Construcción con Sacos de Tierra

¿Qué es?

La construcción con sacos de tierra (también llamada con sacos de arena o, en su forma tubular, construcción "Superadobe") es una técnica para construir muros, cúpulas y bóvedas rellenando tubos largos o sacos individuales con tierra del lugar, colocándolos en hiladas, apisonando cada hilada hasta dejarla plana y uniendo las hiladas con dos hebras de alambre de púas colocadas entre las capas.

¿Para qué sirve?

Para construir muros duraderos, de gran masa térmica y bajo costo, así como estructuras abovedadas o con cúpula —bodegas, almacenes, talleres, pequeñas viviendas—, utilizando principalmente la tierra excavada en el lugar, con un mínimo de material comprado y sin maquinaria pesada. Es adecuada para el socorro en casos de desastre y la vivienda de refugiados, la construcción rápida y ligera de cimientos en zonas remotas, lugares con escaso suministro de madera y situaciones en las que una estructura de compresión pura, similar a la mampostería, es deseable por su resistencia a cargas sísmicas y explosiones.

La física detrás de esto

Rellena y apisonada, la tierra dentro de un saco se comporta como una masa densa y cohesiva confinada por la tela, similar en principio a la tierra compactada o apisonada, ganando resistencia por la fricción entre las partículas de tierra bajo compresión. El alambre de púas entre las hiladas proporciona un enclavamiento mecánico para que las hiladas no puedan deslizarse entre sí, desempeñando un papel similar al mortero en la mampostería de ladrillo, pero funcionando principalmente a través de la fricción y el enclavamiento en lugar de la adhesión. La tela del saco actúa como encofrado temporal mientras la tierra se compacta y fragua; una vez compactada, y especialmente si la tierra tiene algo de contenido de arcilla o un estabilizador añadido como cal o cemento, el muro adquiere una resistencia cohesiva en gran medida independiente del saco. Las cúpulas y bóvedas construidas como una espiral de hiladas en voladizo funcionan en compresión pura, como una cúpula de piedra o adobe, una disposición estructuralmente eficiente para un material que esencialmente no tiene resistencia a la tracción. Debido a que los muros rellenos de tierra tienen una capacidad calorífica volumétrica sustancial, también funcionan como masa térmica, absorbiendo el calor diurno y liberándolo lentamente, el mismo principio utilizado deliberadamente en el diseño de calefacción solar pasiva (ver el tema relacionado).

Historia

Rellenar sacos con tierra o arena para fortificaciones expeditivas es una antigua práctica militar, el origen literal de la palabra "sandbag" (saco de arena). La construcción con sacos de tierra como técnica arquitectónica deliberada se desarrolló y popularizó desde la década de 1970 hasta la de 1990, destacando el arquitecto iraní-estadounidense Nader Khalili, quien desarrolló el "Superadobe" —largos tubos de tela rellenos de tierra y colocados en espiral para formar cúpulas y bóvedas—, en parte a través de trabajos relacionados con el interés de la NASA en la construcción extraterrestre, y en parte como vivienda de bajo costo para el socorro en casos de desastre y refugiados, a través de su Instituto de Arte y Arquitectura de la Tierra de California (Cal-Earth). Desde entonces, se ha utilizado en proyectos de refugios humanitarios y en comunidades de construcción natural y fuera de la red en todo el mundo.

Versión sencilla

Sacos individuales de polipropileno tejido (sacos de pienso o arroz) rellenos con tierra del lugar humedecida hasta una consistencia trabajable, similar al cob, colocados en hiladas superpuestas sobre una sencilla zanja de escombros rellena de grava, cada hilada apisonada con un apisonador manual antes de colocar la siguiente, con dos hebras de alambre de púas a lo largo de la parte superior de cada hilada para fijar la siguiente en su lugar. Los muros rectos son la forma más sencilla; una planta circular o contrafuertes añadidos proporcionan estabilidad sin necesidad de una viga de atado separada.

Versión avanzada

Tubos largos y continuos de polipropileno tejido —en lugar de sacos individuales—, rellenados progresivamente a medida que se coloca la hilada, construidos en espiral en voladizo para formar una cúpula o bóveda autoportante sin encofrado interno (método Superadobe de Khalili), a menudo utilizando una mezcla de tierra estabilizada (un pequeño porcentaje de cal o cemento añadido al relleno para una mayor resistencia al agua y la erosión), y acabados por dentro y por fuera con un enlucido de tierra, cal o cemento para protección contra la intemperie, con aberturas de puertas y ventanas enmarcadas con marcos y dinteles temporales.

Versión industrial

No existe una versión mecanizada de producción en masa en el sentido habitual —la construcción con sacos de tierra sigue siendo una técnica intensiva en mano de obra y construida en el lugar—, pero los proyectos organizados más grandes utilizan dimensiones estandarizadas de sacos o tubos, mezclas de tierra diseñadas con proporciones de estabilizador probadas, relleno de tierra-cemento o tierra-cal mezclado a máquina, y ocasionalmente equipos de apisonado o mezcla a pequeña escala, aplicados a programas de vivienda humanitaria y de socorro en casos de desastre de unidades múltiples y a algunos complejos turísticos y desarrollos de ecoconstrucción que construyen cúpulas de sacos de tierra a escala, además de un puñado de variantes diseñadas y probadas para un rendimiento sísmico conforme a la normativa.

Construyendo el tuyo propio

1. Prueba del sitio y del suelo: cava un agujero de prueba y verifica que el suelo no sea arena pura o arcilla pura — un buen relleno tiene algo de contenido de arcilla para la cohesión pero aún drena razonablemente (una simple prueba de agitación en un frasco o de "cinta" puede detectarlo).
2. Cimientos: cava una zanja de escombros poco profunda rellena de grava debajo de la primera hilada para el drenaje, especialmente donde el muro se encuentra con el nivel del suelo — la humedad es el principal enemigo de un muro de sacos de tierra.
3. Relleno: humedece la tierra hasta una consistencia trabajable (debe mantener su forma al apretarla en un puño, sin gotear) y rellena los sacos o tubos, dejándolos lo suficientemente poco llenos como para apisonarlos planos.
4. Colocar y apisonar: coloca los sacos a soga, escalonando las juntas hilada a hilada, y apisona cada hilada firmemente nivelada antes de añadir la siguiente.
5. Estabilizar entre hiladas: pasa dos hebras de alambre de púas de 4 puntas a lo largo de la parte superior de cada hilada apisonada antes de colocar la siguiente, uniendo las hiladas y resistiendo el deslizamiento lateral.
6. Aberturas y viga de atado: enmarca las aberturas de puertas y ventanas con marcos temporales, y remata el muro con una viga de atado continua (de madera o de hormigón armado) para unir la parte superior del muro — especialmente importante en zonas sísmicas.
7. Proteger: enlucir o revocar ambas caras rápidamente (estuco de tierra, cal o cemento); los sacos de polipropileno expuestos al sol y la lluvia se degradan con el tiempo.

Errores comunes

• Relleno demasiado húmedo o demasiado seco — demasiado húmedo no compactará ni apisonará correctamente y tardará mucho más en curar; demasiado seco no se cohesionará en absoluto.
• Falta de drenaje en los cimientos — la capilaridad del agua hacia la hilada base es uno de los modos de fallo más comunes.
• Omitir el alambre de púas entre hiladas — las hiladas pueden deslizarse, especialmente en curvas y cúpulas.
• Dejar los sacos expuestos a los rayos UV y a la intemperie sin enlucir durante demasiado tiempo — el tejido de polipropileno se degrada con la luz solar.
• Construir una cúpula completa sin seguir un ángulo de voladizo validado — un voladizo demasiado inclinado puede colapsar antes de fraguar.
• Ausencia de viga de atado o dintel sobre las aberturas, lo que provoca grietas encima de puertas y ventanas.

Cómo medir

Pruebas de campo sencillas durante la construcción: una prueba de "bola de apriete" de humedad del suelo (un puñado debe mantener su forma pero no gotear), una prueba de sedimentación en un frasco para estimar la fracción de arcilla/limo/arena antes de usar, y la verificación de la altura y el nivel de la hilada apisonada con una regla y un nivel. Cuando la precisión importa, la resistencia a la compresión no confinada del relleno puede probarse en un laboratorio. El rendimiento continuo se monitorea observando el agrietamiento del muro, la erosión del enlucido después de la lluvia y —dado que la masa térmica es uno de los beneficios— comparando las oscilaciones de temperatura interior con la temperatura exterior.

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