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La tierra en construcción

La tierra en construcción es un material de procedencia natural y reducida huella ecológica, altamente resistente, versátil y duradero, que no necesita combustibles fósiles en sus procesos de transformación, y que además mejora la calidad de nuestros espacios de vida asegurando la salud de las personas que los habitan.
Publicado el 05 enero 2024
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La tierra como material de construcción

 

La tierra en construcción es un elemento fundamental que ha servido como cimiento para la humanidad a lo largo de los siglos y supone un biomaterial esencial en la búsqueda de construcciones sostenibles y respetuosas con el medio ambiente.

Desde el Panteón de Roma, con más de dos mil años de antigüedad, hasta más de 180 sitios considerados Patrimonio Mundial por la Unesco, la tierra ha sido la piedra angular de la arquitectura tradicional en todo el mundo, incluyendo la mayor parte de la arquitectura tradicional de los pueblos de nuestro país, como pueden ser las masías rurales hechas a base de tapial o argamasa de tierra con cal o buena parte de las casas de pueblo de nuestro país.

Aunque la tierra ha sido protagonista indiscutible en la construcción a lo largo de la historia, su utilización disminuyó durante el siglo pasado debido al auge de combustibles fósiles que facilitó la implantación a gran escala de cemento como sustituto de la cal y el hormigón armado como sustituto de la argamasa de tierra, un material que permite una puesta en obra con poca experiencia, de forma rápida y que puede resolver mayores solicitaciones estructurales que la tierra.

Sin embargo, este cambio está teniendo duras consecuencias para el planeta. En la actualidad, el cemento es el responsable del 8% de las emisiones globales de CO2 y constituye una de las industrias más contaminantes del planeta, debido a su necesidad de ser calcinado a 1800ºC de temperatura a través de altos hornos que emplean combustibles fósiles y a que el propio proceso de calcinación emite cal para conseguir cemento genera emisiones de carbono en la propia reacción.

Ante la emergencia climática que estamos viviendo, la tierra en construcción está experimentando una revalorización como material de construcción sostenible, que se hace evidente en proyectos contemporáneos como la construcción premiada de bloques de tierra prefabricada para edificios de viviendas públicas llevada a cabo por el IBAVI en Ibiza. [1]

 

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Gráfico comparativo de uso huella ecológica cemento, hormigón y tierra, vida útil, reciclabilidad, conductividad térmica, resistencia, carbono incorporado. [5]

 

Esta recuperación de su uso a gran escala no solo representa un retorno a las raíces arquitectónicas, sino también una respuesta a la necesidad imperante de construir con materiales descarbonizados que reduzcan significativamente el carbono incorporado de los edificios.

Si bien sustituir al hormigón en grandes obras de ingeniería sigue siendo inviable, no hay nada que impida hoy en día, utilizar tierra como alternativa de construcción en la construcción de viviendas tanto unifamiliares como plurifamiliares de hasta 5 o 6 plantas de altura así como edificios de pequeño y mediano tamaño.

Es por este motivo que el presente artículo pretende poner en valor la tierra como biomaterial en construcción, poniendo en valor sus ventajas a nivel de funcionamiento bioclimático y salud para las personas y el planeta, entrando en detalle en todos los tipos de construcción en tierra que disponemos hoy en día.

 

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Ventajas de la tierra como material constructivo

 

Abundante: La tierra destaca como el material más ecológico y abundante entre los materiales naturales de construcción, asegurando una opción respetuosa con el medio ambiente en prácticamente todos los lugares y climas.

Impacto mínimo: El hecho de ser un material con una menor transformación implica que se trata de un material con menor huella de carbono y, al ser local y abundante, también con menor huella ecológica.

Sismorresistente: A diferencia de otras construcciones, la resistencia sísmica en edificaciones de tierra no depende del material en sí, sino del diseño y dimensionado de la estructura, proporcionando una opción segura ante eventos sísmicos [2].

Resistencia estructural: La construcción con tierra goza de una buena resistencia estructural basada en el apilamiento de partículas, las fuerzas de rozamiento entre ellas, la cohesión capilar y cohesión por fuerzas eléctricas [3].

Salud del ambiente interior: Los edificios de tierra garantizan un ambiente interior saludable al no desprender productos tóxicos ni compuestos orgánicos volátiles (COV). La estructura granular y porosa de la tierra hace que sea un material transpirable y le confiere propiedades higroscópicas que permiten la regulación natural de la humedad, contribuyendo a un entorno interior más confortable.

Inercia térmica: Los muros de tierra, pesados y densos, poseen una elevada inercia térmica que ralentiza los intercambios de temperatura entre el interior y el exterior, proporcionando ambientes frescos en verano y templados en invierno.

Aislamiento térmico: La tierra ofrece un buen aislamiento térmico, contribuyendo a la eficiencia energética de las construcciones, debido a su estructura porosa y granular que le proporciona resistencia al flujo de calor, manteniendo así las temperaturas interiores estables.

Aislamiento acústico: La compactibilidad de los muros de tierra actúa como obstáculo para emisiones sonoras exteriores y absorbe los ruidos internos, mejorando el funcionamiento acústico de los espacios.

Ignífugo: La tierra es un material ignífugo debido a sus propiedades intrínsecas, su naturaleza no combustible y su capacidad para resistir altas temperaturas que hacen que la construcción en tierra sea totalmente segura en caso de incendios.

Confort y estética: La construcción en tierra combina una estética minimalista con la calidez que caracteriza el material, ofreciendo una amplia variedad de colores naturales, del gris oscuro al amarillo brillante, pasando por tonos rojizos…  que deriva en múltiples posibilidades de diseño y tonalidades.

Neuroarquitectura: La tierra, como material natural, contribuye a la neuroarquitectura, proporcionando un entorno cálido con texturas vivas que favorecen el placer visual, táctil y psíquico, integrándose armoniosamente en su paisaje [4].

Resiliente: La tierra destaca naturalmente por sus propiedades de resistencia y adaptabilidad, que se traducen en una mayor durabilidad y capacidad para resistir tensiones, manteniendo la integridad de las construcciones a lo largo del tiempo. Así, las estructuras construidas con tierra son capaces de enfrentar desafíos y cambios ambientales.

Prefabricación: Concebida como el material del futuro, la tierra permite el formato prefabricado. Este formato constructivo permite posicionar la tierra como una opción eficiente y adaptable, combinando la riqueza de las prácticas tradicionales con la precisión de los métodos contemporáneos para la planificación de la obra, realización de pruebas exhaustivas y medición precisa de sus cualidades [5].

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Gráfico comparativo del ciclo de vida de la tierra y el hormigón [6]

Formas de construcción en tierra

 

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1. Tapial

2. BTC

3. Adobe

4. COB

5. Tierra ensacada o Superadobe

6. Tierra extruida

7. Tierra recortada o terrón

8. Tierra aligerada

9. Cubiertas de tierra

9.1 Terrados

9.2 Cubierta vegetal [7]

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.

El tapial, o tapia, consiste en apisonar la tierra en tongadas in situ – superposición de capas horizontales 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 añaden 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. Funciona bien en el clima mediterráneo ya que requiere de condiciones climáticas suaves – los climas bruscos, tanto de frío extremo como de fuertes lluvias, deterioran el material con el paso del tiempo. [8]

 

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BTC

 

El Bloque de Tierra Compactada (BTC) representa un innovador sistema constructivo que prioriza la utilización de la tierra como biomaterial principal, complementada con arena y arcilla, y opcionalmente estabilizada con cal. Este método industrializado implica la compactación a presión de la mezcla mediante una máquina hidráulica, resultando en bloques de tierra. La resistencia estructural se logra tras un periodo de secado, eliminando el exceso de humedad y dejando un bloque compacto con una notable inercia térmica.

Lo destacable del BTC es su eficiencia energética, ya que la producción de estos bloques requiere aproximadamente un 1% de la energía necesaria para fabricar ladrillos convencionales. Este ahorro energético significativo representa una contribución valiosa al sector de la construcción, alineándose con prácticas más sostenibles.

Además, optar por el sistema BTC tiene beneficios directos en el ambiente interior de la vivienda. La capacidad de mantener una humedad relativa cercana al 50% contribuye a crear ambientes saludables, mientras que las propiedades aislantes de la tierra como biomaterial mejoran tanto el confort termo-acústico como la eficiencia energética de la vivienda. Así, el BTC se posiciona como una alternativa constructiva que no solo promueve la sostenibilidad energética, sino que también favorece la habitabilidad y el bienestar en el hogar. [9]

 

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Construcción con BTC en Casa en Serra d’Ordal

 

En Slow Studio, hemos llevado a cabo recientemente una casa en Serra d’Ordal cuyo sistema constructivo consiste en muros estructurales a base de bloque de tierra compactada con cal en formato prefabricado de la empresa FetdeTerra, concretamente el producto Tapialbloc.

Así, cada uno de los bloques tiene 1m de largo y pesa alrededor de unos 60 kg, ya que resulta un material extremadamente denso, lo que le permite acumular temperatura, ya sea frío o calor. La industrialización de la tierra en este formato permite al proveedor calcular no solamente la resistencia estructural del material, sino su capacidad de amortiguamiento térmico, como vemos en el siguiente gráfico, de modo que resulta posible hacer previsiones de funcionamiento energético de la vivienda.

 

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Adobe

 

Originada en la palabra árabe «thobe», que significa barro, la técnica del adobe tiene una antigüedad de más de cinco mil años en su aplicación. El adobe consiste en un ladrillo sin cocer compuesto de barro (arcilla y arena) y en ocasiones mezclado con paja, serrín o estiércol. Se utiliza en diversos elementos constructivos, como paredes y arcos. Los bloques de adobe pueden fabricarse manualmente o con moldes de madera, adaptándose fácilmente a su encuentro con otros materiales, y suelen tener las medidas del ladrillo convencional o ser un poco más altos.

Se destacan tres técnicas principales de albañilería para la construcción de paredes en función del tipo de traba: «a soga» para divisiones interiores, «a tizón» para mayor amplitud térmica y «traba hueca» para climas fríos, garantizando un buen aislamiento térmico al dejar una cámara de aire entre piezas. A modo de mortero, se fijan los adobes mediante una mezcla con las mismas proporciones de barro y arena con las que se fabricaron las piezas.

Las construcciones de adobe ofrecen una construcción fácilmente modificable por su facilidad de montaje, permitiendo demoler muros o ampliar dependencias según las necesidades. Además, al carecer de un elevado proceso de transformación, evitan la necesidad de mano de obra especializada y resultan altamente económicas, garantizando un buen funcionamiento térmico. En resumen, el adobe se posiciona como un material versátil, sostenible y adaptable a diversas técnicas constructivas, representando una opción eficiente y respetuosa con el entorno. [10]

 

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COB

 

En Inglaterra, la palabra «cob», que equivale a «mazorca» en español, se utiliza comúnmente para referirse a las masas redondeadas de tierra. Esta terminología ha trascendido fronteras y se ha extendido especialmente al hablar de la construcción de viviendas.

El cob es un material de construcción compuesto por arcilla, arena, paja y barro común de tierra. Aunque comparte similitudes con el adobe en cuanto a proporciones de materiales, su estructura permite la construcción de edificaciones sin necesidad de transformar previamente el material amorfo en ladrillos que deberán secarse. Así, las construcciones de cob se erigen directamente desde los cimientos en muros de un solo bloque, apilando bolas que van erigiendo paramentos.

Tradicionalmente, la mezcla se compactaba con la ayuda de bueyes en un proceso llamado «cobbing». A continuación, se deja reposar en un proceso de presecado que le da la consistencia necesaria para levantar y moldear las paredes. El ajuste de las paredes viene después, adaptándolas a elementos estructurales como jambas y dinteles y excavando huecos como ventanas.

Las construcciones en tierra mediante el sistema cob se mantienen firmes en climas húmedos, y su espesor y material ofrecen un excelente aislamiento térmico, manteniendo temperaturas estables en el interior durante todo el año. En climas húmedos y lluviosos como es el caso Gran Bretaña, las edificaciones antiguas de cob resisten el paso de los años gracias a paredes con grosores de más de 50 cm. Además, el cob resulta un material ignífugo, sismoresistente, económico, resistente a las condiciones climáticas y fácilmente moldeable para realizar edificaciones complejas debido a su ductilidad. [11]

 

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Tierra ensacada o Superadobe

 

Según la definición de la RAE un saco terrero es un “saco que se llena de tierra y se emplea para formar muros de protección o defensa”. El origen de la utilización de los sacos terreros procede de su uso en las trincheras militares y diques de contención.

En los años 70, en la Universidad de Kassel, en Alemania comenzaron una investigación para poder construir muros utilizando elementos textiles rellenos de tierra. El objetivo de esta investigación, era construir un prototipo de vivienda capaz de resistir a los terremotos, que fuera de bajo coste y que permitiera su construcción con una fácil técnica constructiva. Así, se trata de la primera vez que los sacos de tierra dejan de verse como instrumentos de construcción de carácter temporal para utilizarse en construcciones con carácter permanente.

La tierra ensacada o Superadobe representa una forma innovadora de arquitectura de bolsas de tierra, un método que utiliza sacos largos a base de elementos textiles, originalmente de yute, rellenos de arena y tierra local y fijados verticalmente con ayuda de cañas de bambú. Para prevenir la putrefacción del material, el yute se cubre con varias capas de pintura de cal, lo que también permite estabilizar la superficie e impermeabilizarla.

En el proceso de construcción, los sacos de arena se llenan con tierra humedecida y se disponen en capas o en rollos largos. El sistema de fijación a base de bambú, o en algunos casas alambre de púas, se coloca estratégicamente entre cada capa de saco para actuar como mortero y refuerzo. El sistema de tierra ensacada puede utilizarse para construir tanto muros como arcos estructurales, cúpulas, o bóvedas. [12]

 

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Tierra extruida

 

La tierra extruida suele consistir en una construcción a través de una máquina extrusora, una gran impresora 3D que ‘imprime’ muros a través de un método aditivo, construyendo capa por capa alimentada con un mortero de tierra y cal. Se trata de un sistema innovador en una fase muy inicial que tiene el potencial de transformar la industria de manera similar a la prefabricación de materiales, ya que permite reducir el consumo de materia prima, la necesidad de mano de obra y el tiempo de construcción.

Sin embargo, también es posible considerar la tierra extruida como la técnica de extrusión empleada en la fabricación de ladrillo cerámico o bloques de termoarcilla, que algunas empresas han empleado para producir ladrillos macizos y huecos sin cocer, con una mezcla clásica de tierra, arcilla y estabilizante, que puede incorporar serrín, mejorando así las propiedades aislantes y portantes de los ladrillos. Estas piezas se secan a bajas temperaturas y resultan similares a las ofertadas por la industria cerámica, especialmente en distribución interior y trasdosado de muros. Además, es posible ir un paso más allá, ya que la empresa alemana ProCrea fabrica una pared de tierra por extrusión demostrando la versatilidad de la tierra extruida en la creación de estructuras eficientes y sostenibles. [13]

 

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Tierra recortada o terrón

 

La construcción con terrón, es una técnica tradicional ancestral llevada a cabo principalmente en Uruguay. Consiste en bloques de tierra y hierba extraídos del suelo, con su consiguiente apilado para formar muros sin necesidad de secado. El proceso constructivo es absolutamente artesanal y muy simple: el material está disponible en el terreno y solo hay que reordenarlo y cambiarlo de posición para que cumpla una nueva función. Por su facilidad de ejecución, puede ser utilizada por mano de obra no especializada y se realiza con las manos y una herramienta simple, una pala chata y afilada. No necesita procesos de producción, no consume energía y no contamina. [14]

 

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Tierra aligerada

 

La construcción con tierra aligerada es una técnica mixta compuesta por una estructura portante, de madera o caña, en la que el relleno es barro con un alto contenido en fibras, casi siempre paja. También conocida como quincha, se construye creando un marco de piezas entrelazadas de madera o caña con elementos verticales y horizontales que se cubre en ambos lados con una mezcla de barro y paja. Suele tener un acabado de yeso fino de cal para crear un cerramiento estanco a la intemperie.

El sistema da como resultado una estructura flexible y ligera que facilita su montaje, aminora las cargas sobre la edificación, es inherentemente resistente a los terremotos por su flexibilidad y puede adaptarse a diversas necesidades arquitectónicas. Además, el hecho de que se pueda construir utilizando una variedad de materiales, permite su adaptación a las disponibilidades locales. [15]

 

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Cubiertas de tierra

 

Terrados

El término de “terrat” o terrado se utilizaba tradicionalmente para denominar a las cubiertas planas de las casas de pueblo en las que se realizaban actividades como tender la ropa o reunirse con los vecinos y que estaban protegidas con una capa de arcilla compactada que garantizaba impermeabilización y un suelo firme para asegurar la accesibilidad.

 

Cubierta vegetal

Las cubiertas vegetales se han utilizado a lo largo de la historia incluso en climas muy fríos, en los países nórdicos. En nuestro clima mediterráneo, existen algunos ejemplos en la arquitectura vernácula como son el hórreo gallego o el chozo extremeño, ambos ejemplos de cubiertas con fuerte inclinación para pequeños habitáculos.

La cubierta vegetal consiste en una cubierta plana en la que en lugar de proteger la superficie con gravas o pavimento, ésta se recubre mediante un manto de tierra a la que -con su correspondiente lámina anti raíces- se le añade vegetación. En la actualidad, la casa con cubierta vegetal se está extendiendo en la construcción pasiva debido al buen funcionamiento térmico que ofrece. La cubierta es la quinta fachada de un edificio y la que más sol recibe, por lo que conseguir amortiguar todo este calor mediante un manto de tierra y vegetación es una de las mejores opciones para regular la temperatura interior y evitar el sobrecalentamiento. [16]

 

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