La edificación natural es la construcción de edificios utilizando sistemas y materiales que enfatizan la sostenibilidad . Esto, a su vez, implica durabilidad y el uso de recursos renovables , abundantes o mínimamente procesados , así como aquellos que, aunque se reciclan o recuperan, producen entornos 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 lugar de construcción en particular y de las necesidades y personalidades de los constructores y usuarios". [1]
La base de la construcción natural es la necesidad de disminuir el impacto ambiental de los edificios y otros sistemas de soporte, sin sacrificar el confort o la salud. Para ser más sostenible, la construcción natural utiliza principalmente materiales disponibles en abundancia, renovables, reutilizados o reciclados. El uso de materiales rápidamente renovables es cada vez más un foco de atención. Además de recurrir a materiales de construcción naturales, se pone énfasis en el diseño arquitectónico. La orientación de un edificio, la utilización 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. Es común construir de manera compacta y minimizar la huella ecológica , 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, generalmente, paja u otra fibra, la mezcla puede formar mazorca o adobe (bloques de arcilla). Otros materiales comúnmente utilizados en la construcción natural son: tierra (como tierra apisonada o bolsa de tierra ), madera ( leña o estructura de madera /postes y vigas), paja , cáscaras de arroz, bambú y piedra . En la construcción natural es común una amplia variedad de materiales reutilizados o reciclados , incluido el urbanita (trozos recuperados de hormigón usado), parabrisas de vehículos y otros vidrios reciclados, que pueden ser tóxicos por naturaleza. [ cita necesaria ]
Los profesionales de este enfoque de construcción evitan otros materiales debido a sus importantes impactos negativos para el medio ambiente o la salud. Estos incluyen madera recolectada de manera insostenible, conservantes de madera tóxicos, mezclas a base de cemento Portland y productos derivados como concreto aireado esterilizado en autoclave , pinturas y otros recubrimientos que liberan compuestos orgánicos volátiles (COV), acero y materiales de desecho como llantas de caucho en las regiones. dónde se reciclan y algunos plásticos; particularmente cloruro de polivinilo (PVC o "vinilo") y aquellos que contienen plastificantes nocivos o formulaciones que imitan hormonas. [ cita necesaria ]
Uno de los métodos de construcción más antiguos, el adobe es simplemente arcilla y arena mezcladas con agua. A menudo, se añade paja picada u otras fibras para darle resistencia. Luego se deja secar la mezcla en la forma deseada. Por lo general, al adobe se le da forma de ladrillos que se pueden apilar para formar paredes. [2]
Se hacen varias afirmaciones sobre las proporciones óptimas de arcilla y arena (o agregados más grandes). Algunos dicen que la mejor tierra de adobe contiene entre un 15% y un 30% de arcilla para unir el material. Otros dicen que es mejor utilizar proporciones iguales de arcilla y arena para evitar que los ladrillos se agrieten o se fragmenten. 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. [3]
Para proteger los muros y reducir el mantenimiento, las construcciones de adobe suelen tener grandes aleros salientes y cimientos considerables. El adobe se puede enlucir con mezclas a base de mazorca o cal para lograr apariencia y protección. El adobe tiene una buena masa térmica, lo que significa que tarda en transmitir calor o frío. Sin embargo, no es un buen aislante, por lo que se puede agregar aislamiento (preferiblemente en el exterior) o construir una pared doble con espacio de aire o aislamiento en el medio. El tradicional adobe grueso y sin aislamiento ha demostrado funcionar mejor en regiones sin inviernos duros o donde es predecible que haya sol a diario durante esos períodos fríos. [ cita necesaria ]
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 armazones de madera; está construido desde cero. Durante siglos se han utilizado en muchas partes del mundo diversas formas de construcción de "barro", bajo diversos nombres, y datan de hace al menos 10.000 años. La construcción con mazorca comenzó a usarse en Inglaterra antes del siglo XIII y cayó en desgracia después de la Primera Guerra Mundial, aunque hoy está resurgiendo. Cob es una de las técnicas de construcción más simples y menos costosas disponibles, aunque suele requerir mucha mano de obra. La otra gran ventaja de Cob es la versatilidad; Se le puede dar fácilmente cualquier forma. Si bien la construcción de adobe estaba cayendo en desgracia en Inglaterra a finales del siglo XIX, miles de estructuras de adobe han perdurado hasta el presente (20.000 solo en Devon , Inglaterra). [4] Se estima que entre un tercio y la mitad de la población mundial vive hoy en día en viviendas de tierra. Aunque típicamente se asocia con estructuras de "baja altura", en Yemen y otros países del Medio Oriente se ha utilizado durante siglos en edificios de "apartamentos" de ocho pisos y más. [5]
La tierra apisonada es un sistema de muros hechos de tierra compactada, u otro material que esté compactado. [6] Es extremadamente fuerte y duradero. Los muros de tierra apisonada de calidad son densos, sólidos y parecidos a la piedra, con grandes beneficios ambientales y características superiores de bajo mantenimiento. [ cita necesaria ] 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 utilizar bambú u otros materiales naturales resistentes a la tracción para reforzar la pared.
La tierra apisonada se ha utilizado durante unos 10.000 años en todo tipo de edificios, desde edificios bajos hasta rascacielos y desde pequeñas cabañas hasta palacios. [7]
Los muros de tierra apisonada se forman in situ golpeando el subsuelo húmedo (que contiene arena, arcilla y, a veces, grava) hasta obtener formas móviles y reutilizables con apisonadores manuales o mecánicos. En la tierra apisonada tradicional, lo óptimo es una mezcla de aproximadamente un 70% de áridos (grava, arena) y un 30% de arcilla. Se puede agregar pigmentación a la mezcla para lograr el color deseado. Se colocan alrededor de 5 a 10 pulgadas de subsuelo húmedo mezclado dentro de los encofrados y se golpean hasta lograr una compactación total y el proceso se repite hasta lograr la altura deseada. Lo que queda después de quitar las formas es un muro que es estructural y puede durar más de 1000 años. [7]
Los elementos básicos de la construcción con estructuras de madera (vigas unidas, paredes de arcilla y techos de paja) ya existían 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 fue, y es, un valor importante en la construcción con estructuras de madera. Las estructuras con entramado de madera más antiguas (por ejemplo, las iglesias de madera de Escandinavia ) muestran tanto artesanía como una sólida comprensión de los aspectos técnicos del diseño estructural, al igual que este tipo de estructuras en Japón . [ cita necesaria ]
Las estructuras de madera suelen utilizar un sistema " doblado ". Un doblado es un soporte estructural, a modo de cercha , formado por dos postes, una viga de tirante y dos cabrios. Estos están conectados en un marco a través de carpintería. Para practicar el oficio, es necesario comprender los aspectos estructurales básicos del doblado. Esto, junto con el conocimiento de la carpintería , son la base de la construcción con estructura de madera. [ cita necesaria ]
Las estructuras de madera son ahora un método moderno de construcción, ideal para la construcción masiva de viviendas y edificios públicos. En combinación con numerosos aislamientos naturales y revestimientos de madera o modernos enlucidos de cal , es posible construir rápidamente un edificio sostenible y de altas prestaciones, utilizando productos totalmente naturales. Los beneficios son muchos: el edificio funciona mejor a lo largo de su vida útil, se reducen los desechos (muchos pueden reciclarse, convertirse en abono o usarse como combustible). Las estructuras con entramado de madera se utilizan frecuentemente en combinación con otras técnicas de construcción naturales, como adobe, fardos de paja o leña/mampostería. [ cita necesaria ]
Los bambúes son algunas de las plantas de más rápido crecimiento en el mundo. El bambú 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 de la madera, y su resistencia es generalmente similar a la de una madera dura o blanda resistente. [8] 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 del Sur.
Aunque la hierba y la paja se han utilizado de diversas formas en la construcción desde la prehistoria en todo el mundo, su incorporación en balas modulares fabricadas a máquina parece remontarse a principios del siglo XX en el medio oeste de los Estados Unidos, particularmente en las zonas de arena. colinas de Nebraska , donde abundaba el césped y no había otros materiales de construcción (incluso tepes de calidad). La construcción con fardos de paja generalmente consiste en apilar una serie de filas de fardos (a menudo en atado continuo) sobre una base o base elevada , con una barrera contra la humedad entre ellas. Las paredes de balas a menudo se unen con clavijas de bambú o madera (en el interior de las balas o en sus caras), o con mallas de alambre superficiales, y luego se estucan o enyesan usando formulaciones a base de cal o revoques de tierra/arcilla. Los edificios con balas pueden tener un marco estructural de otros materiales, con balas entre ellas (simplemente sirven como aislamiento y sustrato de estuco), lo que se conoce como "relleno", o las balas pueden proporcionar soporte para las aberturas y el techo, lo que se conoce como " carga ". " portante " o "estilo Nebraska", o se puede emplear una combinación de estructura y soporte de carga, lo que se conoce como balas de paja "híbridas". [ cita necesaria ]
Por lo general, se han utilizado fardos creados en granjas con maquinaria móvil ("fardos de campo"), pero recientemente los fardos "recomprimidos" (o "bloques de paja") de mayor densidad están aumentando las cargas que pueden soportar; Mientras que los fardos de campo pueden soportar alrededor de 600 libras por pie lineal de pared, los fardos de alta densidad soportan hasta 4000 libras/pie lineal.
La tierra es el material de relleno más típico utilizado en las técnicas de construcción de muros de bolsas. Este método de construcción utiliza bolsas apiladas de polipropileno o fibra natural (arpillera) llenas de tierra u otras mezclas sin estabilizador, excepto arcilla, para formar zapatas, cimientos, paredes e incluso techos abovedados o abovedados. En los últimos años, la construcción con bolsas 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 (tierra) abundante y fácilmente disponible en el sitio en una técnica de construcción potencialmente económica que es flexible y fácil de aprender y usar. Sin embargo, debido a que la tierra es un mal aislante, en climas más extremos ahora se están explorando otras variaciones de relleno, sustituyendo la piedra pómez, las cáscaras de arroz u otro material con mejor valor aislante para toda o parte de la tierra ( ver también Construcción de paredes con cáscara de arroz ). .
Hempcrete o Hemplime es un material de construcción compuesto, una mezcla del tallo leñoso picado de la planta de cáñamo conocido como cáñamo (zaleares) y un aglutinante a base de cal para crear un material que se puede moldear. Esto forma un material aislante "transpirable" que no soporta carga y que se puede utilizar para formar paredes, losas de suelo, techos y aislamiento de tejados. [9] Se comercializa con nombres como Hempcrete, Canobiote, Canosmose e Isochanvre. [10] Es más fácil trabajar con cáñamo 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 dilatación . [10] El resultado es un material aislante ligero ideal para la mayoría de los climas, ya que combina aislamiento y masa térmica.
Al igual que otros productos vegetales, el cáñamo absorbe CO 2 de la atmósfera a medida que crece, reteniendo el carbono y liberando oxígeno . [11] Teóricamente, 1 m 3 de pared de cáñamo pueden absorber y encerrar 165 kg de carbono durante la fabricación. [12] Además, la carbonatación de la cal durante el curado se suma a este efecto a medida que la cal se convierte en piedra caliza . [13]
La resistencia a la compresión típica es de alrededor de 1 MPa, [14] alrededor de 1/20 de la del hormigón de calidad 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 zonas propensas a terremotos. Las paredes 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 cáñamo es un 15% mayor que la del hormigón tradicional. [15]
La construcción con leña es un método de construcción natural en el que se colocan "madera" o trozos cortos de árbol descortezado en forma transversal con mampostería o mezclas de mazorca para construir una pared. La leña, por lo tanto, se convierte en relleno de las paredes, generalmente entre postes en una estructura de madera . La mampostería de leña se puede combinar con otros métodos (por ejemplo, tierra apisonada , mazorca o arcilla ligera ) para producir combinaciones atractivas. La construcción de mampostería de leña proporciona una masa térmica relativamente alta , lo que ayuda a minimizar las fluctuaciones de temperatura. [dieciséis]
La piedra se ha utilizado como material de construcción desde hace miles de años. Desde hace mucho tiempo se 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 están 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 formas irregulares cuidadosamente seleccionadas y colocadas para que encajen estrechamente entre sí sin deslizarse. Las estructuras suelen ser más anchas en la base y se estrechan a medida que aumenta la altura. No requieren herramientas especiales, sólo la habilidad del artesano en la elección y colocación de las piedras.
La mampostería de piedra tradicional evolucionó a partir del apilamiento de piedra seca. Los bloques de piedra se colocan en hileras de altura uniforme (hiladas) o desiguales (sin hileras) y se fijan en su lugar con mortero de cal pegado entre las piedras. La mampostería de piedra tradicional rara vez se utiliza hoy en día porque la piedra es costosa de extraer, cortar y transportar, y el proceso de construcción requiere mucha mano de obra y habilidades.
La piedra es un material de construcción muy duradero, de bajo mantenimiento y con una elevada masa térmica. Es versátil, está disponible en muchas formas, tamaños, colores y texturas, y puede usarse para pisos, paredes, arcos y techos. La piedra combina bien con el paisaje natural y puede reciclarse fácilmente para otros fines de construcción.