#17. Hormigón de tierra

La tierra se convierte en oro en manos del sabio

Los argumentos para el fin de la hegemonía de los hormigones de cemento en el ámbito de la edificación están servidos.

Responsable de buena parte de las emisiones de CO2 y de un gran consumo de energía, el hormigón convencional, y aún en mayor medida el hormigón armado, está llamado a ser reemplazado por otros materiales con un mejor desempeño ecológico.

La piedra, la madera y, por supuesto, la tierra cruda son los principales candidatos para facilitar la transición hacia una arquitectura más responsable con el medio y con las personas.

La tierra cruda, probablemente el material de construcción más usado a lo largo de la historia de la humanidad, reúne propiedades cada vez más valoradas en el contexto actual y que, habiendo sido aprovechadas de forma más o menos empírica hasta hace sólo unas décadas, están siendo verificadas científicamente.

Su aportación a la calidad del ambiente interior gracias a su capacidad de regulación higrotérmica, de neutralización de olores y de apantallamiento sonoro ya están muy bien caracterizadas.

Desde el punto de vista ambiental, la tierra cruda posee, en principio, una de las menores huellas ecológicas:

  • Su extracción no implica el uso de productos químicos ni de residuos tóxicos.

  • Salvo que haya sido estabilizada con cemento o cal, es reciclable de forma indefinida.

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Tierra vertida u hormigón de tierra

Las técnicas de construcción con tierra han sido empleadas desde hace milenios, especialmente en climas cálidos y secos.

Su disponibilidad, versatilidad y asequibilidad explican su presencia en la práctica totalidad de las culturas constructivas.

Empleada de forma monolítica se ha utilizado masivamente en la construcción de muros de carga.

Como agregado de distintas granulometrías de áridos y limos aglomerados por arcilla, se presta de forma natural a esta función, pudiendo ser mejorada su resistencia inicial a compresión mediante la adición de cemento o cal.

La técnica de la tierra vertida, a diferencia de otras más conocidas como la de la tapia, no requiere de compactación de la mezcla, al ser puesta en obra en consistencia plástica.

Esta característica es la que justifica su denominación como hormigón de tierra o de arcilla, término que, por otra parte, puede esconder la verdadera naturaleza de este material, esencialmente local, de escaso impacto ambiental y reducido consumo energético.

Un poco de historia…

Aunque se han encontrado vestigios en construcciones a partir de los años 40 del siglo pasado en Latinoamérica, Asia y África, podemos situar el origen de la tierra vertida en Nevada (EEUU), con el uso a partir de la década de los 90 del llamado “cast earth”, un hormigón de tierra hidraulizado con hasta un 15% de yeso.

Más recientemente, el proyecto Béton d’Argile Environmental, desarrollado por la cooperativa Caracol en colaboración con agentes de los ámbitos académicos y empresarial entre 2010 y 2013 ha supuesto un importante punto de inflexión en el conocimiento y comprensión de esta técnica.

En España, la cooperativa Okambuva y Miga, Oficina Rural de Arquitectura, continúan investigando a partir de tierras locales para difundir la técnica de la tierra vertida.

La dispersión y estabilización centran hoy las investigaciones en torno a esta técnica ensayándose nuevas formulaciones y aplicaciones para actualizar su uso.

Balance ecológico de la tierra vertida

De cara a aprovechar las bondades de la tierra vertida y hacer de ella una técnica de bajo impacto ambiental y atractiva para su implantación dentro del repertorio de recursos constructivos actuales, es imprescindible poder caracterizar la composición de las tierras locales.

Dado que la puesta en obra de un hormigón de tierra es comparable a la empleada en el hormigón convencional de cemento (hormigoneras, encofrados, medios de elevación y vibrado, etc.), las principales diferencias se presentan desde el punto de vista de la dosificación de componentes.

Un hormigón convencional, con una densidad de unos 2.300 kg/m3, reparte sus componentes entre un 45% de arenas, un 30% de gravas, un 15% de cemento y un 10% de agua.

Un “hormigón de tierra”, de una densidad de aproximadamente 2.200 kg/m3 se compone de un 10% de partículas finas, un 36% de arenas, un 40% de gravas, un 10% de agua y un 4% de un ligante, como el cemento.

Con una proporción de áridos similar, la clave reside en la reducción de la energía gris embebida en el uso del cemento, que, en el caso del hormigón convencional puede ser llegar a ser de 500 kWh/m3, y en el del de tierra de entre 100 y 120 kWh/m3.

Si el diseño estructural permite aprovechar la resistencia a compresión del “hormigón de tierra” y evitar así el armado metálico (que pueden hacer ascender la energía gris embebida hasta los 1.800kWh/m3), el balance ecológico es claramente favorable a la tierra vertida, particularmente si su extracción es local o procede del reciclado de áridos.

Como veremos más adelante, las investigaciones actuales se centran precisamente en la posibilidad de limitar el uso de cemento como ligante e incorporar en su lugar productos de bajo impacto ambiental.

Propiedades de la tierra vertida

La estabilidad térmica propia de las estructura de tierra es una propiedad bien conocida de este material y viene dada por una relativamente baja conductividad térmica y su elevado calor específico.

Frente a un hormigón convencional, la tierra vertida presenta, además, una difusividad térmica más reducida, colaborando con la regulación térmica del ambiente interior.

La resistencia a compresión propia de la tierra estabilizada está también bien estudiada y muestra un incremento de los valores en el tiempo con respecto a las encontradas en hormigones de cemento.

Aunque el uso mayoritario de esta técnica se concreta en forma de muros portantes o divisorios, es posible ejecutar con tierra vertida elementos como losas o capas de compresión de forjados convenientemente armadas, por ejemplo, con fibras vegetales.

Puesta en obra de la tierra vertida

Desde el punto de vista constructivo, una vez conseguido el estado viscoso, casi líquido, de la mezcla se vierte en el correspondiente encofrado, de forma similar a como se ejecutaría en el caso de un hormigón convencional.

La principal diferencia con respecto a éste estriba en el tiempo de secado y de desencofrado, que es superior.

Un muro de tierra vertida precisa hasta 4 días antes de proceder a su desencofrado y 7 días más para alcanzar la resistencia característica.

Como cualquier sistema constructivo a base de tierra, el mantenimiento de su acabado superficial es fundamental.

Además de asegurar la protección constructiva de los muros así ejecutados frente a la humedad, pueden requerirse pequeñas intervenciones en los revocos finales.

Con respecto al costo, distintas experiencias confirman un sobrecoste con respecto al hormigón de cemento de aproximadamente un 20%, aunque hay que tener presente que el desempeño energético y de su ciclo de vida de ambos no es comparable.

El el siguiente vídeo puedes ver cómo es la puesta en obra con la técnica de la tierra vertida:

Estabilización de la tierra vertida

Minimizar el uso de cemento como aditivo de la tierra vertida es una de las principales vías de investigación emprendidas.

Empleado en una proporción de entre un 3 y un 5% exclusivamente para permitir plazos de desencofrado más ajustados, la problemática energética y ambiental derivada del uso de este conglomerante plantea retos desde el punto de vista del balance ecológico de este sistema constructivo.

Si bien es posible plantear un sistema de prefabricación de muros que permita su secado en posición horizontal, evitando así recurrir al cemento, las investigaciones se focalizan en el uso de dispersantes que permitan alcanzar el estado líquido de la tierra con un uso mínimo de agua.

Junto a las experiencias con plastificantes y consolidantes químicos como el silicato o el óxido de magnesio, el uso de aditivos orgánicos está siendo puesto en valor por distintos estudios.

Los biopolímeros de origen vegetal (fibras, frutos, aceites, ceras,etc.) o animal (caseína, sangre, excrementos, pelos, etc.) usados tradicionalmente en revocos y acabados superficiales poseen la particularidad de mejorar la cohesión de la tierra cruda sin reducir su permeabilidad al vapor de agua.

Las celulosas, almidones o gomas mejoran la consistencia de la mezcla, facilitando su puesta en obra.

Los aceites, ceras y otros compuestos grasos reducen la absorción de agua.

Las colas aumentan la resistencia a la abrasión y reducen la tensión superficial del agua sobre la cara exterior de los elementos constructivos.

Finalmente, los taninos favorecen la creación de iones de hierro que interactúan con las arcillas haciéndolas prácticamente insensibles al agua.

Retos de la tierra vertida

La implantación de la tierra vertida se enfrenta con las reticencias del sector procedentes de la falta de conocimiento y de textos de referencia suficientemente avalados y reconocidos.

En la actual fase de experimentación en la que se encuentra el desarrollo de esta técnica, el reducido número de ejemplos construidos no permite la extracción de conclusiones acerca del comportamiento a largo plazo del material ni de la incidencia de posibles patologías constructivas.

A pesar de todo, estamos en presencia de un material abundante como la tierra cruda, con prestaciones excepcionales desde el punto de vista de la calidad del ambiente interior y el balance ecológico.

Al poseer una con una puesta en obra similar a la usada en hormigones convencionales hacen prever un futuro prometedor para la tierra vertida, uno de los desarrollos más versátiles en el campo de los materiales para la bioconstrucción.