La tierra apisonada es una técnica para la construcción de 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 método de construcción sostenible .
Bajo su nombre francés de pisé también es un material para esculturas , generalmente de tamaño pequeño y realizadas en moldes . Se ha utilizado 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] desérticas semiáridas , montañosas y tropicales . La disponibilidad de un suelo adecuado y un diseño de construcción adecuado a las condiciones climáticas locales son dos factores que hacen favorable su uso.
El término francés "pisé de terre" o "terre pisé" se utilizó a veces en inglés para usos arquitectónicos, especialmente en el siglo XIX.
Hacer tierra apisonada implica compactar una mezcla húmeda de subsuelo que tiene proporciones adecuadas de arena , grava , arcilla , limo y estabilizador, si lo hubiera, hasta formar un encofrado (un marco o molde con soporte externo).
Históricamente se utilizaban aditivos como la cal o la 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 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.
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 presión de entre 5 y 20 MPa (700 y 3000 psi). 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. [ cita necesaria ] 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 estructura estándar. [4]
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 significativo 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. [ 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 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. [5]
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%. [ cita necesaria ] 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 evita pérdidas importantes 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 perjudican la capacidad de una pared para absorber la humedad, [7] cualidad necesaria para preservar su resistencia. [ cita necesaria ]
Las imperfecciones se pueden reparar utilizando 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.
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. [ cita necesaria ] 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. [8] La tierra apisonada es probablemente el material y la técnica de construcción menos perjudicial para el medio ambiente que está fácil y comercialmente disponible hoy en día para construir edificios sólidos. [ cita necesaria ] La tierra apisonada tiene un impacto de fabricación potencialmente bajo, dependiendo de la cantidad de cemento y la cantidad de origen local; a menudo se trata de áridos 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. [6]
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. [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 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. [ cita necesaria ]
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., [10] 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 paredes y cimientos en China . [11]
En el siglo XIX, la tierra apisonada se popularizó en los Estados Unidos gracias al libro Economía rural 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 , siendo ambos Monumentos Históricos Nacionales .
Construido en 1821, el complejo Borough House Plantation contiene la colección más grande y antigua de edificios de pise de terre (tierra apisonada) de "alto estilo" en los Estados Unidos . Seis de las 27 dependencias y partes de la casa principal fueron construidas utilizando esta antigua técnica que fue introducida a este país en 1806 a través del libro Economía Rural , de SW Johnson.
Un ejemplo destacado de 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 Estados Unidos. South Dakota State College investigó exhaustivamente y construyó casi cien muros de tierra apisonada. [ cita necesaria ] 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 Agriculture College de Carolina del Sur publicó los resultados de su investigación sobre tierra apisonada en un folleto titulado "Construcción de edificios con tierra apisonada". [ cita necesaria ] [14] 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. [ cita necesaria ] Las casas se construyeron a bajo costo y se vendieron al público junto con suficiente terreno para jardines y pequeñas parcelas para ganado. El proyecto tuvo éxito al proporcionar viviendas a familias de bajos ingresos. [6]
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. [ cita requerida ] También financió la autoría del Manual de Tierra Rammed por la Universidad Texas A&M y el Instituto de Transporte de Texas . [6] [15]
El interés por la tierra apisonada disminuyó después de la Segunda Guerra Mundial, cuando disminuyó el costo de los materiales de construcción modernos. [ cita necesaria ] La tierra apisonada se considera de calidad inferior y muchos contratistas, ingenieros y comerciantes se oponen. [6] La percepción predominante de que tales materiales y técnicas funcionan mal en regiones propensas a terremotos ha impedido su uso en gran parte del mundo. [ cita necesaria ] En Chile , por ejemplo, los edificios de tierra apisonada normalmente no pueden asegurarse convencionalmente contra daños o ni siquiera pueden ser aprobados por el gobierno. [ cita necesaria ]
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 . [dieciséis]
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 . [17] : 55 El "Espíritu Daqing" representaba un profundo compromiso personal en la consecución de objetivos nacionales, una vida autosuficiente y frugal y un uso integrado del suelo 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 los años sesenta. [17] : 55 A partir de 1964, Mao Zedong abogó por un "movimiento de revolución del 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, abrazaran el espíritu proletario de la construcción in situ 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 a fin de prepararse para una posible invasión de los 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 que se pudieran obtener más recursos. podría dirigirse a producción. [19] : 207 Esta política llegó a expresarse a través del lema: "Primero construir la fábrica y después la vivienda". [19] : 207
