Uso de Tierra Compactada para Construcción Sostenible

¿Qué es la construcción con tierra compactada?

La tierra compactada es un sistema constructivo a base de bloques de tierra húmeda que se edifica con la ayuda de moldes en forma de bloques de diversos tamaños para verter la tierra al interior y compactarla con unas herramientas llamadas pisones, dando así la rigidez a la estructura de tierra.

Este tipo de técnica de construcción con tierra es ideal para las regiones desérticas por el bajo uso de agua como lo son las regiones del norte de México, el desierto de Atacama, el desierto de Uta en E.U. Todo el medio oriente, el norte de África y la región central de Australia.

Sin embargo, este tipo de construcción puede llevarse a cabo en todos los tipos de ecosistemas donde exista abundante tierra, pues para estas construcciones se utiliza tierra de cualquier tipo libre de materia orgánica como material principal, cal o puzolanas que ayudan a cementar la tierra, arena que es lo que permite una buena resistencia en el bloque y agua que es el componente que ayuda a activar la cal.

Es muy importante saber que la tierra antes de ser humedecida se debe mezclar homogéneamente con la cal (o cualquier otro estabilizante) y la arena. Una vez que esté bien mezclada y sin grumos, se puede ir agregando el agua poco a poco hasta humedecer la mezcla.

Normalmente se utiliza hasta el 30% de agua en su totalidad, según qué tan arcillosa o arenosa sea la tierra. Esto significa que la construcción con tierra vertida es muy eficiente en términos de conservación del agua, ya que durante todo el ciclo de vida su huella hídrica es muy baja en comparación con otros sistemas constructivos.

La tierra una vez mezclada y humedecida se coloca dentro del molde en capas de 10 centímetros y se compacta con un pisón, es decir se golpea la tierra con esta herramienta para comprimirla. Cada capa de tierra debe compactarse con fuerza suficiente para comprimir las capas entre sí.

Este tipo de construcciones de tierra compactada deben estar edificadas sobre un cimento sólido ya sea de piedra o cemento para que la obra quede protegida de la humedad que sube del suelo.

Es importante tomar en cuenta que la tierra que se utiliza para esta técnica debe de estar libre de materia orgánica, por lo general se recomienda cavar de 25cm a 1mt. de profundidad para obtener la tierra con la que se va a construir, dependiendo de la zona geográfica.

Entre más desértica sea la región menos profundidad se necesita para obtener la tierra.

Muros de tierra compactada

Los muros de tierra compactada se elaboran a partir de moldes en forma de cubos rectangulares, hechos de madera, los cuales están unidos a través de varillas roscadas que atraviesan las partes más largas dejando al interior.

Estos moldes tienen este diseño debido a que una vez que se termina de compactar el primer bloque, este se puede desmoldar fácilmente sin ser removido en su totalidad, solo se desliza hacia donde continúa el muro.

¿Cómo hacer un muro de tierra compactada?

Los muros de tierra compactada se construyan hilada por hilada (dejando los huecos donde irán las puertas y ventanas), ya que es importante dejar secar un poco para que al momento de compactar la segunda hilada no se deforme el bloque inferior.

Es importante tomar en cuenta que los bloques deben de estar intercalados o como se dice comúnmente, “intercalados” para brindar mejor resistencia a cuarteaduras.

Por otro lado, es importante utilizar andamios para colocar las hiladas superiores.

Existen algunas construcciones hibridas, es decir edificadas con varias técnicas, la tierra compactada es muy versátil ya que es compatible con muchas otras y existe la posibilidad de hacer un solo un muro.

Esto es muy sencillo ya que solo se tiene que alinear el molde a la superficie lateral con la que el muro hará contacto, esto se logra uniendo el lado lateral del molde con la superficie contraria que formará el otro muro.

La lógica constructiva sigue siendo la misma, se utiliza un molde de madera en forma de cubo rectangular (unido con varilla roscada llamadas también agujas de metal), el cual se coloca al borde de la superficie antes mencionada para posteriormente verter la tierra en el interior y apisonar.

Molde de madera para construcción de muros con tierra compactada

 

¿Cómo se apisona la tierra compactada?

Una vez que tenemos nuestro molde se introduce una capa de 10 cms. aproximadamente a lo largo y ancho del molde, se procura que la capa quede extendida lo más uniformemente posible, posteriormente se procede a apisonar la tierra con una herramienta de punta plana (pisón) de afuera hacia adentro comenzando por las esquinas.

Existen distintos tipos de pisones desde polines de madera a los cuales se les agrega un recubrimiento de plástico para que la tierra no se pegue, existen pisones manuales de acero los cuales funcionan bastante bien, a pesar de que son un poco pesados, pero se pueden utilizar con mucha facilidad, y por último están los polines hidráulicos los cuales son eléctricos y se recomienda para muros anchos.

Ventajas de la construcción con tierra compactada

Hay muchas ventajas para construir con tierra compactada:

El material es térmico y no necesita aislantes adicionales: La tierra tiene cualidades térmicas y el espesor de los muros es suficiente para retener la transferencia de calor o frio.

Respeto al medio ambiente: Esta técnica de construcción, reduce considerablemente el impacto ambiental de la obra, ya que el material principal al ser tierra natural no requiere de procesos industrializados de producción ni edificación, lo que ayuda a disminuir las emisiones de carbono.

Ahorro de agua: Por otro lado, el consumo de agua durante la fase de edificación es muy poco en comparación a otras técnicas constructivas, pues solo se usa hasta el 20 % de agua en la mezcla. lo que la hace ideal para construir en climas donde escasea el agua.

Mayor confort: dado que la tierra es un material térmico, la edificación   no necesita de climatización artificial.

Ahorro de costos: Esta técnica puede ser de autoconstrucción ya que la materia prima al ser tierra se puede obtener del lugar donde se realizará la obra, lo que puede reducir costos hasta de un 30% en comparación de una obra convencional.

Estética: La textura final de las paredes de tierra compactada es única y hermosa, por lo que generalmente no necesitan yeso revoques ni acabados. Por la forma y textura de los componentes naturales los espacios resultan muy armoniosos, cálidos y confortables.  (fotos de muros y casas con referencias).

Beneficios para la salud: Las paredes de tierra compactada respiran, por lo tanto, pueden regular la humedad relativa interior, haciéndola adecuada para personas con problemas respiratorios, por lo que si la obra se lleva a cabo de la forma correcta, las paredes no guardaran humedad y al estar estabilizadas quedaran selladas impidiendo el desprendimiento de polvo, lo que ayuda a generar un entorno saludable.

Textura de la tierra compactada para construcción

La textura de la tierra compactada es áspera y levemente rasposa debido a la naturaleza del material, pues lleva arena y arcilla principalmente, sin embargo también depende del tipo de material con que se haga el molde, se recomiendan moldes lizos para que al momento de desmoldar la pared del bloque quede intacta, pues como se desmolda en cuanto se termina de apisonar, la tierra sigue húmeda y si el molde tiene paredes rugosas pueden quedar partículas de la mezcla dentro de las hendiduras del molde, esto pudiera ocasionar que se desprendan partes del bloque de tierra.

Por lo tanto, es importante tomar en cuenta que entre más liza la pared del molde será mejor para edificación del muro.

Sin embargo, una vez desmoldado el bloque de tierra, se le puede agregar alguna técnica de aplanado para que su apariencia quede rugosa.

Estos aplanados se hacen con los mismos materiales, pero como es un material adicional se recomienda agregar más cal (ya que es el aglutinante, es decir el material que tiene el componente pegajoso y funge como pegamento.) para asegurarse de que se adhiera al muro.

La mezcla debe contener una proporción inversa, es decir más agua y más cal; menos tierra y arena dependiendo de la textura que se quiera lograr. La composición de la mezcla debe quedar acuosa o viscosa.

Esta práctica es muy interesante porque no solo sirve como textura decorativa, si no también funciona como técnica de restauración ante algunas fallas que se puedan presentar al momento de construir, como grietas o pequeños desprendimientos.

Cuando esto sucede hay que humedecer el muro (no mojarlo) y colocar poco a poco la mezcla.

Arquitectura con tierra compactada

Esta técnica de construcción con tierra compactada tiene su origen en la arquitectura de tierra ancestral llamada tapial.

¿Cómo funciona la construcción con tapial?

En este sistema constructivo llamado tapial se utilizan unos moldes de madera en forma de bloques gigantes donde se verte la tierra y se apisonan o compactan desde adentro es decir que la persona que va a apisonar para compactar la tierra debe meterse a la estructura molde.

Estos moldes están hechos de madera y tienen medidas desde 40 cms. de ancho por 1.50 o hasta 2 metros de altura, lo cual hace de este tipo de construcción, poco versátil para construir.

La técnica tiene su origen en el norte de África y sur de España, pero también hay construcciones antiquísimas en Asia.

Algunas construcciones antiguas de tierra compactada con la técnica de tapial que aún existen son, la Alhambra en España, la Muralla China, y la ciudad de Shibam en Yemen. Esto significa que la técnica ha probado su estabilidad estructural a través del tiempo.

Características de la tierra

Las características de la tierra se conocen a través de la clasificación de suelos, esto se debe a que existen varios tipos y se les clasifica según su granulometría, es decir el tamaño del grano del suelo. Esta textura, nos ayuda a entender la constitución de la tierra con la que se va a construir, que va desde la grava, es decir los diámetros más grandes, hasta las arcillas, que son los diámetros más pequeños.

Tipos de tierra en base al tamaño de su grano

Arcilla: Posee una fuerte cohesión, sin estabilidad volumétrica, se expande en la presencia del agua.

Diámetro: Menor a 0.002 mm.

Limo: No presenta cohesión, es de menor tamaño que la arena.

Diámetro: Entre 0.002 y 0.06 mm.

Arena: Tiene una medida menor que la grava y se caracteriza por no presentar cohesión y su propiedad es la resistencia.

Diámetro: Entre 0.06 y 2 mm.

Grava: es el elemento de mayor tamaño, no presenta cohesión y su propiedad es la resistencia.

Diámetro: Mayor a 2 mm.

Es importante resaltar que la clave de la construcción con tierra compactada son las arcillas. Este grano, tiene propiedades cohesivas lo que significa que se pega fácilmente y esto es muy importante porque es lo que ayudará a que la construcción quede suficientemente sólida.

En cuanto a la arena, por el tamaño de los granos y sus propiedades, ayuda a que la construcción no se cuartee cuando hay presencia de mucha arcilla, esto ayuda a darle balance a la mezcla y mejora la resistencia de la construcción.

Pisos de tierra compactada

A diferencia de los muros, los pisos de tierra compactada requieren de otro procedimiento constructivo, ya que no se requiere de moldes, pero si de un marco para contener la tierra. Los pisos de tierra compactada son amigables con el medio ambiente, requieren de poco mantenimiento y son muy bonitos a la vista.

¿Cómo hacer un piso de tierra compactada?

Para hacer un piso con tierra compactada primero que nada, es necesario delimitar el área del piso, después se debe hacer un rebaje en el suelo, aproximadamente de 20 cms. para colocar las capas de suelo donde se colocará el piso de tierra.

Es necesario que el piso este delimitado por un marco ya sea de madera, piedra o cemento de tal forma que sirva de contención para mantener la tierra del piso, esto ayuda mucho para su larga duración y bajo mantenimiento.

Materiales necesarios para construir un piso de tierra compactada

Los materiales a utilizar para construir el piso de tierra en orden de capas son, grava, arena, y arcilla, una vez aplicadas estas capas se van apisonando cada una, al terminar se debe humedecer para posteriormente pasar la última capa de arcilla mezclada con cal y arena y compactar la tierra con un pisón ancho.

Es importante tomar en cuenta que la última capa debe de estar mezclada homogéneamente antes de humedecerla y aplicarla.

Primero se coloca una capa de grava bien nivelada aproximadamente de 15cm, por lo que se recomienda compactar con un pisón y asegurarse de que este parejo. Posteriormente se coloca arena una capa de 15 cms., también se compacta con el pisón y se asegura que quede bien nivelada, posteriormente se coloca una capa de 15 cms. de tierra cribada y húmeda, y se compacta.

Por último, se coloca una mezcla húmeda de tierra, con cal, arena y agua. Se verte una capa de 20 cm y se compacta con el pisón. Y listo ya tienes tu piso de tierra apisonada.

¿Cómo hacer una casa de tierra compactada?

Para poder construir una casa con tierra compactada es indispensable conocer la tierra con la que trabajaremos, ya que se identifica el tipo de tierra de la zona para construir la casa se sabrá que proporciones se necesitan para mezclarla con la arena, la cal y el agua.

El criterio más importante para hacer una casa de tierra compactada es la cimentación, ya que se debe tener presente que este tipo de construcciones no llevan columnas, pues esta técnica se caracteriza por que los muros de tierra compactada son portantes.

La cimentación es básica ya que impide el paso de la humedad que naturalmente sube del suelo.

Una vez que se tiene la cimentación se puede comenzar a delimitar las aberturas donde irán las puertas y ventanas. Planearlo con anterioridad ayudará a fluir con la construcción, ya que es muy recomendable que los bloques vayan intercalados.

Una vez que se eleva un muro de tierra compactada de la casa, respetando las aberturas, al final se sugiere colocar o “rematar” con una capa de mortero de cal y arena para proteger la estructura de tierra compactada del agua, la cual deberá aplicarse también en la parte superior y final del muro donde irán las vigas del techo.

Cuidados y mantenimiento de construcciones con tierra compactada

Si la construcción de tierra compactada está bien hecha, no necesita de cuidados o mantenimiento muy rigurosos ni costosos, se recomienda simplemente aislar bien la parte superior (corona) donde va montado el techo, y las aberturas, estas partes se pueden proteger con mortero de cal y arena o bien con unas cuantas hiladas de ladrillo o piedra.

En la parte inferior es importante dejar una cimentación elevada para que el muro de tierra no esté en contacto directo con el suelo (agua y humedad). Si acaso llegara a generarse algún desprendimiento o cuarteadura de la tierra es posible restaurarlo.

Procedimiento para restaurar grietas o imperfecciones en tierra compactada

1. Con un atomizador deberás humedecer el área dañada de forma generosa
2. Deberás de preparar una mezcla homogénea de cal, tierra y arena en las mismas proporciones y mezclarlas homogéneamente.
3. Agregar agua a la mezcla hasta que quede suficientemente plástica para hacer bolitas de tierra con las palmas de la mano.
4. Agregar estas bolitas de tierra al muro dañado previamente humedecido con el atomizador.
5. Aplicar con la mano y dar unos cuantos golpes suaves y de ser necesario utilizar una espátula para una mejor aplicación.

Pigmentos para cambiar color de la tierra

La técnica de tierra compactada no necesita acabados, pues algo muy particular de esta técnica es que una vez que desmoldas queda a la vista la tierra y esta posee tal belleza que no necesita revoques, acabados ni selladores.

Sin embargo, en algunas construcciones se le puede agregar pigmento a la tierra para darle un acabado más colorido a la tierra lo cual se ve muy bonito.

Una de las bondades de esta técnica es que puedes pigmentar la tierra para darle una apariencia colorida para efectos decorativos, se pueden hacer distintas combinaciones de colores para las construcciones con tierra compactada.

Los pigmentos que se utilizan por lo general son pigmentos minerales y estos se consiguen muy fácilmente en cualquier tienda de construcción. También existen pigmentos orgánicos que pueden dar diferentes tonos de color a la tierra.

Normalmente, vienen muy concentrados así que es recomendable que hagas algunas muestras para elegir previamente el color y conocer la proporción que deberás agregar a la mezcla para obtener el color deseado de la tierra.

Preguntas y respuestas sobre construcción con tierra compactada (FAQ)

1.      ¿Son caras o costosas las casas o construcciones de tierra compactada?

Depende, porque es un sistema constructivo de autoconstrucción, y puede ser tan cara o barata como uno desee. Si la mandas a hacer puede llegar a ser cara por la mano de obra ya que debe ser cualificada.

2.      ¿Es la tierra compactada a prueba de agua?

Definitivamente no, hay que construir sobre un cimiento sólido y colocar protecciones en las partes superiores de la construcción.

3.      ¿Son sostenibles las construcciones de tierra compactada?

Completamente, ya que los materiales utilizados no son industrializados lo que disminuye considerablemente la huella de carbono en comparación con el uso de cemento portland, por otro lado es una técnica constructiva con muy bajo índice de huella hídrica, es decir que se utiliza poca agua para edificar, lo que contribuye a la conservación del agua.

4.      ¿Se puede usar tierra apisonada para un muro de contención?

No, porque la función de un muro de contención es contener la tierra y en ocasiones esa tierra cuando llueve se humedece y las construcciones de tierra no deben de estar en contacto directo con la humedad.

5.      ¿Se puede reciclar la tierra apisonada?

Si, la tierra utilizada al no tener procesos industrializados se puede reutilizar o regresar al entorno natural de forma segura, ya que los agregados (cal y arena) no son dañinos para el ambiente pues la arena también es un componente natural y la cal aunque es un material procesado, al estar mezclada con la tierra en baja proporciones no causa impactos en el entorno natural.

6.      ¿Se puede pintar las paredes o muros de tierra compactada?

Solamente con pigmentos naturales (óxidos). No se recomienda pintura sintética vinílica ya que al secarse se plastifica impidiendo que el muro respire y libere la humedad, lo que debilita al muro.

7.      ¿La tierra compactada necesita aislamiento?

No, la tierra es un material aislante y retiene el flujo de las temperaturas extremas al interior de la construcción.

8.      ¿La tierra compactada necesita varillas de refuerzo?

No, porque es un muro portante es decir que el muro en si mismo funge como columnas de soporte, de manera que NO se deben de incluir columnas de varilla ni castillos de ningún tipo por que estos sistemas debilitan la técnica de tierra compactada.

9.      ¿Cuánto duran las paredes de tierra apisonada?

Es difícil calcular el costo de un muro, pero se puede calcular tomando la referencia de un muro convencional de block de cemento y restarle un 30% del costo.

10.  Como arreglar grietas en un muro de tierra compactada

Es muy sencillo, se hacen bolitas de tierra, cal, arena y agua con un porcentaje mayor de cal y agua para que pegue más rápido, la consistencia debe de ser más aguada que la plastilina casi pastosa. La superficie donde está la grieta debe humedecerse con agua y aplicarse con un atomizador hasta que quede bien húmeda posteriormente se coloca la bolita y se le dan golpecitos con un pequeño pedazo de madera hasta cubrir la grieta.

11.  ¿Es duradera la técnica de tierra compactada?

Sí, esta técnica de tierra compactada tiene su origen en la técnica ancestral llamada tapial. Esta técnica surgió en en el norte de África y sur de España, pero también hay construcciones antiquísimas en Asia.

Algunas construcciones antiguas de tierra compactada con la técnica de tapial que aún existen son, la ALHAMBRA en España, la Muralla china, y la ciudad de Shibam en Yemen. Esto significa que la técnica ha probado su estabilidad estructural a través del tiempo.

12.  ¿Por qué es sostenible la tierra apisonada o compactada?

Porque reduce considerablemente el impacto ambiental de la obra, ya que el material principal al ser tierra natural no requiere de procesos industrializados durante su producción ni edificación, lo que ayuda a disminuir las emisiones de carbono. El material es reciclable o reutilizable y regresa de forma segura al entorno natural.

Por otro lado, el consumo de agua durante la fase de edificación es muy poco en comparación a otras técnicas constructivas, pues solo se usa hasta el 20 % de agua en la mezcla (única fase donde se utiliza agua), lo que la hace ideal para construir en climas donde escasea el agua.

13.  ¿Por qué construir con tierra compactada o apisonada?

Protegemos el medio ambiente: Es una técnica de construcción sustentable

Mayor confort: dado que la tierra es un material térmico, la edificación   no necesita de climatización artificial.

Ahorro de costos: Esta técnica puede ser de autoconstrucción ya que la materia prima al ser tierra se puede obtener del lugar donde se realizará la obra, lo que puede reducir costos hasta de un 30% en comparación de una obra convencional.

Estética: La textura final de las paredes de tierra compactada es única y hermosa, por lo que generalmente no necesitan yeso revoques ni acabados. Por la forma y textura de los componentes naturales los espacios resultan muy armoniosos, cálidos y confortables.  (fotos de muros y casas con referencias)

Beneficios para la salud: Las paredes de tierra compactada respiran, por lo tanto, pueden regular la humedad relativa interior, haciéndola adecuada para personas con problemas respiratorios, por lo que, si la obra se lleva a cabo de la forma correcta, las paredes no guardaran humedad y al estar estabilizadas quedaran selladas impidiendo el desprendimiento de polvo, lo que ayuda a generar un entorno saludable.