Tolón Becerra1, R. de Castro
Ferreira2, J A. Salinas
Andújar1P
1 Universidad de Almería. Departamento de
Ingeniería Rural.
2 Universidad Federal de Goiás - Goiânia -
Brasil. Escuela de Agronomía.
RESUMEN
La tierra fue un de los primeros
materiales de construcción empleados por la humanidad. Todavía, con el
advenimiento de los materiales industrializados, su uso se quedó casi olvidado. Sin embargo,
con la preocupación de poner en práctica los principios del desarrollo sostenible y
la consiguiente tendencia de buscar productos y/o procesos que demandan bajo consumo
energético, nuevos materiales alternativos o no-convencionales están
siendo investigados. La tierra se encuadra en ese tipo de material y presenta un
gran potencial para uso en obras en el medio rural, principalmente para la
fabricación de ladrillos prensados. De ese modo, el presente trabajo tiene como objetivo
estudiar las ventajas y los aspectos técnicos y normativos del uso de la tierra como
material de construcción, con énfasis en su
empleo en la fabricación de ladrillos
prensados. Se aborda el análisis de las potencialidades de uso, formas de
estabilización y proceso de fabricación de ladrillos prensados, así como las técnicas
constructivas. Para ello se recogieron informaciones a través de revisión
bibliográfica, visitas a obras, relatos de experiencias prácticas y documentación
fotográfica. Mediante las informaciones obtenidas, se concluye que la tierra
tiene gran potencial de uso en las construcciones de diversas
instalaciones agrícolas. Todavía, para ello, es imprescindible un mayor conocimiento
de las propiedades del material y de las adecuadas tecnologías de construcción,
a través de estudios continuos del material, de los métodos de producción de
ladrillos, de las técnicas constructivas, y de estructuras adecuadas (arcos, cúpulas,
etc.).
1) INTRODUCCIÓN
Los sistemas constructivos usando la
tierra fueron, a lo largo de los siglos, muy utilizados por la humanidad. Todavía,
fue a partir de la segunda guerra mundial que este tipo de sistema se desarrolló,
aplicándose nuevas técnicas de selección de suelo y uso de productos estabilizadores, como el cemento.
La estabilización con cemento es la
más difundida y forma el material conocido
como suelo-cemento, o sea, mezcla íntima
de suelo pulverizado, cemento Portland y
agua que, bajo compactación a un tenor
de humedad óptimo y máxima densidad,
forma un material estructuralmente
resistente (Freire y Hassegawa, 1996).
En el medio rural el ladrillo de suelo–cemento
es una excelente alternativa para la
construcción de albañileria en
habitaciones u otras edificaciones. Este mismo,
después de un pequeño período de cura,
presenta una resistencia a la compresión
similar a de los ladrillos cerámicos,
siendo la resistencia tanto más elevada cuanto
mayor es la cantidad de cemento usada.
Esta, todavía, debe ser limitada a un nivel
óptimo que de al ladrillo curado la
necesaria calidad, sin aumento del coste de
fabricación.
En este trabajo, son presentadas las
ventajas y los aspectos técnicos y normativos
del uso de la tierra como material de
construcción, con énfasis en su empleo en la
fabricación de ladrillos prensados. Se
aborda el análisis de las potencialidades de
uso, formas de estabilización y
proceso de fabricación de ladrillos prensados, así
como las técnicas constructivas con
ese tipo de material.
El trabajo fue desarrollado a partir
de una revisión bibliográfica, contactos con
profesionales e instituciones
relacionadas con construcciones y estudios con esa
técnica, y visitas a obras, donde
fueron identificados detalles técnicos y visuales del
uso de los ladrillos prensados de
tierra.
2) LADRILLOS
PRENSADOS DE SUELO-CEMENTO: SELECCIÓN DE SUELOS
Si la construcción con ladrillos de
barro (adobes) es una tradición milenar, no se
puede afirmar lo mismo de los
ladrillos prensados de tierra. Estos representan una
forma “moderna” de aplicación de la
tierra que surgió en los años cincuenta con el
desarrollo de la primera prensa
manual, la CINVA-Ram (Figura 1, CEPED, 1984), en
Colombia, por el chileno Raul Ramirez
que trabajaba en el Centro Interamericano de
la Vivienda (CINVA). Sólo
recientemente, en los años ochenta, cuando se tomó
conciencia de su gran potencial, estos
productos pasaron a ser estudiados más
profundamente (Barbosa et al.,
1997).
La difusión de ese tipo de material
para construcción en el medio rural se dio,
principalmente, por las siguientes
ventajas en relación a los ladrillos convencionales
(ABCP, 1985):
a) puede ser producido
con el propio suelo local y en la propia
cantera de obras, reduciendo o
eliminando el coste de transporte;
b) utiliza básicamente mano de obra no
especializada;
c) no consume combustible en su fabricación, por dispensar la quema
(un proceso de fabricación ecológico);
d) la regularidad de sus formas posibilitan
la utilización de menores cantidades de
argamasa; e) pueden, también,
dispensar el uso de revestimiento, para protección
de la acción directa del agua, siendo
por lo tanto, recomendables para paredes con
ladrillo visto.
No todo tipo de suelo es adecuado para
la fabricación de ladrillos de suelo-cemento.
Los más adecuados son los que poseen
las características indicadas en la Tabla 1.
Tabla 1. Especificación para los
tenores de la fración de suelo abajo de la criba n° 4 (4,8 mm)
recomendada para utilización en
mezclas de suelo-cemento (CEPED, 1984).
Fracción Tenores
Arena 45 – 90%
Silte + arcilla 10%
Arcilla < 20%
Límite de liquidez < 45%
Índice de plasticidad < 18%
Normalmente, los suelos arenosos se
estabilizan con pequeñas cantidades de
cemento. Todavía, la presencia de
arcilla en la composición del suelo es necesaria
para dar a la mezcla de suelo y
cemento, cuando esté humedecida y compactada,
cohesión suficiente que permita el
desmolde y el manoseo de los ladrillos después
de la prensa. No deben ser utilizados
suelos que contengan materia orgánica, pues
ésta puede comprometer la hidratación
del cemento (Davis, 1994).
Aunque existan suelos que solos no
puedan ser utilizados en el proceso, hay
posibilidad de mezclar dos o mas tipos
de suelos para obtención de un suelo viable
para estabilizarse como suelo-cemento.
Según la ABCP (1985), la selección del
suelo debe ser hecha a través de
ensayos de laboratorio. Todavía, si eso no fuera
posible, se recomienda el ensayo
práctico de “la caja” que tiene el siguiente
procedimiento:
a) tomar una porción de suelo cribado
(criba de abertura 4,8 mm); mezclar agua
hasta que el suelo comience a encolar
a la lámina de la cuchara de abañil;
b) colocar el suelo humedecido en una
caja de madera, con dimensiones internas
de 60 x 8,5 x 3,5 cm, previamente
lubrificada con óleo diésel o similar.
c) guardar la caja, al abrigo del sol
y de la lluvia, durante 7 días.
d) Tras este periodo, hacer la lectura
de la retracción en el sentido del largo de la
caja. Si la retracción total no pasa
de los 2 cm y no aparecen fisuras en la
muestra, el suelo puede ser utilizado;
en caso contrario, añadir arena hasta
obtener un suelo con las
características deseadas.
3) TIPOS DE PRENSA Y
PROCESO DE FABRICACIÓN
Las prensas pueden clasificarse en 3
categorias (Olivier et. al., 1989):
a) prensas que operan en condiciones
casi-estáticas: representan la gran mayoría
de las prensas. Su principio de
funcionamento se basa en la aplicación de una
compresión estática al suelo por desplazamiento
de un pistón en un molde
previamente definido. El
desplazamiento del pistón puede ser hecho de forma
manual (Figura 2) o mecánica a través
de un motor eléctrico (Figura 3).
b) prensas que operan en
vibro-compresión: son suministradas por las fábricas ya
automatizadas. La técnica de vibración
tiene sus límites, pues además de usar
una tecnología cara, los materiales
muy arcillosos son difíciles de ser usados.
c) prensas que operan en compresión
dinámica: los bloques son compactados con
ayuda de martillos compactadores. El
comportamiento del suelo dentro de los
moldes pude ser comparado al del suelo
en el ensayo de compactación (o de
Proctor modificado). La producción de
bloques a partir de suelos arcillosos es
bastante difícil.
El proceso de fabricación consta de
los siguientes pasos:
Criba del suelo: es hecha para quitar
los materiales extraños (piedras, por ejemplo).
Mezcla de los componentes: la cantidad
de cemento es en torno de 6% en peso en
relación al suelo. En la práctica se
usa una proporción en volumén de 1:10 de
cemento y suelo. Se añade cemento al
suelo cribado, homogeneizándolos hasta
obtenerse un color uniforme. Se añade
agua hasta que se llegue al tenor ideal de
humedad. La verificación de la humedad
puede ser hecha, con razonable precisión
de la siguiente manera práctica
(Figura 4):
a) coger una poco de la mezcla y
apretar energicamente entre los dedos y la palma
de la mano; al abrir, la mezcla deberá
tener la marca dejada por los dedos;
b) dejando la mezcla caer de una altura cerca de
1 metro, sobre una superficie
dura, ella deberá pulverizarse al
chocarse con la superficie, si eso no ocurriera, la
mezcla estará muy húmeda.
Figura 4. Verificación práctica del
tenor de humedad de la mezcla de suelo-cemento.
Prensa de los ladrillos: puede ser
hecha en prensa manual o mecánica. En la
primera el proceso se realiza moviendo
el brazo de la barra (unido por una
articulación a la placa inferior del molde)
de la posición vertical a una posición cerca
de la horizontal (Figura 5). En la
mecánica, el proceso de prensa es hecho por el
desplazamiento del pistón que fuerza
una o las dos placas del molde a comprimir el
suelo. La produción y la energía de
prensa es mayor que en la prensa manual.
Cura: los ladrillos son colocados en
la sombra o protegidos con una lona y apilados
hasta 1,5 m (Figura 6). Despúes de 6
horas de prensa y durante los 7 primeros días,
los ladrillos deben ser mantenidos
húmedos a través de un regador o similar.
Figura 5. Prensa de los ladrillos de
suelo-cemento Figura 6. Ladrillos siendo apilados para cura
4) ENSAYOS PARA
CARACTERIZACIÓN Y NORMALIZACIÓN
En general son realizados dos tipos de
determinaciones: ensayo de resistencia a la
compresión simple y ensayo de
absorción de agua (Figuras 7 y 8). En el primero, la
velocidad del ensayo es de 0,02 mm/s.
El ensayo de absorción de água, manera
indirecta de evaluarse la durabilidad,
consiste en colocar los ladrillos en un recipiente
con agua durante 24 horas. Dividiendo
por cien la diferencia de los pesos de los
ladrillos húmedos y mojados, se
obtiene el valor de la absorción en porcentaje.
Figura 7. Ensayo de Resistencia a la
compresión Figura 8. Ensayo de absorción de agua
En Brasil, los ladrillos de
suelo-cemento deben cumplir algunos requisitos, según la
NBR 8492, a saber:
a) tipos y
dimensiones conforme la Tabla 2;
b) resistencia a la compresión mínima de 2,0 MPa (20
kgf/cm2) con edad mínima de
7 días;
c) absorción de agua no debe ser superior
a 20%.
Tabla 2. Tipos y dimensiones de los
ladrillos de suelo-cemento según la ABNT.
Designación Tamaño –
cm Largura - cm Altura - cm
Tipo I 20,0 9,5 5,0
Tipo II 23,0 11,0 5,0
5) TÉCNICAS
CONSTRUCTIVAS Y ASPECTOS ECONÓMICOS
Según Barbosa et al. (1997),
las fundaciones pueden ser hechas con piedras
asentadas con argamasa de cemento. En
la parte superior debe ser hecha un
hormigonado (20 cm de anchura y 7 a 8
cm de altura) con herraje de 6,3 mm, cuya
parte superior debe estar en el nivel
del piso. Las paredes son construidas en
seguida, sugiriéndose que la primera
camada sea de hormigón simple (6 a 7 cm de
altura y 20 cm de anchura en las
paredes externas, y 17 cm en las internas). Sobre
esa camada se asienta los ladrillos
con argamasa de cemento-arena, cemento-cal o
cemento-cal-arena (la cantidad de
aglomerante no necesita ser mayor de 10%). En
el tope de la pared (que coincide con
la altura de las puertas y ventanas) se pasa
una camada de hormigón con hierro de
6,3 mm
.
Figura 9. Fundación, pared y
hormigonado. Figura 10. Aspecto de casa con ladrillos prensados.
La eficiencia económica del sistema
constructivo usando suelo-cemento puede ser
demostrada a partir del análisis
comparativo en relación al sistema convencional.
Con 2 sacos de 50 kg de cemento se
produce, en promedio, 1000 ladrillos a un
costo de mano de obra de 2,5 sacos de
cemento. Por lo tanto se tiene un costo de
4,5 sacos de cemento para cada 1000
ladrillos. El costo de 1000 ladrillos comunes
cocidos en alfarería es cerca de 21,3
sacos de cemento. Añadiéndose la economía
con el flete, las obras construidas
con suelo-cemento en comparación con el ladrillo
convencional, tiene una redución de
cerca de 35% del costo final de la obra.
CONCLUSIONES
A través de las informaciones de ese
trabajo, se puede notar el gran potencial de la
tierra estabilizada con cemento en el
medio rural. Además de ello, por ser un
proceso de construcción clasificado
como una tecnología apropiada, es ideal para la
aplicación en programas de habitación
en regimen de auto-construcción.
Todavía, como toda tecnología
apropiada, es imprescindible el conocimiento de
algunos factores, como la selección de
los suelos más adecuados, tenor de
humedad ideal, cantidad del
aglomerante, cura húmeda, control tecnológico regular
a través de ensayos de laboratorio
(resistencia a la compresión y absorción de
agua), etc.
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OLIVIER, M., MESBAH, A., ADAM, W. The influence of the Mixing and the
Type
of Press on the Making of Compacted Earth Bricks. In: CIB RILEM Symposium
on Materials for Low Income Housing, 3, 1989, México, 6-10 november.
CORRESPONDENCIA:
Alfredo Tolón Becerra.
Departamento de Ingeniería Rural.
Universidad de Almería.
C/ Artés de Arcos, 32, 5º D . 04004
Almería.
TF : 950 (26-32-18) (01-59-02) Fax :
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