Diseño de mezclas de suelo y fibra vegetal para la restauración de viviendas de embarrado en la ciudad de Trinidad

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(1)PENSAMIENTO. I.

(2) PENSAMIENTO. ‘Últimos días de una casa’’ …No he de caerme, no, que yo soy fuerte. En vano me embistieron los ciclones Y me ha roído el tiempo hueso y carne, Y la humedad me ha abierto úlceras verdes. Con un poco de cal yo me compongo: Con un poco de cal y de ternura… Dulce María Loynaz.. I.

(3) DEDICATORIA.

(4) DEDICATORIA. A mi mamá y a mi papá por ser las personas más importantes en mi vida. A mi hermano que lo adoro, aunque nunca se lo diga. Muy especial a mi abuelo Lito que donde quiera que esté se que siempre me acompaña como mi ángel guardián.. II.

(5) AGRADECIMIENTOS.

(6) AGRADECIMIENTOS. A mi mamá por ser el regalo más grande que la vida me ha dado, porque de no ser por ella hoy no estuviera aquí. Por esas noches de desvelo y preocupación que la he hecho pasar, por eso y mil cosas más. Porque la vida se me quedaría pequeñita para agradecerle siempre. A mi papá que aunque siempre me regañe me ha sabido guiar. A mis tíos Aña y Elizardo por quererme como si fuera su niña hembra. A mi tutora Belkis gracias infinitamente, por ayudarme y apoyarme tanto. A mi tutor Duznel por todo su apoyo incondicional. A Yosvany que me ayudó siempre que lo necesité A mi amiga Otero que siempre ha estado ahí para todo A mis compañeras de cuarto, Yanay, Odayami, Dayke, Lisbe, Ailenys, Lisandra, Yeisy, Marelis y Yohandra que han hecho de la beca mi casa. A todos mis compañeros de aula que sé que extrañaré mucho. A todos mis profesores a lo largo de estos cinco años A todos aquellos que me ayudaron a lo largo de estos meses.. III.

(7) RESUMEN.

(8) RESUMEN. RESUMEN Las edificaciones de tierra han formado parte de la cultura de numerosas civilizaciones alrededor del mundo; en Cuba la arquitectura de tierra es característica del período colonial, exhibiéndose fundamentalmente en las primeras ciudades fundadas en el país, como es el caso de Trinidad, la cual constituye un ejemplo vigente, ya que posee uno de los conjuntos arquitectónicos más notables de Cuba y de América Latina. Su conservación es una cuestión de identidad nacional; de ahí que se haga impostergable el estudio de las características de los materiales empleados en las edificaciones del en el Centro Histórico de Trinidad. Resguardar la condición de Patrimonio de la Humanidad que fue otorgada a Trinidad por la UNESCO, exige un mayor conocimiento de materiales y soluciones técnicas que puedan ser empleados en la conservación y restauración de las edificaciones patrimoniales, dentro de las cuales se encuentran las de embarrado que aun perduran en la ciudad. De estas últimas solo quedan en la actualidad 22 edificaciones, comprendidas en el periodo de los siglos XVIII y XIX. A partir del reconocimiento de esta necesidad en el campo investigativo, el objetivo de este trabajo fue el estudio de suelos y mezclas de suelo y fibra vegetal, que puedan ser empleados como materia prima en la restauración de los muros de embarrado. Para desarrollar la misma se partió de estudios previamente realizados al material de los muros originales de embarrado, lo cual permitió, con métodos experimentales y de análisis de laboratorio, seleccionar suelos con propiedades y características similares. La investigación concluye con una propuesta de las mejores mezclas a partir de esos suelos, teniendo en cuenta los resultados ante los ensayos de comportamiento. Los resultados que brinda la investigación tienen una aplicación práctica-directa en las acciones de restauración a las viviendas de embarrado del Centro Histórico de la Ciudad de Trinidad, que lleva a cabo la Oficina del Conservador de la Ciudad de Trinidad y el Valle de los Ingenios. Durante el desarrollo de este trabajo se pudo apreciar lo necesario que es la preservación de estas construcciones patrimoniales, ya que es la única posibilidad de proteger los valores de una herencia digna de salvaguardar. para. futuras. generaciones.. IV.

(9) ABSTRACT. ABSTRACT The buildings of land have been part of the culture of many civilizations around the world, in Cuba earthen architecture is characteristic of the colonial period, exhibiting essentially founded the first cities in the country, as is the case of Trinidad, which is a current example, since it has one of the most remarkable architectural Cuba and Latin America. Its conservation is a matter of national identity, hence becomes urgent to study the characteristics of the materials used in buildings in the Historic Center of Trinidad. Safeguard the status of World Heritage Site that was granted to Trinity by UNESCO, requires more knowledge of materials and technical solutions that can be used in conservation and restoration of heritage buildings, among which are the busbar that still remain in the city. Of the latter there are only currently 22 buildings, including the period of the eighteenth and nineteenth centuries. Upon recognition of this need in the field of research, the aim of this work was the study of soils and soil mixtures and vegetable fiber that can be used as raw material in the restoration of the walls of mud. To develop the same was based on previous studies the material of the original walls of mud, which allowed, experimental methods and laboratory analysis, soil properties and select similar characteristics. The study concludes with a proposal of the best mixes from these soils, taking into account the results. to. the. performance. tests.. The research results have provided a practical application-direct restoration actions to the busbar housing the Historical Center of the City of Trinidad, who holds the Office of the Curator of the City of Trinidad and the Valley of the Sugar Mills . During the course of this work could be seen how necessary it is to preserve these heritage buildings, as it is the only way to protect the values of a heritage worthy of safeguarding for future generations.. V.

(10) ÍNDICE.

(11) ÍNDICE. Índice. Introducción .................................................................................................................. 1 Capítulo 1. Estudio bibliográfico sobre las construcciones de entramado de madera y tierra .Técnicas para la caracterización de materias primas para la restauración. ................................................................................................... 5 1.1Técnicas constructivas de tierra. ....................................................................... 5 1.1.1 Tierra con entramado. ................................................................................. 6 1.1.2 Materiales empleados en el muro de tierra con entramado. ................ 7 1.2 El embarro en Trinidad ....................................................................................... 8 1.2.1 El embarrado como sistema constructivo en Trinidad. .......................... 8 1.2.2 Características que deben poseer los materiales para su empleo en la técnica del embarrado. ................................................................................... 12 1.3 Caracterización del suelo para la restauración. ........................................... 12 1.3.1 Ensayos de laboratorio que se realizan al material disgregado tomado de muros que se van a restaurar. Caracterización del suelo empleado en los muros de tierra existentes.................................................... 12 1.3.2 Ensayos para seleccionar suelos a emplear como materia prima en la restauración. ......................................................................................................... 19 1.4 Caracterización de mezclas de suelo y fibra para la restauración............ 25 1.4.1 Ensayos de laboratorio que se realizan a fragmentos tomados de los muros (ensayos físico-mecánicos). Caracterización de las mezclas de suelo y fibra empleadas en los muros de tierra existentes. .......................... 25 1.4.2 Ensayos para seleccionar mezclas de suelo y fibra para la restauración. ......................................................................................................... 27 1.5 Antecedentes sobre la caracterización del material tierra para la restauración a muros de embarrado en la ciudad de Trinidad........................ 29 1.5.1 Edificaciones de embarrado estudiadas. Criterios de selección........ 30 1.5.2 Caracterización del suelo empleado en los muros de embarrado. .... 30 1.6 Conclusiones Parciales .................................................................................... 32. VI.

(12) ÍNDICE Capítulo 2. Estudio y propuesta de materias primas apropiadas para la restauración de muros de embarrado.................................................................. 34 2.1 Fases de la investigación................................................................................ 34 2.2 Metodología de estudio para el diseño experimental .................................. 35 2.3 Identificación de sitios con posibles características para su uso en las construcciones de tierra. ......................................................................................... 37 2.4 Toma de muestra. ............................................................................................. 38 2.4.1 Generalidades sobre toma de muestras de materias primas. ............ 38 2.4.2 Toma de muestra realizada...................................................................... 40 2.5 Selección de los ensayos para la caracterización. ...................................... 41 2.6 Realización de los ensayos y análisis de Resultados................................ 41 2.6.1 Realización de los ensayos preliminares y análisis de resultados. ... 41 2.6.2 Realización de los ensayos de laboratorio y análisis de resultados. 43 2.7 Análisis de Resultados. .................................................................................... 46 2.8 Conclusiones parciales..................................................................................... 49 Capítulo 3: Diseño y Propuesta de mezclas para la restauración de los muros de embarrado en Trinidad. ......................................................................... 50 3.1 Diseño de mezclas para la restauración de los muros de embarrado en Trinidad. ..................................................................................................................... 50 3.1.1 Diseño de mezclas. .................................................................................. 51 3.1.2 Selección de los tipos de ensayos a realizar a las mezclas. .............. 52 3.1.3 Elaboración de la mezcla.......................................................................... 54 3.1.4 Realización de los ensayos de comportamiento. ................................. 57 3.2 Análisis de los resultados de laboratorio ....................................................... 58 3.3 Propuesta de mezclas para la restauración de los muros de embarrado en Trinidad. ............................................................................................................... 62 3.4 Conclusiones parciales. ................................................................................... 62 Conclusiones Generales......................................................................................... 64 RECOMENDACIONES ............................................................................................... 65 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................... 66 ANEXOS ....................................................................................................................... 70. VII.

(13) INTRODUCCIÓN.

(14) INTRODUCCIÓN. Introducción Fueron muchos los legados dejados por las diferentes culturas que han pasado por Cuba y han llegado hasta nuestros días, siendo uno de esos las construcciones de tierra, que surgieron en la época colonial, estando presentes en las primeras villas fundadas en Cuba con sus diferentes materiales, técnicas constructivas y diversas características formando parte en la actualidad del patrimonio cultural, un ejemplo vigente de ello es la ciudad de Trinidad ubicada en la costa sur y central de la isla de Cuba que forma parte de la lista del Patrimonio de la Humanidad desde el año 1988. En Cuba, aparecen los primeros antecedentes de uso de la tierra como material de construcción en el período colonial entre los siglos XVI y XIX. Algunos de estos sitios con arquitectura de tierra han sido declarados Patrimonio Mundial, y están en la lista dentro del patrimonio mundial construido con tierra, es el caso de Trinidad y la Habana Vieja, sitios que constituyen elementos manifiestos de una riqueza natural y cultural cumpliendo una función de hito en el planeta, simbolizando la toma de conciencia de los Estados y de los pueblos acerca del sentido de esos lugares y emblemas de su apego a la propiedad colectiva, así como de la transmisión de ese patrimonio a las generaciones futuras (UNESCO, 2011). Con el objetivo de. mantener viva toda esta historia se. ha llevado a cabo la. restauración de múltiples edificaciones que lo requerían, para mantenerlas intactas a lo largo de los años, en esta acción deben tener en cuenta. muchos. aspectos. importantes, uno de los principales, es poseer un vasto conocimiento de. las. características de los materiales que se emplean en la misma, su correcta preparación y aplicación en el lugar que va a ser restaurado. Teniendo en cuenta anteriores investigaciones y en experiencias ya existentes en cuanto a la conservación de la ciudad de Trinidad(Fresnedo 2011),se aprecia en las obras actuales de restauración un deterioro progresivo de los muros de embarro, por lo que se hace necesaria una búsqueda de materiales que puedan utilizarse en la reparación de las edificaciones de carácter histórico en Trinidad principalmente en los siglos XVIII y XIX. La falta de información sobre suelos que posean particularidades análogas a los materiales originales con que fueron construidas estas edificaciones y la falta de la definición de mezclas que puedan ser aplicadas en la restauración de las mismas, son aspectos necesarios que deben ser definidos en la actualidad.. 1.

(15) INTRODUCCIÓN Situación problemática: No existe en la actualidad un estudio de los suelos arcillosos de la ciudad de Trinidad, ni de las mezclas a partir de los mismos, que puedan ser empleados en la restauración de las viviendas de embarro del Centro Histórico de Trinidad siglo XVIII y XIX. Enunciado del problema: ¿Qué mezclas de suelo y fibra podrán ser empleadas para la restauración de las edificaciones de embarrado del Centro Histórico de Trinidad? Objetivo general: Proponer mezclas apropiadas de suelo y fibra vegetal para la restauración de los muros de embarrado en las edificaciones patrimoniales del Centro Histórico de la ciudad de Trinidad. Objetivos específicos: 1. Reconocer el estado del arte y en general el objeto de estudio. 2. Caracterizar suelos para el empleo en la restauración de las edificaciones de embarrado del Centro Histórico de Trinidad. 3. Diseño y análisis de mezclas para la restauración de los muros de embarrado en Trinidad empleando como materia prima los mejores suelos estudiados. Tareas de investigación Para dar cumplimiento a estos objetivos se definen las siguientes. tareas de. investigación: 1. Análisis de las fuentes bibliográficas y otras fuentes de información. 2. Identificación de sitios para la extracción de suelos a emplear como materia prima en la restauración de los muros de embarrado. 3. Caracterización del suelo para la obtención de las propiedades de los mismos y seleccionar el que presente mejores características. 4. Diseño de las posibles mezclas a utilizar en la restauración. 5. Elaborar las muestras con las mezclas diseñadas. 6. Realización de los ensayos de comportamiento a las muestras elaboradas.. 2.

(16) INTRODUCCIÓN 7. Evaluación de los resultados. 8. Propuesta de mezclas para la restauración de los muros de embarrado en edificaciones del Centro Histórico de Trinidad. Hipótesis: Si se logra hacer el estudio de suelos en diferentes emplazamientos de la ciudad de Trinidad y el diseño y análisis de mezclas a partir de los mismos, se podrá ofrecer propuestas de mezclas de suelo y fibra para ser empleadas en la restauración de las viviendas de embarrado del Centro Histórico de la ciudad de Trinidad. Objeto de estudio: Se define como objeto de estudio las edificaciones patrimoniales de embarrado de los siglos XVIII y XIX del Centro Histórico de la Ciudad de Trinidad. Estructura de la Investigación: Introducción Capítulo 1. Estudio bibliográfico sobre las construcciones de entramado de madera y tierra .Técnicas para la caracterización de materias primas para la restauración. Capítulo 2. Estudio y propuesta de materias primas apropiadas para la restauración de muros de embarrado. Capítulo 3: Diseño y Propuesta de mezclas para la restauración de los muros de embarrado en Trinidad. Conclusiones generales Recomendaciones.. 3.

(17) INTRODUCCIÓN Etapas de investigación. ESTABLECIMIENTO DEL MARCO TEÓRICO. . BÚS QUEDA BIBLIOGRÁFICA. . RECONOCIMI ENTO DEL ÁREA DE ESTUDIO. Introducción MARCO TEÓRICO. Capítulo 1 DISEÑO EXPERIMENTAL P ARA EL ESTUDIO DE LOS MATERI ALES. Capítulo 2. TOMA DE CARACTERI ZACIÓN SUELO. Capítulo 3. Resultados. MUESTRA Y DEL MATERI AL. ELABORACIÓN Y P ROPUESTA DE MEZCLAS PARA SER UTILI ZADOS EN LA RESTAURACIÓN DE LAS EDIFICACIONES DE EMBARRADO EN TRINIDAD.. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 4.

(18) CAPÍTULO 1.

(19) CAPÍTULO 1. Capítulo 1. Estudio bibliográfico sobre las construcciones de entramado de madera y tierra .Técnicas para la caracterización de materias primas para la restauración. 1.1Técnicas constructivas de tierra. El uso amplio de la tierra como material de construcción en la ciudad de Trinidad y sus asentamientos poblacionales del Valle de los Ingenios, perduran hoy como ejemplo de arquitectura vernácula; su justificación está dada por la abundancia de este material, lo que determina su fácil y amplia disponibilidad. En la ciudad se usaron varias técnicas de construcción como el mampuesto, el tapial y el embarrado entre otros, pero se pudiera decir que una de las más antiguas de estas técnicas es el embarrado, esto se confirma en la siguiente frase „„La Ermita era de embarro y guano, y a su alrededor se celebraban animadas fiestas, con rifas y diversiones profanas, el día de la Candelaria‟‟ (Marín, 1945:114). De acuerdo con (Viñuales 2007) la tierra como material disponible para la construcción en muchos lugares del mundo se presenta con gran variedad en dependencia de las formas de expresión de las culturas propiciando el surgimiento e incluso el perfeccionamiento de diferentes técnicas constructivas con tierra. Aunque hayan surgido un gran número de variedades, de las cuales las más significativas continúan vigentes, se puede llevar a cabo una clasificación general. A continuación se muestran tres grandes grupos en los que se puede catalogar: 1-Tierra apisonada. 2-Albañilería. 3-Tierra con entramado. La tierra apisonada, tapia o tapial no es más que apisonar tierra húmeda dentro de unos moldes deslizantes e ir de este modo formando las paredes de la edificación. Albañilería, en general a los mampuestos crudos se les llama adobe o ladrillos crudos, pero a esta primera variedad deben agregarse otras más o menos elaboradas que permiten la preparación de bloques que después serán empleados. Por esa razón del uso diferido, necesitan de un lugar de almacenamiento que en los otros sistemas no se necesitan. Entramados de madera y tierra, dentro de esta clasificación reunimos técnicas que consisten en armar una trama que luego es embarrada (Embarrar: untar o cubrir con. 5.

(20) CAPÍTULO 1 barro) para formar el paramento. Con los nombres de estanteo, quincha, bahareque o bajareque, se conoce un sistema consistente en un armazón de maderas o cañas generalmente dispuestas en dos sentidos, horizontal y vertical o cruce de diagonales, que corre entre los pies derechos que forman la estructura independiente. Se habla de estructura independiente ya que, por su misma calidad, el muro no adquiere más resistencia que la de mantenerse a sí mismo. De estos tres grupos mencionados anteriormente, es de interés de este trabajo el estudio de los entramados de madera y tierra, nombrado por otros autores como técnicas mixtas de construcción con tierra.. 1.1.1 Tierra con entramado. Dentro de esta clasificación reunimos técnicas que consisten en armar una trama que luego es embarrada para formar el paramento. Con los nombres de estanteo, quincha, bahareque o bajareque, se conoce un sistema consistente en un armazón de maderas o cañas generalmente dispuestas en dos sentidos, horizontal y vertical o cruce de diagonales, que corre entre los pies derechos que forman la estructura independiente. Se habla de estructura independiente ya que, por su misma calidad, el muro no adquiere mas resistencia que la de mantenerse a si mismo. Dadas estas condiciones el sistema es muy utilizado en climas cálidos ya que permite armar techados –como primer cobijo- y luego, poco a poco, ir armando las paredes a medida que se va recogiendo material. El entramado se hace de rollizos, tablas, ramas o cañas. Una vez armada la estructura principal, (ver figura 1.1) se procede a construir la trama que irá apoyada o amurada a aquella y luego se hace el embarre. Este se hará con una mezcla de tierra y agua, colocándose a veces excrementos animales, generalmente equinos. Cuando ello no es posible por la escasez, se tiende a hacer un barro simple y luego colocar la bosta en la última capa a modo de revoque, especialmente el exterior.. Figura 1.1: Detalle constructivo del entramado y tierra. 6.

(21) CAPÍTULO 1 El embarre se irá haciendo de ambos lados y por capas sucesivas comenzando de abajo y continuando con todo el perímetro, o todo a lo largo de la pared, si se construye una sola. Otro sistema de construcción que usa el entramado es el nombrado en Argentina como chorizo o enchorizado. Como el anterior consta de una estructura independiente sobre la que adosa una trama, pero esta tiene características diferentes. El enrejado del chorizo tiene principalmente elementos horizontales, colocándose cada tanto algunos verticales, siempre que sean realmente necesarios. A estos entramados descritos podríamos agregar muchos otros que nuestra América muestra en sus distintos rincones. En el fondo es lo mismo: una estructura que se rellena con materiales diversos entre los cuales la tierra es el principal y será el elemento de terminación.(Fresnedo 2011). 1.1.2 Materiales empleados en el muro de tierra con entramado. El material de construcción o materia prima fundamental que se emplea en las técnicas constructivas denominadas “de tierra” es el suelo, terminología correcta desde el punto de vista de la ciencia mecánica de suelos, sin embargo en las ultimas décadas se acepta también desde el punto de vista técnico la terminología de “tierra” a partir de que se reconoce oficialmente la existencia de arquitectura de tierra, denominación que fue adoptada en 1980 por la Conferencia Internacional sobre Construcciones con Tierra realizada en Ankara, Turquía. En este trabajo se emplearán ambas designaciones. La tierra empleada en las técnicas mixtas de construcción con tierra sobre osamentas puede tener una composición granular menos restrictiva que las habitualmente recomendadas para las construcciones de adobe, tapial, o bloque prensado, por lo tanto, el nivel de reconocimiento y de selección del suelo es por lo general menos exigente, salvo en el caso de edificaciones que formen parte de un patrimonio arqueológico o histórico cuya restauración y conservación necesiten de cuidados especiales. Según Proterra(Jays & Matuk 2002), se puede plantear que las partículas finas del suelo como las arenas finas, los limos y las arcillas, son las más determinantes. Estas partículas finas son las que permiten la cohesión de la mezcla, una buena adherencia con las fibras y el pegamiento a las osamentas. Proterra hace una aproximación según las diferentes clasificaciones de los por cientos de cada material (ver tabla 1.1).. 7.

(22) CAPÍTULO 1. 1.1 Tabla de Clasificaciones para Técnicas Mixtas Clasificación. Grava (%). Arenas gruesas (%). Arenas gruesas y medias (%). Arenas finas (%). Limos. Arcillas. Silts(. (silts). (%). incluyendo. (%). arcilla)(%). Decimal. 0. 1. -. 49. 31. 19. -. USBR. 0. -. 0. 8. 8. .. 92. Otro material que tradicionalmente se utiliza es la fibra, tanto en su estado natural (fibras largas) como cortadas (fibras cortas). El amasado manual es más fácil con fibras cortas, mientras que el mezclado mecánico se efectúa sin problema tanto con fibras largas como cortas. La aplicación del barro sobre la osamenta puede requerir fibras largas (colocación por trenzado o a horcajadas) o fibras cortas (aplicación por empaste). El relleno de una osamenta estrecha o junta se facilita con una mezcla de fibras cortas. La técnica de aplicación del relleno por proyección mecánica acepta las fibras largas que de todas maneras tienden a romperse durante el mezclado mecánico. (Jays & Matuk 2002). 1.2 El embarro en Trinidad 1.2.1 El embarrado como sistema constructivo en Trinidad. El embarrado como técnica constructiva de tierra se clasifica dentro de los entramados de madera y tierra. En esta zona las construcciones de embarro constituyeron un importante sistema dentro de la historia socioeconómica de la región, pues según consta documentalmente, eran muchas las edificaciones de embarro, tanto en la ciudad como en el Valle, que más tarde fueron sustituyéndose por otras con muros de mampuesto y ladrillos (Benítez, 2007) En la región central de Cuba se emplea la denominación de casa de embarro o embarrado, pues es el término con que se describen estas construcciones en documentos de la época, y el término se ha mantenido hasta nuestros días, pero sabemos que en otros países de América reciben otras denominaciones. La técnica usada responde a una antigua tradición (Manos a la tierra, 2009), basada en una estructura de horcones y "parales" que conforman la planta de la casa son empotrados en el suelo y estarán espaciados a unos 600mm entre ellos. Esta estructura, adem ás de soportar la techumbre de madera y tejas, recibirá el entramado de cujes y barro que conformarán las paredes.. 8.

(23) CAPÍTULO 1 El entramado se compone de cujes horizontales que se atan a los horcones y parales usando bejucos, actualmente clavos de acero, y su disposición es variable. Las maderas usadas con más frecuencia en los horcones son: la yuraguana, el cuyá, el mangle, etc. y en los cujes: el guarate. En la ciudad de Trinidad se encuentran dos variantes tipológicas según Graciano (1995) se clasifican en encañado simple y encañado doble.. El encañado doble: Forma al „„cajón‟‟ que luego se rellena con el embutido. Ver foto 1.2.. Encañado. simple:. Las. cañas. amarradas a los horcones solo se colocan en la parte exterior. Ver foto 1.1. Foto 1.1 Encañado simple. Foto 1.2 Encañado doble. Descripción de la técnica constructiva del embarrado empleado Trinidad. La forma de construir las viviendas con esta técnica en Cuba tiene elementos que son comunes para las diferentes regiones del país, pero también diferencias y características propias en cada contexto. En el caso de la ciudad de Trinidad esta tecnología consiste en conformar muros de cierre o divisorios a partir de un entramado de horcones y postes verticales, y cujes o cañas colocados transversalmente, formando un contenedor. Ver fotos 1.4 y 1.5. En este tipo los cujes no se tejen alrededor de los elementos verticales, sino que se atan o clavan a ellos por ambos lados. En el espacio que queda es que se colocan piezas en forma de bobinas o rolos de tierra arcillosa, amasadas con fibras vegetales y revistiéndose con mortero de tierra y fibras picoteadas, alisándose con la mano y aplicando como terminación una lechada de cal en varias capas.. 9.

(24) CAPÍTULO 1. Foto 1.3: Detalles constructivos. a. Estructura del contenedor Una vez hincados los horcones se comienza la colocación de los cujes horizontales para la conformación del contenedor del barro. En la foto 1.4 se muestra un ejemplo de la colocación de los cujes, donde se aprecia además la colocación del basamento pétreo que aumenta la estabilidad del conjunto, sirve de barrera contra la ascensión de la humedad y ayudad a la contención del material de relleno del piso.. Foto 1.4: Colocación de cujes. Foto 1.5: Rolos de tierra en proceso de coloc ación. En la foto 1.5 ya se han colocado la mayor cantidad de rolos, estos están conformados con tierra y hierba picada. b. Rellenado del contenedor En la foto 1.4 se aprecia el muro rellenado con los rolos y listo para aplicarle la terminación. En la foto 1.5 se ha comenzado la terminación del muro, que en un principio consiste en aplicar sucesivas capas del material directamente con la mano.. 10.

(25) CAPÍTULO 1. Foto 1.6: Rolos de tierra ya colocados. Foto 1.7: Aplicación del embarro. Cuando los cujes quedaban con cierta desviación respecto a la vertical y esto conllevaba a diferentes espesores del muro, se realizaba la operación denominada casqueo, que consistía en rellenar con trozos de cerámica y piedras pequeñas, para de esa manera evitar grandes espesores del material arcilloso y la casi segura retracción del material una vez colocado en el muro. Este proceso se observa en las fotos 1.8 y 1.9.. Fotos 1. 8 y 1.9: Relleno con trozos de cerámica y piedras pequeñas: casqueo. c. Terminación En las fotos 1.10 y 1.11 se presentan imágenes del proceso de terminación del paramento. En el primer caso se realiza el proceso que le da nombre a la tecnología, el embarrado, que consiste en alisar la superficie con las manos, previa colocación de barro más húmedo. En la foto 1.11 se aplica una mano de lechada de cal con brocha de fibras vegetales.. 11.

(26) CAPÍTULO 1. Fotos 1.10 y 1.11: Proces o de terminación del paramento.. 1.2.2 Características que deben poseer los materiales para su empleo en la técnica del embarrado. Los materiales para el embarrado poseen las mismas características que los materiales que se emplean en cualquiera de las técnicas de entramados de madera y tierra, descritas en el acápite 1.1.2. No existe ninguna documentación que revele las dosificaciones exactas que debe tener la mezcla para ser aplicada en la tecnología del embarrado, ya sea para restaurar un muro o para hacer uno nuevo.. 1.3 Caracterización del suelo para la restauración. En el acápite 1.1.2 se comentaron las características que debe poseer el suelo como material de construcción para una edificación de entramado de madera y tierra, en específico para una obra de nueva construcción, pero para la restauración de una construcción que ya existe es necesario estudiar el muro y caracterizar el suelo empleado, para seleccionar posteriormente uno con características similares para ser utilizado en la restauración.. 1.3.1 Ensayos de laboratorio que se realizan al material disgregado tomado de muros que se van a restaurar. Caracterización del suelo empleado en los muros de tierra existentes.. Como ya se ha mencionado, el suelo es el material principal con que están construidos los muros de estas técnicas a base de tierra, por lo cual para la caracterización del material disgregado tomado de los muros se utilizan algunos de los ensayos clásicos de caracterización de suelo. En este caso el suelo se analiza separando por diversas. 12.

(27) CAPÍTULO 1 vías la fibra que tiene el material del muro (mezcla de suelo y fibra) para solo estudiar las propiedades del suelo empleado. Los ensayos que se emplean para caracterizar el suelo son:(Fresnedo 2011) Peso específico: Un término muy importante en los suelos es el peso específico, como todos lo sabemos es la relación entre el peso y el volumen que ocupa. En los suelos no se pueden definir un solo peso específico, ya que su valor depende del contenido de agua del suelo pudiéndose definir los siguientes pesos específicos: Peso Específico Húmedo: (densidad húmeda) es la forma general de la relación que existe entre el peso húmedo y el volumen total de la muestra. Los valores más comunes de 12-22 KN/m 3. Wh Vt. f. Ws Ww Vt. Peso Específico Seco: (densidad seca) es la relación entre el peso del sólido y el volumen total, ya que cuando el peso especifico esta seco: Vv=Va. Los valores más comunes varían de: S 15-16 KN/m 3, M 14-15.5 KN/m 3, CL 14-16 KN/m 3, CH 12-14 KN/m 3.. Ws Vt. d. Peso Específico Saturado: (densidad saturada) es la relación entre el peso total del suelo y el volumen total. Cuando el suelo está saturado Vv=Vw.. sat. Wsat Vt. Ws Ww Vt. El peso específico saturado y el seco se relacionan entre si a través de la humedad de saturación.. sat. d 1 wsat. Composición granulométrica: El suelo es constituido básicamente por partículas que pueden ser agrupadas de acuerdo con las dimensiones de los granos. Cada grupo, o franja de dimensiones, presenta características propias que indican su comportamiento como material de construcción. Las partículas contenidas en determinada franja son clasificadas como grava, arena, limo y arcilla; siendo que la arena también puede ser subdividida y calificada como gruesa, mediana y fina.. 13.

(28) CAPÍTULO 1 En general, la composición granulométrica del suelo es representada a través del diagrama denominado curva de distribución granulométrica, que muestra la relación entre la cantidad y dimensión de las partículas presentes. Ella es determinada a través de dos ensayos: para las partículas más grandes - grava y arena - se utiliza el proceso de tamizado (foto 1.12) y, para las partículas más finas - limo y arcilla - el análisis es hecho por sedimentación (foto 1.13). En el ensayo de tamizado, se determina la cantidad porcentual de las partículas que pasan o que son retenidas en los tamices de calibres normalizados; en el ensayo de sedimentación, se mide la velocidad de decantación de las partículas dispersas en el agua, en función de la variación de la densidad de la solución, calculándose sus proporciones en la muestra. (Célia M. Martins Neves 2009). Foto 1.12 y 1.13: Serie de tamices y equipo eléctrico de tamizado. Foto 1.14; 1.15 y 1.16: Ensayo de sedimentación: aparejo dispersor; transferencia del suelo disperso para la probeta de 1 litro, y homogeneización de la temperatura del densímetro. Los límites de las fajas de dimensiones de partículas son definidos en normas Técnicas y presentan pequeñas variaciones entre los diversos países. Como ejemplo, la tabla 1.2 presenta el sistema de clasificación granulométrica adoptado en Brasil,. 14.

(29) CAPÍTULO 1 establecido en la NBR 6502 (ABNT, 1995) y las principales características de cada grupo (ver fotos 1.14; 1.15; y 1.16). Tabla 1.2: Clasificación granulométrica de los constituyentes del suelo (ABNT 1995) Dimensión de los granos d (mm). Características principales. Clasificación de partículas. 2 < d < 20. grava. elemento inerte y resistente. 0,06 < d < 2. arena. elemento inerte, sin cohesión. 0,002 < d < 0 ,06. limo. sin cohesión, disminuí la resistencia de la arena. arcilla. Posee fuerte cohesión, sin estabilidad, volumétrica, expande en la presencia del agua; presenta propiedades físicas y químicas bastante variadas según su origen. d < 0,002. Límites de consistencia o plasticidad: Según su grado de humedad, el suelo puede ser líquido, plástico o sólido. El aspecto y la consistencia de los suelos y, en particular de las arcillas presentes, varían de manera muy nítida conforme la cantidad del agua que contiene. (Atterberg 1976) desarrolló ensayos que consisten en medir el grado de humedad del suelo (ver figura 1.2).. Grado de humedad Sólido sin retracción. Sólido con retracción. Plástico. Líquido. IP LR. LP. LL. Figura 1.2 – Estado del suelo en función del grado de humedad. La plasticidad del suelo y los límites de consistencia son determinados a través de dos ensayos: límite de liquidez y límite de plasticidad. Los ensayos de plasticidad son realizados solamente con la parte fina del suelo, representada por el material que pasa en el tamiz de abertura 0,42 mm. El lím ite de liquidez (LL) es el grado de humedad determ inado por el aparejo de Casagrande. Él es constituido por una concha metálica unida a una manivela que la mueve, haciéndola caer sobre una base sólida, un cierto número de veces, hasta el cerramiento de 1 cm de la ranura estándar, hecha previamente en el suelo colocado. 15.

(30) CAPÍTULO 1 en la concha. El límite de liquidez corresponde al tenor de humedad en que la ranura se cierra con 25 golpes (ver fotos 1.17; 1.18; 1.19; y 1.20). El límite de plasticidad (LP) es el grado de humedad necesario y suficiente para deslizar una porción de suelo humedecido sobre una placa de vidrio, hasta formar un pequeño cordón con 3 mm de diámetro y 12 a 15 cm de longitud. La diferencia entre los límites de liquidez y de plasticidad determina el índice de plasticidad (IP = LL - LP).. Fotos 1.17; 1.18; 1.19; y 1.20: Ensayo de determinación de índice de plasticidad, determinación de límite de liquidez (LL,) observándose el aparejo de Casagrande, con sus accesorios.. Los límites de liquidez y de plasticidad dependen, generalmente, de la cantidad y del tipo de la arcilla presente en el suelo. E l índice de plasticidad, entretanto, es únicam ente dependiente de la cantidad de arcilla. En la práctica, se puede caracterizar el suelo por su índice de plasticidad y su límite de liquidez, como muestra la tabla 1.3 Tabla 1. 3- Clasificación de los suelos en función de los índices de plasticidad (CRATERRE). Tipo de suelo. IP (%). LL (%). Arenoso. 0 a 10. 0 a 30. Limoso. 5 a 25. 20 a 50. Arcilloso. > 20. > 40. 16.

(31) CAPÍTULO 1 Humedad y compactación La resistencia del suelo está directamente relacionada con su grado de compactación cuando es apisonado por un determinado esfuerzo. Para cada tipo de suelo y para cada esfuerzo de compactación existe una determinada humedad, denominada humedad óptima de compactación, en la cual ocurren las condiciones en que se puede obtener la mejor compactación, o sea, la mayor masa específica seca. En esta condición, el suelo también presenta menor porosidad, caracterizando así un material más durable y más resistente mecánicamente. La humedad óptima de compactación es determinada en laboratorio a través de la medida de la masa específica del suelo en diferentes humedades, cuando él es compactado en un determinado molde (cilindro de Próctor). Las masas específicas son representadas en gráfico, en función de la humedad, y la máxima masa específica, obtenida en la curva, define la humedad óptima de compactación del suelo, como muestra la figura 8. El grado de com pactación corresponde a la relación entre la masa específica de una m uestra retirada del trabajo ejecutado en el campo y la m áxima masa específica determinada en laboratorio. Para algunas técnicas constructivas - por ejemplo, para producción de adobes - la mezcla de suelo y agua es usada en estado de consistencia plástica, con grados de humedad superiores a la humedad óptima de compactación, que no exige energía para su apisonado. Después de secar, el suelo alcanza la masa específica, de valor diferente de la máxima masa específica obtenida por compactación. (Graciela María Viñuales 2003). Otros ensayos e instrumentación que son empleados en la caracterización son los siguientes: Lupa binocular (de 5 a 100 aumentos): permite observar la forma, el tamaño, la posición de los granos minerales, el material cementante, la presencia de fósiles, porosidad, conectividad del poro, etc. Su empleo es muy sencillo, pues basta un pequeño fragmento de muestra. Además es posible realizar fotografía. Microscopía óptica de polarización (de 10 a 500 aumentos): es necesario preparar láminas de piedra de 0,03 mm que permitan el paso de la luz, pegándolas con resina epoxi a un portaobjetos de vidrio. Puede utilices con nicoles paralelos o cruzados cambiando la luminosidad. Permite identificar los minerales con total seguridad, tanto los principales como los secundarios y accesorios, su estructuración forma, dimensiones, tipos de porosidad, etc. así como establecer la génesis de las rocas para. 17.

(32) CAPÍTULO 1 clasificarlas, determinar su procedencia y procesos post genésicos. Es posible así identificar los materiales de un edificio y compararlos con los de la cantera. Microscopía óptica de fluorescencia: si se utiliza la radiación de fluorescencia, es necesario aplicar a la muestra anterior es necesario aplicar a la muestra anterior una resina fluorescente que rellene los espacios vacíos. El sistema poroso se identifica mucho mejor con este método de observación (ver figura 1.3).. Figura 1.3: Se observa biocalcarenita arenos a, foraminíferos, brioz oos, algas rojas, equinodermos, bivalvos. Con una moda de tamaño de 0. 5-1mm.. Análisis por difracción de rayos x: se necesita una pequeña muestra de material pulverizado. Cada sustancia cristalina expuesta a la incidencia de los rayos X produce un espectro de difracción característico. Aunque no permite fotografías, sí se pueden identificar completamente las fases minerales (incluso las arcillas) de una forma mucho más rápida que con el TEM. Además del análisis cualitativo, se puede obtener uno semicuantitativo (ver figura 1.4).. Figura 1.4: Difractograma de una cal aérea.. Además de los ensayos anteriormente mencionados, también existen otros que dan una serie de información valiosa para la caracterización del material suelo, como son. 18.

(33) CAPÍTULO 1 las propiedades de morfológicas de los materiales, que permiten identificar el tamaño de los poros,permiten determinar la composición y las sales solubles en superficie.Algunos de esto ensayos son: Microscopía electrónica de barrido (med), Microscopía electrónica de transmisión (tem), Porosimetría por inyección de mercurio, Colorímetro y ensayo. 1.3.2 Ensayos para seleccionar suelos a emplear como materia prima en la restauración. Para seleccionar los suelos a emplear en la restauración de las viviendas elaboradas a base de tierra se emplean dos tipos de ensayos. Primeramente se utilizan un número de ensayos preliminares que relacionan los diferentes tipos de suelo con las posibilidades de su utilización; estos ensayos permiten hacer una primera selección de los suelos posibles a emplear y los que cumplan con los requerimientos serán llevados al laboratorio. Posteriormente se emplean los ensayos clásicos de caracterización de suelos mencionados en el acápite anterior y se analizan cuales cumplen con las propiedades que se necesitan. A continuación se hace una breve descripción de dichos ensayos.. 1.3.2.1 Ensayos preliminares o de campo. Los ensayos preliminares que más se emplean en el mundo son los siguientes:(Célia M. Martins Neves 2009) Test de caída de la bola Este test (foto 1.21) indica el tipo de la tierra en función de su propiedad de cohesión y consiste en tomar una porción de la tierra seca, juntarla con agua y hacer una bola con diámetro aproximado de 3 cm. Se deja. la bola caer en caída libre de la altura. aproximada de un metro.. Foto 1.21: Aspectos del esparcimiento, en función del tipo de tierra (arcillosa a la izquierda y arenosa a la derecha).. 19.

(34) CAPÍTULO 1 Test del vidrio Este test es fundamentado en la sedimentación diferenciada de los constituyentes de la tierra (figura 1.5) y consiste en colocar una porción de tierra, seca y desmenuzada, en un vidrio cilíndrico, liso y transparente hasta cerca de 1/3 de su altura, luego se adiciona agua hasta 2/3 de la altura del vidrio, acrecentando una poca de sal (la sal ayuda a desunir – o separar - las partículas de arcilla, pero, si es utilizada en demasía puede actuar de forma contraria), se tapa el vidrio y se agita vigorosamente la mezcla para que haga la dispersión del suelo en el agua se deja en reposo por 1 h y en seguida se promueve una nueva agitación, se coloca el vidrio en reposo sobre una superficie horizontal(Cada uno de los componentes de la tierra decanta en tiempos diferentes, formando distintas capas que se puede visualizar. La grava y la arena decantan primero, por ser las partículas más pesadas, seguido del limo y por último la arcilla. Si el suelo contiene materia orgánica, ésta flota en la superficie del agua) y cuando el agua esté limpia se mide la altura de las distintas capas.. Agua (c/ materia orgánica en suspensión). Arcilla H3. H2 H1. Limo Arena. Figura 1.5: Indicaciones sobre el cálc ulo de las fracciones de cada componente de la tierra. En el vidrio de la izquierda, aun se puede notar la considerable cantidad de arcilla en suspensión en el agua. (h1/h3)×100% = % arena [(h2-h1 )/h3)×100% = % limo [(h3-h2 )/h3)×100% = % arcilla. Test del cordón Este test evalúa la resistencia de la tierra en un determinado estado de humedad y la relaciona con el tipo más probable de la tierra (figura 1.6). Consiste en tomar una porción de la tierra seca y adicionar agua hasta que esté resbalan do sobre una superficie lisa y plana, donde sea posible formar un cordón, que se rompa con 3 mm de diámetro. Se formar una bola de tierra en esa humedad y se verifica la fuerza necesaria para aplastarla entre el dedo pulgar y el índice. La evaluación de es te test es medida en la tabla 1.4.. 20.

(35) CAPÍTULO 1. Figura 1.6: Formación del cordón, hasta que se fracture con 3 mm de diámetro, y rupt ura de la bola. (Ejemplo de una tierra arcillos a) Tabla 1.4: Evaluación del test del cordón. Tipo de cordón. Ruptura de la bola. Clasificación e interpretación. Duro. Solo se puede quebrar la bola con mucho esfuerzo o no se quiebra. Poco resistente. Fisura y desmorona fácilmente. Demasiada arcilla; tierra de alta plasticidad.. Frágil. Frágil. No se puede remoldar la bola debido a su fragilidad. Bastante limo o arena y poca arcilla; baja plasticidad. Suave y esponjoso. Esponjosa y suave. Si es comprimida, vuelve a esponjarse. Suelo orgánico. No es apto para ningún tipo de construcción. Suave. Tierra arcillo limosa, o areno –arcillosa; plasticidad mediana.. Test de la cinta Este test relaciona la plasticidad con el tipo de la tierra (figura 1.7) a través del siguiente procedimiento; se toma una porción de la tierra y con la misma humedad del test del cordón, se hace un cilindro del tamaño de un cigarrillo, se amasa el cilindro de modo que se forme una cinta con 3 a 6 mm de espesor y de mayor largo posible. La evaluación de este test se rige según la tabla 1.5.. 21.

(36) CAPÍTULO 1. Figura 1.7: Formación del “cigarrillo” y de la cinta, con una tierra arcillosa (3 primeras imágenes) y tentativa deformación del “cigarrillo” con una tierra muy arenosa (4ta imagen). Tabla 1.5: Evaluación del test de la cinta. Tipo de la cinta. Comportamiento de la cinta. Clasificación e interpretación. Larga. Es posible formar una cinta de 25 a 30 cm sin dificultad Es posible formar una cinta de 5 a 10 cm con dificultad. Mucha arcilla; tierra de alta plasticidad. Cort a. No se hace la cinta. Tierra arcillo-limosa, arenosa o arenoarcillosa; plasticidad mediana. Bastante limo o arena y poca arcilla; sin plasticidad. Test de exudación Evalúa la plasticidad de la tierra en función de la su capacidad de retener agua de la forma siguiente (figura 1.8); se toma una porción de la tierra bastante húm eda y se coloca en la palma de la mano, se golpea esta mano con la otra, de modo que el agua salga a la superficie de la muestra dándole un aspecto liso y brillante.. Figura 1.8: Diferencia entre una tierra arcillosa (a la izquierda) y una tierra arenos a (a la derecha). 22.

(37) CAPÍTULO 1 La evaluación es hecha de acuerdo con las indicaciones contenidas en la tabla 1.6.. Tabla 1.6: Evaluación del test de la exudación. Tipo de reacción. Número de golpes. Efectos en la muestra. Clasificación e interpretación. Rápido. 5-10. El agua aflora a la superficie de la muestra; la presión de los dedos hace el agua desaparec er inmediatamente y una presión más fuerte aplasta la torta. Poca plasticidad. Arena fina; inorgánica o limo grueso; inorgánico, tierra arenosa o limos a. Lenta. 20-30. El agua aparece y desaparece lentamente; la presión de los dedos hace con que la torta se deforme como una masa de caucho. Limo ligeramente plástico o limo-arcilloso. No hay cambio notable. Tierra de alta plasticidad. Arcilla. Muy lenta. Más de 30. Test de resistencia seca El test identifica el tipo de la tierra en función de su resistencia y, como se muestra en la figura 1.9, consiste en moldear dos o tres pastillas de tierra bien húmeda, con cerca de 1 cm de espesor y 2 a 3 cm de diámetro, dejar las pastillas secar al sol por dos o más días y luego intentar aplastar (o romper) cada pastilla entre el indicador y el pulgar (ver figura 1.10).. Arena. Arcilla Húmedo. Seco. Figura 1.9: Apertura y corte de la “masa”; pastillas recién cortadas; pastillas secas (observándose la diferencia de retracción entre tierra arcillosa y arenosa), y tentativas de ruptura de las pastillas entre los dedos (fundamentado en CEPED, 1984). 23.

(38) CAPÍTULO 1. A. B. Figura 1.10 (a y b): notase que no es posible romper una pastilla de tierra arcillosa de la manera recomendada, ella solo se rompe por flexión y con el uso de las dos manos.. Su comportamiento es clasificado de acuerdo con las indicaciones contenidas en la tabla 1.7 Tabla 1.7: Evaluación del test de resistencia seca Resistencia. Esfuerzo de ruptura. Comportamiento. Grande. Resistente. No se pulveriza. poco resistente. Es posible reducir los pedazos a polvo. No re si ste. Fácil disgregación. Mediana. Poca. Clasificación e interpretación. Suelo inorgánico de alta plasticidad; arcilla Tierra arcillo limosa, tierra arcillo arenosa o arena arcillosa. Si es arcilla orgánica, no usar Falta de cohesión. Suelo arenoso, limoso inorgánico u otro con poca arcilla. Test del rollo (verificación de la tierra adecuada para la tapia) Este test verifica la cantidad de arcilla (material cohesivo) contenida en la tierra para la construcción con tapia y consiste en, tomar una porción de tierra, humedecida y amasada, deslizar sobre una superficie plana hasta la obtención de un cordón con 200 mm de largo y diámetro de 25 mm, deslizar suavemente el cordón sobre la superficie de una mesa, hasta la orilla para quedar en saledizo, hasta que ocurra la ruptura de la parte que queda volando (figura 1.11).. Figura 1.11: En la ilustración, una tierra arcillosa (rupt ura con más de 120 mm). 24.

(39) CAPÍTULO 1 En función del largo del segmento que se rompió se tiene un indicio de la cantidad de arcilla ideal para la tapia: . Si se rompe el cordón con menos de 80 mm, no hay arcilla suficiente.. . Si la ruptura tiene un largo entre 80 mm y 120 mm, la cantidad de arcilla es la ideal.. . Largos mayores o superiores a 120 mm indican arcilla en exceso.. 1.3.2.2 Ensayos de laboratorio. Los ensayos de laboratorio que se emplean para caracterizar el suelo como materia prima son los mismos ensayos clásicos para identificar las características y propiedades de un suelo, los cuales se describen en el acápite 1.3.1.. 1.4 Caracterización de mezclas de suelo y fibra para la restauración. Como ya se mencionó en el acápite 1.3, las características que se ofrecen en la bibliografía sobre los materiales para una edificación de entramado de madera y tierra, se refieren fundamentalmente a los que se debe emplear en obra nueva, pero para la restauración de una construcción que ya existe es necesario estudiar el muro y caracterizar la mezcla de suelo más fibra del muro, diseñar mezclas y ensayar las mismas para seleccionar la mas apropiada para restaurar el muro en estudio.. 1.4.1 Ensayos de laboratorio que se realizan a fragmentos tomados de los muros (ensayos físico-mecánicos). Caracterización de las mezclas de suelo y fibra empleadas en los muros de tierra existentes. Según la bibliografía consultada existen varios ensayos que se le pueden emplear en la caracterización de las mezclas de suelo y fibra empleadas en muros de tierra ya existentes, a partir de fragmentos con forma cúbica tomados de los mismos, estos ensayos son: Ensayo de Resistencia a compresión axial en estado seco. Tipo de ensayo: Mecánico. Referencias bibliográficas: E-080 Adobe (1980), Centurión (1993), Mosqueira (1993), Cartaza y Rosa (1994), González Limón (2003). Breve descripción: Este ensayo consiste en romper un juego de 6 probetas, generalmente cúbicas, en una prensa mecánica de rotura a compresión axial. Antes de ejecutar este ensayo se realiza a los testigos un recapado, para crear una capa nivelada. El ensayo se realiza a las muestras a los 30 y 45 días.. 25.

(40) CAPÍTULO 1 Resultado cuantitativo o cualitativo que se mide: Deben poseer como mínimo 1.00 MPa. Ensayo de Absorción capilar. Tipo de ensayo: Hídrico. Referencias bibliográficas: Adobe Journal ( ), CODE (1958), Mosqueira (1993), Comunidad de Madrid (1993), CTVU-INV (1995), González Limón (2003). Breve descripción: Se colocan las muestras, una vez secadas en la estufa, en una bandeja con 10 mm de agua, las muestras absorberán el agua por capilaridad. Las muestras se pesan cada 24 horas hasta que el peso sea constante. Se obtiene la cantidad de agua absorbida (g/cm 2) que puede captar el material, absorción capilar (AC), además de la humedad (H) que poseen las piezas concluido el ensayo. Algunos autores proponen realizar el ensayo por 7 días y posteriormente medir el peso húmedo final, González Limón (2003). Resultado cuantitativo o cualitativo que se mide:  CODE (1958), para mezcla estabilizada 2.5 % del peso seco. González Limón (2003), para mezcla estabilizada del 2 al 4 %. Varios autores peruanos, para mezcla estabilizada del 2 al 4 %. Adobe Journal-Anónimo ( ), para mezcla simple 20 %. Mosqueira (1993), para mezcla simple del 18 al 20 %. CTVU-INV (1995), para mezcla simple como máximo 15 % y para mezcla estabilizada 10 %. Norton (1986), para mezcla estabilizada 4 %.  Altura capilar a las 24 horas de 3.5 a 5 cm de altura. Para mezcla simple puede llegar hasta 70 mm. Ensayo de Absorción. Tipo de ensayo: Hídrico. Referencias bibliográficas: Anónimo-Adobe Journal en “Ancient solutions for future sustainability”, Buildind with adobe, rammed and Mud. Revista Adobe Journal, Centurión (1993), Cartaza y Rosa (1994), CTVU-INV (1995).. 26.

(41) CAPÍTULO 1 Breve descripción: Se secan las probetas en la estufa y se pesan, luego se sumergen en agua por 24 horas y posteriormente se pesan. Se calcula la absorción de agua. Resultado cuantitativo o cualitativo que se mide: Centurión (1993), A las 24 horas no debe presentar más del 4 %. Se considera 2 % excelente y 3 % bueno. CTVU-INV (1995), para mezcla simple (sin estabilizar) como máximo 15 % y para mezcla estabilizada 10 %. Ensayo de Inmersión Tipo de ensayo: Hídrico. Referencias bibliográficas: Tejada (1993), Centurión (1993). Breve descripción: Se sumerge la probeta en agua por 4 horas. Resultado cuantitativo o cualitativo que se mide: Al romper la probeta, la penetración no debe ser mayor de 1cm.. 1.4.2 Ensayos para seleccionar mezclas de suelo y fibra para la restauración. Para la realizar el estudio de las mezclas de suelo y fibra, es muy importante la realización de varios ensayos, como son los ensayos de resistencia y humedad; estos definen los parámetros técnicos que deben poseer las mezclas finales para cumplir los esfuerzos a los que estarán sometidas. A continuación se ofrecen los tipos de ensayos mas empleados para el estudio de este tipo de mezcla y la descripción de los mismos. Como se podrá comprobar algunos de estos ensayos son los mismos se mencionan en el acápite 1.4.1, por lo cual en estos casos se omitirá la descripción. Los ensayos que se emplean son los siguientes: Ensayo de Resistencia a compresión axial en estado seco. Ensayo de Absorción capilar. Ensayo de Absorción. La descripción de estos ensayos se puede encontrar en el acápite 1.4.1 Ensayo de Resistencia a compresión axial en estado húmedo. Tipo de ensayo:. 27.

(42) CAPÍTULO 1 Mecánico. Referencias bibliográficas: Cartaza y Rosa (1994), Doat (1995), González Limón (2003). Breve descripción: Se sumergen las probetas con varias horas de antelación y posteriormente se someten al ensayo de rotura descrito anteriormente. Resultado cuantitativo o cualitativo que se mide: Deben poseer la mitad de la Rc en estado seco, Doat (1995). Ensayo de Inmersión 1. Tipo de ensayo: Hídrico. Referencias bibliográficas: González Limón (2003). Breve descripción: Se sumerge la probeta en agua hasta su desintegración total. Resultado cuantitativo o cualitativo que se mide: Debe demorar entre 60 y 150 minutos. Ensayo de Inmersión 2. Tipo de ensayo: Hídrico. Referencias bibliográficas: Tejada (1993), Centurión (1993). Breve descripción: Se sumerge la probeta en agua por 4 horas. Resultado cuantitativo o cualitativo que se mide: Al romper la probeta, la penetración no debe ser mayor de 1cm. Ensayo del Goteo. Tipo de ensayo: Durabilidad. Referencias bibliográficas: Guinea (1987), Díaz Romeral; Guinea; Rohmer y Salas (1986), del Instituto Eduardo Torroja, España. Breve descripción:. 28.

(43) CAPÍTULO 1 Este ensayo consiste en someter baldosas de adobe, de 200 mm x 200 mm x 2m cm a un goteo constante desde 2 metros de altura. El goteo debe poseer un ritmo de entre 50 y 60 gotas por minuto. Se evalúa el comportamiento del material frente al intemperismo. Se mide cada una hora durante las primeras 6 horas y posteriormente cada 6 hasta completar las 24 horas. Resultado cuantitativo o cualitativo que se mide: Ofrece niveles cualitativos frente a la acción del goteo. Pueden ser bajos, medios o altos. Cuando a las 24 horas la baldosa no se ha deteriorado en las esquinas, el comportamiento es bueno o alto, si antes de las 6 primeras horas se deterioró, es malo o bajo y si fue en un tiempo intermedio es medio o regular. Ensayo de Retracción lineal. Tipo de ensayo: Físico. Referencias bibliográficas: Norma DIN 18952, Guinea (1987), Pérez Salazar (1989), Colectivo de autores (1993)*, Cartaza y Rosa (1994), Minke (2001), González Limón (2003). Breve descripción: Se preparan tres cajas con dimensiones interiores de 600 mm x 40 mm x 40 mm, se rellenan con la mezcla y se enrasa. Se deja secándose al sol durante tres días y a la sombra durante 7. Durante ese tiempo el suelo dentro de la caja se ha acortado en una pieza o en pedazos. Se mide la longitud de la tira de material y el acortamiento lineal. Resultado cuantitativo o cualitativo que se mide: No mayor de 2 % de acortamiento lineal.. 1.5 Antecedentes sobre la caracterización del material tierra para la restauración a muros de embarrado en la ciudad de Trinidad. Como ya se mencionó en los acápites 1.3 y 1.4, para la restauración de muros de entramado de madera y tierra se necesario estudiar el material empleado en los muros existentes. Primeramente, se estudia el suelo empleado y se seleccionan suelos con características similares para utilizar como materia prima. Posteriormente, se estudia la mezcla de suelo más fibra del muro, se diseñan mezclas y se ensayan las mismas para seleccionar la mas apropiada para restaurar el muro en cuestión. Una vez revisado todos los estudios realizados por diferentes investigadores sobre las construcciones de embarrado en la ciudad de Trinidad, se pudo constatar que en la. 29.

(44) CAPÍTULO 1 mayoría de los casos los estudios son puros de arquitectura, tecnología constructiva, catalogación de edificaciones y patologías-deterioros. Solo se pudo encontrar un trabajo, que antecedió al presente, donde se realiza la caracterización del los muros de embarrado, sin llegar a la demás etapas de estudios de suelo y diseño de mezclas para la restauración. Este trabajo fue desarrollado por (Fresnedo 2011). 1.5.1 Edificaciones de embarrado estudiadas. Criterios de selección. Según Pérez Fresnedo para la selección de las edificaciones a estudiar se escogió una muestra de 17 viviendas en el Centro Histórico de Trinidad de una población de 22, para un 77% del total de la muestra. Las viviendas seleccionadas son una muestra no probabilística, teniendo en cuenta que las posibilidades de selecc ión dependían de la aceptación del propietario de la vivienda. Se tuvo en cuenta que las viviendas seleccionadas abarcaran las tres zonas en las que está dividido el centro Histórico (Zona A, B y C), por ser las áreas priorizadas para la conservación, donde podían existir los menores niveles de transformación de la técnica original de embarrado, según las regulaciones establecidas en dicha zona. (Mapa de la ciudad con las zonas).. 1.5.2 Caracterización del suelo empleado en los muros de embarrado.. 1.5.2.1 Tipos de ensayos realizados a las edificaciones estudiadas. A las edificaciones estudiadas por (Pérez Fresnedo, Sadiel (2011)) se le realizaron tomas de material a los muros de embarrado y se le efectuaron un grupo de ensayos clásicos para el estudio de las características del suelo. Debido a lo agresivo de este proceso y a los valores patrimoniales que tienen estas edificaciones, se decidió realizar el estudio a un solo muro de cada edificación, seleccionado de forma aleatoria. (Pérez Fresnedo (2011). Los ensayos realizados fueron los siguientes: Ensayos físicos . Peso específico. . Granulometría (incluyendo finos). . Plasticidad. . Humedad natural. . Contenido de materia orgánica. . PH. La descripción de los mismos se puede encontrar en el acápite 1.3.1.. 30.

(45) 1.5.2.2 Resultados de la caracterización al suelo.. Según los resultados obtenidos por Pérez Fresnedo en el estudio realizado al material de los muros de embarrado de las edificaciones de Trinidad plantean que: La variación del por ciento de fibra entre el número de muestras es considerable, ya que varían de un 0.15% a 4.31%.(ver tabla 1.8). Tabla 1.8: Relación suelo y fibra vegetal Dosificación suelo y fibra vegetal % en peso del contenido de fibra vegetal. Número de muestra y sus resultados 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 1,4. 2,2. 2,18. 0,36. 0,89. 0,64. 4,31. 0,57. 2,52. 0,15. 3,01. 0,47. 3,11. 3,18. El análisis de composición granulométrica revela una mayor tendencia a la composición de suelos finos (ver tabla 1.9). La media en la granulometría de los suelos presente en las edificaciones es de grava (1,00), arena (48,11) y fino (50,89). Tabla 1.9: Resultados de la relación granulométrica de los suelos Composición granulométrica Composición granulométrica. Número de muestra y sus resultados Grava % Arena % Fino %. 1 1. 2 2. 3 0. 4 1. 5 0. 6 1. 7 0. 8 2. 9 2. 10 3. 11 0. 12 1. 13 5. 14 1. 45. 46. 57. 48. 44. 50. 46. 50. 47. 54. 39. 57. 41. 51. 54. 52. 43. 51. 56. 49. 54. 48. 51. 43. 61. 42. 53. 48. Según los ensayos de plasticidad quedan clasificados los suelos de los casos de estudio, según (SUCS) como CL - Arcillas inorgánicas de baja compresibilidad; medios y pocos cohesivos. La clasificación obtenida según ASSHTO del material suelo de las edificaciones estudiadas, es que se encuentran en el grupo A6 (ver tabla 1.10) Tabla 1.10: Resultados de los ensayos de plasticidad. Índices de consi stencia en %. Índices de consi stencia en %. Número de muestra y sus resultados Límite líquido (LL).. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 29.3. 30.6. 25.1. 28.1. 29.4. 30.1 26.4. Límite plástico (LP). 19.5. 19.9. 18.4. 16.4. 15.3. 17.8 13.8. Índice de Plasticidad (IP). 9.8. 10.7. 6.7. 11.7. 14.1. 12.2 12.6 13. 7. Número de muestra y sus resultados Límite líquido (LL).. 8. 9. 10. 11. 12. 14. 28.2. 27.2. 26. 31,6. 27,8. Límite plástico (LP). 17.0. 18.1. 13,4. 14. 14,3. 13,5. Índice de Plasticidad (IP). 11.2. 9.1. 12,6. 17,6. 13,5. 13,5 14,8. 27 27,8. 31. 13.

(46) El peso específico del material suelo de las edificaciones, tiene un rango de 0,060 entre (2.64 mínimo a 2.7 máximo), propios de suelos inorgánicos. Para la técnica mixta, el barro debe ser más plástico, más húmedo, para posibilitar la acomodación entre los elementos del entramado; sin embargo no puede ser muy plástico, a punto de escurrir por entre estos elementos (ver tabla 1.11). Tabla 1.11: Resultado de los ensayos de peso especifico Ensayos físicos Peso específico de los suelo.. Número de muestra y sus resultados 1 2.69. 2 2.68. 3 2.70. 4 2.70. 5 2.67. 6 2.64. 7 2.66. 8 2.7. 9 2.7. 10 2,64. 11 2,67. 12 2,68. 13 2,65. 14 2,64. Los resultados del estudio realizado por (Fresnedo 2011)servirán como punto de partida para el estudio y selección de suelos, con características similares, que se puedan emplear como materia prima para elaborar mezclas de suelo más fibra, que puedan ser empleadas para restaurar los muros de embarrado en las edificaciones de este tipo en la ciudad de Trinidad.. 1.6 Conclusiones Parciales. 1. La técnica de construcción con tierra predominante en la ciudad de Trinidad es la del embarrado, entramado de madera y tierra con fibra vegetal, considerado una de las técnicas constructivas más antiguas empleadas en la región central de Cuba, y que constituye un sistema constructivo tradicional dentro de la historia de la región. 2. A las construcciones de tierra existentes se le pueden realizar ens ayos al material disgregado y a testigos tomados del muro, los cuales pueden ser físicos, químicos y mecánicos. 3. Dentro de los ensayos que se pueden utilizar para la caracterización del material disgregado del muro y al suelo como materia prima para reparar el mismo, se pueden mencionar como los mas importantes: Peso específico, Granulometría (incluyendo finos), Plasticidad, Humedad natural, Contenido de material orgánica, PH, mineralogía y composición química. 4. Dentro de los ensayos que se pueden utilizar para conocer el comportamiento de probetas elaboradas con mezclas de suelo más fibra, se pueden mencionar como los más importantes: Ensayo de absorción capilar, Ensayo de resistencia a la compresión axial en estado seco y Ensayo del Goteo.. 32.

(47) 5. Una vez revisado todos los estudios realizados por diferentes investigadores sobre las construcciones de embarrado en la ciudad de Trinidad, se pudo constatar que en la mayoría de los casos los estudios son puros de arquitectura,. tecnología. constructiva,. catalogación. de. edificaciones. y. patologías-deterioros. Solo se pudo encontrar un trabajo, que antecedió al presente, donde se realiza la caracterización del los muros de embarrado, sin llegar a la demás etapas de estudios de suelo y diseño de mezclas para la restauración. 6. Los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio por Pérez Fresnedo (2011) nos permitieron conocer las propiedades y características de los suelos utilizados a lo largo de la historia en los muros de embarrado que aun perduran en la ciudad de Trinidad.. 33.

(48) Capítulo 2.

(49) CAPÍTULO 2. Capítulo 2. Estudio y propuesta de materias primas apropiadas para la restauración de muros de embarrado. El presente capítulo recoge el estudio realizado a un grupo de suelos que pueden ser utilizados como materia prima en mezclas para la restauración de las viviendas de embarrado.. 2.1 Fases de la investigación. En este acápite se comentarán los pasos que se han diseñado para cumplir los objetivos planteados en la investigación. Para un mejor entendimiento se ilustrarán los pasos de cada fase de la investigación, los cuales incluyen no solo la etapa del estudio de los suelos, sino también el diseño de las mezclas a partir de los mismos, aunque, como se mencionó anteriormente, en este capítulo se detallará solamente el trabajo realizado en el estudio de los suelos, dejando para el Capítulo 3 los detalles del estudio realizado a las mezclas para la restauración. FASE EXPLORATORIA En esta fase se realizará un estudio de los antecedentes de investigaciones sobre los materiales que se emplean en estos muros, tipos y sus características. Se hará énfasis en los tipos de estudio que se le realizan al suelo como materia prima en construcciones con tierra, al ser este el componente principal. Además, se efectuará la ubicación de los suelos arcillosos que podrán ser utilizados para la extracción de material para el empleo en la restauración de las edificaciones del Centro Histórico de Trinidad y el Valle de los Ingenios.. FASE EXPERIMENTAL Para la fase experimental se organizó el trabajo en dos etapas. ETAPA 1 1. Selección de los ensayos a realizar y diseño de experimentos para el estudio y caracterización de los suelos propuestos. De preliminares De laboratorio. 2. Selección del laboratorio y contratación de los servicios. 3. Realización de la toma de muestras en las zona de estudio 4. Preparación de la muestra para los ensayos de campo o preliminares. 5. Realización de los ensayos físicos, químicos y mineralógicos. a los suelos. seleccionados.. 34.