El papercrete es un material de construcción que consiste en fibras de papel repulpadas combinadas con cemento Portland o arcilla , así como otros suelos. Patentado por primera vez en 1928 por Eric Patterson y Mike McCain [1] (quienes originalmente lo llamaron "padobe" y "cemento fibroso"), fue recuperado durante la década de 1980. En general, se percibe como un material respetuoso con el medio ambiente debido al importante contenido reciclado, aunque esto se compensa con la presencia de cemento, que emite CO2 durante su fabricación. El material también carece de estandarización, por lo que su uso adecuado requiere cuidado y experiencia. Sin embargo, los inventores han contribuido considerablemente a la investigación para desarrollar la maquinaria necesaria para fabricarlo, así como los métodos de uso en la construcción.
El papel que se utiliza para fabricar hormigón de papel puede proceder de diversas fuentes, como periódicos , correo basura , revistas y libros . Se utiliza una mezcladora para convertir la mezcla en pulpa antes de combinarla con cemento o arcilla. Según el tipo de mezcladora, es posible que sea necesario remojar el papel en agua de antemano.
El nombre papercrete surge del hecho de que la mayoría de las fórmulas utilizan una mezcla de agua y cemento con fibra de celulosa. La mezcla tiene la apariencia y la textura de la avena y se vierte en moldes y se seca al sol, de manera muy similar al proceso para hacer adobe .
El hormigón de papel seco tiene una resistencia muy baja, pero falla por compresión lenta (debido al gran contenido de aire y, por lo tanto, a su compresibilidad) en lugar de por fragilidad . El hormigón y la madera (aunque la madera blanda seca puede tener un valor de R-2 por pulgada, un alto contenido de humedad reduce notablemente este valor) no son conocidos por sus cualidades aislantes; sin embargo, el hormigón de papel también proporciona un buen aislamiento.
Se informa que el valor R del hormigón de papel se encuentra entre 2,0 y 3,0 por pulgada (2,54 cm); [2] las paredes de hormigón de papel tienen un espesor típico de 250 a 300 mm (10 a 12 pulgadas). A diferencia del hormigón o el adobe, los bloques de hormigón de papel son livianos, menos de un tercio del peso de un ladrillo de adobe de tamaño comparable. El hormigón de papel generalmente es resistente al moho y tiene utilidad como material de insonorización, sin embargo, el moho puede desarrollarse si el material permanece cálido y húmedo durante demasiado tiempo. [1]
El hormigón de papel seco y listo para usar tiene una superficie rugosa, lo que aumenta su área superficial y proporciona una unión muy fuerte de un bloque al siguiente. Además, la facilidad de moldeo del hormigón de papel proporciona una flexibilidad considerable en la forma diseñada de las estructuras; por ejemplo, se pueden construir fácilmente techos abovedados con este material. Cuando se mezcla y se seca correctamente, la pared de hormigón de papel se puede dejar expuesta a los elementos. En su estado natural, es una pared gris de aspecto fibroso. Para lograr un aspecto más convencional, se puede aplicar estuco directamente sobre ella.
La construcción con hormigón de papel tiene la ventaja de ser relativamente económica, ya que los materiales son baratos y están ampliamente disponibles. Además, la maquinaria adecuada para la construcción a pequeña escala es sencilla de diseñar y construir.
A partir de 2007, el papercrete no cuenta con la aprobación del International Code Council . Esto limita su uso en ciudades de los Estados Unidos donde se aplican códigos de construcción; por ejemplo, en esta área no se puede utilizar como muro de carga. Sin embargo, su resistencia en estructuras modelo ha sido probada, lo que significa que se han construido algunas casas y pequeños edificios comerciales utilizándolo. [1] En estos pequeños proyectos de construcción, el papercrete se está utilizando como muro de relleno junto con vigas de acero estructural u otros elementos de carga. Sin embargo, hay poca o ninguna evidencia de su durabilidad a largo plazo.
Barry Fuller, en Arizona, y Zach Rabon, en Texas, realizaron pruebas de investigación sobre el hormigón de papel. Fuller dirige investigaciones financiadas por el gobierno sobre el hormigón de papel a través de la Escuela de Ingeniería Ira A. Fulton de la Universidad Estatal de Arizona . También es el jefe de un subcomité de la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales y su objetivo es establecer estándares que conduzcan a la aceptación del producto dentro de la comunidad arquitectónica y a su comercialización, especialmente para viviendas asequibles.
Se han realizado pruebas estructurales en varias fórmulas de hormigón de papel y Fuller afirma que la resistencia a la compresión del hormigón de papel está en el rango de 0,97 a 1,10 MPa (140 a 160 psi), mientras que otros como Kelly Hart afirman que es de 1,8 MPa (260 psi). [3] A modo de comparación, la resistencia a la compresión del hormigón varía de 15 a 70 MPa (2200 a 10 200 psi) según la aplicación. Una medida más útil de las propiedades del hormigón de papel es su rigidez , es decir, el grado en que se comprime bajo carga. Su rigidez es muchas veces menor que la del hormigón, pero suficiente para soportar las cargas del techo en algunos edificios de baja altura. [ cita requerida ]
También se probó la resistencia a la tracción del hormigón de papel . Fuller señaló que un bloque de hormigón de papel era el equivalente a cientos de páginas de papel, casi como un catálogo. El hormigón de papel tiene una resistencia al corte muy buena como bloque. La carga lateral implica una fuerza lateral: la carga del viento en toda el área de una pared exterior, por ejemplo. Debido a que las paredes de hormigón de papel suelen tener un mínimo de 300 mm (12 pulgadas) de espesor y suelen estar ancladas con varillas de refuerzo , pueden ser fuertes lateralmente.
Zach Rabon fundó Mason Greenstar en Mason, Texas, con el objetivo de producir y vender un bloque de hormigón de papel comercialmente viable. Su producto, Blox Building System, es el único bloque de hormigón de papel comercial producido en serie en el mercado. Ha construido varias estructuras residenciales con él.
El bloque Mason Greenstar tuvo su origen en un viaje que realizó el padre de Rabon, Kent Rabon, a Marathon, Texas . El mayor de los Rabon conoció a Clyde T. Curry, el propietario de Eve's Garden Organic Bed & Breakfast y Ecology Resource Center.
Curry fue uno de los primeros en proponer el uso del hormigón de papel y se benefició de la falta de normativas de construcción en la pequeña comunidad montañosa de Marathon. Curry construyó cuatro de las habitaciones del bed and breakfast, ya sea parcial o totalmente, con hormigón de papel y está en proceso de construir dos más, además de una biblioteca y un área de recepción, también con hormigón de papel. Junto con el trabajo de Fuller en la Universidad Estatal de Arizona, el establecimiento de Curry se ha convertido en un centro de recursos para personas interesadas en el hormigón de papel y, de vez en cuando, se realizan talleres allí.
Los Rabon tenían experiencia previa como constructores de viviendas y son propietarios de una planta de cemento premezclado en Mason. Invirtieron en investigación y pruebas de su producto durante varios años. Sin embargo, consideran que su producto es una fórmula patentada. Solicitaron una patente independiente a pesar de que ya se había solicitado una patente para el hormigón de papel en 1928. El bloque desarrollado por Mason Greenstar es conocido por su contracción uniforme (todos los bloques de hormigón de papel pasan por un largo tiempo de secado que implica cierta contracción), lo que le da un borde más afilado.
Fuller ha comentado que en las pruebas que ha realizado sobre el bloque Rabon, éste ha superado a otras fórmulas.
En el Centro Lyle de Estudios Regenerativos se ha construido una casa modelo de estudio hecha de hormigón de papel. Esta casa modelo es una muestra de las viviendas que construirán los estudiantes de la Universidad Politécnica Estatal de California, Pomona , para una comunidad sustentable en Tijuana .
Las distintas mezclas de tierra y papel se promocionan con distintos nombres. Una mezcla que utiliza arcilla como aglutinante en lugar de cemento Portland suele denominarse "adobe híbrido", "fidobe" o "padobe".
