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Ejemplos de materiales para muros y cerramientos

Muros de bloques de piedra
Muros de tierra apisonado (tapial)
Muros de bloques de tierra prensada
Muros de tierra reforzados con bambú
Muros de ladrillo (arcilla cocida)
Bloques de concreto huecos
Muros de bambú
Paneles de madera
Muros de concreto de azufre
Muros de desechos agrícolas

Muros de bloques de piedra

CARACTERÍSTICAS:

BREVE DESCRIPCIÓN:

• La desventaja de los muros de mampostería de piedra natural, usuales en zonas montañosas, son el excesivo uso de piedras, mortero y mano de obra, como también la forma irregular y el riesgo de filtraciones de agua. Se eliminan estas desventajas, moldeando bloques de concreto en los cuales se incluyen las piedras.

• Esta técnica, desarrollada en la India, requiere básicamente de moldes de acero, una plancha vibradora y una llana. Se engrasan la plataforma de vertido de concreto y las caras interiores de 4 o 5 baterías de moldes. Los moldes se ubican uno al lado del otro sobre la plataforma. En coda molde se ubican 2 o 3 piedras, con lacera mas plana hacia abajo. Entre piedras y el molde debe dejarse una separación de por lo menos 15 mm.

• Con una mezcla de concreto de 1:5:8 (1 cemento: 5 arena: 8 grava de 10 mm o menos) se llenan los moldes, se compactan con la plancha vibradora y se le da acabado con la llana. Los bloques puede ser desencofrados de 5 a 10 minutos más tarde (dependiendo de las condiciones climáticas), se curan húmedo durante dos semanas y en seco durante dos semanas más.

• La cara inferior con la piedra a la vista se usa como cara exterior del muro. Los bloques de 29 x 19 x 14 cm, (e x b x h) son usados en construcciones de mampostería convencional, permitiendo el uso de muros simples (espesor 20 cm) para edificaciones de 3 pisos. Bloques especiales con espacios previstos para colocar armadura se pueden usar, donde se requiera resistencia asísmica.

Más información: Bibl. 22.01

Llenando los moldes

Desencofrando

Compactando con la plancha vibradora

Los bloques de piedra prefabricados requieren algo más de cemento para su producción y colocación, que la mampostería de piedra natural, pero se logra la impermeabilidad sin o casi sin necesidad de enlucido son importantes ventajas los muros portantes menos gruesos y un tiempo de construcción mucho menor, inclusive se puede lograr resistencia sísmica lo que debe valorarse por encima de los costos de la construcción.

Abajo un ejemplo de una construcción de mampostería de piedra (en Katmandu, Nepal) con los muros parcialmente enlucidas. (Foto: K. Mukerji)

Muros de tierra apisonado (tapial)

CARACTERÍSTICAS:

BREVE DESCRIPCIÓN:

• Este método de construcción es conocido desde hace siglos en varias zonas del mundo y es conocido por su nombre francés "Pisé".

• Se llena de tierra un encofrado en capa de hasta 10 cm y se compacta a un espesor de 6 - 7 cm. con el pisón. Cuando el encofrado se llena se desmantela y se se mueve (generalmente en sentido horizontal) a la posición siguiente, se fija firmemente a una hilada ejecutada con anterioridad. Así la edificación va creciendo lentamente, capa por capa, hilada por hilada.

• Normalmente no es necesario tratar la superficie, aparte de resanar fisuras, huecos o cantos dañados.

• El costo, la calidad y la velocidad con que avanza la construcción, depende en gran parte del tipo de encofrado y de la herramienta escojida para apisonar, así que es necesaria la experiencia y/o diferentes ensayos con distintas herramientas o equipos. En lo posible hay que evitar el uso de agentes estabilizadores (p.ej. cemento, cal, etc.) ya que complican todo el procedimiento. En todo caso, ésto solo es pasible can calidades de suelo óptimas y buen diseño de las construcciones.

• La tierra apisonado es un material natural, cuyo procedimiento constructivo requiere una pequeña fracción de la energía que es necesaria para producir estructuras de otros materiales y de similar resistencia y durabilidad. Además no produce desperdicios o contaminación, y pueden ser reusados después de ser demolidos, siempre y cuando no se hayan usado agentes estabilizadores.

Más información: Bibl. 02.06, 02.19, 02.28, 02.32.

Suelo

• El suelo más apropiada para construcciones de tierra apisonado contiene: 50 a 75 % grava fina y arena; 15 a 30 % limo (arena pulverizada) y 10 a 20 % arcilla (partículas cohesivas).

Encofrados

• El encofrado debe ser más rígido que el utilizado para el concreto, para poder resistir la fuerza horizontal adicional, generada por el pisón;

• debe ser liviano y fácil de montar y desmontar, para posibilitar un trabajo rápido que no canse mucho;

• debe ser del mayor tamaño posible de manipular con cierta facilidad, para reducir el numero de traslados;

• Y debe permitir espesores de muros variables.

• A continuación se ilustran diferentes tipos de encofrados. El encofrado normalmente se mueve en forma horizontal después que se completa cada sección. Para evitar grietas horizontales en las juntas de construcción (ya que cada hilada seca en lapsos de tiempo distintos), se ha desarrollado en el Politécnico de Kassel, Alemania, un sistema de encofrados que se desliza hacia arriba (Bibl. 02.28, Vol. 2)

• El largo del encofrado puede variar entre 150 y 300 cm, y el alto entre 50 y 100 cm. La relación entre espesor y altura del muro debería ser de 1: 8 a 1: 12 (a menor espesor más control de calidad es necesario), y un espesor mínimo de 30 cm es posible. Pero para que un hombre pueda ubicarse entre las dos caras del encofrado, para apisonar el barro, se recomienda un mínimo de 40 cm.

Prueba para determinar el contenido óptimo de arena y arcilla

Hacer un cigarro de suelo

Mezcla optima de arcilla

Demasiada arena, añadir arcilla

Demasiada arcilla, añadir arena

Figura

Pisones

• Los pisones manuales constan de un mango de madera con un cabezal de acero o madera pesada. Mientras más pesada es el pisón, mejor es la compactación, pero a su vez es más pesado su uso.

• Los pisones neumáticas imitan los pisones manuales, pero logran una frecuencia de impacto mayor, acelerando de esta manera el proceso constructivo. La mayor desventaja es su mayor costo.

• Una alternativa es una pequeña plancha vibradora, desarrollada en el Politécnico de Kassel. Un motor eléctrico con una masa rotativa excéntrica transmite vibraciones a una plancha, lo que ocasiona el movimiento de la máquina. Un interruptor permite variar estos movimientos, que se dan sin ayuda manual.

Algunos apisonadores manuales típicos - Apisonador neumático - Placa vibradora

Construcción

• Para iniciar el trabajo se requiere de un cimiento de piedra, ladrillo o concreto con un sobrecimiento (por lo menos 30 cm debajo del nivel del terreno y exactamente del ancho del muro). La parte superior debe ser horizontal, (requiere de un escalonamiento en terreno en pendiente). En zonas húmedas es recomendable colocar una membrana impermeable entre el sobrecimiento y el muro.

• Los lados del encofrado deben traslapar la sección anterior por lo menos en 10 cm, para lograr suficiente rigidez. El trabajo debe empezar en las esquinas.

• Se llena de tierra el encofrado en capas no mayores de 10 cm. La persona que apisona la tierra esta parada encima de ella sobre los bordes del encofrado, y golpea sistemáticamente la superficie de la tierra, primero en los bordes y a continuación en el centro. Esta operación se concluye cuando el sonido de los golpes cambia de fofo a sólido. Una vez trasladado el encofrado a la próxima sección, la anterior debe ser cubierta con un material apropiado (hierba, hojas, tela, plástico) como protección contra lluvia, viento o rayos solares.

• Se deben alternar las juntas en cada capa (igual como en los trabajos de mampostería) y se deben preveer uniones de amarre entre muros. Anclajes y refuerzos de muros (p.ej. en esquinas) de tiras o barra de acero, ramas, bambú o sogas, se puede colocar en estas juntas durante el proceso de apisonado.

Ilustración adaptada de Vorhauer, 1979 (Bibl. 22.09)

Cortando la entrada

Estructura de la puerta

Vanos

• Éstos deben ser previstos de tal manera que sus bordes coincidan con los extremos de las secciones de encofrado, su altura con la línea superior de la ultima sección, para que la viga de arriostre sustituya los dinteles. También se pueden colocar los marcos de puertas y ventanas con sus respectivos anclajes en el encofrado, logrando que estos estén bien amarrados al muro. Pequeñas aberturas se puede cortar fácilmente en el muro terminado con una sierra pisé (un cable endentado con mangos en los extremos) manipulado por dos personas.

Tratamiento de la superficie

Para la durabilidad del muro es importante, que cantos dañados, fisuras y huecos sean llenados y compactados inmediatamente después del desencofrado, ya que el material de relleno no se adhiere a muros secos.

Muros de bloques de tierra prensada

CARACTERÍSTICAS:

BREVE DESCRIPCIÓN:

• El suelo apropiado, con una buena granulometria y un contenido de arcilla de 10 a 25%, se puede compactar en estado ligeramente húmedo, para producir bloques resistentes y estable dimensionalmente.

• Para aumentar la durabilidad, sele agrega ala tierra un agente aglutinante y/o imper-meabilizante. El cemento, la cal son aglutinantes comúnes, y la proporción de la mezcla varia según la calidad de la tierra (ver Tierra, Suelo, Laterita y Estabilizadores).

• Las ventajas de construir con bloques estabilizados, comparado con la mayoría de otras técnicas de construcción en tierra son:

• mayor resistencia a la compresión y alagua;

• posibilidad de transportarlo a mano, inmediatamente despues deser producido;

• Requiere poco espacio de secado y almacenaje, ya que los bloques pueden ser apilados inmediatamente o a más tardar un día despues de ser producidos;

• fácil transporte de los bloques secos, con pequeña perdida por rotura;

• posibilidad de construir muros con una mayor relación altura-espesor;

• ahorro en costos, materiales y energía, ya que el enlucido exterior no es necesario; en bloque comprimidos bien estabilizado;

• costos de producción y consumo de energía más bajo comparado con un volumen equivalente de ladrillos cocido o bloques de concreto, que son sus posibles alternativas.

Selección de la tierra

• La tierra más apropiado para la producción de bloques estabilizados tiene un contenido de 75% de arena y un mínimo del 10% de arcilla. El área sombreada en el gráfico da la impresión que muy pocas tierras forman parte de ese grupo, pero en realidad su disponibilidad es casi universal. Se extraen después de quitar la capa superior de 10 a 15 cm, para eliminar el material orgánico.

• Es esencial realizar una serie de ensayos de campo para lograr resultados satisfactorios. Si existen laboratorios cercanos, se debe hacer uso de ellos, ya que los ensayos de campo no son muy precisas.

Figura

Preparación de la Tierra

• La tierra raramente se encuentra en el estado requerido para la producción de bloques. En la mayoría de los casos, éste debe ser tamizado a través de una malla de 5 mm.

• El mezclado debe hacerse cerca de la zona de moldeado, añadiendo todos los aditivos en estado seco. A diferencia del mezclado de concreto, la cantidad predeterminada de agua debe ser rociada, para lograr una distribución uniforme.

• Cada mezcla debe ser comprobada, comprimiéndola en la mano y dejándola caer sobre una superficie dura desde una altura de 1 metro. Si la masa de barro queda intacta, esta contiene demasiado humedad; si se desintegra totalmente es demasiado seca. La humedad correcta no moja la mano y conforma una bola firme, que al caer se desintegra en varios trozos. Si se usa cemento como aditivo, no se debe mezclar más material, que el que será usado en los aproximadamente 20 minutos.

Corrección de la granulación

Figura

Fabricación de los Bloques

• La compactación de la mezcla de la tierra en un molde puede ser dinámica (impacto rápido por apisonamiento) o estática (compresión gradual). La presión estática se obtiene en maquinas de hacer bloques, que se ha convertido en el metodo más usual.

• El metodo más simple, pero lento y agotador, para producir bloques, es el apisonamiento del barro en un molde (con partes articuladas o desarmables).

• Más eficiente es el uso de prensas, en las cuales la tierra es comprimido al 60%, o inclusive al 50% de su volumen original. Las prensas son manuales o motorizadas, pero el proceso siempre incluye el llenado del (los) molde(s), compactación de la tierra (a veces despues de un pre-compactado), desencofrado y transporte a la zona de secado (ver ANEXO: Maquinas y Equipos). Como promedio se necesita en general un equipo de 3 personas para operar la máquina y manipular los bloques. Deben ser asistidos por un grupo de 4 a 6 trabajadores, que excavan y preparan la tierra en el lugar, al mismo ritmo que se producen los bloques.

Apisonando a mano en un molde de madera

Removiendo el bloque

Desmoldado

A - Fabricación de los Bloques

B - Fabricación de los Bloques

Secado y Curado

• A diferencia de los bloques de barro tradicionales, moldeados manualmente, que deben secarse en el mismo lugar donde fueron producidos, los bloques de barro prensados son transportados a una zona de curado a la sombra. Los bloques ligeramente compactados son almacenados el primer día directamente sobre el piso, pudiendo ser apilados al día siguiente, mientras que los bloques más densos pueden ser apilados inmediatamente en hasta en 5 hiladas.

• Si se usan estabilizadores bituminosos, el secado puede completarse en 5 días, mientras que el cemento requiere aprox. 15 días y la cal 25 días. Con ambos, cemento y cal, los bloques deben mantenerse húmedos mediante rociado diario durante los primeros 5 días.

Sistema LOK BRIK (Bibl. 22.04)

• Este sistema, desarrollado por el Dr. A. Bruce Etherington del AIT, Bangkok, representa una variante a las construcciones tradicionales de bloques prensados, con la cual los muros pueden ser construidos con gran exactitud y rapidez, inclusive con mano de obra no calificada.

• Los bloques de tierra-cemento entrelazables son producidos en una máquina CINVA-Ram modificada (ver ANEXO), que consta de dos pistones de elevación paralelos (para asegurar dimensiones más exactas del bloque terminado) y de un sistema de hendiduras positivas y negativas (para formar las partes sal lentes o entrantes).

• No se requiere de mortero para asentar los bloques, pero a través de las aberturas verticales previstas se coloca una lechada (mortero liquido). Armadura de acero vertical puede ser insertada donde sea necesario, logrando así resistencia sísmica.

• A parte del ahorro en costos de material y mano de obra, la uniformidad y exactitud de la construcción le da un buen acabado, que no hace necesario el uso de enlucido, logrando un ahorro adicional.

CINVA-Ram

Vista superior - Vista inferior

Muro Sencillo - Muro Doble

Construcción LOK BRIK en Ubon Ratchathani, Thailandia: muros construidos con mano de obra no-calificada. (Photo: W. Wilkens, DESWOS)

Muros de tierra reforzados con bambú

CARACTERÍSTICAS:

BREVE DESCRIPCIÓN:

• Normalmente muros de tierra apisonada tienen una baja resistencia sísmica, pero con refuerzos de bambú éste problema puede ser controlado.

• Los ejemplos en las siguientes paginas (extraídos de la Bibl. 22.09) muestran métodos tradicionales, conocidos como "bajareque", y una innovativa construcción desarrollada por el Prof. Gernot Minke del "Kassel College of Technology (Alemania Federal), implementado en un pueblo de Guatemala (en cooperación con la Universidad Francisco Marroquin y CEMAT, Guatemala).

• Los ejemplos tradicionales también pueden ser construidos con madera de baja calidad, pero el bambú tiene la ventaja de ser recto y de tener mayor resistencia a la tracción.

• El ejemplo de Guatemala combina las ventajas de los muros de tierra apisonada y de la resistencia a la tracción del bambú. El muro está compuesto de un numero de postes verticales independientes, unidos en su parte superior por una viga de amarre de bambú. En caso de un movimiento sísmico, cada sección puede responder en forma individual a éstas fuerzas, evitando tensiones diferenciales en el muro, que puede colapsarlo. El techo queda apoyado sobre los soportes de madera que estructuralmente están separados del muro, evitando que movimientos del muro colapsen el techo.

• El tratamiento del bambú es esencial, para evitar su destrucción biológica.

Construcción del muro sistema - bajareque

Alternativas:

Poste doble de bambú. Cubierta vertical

Postes interiores. Cubierta exterior

Poste con cubierta tejida

Cimentación: 50 cm sobre el nivel del suelo. Lámina impermeable sobre el muro de cimentación.

Construcción: Estructura de Bambú de más de 7 cm de diámetro con una viga de cerramiento de madera dura como base. Los postes están separados a aproximadamente 50 cm (alternativa: poste de madera dura). Puntales diagonales en las esquinas (+) poste de esquina de madera dura.

Relleno ambas caras se cubren con una tablazón de tiras de bambú - alt: la cara interior se cubre con tablero de bambú, se coloca la tierra entre las alineaciones interior y exterior y se compacta ligeramente.

Revoque: después que el relleno ha secado durante una semana se revoca con barro y se pinta con cal.

Ventajas: Resistencia al sismo, no requiere acabado posterior, no se necesita mucha tierra en paredes delgadas.

Desventajas: Las termitas y los hongos atacan a los elementos de madera o de bambú.

Construcción de muro sistema bajareque de doble refuerzo (escalera)

Cimentación: 50 cm sobre el nivel sel suelo. Lámina impermeable sobre el muro de cimentación.

Construcción: Las escaleras de refuerzo se prefabrican con Bambú verde 0 > = 4 cm.

La cubierta exterior de tiras de Bambú se elevan o atan a las escaleras en capas sucesivas para rellenar con el suelo.

Las esquinas se arriostran diagonalmente. En áreas sísmicas es recomendable que la base de las estructuras descansen sobre el muro de cimentación a través de un mortero suelo-cal.

Ventajas: El muro es más grueso que el bajareque normal (clima). La resistencia al sismo se obtiene con diámetros menores.

Desventajas: Requiere de más tierra y bambú.

A - Vivienda experimental asísmica de bajo costo en Guatemala (arriba: Bibl. 22.09)

B - Vivienda experimental asísmica de bajo costo en Guatemala (Bibl. 22.05)

Muros de ladrillo (arcilla cocida)

CARACTERÍSTICAS:

BREVE DESCRIPCIÓN:

• Este ejemplo, desarrollado en el CBRI, en Roorkee, India, demuestra como con dispositivos sencillos y una obra bien organizada no solo se incrementa la velocidad de construcción (los ensayos de campo dieron un 30% de incremento) sino también se incrementa notablemente la precisión y la calidad de la mampostería. Todo lo que se necesita es un conjunto de estructuras terminales para diferentes espesores y alturas de muros, fijadores de cordel que se pueden usar con cualquier tensión elementos verticales, de sección rectangular (ejemplo columnas de concreto y tablero para colocar morteros, unos pocos accesorios y un plan de acción bien elaborado).

• El mortero para asentar los ladrillos y para el enlucido tiene que satisfacer una serie de requerimientos: debe ser fácil de esparcir, mantener su plasticidad mientras es aplicado, pero después endurecer para rápidamente evitar deformaciones.

• El mortero consiste básicamente de arena y de un aglutinante apropiado, como cemento portland común, en proporciones que varían de 1:3 a 1:12 (cemento: arena), dependiendo de la resistencia requerida. Sin embargo, al usar solo cemento el mortero resultante es aspero. Es recomendable agregar cal, para lograr un mortero más laborable, previniendo el agrietamiento al lograr una resistencia similar a la de los ladrillos.

• El alto costo del cemento puede ser reducido, sustituyendo el 30% de éste por una puzolana adecuada (ver sección sobre Puzolanas).

Más información: Bibl. 22.03.

Colocar ladrillos con alta eficiencia

• Con un número reducido de estructuras terminales se elimina el usual, y largo proceso de alineamiento vertical y horizontal del muro. Cada estructura-terminal esta conformado por dos tablas de madera unidas en ángulo recto por un marco de acero soldado. El ancho de las tablas corresponde al espesor del muro, o sea el ancho de medio, uno o uno y medio ladrillo

• Fijadores de cordel de madera en forma de "L" que se mantienen en el lugar por la tensión del cordel, se deslizan a lo largo de la estructura terminal según se requiera marcas exactas en la estructura, correspondientes a la medida de un ladrillo más la junta, elimina la necesidad de medir cada hilado.

• Se obtiene más eficiencia, mejorando las disposición de la obra. La principal idea es la de colocar pilas de ladrillo y tablero de mortero en forma alternada y paralela al muro en construcción, a una distancia de 50 a 60 cm, para permitir el movimiento de los albañiles. Los ladrillos son colocados de canto, para mayor facilidad de los albañiles. El mortero es ubicado sobre tableros, sustituyendo las tradicionales bateas. Ladrillos y mortero son suministrados continuamente desde el otro lado por ayudantes.

• El mortero es distribuido sobre el moro con una llana, cubriendo un largo de aproximadamente 1 m A continuación se colocan 8 a 10 ladrillos, alineados por el cordel, llenando las juntas verticales con mortero. El procedimiento se vuelve a repetir. Para cada nueva hilada se corre la cuerda hasta la próxima marca.

• Los fijadores de cordel también pueden ser usados independientemente, en muros de relleno, en estructuras de esqueleto sujetándolos directamente a las columnas de concreto armado. Este método también es aplicable para trabajos sobre andamios.

Final de la estructura

Vista exterior - Vista interior

Figura A

Figura B

Bloques de concreto huecos

CARACTERÍSTICAS:

BREVE DESCRIPCIÓN:

• El uso de bloques huevos de concreto tiene varias ventajas:

• Se puede hace mucho más grandes que los ladrillos compactos, y si además se aplican áridos ligeros, los bloques resultan muy livianos. sin perder mucho su capacidad portante;

• pueden ser de cualquier forma o tamaño, y mantener estables sus dimensiones;

• requieren menor cantidad de mortero que los ladrillos sólidos, (por las cavidades y la menor cantidad de junta, debido a su gran tamaño), y la construcción de muros es más fácil y más rápida;

• las cavidades pueden ser rellenadas con acero estructural y concreto, logrando una alta resistencia sísmica;

• las cavidades proveen un buen aislamiento térmico, lo que es ventajoso en las alturas y regiones frías (las cavidades también pueden ser rellenadas con material aislante térmico);

• las cavidades también pueden ser usadas como conductos para las instalaciones eléctricas y sanitarias;

• los bloques de concreto pueden ser fabricados con simples moldes y vibradores (producción en obra) o en costosas fabricas (para producción en grandes cantidades).

Más información: Bibl. 22.07, 22.08.

Bloques Huecos Estandar

• Bloques huecos de concreto normalmente tienen dos cavidades y su largo es el doble del ancho más 1 cm (espesor de la junta).

• Para poder partir el bloque en dos partes iguales, es necesaria una pequeña cavidad en el medio. De esta manera se pueden partir los bloques en el medio, aplicando unos golpes de martillo.

Sistema Zipbloc (Bibl. 22.08)

• Este sistema se basa en un tipo especial de bloque hueco (53 x 25 x 14 cm), que puede ser usado para distintos tipos de muro, así como para la construcción de techos.

• Para la construcción de muros, los bloques son colocados verticalmente con un poco de mortero. Los huecos entre estas unidades verticales son llenadas con concreto 1:3:6 (1 cemento: 3 arena: 6 agregados). Se colocan acero de refuerzo en algunos de los huecos y también se rellena con concreto. En la mayoría de los casos es suficiente llenar solo una cavidad. Los marcos para ventanas y puertas se pueden eliminar porque la forma del bloque le proporciona las jambas necesarias para su fijación.

• Para entrepisos y techos se necesita prefabricar vigas "T" invertida de la longitud requerida y colocadas sobre los muros a distancia de 60 cm entre ejes y se apuntalan en el centro de la luz. Los bloques se colocan entre dos vigas (ver dibujo). Encima se ubica una malla de acero soldada (para contrarrestar los movimientos térmicos) la cual es cubierta con concreto pulido colocado in-situ.

Bloques Huecos Estandar

Sistema Zipbloc

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