La construcción natural o construcción ecológica es una disciplina dentro del ámbito más amplio de la construcción verde , la arquitectura sustentable así como el diseño sustentable y ecológico que promueve la construcción de edificios utilizando procesos sustentables y materiales naturales disponibles localmente . [1]
Esto, a su vez, implica durabilidad y el uso de recursos mínimamente procesados, abundantes o renovables , así como aquellos que, si bien son reciclados o recuperados, producen ambientes de vida saludables y mantienen la calidad del aire interior. La construcción natural tiende a depender del trabajo humano, más que de la tecnología. Como observa Michael G. Smith, depende de "la ecología, la geología y el clima locales; del carácter del sitio de construcción en particular y de las necesidades y personalidades de los constructores y los usuarios". [2]
La base de la construcción natural es la necesidad de reducir el impacto ambiental de los edificios y otros sistemas de apoyo, sin sacrificar la comodidad o la salud. Para ser más sostenible, la construcción natural utiliza principalmente materiales abundantemente disponibles, renovables, reutilizados o reciclados. El uso de materiales rápidamente renovables es cada vez más un enfoque. Además de confiar en materiales de construcción naturales, se acentúa el énfasis en el diseño arquitectónico. La orientación de un edificio, el aprovechamiento del clima local y las condiciones del sitio, el énfasis en la ventilación natural a través del diseño, reducen fundamentalmente los costos operativos y tienen un impacto positivo en el medio ambiente. La construcción compacta y la minimización de la huella ecológica son comunes, al igual que el manejo in situ de la adquisición de energía, la captura de agua in situ, el tratamiento alternativo de aguas residuales y la reutilización del agua .
Los materiales comunes a muchos tipos de construcción natural son la arcilla y la arena. Cuando se mezcla con agua y, por lo general, paja u otra fibra, la mezcla puede formar adobe (bloques de arcilla ). Otros materiales que se utilizan comúnmente en la construcción natural son: tierra (como tierra apisonada o sacos de tierra ), madera ( leña o estructura de madera / postes y vigas), paja , cáscaras de arroz, bambú y piedra . Una amplia variedad de materiales reutilizados o reciclados son comunes en la construcción natural, incluyendo hormigón urbano (pedazos recuperados de hormigón usado), parabrisas de vehículos y otros vidrios reciclados, que pueden ser tóxicos por naturaleza. [ cita requerida ]
Los practicantes de este enfoque de construcción evitan otros materiales debido a sus importantes impactos negativos sobre el medio ambiente o la salud. Entre ellos se incluyen la madera cosechada de forma no sostenible, los conservantes tóxicos de la madera, las mezclas a base de cemento Portland y los productos derivados como el hormigón celular curado en autoclave , las pinturas y otros revestimientos que liberan compuestos orgánicos volátiles (COV), el acero, los materiales de desecho como los neumáticos de caucho en las regiones donde se reciclan y algunos plásticos, en particular el cloruro de polivinilo (PVC o "vinilo") y los que contienen plastificantes nocivos o fórmulas que imitan las hormonas. [ cita requerida ]
El adobe es uno de los métodos de construcción más antiguos y consiste simplemente en arcilla y arena mezcladas con agua. A menudo, se le añade paja picada u otras fibras para darle resistencia. Luego, la mezcla se deja secar hasta que adquiera la forma deseada. Por lo general, el adobe se moldea en ladrillos que se pueden apilar para formar paredes. [3]
Existen diversas afirmaciones sobre las proporciones óptimas de arcilla y arena (o agregados más grandes). Algunos dicen que el mejor suelo para adobe contiene entre un 15% y un 30% de arcilla para unir el material. Otros dicen que las proporciones iguales de arcilla y arena son las mejores para evitar el agrietamiento o la fragmentación de los ladrillos. Los bloques se pueden verter en moldes y secar, o prensar para formar bloques. El adobe coloreado con arcilla y pulido con aceite natural crea un piso atractivo y resistente. [4]
Para proteger las paredes y reducir el mantenimiento, las construcciones de adobe suelen tener grandes aleros salientes y cimientos considerables. El adobe se puede revestir con mezclas a base de adobe o cal, tanto para mejorar la apariencia como para protegerlo. El adobe tiene una buena masa térmica, lo que significa que transmite el calor o el frío con lentitud. Sin embargo, no es un buen aislante, por lo que se puede añadir aislamiento (preferiblemente en el exterior) o construir una pared doble con espacio de aire o aislamiento en el medio. El adobe tradicional, grueso y sin aislamiento, ha demostrado tener un mejor rendimiento en regiones sin inviernos rigurosos o donde el sol está disponible todos los días durante esos períodos fríos. [ cita requerida ]
El término cob se utiliza para describir un sistema de construcción monolítico basado en una mezcla de arcilla, arena, paja y tierra. La construcción no utiliza encofrados, ladrillos ni armazón de madera; se construye desde cero. Varias formas de construcción de "barro" se han utilizado en muchas partes del mundo durante siglos, bajo una variedad de nombres, y datan de al menos hace 10.000 años. La construcción con cob comenzó a usarse en Inglaterra antes del siglo XIII y cayó en desgracia después de la Primera Guerra Mundial, aunque hoy está experimentando un resurgimiento. El cob es una de las técnicas de construcción más simples y menos costosas disponibles, aunque normalmente requiere mucha mano de obra. La otra gran ventaja del cob es su versatilidad; se puede moldear fácilmente en cualquier forma. Si bien la construcción con cob estaba cayendo en desgracia en Inglaterra a fines del siglo XIX, miles de estructuras de cob han perdurado hasta el presente (20.000 solo en Devon , Inglaterra). [5] Se calcula que entre un tercio y la mitad de la población mundial vive actualmente en viviendas de tierra. Aunque normalmente se asocia a estructuras de poca altura, en Yemen y otros países de Oriente Medio se ha utilizado durante siglos en edificios de "departamentos" de ocho pisos o más. [6]
La tierra apisonada es un sistema de pared hecho de tierra compactada u otro material que se compacta. [7] Es extremadamente fuerte y duradero. Las paredes de tierra apisonada de calidad son densas, sólidas y similares a la piedra con grandes beneficios ambientales y características superiores de bajo mantenimiento. [ cita requerida ] Como opción, dependiendo del clima, se puede colocar un aislamiento rígido dentro de la pared. De manera similar, dependiendo de las preocupaciones sísmicas, se puede usar bambú u otros materiales naturales extensibles para reforzar la pared.
La tierra apisonada se ha utilizado durante unos 10.000 años en todo tipo de edificios, desde los de poca altura hasta los de gran altura y desde pequeñas chozas hasta palacios. [8]
Los muros de tierra apisonada se forman en el lugar golpeando el subsuelo húmedo (que contiene arena, arcilla y, a veces, grava) en moldes móviles y reutilizables con apisonadores manuales o accionados por máquina. En el caso de la tierra apisonada tradicional, una mezcla de alrededor del 70 % de agregado (grava, arena) y el 30 % de arcilla es óptima. Se puede agregar pigmento a la mezcla para lograr el color deseado. Se colocan alrededor de 5 a 10 pulgadas de subsuelo húmedo mezclado dentro de los moldes y se golpea hasta la compactación total; el proceso se repite hasta lograr la altura deseada. Lo que queda después de quitar los moldes es un muro que es estructural y puede durar más de 1000 años. [8]
Los elementos básicos de la construcción con estructura de madera (maderas unidas, paredes de arcilla y techos de paja) ya se utilizaban en Europa y Asia en el siglo IX. Siguió siendo el modo común de construcción de viviendas en las culturas del norte hasta el siglo XIX. La artesanía era, y es, un valor importante en la construcción con estructura de madera. Las estructuras con estructura de madera más antiguas (por ejemplo, las iglesias de madera con entramado de madera de Escandinavia ) muestran tanto artesanía como un sólido conocimiento de los aspectos técnicos del diseño estructural, al igual que las estructuras de este tipo en Japón . [ cita requerida ]
La construcción con entramado de madera suele utilizar un " arco ". Un arco es un soporte estructural, como una cercha , que consta de dos postes, una viga de unión y dos vigas. Estos se conectan para formar un armazón mediante carpintería. Para practicar este oficio, uno debe comprender los aspectos estructurales básicos del arco. Esto, junto con el conocimiento de la carpintería , son la base de la construcción con entramado de madera. [ cita requerida ]
La estructura de madera es un método de construcción moderno, ideal para la construcción de viviendas en masa y edificios públicos. En combinación con una serie de aislamientos naturales y revestimientos de madera o revoques de cal modernos , es posible construir rápidamente un edificio sostenible de alto rendimiento, utilizando productos completamente naturales. Las ventajas son muchas: el edificio rinde mejor a lo largo de su vida útil, se reducen los residuos (muchos se pueden reciclar, compostar o utilizar como combustible). Las estructuras de entramado de madera se utilizan con frecuencia en combinación con otras técnicas de construcción naturales, como adobe, fardos de paja o leña/mampostería. [ cita requerida ]
El bambú es una de las plantas de más rápido crecimiento del mundo. Se puede utilizar como material de construcción para andamios , puentes, casas y edificios. El bambú es un material compuesto natural con una alta relación resistencia-peso similar a la madera, y su resistencia es generalmente similar a la de una madera blanda o dura resistente. [9] En su forma natural, el bambú como material de construcción se asocia tradicionalmente con las culturas del sur de Asia, el este de Asia, el Pacífico Sur, América Central y América del Sur.
Aunque las hierbas y la paja se han utilizado de diversas formas en la construcción desde la prehistoria en todo el mundo, su incorporación en fardos modulares fabricados a máquina parece remontarse a principios del siglo XX en el medio oeste de los Estados Unidos, en particular en las dunas de Nebraska , donde la hierba era abundante y otros materiales de construcción (incluso césped de calidad ) no. La construcción con fardos de paja generalmente consiste en apilar una serie de filas de fardos (a menudo en aglutinante continuo) sobre una base o cimiento elevado , con una barrera de humedad entre ellos. Las paredes de fardos a menudo se unen con clavijas de bambú o madera (en el interior de los fardos o en sus caras), o con mallas de alambre superficiales, y luego se enyesan o enyesan utilizando formulaciones a base de cal o revoques de tierra/arcilla. Los edificios de pacas pueden tener un marco estructural de otros materiales, con pacas entre ellos (que simplemente sirven como aislamiento y sustrato de estuco), lo que se conoce como "relleno", o las pacas pueden realmente proporcionar el soporte para las aberturas y el techo, lo que se conoce como " de carga " o "estilo Nebraska", o se puede emplear una combinación de marco y soporte de carga, lo que se conoce como paca de paja "híbrida". [ cita requerida ]
Por lo general, se han utilizado fardos creados en granjas con maquinaria móvil ("fardos de campo"), pero recientemente los fardos "recomprimidos" de mayor densidad (o "bloques de paja") están aumentando las cargas que pueden soportar; donde los fardos de campo pueden soportar alrededor de 600 libras por pie lineal de pared, los fardos de alta densidad soportan hasta 4000 lb/pie lineal.
La tierra es el material de relleno más típico utilizado en las técnicas de construcción con muros de sacos. Este método de construcción utiliza sacos de polipropileno o de fibra natural (arpillera) apilados y rellenos de tierra u otras mezclas sin un estabilizador, aparte de arcilla, para formar cimientos, paredes e incluso techos abovedados o abovedados. En los últimos años, la construcción con sacos de tierra se ha convertido en una de las técnicas cada vez más practicadas en la construcción natural. Facilita estructuras de tierra apisonada autónomas, a menudo de forma libre. Su creciente popularidad se relaciona con el uso de un material abundante y fácilmente disponible a menudo en el sitio (tierra) en una técnica de construcción potencialmente barata que es flexible y fácil de aprender y usar. Sin embargo, debido a que la tierra es un aislante deficiente, en climas más extremos ahora se están explorando otras variaciones de relleno, sustituyendo la totalidad o parte de la tierra por piedra pómez, cáscaras de arroz u otro material con mejor valor aislante ( ver también Construcción con muros de sacos de cáscara de arroz ).
El hormigón de cáñamo o cal de cáñamo es un material de construcción compuesto, una mezcla del tallo leñoso picado de la planta de cáñamo conocido como estopas de cáñamo (agramizas) y un aglutinante a base de cal para crear un material que se puede verter en moldes. Esto forma un material aislante "transpirable" que no soporta cargas y que se puede utilizar para formar paredes, losas de piso, techos y aislamiento de techos. [10] Se comercializa con nombres como Hempcrete, Canobiote, Canosmose e Isochanvre. [11] El hormigón de cáñamo es más fácil de trabajar que las mezclas de cal tradicionales y actúa como aislante y regulador de humedad. Carece de la fragilidad del hormigón y, en consecuencia, no necesita juntas de expansión . [11] El resultado es un material aislante liviano ideal para la mayoría de los climas, ya que combina aislamiento y masa térmica.
Al igual que otros productos vegetales, el cáñamo absorbe CO2 de la atmósfera a medida que crece, reteniendo el carbono y liberando el oxígeno . [12] En teoría , se pueden absorber y retener 165 kg de carbono en 1 m3 de pared de hormigón de cáñamo durante su fabricación. [13] Además, la carbonatación de la cal durante el curado aumenta este efecto a medida que la cal se convierte en piedra caliza . [14]
La resistencia a la compresión típica es de alrededor de 1 MPa, [15] alrededor de 1/20 de la del hormigón de grado residencial . Es un material de baja densidad y resistente a las grietas con el movimiento, lo que lo hace muy adecuado para su uso en áreas propensas a terremotos. Las paredes de hormigón de cáñamo deben usarse junto con un marco de otro material que soporte la carga vertical en la construcción de edificios, ya que la densidad del hormigón de cáñamo es el 15% de la del hormigón tradicional. [16]
La construcción con leña es un método de construcción natural en el que se colocan "leñas" o trozos cortos de árboles descortezados en forma transversal con mampostería o mezclas de adobe para construir una pared. La leña, por lo tanto, se convierte en relleno para las paredes, generalmente entre los postes de una estructura de entramado de madera . La mampostería de leña se puede combinar con otros métodos (por ejemplo, tierra apisonada , adobe o arcilla ligera ) para producir combinaciones atractivas. La construcción con mampostería de leña proporciona una masa térmica relativamente alta , lo que ayuda a minimizar las fluctuaciones de temperatura. [17]
La piedra se ha utilizado como material de construcción durante miles de años. Desde hace mucho tiempo se la reconoce como un material de gran durabilidad. Las pirámides de Giza, las cámaras funerarias del Reino Unido y los templos de Malta se construyeron con piedra hace más de 4000 años y todavía siguen en pie. La forma más antigua de construcción con piedra se conoce como piedra seca o apilamiento en seco. Se trata de estructuras independientes, como muros de campo, puentes y edificios, que utilizan piedras de forma irregular cuidadosamente seleccionadas y colocadas de forma que encajen entre sí sin deslizarse. Las estructuras suelen ser más anchas en la base y se estrechan a medida que aumenta la altura. No requieren ninguna herramienta especial, solo la habilidad del artesano para elegir y colocar las piedras.
La mampostería tradicional de piedra evolucionó a partir del apilamiento de piedra seca. Los bloques de piedra se colocan en filas de altura uniforme (en hileras) o desigual (sin hileras) y se fijan en su lugar con mortero de cal pegado entre las piedras. La mampostería tradicional de piedra rara vez se utiliza hoy en día porque la piedra es cara de extraer, cortar y transportar, y el proceso de construcción requiere mucha mano de obra y habilidad.
La piedra es un material de construcción muy duradero, que requiere poco mantenimiento y tiene una gran masa térmica. Es versátil, está disponible en muchas formas, tamaños, colores y texturas y se puede utilizar para pisos, paredes, arcos y techos. La piedra combina bien con el paisaje natural y se puede reciclar fácilmente para otros fines de construcción.