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Buenas horas alumnos y alumnas, y bienvenidas a este vídeo en el que vamos a abordar la Tierra como material de construcción. Para mí es uno de los temas de la asignatura más especiales y sensibles, porque como vamos a ver, la Tierra es un material con el que podemos conseguir construcciones sostenibles, respetuosas con la cultura local y con la naturaleza. Así que espero que lo disfrutes.
He organizado el contenido en cuatro partes que se corresponden al ciclo de vida de un material de construcción: la etapa de fabricación, la etapa de construcción, la etapa de uso en servicio y la etapa de fin de vida. Y aquí puedes ver el esquema que organiza su contenido. Empezamos.
Para analizar la etapa de fabricación, debemos enmarcar la Tierra con los conceptos que ya aprendiste en piedras naturales, ya que la Tierra se obtiene a partir de rocas sedimentarias del tipo detríticas. Si recuerdas, las rocas sedimentarias del tipo detríticas son las que se van fragmentando físicamente en piezas más pequeñas sin modificar su composición química. Atendiendo al tamaño de sus fragmentos, se clasifican en distintos grupos y la Tierra para construcción está conformada de arenas, limos y arcillas. Las arenas y los limos dan cuerpo a la mezcla, mientras que las arcillas sirven para unir las partículas entre sí.
Ahora que ya sabemos de qué se compone la Tierra, vamos a detenernos un momento en la definición de varios conceptos. Según el diccionario de la lengua española de la RAE, la Tierra es el material desmenuzable que principalmente se compone de suelo natural y está compuesto por áridos que agrupan las arenas con los limos y, por otro lado, de arcillas, mientras que el suelo es el conjunto de materias orgánicas e inorgánicas de la superficie terrestre capaz de sostener vida vegetal. Por otro lado, y para no confundirnos, tenemos que aclarar que el barro es la masa resultante de la mezcla de tierra y agua.
Vamos a perforar la tierra para comprender esto un poquito mejor. El suelo empleado para construir con tierra se extrae de la zona de eluviación y deixivación, que es donde los niveles de materia orgánica son muy reducidos, ya que la descomposición de la materia orgánica supondría la creación de poros, lo que aumentaría la porosidad del material y, por tanto, también disminuiría su resistencia mecánica.
Como hemos mencionado, la Tierra se compone de arenas, limos y arcillas. Las arenas y limos se pueden agrupar en áridos, por lo tanto, las materias primas de la Tierra se pueden organizar en áridos y arcillas. Los áridos son material granular, mineral sólido, principalmente silicio, mientras que el arcilla contiene silicio y alumina. Los tipos de arcilla utilizados en la tierra pueden ser distintos, como la caolinita, la hilita, la esmectita y la vermiculita. Además, la arcilla puede tener diferentes colores según sus impurezas e incluso podemos diferenciar entre arcillas magras y arcillas grasas atendiendo a su nivel de plasticidad, siendo las arcillas grasas más plásticas que las magras. En definitiva, la tierra como material de construcción se puede obtener con arcillas y áridos sin cocer, transformadas mediante apisonado o secado, como vamos a ver en la siguiente etapa.
Muy bien, pasamos a la etapa de construcción, en la que veremos las propiedades principales de la construcción con tierra, los distintos productos de construcción y una comparativa entre materiales. En cuanto a las propiedades, eh las principales para la Tierra serían la cohesión, ya que puede mantener su forma bajo carga y puede soportar esfuerzos. También tenemos la hidroplasticidad, que es la capacidad de convertirse en un material plástico en presencia del agua, lo que nos lleva a la plasticidad, que si recuerda significa que puede deformarse de forma irreversible antes de llegar a la rotura. Y por último, una propiedad de la Tierra es su elevada inercia térmica, lo que nos ayuda a regular la temperatura interior del edificio y a reducir el consumo de energía en climas con grandes oscilaciones térmicas, tal y como vimos en propiedades térmicas. Todas estas propiedades dependen de la naturaleza de la tierra, es decir, de sus arcillas y áridos empleados, así como de otros aspectos como si la Tierra ha sido compactada o no. Aquí puedes ver con más detalle el concepto de hidroplasticidad y también recuperamos el concepto de inercia térmica del tema de propiedades térmicas.
Además, en algunos casos se incorporan aditivos, que son otras sustancias cuyo porcentaje es inferior al 5% del total de su masa. Estos aditivos, como la paja o el pelo de ganado, se utilizan para evitar la fisuración, reducir la plasticidad o estabilizar la humedad.
Ahora que ya hemos visto las propiedades principales, vamos a continuar con los tipos de productos con tierra y empezamos con el adobe. El adobe es el precedente del ladrillo y de los bloques de tierra comprimida que veremos a continuación. El adobe consiste en una pieza fabricada con la tierra húmeda e introducida en un molde rectangular que se deja al aire libre, pero protegido de la radiación solar para que se seque y adquiera resistencia mecánica. En función de la región geográfica y del uso pueden encontrarse piezas de distintas dimensiones, aunque en todos los casos la clave está en que pueda cogerse con una mano por parte de un operario u operaria y en ocasiones se incorporan fibras vegetales en el adobe como la paja para limitar la retracción durante el secado.
A continuación, pasamos al bloque de tierra comprimido, que es un ladrillo de tierra prensado en un molde para su composición se utiliza una mezcla de tierra no muy arcillosa y con poco contenido de agua. Se puede fabricar todo tipo de piezas con formas variadas y es el único recogido en la normativa, es el único producto con tierra recogido en la normativa española.
Por otro lado, tenemos el tapial. El tapial se utiliza para la ejecución de muros mediante el apisonado de tierra en sucesivas capas o tongadas dentro de un encofrado de madera. Al igual que en el bloque de tierra comprimida, se utiliza una mezcla de tierra no muy arcillosa y con poco contenido de agua. El molde donde se prensa la tierra tiene unas dimensiones de un 1,5 m de longitud, 60 cm de altura y un espesor mínimo de 40. Tradicionalmente se ejecutaba in situ, pero también podemos encontrar apuestas por su prefabricación para reducir la mano de obra y controlar el proceso de forma mecánica. Vamos a verlo en un vídeo. Aquí vemos como depositan la arena. Esto sería el apisonado en el que van compactando y eliminando el aire interior y cómo se va continuando todo el proceso por el muro. Fenomenal.
Además de estos productos, la Tierra se puede utilizar para elaborar morteros de junta, por ejemplo, para los muros de adobe. También morteros de rejuntado, inyección y de revestimiento, en los que se busca la compatibilidad mecánica y física con los soportes tradicionales. Además, los acabados son clave en la identificación cultural e integración con el medio y también existen tableros prefabricados para revestir. Por último, en las técnicas mixtas se combina el uso de elementos vegetales como madera, mimbre, cañas o cañizo con tierra en estado plástico y reforzada con fibras. Esta técnica se utiliza tanto en paramentos verticales, ya sean estructurales o de cerramiento, como en sistemas horizontales, especialmente en cubiertas.
Si ahora comparamos entre productos de tierra, en concreto el adobe y el tapial, podríamos decir que la ejecución del adobe es más simple que la del tapial porque no requiere mayor infraestructura. Sin embargo, para el adobe se necesita mucha más mano de obra, lo que encarece su puesta en obra, aunque el adobe permite mayor libertad formal que el tapial, porque es más fácil abrir huecos y no requiere de una modulación tan específica como el tapial.
Si en lugar de comparar comparar entre productos de tierra ampliamos la muestra a otros materiales como el hormigón en masa y la y la cerámica maciza, podemos observar que la densidad del hormigón o la cerámica es superior a la de los productos con tierra, como también lo son la resistencia a compresión. Por otro lado, el módulo de Young, que como ya sabes, relaciona el esfuerzo con la deformación, es muy inferior para los productos de tierra. Dado que el módulo de Young es inversamente proporcional a la deformación, a menor módulo de Young, mayor deformación en el material. Fenomenal.
Llegados a este punto, me gustaría que contestaras a una pregunta. Muchas gracias por tu respuesta.
Vamos a pasar a la tercera parte del tema para analizar la etapa de uso en servicio. En cuanto a la durabilidad de las construcciones con tierra, sus procesos patológicos se deben a dos factores principales. Por un lado, está la humedad y la pérdida de resistencia, ya que la Tierra es un material muy sensible a la humedad. El contacto de la Tierra con el agua provoca la erosión de la superficie y la pérdida de resistencia mecánica, que puede llegar a alcanzar la mitad de la original con un contenido de humedad de tan solo un 8%. Además, el agua puede producir decohesión por heladicidad, ya que al helarse el agua dentro de la Tierra aumenta el volumen de los poros y se va rompiendo el material.
Por otro lado, está la degradación por erosión generada por el viento y por las partículas que este arrastra. La prevención de ambas patologías requiere de un adecuado diseño constructivo y arquitectónico. Para evitar el efecto del agua de lluvia y de salpiqueo se deben diseñar aleros prolongados para alejar el agua de nuestro material, es decir, ponerle un buen paraguas. Y también debemos proteger la parte inferior de la fachada del edificio, es decir, su zócalo, colocando un material más resistente y menos susceptible a la humedad, como la piedra o la cerámica, lo que equivaldría a unas buenas botas impermeables.
Por otro lado, para evitar la erosión se deben usar revestimientos compatibles como elementos de sacrificio. Estos revestimientos pueden ser de cal, como veremos en el tema de conglomerantes, pero no usaremos el cemento porque limita la transpirabilidad de la Tierra, provoca acumulación de humedad y modifica su capacidad de reciclaje. Como conclusión, un buen diseño de la construcción con tierra puede asegurarnos una durabilidad casi eterna si pensamos, por ejemplo, en la Alhambra de Granada. Lamentablemente, en ocasiones, la sencillez y humildad de este material se ha convertido en uno de los motivos por los que la Tierra se asocia con un material de pobres y se decide no utilizarlo. Afortunadamente, numerosos estudios de arquitectura lo están utilizando en edificios contemporáneos y de gran calidad arquitectónica. Fenomenal.
Por último, vamos a pasar a la etapa de fin de vida, en la que me gustaría resaltar distintos aspectos como el hecho de que se estima que el 30% de la población mundial vive en edificios construidos con tierra, lo que nos hace pensar que este material tiene multitud de ventajas. Algunas de estas ventajas son un bajo coste energético si se emplea de forma local. Si los productos no se crean en la obra, sino en la industria, habría que considerar el consumo del transporte. Además, la construcción con tierra fomenta la economía local y preserva la identidad cultural de cada región. Otro aspecto destacable es que se en su construcción se pueden incorporar sistemas industrializados, incluso robotizados con impresoras 3D. Y por último, podemos afirmar que si no se mezcla con cemento es un material reciclable, no contamina y reduce el impacto ambiental asociado a la construcción porque la energía embebida por tonelada de material es muy inferior a la energía para fabricar hormigón o cerámica. Estupendo.
Ya hemos terminado con todos los apartados de este tema. Tan solo me queda mostrarte el esquema resumen de los contenidos organizados y el glosario del tema para que sigas ampliando tu vocabulario. Confío en que las construcciones con tierra te hayan parecido interesantes. Muchísimas gracias por tu atención y hasta pronto.