BIOMATERIALES EN ARQUITECTURA

El sector de la construcción representa alrededor del 40% de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel mundial, alrededor del 30% corresponden al uso de energía de los edificios y el 10% restante se atribuye al denominado carbono embebido que hace referencia a las emisiones derivadas del proceso de extracción y producción de materiales, así como su puesta en obra.

Si bien la eficiencia energética de los edificios está regulada desde hace años y es objeto de constantes políticas de inversión en rehabilitación y concienciación ciudadana, no ocurre lo mismo con las emisiones de los materiales, que hasta el momento han sido las grandes olvidadas.

La última revisión de la EPBD, la directiva de Eficiencia Energética de Edificios en la Unión Europea, aprobada el pasado mes de marzo de 2023, contempla por primera vez la obligatoriedad de cómputo de emisiones en la construcción de nuevos edificios, un primer paso hacia la regulación y limitación de las mismas vigente en varios países de la Unión. [1]

Esta nueva regulación supone un cambio de paradigma, materiales de elevado impacto y huella ecológica que generan elevadas emisiones de CO₂ y que consumen grandes cantidades de combustibles fósiles durante su proceso de producción como son el hormigón, el acero o los plásticos se están viendo obligados a presentar planes de descarbonización que en la práctica son poco realistas o confían en tecnologías aún por desarrollar como el secuestro de carbono. [2]

Por otro lado, materiales de reducida huella ecológica, que llevan en el sector de la construcción varios miles de años y que habían quedado en segundo plano debido al auge de los materiales industrializados, como son la madera, los bloques de tierra, los aislamientos a base a fibras o los productos derivados de la cal, entre otros, se están posicionando de nuevo en el mercado acompañados de inversión en innovación, empresas emergentes y tecnologías que facilitan su uso a gran escala.

Estos materiales de reducido o nulo impacto de carbono, suelen ser materiales naturales, de procedencia local, sostenibles, en muchos casos renovables y que aseguran un mínimo impacto sobre la salud de las personas y del medioambiente.

Sin duda, la transición hacia un sector descarbonizado pasa por la puesta en valor, recuperación y desarrollo de estos materiales que deben convertirse en la nueva construcción convencional para asegurar un futuro sostenible.

1. MADERA

La madera se ha convertido en el biomaterial constructivo por excelencia de los últimos tiempos. Si el acero es el material del siglo XIX y el hormigón el del siglo XX, se estima que la madera pueda llegar a considerarse el material del siglo XXI.

Según la Nueva Estrategia de la UE en favor de los Bosques para 2030 llevada a cabo por la UNECE (Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas), los bosques absorberían alrededor del 10% de las emisiones de CO₂ de la Unión Europea. [3]

Los árboles actúan, por lo tanto, como sumideros naturales de dióxido de carbono. En función de la especie, la madera almacena alrededor de 1,6 toneladas de dióxido de carbono por m³, según un estudio realizado por FP Innovations de Canadá. [4]

La UNECE destaca que el uso de la madera en el sector de la construcción reduce las emisiones de CO₂ en un 40% si se emplea como alternativa al hormigón, y en un 30% con respecto al acero. [5]

MADERA ESTRUCTURAL

Debido a sus numerosos beneficios, el uso de la madera en construcción se ha popularizado en los últimos años. Se trata del biomaterial de referencia, absolutamente versátil pudiendo ser utilizado como elemento estructural capaz de soportar importantes cargas y salvar grandes luces o como elemento de revestimiento, cerramiento, pavimentación o mobiliario. [6]

CLT

El auge de la prefabricación en arquitectura, ha posicionado al contralaminado de madera CLT – Cross Laminated Timber – como una de las principales opciones a la hora de proyectar edificios con criterios de sostenibilidad.

El contralaminado de madera CLT es un sistema constructivo obtenido mediante la superposición de 3,5 o 7 capas formadas por tablas de madera aserrada y encolada, dispuestas perpendicularmente las unas con respecto a las otras.

La superposición a 90 grados de las tablas de madera otorga al conjunto un comportamiento estructural bidireccional, capaz de adaptarse a una amplia variedad de necesidades constructivas.

El sistema constructivo de contralaminado de madera CLT se aplica tanto en elementos verticales como en horizontales, desde muros de carga de hasta 14 metros continuos, particiones interiores o forjados continuos entreplantas y cubiertas.

El uso del CLT como biomaterial constructivo se considera una de las alternativas constructivas más populares y sostenibles del mercado en la actualidad. Al tratarse de un sistema prefabricado e industrializado, el CLT favorece la simplificación de los procesos de obra, reduciendo su tiempo de duración y su coste, convirtiéndose en una opción altamente competitiva contra sistemas industrializados de elevado impacto como el hormigón o el acero.

CLT MIX

El contralaminado de madera CLT se presenta en diferentes versiones – una de ellas es en forma de paneles, también prefabricados, que aseguran un mejor comportamiento termo-acústico.

Los paneles contralaminados de madera CLT con aislamiento termo-acústico suponen una variación reciente del sistema constructivo original, basado en la eliminación de las capas centrales de madera aserrada y encolada, generando en su lugar un hueco, a modo de caja interior, en la cual integrar un relleno termo acústico.

Esta evolución supone una mejora de las prestaciones mecánicas –por su aligeramiento estructural– a la vez que térmicas y acústicas –con la integración de aislamiento en su interior– contribuyendo a diseñar acorde con los principios de eficiencia energética y sostenibilidad: menos materia prima para mejores prestaciones.

En España disponemos de una empresa de producción de CLT Mix que utiliza madera procedente de gestión sostenible de bosques pirenáicos. Egoin, es una empresa fundada en País Vasco con sede en Vizcaya y actividad en todo el territorio español. [7]

ENTRAMADO LIGERO DE MADERA

El sistema de entramado ligero de madera consiste en la colocación de montantes de madera, separados entre si 40-60 cm, fijados entre sí mediante travesaños -piezas de madera de horizontales que actúan como elementos horizontales de unión- formando celosías estructurales.

Se trata de un sistema prefabricado, comúnmente extendido en Norteamérica desde el siglo XIX, conocido también con su denominación inglesa Balloon Frame, que emplea la madera como biomaterial constructivo.

Los huecos que se generan entre montantes se cierran mediante la integración de materiales aislantes, que posteriormente son recubiertos con paneles de madera prefabricados. El resultado es una superficie compacta autoportante, capaz de resolver muros, forjados y cubiertas de una vivienda.

Una de las principales ventajas del entramado ligero de madera, más allá de la reducción del tiempo de obra, es su eficiencia energética: se trata de un sistema constructivo que actúa como aislamiento térmico por sí solo. No solo se aligera el peso del conjunto, sino que también contribuye a prescindir de capas añadidas al cerramiento del proyecto. Este ahorro de materiales supone un impacto medioambiental positivo, generando una huella ecológica mínima. [9]

PAVIMENTOS DE MADERA

Existen diferentes tipos de suelos de madera, entre los cuales destacan los pavimentos de tarima flotante, los parquets sintéticos o el parquet mixto, híbrido de los dos anteriores. La elección de la última capa que recubre el suelo de nuestra vivienda marca, una vez más, la dicotomía existente entre lo natural y lo sintético.

PAVIMENTO DE LISTONES DE MADERA MACIZOS

Los pavimentos de listones de madera macizos incluyen tanto los pavimentos de tarima de madera flotante como parquets encolados. Los listones de madera empleados en estos sistemas de cubrición de superficies son variables, se adaptan a la necesidad de cada superficie a recubrir.

Los parquets de madera natural aseguran una mayor durabilidad que los sintéticos dado que los daños que sufra la madera a lo largo de su vida útil pueden ser restaurados mediante técnicas de mantenimiento como el acuchillado, alargando de este modo la vida útil del biomaterial.

Por su grosor y composición, el acabado de madera natural presenta un mejor comportamiento aislante, además de una mayor inercia térmica que aporta calidez al interior de la vivienda. Esto reduce la necesidad de calefactar la estancia con aparatos mecánicos, contribuyendo a la eficiencia energética.

PARQUET MIXTO

El parquet mixto es un pavimento natural-sintético, se compone por una capa inferior de aglomerado de madera y otra capa superior, considerablemente más fina que la anterior, de madera natural.

Desde un punto de vista estético, el parquet mixto ofrece unas características similares a los pavimentos de madera maciza, otorgándole al espacio una sensación de calidez mayor que si se tratase de un acabado sintético.

La capa inferior de madera aglomerada aporta resistencia y durabilidad al conjunto. Sin embargo, al no tratarse de un elemento natural macizo, el parquet mixto no permite aplicar técnicas de mantenimiento que alarguen su ciclo de vida – no se puede lijar o acuchillar por ser demasiado fina la capa superior.

CARPINTERÍA DE MADERA

Las carpinterías de madera suponen una alternativa a las carpinterías más comúnmente empleadas de PVC o aluminio– la madera es un material natural y renovable, mientras que el PVC es un material plástico proveniente del petróleo y el aluminio es un material que pese a su potencial de reciclado con tasas que se acercan al 100%, dispone de una elevada huella ecológica. [11]

Las propiedades aislantes de la madera, tanto térmicas como acústicas, favorecen la estanqueidad de la vivienda aportando calidez al ambiente.

La transmitancia térmica de los marcos de madera tiene un mejor comportamiento ante las pérdidas de energía que el PVC o el aluminio, por lo que favorecen la eficiencia energética de la vivienda. Al no ser necesario realizar una rotura de puentes térmicos, como ocurre con las carpinterías de aluminio, la fabricación de éstas se simplifica.

La exposición de las carpinterías hacia el exterior requiere un tratamiento y mantenimiento especifico en una de sus caras. Es necesario nutrir las superficies anualmente con productos protectores de la radiación directa del sol y de la suciedad exterior, tales como lasures o esmaltes, asegurando que éstos sean higroscópicos y libres de COV en su composición.

Por su apariencia y acabado, dureza y resistencia a lo largo de su vida útil, los tipos de madera más empleados en carpinterías, tanto en exteriores como en interiores, son el pino, el roble, el alerce, el castaño y el iroko. Sin embargo, hay que tener en cuenta que no todas estas maderas pueden ser suplidas por aserraderos locales así que es importante comprobar la procedencia de la madera. [12]

2. DERIVADOS DE MADERA

La madera es un biomaterial muy versátil que se ha utilizado en arquitectura desde hace siglos. Aunque su uso más común sea estructural o en acabados de revestimientos, mobiliario o carpinterías, todavía cuenta con aplicaciones adicionales en el sector de la construcción.

FIBRA DE MADERA

La fibra de madera como biomaterial aislante se compone, como su nombre indica, de pequeñas fibras de madera obtenidas a partir de residuos de madera, tanto de origen natural con la recuperación de ramas, hojas, cortezas o serrín, como de madera reciclada de bajo valor comercial.

El proceso de producción de la fibra de madera, de igual modo que ocurre con los tableros aglomerados, comienza con la trituración de la madera en pequeñas partículas, que posteriormente pasan a recibir un tratamiento termo-mecánico que permite su separación en fibras individuales. A estas fibras se les añaden aditivos que mejoran sus propiedades de resistencia al fuego y protección contra insectos y hongos, tales como las sales de boro.

La fibra de madera se puede suministrar a granel, en grandes cantidades sueltas sin un formato especifico – comúnmente utilizado para la aplicación de aislamiento insuflado – pero también en paneles, placas rígidas con tamaños más estandarizados que facilitan su aplicación, o en rollos para espacios más reducidos o de formas menos convencionales.

A diferencia de otros materiales aislantes de mayor huella ecológica y más extendidos en la construcción de edificios, como la espuma de polietileno o el poliestireno expandido, la fibra de madera se ha posicionado como uno de los biomateriales derivados de la madera más competitivos del mercado.

En términos de sostenibilidad, se trata de un biomaterial renovable y biodegradable, de bajo impacto medioambiental. Destaca por su capacidad de aislamiento térmico y acústico, reduciendo la transferencia de calor y de ruido, ofreciendo además propiedades ignifugas – de resistencia al fuego – e higroscópicas – capacidad natural reguladora de la humedad interior de la vivienda. [14]

CELULOSA

La celulosa es una opción de uso poco frecuente, pero altamente eficaz en calidad de biomaterial aislante. Se trata de una alternativa al aislamiento de fibras de madera, presentando numerosas similitudes ambos materiales.

La celulosa es un material vegetal, las plantas se componen principalmente de celulosa. Se trata de la principal molécula presente en las paredes celulares de las plantas, por lo que se encuentra en gran cantidad en biomateriales derivados de la madera, como el papel y el cartón.

El proceso de fabricación de la celulosa se basa en la reutilización de papel reciclado, concretamente de papel de periódico. El material se tritura y se mezcla con agua, formándose una masa de tiras de papel de la cual se extrae la tinta, considerada como impureza, y a la cual se le añaden aditivos que mejorar sus propiedades ignifugas, insecticidas y fungicidas, tales como las sales de boro.

Esta mezcla se somete a un proceso de secado y de prensado que finalmente se corta en pequeñas fibras, obteniendo como resultado el biomaterial aislante a base de celulosa. Al igual que con las fibras de madera, se trata de un proceso ecológico de bajo impacto, favoreciendo el consumo nulo de energía.

El aislamiento de celulosa es un sistema económico y rápido de aplicación, contando entre sus aplicaciones con el sistema de aislamiento insuflado o soplado, de igual modo que ocurre con la fibra de madera.

Su composición transpirable e higroscópica, además de regular la humedad relativa e impedir la propagación de hongos, permite aislar a los edificios de los cambios bruscos de temperatura, favoreciendo la sensación de confort térmico en el interior de la vivienda. [15]

CORCHO

España ocupa el segundo puesto mundial en la producción de corcho, después de Portugal, especialmente en las regiones de Andalucía, Extremadura y Cataluña.

El corcho como biomaterial constructivo se obtiene de la corteza del alcornoque, árbol principalmente localizado en el Mediterráneo. La extracción del corcho es un proceso artesanal que se realiza periódicamente cada 10 años aproximadamente, tiempo de regeneración de la corteza del alcornoque, hasta alcanzar el grosor mínimo requerido para la producción de corcho.

Se realiza una incisión circular en la corteza del árbol mediante el uso de una herramienta especializada, hasta que la capa exterior se pueda retirar. Esta primera capa se conoce como corcho común, se trata de la capa más externa que se regenera con mayor frecuencia, es decir, la materia prima más abundante y más comúnmente empleada.

De las capas más profundas y más cercanas al tronco del alcornoque, se extrae el corcho bornizo, un tipo de corcho negro de mayor calidad que el común, empleado en casos que requieran mayor resistencia y durabilidad. Al encontrarse más próximo al tronco del árbol, el corcho contiene menos aire y más resina, lo cual aporta compacidad al material.

Con ambos biomateriales, tanto con el corcho común como con el corcho bornizo, tras la extracción se procede al secado del mismo. Con el fin de eliminar la humedad, el corcho se deja secar al aire durante unos meses, para finalmente pasar por un proceso de cocción que elimine impurezas.

El corcho como biomaterial cuenta con diferentes formas de puesta en obra, desde el corcho proyectado – que se aplica in situ mediante pistola sobre las superficies – como corcho expandido en paneles de corcho aislantes prefabricados – hasta laminado de corcho con rollos de fino espesor de corcho aglomerado aislante – así como corcho a granel – permitiendo rellenar cámaras de aire con aislamiento insuflado o volcado directamente in situ. [16]

3. PIEDRA

La piedra es uno de los biomateriales por excelencia en la historia de la construcción. Al ser un biomaterial procedente de la tierra, extraído directamente de las canteras, la piedra no requiere necesariamente de un proceso de transformación masivo, sino que sus propias propiedades lo convierten en una opción autónoma por si sola capaz de resolver numerosas necesidades.

Pese a no tratarse de material renovable, la piedra dispone de una elevada durabilidad y por lo tanto mínima reposición y larga vida útil. Además, se trata de un material que permite la recuperación de piezas para nuevos usos, siguiendo principios de la economía circular. Los residuos generados por la extracción y/o procesado de la piedra no presentan sustancias tóxicas, permitiendo reutilizar los residuos para fabricar piedra conformada (como pueden ser los suelos porcelánicos) o bien reciclar estos residuos evitando cerrar su ciclo de vida útil.

PIEDRA CONFORMADA

La piedra natural, a pesar de contar con unas propiedades respetuosas con el medio ambiente y la salud de las personas, se caracteriza por ser un biomaterial no renovable. Esto ha generado la necesidad de encontrar soluciones constructivas alternativas, integrando procesos antrópicos más sintetizados, pero manteniendo a la piedra como materia prima.

PIEDRA PORCELÁNICA

La piedra porcelánica o gres porcelánico es un tipo de piedra conformada que se caracteriza por tener un aspecto que trata de imitar la piedra natural. Se trata de un material compuesto por una parte de materia prima natural, mezclada con aditivos sintéticos.

La producción de gres porcelánico supone un cierto impacto medioambiental. Para su fabricación, se emplea polvo de piedra aglomerado normalmente con cemento que, tras pasar por un proceso de cocción a altas temperaturas, adquiere propiedades de resistencia y dureza, a la vez que porosidad.

El polvo de piedra empleado en su producción es fruto de la recuperación de residuos pétreos, tanto de excedentes de piedra natural de las propias canteras, como de la reutilización de piedra natural con un uso anterior. Por lo tanto, el gres porcelánico evita la extracción de piedra natural directa de las canteras, lo cual supone un impacto positivo al tratarse de una materia prima no renovable.

El aspecto final del gres porcelánico se asemeja al de la piedra natural, con una apariencia irregular y artesanal característica de los acabados pétreos. Se puede fabricar en aplacados de gran tamaño para revestimientos completos de fachadas o suelos, tanto interiores como exteriores, o en formatos más pequeños para baldosados y encimeras.

TERRAZO

El terrazo es un material constructivo que proviene de los residuos de las canteras, reaprovechando fragmentos de piedra natural inutilizables pero que conservan sus propiedades físicas.

Su proceso de fabricación parte de la trituración de cantos de piedra en pequeñas piezas, llamados áridos, generalmente compuestos por virutas de mármol, vidrio, granito, cuarzo, etc. Estos minerales se mezclan con un conglomerante, habitualmente mortero de cemento, que, una vez fraguado, conforma las piezas de terrazo dotándolas de una alta dureza y resistencia.

La aplicación principal del terrazo es en forma de baldosa para pavimentos, o en encimeras. La fabricación de estas piezas se realiza por vertido de la mezcla en moldes que, posteriormente, pasan por un proceso de prensado, secado y fraguado.

Su aspecto final dependerá del grano y el grosor del árido, además de la composición de los mismos, que en algunos casos pueden integrar piezas de vidrio, materiales cerámicos, u otros materiales reciclados que le aporten una apariencia más decorativa.

Al igual que el gres porcelánico, el terrazo se aglomera con cemento lo que supone que tiene un impacto ambiental a tener en cuenta siendo el cemento uno de los materiales de mayor impacto en el sector de la construcción.

PIEDRA NATURAL

La piedra natural maciza es uno de los biomateriales por excelencia, utilizado en construcción desde hace siglos. Se trata de un material con baja huella de carbono y sin emisión de gases tóxicos durante su proceso de producción.

Por su durabilidad – larga vida útil con mínimo mantenimiento requerido – y su resistencia – a la intemperie, los cambios de temperatura, la humedad, etc – la piedra natural ha pasado a convertirse en un biomaterial básico empleado en infinidad de obras a lo largo de la historia.

Sin embargo, existen dos consideraciones importantes a tener en cuenta en relación al impacto sobre medioambiente y la salud de las personas del uso de la piedra natural.

El primero es el impacto ecológico en el entorno, es necesario tener en cuenta el impacto paisajístico y sobre los ecosistemas de la extracción de piedra de canteras, así como la utilización de agua en los procesos de extracción y corte de la misma.

Por otro lado, es necesario tener en cuenta que la piedra es un material poroso así que al utilizarlo en pavimentos es necesario incorporar una capa de protección que puede incorporar tóxicos volátiles – COV’s- que se emiten al ambiente y acaban siendo absorbidos por nuestro organismo. [18]

MÁRMOL

El mármol es una roca metamórfica formada a partir de rocas calizas sometidas a altas temperaturas y presiones alcanzando altos grados de cristalización. Su composición cuenta con un 90% por carbonato cálcico.

Es una de las piedras naturales macizas más valoradas del mercado, por su valor estético, de acabado cristalino, veteado, brillante y liso.

Se trata de un biomaterial resistente a altas temperaturas, favoreciendo el confort térmico y el ahorro energético del hogar. El mármol destaca por su durabilidad, posee una larga vida útil que requiere poco mantenimiento, además de ser un material reutilizable y reciclable. Por ello, sus usos más comunes son es encimeras o revestimientos de paredes, mayoritariamente interiores.

GRANITO

El granito es una roca ígnea compuesta por cuarzo y feldespato, formado por el enfriamiento lento del magma producido al fundirse capas de la corteza terrestre, lo cual le confiere un aspecto granular y texturizado.

Su proceso de extracción y propiedades son semejantes a los del mármol, cuyos acabados más habituales son el pulido y brillante. Sin embargo, suele aplicarse un tratamiento de superficies sellante que evite la emisión de posibles gases radiactivos, característicos de la descomposición de este tipo de piedra natural. Si bien los estudios han determinado que las emisiones radioactivas de un pavimento o encimera de mármol no son peligrosas, sí que hay que tener en cuenta que el producto de sellado utilizado puede emitir pequeñas cantidades de tóxicos nocivos al aire. [19]

Aún así, el granito se posiciona como el biomaterial más comúnmente empleado en encimeras, pero, por su alta dureza, durabilidad e inercia térmica, también se encuentra en pavimentos interiores y exteriores.

PIZARRA

La pizarra, al igual que el mármol, es una roca metamórfica compuesta principalmente por cuarzo y minerales del grupo clorita. Su aspecto se caracteriza por presentar tonalidades oscuras grisáceas, con textura rugosa y piezas de acabado irregular.

Se estima que el 90% de la pizarra natural que se emplea en construcción es obtenida en España, procedente principalmente de yacimientos gallegos. [20]

La pizarra como biomaterial constructivo destaca por su durable ciclo de vida, además de por sus propiedades térmicas y de resistencia a la intemperie y a los cambios bruscos de temperatura, lo cual la convierte en una opción adaptada para cubiertas y revestimientos de fachadas exteriores.

CALIZA

La caliza es una roca sedimentaria formada principalmente por carbonato cálcico que también puede contener trazar de minerales como arcilla, cuarzo, etc.

A diferencia del mármol, suele presentar texturas más homogéneas. Se trata de un biomaterial que se encuentra generalmente en tonos claros, con acabado poroso y mate, con diferentes texturas tanto lisas como rugosas.

Por su versatilidad de propiedades y acabados, se emplea tanto en revestimientos de paredes o pavimentos interiores, generalmente con aspecto liso, como exteriores, en su forma más texturizada. Al tratarse de un biomaterial poroso – por su carácter higroscópico – su uso en paramentos sin protección hidrófuga contribuye a regular la humedad del ambiente.

ARENISCA

La arenisca representa una de las piedras naturales más abundantes de la corteza terrestre, lo cual la convierte en una de las opciones más sostenibles de cara al agotamiento de los recursos no renovables. Es una roca sedimentaria compuesta por fragmentos de cuarzo, mica y feldespatos, minerales del tamaño de la arena.

Se trata de un biomaterial que posee una dureza, durabilidad y porosidad idóneas para solucionar paramentos higroscópicos. Su resistencia al fuego permite su uso en chimeneas.

Por su dificultad para ser pulida, la piedra arenisca presenta una textura granulada e irregular, debido a la su composición rica en partículas de arena. Por ello, presenta una gama cromática de tonos cercanos al beige.

GRAVA RCD

La grava RCD – de las siglas Residuos de Construcción y Demolición – se obtiene de la trituración y clasificación de los residuos generados durante la construcción o demolición de edificios, carreteras, etc.

Se trata de un material constructivo granular generalmente empleado en la producción de hormigón, con numerosas aplicaciones tales como drenajes, trasdosados, rellenos de cimentación, nivelar terrenos, grava de cubierta, o incluso aislante termo-acústicos.

El uso de grava RCD contribuye a la reducción de residuos del sector de la construcción, suponiendo un impacto medioambiental positivo. Además, el reaprovechamiento de los áridos permite ampliar su ciclo de vida, suponiendo una medida contra la explotación de recursos no renovables, como lo es la piedra natural.

4. TIERRA

La tierra compactada con cal ha sido el material por excelencia en toda la historia de la construcción. Sin embargo, la industrialización y la aparición de los combustibles fósiles supuso un antes y un después para el sector. Con la aparición de nuevos materiales constructivos como el acero o el hormigón, la tierra pasó a un segundo plano, llegando a considerarse un material obsoleto, únicamente de valor histórico y patrimonial.

Con la conciencia actual por el cambio climático y la voluntad de mejorar el impacto medioambiental que supone el sector de la arquitectura sobre el planeta, se ha producido una revalorización de la tierra posicionándose como uno de los biomateriales constructivos más transgresores de este siglo.

Construir con tierra, por lo tanto, supone mirar atrás en el tiempo, aprender de la arquitectura vernácula, recuperar las propiedades únicas de la construcción tradicional con tierra adaptando las técnicas antiguas a nuevos sistemas contemporáneos. [22]

Tapial

En España, la construcción con tapiales ha sido un sistema ampliamente utilizado desde la época romana, popularizándose y extendiéndose en diferentes periodos históricos hasta la actualidad. Sin embargo, no fue hasta los años 80 cuando comenzó a renacer el interés por la técnica.

El tapial, o tapia, consiste en apisonar la tierra en tongadas in situ – superposición de capas horizontal de un determinado espesor, generalmente alrededor de 10 cm – dentro de un encofrado para que, al retirarlo, se obtengan muros macizos portantes de tierra prensada.

El biomaterial base para realizar los muros de tapial es la tierra, mezclada con agua y aglutinantes naturales como la cal, con la opción de aportar paja o arcilla que aportan cohesión al conjunto.

Los muros de tapial a base de tierra siguen los principios de la arquitectura bioclimática, aprovechando los recursos locales naturales del entorno para responder a las necesidades del hogar: propiedades aislantes que favorecen el confort termo-acústico, transpirabilidad de los muros que mejoran la salud del ambiente interior, inercia térmica que permite acumular temperatura durante largos periodos de tiempo y que contribuye a la eficiencia energética de la vivienda, bajo impacto medioambiental gracias a una composición formada por materiales naturales poco transformados de procedencia local, etc.

Por otro lado, se trata de un método constructivo que requiere una mano de obra especializada, poco abundante en la actualidad, y de un tiempo de puesta en obra elevado. Son necesarias condiciones climáticas suaves – los climas bruscos, tanto de frío extremo como de fuertes lluvias, deterioran el material con el paso del tiempo.

BTC

El BTC – de las siglas Bloque de Tierra Compactada – es un sistema constructivo que emplea la tierra como biomaterial principal, al que se le añade arena y arcilla, pudiendo contener cal como estabilizante.

Se trata de un proceso industrializado por el cual la mezcla es compactada a presión por una máquina hidráulica que forma los bloques de tierra. La resistencia estructural se obtiene tras pasar por una fase de secado en la cual la humedad excedente se evapora, quedando un bloque compacto de gran inercia térmica.

La producción de BTC requiere considerablemente menos energía que la fabricación de ladrillos convencionales – alrededor de un 1% de esta energía – lo cual supone un elevado ahorro energético para el sector de la construcción.

Emplear el sistema BTC contribuye a mantener una humedad relativa en la vivienda entorno al 50%, lo cual favorece la creación de ambientes interiores saludables. Además, las propiedades aislantes de la tierra como biomaterial constructivo favorecen el confort termo-acústico de la vivienda, y así, su eficiencia energética. [23]

5. FIBRAS VEGETALES

Los avances en técnicas de bioconstrucción han llevado a investigar con materiales menos recurrentes o convencionales, pero con resultados performáticos que resuelven en muchos casos las necesidades planteadas por la arquitectura.

En la actualidad, existen biomateriales constructivos compuestos por fibras vegetales, que desafían el sector de la construcción para poner en valor las propiedades de la materia prima natural, en este caso, de origen vegetal.

Cáñamo

El cáñamo es uno de los biomateriales de origen vegetal más eficaces del sector de la bioconstrucción.

Se trata un biomaterial renovable, de huella ecológica reducida por su rápido crecimiento, y cuya producción implica una baja emisión de gases a efecto invernadero, además de la absorción de importantes cantidades de CO₂.

La propiedad principal por la que destaca el cáñamo como biomaterial constructivo es por su capacidad aislante, cualidad que contribuye a la eficiencia energética de la vivienda. Por otro lado, se trata de un biomaterial que, además de ser protector ante radiaciones electromagnéticas, es higroscópico, absorbiendo y exhalando humedad en función de las condiciones climáticas, y generando ambientes interiores saludables.

Hempcrete

El término “hempcrete” surge de la combinación entre “hemp” (cáñamo) y “concrete” (hormigón), entendido como hormigón de cáñamo. Es un biomaterial, compuesto por cáñamo, cal y agua, que se presenta como una alternativa ecológica con fuerte perspectiva de futuro en el sector de la bioconstrucción.

El hempcrete, a pesar de traducirse como hormigón, no posee propiedades estructurales suficiente para ser autoportante. Se emplea, en la mayoría de los casos, como revestimiento de elementos verticales, pero también se encuentra en soleras o cubiertas.

Su aplicación se da en forma de bloques prefabricados, no estructurales, formando aparejos que conforman el cerramiento de los edificios, o en masa, siendo vertido in situ – esta vez de manera similar al hormigón estándar. Ambos requieren un soporte estructural adicional que permita resolver los esfuerzos del edificio.

En comparación al hormigón de cemento Portland, el cáñamo presenta un sistema constructivo ligero, reduciendo las cargas a resistir por el edificio, además del costo de su transporte. [24]

Bloque de cáñamo compactado

El bloque de cáñamo compactado se presenta como una alternativa al BTC (Bloque de Tierra Compactada).

Se trata de piezas macizas estructurales compuestas por cáñamo, cal hidráulica y aglomerantes minerales, como la arcilla, que aportan la densidad y resistencia mecánica que lo diferencia del Hempcrete en masa. La colocación de los bloques se basa en la mampostería tradicional, en hiladas con juntas cruzadas, adheridas con mortero, conformando muros de carga autoportantes.

La compacidad de los bloques de cáñamo estructurales resulta en muros de gran inercia térmica, que almacenan calor en verano y lo sueltan en invierno, favoreciendo el confort térmico interior de la vivienda.

Los muros de carga levantados mediante este sistema no requieren de instalación de capas de aislamiento termo-acústico adicional. Las propiedades aislantes del cáñamo permiten que el propio bloque sea autosuficiente.

Paneles de fibra de cáñamo

Los paneles de fibra vegetal de cáñamo como biomaterial aislante actúan como sustituto a los materiales comúnmente empleados para aislar viviendas – placas de poliestireno, por ejemplo – no naturales, con emisión de partículas tóxicas al ambiente interior.

Se trata de láminas de aislamiento de fino espesor empleadas para aislar tanto fachadas, como forjados y cubiertas. Se encuentran bajo el formato de piezas prefabricadas, como laminado de fibra de cáñamo distribuido en rollos.

Algodón

Las fibras vegetales también incluyen el algodón como biomaterial en construcción. El reaprovechamiento de desechos de la industria textil permite alargar el ciclo de vida del biomaterial, favoreciendo la economía circular.

Los restos de tejidos se reciclan y se desfibran para producir paneles semirrígidos – también se encuentra a granel – que se colocan en las cámaras de aire de los edificios.

Biodegradable, flexible y con baja conductividad térmica, el algodón es uno de los biomateriales más efectivos a la hora de aislar termo-acústicamente una vivienda. Al final del proceso de producción del algodón como biomaterial aislante, se aplica un tratamiento que le confiera propiedades ignífugas.

El uso del algodón, al ser de origen reciclado, supone un impacto medioambiental casi nulo, favoreciendo la disminución de la huella de carbono. [25]

PAJA

El uso de la paja como biomaterial de construcción se remonta a siglos atrás en numerosas partes del mundo. Se trata de un producto de origen vegetal, biodegradable y renovable, obtenido de los tallos secos de algunos cereales, tales como el trigo, la cebada, la avena.

En nuestro país, la construcción con paja no está regularizada por el marco normativo, lo cual resulta en la necesidad de ensayos específicos para poder construir con este material como sistema estructural o bien la utilización de otro biomaterial de refuerzo que complemente a la paja, en la mayoría de los casos la madera. En otros países, sin embargo, existe regulación para construir con balas de paja como soporte estructural. [26]

Panel prefabricado de paja

Los paneles prefabricados de paja actúan como elementos portantes y cerramientos que, por sus características aislantes y de inercia térmica, favorecen la eficiencia energética de la vivienda.

Se trata de un sistema modular prefabricado compuesto por paneles de paja prensada – que aporta las propiedades aislantes – colocada dentro de una estructura de madera – parte portante. La bala de paja se introduce mediante una prensa en el cajón de madera, a gran presión, de manera que aumenta la resistencia del sistema, y a su vez, la capacidad aislante.

Los módulos prefabricados se apilan como ladrillos, creando un aparejo de manera sencilla y rápida, dando pie a la autoconstrucción.

Su papel como muro portante puede darse únicamente en construcciones de pequeña dimensión. Para edificaciones de mayor tamaño, los paneles de paja actúan como cerramiento, siendo recomendable introducir una estructura de pilares de madera que refuerce el conjunto.

PINTURAS VEGETALES

Las pinturas para interiores más populares en el mercado en la actualidad son a base de acrílico, de petroquímicos derivados de combustibles fósiles. Sin embargo, con el auge de la construcción sostenible y saludable, las pinturas de base natural han ido ganando protagonismo en el mercado.

Existe un amplio abanico de posibilidades entre las pinturas ecológicas, todas ellas con composición libre de productos químicos emisores de COVs.

Las pinturas naturales se distinguen entre pinturas vegetales y pinturas minerales.

Entre las pinturas vegetales por excelencia en bioconstrucción destacan:

• Pintura a la cola
• Pintura a la caseína
• Pintura de resinas vegetales

Por otro lado, las pinturas de base mineral son:

• Pintura de cal
• Pintura de arcilla
• Pintura de silicato

Recientemente hemos publicado un artículo sobre pinturas ecológicas en nuestro apartado Research.

6. ARCILLA

La arcilla es un biomaterial que ha acompañado al ser humano en toda su historia. Su uso representa una de las costumbres más antiguas de lo que podemos abarcar con nuestro conocimiento histórico. Se remonta a hace más de 9000 años, con la construcción de civilizaciones como la antigua Mesopotamia, Palestina o Babilonia.

La arcilla proviene de la descomposición de rocas sedimentarias – feldespáticas – debido a la acción del aire y la disolución del agua. Se encuentra en la naturaleza de forma abundante, por lo que se considera una materia prima casi renovable, cuya extracción no supone un daño mayor para el medioambiente y el agotamiento de sus recursos.

Se caracteriza por presentar unas propiedades plásticas que permiten que, al humedecerse, la arcilla pueda ser moldeada con facilidad. Por lo contrario, si se somete al biomaterial a altas temperaturas, éste se solidifica y endurece adquiriendo resistencia estructural.

ARCILLA COCIDA

La arcilla sometida a altas temperaturas – alrededor de los 1000 ºC – cambia de propiedades y prestaciones. La cerámica, es el material resultante de la combinación entre arcilla, el biomaterial constructivo materia prima, agua y fuego.

El tratamiento artesanal que recibe la arcilla cocida, evitando procesos químicos artificializados, permite la conservación de las cualidades naturales del biomaterial. Propiedades como el aislamiento termo-acústico, la baja radiactividad, la inercia térmica, o la higroscopicidad, entre otras, posiciona a la arcilla tratada como una de las opciones más fiables del mercado.

LADRILLO CERÁMICO

El proceso de producción del ladrillo cerámico como biomaterial constructivo comienza el mezclado de la arcilla con agua. Posteriormente, al adquirir una consistencia moldeable, para a coger la forma de prisma por diferentes técnicas posibles: manualmente con molde prefabricado, extrusión o prensa.

La arcilla pasa por un proceso de secado para eliminar el agua excedente, al aire libre o en hornos especiales de secado. Tras el secado, los ladrillos cerámicos se someten a la fase de cocción en hornos a altas temperaturas alrededor de los 1000 ºC, lo cual trasforma al material química y físicamente otorgándole propiedades de resistencia mecánica, durabilidad, capacidad aislante y resistencia al fuego.

El ladrillo cerámico se encuentra habitualmente en la construcción de cerramientos de fachadas o particiones interiores. Se emplea principalmente en paramentos verticales no estructurales.

Una de las ventajas del ladrillo cerámico es su cocción a temperaturas que permiten prescindir de combustibles fósiles. Es decir, no es necesario el uso de hornos alimentados con carbón o petróleo para llegar a temperaturas de cocción de entre 800 y 1000 grados a los que se fabrican los ladrillos cerámicos, lo que supone un impacto ecológico mucho menor que la fabricación de cemento, que sí que requiere altas temperaturas que precisan del uso de combustibles fósiles.

REVESTIMIENTOS CERÁMICOS

A pesar de que el uso más extendido de los materiales a base de arcilla sean los ladrillos cerámicos, también se encentran comúnmente como revestimientos, actuando como última capa visible superficial que aporta el aspecto cálido característico de los biomateriales cerámicos.

Sus aplicaciones principales son:

• Tejas cerámicas. Revestimiento de cubiertas tradicionales, generalmente inclinadas.
• Pavimentos cerámicos. Baldosado cerámico tanto en interiores como exteriores

ADOBE

El adobe es un biomaterial constructivo, con arcilla como materia prima, que está ganando popularidad en los últimos años. Se trata de una técnica tradicional que, a pesar de haberse olvidado en países occidentales, aún en la actualidad se emplea en países en desarrollo.

Su fabricación suele ser artesanal, compuesta principalmente por arcilla y arena, además de paja u otras fibras naturales a modo de aglutinante natural, que aportan consistencia al conjunto.

Se trata de una pieza semejante al ladrillo, tanto por su proceso de producción como por su aspecto final de bloque macizo con forma de prisma.

NUEVOS BIOMATERIALES

En la actualidad, numerosos estudios están en marcha a escala mundial con el objetivo de descubrir nuevas alternativas ecológicas a los biomateriales ya conocidos.

Con la conciencia climática actual, las directivas internacionales plantean la necesidad urgente de ampliar la lista de biomateriales, tratando de dirigir el sector constructivo hacia un modelo basado en la huella de carbono 0, el impacto 0 y el consumo 0. [28]

FERROCK

El Ferrock se presenta como un biomaterial sustituto del cemento Portland. Se produce a partir de residuos siderúrgicos de polvo de acero y sílice, obtenido del vidrio molido. Su composición procede en un 95% de materiales reciclados.

El polvo de acero, al tratarse de un material férreo, se convierte en oxido al entrar en contacto con el CO₂ presente en el ambiente. Además de la propia oxidación, la reacción del material al dióxido de carbono produce carbonato de hierro, que una vez solidificado se convierte en Ferrock.

El proceso de endurecimiento del Ferrock es, por lo tanto, el resultado de la combinación entre polvo de acero, sílice, agua y la exposición a altas concentraciones de dióxido de carbono.

Las aplicaciones del ferrock como biomaterial constructivo son, hasta el momento, todas las que logren sustituir al cemento. Esto incluye su uso en masa, a modo de mortero conglomerante, en pavimentación o incluso bloques compactos. Ofrece propiedades competitivas en cuanto a su flexibilidad, buen comportamiento antisísmico y alta resistencia a compresión, mayor que la del propio cemento.

El ferrock no sólo se considera un biomaterial de reducida huella de carbono, sino que se presenta como una solución de carbono negativo. La capacidad de absorción de CO₂ durante el proceso de secado permite capturar los gases a efecto invernadero de la atmósfera, lo cual supone un fuerte contraste frente a las emisiones de carbono del cemento Portland, comúnmente empleado en el hormigón, considerado el tercer emisor mundial de gases a efecto invernadero.

MYCELLIUM

El micelio, conocido como “mycellium” en inglés, se corresponde al tejido vegetativo de un hongo. Se trata del conjunto de hifas – filamentos pluricelulares que componen las raíces de los hongos – que se encuentran enterrados bajo tierra.

Su modo de crecimiento se asemeja al de las ramas de un árbol, en varias direcciones y con estructuras complejas. Si se cultiva en un espacio cerrado de dimensiones controladas, a modo de molde, se termina por condensar obteniendo un resultado duro y compacto, apto para ser empleado como biomaterial constructivo.

Se trata de un material ignífugo, resistente al moho y al agua, que puede alcanzar una dureza mayor a la del hormigón. Hasta ahora, su estructura porosa ha demostrado poseer grandes propiedades aislantes, con una baja conductividad térmica, como la fibra de vidrio o lana de oveja o incluso el poliestireno, además de interesantes propiedades acústicas.

Dependiendo del tratamiento recibido por el biomaterial fúngico, el sustrato base escogido y el tipo de molde empleado, el micelio, puede llegar a resolver sistemas aislantes termo-acústicos, mobiliario, o revestimientos no estructurales con la producción de bloques compactos.

El uso del micelio pretende sustituir el plástico en la construcción de edificios, se posiciona como una alternativa biodegradable y biocontribuyente por sus competitivas prestaciones. Al final de su vida útil, el biomaterial se devuelve a la tierra, contribuyendo al impacto medioambiental nulo y la reducción de la huella de carbono.