Construcción con costales de tierra y Superadobe

1. Introducción a una Técnica Milenaria Para el Futuro

Son varias las culturas que comparten la creencia de que la humanidad fue creada a partir del barro. Si bien Darwin podría asegurar lo contrario, es cierto que formamos parte de la Tierra tanto como el planeta de nosotros. Por eso, no es raro que desde tiempos inmemoriales, las mujeres y hombres de diferentes civilizaciones y momentos históricos hayan encontrado en la tierra un elemento básico para su supervivencia.

La tierra, el suelo que habitamos, es fuente de vida y sustento para todos aquellos que descendemos de la intrépida criatura que osó salirse de los océanos y colonizar la tierra firme. De ella obtenemos nuestro alimento y refugio -sin ella no podríamos ser.

Suena lógico que la tierra –en combinación con otro elemento indispensable, el agua, y diferentes minerales– sea el material más utilizado de la historia de la humanidad a lo ancho del planeta cuando de buscar refugio se trata. Sin embargo, en los últimos siglos se ha entendido como progreso aquello que implica mayor sofisticación y complejidad técnica, como resultado hemos sufrido un desapego y desarraigo de lo natural hacia lo sintético.

Hoy sufrimos las consecuencias de este modelo de desarrollo con el calentamiento global devenido por la destrucción del Medio Ambiente Natural. La solución a tan grave problema pasa por regresar a los orígenes y simplificar nuestro estilo de vida. Eso es el Superadobe: regresar a la tierra para poder vivir.

2. Un Poco de Historia

Como técnica de construcción, el Superadobe es un concepto relativamente reciente. No obstante, esta técnica yace sus raíces muy profundo en la historia de la humanidad. Desde los primeros asentamientos humanos, la tierra ha desempeñado un papel primordial en la construcción de viviendas e infraestructura.

El Superadobe retoma este saber ancestral como apuesta para el futuro. Actualmente, el planeta sufre una mayor cantidad de desastres naturales causados por el impacto de la actividad humana en el entorno. Ante esta situación, surge la necesidad de contar con técnicas de construcción y reconstrucción sencillas, baratas y universales.

Al mismo tiempo, el momento que vivimos demanda soluciones diferentes e innovadoras que conduzcan un cambio de rumbo hacia sociedades sostenibles y en harmonía con el Medio Ambiente Natural. En este contexto surge el Superadobe.

Todo empezó con un proyecto de la NASA para encontrar técnicas apropiadas para la construcción de infraestructura en la Luna y Marte. El encargado de tan ambicioso proyecto fue Nader Khalili. Mientras que nuestro satélite es inherente, en nuestro planeta existe más que nunca la necesidad de construir viviendas, por lo que este arquitecto de origen iraní centró su trabajo en desarrollar un nuevo método de construcción que satisficiera estas necesidades terrenales.

Así, en el último tercio del siglo pasado, se fue perfeccionando lo que hoy conocemos como Superadobe, luego de años de investigación y mejoras en un proceso de constante innovación. El Superadobe, por lo tanto, aúna el conocimiento ancestral de construcción con tierra y las necesidades que surgen ante la incertidumbre del futuro. Es una solución sencilla para una de nuestras necesidades básicas: la vivienda.

3. ¿En Qué Consiste la Construcción con Costales y Superadobe?

Es una técnica de construcción sustentable, o bioconstrucción, donde se utiliza tierra como elemento principal. Su creador lo define como “un saco continuo de tierra compactada muy largo, es adobe continuo. […] Es un saco de tierra, un generador de línea instantáneo y flexible” (Khalili, 2008).

El método emplea materiales que se pueden encontrar en cualquier parte del mundo: tierra arcillosa, costales y alambre de púas. Estos son materias primas que normalmente son empleadas en situación de guerra, pero aquí son utilizados con fines pacíficos.

El Superadobe se compone de:

• Bolsa, costales o sacos:

  Bolsa continua que forman las hiladas o hileras. Son tela de polipropileno entretejido (un tipo de material plástico) que antes de ser impreso y cortado para costales convencionales, se adquiere en forma de rollo.

• Tierra:

  Se usa tierra húmeda únicamente para una estructura temporal, siempre y cuando tenga la suficiente arcilla que proporcione buena adherencia.

• Estabilizantes:

  Puede ser cal, cemento, emulsión de asfalto u otro estabilizante, para una estructura más permanente.

Ventajas de este tipo de construcción:

• Resistencia contra temblores (formas en domo o bóvedas).
• Resistencia contra fuego.
• Resistencia contra inundaciones.
• Resistencia contra huracanes.
• Bajo costo.
• Simplicidad. Fácil de construir.
• Accesibilidad a los materiales.
• Eficiencia energética.
• Alto aislamiento.
• Bajo impacto ambiental.
• Ejecución rápida.

4. El Superadobe Ante los Sismos

Merece la pena detenerse en una de las principales características del Superadobe: su resistencia sísmica.

Si bien se ha comprobado que distintas técnicas de construcción con tierra no son especialmente resistentes a los movimientos de la corteza terrestre, el Superadobe ha demostrado ser capaz de generar estructuras sólidas y flexibles capaces de resistir las sacudidas sísmicas.

El creador de este método de construcción sostiene que “uno de nuestros principales objetivos, desde la construcción del primer prototipo ubicado en Cal-Earth en 1991, ha sido defender el proceso de trabajar muy de cerca con los requerimientos del código de Construcción y Seguridad, tanto los locales como los nacionales, así como de informar a los oficiales de construcción antes de hacer cada cosa que hacemos, para ganar su aprobación y respeto” (Khalili, 2008).

Gracias a este minucioso trabajo, “los modelos de estructuras construidos a escala real (domos y bóvedas) pasaron con éxito las pruebas del exigente Código de Terremotos de California” (Khalili, 2008), uno de los principales referentes a nivel mundial en la materia.

Para probar esta cualidad del Superadobe, se realizaron diferentes pruebas que demostraron la estabilidad de las estructuras construidas con esta técnica, los domos y bóvedas. “Las pruebas se realizaron de acuerdo con los parámetros del ICBO para construcciones en Zona Sísmica 4. Esta es reconocida como la zona sísmica más alta en cuanto a intensidad. […] Las construcciones de Superadobe podrían ser la alternativa de bajo costo e impacto positivo a las prácticas de construcción antisísmica convencionales de hoy en día” (Hunter y Kiffmeyer, 2004).

Cuando la técnica se implementa correctamente, el resultado es una sólida construcción de alta resistencia a sismos, barata y de bajo impacto al Medio Ambiente. La opción perfecta para la reconstrucción en zonas sísmicas afectadas por este tipo de fenómenos geológicos.

5. Domo: un Juego de Niños

El domo, es la estructura basada en la aplicación técnica del Superadobe y caracterizada por sus formas ovaladas. Se trata de una construcción de formas harmónicas y orgánicas en sintonía con el paisaje que las rodea.

Nader Khalili defendía la idea de que el proceso de construcción debía ser una actividad para toda la familia que no requiriera de mucho esfuerzo físico pero sí de mucha imaginación y diversión. Más no nos referimos a esto cuando decimos que el domo es un juego de niños.

Según Khalili, “el procedimiento para construir un refugio con costales de tierra, ya sean cortos o largos, es similar a la manera en que un niño coloca los anillos de un juego de construcción” (Khalili, 2008). Para construir un domo, se deben apilar los anillos de Superadobe escalonándolos gradualmente hacia el interior en un proceso conocido como escalonamiento. Que la planta de estos domos sea circular no es una coincidencia, ya que esta forma geométrica dota a la construcción de mayor estabilidad y solidez en comparación con estructuras cuadradas o rectangulares.

Si bien el proceso de construcción debe ser creativo y divertido, crear viviendas es un asunto serio. Estos espacios serán habitados por seres humanos con el objetivo de satisfacer de esta manera un derecho universal inherente a todos nosotros.

“En una vivienda confluyen muchas necesidades humanas básicas además del acceso a un sitio donde habitar, y la mayoría de ellas hoy en día dependen de insumos externos, consumen grandes cantidades de energía […] y generan grandes cantidades de residuos. Las ecotecnologías pueden contribuir a reducir los impactos ambientales tanto de construir como también para habitar una vivienda, mejorando la forma en que se producen y se emplean la energía y el agua, la forma en que se manejan los residuos, etcétera” (Ortiz et. al., 2014).

Es aquí donde reside la importancia de estas construcciones: representan una manera barata, accesible, segura y respetuosa con el ambiente de cubrir un derecho fundamental para que toda persona pueda ser feliz y desarrollarse adecuadamente.

6. El Principio del Arco

El arco es el elemento arquitectónico estructural básico en este tipo de construcciones (Superadobe). Nader Khalili, el fundador de esta técnica, lo ha basado todo en este principio estructural.

Los arcos son el elemento constructivo de directriz en forma curvada o poligonal, que desvía las fuerzas de la gravedad hacia los costados distribuyendo la presión hacia dos puntos en lugar de uno.

Las bóvedas son elementos curvos que cubren un espacio, al igual que el arco. Están formadas por elementos más pequeños que el espacio a cubrir, por lo que para mantenerse han de transmitir su peso y el resto de las cargas que soportan hasta apoyos continuos como muros, o apoyos aislados, como pilares.

La cúpula también es conocida en su parte exterior como domo o calota. Es un elemento arquitectónico que se utiliza para cubrir un espacio de planta circular, cuadrada, poligonal o elíptica, mediante arcos de perfil semicircular, parabólico u ovoide, rotados respecto de un punto central de simetría.

7. Fotos de Construcción con Costales de Tierra

También pueden utilizarse costales, o sacos de tamaño convencional, aunque esta técnica se define como hiperadobe y no lleva alambre de púas entre hiladas, también se puede la combinación de ambos costales.

8. ¿Qué Necesito para Construir?

9. Antes de Empezar

Antes de iniciar una construcción es preciso asegurarnos de que todas las medidas de seguridad y precauciones han sido consideradas. Debemos considerar el apoyo de primeros auxilios y contar con los números telefónicos de emergencias siempre a la vista. Asimismo, se debe procurar que las condiciones meteorológicas permitan una construcción libre de peligros.

9.1. Consideraciones

No se puede empezar la casa por el tejado, por lo que antes de ponerse manos a la obra, es conveniente:

• En primer lugar, se debe hacer el diseño del edificio sobre papel. Así podremos visualizar el trabajo a realizar y pensar en las necesidades que queremos cubrir.
• Hacer un análisis de sectores y energías externas que fluyen hacia la propiedad: ángulo del sol en verano y en invierno, vientos fríos y calientes, inundaciones, posibles incendios, vistas agradables y desagradables, flora existente.
• Definir la ubicación del edificio. Es esencial tener claro dónde va a ser construido el domo. Hay que considerar orientación, cercanía con corrientes de agua, inclinación del terreno, etc.
• Definir el equipo de trabajo. Es importante tener un equipo de trabajo definido para poder dimensionar el tiempo y el esfuerzo que requerirá el proceso de construcción.
• En la siguiente imagen se describen las partes a consideraciones para el diseño en forma de domo:

9.2. Análisis de la Tierra

¿Tierra húmeda o tierra estabilizada?

Antes de comenzar, primero se debe conocer el tipo de tierra o suelo presente en el terreno del que se va a hacer uso. Para ello, se proponen unas técnicas sencillas.

• Necesitarás mezclar una muestra de tierra con agua en un envase de vidrio o transparente.
• Deja reposar la mezcla de manera que la tierra se asiente en capas. Así, la gravilla y la arena más gruesa quedarán en el fondo del recipiente, seguidas de la arena más fina, posteriormente, se asentarán los limos dejando en la parte superior la arcilla presente en la muestra.
• Este proceso puede tomar varias horas, es conveniente dejar reposar lo suficiente la mezcla para tener un resultado más claro.
• A partir de esta sencilla prueba, podrás determinar si puedes usar la tierra disponible o es necesario estabilizarla.
• Si tiene suficiente arcilla, podrás usar tierra húmeda para tu construcción. De ser así, debes asegurarte de darle un buen revocado.
• Si la tierra no presenta arcilla suficiente, será necesario estabilizarla con cemento, cal, emulsión de asfalto u otro producto estabilizante. Para suelos arenosos, son más adecuados cemento o cal; para suelos arcillosos emulsión de asfalto o cal son mejores. Esto dotará a la tierra de las propiedades necesarias para construir adecuadamente.

Otra manera fácil y sencilla de conocer la composición de la tierra es la técnica de “la barra de barro”. Para realizarla necesitarás:

• Tomar una muestra de la tierra y humedecerla sin que escurra agua.
• Sobre una mesa, amasar la mezcla con las manos hasta que so obtenga una barra cilíndrica de 20 cm de largo y entre 1 y 2 de diámetro.
• Coloca la barra sobre una hoja de papel.
• Ve jalando poco a poco el papel de manera que la barra vaya saliendo paulatinamente de la superficie plana.
• Continúa hasta que la barra se rompa.
• Mide el pedazo de barra que se rompió. Si este tiene una longitud menor a 5 cm, la tierra es demasiado arenosa. Si mide más de 15 cm, es demasiado arcillosa. Si mide entre 5 y 15 cm, la tierra tiene una composición idónea para construir.

9.3. Prueba de Permeabilidad

Para comprobar la resistencia de la mezcla a la compresión y erosión provocada por el agua, se propone realizar un procedimiento muy sencillo:

• Obtén diferentes muestras de la mezcla y llena varios vasos con ellas.
• Deja que las muestras se sequen sin que les dé el sol.
• Después de varios días, saca la muestra endurecida de los vasos y sumérgelas en agua.
• Si después de tres días, las muestras no se erosionan, significa que tu mezcla es resistente a la erosión del agua. De lo contrario, reduce o incrementa la proporción de estabilizador que adicionaste.

9.4. Orientación del Edificio

Una de las principales características de la bioconstrucción es su eficiencia energética. Para ayudar a ello, se debe aprovechar al máximo la energía del sol y las condiciones del paisaje del enclave elegido para levantar el domo.

Se debe considerar lo siguiente:

• Alejar la entrada del edificio de los vientos del invierno, mientras que las ventanas deben estar orientadas a recibir la brisa veraniega.
• Las puertas y ventanas deben orientarse hacia el sur para recibir mayor cantidad de horas de sol, a la vez que deben evitar el cálido sol del poniente (en el caso del hemisferio norte).
• En climas cálidos, es mejor buscar la sombra. Al contrario de los climas fríos.
• La construcción NO debe estar situada cerca de escorrentías y cursos de agua, pero tampoco alejada de tan preciado recurso. Hay que mantener distancias prudentes para evitar desastres en el futuro.
• La construcción en ladera es un poco más complicada, ya que requiere de la construcción de muros de contención y drenaje que demandan mayor complejidad técnica. De ser posible, construye en un lugar plano y seguro.

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10. La Construcción del Edificio

10.1. Cimentación

No hay construcción buena sin una cimentación adecuada. A continuación, se muestran los pasos a seguir para realizar la cimentación del domo o edificio.

Una vez definidas la ubicación del edificio y su orientación, se marcan las dimensiones en el terreno (puede ser, por ejemplo, con cal).

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Cavar una zanja para la cimentación de unos 30 cm de profundidad, que va a incluir un mínimo de 10cm de grava y un poco de arena (1-2.5cm)

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10.1.1. Instalaciones

Hacer instalaciones hidráulicas y/o eléctricas en caso de ir por debajo del edificio.

10.1.2. Nivelar de la zanja

Nivelar con grava y arena la zanja.

10.1.3. Drenaje en la Cimentación

Se puede hacer la instalación de tubo de drenaje en la zanja de cimentación. El objetivo es atrapar el agua que se infiltra y sacarla por gravedad desde una parte alta a una más baja.

10.1.4. Impermeabilización de la Cimentación

Existen varias técnicas y materiales para ello, por lo general, se emplea hule negro de construcción. Con esto, evitamos que suba la humedad por capilaridad a los costales. La colocación del plástico debe realizarse con precaución para no agujerar o rasgarlo con nuestras pisadas.

10.2. Preparado de la Mezcla

¿Cómo mezclar la tierra?

• La mezcla se puede realizar manualmente o con máquina.
• Se deben eliminar las piedras de mayor tamaño dejando únicamente la gravilla.
• El cemento se mezcla en seco con la tierra, mientras que la cal debe mezclarse con el agua antes de incorporarla a la mezcla.
• Asegúrate de conseguir una mezcla homogénea si añades estabilizadores. De lo contrario, simplemente humedece la tierra de forma uniforme.

10.2.1. Prueba de la Mezcla

La mezcla debe tener un punto de humedad específico. Debe estar húmeda pero no mojada.
Para comprobar la humedad de la mezcla:

• Agarra una muestra de mezcla con tu mano y amásala hasta hacer una pequeña bola.
• Al apretarla con la mano, esta NO debe desmoronarse NI gotear agua.
• Es recomendable hacer esta prueba con diferentes muestras de la mezcla para tener mayor certeza al respecto.

10.3. Llenado la Costal, Bolsa o Saco

• Realizar las medidas de longitud del sitio donde se colocará el costal continuo.
• Utiliza los pies para medir, con los pies paso a paso pegado uno con el otro. Dejando dos pies de sobra en cada extremo para el cierre del costal.
• Siempre asegurar las medias para no quedarse corto.
• Nunca iniciar donde haya acabado el costal del nivel por abajo.

Llenar el costal hasta una altura no mayor a la rodilla, que se acomode y compacte con su propio peso, seguir avanzando. Cuidado de no rasgar el costal con el alambre de púas o con el movimientos de los pies.

10.3.1. Cierre del Costal

Se debe compactar el final de la línea antes de cerrar la tela con un doblez desde arriba hacia abajo el costal.

10.3.2. Compactando el Costal

Compacta los sacos rellenos lo mas fuerte posible con un pisón, para crear un bloque parejo, sólido y uniforme. Sólo la tierra húmeda compactada llega a ser sólida.

10.4. Colocación de Alambre de Púas

La principal función del alambre de púas es generar tensión ejercida de manera continua encima de cada línea del costal. Se usa un alambre para cúpulas de hasta 3,6 m de diámetro, 2 alambres para cúpulas más grandes. Cuando el alambre se rompa, superpón ambos extremos unos 65 cm.

Continuar colocando los costales por hiladas o hileras de manera superpuesta y uniforme, sin olvidar el alambre de púas entre hiladas.

10.5. Contrafuertes

La regla es sencilla hay que levantar un muro rodeando el domo que supere la línea de arranque de la curvatura al menos 50 cm.

10.6. Formas o Moldes para Puertas, Ventanas y Otros

Tomar en cuenta que las dimensiones de las formas o moldes para puertas y ventanas debe des ser coherente con el radio del domo. Las formas deben sobresalir por la parte exterior e interior del domo a unos 40cm. Esta longitud es para asegurar de no quedarse corto con el cierre del arco del marco de la ventana, debido a que el domo conforme va ganando altura se va cerrando.

10.6.1. Colocación de Formas

Para puertas y ventanas, se deben colocar marcos y formas que serán retirados posteriormente, una vez que el material del costal haya secado. Para ubicar la ventana y puertas hay que usar el eje central del domo y situar el centro del la forma en relación al eje central haciendo una marca con marcador indeleble.

10.6.2. Ventanas

Las medidas generales para las ventanas son de 1m de base y 1.5m de alto. Las ventanas deben inclinarse un 2% hacia el exterior del edificio para evitar que el agua corra al interior del edificio.

10.6.3. Puertas

Las medidas promedio de las puertas son de .90cm de ancho por 2.10m de alto.

10.7. La Cúpula

Cuando la base esté terminada ya se puede comenzar la cúpula, la cual se curvará gradualmente hacia adentro para cerrarse en la cima. El nivel donde termina la base y comienza la cúpula se denomina línea de la curvatura.

10.7.1 Uso del Compas para la Cúpula

10.8. Escaleras

Unas tablas de madera se pueden colocar para formar escaleras de forma exterior que nos facilitan subir los materiales y dar mantenimiento futuro al edificio. Si el diseño del edificio requiere escaleras en la parte interior, también se les coloca unas tablas, o vigas de metal que después reforzaremos con columnas clavadas y fijadas en la base del suelo.

10.10. Cerrando la Cúpula

Mientras se avanza hacia la cima de la cúpula, se necesita refinar la técnica para permitir que las hileras de los costales se escalonen más y más hacia el interior.

• Se debe caminar en el borde exterior del costal.
• Buscar una torcedura del costal para que se le coloque naturalmente hacia adentro, hacia la línea del compás.
• Continuamente comprueba la línea del compás. Si es necesario, rellena el costal con menos tierra para hacerlos más planos y anchos.

10.11. Revocado, Enjarre o Emplaste

El revoco se refiere a un revestimiento mural. Es el paso final para ayudar al aislamiento e impermeabilización de la estructura. En ocasiones se recubre con una malla metálica que sostenga el revocado en situaciones difíciles para realizar el revestimiento. La cal es muy reconocida como el conglomerante más adecuado. La cal respeta todo tipo de soportes, se adhiere bien y es un producto natural y biológico. Después del fraguado la cal es permeable al vapor de agua pero impermeable al agua. Favorece la evaporación de agua contenida en los muros que respiran.

10.12. Terminados

Se pueden realizar diferentes terminados o adaptaciones innovadoras, el acabado de reptil que se asemeja a las escamas de los reptiles permite frenar el agua que escurre por las paredes exteriores del edifico evitando su erosión. Este consiste en formar bolitas con mezcla y colocarlas una sobre otra.

10.13. Otras Instalaciones

Si se requiere de instalaciones, eléctricas, de gas, tuberías etc., se puede perforar el costal y después realizar un revocado para cubrir las instalaciones.

11. Después de un Trabajo Bien Hecho

En este manual se ha tratado de sintetizar el proceso de construcción con la técnica de costales de tierra y Superadobe. Una técnica sencilla, barata, de bajo impacto ambiental y de fácil uso por una familia para construir refugios temporales o viviendas permanentes.

Un método de construcción apropiado para la reconstrucción de viviendas en caso de desastre natural (terremotos, inundaciones, incendios), pues hace uso de elementos fáciles de conseguir y disponibles en todas las latitudes.

La construcción con costales de tierra es una actividad tan creativa como necesaria. Contar con una vivienda va más allá del espacio físico, es una cuestión esencial para el desarrollo de cualquier persona. Tener un techo donde cobijarse, crear un espacio de intimidad y seguridad es de vital importancia cuando se habla de calidad de vida.

Nuestra vivienda es una extensión de nosotros mismos, por ello, es un derecho universal conocer y disponer de este tipo de técnicas para que todos podamos contar con un refugio o espacio que habitar. No se requiere de mucho esfuerzo o recursos para crear un entorno dónde vivir; gracias a métodos de construcción como el de costales de tierra y Superadobe, lo único que debe preocuparnos es cómo llenar este espacio de vida y calidez humana.

12. Referencias

• “Refugio de Emergencia Con Sacos de Tierra y Eco-aldeas”, Nader Khalili, Cal-Earth Press, EEUU, primera edición 2008, traducción al español 2011.

• “Earthbag Buildings: The Tools, Tricks and Techniques”, Kaki Hunter and Donald Kiffmeyer, New Society Publishers, Canadá, 2004.

• “Manual de Construcción para Viviendas Antisísmicas de Tierra”, Gernot Minke, Forschungslabor für Experimentelles Bauen, Universidad de Kassel, Alemania, 2001.

• “La Ecotecnología en México”, Jorge Adrián Ortiz Moreno et al., UNAM, México, 2014.

Investigación y Desarrollo del manual

• Gerardo González Garibay. (www.gerardo.gg)
• Jorge Santos del Barrio.

Revisión técnica del manual

• -prescindido-
• Igor Ishi Rubio Cisneros

Imágenes: Refugio de Emergencia con Sacos de Tierra y Eco-aldea, Nader Khalili, 2011.

Fotografías: La recopilación fotográfica proviene de capacitaciones en diferentes partes del mundo impartidas por Permacultura México, en ocasiones en conjunto con otras organizaciones y visitas a proyectos.