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Materiales y sistemas construc tivos de bajo impacto ambiental
Sustentabilidad Ambiental
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entre lo tradicional y la visión de la sustentabilidad
María de Guadalupe Morales Fonseca
Doctorado en CyAD, UAM-X
Palabras clave: impacto ambiental, arquitectura, materiales y sistemas constructivos, tradicionales, reciclables.
Keywords: environmental impact, architecture, construction systems and materials, traditional, recyclable
Imagen tomada de http://construirunacasaecologica.com/wp-content/uploads/2015/08/reforma_ecologica_casa_rural_02.jpg Resumen: La condición sociocultural actual –centrada en la sobreexplotación de los recursos naturales para producir los objetos que satisfagan las necesidades que el mundo globalizado nos ha impuesto, más la demanda de energía para mantener el modo de vida contemporáneo– se traduce en la producción de todo tipo de objetos, la generación de residuos y la emisión de gases contaminantes. Esta condición cultural lleva consigo un riesgo y eso es lo que se presenta como problema ambiental; por ello, la transformación de los procesos de edifcación convencionales de la arquitectura se traduce en una exigencia.
Este documento tiene los siguientes objetivos: primero, ofrecer un panorama del impacto medioambiental generado por los procesos de edifcación actuales; segundo, exponer una visión alternativa con base en a) la recuperación de los materiales y sistemas constructivos tradicionales-artesanales, b) la implementación de materiales que puedan ser reciclables o que sean producidos a partir del reciclaje y c) la reformulación de la gestión del proceso a partir de sistemas constructivos prefabricados ligeros y modulares, que permitan el montaje, desmontaje y reutilización de los materiales; tercero, mostrar un esbozo de las condicionantes que el contexto sociocultural actual representa ante la posibilidad de las alternativas sustentables.
Abstract: The current socio-cultural condition –centered on the overexploitation of natural resources to produce objects that satisfy needs imposed on us by the globalized world, in addition to the demand for energy to maintain the contemporary way of life– translates into the production of all kinds of objects, waste generation, and the emission of polluting gases. This cultural condition carries with it a risk, which is materialized as an environmental problem. For this reason, transformation of conventional architectural building processes has become a pressing need. This paper has the following objectives: frst, to offer a panorama of the environmental impact generated by current building processes; second, to present an alternative vision based on a) recovery of materials and traditional craft construction systems, b) implementation of materials that can be recycled or that are produced from recycling, and c) reformulation of management of the process using light and modular prefabricated construction systems, which enable assembly, disassembly and reuse of materials; and third, to outline the determinants of the current sociocultural context in the face of potential sustainable alternatives
La arquitectura como estructura material
De acuerdo con Albert Cuchí, “la arquitectura se defne como una estructura material, mediante la cual se regulan las condiciones de habitabilidad que su uso demanda […] la arquitectura es, esencialmente materiales ordenados con una fnalidad y como expresión de unas posibilidades técnicas” (citado por Vásquez, 2009: 36). La concepción de la arquitectura como el resultado del ordenamiento de materiales, con la fnalidad de regular condiciones de habitabilidad, se ha mantenido constante desde las primeras civilizaciones hasta nuestros días; sin embargo, lo que no ha cesado de modifcarse es la disponibilidad material y las posibilidades técnicas con las que se ha llevado a cabo el proceso. De este modo, hemos podido ser testigos de cómo la arquitectura ha respondido en cada etapa de la historia, tanto a una función defnida como a las posibilidades de materialización que estarán condicionadas a la experiencia acumulada y a los medios disponibles.
Desde las primeras sociedades y hasta antes de la Revolución Industrial, el proceso de materialización de la arquitectura era artesanal, los seres humanos disponían de los materiales en su estado natural (piedras, arcillas, maderas y demás elementos vegetales) y con el manejo, adaptación y acomodo de estos, materializaban su hábitat.1 Fue a partir de la Revolución Industrial y durante todo el siglo XIX que se gestó una nueva sociedad, basada en la cultura industrial; los procesos artesanales se abandonaron para dar paso a la industrialización de todo tipo de objetos que la nueva sociedad demandaba para la vida cotidiana moderna, que se consolidó en el siglo XX. La vida cotidiana, entonces, se encontró en una posición de dependencia hacia el mundo de producción industrializada (lo tradicional o artesanal quedó desplazado a contextos particulares). Para la edifcación, a partir de la Revolución Industrial se ofrecieron nuevas posibilidades materiales: primero fue el hierro colado y después el acero junto con el concreto armado, materiales de fabricación en serie, adecuados por su capacidad de carga y adaptabilidad formal, que se alternaban con otros materiales como el vidrio y el ladrillo. Un sistema constructivo que hacía posible la nueva tipología de construcción acorde con las necesidades sociales como fábricas, estaciones de ferrocarril, puentes y edifcios públicos.
Las últimas décadas del siglo XX y la primera del XXI se han caracterizado por la producción e implementación en la arquitectura de materiales sintéticos como los plásticos y las fbras artifciales, además de materiales ligeros con propiedades mecánicas optimizadas como compresión, flexión, tracción y capacidad de deformación, materiales innovadores adaptables a cualquier forma que el diseño de las grandes obras de la arquitectura contemporánea demande.
El modelo actual de materiales y sistemas constructivos altamente industrializados, que se adoptó como la única premisa válida desde la Revolución Industrial, ha contribuido a la degradación del entorno natural y al desequilibrio ambiental. “Esta condición más la explosión demográfca han dado origen a una nueva forma de organización sociocultural, la sociedad industrial, donde cada material extraído de la litosfera acaba degradado y vertido sobre la delgada capa de biosfera que recubre el planeta, contaminándola y condicionando la continuidad de la vida” (Wadel et al., 2010: 38). De tal manera que para el siglo XXI, se ha hecho evidente que el ámbito de la construcción y el deterioro ambiental están fuertemente ligados, y en este sentido se presenta la urgencia de encontrar un nuevo modelo de edifcación.
1. El hábitat es el conjunto de objetos creados por los seres humanos, entre estos la arquitectura.
el proceso de materialización de la arquitectura y su relación con el medio ambiente
Las principales causas del impacto ambiental originado en los procesos de la edifcación se encuentran en el consumo de recursos no renovables –como materia prima para la fabricación de materiales y la generación de la energía necesaria para extraerlos y para transformarlos–, en la acumulación de residuos y en la emisión de gases contaminantes –tanto en la extracción y fabricación de los materiales como durante y después de la vida útil de las edifcaciones–. El impacto ambiental se ha medido a través del análisis del ciclo de vida de las edifcaciones, desde la extracción de la materia prima para la manufactura de los materiales necesarios, hasta el vertido de residuos luego de su demolición.
Si entendemos el término ciclo como una sucesión de fases dentro de un proceso que concluye donde inició, nos damos cuenta de que el ciclo de vida de las edifcaciones debiera concluir con la reintegración de los materiales usados al medioambiente; cosa que no sucede, porque la materia prima extraída termina convertida en residuo. Lo que trae como consecuencias la sobreexplotación de recursos, por un lado, y la acumulación de residuos, por otro. En realidad el proceso de la edifcación actual es lineal:
Extracción de materias primas > Transporte a la fábrica > Manufactura > Transporte al punto de venta > Transporte al lugar de la construcción > Construcción del edifcio > Uso y mantenimiento > Demolición > Disposición de residuos (que no son usados nuevamente como materia prima).
Para medir las consecuencias ambientales del proceso de edifcación mencionamos las anotaciones que al respecto han hecho varios autores.
Primero, en cuanto al uso de los materiales de construcción convencionales, Bellart y Mesa (2009) miden, para la fabricación de una tonelada de diferentes materiales, las emisiones de dióxido de carbono CO2, la energía necesaria y la cantidad de recursos ocupados, en este caso la cantidad de agua (Tabla 1).
MATERIAL Emisiones de CO2 KgCO2/tonelada
Ladrillo de cerámica 478
Barras corrugadas
Perfles laminados
Acero galvanizado
Mortero 2,890
4,582
5,049
418
Concreto armado 565 Cantidad de energía MJ/tonelada
5,618
35,267
44,654
45,518
1,706
2,230 Cantidad de agua L/tonelada
220
95,000
95,000
95,000
6,251
10,461
tAblA 1. Consumo de energía, emisiones de CO2 y cantidad de agua ocupados en la elaboración de materiales de construcción. Fuente: Elaboración propia con base en información de Bellart y
Mesa, 2009.
Segundo, de acuerdo con Wadel, Avellaneda y Cuchí, la construcción de un metro cuadrado habitable de edifcación estándar supone la utilización de 2 500 kg de materiales. Si además se considera la cantidad de residuos que han sido generados durante la extracción de las materias primas y la fabricación de los productos, el valor original debería multiplicarse al menos por tres, con lo que llegaría a una cifra de 7 500 kg/m2 (Wadel et al., 2010: 40). Sin que se haya considerado en este cálculo el mantenimiento durante la vida útil del edifcio.
Tercero, una vez manufacturados los materiales de construcción, y a partir de su puesta en obra, el proceso de vida útil de las edifcaciones cubre las siguientes fases, con los impactos consecuentes: 1. Construcción (impactos de la energía empleada por la maquinaria utilizada en obra), 2. Uso (impactos de la energía por climatización, iluminación, refrigeración y agua caliente) 3. Mantenimiento (impactos de los materiales empleados en la conservación y sustitución parcial o total de materiales) y 4. Derribo (impactos de la energía empleada en la demolición y gestión de los residuos generados) (Wadel et al., 2010: 44).
Para este apartado, Vásquez, Botero y Carvajal hacen una recopilación porcentual en cuanto a la generación de residuos y el consumo de recursos en la industria de la construcción, mencionando que ésta:
Es responsable del consumo de 40 % de las materias primas en el mundo; equivalente a 3 000 millones de toneladas por año; consume además 17 % del agua potable, 70 % del total de los recursos madereros, 10 % de la tierra cultivable, 20 % del total de la energía mundial durante el proceso de construcción, elaboración de materiales y demolición de las obras de construcción; consume casi exclusivamente los materiales pétreos, los cuales pertenecen a la categoría de recursos no renovables. Asimismo, genera 30 % de los residuos sólidos mundiales y ha llegado a ser, en la mayoría de los países, el principal generador de los gases de efecto invernadero; con emisiones que para el 2004 alcanzaban 1.8 billones de toneladas métricas según el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático y que podría alcanzar los 15.6 billones de toneladas métricas para el 2030, si se siguen los modelos actuales (Vásquez et al, 2015: 201).
Por las repercusiones que tiene la manera vigente de materializar el hábitat humano, es necesario que la arquitectura se adecue a la condición históricosocial actual, caracterizada por los importantes problemas medioambientales, por medio de un proceso de materialización y diseño de la arquitectura con base en el bajo impacto ambiental.
La arquitectura de bajo impacto ambiental
El contexto social de las últimas décadas del siglo XX y los inicios del siglo XXI está marcado por el agudo cuestionamiento de las premisas tenidas como las únicas válidas desde la Revolución Industrial que marcaron la modernización del mundo a costa del deterioro medioambiental. En este contexto, la visión de la arquitectura de bajo impacto ambiental o sustentable se ha convertido en una alternativa de suma importancia.
Esta visión de la arquitectura se sustenta en lo siguiente: 1. La elección de la adecuada localización de los asentamientos de manera general, con el propósito de desconcentrar a las poblaciones que se gestaron con el modelo actual de ciudad. 2. El diseño de la edifcación, con base en la recuperación de las adecuaciones al medio, con la orientación de la construcción para aprovechar la luz y el calor del sol, además del viento o a partir del control de estos con herramientas del diseño como cubiertas suspendi-
das, parteluces o dobles fachadas capaces de generar microclimas para obtener el confort necesario y disminuir el consumo energético en climatizaciones. 3. La implementación de ecotecnologías. 4. El uso de materiales, elección de materiales que en su extracción, manufactura, transporte, uso, mantenimiento y demolición contribuyan a disminuir la extracción de recursos naturales, el consumo de energía y las emisiones de gases contaminantes.
En cuanto al proceso material, que es lo que nos ocupa, la arquitectura de bajo impacto ambiental tiene tres vías: a) la vuelta a la tradición constructiva abandonada en el siglo XIX, conservada en las comunidades rurales, b) el uso de nuevas técnicas en la producción de materiales con base en la reutilización de los recursos; y c) la reformulación de la gestión del proceso a partir de sistemas constructivos prefabricados ligeros y modulares, que permitan el montaje, desmontaje y reutilización de los materiales. Las tres vías se centran en que los materiales “estén integrados dentro de una estrategia que además de asegurar la habitabilidad y la viabilidad de los procesos de construcción de la arquitectura que conforman, ha de garantizar el cierre de sus ciclos con el retorno de los materiales a la calidad de recursos” (Cuchí, citado por Vásquez, 2009: 36).
Desde esta perspectiva, desarrollamos los tres enfoques con base en dos posiciones: por un lado, la vertiente tradicional, con base en procesos artesanales, donde los materiales y sistemas constructivos de bajo impacto se centrarían en construcciones con materiales locales aprovechados en su forma natural como la piedra o el bambú, o con adecuaciones que permitan mejorar sus propiedades mecánicas como es el caso de las arcillas; por otro, la vertiente moderna con base en el alto desarrollo tecnológico, donde los materiales y sistemas constructivos de bajo impacto tendrían un alto grado de reutilización de los recursos2 (reciclaje de materiales), la optimización industrializada de los procesos a partir de la modulación de los materiales y la gestión de la optimización del proceso constructivo. Cada una de ellas será factible de acuerdo con el contexto en el que se desarrolle.
Tres condicionantes para la elección y aplicación de una u otra posición de bajo impacto ambiental pueden ser las siguientes: a) el contexto social, si es rural o urbano, por la identifcación con uno u otro sistema; b) el nivel de ingresos de la población, condicionante de importancia, dado que cuando el nivel de ingresos, aun en el medio rural, permite tener acceso a los materiales industrializados, se ha demostrado que la identifcación con el sistema tradicional suele ser rápidamente sustituida, y c) la tipología de edifcación, si es una unidad de vivienda con menores requerimientos estructurales o un edifco público de varios niveles que requiere otras especifcaciones materiales.
En los siguientes dos apartados se desarrollan las vertientes alternativas, tradicional y contemporánea, de materiales y sistemas constructivos de bajo impacto ambiental, a partir de la presentación de una serie de tablas que, aunque con faltantes de información, pueden ser tomadas para el conocimiento de las características y condicionantes de los materiales presentados, de sus propiedades mecánicas y de sus posibilidades de uso.
La posición tradicional en la materialización de la arquitectura tiene como base materiales en su estado natural, como la piedra, elementos vegetales como las maderas nativas o el bambú y las arcillas (tie-
2. En algunos países como Alemania, Dinamarca y Países Bajos, la reutilización de los materiales de construcción alcanza 80 %, mientras que en el resto (de países europeos) no supera en promedio 30 % (Bravo et al., 2015, citado en Mattey et al., 2015).
rra). En seguida se enuncian las especifcaciones de cada uno, así como sus propiedades físicas y mecánicas, además de los usos dentro de un sistema constructivo (véanse Tablas 2, 3, 4 y 5).
La durabilidad de la piedra como material constructivo ha quedado demostrada por la permanencia de la arquitectura de antiguas civilizaciones. Ejemplos de su uso los podemos encontrar tanto en la construcción tradicional del medio rural como en construcciones contemporáneas, combinado con otros materiales como el vidrio y morteros (Figura 1).
Las características primarias de la madera como material para la edifcación, trabajabilidad, versatilidad y reciclabilidad; las propiedades –aislantes y amortiguantes–, así como las condicionantes –falta de uniformidad, variabilidad de tensiones, debilidad ante los agentes biológicos y la anisotropía– que se mencionan en la Tabla 3 son aplicables a todos los tipos de madera. En cuanto a las propiedades mecánicas, se anota que éstas varían con el contenido de humedad. Además, las propiedades mecánicas dependen también de las especies empleadas y de sus características de dureza, variaciones de desviación de sus fbras, espesor de sus anillos de crecimiento y de la duración de la carga a la que sea expuesta. De ello dependerá la resistencia a la
PiEdRA
Características primarias: Durabilidad
Dimensiones: Variables Tipos de ensamble: Seca (sin junta) Mortero, mezclas de tierra, piedras pequeñas o algún otro aglomerante
Usos/aplicaciones: Más comúnmente en muros y recubrimientos
También pueden ser usadas como columnas y cerramientos, en cubiertas arcos, domos y bóvedas Resistencia Reciclable (reintegrable al medioambiente)
Combinación con otros materiales: Tierra
Madera
Propiedades: • La piedra más pesada y densa retarda la transmisión de calor (capacidad termal elevada). • Como el calor propio de la piedra es bajo, proporciona una superfcie de apoyo fresca.
Propiedades mecánicas de la piedra: • Peso específco: la piedra natural tiene un peso específco general de 2.5 a 3 T/m3 . • Módulo de elasticidad: Para piedras naturales, es de alrededor de 50 GPa. (que se traduce a 50 000 N/ mm2, dependiendo de la piedra). • Conductividad térmica: la mayoría de las piedras naturales tiene un coefciente de 2 a 3 W/(m.K).
Climas: Templados Resistencia sísmica: *
Condicionantes principales: • Se deben buscar soluciones para hacer trabajables los grandes bloques de piedra para los diferentes usos. • Su trabajo implica una construcción lenta.
tAblA 2. Especifcaciones técnicas de la Piedra. *Sin información. Fuente: Elaboración propia con base en la información de
Vásquez, 2009.
flexión, a la compresión, a la tracción y su módulo de elasticidad. Por tal motivo, en la Tabla 3 no se exponen valores.
También es importante mencionar que el uso de la madera en la actualidad ya no se limita a los troncos descortezados y las tablas cortadas con hacha, sino que la madera como material de construcción se utiliza como un producto industrializado, que en su camino a la obra recibe un tratamiento considerable: secado, impregnación de sustancias químicas para evitar su descomposición, etcétera, y que el conocimiento de las propiedades mecánicas de la madera se obtiene a través de la experimentación, mediante ensayos que se aplican al material, y
Características primarias:
Dimensiones: Variables
Usos/aplicaciones: Cerramientos
Muros
Pisos
Recubrimientos
MAdERA
Trabajabilidad y versatilidad (permite adoptar diferentes formas, puede curvarse o laminarse) Reciclable
Tipos de ensamble: Armaduras Ensambles Tornillos, clavos, pernos
Combinación con otros materiales: Piedra
Tierra
Pilotes sobre tierra o agua (arquitectura palafítica)
Propiedades: • La madera anhidra es un excelente aislante eléctrico, propiedad que decae a medida que aumenta el contenido de humedad. • La madera cumple un rol acústico importante en habitaciones y aislamiento de edifcios, ya que tiene la capacidad de amortiguar las vibraciones sonoras. • Propiedades térmicas: el calor en la madera depende de la conductividad térmica y de su calor específco. • Contenido de humedad: la estructura de la madera almacena una importante cantidad de humedad. Propiedades mecánicas de la madera: • En la madera, por ser higroscópica, la masa y el volumen varían con el contenido de humedad. Esta es una de las características físicas más importantes, ya que está directamente relacionada con las propiedades mecánicas y durabilidad de la madera.
Climas: Resistencia sísmica: Media
Condicionantes principales: • Nudos y falta de uniformidad. • Variabilidad de las tensiones. • Agentes biológicos. • Posee una corta vida útil. • Anisotropía. Quiere decir que según sea el plano o dirección que se considere respecto a la dirección longitudinal de sus fbras y anillos de crecimiento, el comportamiento tanto físico como mecánico del material presenta resultados dispares y diferenciados. Para tener una idea de cómo se comporta, la madera resiste entre 20 y 200 veces más en el sentido del eje del árbol, que en el sentido transversal (Vásquez, 2009: 39).
tAblA 3. Especifcaciones técnicas de la Madera. *Sin información. Fuente: Elaboración propia con base en la información de Vásquez, 2009.
que determinan los diferentes valores de esfuerzos a los que puede estar sometida; así se ha comprobado que los usos de la madera van desde el estructural hasta el de recubrimiento.
Para que la construcción con madera sea clasifcada como de bajo impacto ambiental se deben utilizar maderas nativas, lo que disminuye la huella ecológica, además de que su obtención debe llevarse a cabo por medio de patrones que mantengan continuadamente la capacidad de renovación de los bosques. Un ejemplo tanto de la gestión como del uso de la madera para la construcción lo podemos encontrar en países como Estados Unidos y Canadá (Figura 2). El uso de la madera como material constructivo a partir de una correcta gestión, garantiza que sea un recurso renovable, promueve el crecimiento de bosques controlados, considerados como almacenes de CO2, y protege de la explotación forestal ilegal.
En cuanto al bambú, una característica importante, además de las anotadas en la Tabla 4, es que la formación de éste puede ser modifcada, de forma cilíndrica a cuadrada, por ejemplo, “lo cual se logra colocando un molde en el brote tierno y así
Características primarias:
Dimensiones: Puede variar su longitud entre 3 y 35 metros Los diámetros son de 15 cm o más
bAMbÚ
Alto potencial estructural Alcanza la madurez en un promedio de 5 años Es el material más rápidamente renovable
Tipos de ensamble: Uniones y amarres con fbras vegetales, alambres, clavos, etcétera
Usos/aplicaciones: Armaduras para cubiertas Combinación con otros Entramados para muros materiales: Estructuras portantes
Propiedades físicas: • Densidad básica. • Contracciones. • Contenido de humedad. Arcillas
Otras fbras vegetales
Madera
Propiedades mecánicas del bambú en condición seca: • Resistencia a compresión (kg/cm2) 825. • Resistencia a flexión (kg/cm2) 856. • Módulo de elasticidad (kg/cm2) 203 873. • Resistencia en cortante paralelo a la fbra (kg/cm2) 23. • Resistencia a tensión (kg/cm2) 2 038-3 058. Climas: Tropical Resistencia sísmica: Alta
Condicionantes principales: • Susceptible al ataque de los insectos y de los hongos. • La vida útil del bambú es de uno a tres años en contacto con el suelo; en interiores se incrementa su vida útil de cuatro a siete años.
tAblA 4. Especifcaciones técnicas del Bambú. Fuente: Elaboración propia con base en la información de Ordoñez, 1999 y
Saleme, 2011.
tiERRA
Características primarias:
Dimensiones: Pueden formarse bloques de distintas medidas y espesores
Usos/aplicaciones: Adobe
Tapia
Bahareque
BTC (Bloques de Tierra Comprimida) Torta Aglomeración, adhesión, cohesión, compactibilidad, plasticidad y porosidad Es reciclable
Tipos de ensamble: Mezcla del mismo material con paja o piedras pequeñas
Combinación con otros materiales: Madera
Piedra
Bambú
Propiedades: • Mezclada con otros elementos naturales, mejora sus propiedades. • Indudablemente, al ser un material del que se dispone en el mismo lugar de la construcción, la energía de transporte y de fabricación es muy baja. • Aislamiento acústico, los muros de tierra transmiten mal las vibraciones sonoras, de modo que se convierten en una efcaz barrera contra los ruidos indeseados.
Propiedades térmicas de la tierra: La tierra tiene una gran capacidad de almacenar el calor y cederlo posteriormente. Así, permite atenuar los cambios de temperatura externos, creando un ambiente interior agradable. Climas: Áridos Resistencia sísmica: * Condicionantes principales: • El uso de agua: ésta funciona como cohesionador del material y, a la vez, destruye su estabilidad en el tiempo. • La idoneidad de la tierra para una aplicación particular y su técnica asociada de construcción están determinadas por la combinación de: 1) tipo de textura de la tierra, 2) su estado de hidratación, 3) la técnica de moldear, 4) su estabilización, la cual va a determinar las características del material de construcción como resistencia a erosión, flexión y compresión.
tAblA 5. Especifcaciones técnicas de la Tierra. *Sin información. Fuente: Elaboración propia con base en Vásquez, 2009 y
Rodrigues, 2007.
toma la forma cuadrada a medida que va creciendo” (Saleme, 2011: 168). El uso de este material en la edifcación ha ido en aumento gracias a las investigaciones que se han llevado a cabo sobre sus características físicas y mecánicas, con excelentes resultados para soportar esfuerzos (Vásquez, 2009: 40); es por ello que “hoy se le reconocen las propiedades de un acero vegetal” (Saleme, 2011: 173). Este material de origen tradicional es el que mayor aceptación ha tenido en la arquitectura contemporánea por sus propiedades mecánicas además de estéticas, y sus características de sustentabilidad. En la Figura 3 podemos observar un sistema constructivo con bambú, piedra y morteros, en una edifcación en el estado de Puebla, México.3
La tierra, como material constructivo, resalta por su versatilidad y puede utilizarse de manera tradicional en bloques como adobes o, recientemente,
3. Aproximadamente, 50 % de las especies de bambú existentes en la naturaleza se encuentran en los países del continente americano desde los 40° de latitud norte hasta los 47° de latitud sur y desde el nivel del mar hasta los 4 000 msn, Ordoñez, 1999.
FiguRA 1. aRRIBa: Uso de la piedra como material constructivo tanto en la arquitectura tradicional como en la contemporánea. Fuente: fotografía de la autora, imagen de la comunidad de San Ignacio, Huimilpan, en el estado de Querétaro. aBajO: Casa renovada en Chamoson, Suiza, por el despacho
Savioz Fabrizzi Architectes. Fuente: © thomas jantscher tomada de https://www.designboom.com/architecture/savioz-fabrizzi-architectes-house-renovation-in-chamoson/
FiguRA 2. Sistema constructivo con base en madera y cimientos de concreto armado. Estados Unidos. Fuente: https://www. tinsa.es/blog/curiosidades/7-motivos-por-los-que-los-estadounidenses-preferen-casas-de-madera/ FiguRA 3. Hostal Tosepan Kali. Puebla, México. Sistema constructivo con base en piedra, bambú y morteros. Fuente: https:// www.tosepankali.com/v2/galeria.php
FiguRA 4. Sistema constructivo tradicional, con base en la combinación de materiales tradicionales piedra, bambú y bahareque. Fuente: http://ces.iisc.ernet.in/energy/
HC270799/HDL/spanish/sk01ms/sk01ms0i.htm
como bloques de tierra comprimida BTC. También es usada en forma de tapia o tapial, que es un elemento constructivo formado por una masa de tierra monolítica y que se construye con una especie de encofrado deslizante (Vásquez, 2009: 42). Además, la tierra puede conformar elementos constructivos como el bahareque o el entortado. El bahareque es un tipo de pared formada por una malla de madera o bambú, recubierta por una mezcla muy plástica de tierra, fbras y agua. Esa técnica, por no ser estructural, puede ser aplicada después de la ejecución de las estructuras verticales y también del techo (Rodrigues, 2007: 236). La torta se utiliza para los techos y su construcción consiste en un entramado de madera o ramas como cubierta al que se le agregan dos emplastes de barro, uno al principio de mayor grosor y fnalmente otro más delgado (Viñuales, citado en Vásquez, 2009: 42).
Las características más importantes y las limitaciones de los materiales y sistemas constructivos tradicionales se pueden resumir de la siguiente manera:
1. Los recursos materiales son usados en su forma pura, lo que hace posible completar el ciclo de vida y lo ratifca como un sistema no contaminante.
aprovechamiento del material en su estado natural > uso >mantenimiento > reincorporación al medio
2. Dadas sus propiedades mecánicas es posible la combinación entre los diferentes materiales para lograr un sistema constructivo compatible,
como se vio en las Tablas 2, 3, 4 y 5, y como se muestra en la Figura 4. Cuando se combina el sistema constructivo tradicional con materiales industrializados que tienen un comportamiento estructural diferenciado, esta compatibilidad no siempre se logra. En la Figura 5, se muestra la incompatibilidad entre los dos sistemas constructivos. 3. Debido a su adecuación geográfca, los sistemas constructivos tradicionales permiten la creación de microclimas; estos proporcionan a las edifcaciones altos niveles de conciliación climática, junto con las herramientas propias del diseño como la orientación, que aproveche tanto los asoleamientos como la circulación del viento, más la implementación de elementos de protección como aleros y el desplante a partir de una base con material que no absorba la humedad, la piedra por ejemplo. Las propiedades de los materiales naturales como la piedra, la madera y las arcillas hacen a la construcción tradicional mucho más efciente en el confort climático. Condición que actualmente sólo se logra con la climatización artifcial a partir del consumo de energía. 4. Los sistemas constructivos tradicionales-artesanales tienen costos reducidos, pero su obtención y adecuación implica un mayor tiempo; esta característica se les asigna por comparar su manufactura en el sitio contra la obtención
de materiales industrializados en los establecimientos comerciales, por lo que no es una comparación real, pero sí una condicionante al momento de su elección. 5. Estos materiales (excepto la piedra) tienen altos niveles de absorción de humedad y son vulnerables a diferentes agentes patógenos, por lo que tienen una vida útil limitada. Si no se les da algún tratamiento, deben ser sustituidos constantemente. Aun con ello han demostrado su efectividad de uso desde épocas remotas.
El siglo XX, sin embargo, ha representado casi de manera generalizada el abandono de los materiales y sistemas constructivos tradicionales-artesanales. Con el auge de la modernidad, representada por el desarrollo tecnológico, se implantó un nuevo modo de vida (el urbano) representado por las ciudades, donde se introdujo la idea de solidez y perdurabilidad en las edifcaciones debido a la utilización del tabicón, el concreto y el acero, insumos que constituyeron los fundamentos de la construcción moderna (Boils, 2003: 49).
El modelo de construcción que representaba la modernidad se contrastó con la arquitectura tradicional, a la que se concebía con un carácter de fragilidad y precariedad, mientras que la solidez de los nuevos materiales y sistemas constructivos representaron la seguridad estructural y la perdurabilidad de la arquitectura (Figura 6). La entrada en vigor de la triada tabicón-concreto-acero provocó el olvido del valor constructivo ecológico y cultural de la arquitectura tradicional; sólo recientemente, los estudios medioambientales han ponderado los materiales y sistemas constructivos tradicionales.
Creemos que una combinación entre el conocimiento de la implementación tecnológica y una visión hacia el respeto del medioambiente, en la condición social actual, puede ser el camino para ponderar la vertiente tradicional; esto desde un enfoque que supere el punto de vista superfcial de la conservación de la arquitectura tradicional per se, dado que ésta, en el contexto actual, parece no satisfacer las necesidades humanas sean habitacionales, sociales,
FiguRA 5. Incompatibilidad de resistencias en sistema constructivo combinando BTC, cimientos de piedra y cadena de desplante y soportes verticales de concreto armado.
Fuente: fotografía de Anayeli Valencia Martínez.
FiguRA 6. Sistema constructivo con base en la triada tabicón-concreto-acero, característico de la arquitectura moderna. Fuente: http://docslide.com.br/documents/ sistemas-aporticados-1-562f98ec0abc4.html
culturales o ideológicas. Debe quedarnos claro que esta manera de materializar la arquitectura correspondía a un modo de vida particular y fue concebida y usada en una condición histórico-social específca.
Lo que se busca es revalorar las prácticas tradicionales con base en la conservación del medioambiente, por lo que su recuperación debe estar centrada en la investigación para mejorar las características de los materiales tradicionales como la resistencia, además de ponderarlas como una oferta real para el modo de vida actual y sus necesidades. En el ámbito de la arquitectura, como en muchos otros, la consigna será procurar la persistencia de los recursos naturales, bien con el retorno a las formas artesanales de construcción con mejoras tecnológicas o con base en la reutilización de residuos para la generación de nuevos materiales, como veremos en el siguiente apartado. Materiales y sistemas constructivos contemporáneos de bajo impacto ambiental
Frente al panorama ambiental actual, han surgido estrategias para reducir los impactos propios del ámbito de la edifcación, por ejemplo, investigaciones para mejorar las propiedades mecánicas de los materiales tradicionales o la obtención de nuevos materiales con base en el uso de residuos que se obtienen de la demolición de otras construcciones. Estos residuos son utilizados como materia prima en la conformación de nuevos insumos para la edifcación, disminuyendo así el impacto de la extracción de materias primas, el gasto energético y la emisión de gases contaminantes. En la época más reciente, el avance de la ciencia y la tecnología, desde la visión de la sustentabilidad, procura volver a una condición cíclica de la siguiente manera:
Características primarias:
Dimensiones: Modulares Contiene agregado fno reciclado
Alta resistencia
Tipos de ensamble: * Acero
Usos/aplicaciones: Muros
Cubiertas Combinación con otros materiales: Tierra
Madera
Propiedades: • Obtenidos a partir de la trituración de escombros de concreto, con la posibilidad de sustituir totalmente la arena natural. • Propiedades mecánicas similares al ferrocemento convencional. Propiedades mecánicas: • Resistencias de flexión de hasta 34.16 MPa. • Resistencia a la compresión promedio 47.1 MPa a los 28 días de curado. Climas: * Resistencia sísmica: * Condicionantes principales: • Al tener como base la producción industrializada, aún se sigue ocupando energía en su transformación.
tAblA 6. Especifcaciones técnicas de Paneles de ferrocemento con agregado fno reciclado. *Sin información. Fuente:
Elaboración propia con base en la información de Mattey et al., 2015.
extracción > transformación > uso > residuo > reciclaje > nuevo recurso
Así, la condición material de la arquitectura ha seguido el camino de lo artesanal a lo industrial y ahora procura el camino hacia la sustentabilidad.
Las opciones en esta vertiente son la elaboración de paneles de ferrocemento con agregado fno reciclado y BTC con adición de residuos de demolición (Tablas 6 y 7).
Las propuestas de piezas modulares ensamblables como el sistema constructivo para muros lB (Tabla 8, Figura 7). Los bloques lB son elaborados con concreto ligero y agregados de sílice y lodo de papel: los primeros se obtienen del desecho de una planta geotermoeléctrica, en el que al eliminarse los líquidos quedan minerales en forma de arena, de la cual 66% es sílice; los segundos, de una fábrica de papel que genera, como parte del proceso de producción de papel higiénico, un desecho conocido como “lodo de papel”. La selección de estos dos desechos como materia prima se basó en las propiedades térmicas y aglomerantes que tiene la sílice y a la conductividad de la celulosa presente en el lodo de papel (Bojorquez et al., 2004: 246-247).
El tablero plástico (Tabla 9) es una propuesta para sustituir el uso de maderas naturales en la construcción.
También se han utilizado otro tipo de residuos que no son producto de los procesos de edifcación como plásticos o láminas para techar, con base en el reciclaje de envases de Tetra Pak, o ladrillos, bloques y placas elaborados con partículas de PeT con aditivos o cementos.
La virtud de estos materiales, además de que parte de su materia prima se obtiene del reciclaje,
bloQuES dE tiERRA CoMPRiMidA CoN AdiCiÓN dE RESiduoS dE CoNStRuCCiÓN y dEMoliCiÓN
Características primarias:
Dimensiones:
Usos/aplicaciones: Muros Material elaborado con componentes naturales (tierra) y la adición de residuos de construcción y demolición. Lo que lo convierte en un material con base en el reciclado y que cierra el ciclo al ser reciclable
Tipos de ensamble: * Combinación con otros materiales:
Propiedades: • La adición de residuos de construcción y demolición sustituye a la arena como agregado convencional. Propiedades mecánicas: • Resistencia a la compresión, en la composición: tierra 25%, cemento 5% y RCD –residuos de construcción y demolición– 70%, 4.68 MPa. • Buena resistencia a la abrasión.
Climas: Resistencia sísmica: *
Condicionantes principales: • Al tener como base la producción manual, el tiempo para la obtención del material es considerable. • Alta transferencia de humedad. • La correcta calibración de la máquina con que son elaborados, el correcto enrase, la forma de llenado del molde y la energía empleada en el accionamiento de la palanca pueden incidir en las propiedades mecánicas de los bloques.
tAblA 7. Especifcaciones técnicas de los BTC con adición de residuos. *Sin información. Fuente: Elaboración propia con base en la información de Vásquez et al., 2015.
SiStEMA CoNStRuCtiVo lb (por las iniciales de sus creadores luna-bojórquez)
Características primarias: Material elaborado con concreto ligero que utiliza como agregados sílice y lodo de papel
Dimensiones: Tipos de ensamble: Mortero a base de sílice
Cuatro elementos: Pieza base (macho-hembra) 0.12 m espesor × 0.325 m altura × 0.525 m de longitud Pieza base (hembra-hembra) 0.12 m espesor × 0.325 m altura × 0.525 m de longitud Media pieza macho-hembra 0.12 m espesor × 0.325 m altura × 0.271 m de longitud Media pieza hembra-hembra 0.12 m espesor × 0.325 m altura × 24.6 m de longitud
Usos/aplicaciones: Muros Combinación con otros materiales: Tiene características de ensambladura tanto en sentido horizontal como vertical
Concreto armado
Propiedades: • El sistema LB reduce el número de juntas y, por lo tanto, la infltración y posibles grietas en el junteo. • El sistema LB reduce el rendimiento por día. Propiedades mecánicas: • Resistencia a compresión 34 kg/cm2 . • Densidad 855 kg/m3 . • Conductividad térmica 0.383 W/m oC.
Climas: Desértico Resistencia sísmica: Sí
Condicionantes principales: • La variedad de las piezas implica que se debe tener cierto conocimiento de estos sistemas antes de utilizarse.
tAblA 8. Especifcaciones técnicas del sistema constructivo LB. Fuente: Elaboración propia con base en la información de
Bojorquez et al., 2004.
FiguRA 7. Sistema constructivo LB (Luna-
Bojorquez). Fuente: Gonzalo Bojorquez,
Aníbal Luna y Ricardo Gallegos, 2004, pág. 250.
Características primarias:
Dimensiones:
Usos/aplicaciones: *
tAblERoS dE MAdERA PlÁStiCA MP
Material compuesto con base en mezclas de plásticos sintéticos y harinas o fbras vegetales
Estructura reciclada y reciclable
Tipos de ensamble: * Combinación con otros materiales:
Propiedades: • Sus propiedades ofrecen numerosas ventajas, ya que soportan las condiciones climáticas; no requieren mantenimiento y resisten el ataque de plagas. • No se daña en la intemperie ni en contacto con el agua, no alberga bacterias, no se corroe, etcétera. Propiedades mecánicas: • Resistencia a la flexión superior a los 17 MPa. • Resistencia a la compresión de 138 MPa. • Resistencia a la tracción superior a los 28 MPa. Climas: Todos Resistencia sísmica: Sí
Condicionantes principales: • Al tener como base la producción industrializada, aún se sigue ocupando energía en su transformación.
tAblA 9. Especifcaciones técnicas de Tableros de madera plástica . *Sin información. Fuente: Elaboración propia con base en la información de Martínez et al., 2014.
es que sus propiedades mecánicas son comparables a las de los materiales convencionales de la construcción moderna. Por ello, se pueden utilizar en construcciones de varios niveles, lo que no siempre es posible con el uso de materiales y sistemas constructivos tradicionales-artesanales; por lo tanto, estos materiales tienen mayor oportunidad de implementarse en las edifcaciones que precisan las condiciones sociales actuales. Algunos además se han sometido a pruebas para mejorar propiedades como la aislación térmica o la resistencia a la abrasión. Aunque su principal condicionante es que, al tener como base la producción industrializada, aún se sigue ocupando energía en su transformación.
El último punto por desarrollar es la propuesta alternativa con base en la correcta gestión de todas las fases del proceso de edifcación; por ejemplo, con la implementación tanto de materiales como de edifcaciones que, además de tener como base el reciclaje, sean concebidos a partir de la producción modular, es decir, pensados para permitir el montaje, desmontaje y reutilización de los materiales (Figura 8); sin olvidar al diseño como la herramienta principal en la contracción de los impactos ambientales producto de la arquitectura.
En un pensamiento afín con Wadel, Avellaneda y Cuchí, creemos que quizá la clave de la arquitectura sustentable esté en:
Repensar cómo dar respuesta a la demanda de habitabilidad, entendiendo por ella el servicio que la edifcación presta y la fnalidad para la cual se construyen edifcios. Quizás pueda entenderse más como un servicio, que como algo que se debe poseer. Más en el sentido dinámico […] que como algo estático que lleva asociada la idea de la edifcación inamovible,
FiguRA 8. Sistema constructivo contemporáneo con base en materiales altamente industrializados y modulados. Fuente: http://www.rebecavega.es/wp-content/ uploads/2008/07/ipad_conceptlarge.jpg
rígida en cuanto a la conformación de los espacios, gestionada en régimen de propiedad y, en consecuencia, con las difcultades comentadas anteriormente
respecto del cierre de los ciclos materiales (Wadel et al., 2010: 41).
Éste podría ser el punto de unión entre un proceso de producción de materiales y de diseño de sistemas constructivos bien gestionado y las enseñanzas de la arquitectura tradicional-artesanal que poseía un alto valor de uso y un nulo valor como mercancía. Únicamente así nos acercaríamos a un modo de habitar la tierra de manera sustentable.
Comentarios fnales
El modo de vida moderno-industrializado está presente en todos los aspectos de nuestra cotidianidad, la vida de los seres humanos en el contexto actual, está rodeada y es dependiente de la diversidad de objetos que han pasado por un proceso de industrialización: en este contexto, los insumos con los que se construyen los lugares donde habitamos no son la excepción.
Para considerar la transformación de los procesos constructivos convencionales, con base en materiales altamente industrializados, habrá que partir del entendimiento de dos realidades. La primera es que la misma condición humana es la que hace que todos los procesos sean cambiantes; por ello, pretender que la arquitectura se base en los materiales y sistemas constructivos tradicionales-artesanales no es más que una intención nostálgica, porque debe quedarnos claro que la arquitectura tradicional fue la respuesta a las necesidades y al modo de vida de una condición histórico-social particular. La segunda consiste en aceptar que los procesos constructivos convencionales, y en general el modo de vida de la sociedad actual, han contribuido signifcativamente al deterioro de las condiciones medioambientales. En tal sentido, pretender un cambio en los procesos de edifcación, sin mencionar la necesidad de transformar las condiciones actuales en general, resulta también ser una visión superfcial. Las tecnologías aplicadas al ámbito de la construcción pueden ayudar a minimizar los impactos ambientales, pero si el modo de vida actual sigue la misma línea, tarde o temprano se rebasarán los límites soportables para la Tierra.
La clave para los procesos constructivos con una visión sustentable, está en la combinación de materiales naturales con refuerzos producto de residuos reciclados en la implementación de edifcios de vivienda, por ejemplo, y en la gestión adecuada de los procesos de construcción para edifcios de mayor tamaño como edifcios públicos y centros urbanos, con base en sistemas constructivos prefabricados ligeros y modulares, que permitan el montaje, desmontaje y reutilización. Ambas alternativas contribuirían a la reducción en cuanto a la extracción de materiales pétreos, el consumo de energía y las emisiones de CO2 durante el ciclo de vida de las edifcaciones y la generación de residuos. Esto sin dejar de lado las herramientas propias del diseño para disminuir los impactos ambientales, por ejemplo, a partir de la orientación de la implantación de los edifcios para aprovechamiento de la iluminación, ventilación y asoleamiento natural, condición que disminuye considerablemente el gasto energético de iluminación y climatización.
Sobre todo lo anterior, rescatemos la propuesta de Wadel, Avellaneda y Cuchí (2010), quienes plantean la necesidad de repensar la arquitectura, modifcando su concepción como bien material hacia la de servicio. Una visión de la arquitectura en el sentido dinámico de modular, construir, desmontar y reutilizar las piezas, quizás este sea el mayor reto.
En este sentido, quede la presente información como mera introducción al tema del cambio de visión en los procesos de edifcación de la arquitectura; quede el compromiso de continuar con la investigación a modo de complementar las características de los materiales y sus posibilidades de uso y de actualizar la información presentada, pero sobre todo que sirva para propagar un compromiso en nosotros por cambiar nuestro modo de entender la arquitectura.
Bibliografía
Boils, M. G. (2003). “Las viviendas en el ámbito rural”, en Notas. Revista de información y análisis, (23): 42-53. México: Inegi. Bojorquez, M.; Luna, L. y Gallegos, O. (2004). “Desarrollo y estudio comparativo del sistema constructivo LB para muros”. En: Rodríguez Viqueira (comp.). Estudios de arquitectura bioclimática.
Anuario 2004. Vol. VI. México: Universidad Autónoma de Baja California/ uam-azC/Limusa. Martínez, L., et al. (2014). “Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de los tableros de madera plástica producidos en Cuba respecto a los tableros convencionales”, en Revista Chapingo. Serie ciencias forestales y del ambiente, sep./dic. 20(3). Saleme, Horacio (2011). “El uso del bambú para la construcción sustentable del hábitat humano”. En: Salomón, D. y Himschoot, P. (eds.). Vivienda, salud y ambiente. Trabajos presentados en el taller Vivienda, salud y ambiente. Argentina:
Instituto Nacional de Medicina Tropical. Vásquez F., V. (2009). Optimización de una metodología de análisis para la rehabilitación y protección sostenible de la arquitectura vernácula. Una metodología aplicada a zonas de valor constructivo, ecológico y cultural. Tesis doctoral. Barcelona:
Departamento de construcciones arquitectónicas, Escuela Técnica Superior de Arquitectura,
Universidad Politécnica de Cataluña. Vásquez, H.; Botero, B. y Carvajal, A. (2015). “Fabricación de bloques de tierra comprimida con adición de residuos de construcción y demolición como reemplazo del agregado pétreo convencional”. En Ingeniería y Ciencia, 11(21): 197-220.
Wadel, G.; Avellaneda, J. y Cuchí, A. (2010). “La sostenibilidad en la arquitectura industrializada: cerrando el ciclo de los materiales”. En Informes de la Construcción, enero-marzo, 62(517): 37-51.
Cataluña: CSIC.
Referencias electrónicas
Bellart, C. y Mesa, M. (2009). Impacto ambiental y ciclo de vida de los materiales de construcción. Barcelona: Escola Politécnica Superior d’Edifcació de Barcelona-Universitat Politécnica de Catalunya, en https://upcommons. upc.edu/bitstream/handle/2099.1/7360/ pfc-e%202009.110%20mem%C3%B2ria. pdf?sequence=1&isAllowed=y Mattey, C., et al. (2015). “Evaluación de las propiedades mecánicas de paneles de ferrocemento con agregado fno reciclado”. Informador Técnico-SENA, 79(2), en http://revistas.sena.edu.co/ index.php/inf_tec/article/view/159/377. Rodrigues Filho, R. (2007). “El uso de la tierra como elemento constructivo en Brasil: un corto panorama del proceso histórico, manejo, usos, desafíos y paradigmas”. APUNTES, 20(2) 232-241, en https://revistas.javeriana.edu.co/index.php/ revApuntesArq/article/view/8979 Ordóñez, Candelaria, Víctor R. (1999). “Perspectivas del bambú para la construcción en México”.Madera y Bosques, 5(001): 3-12. Xalapa, México:
Instituto de Ecología, en https://www.researchgate.net/publication/237037624_Perspectivas_ del_bambu_para_la_construccion_en_Mexico
