1Valentín J. Morales Domínguez, 1Rafael Alavéz Ramírez, 1Margarito Ortiz Guzmán.
1Instituto Politécnico Nacional. Departamento de Investigación del CIIDIR IPN Unidad Oaxaca. Hornos 1003 Santa Cruz Xoxoxcotlán, Oaxaca, México,

Desde los inicios de la humanidad los primeros seres humanos ya construían con tierra, formando paredes protectoras para tapar las entradas de las cuevas.

La tierra ha sido usada como material de construcción en muchos lugares y en todos los tiempos.

Las personas se familiarizaron con este material y aprendieron a mejorarlo mediante la inclusión de algunas fibras vegetales o intercalando algunas ramas como refuerzos que mejoraron el comportamiento de los muros.

Hoy en día, los materiales de tierra tienen el potencial de hacer una contribución significativa para el desarrollo social, económico y el cuidado del ambiente; sin embargo, presenta dos desventajas principales: su baja resistencia a la compresión y su alta sensibilidad a la humedad (Zárate Martínez E., 2003).

La construcción de mampostería de tierra está muy extendida en el mundo en las diferentes culturas y países, tanto en países industrializados como en los países en desarrollo.

En los países en desarrollo la construcción de mampostería de tierra se relaciona con la cultura y tradiciones locales.

En los países industrializados, en general, la construcción tradicional de tierra es poco frecuente, pero en algunos sitios en particular sigue siendo empleada tanto en la restauración de edificios antiguos como en la construcción de otros nuevos: en este último caso esta forma de construcción tiene que cumplir con los requerimientos de las construcciones modernas y la arquitectura contemporánea, aunque manteniendo en cuenta el patrón de las edificaciones tradicionales (Achenza y Fenu, 2006).

La tierra es económica y abundante por lo que se ha usado extensamente en muros, los cuales se han desempeñado satisfactoriamente bajo diferentes condiciones ambientales, aunque los muros de tierra tienden a erosionarse bajo el impacto de las gotas de lluvia (Ventakatarama y Jagadish, 1987).

En algunos países desarrollados no se ha dejado de usar la tierra aunque las personas prefieren otros materiales, debido a que piensan que la tierra se relaciona con la pobreza.

Actualmente hay un nuevo interés en el uso de la tierra, debido en parte a que es un material que requiere baja energía en su fabricación (Morel et al., 2001).

Existe una gran diversidad de usos para la tierra con fines constructivos de viviendas, cada uno con rasgos característicos, entre los que podemos mencionar los siguientes sistemas:

Sistema de Tapial, que es la tierra apisonada. En algún momento los seres humanos descubrieron la ventaja de colocar tierra dentro de una cimbra y estabilizarla mediante su compactación, desarrollando poco a poco el sistema constructivo que se conoce como tapial, que llegó a alcanzar tal grado de avance técnico que ha permitido que aún hoy permanezcan en pie grandes secciones de construcción de tierra, a pesar de lo vulnerable que se vuelve el material al no haber recibido mantenimiento durante tanto tiempo, como un ejemplo representativo de este sistema podemos citar a la ciudad de Paquimé en la zona arqueológica de Casas Grandes Chihuahua.

En general el sistema consiste en llenar una cimbra de madera, de hasta 4 metros de largo, 75 centímetros de alto y un mínimo de 50 centímetros de espesor, con tierra arcillosa mezclada con gravilla, poca agua y ningún material orgánico, en capas delgadas del orden de los 10 a 15 centímetros de espesor y compactadas por medio de un pisón, generalmente de madera.

Una vez construida una sección, la cimbra es recorrida y alineada para construir el perímetro de la vivienda, después y apoyando la cimbra en puntales, se construyen las hiladas superiores. Este procedimiento se continúa las veces necesarias para alcanzar las alturas de muro a construir.

Es importante mencionar que todas las mamposterías de tierra requieren una base en su cimentación que las separe de la influencia de la humedad del suelo, la cual se construye con piedra con una altura de 40 a 50 centímetros, adicionales a la cimentación requerida para soportar la estructura y de acuerdo al comportamiento del suelo de apoyo, ocasionado por los ciclos de humedecimiento y secado, característicos de los ciclos de lluvias.

Sistema de Bajareque. La sedentarización de las personas hace miles de años, dio origen a la arquitectura de bajareque, aunada a la evolución de la cestería, fue dándose una mejor estructura a las uniones de las chozas mediante el entretejido y amarre de carrizos, otates, pastos y palmas aún verdes que al secarse adquirían una mayor resistencia. Desde el momento en que los seres humanos tuvieron que permanecer en un mismo sitio para cuidar sus cultivos, fue posible la mejora de la vivienda, siendo el primer paso la adición del barro en uno o ambos costados de los muros vegetales para lograr su mejor hermeticidad, generándose así la técnica del bajareque. El lodo arcilloso con que se cubre la estructura se mezcla con fibras vegetales o estiércol para después aplicar las capas de 3 a 6 centímetros de espesor.

Hoy en día, la arquitectura de bajareque sigue siendo ampliamente difundida, sobre todo en las costas y regiones tropicales del país, pero debida a la pérdida de la tradición constructiva y sobre todo a la falta de mantenimiento, se vuelve insalubre al permitir la proliferación de flora y fauna parásita en los muros conforme se va deteriorando la materia orgánica que contienen.   

Sistema de adobe tradicional. Este sistema constructivo tal como lo conocemos hoy en día fue producto de una civilización altamente desarrollada y organizada, teniendo su origen probablemente en Egipto. El término adobe proviene del egipcio “thobe”, traducido al árabe como “ottob”.

La construcción con adobe es una de las más antiguas tecnologías de construcción conocida, aunque su uso ha cambiado significativamente en las construcciones urbanas con el desarrollo de modernas edificaciones de tabiques y cemento Portland. El adobe ha sido uno de los materiales de construcción preferidos por su fácil adquisición, casi no requiere energía para su producción, es fácil de elaborar, de bajo costo, puede ser reciclado al final de su vida útil y no daña al medio ambiente. La forma densa de las construcciones de adobe las hace confortables tanto durante la época de calor como de frío (Degirmenci et al., 2005).

La técnica fue dada a conocer en torno al Mar Mediterráneo por los romanos a principios de nuestra era, siendo perfeccionada y ampliamente difundida durante las invasiones musulmanas desde el norte de la India hasta España, desde donde se fue generalizando su empleo en el resto de Europa como una eficaz solución a las crecientes demandas habitacionales, posteriormente durante la Conquista se difundió en el Continente Americano.

La técnica consiste en el moldeado de bloques de tierra arenosa y arcillosa de dimensiones variables, pero de fácil manejo con lo que se construyen muros a base de hiladas sobrepuestas (similar a los tabiques de cemento-arena y de barro cocido), junteadas con lodo. La tierra se mezcla con algún material que le proporcione cohesión interna como pueden ser las fibras vegetales (paja seca o estiércol de ganado).

Se deja fermentar la mezcla unos días y se elaboran las piezas en moldes de madera, siendo las dimensiones más comunes de 50x35x10 centímetros, se depositan sobre un piso seco regado con arena fina hasta que endurezcan.

Sistema de adobe compactado o Block de Tierra Comprimida (BTC). El encarecimiento de los materiales semi-industrializados como el tabique de arcilla recocida y el tabicón, utilizados en la construcción de muros de viviendas, es más evidente en las zonas alejadas de los centros de producción, lo que nos conduce a retomar alternativas de construcción con tecnologías tradicionales adecuadas y accesibles (Zárate Martínez E., 2003).

El block de tierra compactada (BTC) surge como una alternativa para retomar el uso del suelo como material de construcción, debido a que presenta mejores características mecánicas, al mejorar el proceso de fabricación y propiedades estructurales proporcionadas por el proceso de compactación (Khedari et al., 2005), (Walter et al., 1995), pero requiere de estudios y experimentaciones para mejorar su calidad.

Se han hecho estudios para determinar las características de los suelos que incidan en una mejora de las características de los bloques para construcción a base de materiales térreos, estabilizándolos tanto mecánicamente (mediante mejoras en las máquinas compactadoras) como químicamente (mediante la adición de cal y principalmente cemento Portland).

El método de estabilización por compactación busca mejorar las propiedades mecánicas del suelo empleando equipos mecánicos que involucran su disminución de volumen. La importancia de la compactación de los suelos estriba en el aumento de su resistencia y la disminución de su capacidad de deformación, mediante técnicas convenientes que aumenten su peso específico seco y disminuyan sus vacíos.

Los métodos usados para la compactación de los suelos dependen del tipo de los materiales con los que se trabaje en cada caso, los materiales puramente friccionantes, como la arena, se compactan eficientemente por métodos vibratorios, en tanto que en los suelos plásticos el procedimiento de carga estática resulta el más ventajoso (Juárez y Rico, 2001). 

En el Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional (CIIDIR) Unidad Oaxaca, dependiente del Instituto Politécnico Nacional, se cuenta con una máquina compactadora  manual para la elaboración de BTC (figura 1), con la que se han elaborado (figura 2) y analizado tanto las piezas de BTC en forma individual como en pilas (figuras 3 y 4), para conocer su comportamiento.

Con la información obtenida durante las experimentaciones planteadas para el mejoramiento de los BTCs, se construyeron algunas viviendas en agencias municipales del municipio de San Pedro Mixtepec, en la zona de la Costa de Oaxaca (figura 5) y también, en el CIIDIR IPN Unidad Oaxaca se edificó un prototipo de vivienda, con muros a base de BTCs y reforzada con elementos de concreto hidráulico reforzado con varillas de acero (figura 6), la techumbre fue a base de palcas tipo “U” invertidas de mortero armado.

Con las edificaciones mencionadas se comprobó la viabilidad del uso de este material para la construcción de viviendas, principalmente en áreas rurales, donde es posible la participación comunitaria para la elaboración de materiales estabilizados, con un mejor comportamiento estructural al del adobe tradicional.


Agradecimientos

Los autores agradecen al Instituto Politécnico Nacional a través del Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional (CIIDIR) Unidad Oaxaca, por el apoyo para el proyecto SIP 2017 “Comportamiento de la velocidad de penetración de humedad en BTCs estabilizados química y mecánicamente” que facilitaron la elaboración y caracterización de probetas de BTCs.

Referencias
  • Achenza M. y Fenu L. 2006. On earth stabilization with natural polymers for earth masonry construction. Materials and Structures 39:21–27. DOI 10.1617/s11527-005-9000-0.
  • DEĞİRMENCİ Nurhayat Balıkesir Üniversitesi, Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü, 2005. The use of industrial wastes in adobe stabilization. G.U. Journal of Science. 18(3):505-515
  • Juárez Badillo E. y Rico Rodríguez A. (1990). Mecánica de suelos. Tomo I. Fundamentos de la mecánica de suelos. Ed. Limusa. México.
  • Khedari Joseph, Watsanasathaporn Pornnapa and Hirunlabh Jongjit, 2005. Development of fibre-based soil-cement block with low thermal conductivity, Cement & Concrete Composites, 27: 111-116.
  • Morel J. C., Mesbah A., Oggero M. and Walker P. 2001. Building houses with local materials: means to drastically reduce the environmental impact of construction. Building and environmental 36(10): 1119-1126.
  • Venkatarama Reddy B. V. y Jagadish K. S. (1987). Spray erosion studies on pressed soil blocks. Building and environment 22(2): 135-140.
  • Walker P.J.,1995. Strength, durability and shrinkage characteristics of cement stabilized soil blocks, Cement & Concrete Composites, 17: 301-310.
  • Zárate Martínez E. 2003. El ferrocemento empleado como reforzamiento de muros de adobe en la vivienda de Tlalixtac de Cabrera. Tesis de licenciatura, UABJO.