Materiales

Construir una casa con termoarcilla

Analizamos pros y contras de construir una casa con termoarcilla, cuándo vale la pena utilizarla y si es posible utilizarla como hoja única sin aislamiento.
Publicado el 14 septiembre 2021

Pese a que la termoarcilla llega al mercado español alrededor de la década de 1990, este ladrillo cerámico no se ha popularizado hasta los últimos años en los que las normativas de construcción empiezan a ser mucho más estrictas en materia de eficiencia energética, convirtiendo a este bloque de gran formato y buenas cualidades térmicas en una pieza con muchas ventajas competitivas en comparación con el ladrillo tradicional.

En este artículo analizamos los pros y los contras de la termoarcilla, cuándo vale la pena utilizarlo y cuándo es posible utilizarlo como única hoja sin una segunda capa de aislamiento. Valoramos ventajas técnicas y comparamos costes y tiempos de construcción frente a otros métodos tradicionales.

¿Qué es la termoarcilla?

 

La termoarcilla es un bloque cerámico de baja densidad que mejora las  cualidades térmicas, acústicas, de protección al fuego y de resistencia mecánica frente al ladrillo convencional. Además, el hecho de que se proporcione en bloques de gran formato que encajan entre sí, mejora el rendimiento en obra, lo que supone un significativo ahorro de tiempo de construcción.

La propia naturaleza del material, es decir la mezcla de materias primas que lo conforman así como la geometría de las piezas lo convierten en una pieza de elevada eficiencia con una transmitancia menor que un bloque convencional pero no suficiente para eliminar la necesidad de introducir una capa adicional de aislamiento.

La composición del mismo parte de una mezcla de arcillas con adiciones aligerantes que pueden ser sintéticos derivados de petróleo como esferas de poliestireno expandido, u otros materiales naturales en formato granular como residuos vegetales.

 

Proceso de fabricación

 

Su proceso de fabricación se inicia con un desmenuzado de la arcilla que es molida y amasada y a la que se le añaden los aditivos aligerantes para formar la mezcla que se verterá en los moldes de extrusión. Una vez conformadas, las piezas se dejan secar antes de introducirse en el horno para su cocción a más de 850 ºC de temperatura.

Se trata de un proceso de fabricación similar al de cualquier material cerámico (ladrillos, tejas, bovedillas, etc.) exceptuando la adición de componentes granulares en la masa arcillosa durante su dosificación y amasado.

Al alcanzar estas temperaturas tan elevadas, los componentes granulares que se habían añadido a la arcilla desaparecen, dejando en su lugar un hueco, que reducirá la densidad del material. A la vez confiere una fina porosidad homogéneamente repartida en la masa cerámica en forma de macroporos visibles, dando al bloque de termoarcilla el aspecto punteado que le caracteriza. [1]

 

Tipos de bloques

 

Para construir una casa con termoarcilla tenemos muchos tipos de piezas de distintas medidas que por definición son siempre más grandes que el gero, el ladrillo perforado básico que se usa mayoritariamente para levantar muros. Sin embargo, a diferencia del gero, que se caracteriza por su sistematización, es decir que todas las piezas tienen las mismas medidas y permiten ser modificadas in situ, los bloques de termoarcilla responden a un sistema pensado para resolver cada situación concreta con una pieza especial. Por ese motivo, las convencionales piezas base se substituyen en puntos singulares por piezas esquineras, encuentros de muros en T, dinteles o encajes, debido a que su geometría específica dificulta mucho su modificación en obra.

En el caso de las piezas base de termoarcilla convencional, la cara de mayor superficie, aquella que está agujereada perpendicularmente, tiene unas dimensiones constantes de 30 x 19 cm con distintos tipos en función de su espesor, que puede variar de los 14 a los 29 cm.

Existen además piezas complementarias: la pieza media, pieza de modulación vertical y horizontal, pieza de terminación, pieza de esquina, pieza de ángulo 135º, pieza de emparche y pieza de dintel. Esta última, la pieza de dintel, es la más diferente al resto ya que tiene forma de U para colocarse alrededor de la biga o pieza estructural de soporte de un hueco de ventana, de manera que queda vista tanto por dentro como por fuera. [2]

Estas piezas se caracterizan por su agujereado especial, no como en el caso del gero, en que todos los agujeros tienen la misma forma cuadrada, circular o en forma de diamante. Se trata de unas celdas con una geometría específica, estudiada para que permita ofrecer un buen comportamiento térmico y mejorar su transmitancia

En los últimos años, los bloques de termoarcilla tradicional han evolucionado a la gama de termoarcilla ECO1, ECO2 y ECO3, que dispone de una geometría interior de celdillas que permite disminuir todavía más la transmitancia, reduciendo al mínimo los puentes térmicos. En esta gama, solo se comercializan variaciones alrededor de la pieza base de 24 o 29 cm. [3]

 

Funcionamiento estructural

 

La termoarcilla tiene una elevada resistencia mecánica, superior a los 12,5 N/mm2. Por este motivo, puede funcionar tanto como cerramiento de fachada como de muro de carga estructural en edificios de hasta 3 plantas. Sin embargo, debemos tener en cuenta que debido a su geometría interna, goza de una menor resistencia a compresión en comparación con un gero convencional. Por eso, en estructuras muy pesadas es necesario repartir muy bien las cargas, porque dispone de menos resistencia a cargas puntuales.

Una ventaja muy relevante es que permite evitar el uso de armadura en el muro. La armadura consiste en unos redondos de acero corrugado o piezas metálicas puntuales de geometría específica que se colocan horizontalmente en las juntas continuas entre hiladas cuando se construyen muros de piezas cerámicas, quedando embebidas en el mortero. Pese a que no está establecido como obligatorio por el Código Técnico de Construcción en España, el hecho de armar entre hiladas es una práctica habitual en muros de carga de piezas cerámicas a excepción de muros de gero -ladrillo perforado- o termoarcilla.

Su función es la de resistir los esfuerzos a tracción, justo contrarios a los que resisten las piezas pétreas o cerámicas o el mismo mortero, la compresión. Por todo esto, en el caso de construir un muro con otro tipo de pieza cerámica convencional, la estructura deberá estar armada al menos cada 3-4 hiladas para compensar ambos tipos de esfuerzos.

Evitar este armado gracias a la termoarcilla no solo nos permite ahorrar material y reducir costes y tiempo, también nos permite evitar el uso de un material , el acero, que es considerado hoy en día como uno de los tres materiales con mayor impacto para el planeta, junto con el plástico y el cemento. [4] Recientemente, cada vez se presta más atención a los productos o sistemas constructivos que prescindan de materiales metálicos con el objetivo de evitar la conducción de campos electromagnéticos.

Funcionamiento térmico

 

Uno de los principales motivos para decidir construir una casa con termoarcilla es su buen funcionamiento térmico. La eficiencia energética de la que presumen los fabricantes de termoarcilla está estrechamente relacionada sus las mejoras técnicas respecto los bloques cerámicos convencionales, concretamente dos características: la elevada inercia térmica y reducida transmitancia.

 

Inercia térmica

 

La inercia térmica es la capacidad de un material de mantenerse estable a una determinada temperatura, ya sea frío o calor. Los materiales con una elevada inercia funcionan bien en climas con  saltos térmicos entre día y noche, ya que permiten un desfase de varias horas desde que absorben energía hasta que la ceden..

 

En el caso de fachadas acabadas con termoarcilla:

En invierno, el material acumula la radiación solar diurna y la cede durante la noche, cuando más hace falta porque el ambiente se ha enfriado.

En verano, el material absorbe calor y lo cede por la noche, momento en el que podemos ventilar de forma efectiva y refrescar el ambiente porque la temperatura exterior ha descendido.

En el caso de muros en los que la capa interior es termoarcilla (más habitual en el caso de casas pasivas aisladas por fuera)

En invierno, el muro de termoarcilla se calienta gracias a la captación solar y este calor se almacena gracias a su elevada inercia térmica y a un aislamiento exterior que no permite que el calor se ceda al ambiente y se mantenga en el interior durante varias horas hasta la noche.

En verano, si evitamos la incidencia solar gracias a protecciones solares como lamas, porches, pérgolas y otras estrategias pasivas, evitamos que la termoarcilla adquiera temperatura y se mantenga fresca gracias a su elevada inercia y al aislamiento exterior que impide que la temperatura incida sobre el muro.

 

Una fachada ejecutada con bloques de termoarcilla consta de tres veces más inercia térmica en comparación con una fachada de fibra de madera, la solución constructiva típica en los EEUU.

 

Transmitancia

 

Otra característica propia al construir una casa con termoarcilla es la transmitancia del propio material, que se define como la cantidad de energía que atraviesa un cuerpo por unidad de tiempo.

Los bloques de termoarcilla, tanto los convencionales como la línea ECO, gozan de una baja transmitancia debido a su aligeramiento, pero no la suficiente como para permitir el funcionamiento térmico y cumplir normativas de eficiencia energética con un muro de una sola hoja, siendo siempre necesaria una capa de aislamiento a no ser que se utilicen bloques especiales aislados -que todavía no se fabrican en España.

Recientemente, en Alemania se ha desarrollado una nueva línea de bloques de cerámicos de alto rendimiento llamados Poroton, rellenos de lana de roca o cristal expandido, ambos aislamientos ecológicos. [5]

Esta tecnología permite conseguir una transmitancia muy buena, de unos 0,22-0,26 W/m2*K, por lo que se trata de un elemento que puede ser utilizado como único elemento estructural y de cerramiento, quedando visto sin la necesidad de añadir una capa de aislamiento, porque las piezas están directamente aisladas por dentro.

En el caso de  optar por una solución que incorpora aislamiento en el propio bloque, debemos tener en cuenta que en caso de dejar acabado visto en un muro no revocado de bloques de termoarcilla pueden aparecer problemas de estanqueidad al aire, es decir que la vivienda tenga filtraciones y se vea reducida su eficiencia energética.

El Código Técnico de Edificación (CTE) se decanta por la opción de evitar que los usuarios intervengan en la renovación habitual del aire en sus viviendas, por lo que exige una estanqueidad muy elevada, con caudales mínimos de ventilación en locales habitables que oscilan entre los 4 y los 10 l/s en función del uso de cada estancia, condición imposible de conseguir con un muro de una sola hoja de Poroton sin revoco en ninguna de sus dos caras. Para cumplir esta exigencia, será necesario un revoco exterior, un enyesado interior o una barrera de vapor. [6]

Todo esto permite eliminar los puentes térmicos, puntos con situaciones constructivas más complejas por donde una mala resolución puede implicar una mayor transmitancia, es decir que el calor se escape en estos puntos, como pueden ser encuentros de las fachadas con forjados o huecos de ventanas.

Propiedades acústicas

 

Construir una casa con termoarcilla puede ayudarnos a hacer frente a las necesidades de aislamiento acústico de nuestra vivienda, tanto en soluciones de fachada como en particiones interiores. Las paredes de bloque de termoarcilla mejoran en 2 dB su comportamiento respecto a otras de masa equivalente, ya que la porosidad reduce el módulo de elasticidad de la arcilla cocida, al mismo tiempo que aumenta el amortiguamiento.

Las exigencias del Código Técnico de la Edificación (CTE) en materia de aislamiento acústico en España requieren un aislamiento entre los 30 y los 47 dB de ruido aéreo en estancias de actividad en uso residencial, unos valores que varían en función del índice de ruido día, Ld. [7]

Los valores de un muro de una sola hoja de termoarcilla dependen de su grosor, y oscilan entre los 46,5 y los 52 dB, este último en un espesor de 29 cm, siendo más aislante cuanto mayor espesor del muro. [8] Otra opción es una solución mixta de hoja pesada con hoja ligera y un añadido de aislamiento de absorción acústica de lana mineral, que puede garantizarnos valores de hasta 70 dB.

 

Construir una casa con termoarcilla

 

A la hora de construir una casa con termoarcilla, debemos tener en consideración, además de las características y propiedades del propio material, la variedad de soluciones constructivas que este sistema ofrece.

 

Aparejo

 

El aparejo en arquitectura consiste en la disposición de los materiales de construcción de pequeño formato para la conformación de un muro. El aparejo más convencional es el conocido como aparejo a soga, donde las piezas de la hilada superior se colocan centradas encima de la junta vertical de la hilada inmediatamente inferior.

En el caso de los bloques de termoarcilla entra una nueva característica en juego, el sistema de machihembrado entre bloque y bloque, que implica rebajes y salientes solo en los laterales de la pieza que se ensambla con las piezas contiguas a hueso. De este modo, ambas caras del muro resultan planas y las juntas verticales entre piezas dibujan una geometría zigzagueante. Esto ofrece una mejora a nivel mecánico, térmico y acústico.

Para ejecutar el aparejo se emplea un material amorfo aglutinante, el mortero, que se basa en una mezcla de cemento, agua y áridos. Existen dos opciones de montaje: de junta interrumpida o delgada. La primera de ellas consiste en colocar dos tiras de mortero en la junta horizontal entre una hilada y otra con una interrupción central de 3 cm, que permite generar una pequeña cámara de aire interior que ayuda a interrumpir la transmitancia, siempre más elevada en las juntas.

La junta delgada implica la aplicación de una fina capa de mortero cola, que por sus características químicas solo sirve en bloques de termoarcilla rectificada, en los que se abrasa previamente el acabado para que quede con una tolerancia mínima. Esta segunda opción ofrece dos ventajas: la reducción del uso de agua y de gran cantidad de mortero, pero es cierto que exige un tratamiento previo que consume energía.

 

Soluciones constructivas

 

A nivel de soluciones constructivas, es evidente que los fabricantes persiguen un bloque que permita resolver todos los requerimientos con un muro de una sola hoja vista por ambas caras, pero se trata de una situación todavía anecdótica, que puede funcionar en situaciones muy específicas como es el caso de patios interiores tipo invernadero en los que la fachada se complementa con un techo acristalado que, combinado con la transmitancia del muro, permite llegar a los estándares de transmitancia que exige la normativa.

A continuación, analizamos dos posibles soluciones constructivas que cumplen los requisitos del CTE y qué implica cada una de ellas.

Aislamiento térmico en el exterior:

La primera consiste en levantar una hoja de termoarcilla con un sistema SATE -Sistema de Aislamiento Térmico Exterior-. Se trata de un sistema que resuelve la capa de aislamiento y la de acabado a la vez con una combinación de aislamiento y mortero que se anexa a la fachada exterior.

Su instalación puede ser mediante la proyección directa o  fijación de paneles prefabricados, siendo los acabados más convencionales los mismos que en la fábrica tradicional: el mortero monocapa, la pintura sobre enfoscado o la plaqueta cerámica.

En todo caso, estos revestimientos deben asegurar una baja capilaridad, es decir baja permeabilidad al agua y una alta permeabilidad al vapor. Se trata de una solución que no permite dejar visto el muro de termoarcilla en el exterior, pero beneficia a nivel de inercia térmica ya que permite aprovechar todo el grosor del muro previamente aislado para acumular energía.

 

Aislamiento térmico en el interior:

El hecho de colocar el aislamiento térmico en el interior en una casa de termoarcilla es una solución que no permite aprovechar las cualidades de inercia térmica del bloque, que es a lo que tienden las soluciones de viviendas de funcionamiento pasivo en zonas climáticas como la ibérica, en las que nos interesa aprovechar al máximo las cualidades de almacenamiento de calor del muro.

En este caso, los bloques quedan vistos en el exterior pero no el interior, lo cual puede acarrear problemas de impermeabilidad y estanqueidad al agua y al aire, que se consigue normalmente con el revestimiento y aislamiento exterior.

Otro factor importante es que en el encuentro con el forjado el aislamiento envuelva el cando de forjado y no se interrumpa, con el objetivo de evitar siempre los posibles puentes térmicos.

 

Ventajas de construir una casa con termoarcilla

 

Todas las características que se han ido mencionando a lo largo del artículo suelen suponer beneficios de la termoarcilla frente al bloque de fábrica tradicional. Así, construir una casa con termoarcilla implica mejoras a nivel térmico, puesto que conseguimos mejorar la inercia y reducimos la transmitancia -todo y que no llegamos a eliminar la necesidad de un aislamiento-; a nivel estructural, ya que evitamos la necesidad de armado; y a nivel acústico, ya  que conseguimos mayor aislamiento debido a su mayor porosidad.

Todo ello se complementa además con un reducido coste y menores tiempos de ejecución, debido al ahorro de acero, menor necesidad de mortero y reducción del número piezas y por lo tanto de mano de obra, al ser de dimensiones mayores.

Además, teniendo en cuenta criterios de sostenibilidad, la termoarcilla no solo permite trabajar con estrategias pasivas como la inercia térmica, sino que mejora técnicamente lo que ya es un material totalmente natural de tradición milenaria.

Todo ello queda reflejado en su DAP (Declaración Ambiental del Producto), que mide el consumo equivalente de kg de CO2 por tonelada de producto. En el caso de la termoarcilla, este valor alcanza los 254 kgCO2 por cada  tonelada producto. [9]

Si bien uno de los mayores inconvenientes para reducir este impacto radica en la necesidad de disponer de hornos a temperaturas de más de 850 ºC, una temperatura que aún es difícil de conseguir mediante fuentes renovables. Sin duda es uno de los mayores retos de la construcción en los próximos años, tanto para la fabricación de bloques cerámicos como la termoarcilla como para la fabricación de otros materiales como el cemento o el acero.

El sector cerámico español es uno de los mayores productores europeos y una referencia para el resto de países en campos como la innovación y la tecnología industrial. Hispalyt, la Asociación Española de Fabricantes de Ladrillos y Tejas de Arcilla Cocida, agrupa unas 100 empresas fabricantes de productos de cerámica, que representan el 85% de la producción del sector. Esta asociación asegura además la correcta transmisión de la información a clientes, arquitectos y proveedores, exigiendo por ejemplo que todos los fabricantes de bloques de termoarcilla dispongan de la DAP, una documentación que en España todavía no es obligatoria. [10]

El hecho de disponer de una importante tradición de empresas de fabricación local en nuestro país, nos lleva a plantear el debate sobre la necesidad de importar bloques aislados del Norte de Europa, como es el caso de Porotón. Éste, pese a ser un bloque que mejora las cualidades de los bloques nacionales, al incorporar el aislamiento en el propio bloque, debemos tener en cuenta que es un producto de importación que requiere sumar la huella ecológica de su transporte al balance final de su puesta en obra.

 

Caso de estudio: Vivienda en Ametlla del Vallés

 

En Slow Studio finalizamos, en el año 2019, un proyecto de vivienda pasiva en Ametlla de Vallés, la Casa para Carol & Martí.

Se trata de una casa de planta cuadrada con un patio central. Los muros de cerramiento exterior se solucionaron mediante una doble hoja de gero con aislamiento interior mientras que el patio invernadero centro se llevó a cabo mediante una única hoja de termoarcilla sin aislamiento en ninguna de sus caras.

El hecho de que se tratase de un patio invernadero cubierto con acristalamiento en la cubierta permitió demostrar, gracias a cálculos llevados a cabo por la consultoría de eficiencia energética Societat Orgánica, que la fachada del patio de una sola hoja podía ser complementada a nivel de transmitancia por el acristalamiento. Por lo tanto, se presentó al ICAEN -Instituto Catalán de Energía-, entidad encargada de aprobar la certificación energética del edificio, como una única fachada compuesta que cumplía los requerimientos del CTE.

Esta vivienda fue inspeccionada por técnicos del ICAEN al cabo de un año de funcionamiento, que comprobaron que se cumplía correctamente los cálculos presentados.