de masas". [17] : 55 En el contexto de la división chino-soviética , Mao instó a que los planificadores evitaran el uso de materiales prefabricados de estilo soviético y, en su lugar, adoptaran el espíritu proletario de la construcción en el lugar utilizando tierra apisonada. [17] : 55 El Partido Comunista promovió el uso de la construcción con tierra apisonada como un método de bajo costo que era autóctono de China y requería poca habilidad técnica. [17] : 55
Durante la campaña del Tercer Frente para desarrollar industrias estratégicas en el accidentado interior de China en preparación para una posible invasión de los Estados Unidos o la Unión Soviética, el director de la Comisión de Planificación, Li Fuchun, instruyó a los líderes del proyecto para que se las arreglaran con lo que estuviera disponible, incluida la construcción de viviendas de tierra apisonada para que se pudieran destinar más recursos a la producción. [19] : 207 Esta política llegó a expresarse a través del lema: "Primero construir la fábrica y después la vivienda". [19] : 207
