Centro Comunitario para Rincón de los Valles : sistema de (auto) construcción en base a bloques de tierra comprimida

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(1)PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE FACULTAD DE ARQUITECTURA, DISEÑO Y ESTUDIOS URBANOS ESCUELA DE ARQUITECTURA. CENTRO COMUNITARIO PARA RINCÓN DE LOS VALLES. SISTEMA DE (AUTO)CONSTRUCCIÓN EN BASE A BLOQUES DE TIERRA COMPRIMIDA POR PAULA ANDRADE HERRERA. PROFESOR GUÍA: LUIS EDUARDO BRESCIANI PRIETO.

(2) Pontificia Universidad Católica de Chile Facultad de Arquitectura, Diseño y Estudios Urbanos Escuela de Arquitectura. Centro Comunitario para Rincón de los Valles. Sistema de (Auto) Construcción en base a Bloques de Tierra Comprimida. por Paula Andrade Herrera Tesis presentada a la Escuela de Arquitectura de la Pontificia Universidad Católica de Chile, para optar al título de Arquitecto Tema: Alumno Libre Profesor Guía: Luis Eduardo Bresciani Prieto. Diciembre 2018. Santiago, Chile 2018 Paula Andrade Herrera.

(3) © 2018, Paula Andrade Herrera. Se autoriza la reproducción total o parcial, con fines académicos, por cualquier medio o procedimiento, incluyendo la cita bibliográfica que acredita al trabajo y a su autor..

(4) A Ela y a toda mi familia y amigos que me ayudaron. A los profesores Luis Eduardo Bresciani Prieto, Julio Vargas Neumann, Francisco Chateau y Juan Eduardo Ojeda por su orientación y apoyo. A la casa Emilia Téllez y al SSCDA por recibirme y acogerme..

(5) ABSTRACT Este proyecto nace de la necesidad de mejorar la calidad de vida de las personas que habitan en localidades rurales aisladas, sin posibilidad de acceder a sistemas tradicionales de construcción. Se investiga la zona central de Chile debido a su alta concentración de localidades aisladas distribuidas en forma de caseríos. A su vez, se estudia su arquitectura tradicional e identidad cultural, dando paso a una cultura constructiva basada en técnicas mixtas de tierra y madera. Dado lo anterior, la presente investigación se centra en desarrollar un sistema de autoconstrucción, de bajo costo, que utilice los recursos propios de la localidad escogida y reactivarlo a través de un equipamiento que se relacione tanto con la comunidad como con la gente que transita por el lugar. La técnica escogida para este caso es el Bloque de Tierra Comprimida (BTC), el cual consiste en la creación de ladrillos de tierra cruda que se compactan por medio de una prensa manual o hidráulica obteniendo bloques regulares resistentes a la compresión. Se exploran sus usos más conocidos y se desarrollan nuevas formas de bloques según sus capacidades arquitectónicas y estructurales. En base a lo expuesto, el proyecto se estructura en el desarrollo de las siguientes etapas; la tierra -como materia prima-, el bloque -como unidad-, muros auto portantes, tabiques y celosías -como elementos-, elementos reforzados -como sistemas- y los espacios generados por éstos -como módulos-. Finalmente, la combinación y distribución de los módulos permite crear el equipamiento requerido. Se trabaja a partir de la tierra, entendiendo sus ventajas y desventajas como material de construcción. En cuanto a las ventajas la tierra es un material de bajo costo, fácil obtención y excelente aislante térmico y acústico. Además, permite regular la humedad ambiental logrando el confort necesario. Por otro lado, no requiere de mano de obra especializada, permitiendo la autoconstrucción y el trabajo en comunidad. Por otro lado se reconoce que la tierra es un material vulnerable a terremoto, lluvias e inundaciones. Sin embargo, a partir de una serie de entrevistas y basándonos en la norma peruana E.080 de Diseño y Construcción con Tierra Reforzada, es posible comprobar que este tipo de material no deja de ser una opción viable en zonas sísmicas como Chile. Basta con tener presentes los factores claves para su comportamiento como son la resistencia, la estabilidad y el desempeño, para que éste material sea tan buena opción como cualquier otro. La unidad mínima de este sistema son los bloques, los cuales se distinguen en 2 tipologías; uno de unión recta utilizado principalmente para estructuras y otro con opción de unión angular utilizado específicamente para la creación de elementos no estructurales. Estos bloques forman los elementos del sistema, que serán muros auto portantes tabiques y celosías. Los sistemas de refuerzos también son explorados en esta investigación,.

(6) dejando en evidencia sus ventajas y desventajas. Se utilizan drizas como refuerzo en los muros estucturales y pilares de eucalipto como guías para facilitar la construcción y sostenimiento de la cubierta, ambos materiales de fácil obtención. Para facilitar la autoconstrucción se crean módulos a partir de 3 espacios generados por la grilla de pilares. Estos módulos pueden funcionar de forma independiente o unidos entre sí generando diversas configuraciones de espacios, otorgando la flexibilidad necesaria para crear distintos programas según las necesidades del constructor. Toda esta investigación se logra concretizar en un equipamiento comunitario ubicado en la localidad RIncón de los Valles en la comuna de Til TIl. Esta edificación consta de un espacio comunitario que funciona como sede y capilla el cual se abre hacia un patio central compartido por un área de servicios perimitiendo el desarrollo de las actividades locales diarias de los habitantes del lugar. Toda la estructura de este equipamiento ha sido diseñada utilizando la técnica del BTC desarrollada en el presente proyecto. De esta manera se demuestra que esta tecnología permite dar respuesta a la necesidad latente de los habitantes de localidades rurales aisladas, otorgándoles una nueva herramienta de autoconstrucción a bajo costo; siendo a su vez un material similar al adobe y el ladrillo cocido, pudiendo ser fácilmente incorporado. Durante todo el desarrollo de la investigación se deja en evidencia las infinitas posibilidades de configuración del bloque, seleccionando sólo algunas maneras de aplicar esta técnica, como es el caso del proyecto en la comuna de Til Til. De esta manera, quedan abiertas las distintas posibilidades de seguir investigando y desarrollando este sistema constructivo para otorgarle diversos usos según sea el requerimiento..

(7) ÍNDICE PRIMERA PARTE: INTRODUCCIÓN •. LOCALIDADES RURALES EN CONDICIÓN DE AISLAMIENTO. 1 3. SEGUNDA PARTE: INVESTIGACIÓN. 5. I.. 6. ÁREA DE ESTUDIO: ZONA CENTRAL. • . DISTRIBUCIÓN DE LA POBLACIÓN EN CONDICIÓN DE AISLAMIENTO: ZONA CENTRO. • ARQUITECTURA RURAL TRADICIONAL DE LA ZONA CENTRAL a) Características b) Elementos de la Arquitectura Rural Tradicional c) Relación entre los Elementos d) Identidad Cultural • . II. A.. CULTURA CONSTRUCTIVA DEL VALLE CENTRAL: TÉCNICAS MIXTAS DE TIERRA Y MADERA. 7. 9 9 10 11 12. 13. DEL MATERIAL A LA TÉCNICA. 15. MATERIA PRIMA: TIERRA. 16. •. 16. CONSTRUCCIONES CON TIERRA EN EL MUNDO. • CONSIDERACIONES SISMO-RESISTENTES a) Comportamiento Sísmico Mejorado en Construcciones Nuevas b) Hacia un Nuevo Enfoque frente al Material. 17. • CARACTERÍSTICAS COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN a) Composición de la Tierra b) Formación de la Estructura c) Propiedades de la Tierra como Material de Construcción d) Ventajas y Desventajas de la Tierra como Material de Construcción. 20 20 21. 18 19. 22 22.

(8) • TÉCNICAS DE CONSTRUCCIÓN EN TIERRA a) Bloque de Tierra Comprimida frente a las demás Técnicas en Tierra b) Historia del BTC c) Diferencias entre las Distintas Mamposterías. B.. TÉCNICA: BTC. • COMPONENTES a) b) c) d) •. 23 24 25 25 26. Tipos de Tierra Tipos de Estabilizante Tipos de Prensa Tipos de Bloque. BLOQUES INTERTRABADOS. 26 26 26 26 27. 28 28 28 28 28 29. • EXPERIMENTACIÓN: RAMO - MATERIALES ARQUITECTÓNICOS CERÁMICOS. 30. REFERENTES. 31. TERCERA PARTE: PROYECTO. 32. I.. DE LA UNIDAD AL MÓDULO HABITABLE. 33. •. 34. CONSIDERACIONES BÁSICAS. • CRITERIOS DE PROTECCIÓN a) Frente a los Sismos b) Frente al Viento, Lluvia, y Humedad. A.. 35 35 36. UNIDAD: BLOQUE. 37. •. CRITERIOS DE DISEÑO. 38. •. PROCESO DE DISEÑO. 39. • TIPOS DE BLOQUE a) Bloque Tipo A. •. Bloque Tipo B. UNIÓN BLOQUE A + BLOQUE B. 40 40. 41 42. • VARIACIONES POSIBLES a) Según el Sentido del Encaje b) Según la Posición del Molde. 43 43 44. • BLOQUES FINALES a) Bloque A b) Bloque B. 45 45 45. •. B.. BTC PROPUESTO FRENTE A LOS DEMÁS INTERTRABADOS. 48. •. 49. CRITERIOS DE DISEÑO. • PROCESO DE DISEÑO a) Forma: Muros Autoportantes b) Medidas: Esbelteces c) Función: Tipo de Muro •. C.. UNIÓN ENTRE LOS ELEMENTOS. 50 50 51 52 54. SISTEMA: REFUERZOS. 55. •. 56. CRITERIOS DE DISEÑO. • PROCESO DE DISEÑO a) Materiales Locales b) Sistema de Refuerzo de Driza en Muro Estructural. D.. 45. ELEMENTO: MURO Y CELOSÍA. 27. • PROCESO DE PRODUCCIÓN a) La Prensa b) El Molde c) Pruebas de Campo d) Elección de Estabilizante e) Etapas de Fabricación. •. b). 56 56 57. MÓDULO: ESPACIOS HABITABLES. 58. •. 59. CRITERIOS DE DISEÑO. • PROCESO DE DISEÑO a) Grilla Estructural b) Grilla como Medida del Espacio Habitable c) Unión de Elementos con la Grilla d) Módulos Habitables Definidos • COMBINACIÓN DE MÓDULOS HABITABLES. 59 59 60 60 61 62.

(9) II.. LUGAR: RINCÓN DE LOS VALLE. 71. • ESCALA URBANA a) b). Ubicación Características Geográficas. 72 72 72. • ESCALA LOCAL a) b). Características del Lugar Hitos del Lugar. 75 75 75. III.. DEL MÓDULO HABITABLE AL LUGAR: ESTRATEGIAS Y DECISIONES DE PROYECTO. 77. •. ESTRATEGIA DE UBICACIÓN. 78. • PROGRAMA PROPUESTO a) Equipamiento Comunitario. 78 78. •. DIAGRAMA DE RELACIONES. 78. • MATERIALES DEL LUGAR • MÓDULOS UTILIZADOS EN EL PROYECTO. 78. IV.. PLANIMETRÍA. 82. V.. BIBLIOGRAFÍA. 96. 81.

(10) PRIMERA PARTE. INTRODUCCIÓN. 1.

(11) 1. Caserío rural aislado, s/n Arica. Fuente: https://www.flickr.com/photos/pau-herrera/7463728764/in/photostream/. 2.

(12) •. LOCALIDADES RURALES EN CONDICIÓN DE AISLAMIENTO. En Chile, el aislamiento es un tema recurrente debido a la forma angosta del territorio, con importantes accidentes geográficos, y por la extensión del mismo, superando los 4.000 km. Según un estudio de identificación de localidades en condición de aislamiento a cargo de la SUBDERE, en Chile hay 4.885 localidades en condiciones de aislamiento, con una población de 169.317 habitantes, equivalente al 1,1% de la población chilena.1 En épocas pasadas, el aislamiento se medía únicamente en función de la distancia con respecto a Santiago, la capital del país. Posteriormente, “nuevos estudios dieron cuenta que la condición de aislamiento, no necesariamente afectaba a estas zonas lejanas al núcleo central”2. A partir de esto, el Estado ha empezado a hacerse cargo de territorios que antes no estaban priorizados desde esta perspectiva, haciendo énfasis en el grado de integración de los territorios y localidades. Incluso, el geógrafo Gerardo Ubilla declara que en la Región Metropolitana de Santiago “existen pequeños asentamientos rurales que debido a una serie de factores geográficos se encuentran en condiciones de mayor aislamiento físico quedando al margen de la mayoría de las políticas públicas y la inversión privada”.3 Debido a esto, les resulta difícil lograr un gran desarrollo en su localidad, quedando privados de servicios esenciales como la educación y la salud. Es por esto que sus principales actividades económicas se centran en el pastoreo de animales, auto-cultivos y producción artesanal de productos y alimentos para su venta como quesos, mermeladas y tejidos. De hecho, el mismo Decreto N°608 indica que una localidad será reconocida como aislada si se encuentra geográficamente en dicha condición y tenga dificultades de accesibilidad y conectividad física, disponga de muy baja densidad poblacional, presente dispersión en la distribución territorial de sus habitantes y muestre baja presencia y cobertura de servicios básicos y públicos, encontrándose en una situación de desventaja y desigualdad social respecto del desarrollo del país. (SUBDERE) 4 Es esta situación de desventaja la que obliga a los habitantes de las localidades a tener la necesidad de construir sus propias viviendas y espacios comunes, sin contar con la experiencia necesaria ni los materiales adecuados, dejando en. 1 Subsecretaría de Desarrollo Regional y Administrativo. (2012). Estudio Identificación de localidades en condiciones de aislamiento 2012. Santiago, Chile. 2 Ubilla-Bravo, G., Hidalgo-Valdivia, L., & Díaz-Schifferli, H. (2014). Política Pública Regional para el Desarrollo de Localidades Aisladas. Región Metropolitana de Santiago. 3 Ubilla Bravo, G. (2012). Entidades rurales aisladas de la Región Metropolitana de Santiago de Chile - rms: localización y vulnerabilidad. Cuadernos de Geografía - Revista Colombiana de Geografía, 21 (2), 127-147.. 3. 4 Subsecretaría de Desarrollo Regional y Administrativo. (2010). Decreto Nº608: Una Politica Nacional de Desarrollo de Localidades Aisladas. Santiago-Chile..

(13) evidencia el bajo nivel de habitabilidad y calidad constructiva de sus edificaciones. Muchas veces, estas localidades se encuentran en altura, cercana a los faldeos de las montañas y expuestos a una gran oscilación térmica. Esto los obliga a contar con una buena aislación térmica en sus viviendas, la cual generalmente está ausente. Debido al contexto de escasez en la que se encuentran, las viviendas en zonas rurales aisladas presentan una condición inacabada, de constante agregación, transformándose según los materiales disponibles en el lugar como barro y paja para el adobe, piedra, madera y arcilla o materiales de desecho, incluso en mal estado. Muchas veces la misma urgencia de poder levantar la vivienda los obliga a incorporar una mezcla de materiales que muchas veces no trabajan bien estructuralmente. De lo recientemente expuesto, se desprende la intención de buscar y desarrollar una solución constructiva para estos pobladores en base a un nuevo sistema de autoconstrucción; para que puedan mantener sus tradiciones construyendo sus propias viviendas y a la vez, otorgándoles la calidad necesaria.. Aislamiento (Cuartiles) No considerada Bajo Medio Alto Muy Alto Límite regional. 4. *Mapa de Aislamiento Comunal de Chile. Fuente: SUBDERE. (2008). Actualización Estudio Diagnóstico y Propuesta para Territorios Aislados. Santiago,Chile..

(14) SEGUNDA PARTE. INVESTIGACIÓN. 5.

(15) . Imagen: Pumanque, Chile Fuente: http://patrimoniochilenoadobe.blogspot.com/2010/04/pumanque-esta-ubicado-100-kilometros-al.html. 6. I.. ÁREA DE ESTUDIO: ZONA CENTRAL.

(16) • DISTRIBUCIÓN DE LA POBLACIÓN EN CONDICIÓN DE AISLAMIENTO: ZONA CENTRAL En base a las estadísticas observadas en el estudio realizado por la SUBDERE, “en la Macrozona centro se concentra el 82% de la población nacional (según información Censo 2002) y cuenta con el mayor número de población que habita en localidades en condición de aislamiento, con más de 88 mil personas, equivalentes al 52% de la población aislada de Chile.” 5 Dentro de las localidades en condición de aislamiento, la Macrozona centro cuenta con el 39,5% de éstas, las cuales se ubican principalmente en la zona de la Cordillera de los Andes y en la Cordillera de la Costa. La geomorfología de estos valles cordilleranos condiciona de manera importante el acceso a los principales centros proovedores de servicios, que en la mayoría de los casos se localizan en la depresión intermedia (Metropolitana, O H ́ iggins, Maule y Araucanía), debido a que la comunicación vial más eficiente pasa necesariamente por el eje de la panamericana, implicando mayores distancias. (SUBDERE) A partir de esta información, se toma como área de estudio la zona centro del país al presentar mayor número de habitantes en zonas rurales aisladas. Se define además acotar el estudio a los caseríos aislados de la zona central ya que son los que presentan menos oportunidades al estar compuestos de una menor población dentro de las demás categorías. Según el INE caserío es el “asentamiento humano con nombre propio que posee 3 viviendas o más cercanas entre sí, con menos de 301 habitantes y que no forma parte de otra entidad.” 6 La zona central cuenta además con una cultura constructiva y elementos propios de la arquitectura rural tradicional que caracterizaron a la vivienda rural aislada y que se consideran necesarios tomar en consideración para el desarrollo del proyecto y la mantención de rasgos culturales identitarios propios del habitante.. 5 Subsecretaría de Desarrollo Regional y Administrativo. (2012). Estudio Identificación de localidades en condiciones de aislamiento 2012. Santiago, Chile , 2012. Pag. 101. 7. 6 Instituto Nacional de Estadísticas (Chile). (2005). Chile: ciudades, pueblos, aldeas y caseríos. Instituto nacional de estadísticas..

(17) CONCENTRACIÓN DE LA POBLACIÓN EN CHILE. DISTRIBUCIÓN DE CASERÍOS EN LA ZONA CENTRAL. DISTRIBUCIÓN DE LA POBLACIÓN AISLADA EN LA ZONA CENTRAL. 82%. de la población nacional se concentra en la zona central. Valparaíso. 52%. de la población aislada de Chile está ubicada en la zona central (88.000 personas) R. Metropolitana. 39,5%. de las localidades aisladas pertenecen a la macrozona centro. Libertador General Bernardo O’Higgins. Maule. Ñuble. 201 - 300 Hab 101 - 200 Hab 1 - 100 Hab Fuente: Elaboración propia. 8. centro turístico. + aislado. - aislado.

(18) •. ARQUITECTURA RURAL TRADICIONAL DE LA ZONA CENTRAL. “La tradición es la cadena ininterrumpida de todas las innovaciones, y luego, el indicador más seguro de la proyección hacia el futuro”. Le Corbusier (1957). a). CARACTERÍSTICAS. Origen 1. organización espontánea y dispersa. Esta arquitectura no nace de la planificación, nace de las necesidades básicas (defensivas, de orden y de servicios) agrícolas y a las condiciones climáticas de la zona, relacionándose con el estilo de vida del habitante. 7 En la zona central, al usar los valles longitudinales como terreno de cultivo en la época precolombina, empezaron a aparecer asentamientos próximos a los caminos con casas distribuidas a cierta distancia unas de otras. Se evidencia de esta manera una organización de tipo espontánea y dispersa en donde el camino pasa a ser el elemento organizador marcando el acceso a las viviendas. Hoy en día al instalarse varias viviendas a lo largo de una calle, se utiliza el sistema de ajedrez de modo que los vecinos no queden frente a frente y se mantenga la privacidad, siempre requerida por la costumbre campesina criolla.. necesidades del mundo agrícola 2. camino como elemento organizador. Estas construcciones al quedar aisladas de las grandes ciudades, les confirió un carácter de exclusividad y autosuficiencia en donde además el usuario es el arquitecto de su vivienda, el cual le otorga un sello instintivo y desprejuiciado al construir utilizando los materiales que proveía el entorno. Este arquitecto por tradición tendía a repetir los mismos modelos ya establecidos de viviendas de un piso con planta cuadrangular de celdas en crujía (influencia española), esquema que se haría típico en la agricultura rural.. necesidades básicas (defensivas, de orden y de servicios). Además de los elementos ya mencionados, las viviendas rurales se caracterizan por poseer otras dependencias dispersas en el predio como: capillas, graneros, corrales, bodegas y talleres, las cuales en su mayoría están construidas o se encuentran delimitadas por pircas con piedras obtenidas del lugar.. condiciones climáticas. 6 http://repositorio.uchile.cl/bitstream/handle/2250/112488/04_arquitectura%20rural. pdf?sequence=4. 9. Fuente: Elaboración propia. 3. viviendas exclusivas y autosuficientes. 4. utiliza los materiales del entorno. 5. usuario es el arquitecto de su vivienda.

(19) b). ELEMENTOS DE LA ARQUITECTURA RURAL TRADICIONAL. TECHUMBRE. Dentro de las construcciones de la arquitectura rural se presentan elementos reconocibles: 1. Techumbre: Continuo en su altura, está contruida en base a estructuras de madera y cubierta por tejas de arcilla. Tiene un gran peso estructural como visual, en donde la medida del alero exterior se configura en relación a la posición del sol para evitar la radiación solar en verano y permitir su ingreso en invierno, manteniendo el confort de los espacios interiores, adaptándose al clima del valle central. Al mismo tiempo, la techumbre incorpora a los corredores a la continuidad de la casa por medio de pilares de madera que lo delimitan del espacio abierto.. HABITACIONES. 2. Habitaciones: Pabellones rectangulares de proporciones cuadradas, con muros gruesos de albañilería en adobe con refuerzos de madera y pequeños vanos regulares. 3. Corredores: Une habitaciones y patios, actúa además como espacio intermedio de circulación y permanencia, protegiendo de la lluvia y el sol. Se encuentran a una grada sobre el patio. 4. Patio: Espacio exterior limitado por las construcciones y abierto hacia un lado. Es el elemento principal y organizador en torno al cual se ubican los corredores. Al recibir radiación directa durante el día, sumado a su materialidad (piedra o maicillo), mejora la capacidad térmica de la superficie, la cual expulsa durante la noche al interior de la vivienda.. CORREDORES. PATIO. 10. Fuente: Elaboración propia.

(20) c). RELACIÓN ENTRE LOS ELEMENTOS. A partir de estos elementos se evidencia la volumetría y expresión de la casa patrimonial chilena, de proporción cuadrada y fachada continua en donde los corredores pasan a ser el mediador entre el interior y el exterior junto con el ritmo de pilares y la articulación de desniveles producto del zócalo. El espesor de muros revela la predominancia del lleno en muros interrumpido por vanos alargados de proporción vertical. 1. equilibrio dinámico entre elementos. Existe un equilibrio dinámico entre todos los elementos, cada uno esta distribuido y compensado por otro; el pesado techo esta sostenido por delgados pilares, la sombra hace destacar la luz. Existe además una fuerte ortogonalidad en el orden de los elementos para destacar su jerarquía y rol en el conjunto, pero también existe una flexibilidad y fluidez acorde con el entorno natural. Las casas no se funden ni se imponen al paisaje, poseen un perfil uniforme, pero con inflexiones mínimas. Se dan a conocer según el recorrido del observador que las va descubriendo por lo que hay distintas lecturas según el observador.. - fachada continua - zócalos: articulación de niveles - volumetría y expresión - predominancia de lleno en muros 2. ortogonalidad en el orden de elementos. El traspaso entre el interior y el exterior es paulatino, logrando que los espacios sean fluidos, continuos e infinitos siempre acompañado por un techo, una sombra, un límite que lo hace evidente, reconocible. Se utilizan elementos como el corredor, parrón u otros que actúan como filtros entre uno y otro, ya sea en términos de luminosidad o expresión volumétrica (interior: macizo y en penumbra – corredor y parrón: estructuras livianas y bajo sombra – exterior: amplio e iluminado). En cuanto a escalas, se produce un cambio progresivo (corredor: escala pequeña – patio: escala mediana – explanadas y potreros: gran escala). A pesar de su gran extensión de terreno, la hacienda nunca pierde su escala humana.. 3. fluidez y flexibilidad con el entorno. - corredor y techumbre continuas - ritmo de pilares - corredor parte del espacio público 4. traspaso fluido y continuo interior y exterior. 5. cambio de escala progresiva - proporción vertical de vanos. 11. Fuente: Elaboración propia.

(21) d). IDENTIDAD CULTURAL. La vivienda rural de la zona central de Chile configura el hábitat de miles de personas y define la imagen de la ruralidad de esta zona del país. A pesar de su precariedad, estas viviendas dejan en evidencia los procesos históricos, culturales y sociales que han sido parte del lugar así como las condiciones geográficas del mismo, dando como resultado una inteligencia constructiva extendida en el tiempo, una tradición inconsciente que representa el territorio de carácter rural, propio de estas localidades. “Los habitantes (de los sectores rurales) intentan posteriormente incorporar formas arquitectónicas complementarias (a sus viviendas) en forma progresiva que vayan dando cuenta de una identidad rural que se expresa en el adosamiento de pasillos o áreas techadas que sirven de protección climática para la lluvia en invierno y el calor en verano o bien para guardar enseres.” 8. Es así como en las viviendas de localidades aisladas la tradición sigue estando presente y se intenta en lo posible de integrar, dando cuenta de la importancia de mantener no sólo la representación de una tradición arquitectónica por sí misma, si no todo lo que ésta implica.. Imagen: Vivienda campesina zona central de Chile Fuente: http://arquitectura.uc.cl/investigacion/investigaciones-vigentes.html?view=investigaciones&invId=40 8 92-97.. Silva, F. P. (2006). Globalización, paisaje y vivienda rural. Revista de Urbanismo, (14), pág:. 12.

(22) • . CULTURA CONSTRUCTIVA DEL VALLE CENTRAL: TÉCNICAS MIXTAS- TIERRA Y MADERA. SOLUCIONES CONSTRUCTIVAS DE LA ZONA CENTRAL. MATERIALES UTILIZADOS EN LA ZONA CENTRAL. A partir de la tesis doctoral realizada por la arquitecta Natalia Jorquera, doctora en Tecnología de la Arquitectura y académica del Departamento de Arquitectura de la Universidad de Chile, se señala que: “La cultura constructiva nace del reconocimiento, selección y dominio de un material con el cual a través de largos procesos, se crean soluciones funcionales, constructivas y estructurales que responden al problema del habitar.”9 Ugo Tonietti, arquitecto y académico de la Universidad de Florencia, Italia; señala además que debido a esto “esconde un profundo conocimiento del lugar, el ambiente y el uso racional de los recursos locales.”10. tejas de arcilla. Es así como en Chile se han originado una gran variedad de culturas constructivas, debido a su diversidad climática, geográfica, cultural y de recursos naturales disponibles, teniendo como base la tierra como el principal material de construcción.. adobe (60 x 30 x 10 cm) tierra. “En la zona centro esto se evidencia en el uso del adobe (60x30x10cm), tejas de arcillas y elementos de madera los cuales, sumado a las estrategias sismorresistentes como: concepción geométrica adecuada, correcta distribución de las cargas y masa, e incorporación de elementos auxiliares (contrafuertes, llaves de madera u otros), le otorgan ese carácter único al valle central.”11 contrafuertes. A partir de esta información se desprende la cultura constructiva de la zona del valle central: técnicas mixtas en base a tierra y madera, materiales predominantes de la zona, presente en los poblados y localidades rurales de las regiones Metropolitana, de Valparaíso, de O’Higgins, del Maule y Ñuble. cerchas de madera. En base a la cultura constructiva es que los habitantes construyen después sus viviendas y equipamientos ya que conforman un legado de conocimientos que se transmiten y que aun perduran. Son “modelos de aprendizaje sostenibles para el habitar”12 ya que forman parte de un sistema ambiental-cultural, donde la experiencia sísmica ha sido clave para desprender las estrategias sismorresistentes que serán utilizadas en la posteridad.. madera refuerzos. 9 Jorquera, N. (2012). Culturas constructivas en tierra y riesgo sísmico. Conocimiento de la arquitectura tradicional chilena y evaluación de su vulnerabilidad frente a los sismos (Doctoral dissertation, Tesis para optar al título de doctor en Tecnología de la Arquitectura. Florencia: Universidad de Florencia, Italia). 10 Tonietti, U. (2009). Architettura mediterranea e culture costruttive. Mecca, S., Dipasquale, L., Rovero, L., Tonietti, U. E Volpi, V.(Eds.), Chefchaouen, Architettura e cultura costruttiva, ETS, Pisa, 23-26. 11 Silva, N. J. (2014). Culturas constructivas que conforman el patrimonio chileno construido en tierra. AUS [Arquitectura/Urbanismo/Sustentabilidad], (16), 30-35. 12 Chandía. R. (2013). Estrategias de gestión sostenible del territorio: cultura de riego alto-andino del desierto de atacama. En revista AUS n.13. Valdivia. Chile.. 13. pilares. Fuente: Elaboración propia.

(23) En Chile muchas veces existe un “mínimo conocimiento y máxima intervención, con soluciones invasivas y estándar replicadas a lo largo del país que no consideran la rica diversidad del patrimonio y atentan contra su autenticidad.” 13 Debido a esta falta de conocimiento es que las tradiciones constructivas y todo lo que ellas encierran empiezan a perder valor generando una inseguridad constructiva local manifestada en la dependencia que hoy existe con los materiales más utilizados hoy en día como lo es el hormigón y el acero. El intento de rescatar las culturas constructivas reside en la importancia de devolverle al habitante la confianza y la capacidad de poder construir y mejorar sus propias viviendas otorgándole a la tierra el lugar que le corresponde.. en base al: conocimiento. se transmiten y perduran. Es posible concluir que, al considerar la cultura constructiva de la zona central y los elementos propios de la arquitectura rural tradicional, la tierra se presente como un gran aliado para las comunidades rurales aisladas ya descritas, permitiéndole preservar el patrimonio de la región, además de verse favorecidos con las excelentes cualidades técnicas que provee este material. A continuación, se indagan las principales cualidades de la tierra, posicionándola como el material primordial para el desarrollo de la autoconstrucción en las localidades aisladas, además de indagar las principales técnicas constructivas asociadas al mismo y luego al desarrollo de una solución específica para esta problemática.. 13 Silva, N. J. (2014). Culturas constructivas que conforman el patrimonio chileno construido en tierra. AUS [Arquitectura/Urbanismo/Sustentabilidad], (16), 30-35.. 1. lugar. 2. recursos disponibles. 3. ambiente. Fuente: Elaboración propia. 14.

(24) . Imagen: Tipos de Arcilla Fuente: https://www.arqhys.com/arcilla.html. 15. II.. DEL MATERIAL A LA TÉCNICA.

(25) A.. MATERIA PRIMA: TIERRA. •. CONSTRUCCIONES CON TIERRA EN EL MUNDO. La tierra es un material de construcción que ha estado presente desde los inicios de la humanidad, siendo éste uno de los más utilizados para la construcción de viviendas al ser un material asequible y abundante. Alrededor del 30% de la población mundial vive en construcciones de tierra. Aproximadamente el 50% de la población de los países en desarrollo, incluyendo la mayoría de la población rural y por lo menos el 20% de la población urbana y urbano marginal, viven en casas de tierra.14 El uso de la tierra es muy común en algunas de las regiones más propensas a desastres del mundo, tradicionalmente a lo largo de América Latina, África, el subcontinente de India y otras partes de Asia, el Oriente Medio y el Sur de Europa. En general, este tipo de construcción ha sido usada principalmente por la población rural de bajo ingreso económico. La tierra un material de construcción de bajo costo y de fácil accesibilidad, permitiendo la autoconstrucción por comunidades locales. Debido a su bajo costo, la construcción con tierra continuará siendo usada en áreas de alto riesgo sísmico del mundo. Para un porcentaje significativo de la población global, que actualmente vive en edificaciones de tierra, es de suma importancia el desarrollo de tecnologías constructivas de relación costo-beneficio eficiente, que sean conducentes a mejorar el comportamiento sísmico de la construcción con tierra.. 14 Houben, H., & Guillard, H. (1994). Earth construction-A comprehensive guide. Grenoble, Francia: International Centre for Earth Construction-School of Architecture of Grenoble (CRAterre-SAG).. Imagen: Zonas sísmicas y construcciones con tierra en el mundo (color). Fuente: Houben, H., & Guillaud, H. (1984). Earth construction primer. Craterre.. 16.

(26) •. CONSIDERACIONES SISMO-RESISTENTES. A pesar de todas las ventajas que tiene la tierra como material de construcción, éste es un material vulnerable a terremoto, lluvias e inundaciones. Los modos típicos de falla durante terremotos son severo agrietamiento, desintegración de muros, separación de muros en las esquinas y separación de los techos de los muros, lo que en la mayoría de casos, lleva al colapso. A partir de una entrevista realizada por la autora al ingeniero Julio Vargas Neumann, investigador en construcción sismo-resistente en tierra, éste señala:. “Por dónde se rajan los muros? Por los morteros, que son los elementos que juntan un bloque con otro. De qué nos sirve tener un 10 en la calificación de un bloque si en los morteros tenemos un 4. Lo fundamental es el mortero, ese que cohesiona a los bloques entre sí. Los adobes se rompen por la unión de los morteros no por los adobes en sí. Las fisuras se presentan en función de la velocidad de secado. Si secas rápido se fisuran, si secas lento no se fisura. Hay que disminuir la velocidad de secado. Es por esto el mortero es más débil que el bloque. Los morteros se secan más rápido que los adobes al tener mas agua lo que hace que se evapore más rápido. La parte crítica va en el mortero y no en los bloques.”15. Además gran parte de las construcciones en tierra intentan mejorarla añadiendo nuevos materiales los cuales muchas veces perjudican en vez de ayudar a la tierra en su comportamiento frente a un sismo como lo son el cemento y el fierro especialmente cuando se utilizan en conjunto como estructura. En el caso del cemento además es perjuicial su utilizacin como estuco imposibilitando el equilibrio de humedad que produce la tierra con el exterior e interior de la vivienda.. “No se debe mezclar jamás el fierro con la tierra. El fierro corta la tierra en vez de ayudar al resto del muro. Por dureza no funciona. Y por otro lado, ¿por qué el cemento no funciona? No funciona porque también se convierte en duro y rígido y también va a golpear al mortero de barro. No es compatible ya que cuando ambos están húmedos, la tierra y el cemento compiten, porque de alguna manera son los endurecedores, los que producen la resistencia seca y de casualidad ambos son muy finos, de polvo muy fino, entonces entre ellos no se ayudan.” 16. Imagen: Consecuencias por movimiento sísmico sin refuerzo (izq) y con refuerzo de driza (der) Fuente: Barcaza, S. (2012) Manual de Terreno. Evaluación de Daños y Soluciones para Construcciones en Tierra Cruda. En base a la investigación de Julio Vargas y a otras investigaciones realizadas por 15 Entrevista realizada por la autora a Julio Vargas Neumann, Ingeniero e investigador en Construcción sismo-resistente en tierra.. 16 Entrevista realizada por la autora a Julio Vargas Neumann, Ingeniero e investigador en Construcción sismo-resistente en tierra... 17.

(27) la Pontificia Universidad Católica del Perú y a la creación de la reciente Norma peruana E.080 Diseño y Construcción con Tierra Reforzada, se espera que la construcción en base a tierra empiece a cobrar valor y recuperar su lugar como una opción factible en la construcción de viviendas.. a) . COMPORTAMIENTO SÍSMICO MEJORADO DE CONSTRUCCIONES NUEVAS. Este proyecto está basado en la Norma Peruana “E.080 Diseño y Construcción con Tierra Reforzada” recién publicada en Abril del 2017. Esto se debe a que la actual Norma Chilena “NCh3332 Estructuras - Intervención de Construcciones Patrimoniales de Tierra Cruda - Requisitos del Proyecto Estructural” del año 2013 se basa en la anterior Norma peruana “NTE E.080 Adobe: reglamento nacional de construcciones” publicada en el 2006. Según la E.080, los factores clave para el comportamiento sísmico mejorado de la construcción de adobe son:. 1. Resistencia: Para el criterio basado en la resistencia, debe considerarse: área resistente de muros frente a la fuerza sísmica horizontal en su plano y diseño sísmico de muros en la dirección perpendicular a su plano.. Imagen: Daños de vivienda por movimiento sísmico Fuente: http://patrimoniochilenoadobe.blogspot.com. 2. Estabildad: Para el criterio basado en la estabilidad, debe respetarse los limites de grosor, esbeltez vertical y esbeltez horizontal, altura máxima, distancia entre arriostres verticales, aberturas. 3. Comportamiento: Para el criterio basado en el desempeño, debe colocarse refuerzos en las conexiones, viga collar superior, dinteles flexibles, refuerzos ortogonales en muros.17. Estos factores deben cumplirse para evitar el colapso de las construcciones nuevas con tierra, debiendo estar incluidos en su diseño. Además, existen ciertas pruebas de campo que pueden realizarse in situ (cuando no se cuenta con laboratorios), para determinar si el material a utilizar es apto para la construcción. Estas pruebas serán detalladas en un par de capítulos más adelante. Imagen: refuerzo de drizas Fuente: https://www.archdaily.pe/pe/803675/sistema-de-drizasreforzamiento-estructural-para-construcciones-en-adobe. 17 Norma, N. T. E. E. 080 Diseño y Construcción con Tierra Reforzada. Reglamento Nacional de Edificaciones. (RNE), Perú.. 18.

(28) b). HACIA UN NUEVO ENFOQUE FRENTE AL MATERIAL. el desarrollo del diseño y construcción en madera, también lo puede llegar a ser en el diseño y construcción antisísmica de tierra.”20. Debido a los sismos que han ocurrido en el mundo y específicamente en Chile, la tierra ha tomado el rol de ser un material que no es apto para construcciones sísmicas quedando relegado a ser un material de construcción sinónimo de pobreza, siendo únicamente utilizado por personas de bajos recursos debido a que la tierra se convierte en prácticamente el único material accesible y de bajo costo.. Lamentablemente, debido a la pérdida de los saberes constructivos es que la utilización de la tierra ha sido cada día reemplazada por materiales industriales los cuales no están al alcance de la mayoría de la población aumentado aún más el deficit de vivienda y desaprovechando los beneficios y ventajas del material tierra.. A pesar de esto, hoy en día gracias a las investigaciones realizadas en el último tiempo, cada vez más existen arquitectos, ingenieros e investigadores que apoyan y defienden el uso de la tierra como material de construcción poniendo en valor las capacidades y beneficios del material.. Recuperar el conocimiento local sobre las técnicas constructivas, es una acción a largo plazo que podría ayudar a reducir el riesgo sísmico y a recuperar un verdadero desarrollo anclado en el propio patrimonio.. Según el constructor civil Francisco Prado García, académico de la Escuela de Construcción de la Pontificia Universidad Católica de Chile, existen un gran número de inmuebles estructurados en base a tierra los que al estar aún en servicio, dan un claro ejemplo de que la tierra aun se le puede considerar como un material vigente si evaluamos sus restricciones y consideraciones específicas. “Los materiales no son malos en sí, sino que poseen determinadas prestaciones para el uso que se les va a destinar, frente a lo cual debemos tener los ojos bien abiertos”. 18 A juicio del arquitecto José Miguel Miniño, investigador y experto en construcción en adobe y barro, este material no tiene desventajas: “Lo que la opinión pública y, en particular, los ingenieros señalan como desventajas corresponden a condiciones de diseño y uso propias de cualquier material de construcción. Así, por ejemplo, si al hormigón no le damos la dosificación adecuada, no le ponemos la enfierradura que corresponde o lo exigimos más allá de sus capacidades no podrá resistir ni un temblor”. 19. Dentro del mismo enfoque el arquitecto Tomás Ramírez, especialista en puesta en valor del patrimonio inmueble señala que:. “...decretar la muerte definitiva del adobe, puede derivar en un juicio contra la utilización de la tierra en la construcción, lo cual no corresponde, menos aún cuando la tierra es un elemento constructivo que comienza a ser revalorizado, y que utilizada con sistemas estructurales sismorresistentes puede coexistir perfectamente con la madera y otorgar excelentes condiciones de confort térmico y habitabilidad. Por lo tanto no se trata del material, sino de la técnica utilizada, y así como Chile puede transformarse en una potencia en 18 Diario El Mercurio (2005) Técnica tradicional: expertos defienden uso del adobe. Ediciones Especiales El Mercurio. 19. Ídem. Imagen: Muro de Adobe Fuente: https://www.patologiasconstruccion.net/2018/01/que-es-unadobe/que-es-un-adobe_02/#iLightbox[postimages]/0. 19. 20 Tomás Ramírez citado en: Carranza, M. (2010). ¿ Existen técnicas adecuadas de construcción con tierra para países sísmicos?..

(29) •. CARACTERÍSTICAS COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. “La arcilla es el único elemento que sirve para obtener resistencia seca, convertir el barro en un elemento constructivo, a la tierra en un material de construcción.” 21 J.Vargas Neumann. a). COMPOSICIÓN DE LA TIERRA. La tierra está compuesta por:. materia orgánica. 1. Partículas Granulares: Gravilla, Arena gruesa, Arena fina, Limo Las partículas granulares son las que forman la estructura de la tierra y de mayor a menor tamaño son: la Gravilla (5 – 3 mm), la Arena gruesa (2 – 0,5 mm), la Arena fina (0,2 – 0,05 mm) y el Limo (0,02 – 0,005 mm). Éstas son las que aportan resistencia a la compresión, reduce la variación de volumen y la formación de grietas por retracción.. tierra apta para la construcción (20 a 40 cm). Gravilla 5 - 3 mm. Arena gruesa 2 - 0,5 mm. Arena fina 0,2 - 0,05 mm. Limo 0,02 - 0,005 mm. 2. Partículas Laminares: Arcilla Las partículas laminares son las arcillas. La arcilla es la partícula que aporta plasticidad al material, funcionando como ligante entre las demás partículas logrando de esta manera que la tierra sea un buen material de construcción.. Arcilla <0,002 mm 21. Extracto de entrevista realizada a Julio Vargas Neumann por la autora.. 20. Imagen: Perfil de Suelo Fuente:https://groundstone. ca/2018/08/08/soil-testing-for-septicsystems/.

(30) b). FORMACIÓN DE LA ESTRUCTURA. MICROESTRUCTURA DEL SUELO. Para la formación de la estructura de la tierra se necesita un buena calidad de arcilla, ya que gracias a las propiedades que ésta tiene, hacen que una tierra sea óptima o no para ser un material de construcción.. UNIÓN DE LAS PARTICULAS. poros “celdas”. “La arcilla tiene calidad además de cantidad. Tú puedes hacer un buen barro con un 3% de una magnífica arcilla y de repente no puedes hacer barro hasta no tener un 60% de una pésima arcilla, entonces no te pueden dar un porcentaje porque no te pueden dar información de la calidad.” 22. arcillas. granos de arena. arena gruesa. Las propiedades de la arcilla son: 1.. Cohesión:. Es la responsable de que la tierra pase a tener la resistencia de un material de construcción. La cohesión es la capacidad que tiene la arcilla de mantener los granos de la tierra ligados entre sí. La tierra absorbe el agua y las arcillas comienzan a hincharse, cuando la tierra se seca, las arcillas disminuyen de volumen, atrayendo hacia ellas los otros componentes que se encuentran en estado totalmente secos y ligados. 2.. arcillas floculadas. arena fina. granos minerales poros. Plasticidad:. Propiedad que tiene la arcilla de ser sometida a deformación sin falla elástica. Define su habilidad de poder ser moldeada. 3.. Compactabilidad: limo. Es la habilidad de la tierra de poder comprimirse al máximo. Relacionada con la fuerza de compresión y con el porcentaje óptimo de agua necesario para alcanzar la máxima compresión.. granos de arena partículas laminares de arcilla. Además de la arcilla, la arena gruesa es fundamental para lograr la resistencia de la tierra ya que ésta al unirse con la arcilla forma celdas entre sí logrando formar una verdadera estructura resistente.. sustancias húmicas arcilla. 22. Extracto de entrevista realizada a Julio Vargas Neumann por la autora.. 21. Imagen: Intervenidas por la autora Fuente:http://www.edafologia.net/introeda/tema04/estr.htm.

(31) c). PROPIEDADES DE LA TIERRA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN:. Dentro de las propiedades de la tierra como material de construcción son que se contrae al secar, no es impermeable, absorbe contaminantes, actúa como aislante acústico, regula la humedad, es un excelente aislante térmico, almacena el calor, preserva la madera y otros materiales orgánicos, permeable al vapor y tiene una gran inercia térmica.. PROPIEDADES DE LA TIERRA. se contrae al secarse. trabaja a compresión no es impermeable. absorbe contaminantes. permeable al vapor gran inercia térmica. aislamiento acústico. regulador de humedad. aislante térmico. almacena calor. humedad ascendente. 22. preserva la madera y otros materiales orgánicos. d). VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TIERRA COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. Dentro de las ventajas podemos nombrar que la tierra es un material naturalmente reciclable y reutilizable. Apropiado para la autoconstrucción y fácil de obtener localmente, es económicamente asequible, economiza materiales de construcción y costos de transporte, ahorra energía y disminuye la contaminación ambiental. A sí mismo las desventajas que tiene la tierra son que necesita sistemas de protección y refuerzos y que no es un material de construcción estandarizado..

(32) •. TÉCNICAS DE CONSTRUCCIÓN EN TIERRA. Dentro de las técnicas de construcción en tierra las más conocidas y utilizadas son: el Adobe, el Bahareque /Quincha, el Tapial y el Bloque de Tierra Comprimida.. TÉCNICA CONSTRUCTIVA. 1. Adobe: Pieza para construcción hecha de una masa de barro (arcilla y arena) mezclada con paja, moldeada a mano en forma de ladrillo y secada al sol.. 2. Bahareque/Quincha: Sistema de construcción de viviendas a partir de palos o cañas entretejidas y barro. Esta técnica ha sido utilizada desde épocas remotas para la construcción de viviendas en pueblos indígenas de América.. 3. Tapial: Muros con tierra apisonada, compactada en estado húmedo a golpes mediante un “pisón”, empleando un encofrado de madera o metal para formarla.. 4. Bloque de Tierra Comprimida (BTC): El BTC es un material de construcción fabricado con tierra que es comprimida y moldeada utilizando una prensa, obteniendo formas regulares y una mayor resistencia a la compresión. Muchas veces se le agrega un estabilizante para mayor duración y resistencia del bloque. El BTC es la mezcla de la técnica del tapial (apisonamiento) con la del adobe (utilizaciñon de molde). 23. HERRAMIENTA.

(33) a) . BLOQUE DE TIERRA COMPRIMIDA FRENTE A LAS DEMÁS TÉCNICAS EN TIERRA. CANTIDAD DE AGUA SEGÚN TÉCNICA CONSTRUCTIVA. Entre las técnicas constructivas descritas anteriormente se elige el BTC debido a las ventajas que tiene sobre las demás técnicas en tierra. Requiere muy poca agua, estando solo el tapial en la menor cantidad, es la técnica constructiva más normada hoy en día mundialmente, tiene flexibilidad en el modo de producción, a pequeña escala o industrial, puede ser fácilmente asimilado en contextos en donde se conoce la construcción de albañilería tradicional, logra una mejor calidad y resistencia en el producto final y necesita menos tiempo de secado para su posterior utilización pudiendo ser almacenado inmediatamente (a diferencia del adobe).. LÍQUIDO. Por otro lado al estar condicionado a un molde es muy versátil en su forma final y existe una amplia gama de prensas y bloques de distintas formas y tamaños que pueden utilizarse para distintas funciones.. CANTIDAD DE AGUA. PLÁSTICO. Dentro de las desventajas, excluyendo las propias del material, está el hecho de estar sujeto a una prensa, y si se utiliza una prensa manual requiere más tiempo en realizar los bloques. Además aún no está normado en Chile (a diferencia de otros países como España).. HÚMEDO. SECO. TIERRA: VOLUMEN CONSTANTE. NORMATIVAS DE CONSTRUCCIÓN EN TIERRA A NIVEL MUNDIAL 100% 90% 80% 70% 60% 50%. TÉCNICA PORCENTAJE (NORMATIVAS). 40%. BTC ADOBE TAPIAL OTROS TOTAL. 30% 20% 10%. 24. 0%. BTC. ADOBE TAPIAL OTRAS. 53,13% 21,88% 14,06% 10,94% 100,00%. Fuente: Elaboración propia.

(34) b). c) DIFERENCIAS ENTRE LAS DISTINTAS MAMPOSTERÍAS EXISTENTES. HISTORIA DEL BTC. El BTC tiene su primera aparición de la mano con la idea de comprimir tierra en un molde. Fue en Francia en 1803 a través de François Cointerau que aparece la primera máquina para comprimir tierra en moldes utilizando apisonadores de madera. Luego en 1952 el ingeniero chileno Raúl Ramírez diseña la primera prensa llamada CINVA RAM en el centro CINVA en Bogotá, Colombia. A partir de ese momento la técnica empieza a diversificarse existiendo hoy en día distintos tipos de prensas logrando finalmente la producción en serie.. Dentro de las mamposterías existentes (Adobe, Ladrillo Cerámico, Bloque de Cemento) el BTC cumple con todos los puntos de: sustentabilidad, calidad, resistencia y accesibilidad. En comparación al adobe, el BTC posee mejor terminaciones, es más resistente y necesita menos tiempo para su posterior puesta en obra debido a que su secado es más rápido. En cuanto al ladrillo cerámico y al bloque de cemento, el BTC es más sustentable al no producir CO2 en su producción y es más accesible al ser de tierra cruda. El interés en trabajar con el bloque de tierra comprimida está en ampliar las capacidades que éste tiene como material de construcción, potenciando sus ventajas como material sustentable y a la vez económico, para que sea una alternativa viable frente a tecnologías y materiales no sustentables especialmente en localidades rurales aisladas, las cuales requieren soluciones de bajo costo en donde se pueda utilizar la autoconstrucción y la tierra del lugar. “Actualmente los límites de la construcción con tierra son más de orden cultural que técnico. Por lo mismo, la investigación sobre BTC, y la tierra en general, tiene una gran importancia no sólo desde el punto de vista patrimonial, sino también para el mejoramiento y desarrollo de nuevas técnicas.“ 23. 1803, Francia - Primera Máquina por François Cointeraux Fuente: http://www.earth-auroville.com/compressed_ earth_blocks_en.php. Adobe. Ladrillo cerámico. Bloque de cemento. BTC 1952 - Prensa CINVA RAM Fuente: http://www.earth-auroville.com/compressed_ earth_blocks_en.php. 25. 23 Martínez, I. (2012). Hacia la determinación de la viabilidad ambiental de los sistemas constructivos: el caso de los BTC en la zona central de la República mexicana. En: Apuntes 25 (2): 248 - 257..

(35) B.. TÉCNICA: BTC •. COMPONENTES. Los componentes necesarios para hacer el BTC son: Tierra Estabilizante Agua Prensa. a). + tierra. agua. = prensa. BTC. ? tierra del lugar. TIPOS DE ESTABILIZANTES. Para mejorar las características físicas, ya sea aumentando la resistencia a la compresión, tracción o reduciendo las fisuras provocadas por la retracción de la arcilla, se le añade un estabilizante a la tierra que puede ser fibra vegetal o animal, arena gruesa, cal, entre otros. En este caso se opta por la cal como estabilizante al otorgar además una mayor resistencia frente a la erosión y la intemperie y teniendo menor costo que el cemento.. c). estabilizante. +. TIPOS DE TIERRA. La tierra al estar ligada al lugar en donde procede y sumado a todos los tipos y variedades de tierra es imposible poder determinar que tipo de tierra es el adecuado sin haber realizado pruebas que demuestren su resistencia, como las llamadas pruebas de campo ya que no existe por el momento pruebas que demuestren la calidad de la arcilla. Se elige en este caso la tierra del lugar para evitar costos de transporte y tener mayor accesibilidad.. b). +. cal. cemento. resina. fibra vegetal. arena gruesa. TIPOS DE PRENSA. Existen distintos tipos de prensa que van desde la prensa manual, siendo la más simple pero con mayor restricción en cuanto a número de bloques producidos. Dentro de ésta existe la prensa mecánica liviana que produce 300 a 600 BTC y la prensa mecánica pesada que produce 700 a 1.500 BTC diarios. A éstas le sigue la prensa motorizada que produce 1.000 a 5.000 BTC, la unidad móvil que produce 1.500 a 4.000 BTC y la unidad fija que produce 2.000 a 10.000 BTC diarios. Esta última es considerada para la producción de BTC en serie. De las mencionadas anteriormente se elige la prensa más simple: la prensa mecánica liviana al ser la prensa más accesible en términos económicos llegando incluso a poder ser fabricada por los mismos usuarios debido a su simpleza.. prensa mecánica. 26. prensa motorizada. unidad móvil. unidad fija. Fuente: imágenes intervenidas por el autor.

(36) d). TIPOS DE BLOQUES. Dentro de los tipos de bloques existentes se encuentran: Bloques Sólidos: Se caracterizan por tener formas regulares y son utilizados para una amplia gama de usos. Bloques con Hendiduras: Tienen de 5% a 30% de material removido, tienen mejor adherencia al mortero, son más livianos y utilizados generalmente para la construcción de la viga de amarre. Bloques Perforados: Más livianos, utilizados principalmente para la albañilería armada requiriendo moldes más complejos y una mayor compresión. Imagen: Bloques intertrabados realizados con la prensa CETA- RAM para colocar refuerzos internos. Fuente: http://construyediferente.com/bloque-tierra-comprimido/. Bloques Intertrabados: Pueden llegar a utilizarse sin mortero en algunos casos, aumentan la estabilidad estructural y requieren de moldes más complejos y alta compresión. Se elige en este caso el bloque intertrabado debido a sus ventajas frente a los demás bloques.. •. BLOQUES INTERTRABADOS. Los bloques intertrabados se diferencian de los demás bloques de BTC en que: Imagen: Bloques intertrabados propuestos por UNHABITAT para las viviendas en Uganda. Fuente: Pérez-Peña, A. M. (2009). Interlocking Stabilised Soil Blocks: Appropriate Earth Technologies in Uganda. UN-HABITAT.. Requieren menor cantidad de mortero en su aplicación, llegando a no necesitar en algunos casos. Resisten mejor los movimientos sísmicos debido al encaje, aumentando la estabilidad estructural. La estructuras con este tipo de bloques es flexible, absorbiendo la energía cinética del sismo debido a que los perfiles tienen una tolerancia mínima que permite a los bloques moverse levemente en la direccion horizontal. Facilidad en la construcción, disminuyendo los tiempos de construcción al poder ser fácilmente ensamblado en ambos sentidos (horizontal y perpendicular). No requiere de mano de obra especializada. Versatilidad en la forma debido al molde Se trata de dar a conocer las posibilidades y potenciales del BTC específicamente el de tipo intertrabado o machihembrado a través del diseño de la pieza, proponiendo nuevos usos y nuevas aplicaciones.. Imagen: Bloques experimentales propuestos por el arquitecto Omar Rabie Fuente: https://eartharchitecture.org/?p=704. 27.

(37) •. PROCESO DE PRODUCCIÓN MOLDE EN CNC. a). MOLDE CON HERRAMIENTAS LOCALES. LA PRENSA. Se utiliza la prensa mecánica manual la cual puede ser construida manualmente si no es posible conseguirla. La prensa es la parte fundamental en la fabricación del bloque.. b). EL MOLDE. A partir de la cnc o con herramientas convencionales se puede realizar un molde adicional al molde de la prensa para fabricar piezas con distintas formas y así darle mayor versatilidad al bloque de tierra comprimida.. c). PRUEBA RESISTENCIA SECA. PRUEBAS DE CAMPO. Se realizan pruebas de campo para comprobar la calidad de la arcilla, para determinar la cantidad de agua necesaria de la mezcla y la cantidad de arena gruesa que necesita el mortero de barro para unir a los ladrillos. La primera que debe realizarse es la calidad de la arcilla presente en la tierra para asegurar una buena calidad y resistencia en los bloques (1 y 2), luego la prueba de contenido de humedad (3) antes de compactar la mezcla en la prensa y por último si se va a utilizar mortero de barro, se debe utilizar la prueba de control de fisuras (4).. ELECCIÓN ESTABILIZANTE TIERRA + CAL HIDRATADA. 1. Prueba Cinta de Barro 2. Prueba Presencia de Arcilla o Resistencia Seca 3. Prueba Contenido de Humedad 4. Prueba de Control de Fisuras o Dosificación Suelo-Arena Gruesa. d). TIERRA + CAL HIDRÁULICA. TIERRA + CEMENTO. 5%. ELECCIÓN ESTABILIZANTE 7,5%. Se realizan pruebas con 3 tipos de estabilizantes distintos: cal hidratada, cal hidráulica y cemento, utilizando 3 tipos de porcentajes en cada uno obteniendo 9 pruebas distintas. Se elige la cal hidráulica al tener menor costo y ser más accesible que la cal hidratada.. 10%. 28. Fuente: Elaboración propia.

(38) e). ETAPAS DE FABRICACIÓN. 1. Excavación: Se excava en este caso la tierra del lugar. Se debe excavar la parte del subsuelo, descartándo el suelo con materia orgánica. 2. Tamizado: La tierra se debe tamizar para eliminar elementos externos. 3. Medición: Se mide la cantidad de estabilizante que se le debe echar a la mezcla, que debe tener entre un 5 a 10%. Luego se mezcla con la tierra seca para luego humedecerla hasta lograr la consistencia adecuada. Se utiliza la prueba de Contenido de Humedad. 4. Compactación: La mezcla de tierra es compactada en una prensa por medio de un molde logrando la forma del bloque.. Imagen: Producción de BTC Fuente:https://www.plataformaarquitectura.cl/cl/762377/biblioteca-de-muyinga-bc-architects. 5. Curado y Almacenamiento Inicial: Los bloques se retiran de la prensa y luego se apilan (cada tres hialdas) bajo sombra o bajo un plásltico para que vayan secándose lentamente. 6. Curado y Almacenamiento Final: Después de los primeros días de curado inicial, los bloques pasan a ser almacenados en un lugar cerrado pudiendo apilarse en un mayor número utilizando un menor espacio de almacenamiento.. EXCAVACIÓN. TAMIZADO. MEDICIÓN. 5m. CURADO Y ALMACENAMIENTO INICIAL. COMPACTACIÓN 5m. CURADO Y ALMACENAMIENTO FINAL. 10m. 1,5m. 1,5m. 1,5m. agua arena gruesa. tierra. 3. 1. 2. 2. 1. 3. tierra tamizada. 1 5m. 2. 3. estabilizante. Imagen: Proceso de producción de BTC. Fuente: Introduction to the production of Compressed Stabilized Earth Block (CSEB) using anyway soil block.. 29.

(39) • . EXPERIMENTACIÓN : RAMO - MATERIALES ARQUITECTÓNICOS CERÁMICOS. FABRICACIÓN DEL MOLDE MÁQUINA CNC. Se realizaron distintos tipos de bloques a partir de diferentes tipos de mezclas y proporciones. Se utilizaron materiales como: arcilla roja, arcilla gris, arena, mortero y tierra de color. Se experimentó con nuevas formas de bloques a través de su triangulación, diseñando 2 tipos de bloques distintos. Para esto se fabricaron dos moldes de madera por medio de la router CNC los cuales fueron introducidos a la prensa del BTC para lograr las formas propuestas.. PROCESO DE PRODUCCIÓN. TIPOS DE BLOQUES. Arena: 45% Arcilla Roja: 40% Mortero: 10% Agua: 5%. BLOQUE 1 Planta. Elevaciones. Axonométrica. Arena: 40% Arcilla Roja: 30% Mortero: 20% Agua: 10%. Arena: 45% Arcilla Gris: 40% Mortero: 10% Agua: 5% Tierra de Color: 0,5%. BLOQUE 2 Planta. Elevaciones. Axonométrica Arena: 65% Arcilla Gris: 20% Mortero: 10% Agua: 5%. Tierra Húmeda: 90% Mortero: 10%. Imagenes: Bloques realizados por la autora Fuente: Elaboración propia. 30. Arena: 30% Arcilla Gris: 40% Mortero: 10% Agua: 20%.

(40) •. REFERENTES. Los referentes aquí mencionados cumplen con las siguientes características: Materiales y mano de obra local. Proyecto y participación comunitaria. Inspiraciones vernaculares. Técnica incorporada: bloque de tierra comprimida. Diálogo intercultural y procesos participativos.. 1. Biblioteca de Muyinga BC Architects - Muyinga, Burundi, 2012 La forma general de la biblioteca es el resultado de una lógica estructural, derivada de una parte de la elección del material, con columnas espaciadas a intervalos de 1.30m, que también funcionan como contrafuertes de los altos muros de la biblioteca. Esta repetición rítmica de columnas es una característica reconocible del edificio, tanto en el exterior como en el interior.. 2. Escuela Primaria en Gando Kéré Architecture - Gando, Burkina Faso, 2001 El techo de la escuela primaria se alejó del espacio de aprendizaje del interior, y se introdujo un techo de arcilla perforada con una amplia ventilación. Este techo de ladrillos apilados en seco permite la ventilación máxima, tirando aire frío por las ventanas interiores y liberando el aire caliente a través del techo perforado.. 3. Vivienda para Profesores Gando Kéré Architecture - Gando, Burkina Faso, 2004 Los techos son bóvedas de cañón construidas a partir de bloques de tierra estabilizada. Este método de construcción, hasta ahora desconocido en esta región, hace uso de los recursos locales y es climáticamente eficiente. Para proteger el edificio de la humedad ascendente, los gruesos muros adobe, de 40cm, se colocan sobre una base de cemento y piedras de granito in situ.. 4. Vivienda Post-Tsunami Shigeru Ban Architects - Kirinda, Sri Lanka, 2007 El objetivo de Shigeru Ban fue adaptar las viviendas a su clima y usar mano de obra y materiales locales, para traer beneficios a la región y para responder a las necesidades propias de los pobladores a través de un trabajo en conjunto.. 31.

(41) TERCERA PARTE. PROYECTO. 32.

(42) I.. Imagen: Bloques de Tierra Comprimida realizados en el Ramo Materiales Arquitectónicos Cerámicos Fuente: Foto del autor. 33. DE LA UNIDAD AL MÓDULO HABITABLE.

(43) •. CONSIDERACIONES BÁSICAS. Según lo expresado anteriormente, las personas que viven en zonas aisladas no cuentan con los materiales ni la experiencia necesaria para construir sus propias viviendas por lo que necesitan (o es urgente) de un método o sistema constructivo fácil de replicar por ellos mismos y que a la vez utilice los materiales de la zona. A su vez es importante que sean sistemas fáciles de incorporar a su vida diaria, de fácil aceptación y que integren parte de la cultura constructiva y elementos arquitectónicos que caracterizan a la zona central de chile. El BTC se muestra como una herramienta factible y propicia en ese sentido y al complementarlo con los bloques intertrabados generan una solución ideal e innovadora para este tipo de casos. En base a las consideraciones anteriores, se busca la sistematización del método constructivo de manera de facilitar la construcción y su puesta en obra. A continuación se explicitarán las distintas operaciones que se llevarán a cabo para el desarrollo del sistema constructivo en base al bloque de tierra comprimida: Se parte del bloque y la exploración de su forma para luego llevarlo a un sistema en base a elementos, los cuales van a estar definidos por las restricciones y posibilidades que tiene el material tanto en términos estructurales como formales. Desde ahí, unidos a una grilla estructural utilizada como guía, se configuran dando distintas opciones de módulos que van configurando el espacio habitable. Se explorarán sus distintos usos y aplicaciones que más adelante darán forma y cabida al proyecto.. materiales de la zona. 34. fácil aceptación. integren cultura constructiva. integren elementos arquitectónicos tradicionales. método fácil de replicar.

(44) • a). CRITERIOS DE PROTECCIÓN. 2.. FRENTE A LOS SISMOS. Se diseña en base a la Norma E.080 Diseño y Construcción con Tierra Reforzada. Los vanos de puertas y ventanas debilitan la estabilidad de los muros por lo que se opta por utilizar la separación entre módulos para generar los espacios para puertas y ventanas. Se utiliza la fórmula:. El diseño de la pieza y del sistema de muros van a estar determinados por los tres criterios de diseño estructural descritos por Julio Vargas Neumann y mencionado en la “Norma E.080 Diseño y Construcción con Tierra Reforzada - Ministerio de Vivienda del Perú”, los cuales son: Resistencia, Estabilidad y Comportamiento. 1.. Resistencia. Según lo indicado por la norma, los muros deben ser diseñados para resistir los sismos horizontales y perpendiculares al plano del mismo. Para esto, las fuerzas resistentes deben ser menores a los esfuerzos admisibles de corte, flexión y tracción por flexión según sea el caso; todos detallados en el capítulo 8 de la norma. Todos estos ensayos deben ser realizados en un laboratorio. Sin embargo, ciertos resguardos pueden ser considerados como es el caso de la existencia de diafragmas horizontales de manera que los muros no se muevan de forma independiente y respetar las dimensiones según lo detallado en la norma.. Imagen: Prueba Resistencia de la Arcilla Fuente: http://repositorio.educacionsuperior.gob.ec//handle/28000/1211. Estabilidad. λh + 1.25 λv = 17.5 en donde λ es la esbeltez por lo que λH es la esbeltez horizontal y λV es la esbeltez vertical a ≤ L/3 3e ≤ b ≤ 5e L ≤ 10e ; H ≤ 8e L + 1,25H ≤ 17.5e λH + 1.25λV ≤ 17.5 λH max = 10; λV max = 8. Imagen: Límites geométricos de Muros y Vanos Fuente: Norma, N. T. E. E. 080 Diseño y Construcción con Tierra Reforzada. Reglamento Nacional de 35 Edificaciones. (RNE), Perú..

(45) b). 3. Comportamiento Se utilizan distintos tipos de refuerzos:. Se debe evitar el deterioro de las edificaciones de tierra reforzada, causadas por el viento, la lluvia y la humedad, protegiéndolas a través de:. Viga de amarre de madera que conecta muros con celosías o tabiquerías Cuerdas sintéticas (drizas) como refuerzo en muros estructurales embutidos en el enlucido fijados desde la base del sobrecimiento a la viga collar. Pilares de madera (polines o varas de eucalipto) amarrados a los muros Diseño de muros con contrafuertes. 1. Cimientos: Debe evitar que la humedad ascienda hacia los muros de tierra. Para los cimientos se utiliza piedra grande tipo pirca compactada, acomodada con piedras pequeñas y enmallada con soga sintética, tipo gavión.. Por último, es de suma importancia para este tipo de construcción, revisar las condiciones de la tierra a utilizar, de manera de asegurar la calidad de la arcilla y determinar si la tierra es apta para construir. Por otro lado, también debe comprobarse la resistencia del mortero (prueba de control de fisuras) y el contenido de humedad, para lograr una buena compactación de la tierra dentro de la prensa. Estos tipos de prueba, son las llamadas pruebas de campo, las cuales son; 1. 2. 3. 4.. FRENTE AL VIENTO, LLUVIA Y HUMEDAD. 2. Sobrecimientos: Debe proteger el muro ante la acción de la erosión y la ascensión capilar. Para el sobrecimiento se utiliza albañilería de piedra con mortero de cal y arena gruesa para los distintos tipos de muros, mientras que para los asientos se utiliza bloques de tierra comprimida estabilizados con cal.. Prueba Cinta de Barro Prueba Presencia de Arcilla o Resistencia Seca Prueba Contenido de Humedad Prueba de Control de Fisuras o Dosificación Suelo-Arena Gruesa. 3. Muros: Se utilizan BTC estabilizados con cal que protegen contra la lluvia y la humedad. Para el caso de los muros estructurales se agregan además enlucidos de barro con cal para proteger el refuerzo eterno, los cuales permiten la evaporación de la humedad. 4. Cubierta: Se utilzan cubiertas con aleros que protejan al muro de la lluvia, adecuadamente ancladas y con peso suficiente para no ser levantadas por el viento. 5. Otros: Zócalo con pendiente hacia el exterior de la edificación y que permite la evacuación y evaporación del agua. Sistemas de drenaje adecuado (material granular suelto como piedras, gravas y huevillo y evacuadores de agua). A través del patio abierto se asegura la evacuación y evaporación del agua o humedad depositada en el suelo o piso.. 36.

(46) A.. UNIDAD: BLOQUE. Una vez definida la técnica de construcción; en este caso el BTC intertrabado, es necesario contar con un bloque cuyo diseño permita facilitar la autoconstrucción a las personas, y el cual pueda adaptarse a los requerimientos especificados por la norma de construcción con tierra. Es así cómo se explora la forma del bloque y del encaje y se consideraron ciertas características en el diseño como punto de partida para la pieza final.. Imagen: Molde en Prensa de BTC Fuente: foto de la autora. 37.

(47) •. CRITERIOS DE DISEÑO DEL BLOQUE. Existen diferentes criterios de diseño que se deben cumplir dada la naturaleza del material y creación del bloque mediante una prensa. Éstos son:. 1. Forma rectangular: Debe contar con una forma que se asemeje a los sistemas constructivos tradicionales (adobe, ladrillo) y a la vez pueda ser fabricado en las prensas manuales utilizadas en la BTC.. +. 2. Fácil maniobrar: Las dimensiones deben ser tales que el tamaño del bloque permita una fácil maniobrabilidad, siendo liviano y manejado con una mano.. 3. Forma en base a figuras regulares: Tanto la cara superior como la inferior, deben contener figuras regulares repetidas en distintos sentidos para permitir su encaje, permitiendo teselar. La geometría siempre debe mantener la simpleza para permitir una fácil fabricación.. =. 4. Traba en ambos sentidos: El encaje debe poder resistir tanto esfuerzos laterales en el eje x como en el eje y.. 2. 2. 38. 5. Flexibilidad: La geometría del encaje debe permitir que un mismo bloque pueda ser utilizado y encajado en sentido horizontal o vertical, además de lograr distintos ángulos para poder formar distintos tipos de elementos.. 1. +. 1 2. 2. 2. Fuente: Elaboración propia. 2. 3.