b.1 Sistemas constructivos

Actualmente los dos procedimientos de construcción más utilizados son el llamado load- bearing o de muros cargadores y el post-and-beam o de relleno. El método de muros cargadores se denomina así ya que la carga de techos y muros prácticamente está soportada por las pacas de paja. En el método de relleno, las pacas sirven únicamente como relleno de paneles formados por

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elementos estructurales como vigas y columnas construidos de cualquier material convencional (madera, concreto, acero, entre otros).

En general, el sistema constructivo para este tipo de material se concibe como un todo, ya que si alguna de las fases falla, lo hace toda la estructura. Las cimentaciones no requieren ser muy profundas ya que el peso de la vivienda no será muy grande, aquí lo importante es dejar la corona de las mismas mínimo 30 cm sobre el nivel del terreno para evitar que la humedad del suelo penetre en las pacas de paja y las deteriore. A pesar de esto es imprescindible aplicar algún impermeabilizante que separe la cimentación de la paja.

En los cimientos se deben colocar varillas a cada metro en promedio que se utilizarán para clavar la primera hilada de pacas de paja. La altura debe ser adecuada para que al menos sobresalgan 50 cm de las mismas una vez colocada la hilada.

Para levantar las paredes se deben tener fabricadas las pacas, cuidando que sus dimensiones sean iguales y que estén bien compactas. Los amarres se eligen de preferencia de materiales no degradables ni oxidables. Una vez que se tiene esto se arman las hiladas colocando las pacas intercaladas con respecto a la anterior fila. Para cada hilada se encajan más varillas a cada metro traslapándolas con el refuerzo anterior. Entre cada hilada hay que consolidar el material, lo cual comúnmente se hace brincando y caminando a lo largo de ella. En la última fila las varillas ya no deben sobresalir. Lo más conveniente es colocar máximo cinco hiladas de pacas de 50 cm de alto. Finalmente se cierra con algún sistema de impermeabilización.

El punto más crítico es construir las esquinas porque son las que tienen mayor trabajo estructural, así que se sugiere colocar ángulos de madera para mantenerlas plomeadas, además de amarrar cada hilada de pacas de paja.

Los muros de pacas de paja después de armarse se recubren utilizando una malla y colocando un mortero de arena con cal o uno a base de cemento. Los muros divisorios no necesitan ser de paja totalmente pues se desperdiciaría mucho espacio, en vez se puede elegir un mortero paja-arcilla en proporción 70-30 de arcilla y arena y paja suficiente para saturar, colocado en un molde. Las puertas y ventanas se tienen que considerar en el diseño para realizar una estructura en forma de marco que reparta las cargas en ese punto.

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Para el sistema de techo el más socorrido es el de madera. Para construirlo se debe fabricar una cadena de cerramiento que una el muro con el techo, también de madera. La altura interior se puede mejorar construyendo techos de dos aguas. El acabado final puede ser de tejas de barro o de palma como las palapas. Las ventajas y desventajas de este sistema se resumen en la Tabla II-4.

Ventajas Desventajas

Aislamiento térmico:

Las pruebas realizadas en el Laboratorio Nacional Oak Ridge [33], demostraron un valor R de 27 para una pared de 45.7 cm.

Mantenimiento:

Debe ser constante, si no se realiza, la vida de la vivienda se acorta a un 15%

de la vida total. Aislamiento acústico:

El sistema ha sido elegido en el ámbito musical por su gran capacidad de absorber el sonido.

Insectos y alimañas:

Hay que utilizar un recubrimiento para evitar que las plagas penetren las pacas. Resistencia a la humedad y durabilidad:

Las fallas en esta materia son causadas cuando la humedad o el vapor no pueden salir y se condensan provocando degradación en la paja o la generación de moho. Con una adecuada ventilación, es decir que la humedad pueda salir libremente de la vivienda, no habrá problema alguno [33].

Se han encontrado estructuras en Nebraska con más de 100 años de antigüedad.

Sistema constructivo: El requerimiento de espacio es alto, debido al grosor de los muros. Esto también puede elevar el precio de la

construcción.

Resistencia al fuego:

Debido a la alta compresión de las pacas, casi no existe aire en su interior, lo que elimina el oxígeno comburente necesario para que haya flama, más aún cuando están protegidas con un recubrimiento. Pruebas realizadas bajo la norma ASTM E-119 [33] mostraron que las paredes de paja se comportan como una construcción con resistencia de una hora a la combustión.

Bacterias:

Mientras no haya humedad o temperaturas elevadas, éstas no se

reproducirán.

Beneficios ambientales:

Reducción en el consumo de energía tanto para enfriar como calentar las viviendas construidas.

Reducción en las emisiones de carbono al ambiente. Una vivienda con 30 años promedio de vida útil, reducirá 152 toneladas de CO2 en ese mismo tiempo [33].

Disponibilidad:

Conforme las ciudades se alejan del campo, se hace más difícil conseguir la

materia prima.

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Algunas propiedades mecánicas de las viviendas con pacas de paja obtenidas en laboratorio se muestran en la Tabla II-5. Para probar la capacidad de carga a compresión, se construyeron tres diferentes tipos de paredes todas con una altura de 2.44 m y con recubrimiento de estuco [33]. La longitud de los especimenes fue de 3.66 m y se les aplicó una carga lineal ligeramente excéntrica al centro de la pared. La diferencia entre los tres tipos de paneles radicaba en su espesor y el tipo de refuerzo de las pacas.

Para evaluar los esfuerzos fuera del plano se han realizado pruebas que simulan la acción sísmica en paredes con dimensión 2.44 m x 2.44 m fabricadas de paja con recubrimiento [33].

Propiedades mecánicas

Capacidad de carga:

Los resultados de aplicar una carga lineal a paneles de pacas de paja son:

Número espécimen Espesor mm Tipo de refuerzo Carga promedio de falla kg Carga promedio lineal de falla kg/m Deflexión promedio mm 1 610 3 cables con fibras de

polipropileno 17300 4700 23 2 610 3 cables con refuerzo

hexagonal abertura 20 19200 5200 12 3 457 2 cables con fibras de

polipropileno 32900 9000 11

Esfuerzo fuera de plano:

El panel puede soportar 2.5 veces su propio peso deflectándose únicamente 3.6 mm [33], con lo que se encuentra dentro de los requerimientos de los reglamentos.

Módulo elástico:

Módulo elástico en compresión entre 3.51 y 35.15 kg/cm2 dependiendo de su densidad.

El rango elástico es grande debido a que una paca puede deformarse a la mitad de su tamaño recuperando su tamaño original al siguiente día.

Esfuerzo en el plano:

Algunos de los resultados de aplicar una carga tipo corte a paneles de paca de paja con recubrimiento son:

Número espécimen Espesor recubrimiento mm Tipo de recubrimiento Carga promedio lineal de falla kg/m Tipo de falla

1 38 Estuco reforzado con malla

hexagonal. 22400

Desprendimiento de la malla del marco de pruebas.

2 50

Estuco reforzado con malla de alambre abertura 16, sostenida con tornillos 5/16 plg a cada 102

mm.

6300

Fractura diagonal limpia a lo largo de la pared, en la cual la

malla falló a tensión.

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