caratula revista ingpdf - dialnet · caratula_revista_ingpdf.pdf author: juanse created date:...

14
55 Karen Tatiana Arteaga Medina*, Óscar Humberto Medina**, Óscar Javier Gutiérrez junco*** Resumen La construcción con tierra es poco usada en la actualidad debido a la falta de difusión e investigación, y a que es relacionada con la pobreza; por ende, se desaprovechan muchas de sus ventajas, como la abundancia de materia prima, la localización, la disponibilidad, el reciclaje, la producción sin consumo de energía (calorífica), el bajo costo y la resistencia –con un adecuado estudio del material tierra, de la estructuración y del suelo de fundación– ; otras de sus ventajas son el aislamiento térmico y acústico. Con el paso del tiempo se han mejorado las técnicas constructivas con tierra, realizando estabilizaciones e implementando el uso de maquinaria y herramienta mecánica para elaborar Abstract Construction work with earth is hardly used nowadays due to the lack of diffusion and research done on the material. Earth is therefore at a low value and related to poverty. Since it is a non popular material, most of its benefits are unknown such as the abundance as a row material, its location, the availability, the reusable quality, the energy productivity (heat energy), the low cost, and its high resistance after running studies on earth, its structure, and soil foundation. Other benefits are the thermal and acoustic isolation. With passing times, building techniques for working with land have been improved. Carrying out soil stabilization, using machinery and implementing _________ * Ingeniera Civil, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Grupo de Investigación en Construcción Antisísmica GICA. [email protected] ** Ingeniero Civil, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Grupo de Investigación en Construcción Antisísmica GICA. Coordinador Empresa Tierra Cruda, tecnologías con tierra para el desarrollo. Ingeniero asesor estructural, Corporación Santa Clara La Real. [email protected] *** Ingeniero Civil. Especialista en Estructuras, Magíster en Ingeniería Civil, Estructuras y Sísmica. Docente Investigador Grupo de Investigación en Construcción Antisísmica GICA. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. [email protected] Fecha de recepción: 23 de agosto de 2011 Fecha de aprobación: 6 de noviembre de 2011

Upload: others

Post on 12-Jun-2020

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31 55– CEDEC

Bloque de tierrra comprimida comomaterial constructivoCompressed earth blocks, as construction material

Karen Tatiana Arteaga Medina*, Óscar HumbertoMedina**, Óscar Javier Gutiérrez junco***

Resumen

La construcción con tierra es poco usada en laactualidad debido a la falta de difusión einvestigación, y a que es relacionada con la pobreza;por ende, se desaprovechan muchas de sus ventajas,como la abundancia demateria prima, la localización,la disponibilidad, el reciclaje, la producción sinconsumo de energía (calorífica), el bajo costo y laresistencia –con un adecuado estudio del materialtierra, de la estructuración y del suelo de fundación–; otras de sus ventajas son el aislamiento térmico yacústico. Con el paso del tiempo se han mejoradolas técnicas constructivas con tierra, realizandoestabilizaciones e implementando el uso demaquinaria y herramienta mecánica para elaborar

Abstract

Construction work with earth is hardly usednowadays due to the lack of diffusion and researchdone on thematerial. Earth is therefore at a low valueand related to poverty. Since it is a non popularmaterial, most of its benefits are unknown such asthe abundance as a row material, its location, theavailability, the reusable quality, the energyproductivity (heat energy), the low cost, and its highresistance after running studies on earth, its structure,and soil foundation. Other benefits are the thermaland acoustic isolation.With passing times, building techniques for workingwith land have been improved. Carrying out soilstabilization, using machinery and implementing

ISSN 0121–1129

_________* Ingeniera Civil, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Grupo de Investigación en Construcción Antisísmica GICA.

[email protected]** Ingeniero Civil, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Grupo de Investigación en Construcción Antisísmica GICA. Coordinador

Empresa Tierra Cruda, tecnologías con tierra para el desarrollo. Ingeniero asesor estructural, Corporación Santa Clara La [email protected]

*** Ingeniero Civil. Especialista en Estructuras, Magíster en Ingeniería Civil, Estructuras y Sísmica. Docente Investigador Grupo de Investigaciónen Construcción Antisísmica GICA. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. [email protected]

Fecha de recepción: 23 de agosto de 2011Fecha de aprobación: 6 de noviembre de 2011

, pp.55-68

Page 2: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

56 Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31– CEDEC

bloques de tierra comprimida, y así facilitar el trabajoy obtener mayor rendimiento. Este artículo presentala tierra como material constructivo, las técnicas osistemas constructivos, los bloques de tierracomprimida (BTC) y algunos ensayos realizados aestos bloques.

Palabras clave: Bloque de tierra comprimida,Construcción en tierra, Muretes, Ensayos demateriales de construcción.

different sorts of mechanic tools to make compressedearth blocks, which facilitates work and increasesits performance. Here earth is presented as a buildingmaterial, its techniques and constructive systems, theearth compressed blocks (CBE), and some tests runon these blocks.

Key words: Compressed Earth Block, Constructionon the Ground, Walls and Trials on BuildingMaterials.

Bloque de tierrra comprimida comomaterial constructivo

Page 3: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31 57– CEDEC

I. INTRODUCCIÓN

La tierra es el material de construcción utilizado conmayor antigüedad por la humanidad, y es la base deuna de las tecnologías que mejor se adaptan almedioambiente y a formas contemporáneas deconcebir la construcción sostenible.

El impacto que genera la construcción en elmedioambiente hace que la humanidad busquealternativas para aprovechar de forma adecuada losrecursos que ofrece la naturaleza, aún más si seconsideran las actuales proporciones decontaminación.A través de la construcción con tierrase disminuye este impacto, dado que se evita laalteración de los ecosistemas.

Algunos de los materiales utilizados desde el iniciode la construcción eran el lodo, grumos de barro,piedras, madera y fibras naturales, que correspondencon sistemas constructivos tradicionales y dignos. Laimplementación de los materiales dependía del lugaren el cual se realizaba la construcción, pero siemprese utilizaba la tierra o el barro [1], cuya granulometríay estado de humedad determina el sistemaconstructivo.

El bloque de tierra comprimida (BTC) es de fácilproducción, y su utilización es una técnica de mayoreficiencia y rapidez; para que su desempeñoestructural tenga mayor estabilidad se mezcla conuna parte de cemento y arena, y se realizan ensayospara determinar los límites de consistencia ygranulometría. Los bloques se pueden fabricar condiversas geometrías, desde bloques macizos hastamejorando la unión estructural.

La construcción con tierra se aplica en diversoslugares, pero es poca la investigación que se generasobre ella, razón por la cual el Grupo de Investigaciónen Construcción Antisísmica –GICA–, de laUniversidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia,busca promover e incrementar la investigación eneste tipo de construcción y en la utilización demateriales naturales en general, realizando un estudioa los bloques de tierra comprimida usados en elClaustro Santa Clara la Real, cuya importancia

patrimonial radica en distintos elementosarquitectónicos en conjunto con la capilla adyacente.

El objetivo de este artículo es dar a conocer algunosde los materiales de construcción fabricados contierra y usados en construcciones ancestrales, comoel bloque de tierra comprimido; al igual que algunosde los ensayos realizados para obtener un productode mayor rango de uso, coherente con los materialesconstructivos originales de edificios patrimoniales ypara vivienda nueva.

II. GENERALIDADES DEL MATERIAL

La tierra es un material que predomina en cualquierlugar; en la actualidad, su utilización se haincrementado, debido a la conciencia ecológica, bajocosto y por ser un material reciclable y adaptable alas condiciones climáticas en donde se encuentre. Aladicionarle algún agregado, el material es moldeadopara que tenga las características que se desean. Latecnificación de esta modalidad da a conocer elresurgimiento de la ingeniería y arquitectura contierra.

El suelo ideal para la construcción es aquel que tengabajo contenido de material orgánico y de arcillaexpansiva, ya que con la absorción y secado del aguala arcilla expansiva altera su volumen y no lorecupera.

En cuanto a la composición granulométrica, se diceque la tierra tiene arena, limo y arcilla, y sucomposición general incluye agua y aire; por estacomposición es posible su uso, ya que puede serestabilizada adecuadamente, de acuerdo con el rangode cohesión, para ser mejorado. Dependiendo delsistema constructivo que se emplee, se tiene en cuentaqué tipo de arcilla se puede usar, según la humedadóptima de compactación [2].

Para mejorar el material tierra se realizanestabilizaciones con algunos agregados, clasificadosen procesos homogéneos y heterogéneos. Losprocesos homogéneos consisten en agregar elmaterial faltante: si la tierra es poco cohesiva, arcilla,y si es muy cohesiva, arena; los materiales se

Arteaga Medina,Medina, Gutiérrez junco

Page 4: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

58 Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31– CEDEC

incorporan en seco y deben ser semejantes al materialpor estabilizar. En los procesos heterogéneos ocurreincorporación de otro tipo demateriales que cumplencon la función de brindar estabilidad al materialnatural; este proceso se divide en estabilizantes porconsolidación, fricción e impermeabilizantes.

A. Procesos heterogéneos

1) Consolidantes:Los estabilizantes por consolidaciónse enlazan con los limos y las arenas para mantenerlosunidos. La cal es uno de los mejores estabilizantespor consolidación, debido a que liga las partículas delsuelo, aumentando su resistencia a los esfuerzoscompresión ycortante; también disminuye la absorcióndel agua. La cal no modifica la porosidad, y la tierrano pierde su adherencia. En cuanto a sustanciasorgánicas, algunas cumplen la función de aglutinantes,presentes en vegetales como las cactáceas y lassuculentas, en coloides orgánicos, en la lechey huevos.

2) Fibras: Con los estabilizantes por fibras secontrola el comportamiento de dilatación y retraccióno contracción durante el fraguado; este consiste enla adherencia dematerial fibroso a la tierra, formandoredes al unirse. Estas fibras pueden ser de origenvegetal, como paja, diferentes gramíneas, virutas demadera, acículas de pináceas, cáscaras de coco, tallosdel maíz y fibras de pita o fique, o de origen animal,como lana, crines de caballo, pelo de llama. Elmaterial agregado debe estar seco, para evitar que sedescomponga.

Las fibras como estabilizantes impiden la apariciónde fisuras y siguen actuando con el tiempo; tambiéncumplen la función de articular la estructura yvolverla flexible ante movimientos sísmicos.

3) Impermeabilizantes:Su función es aislar el excesode agua por capilaridad y por lluvia. Losimpermeabilizantes actúan como una capa sobre lasarcillas, regulando el paso del agua y evitando asíque las arcillas expansivas actúen. Las grasas, de tipovegetal, animal o fósil, son parte de los materialesusados como impermeabilizantes. La cantidad debeser la apropiada para que no interfieran con elcomportamiento de las arcillas.

En la producción de los materiales con tierra para elClaustro Santa Clara la Real, se realizaron bloquesde tierra comprimida con el material reciclado parasu restauración. Una parte de este material se obtuvode la cubierta, y otro, de los adobes que se retiraronde la construcción. En el lugar se encontró unmateriallimo-arenoso de plasticidad baja y color café, cuyacaracterización es:

Los límites de consistenciaLímite líquido, LL (%): 19,20Limite plástico, LP (%): 0Índice de plasticidad, IP (%): NPClasificación: ML

La gravedad específica del material es de 2,67, valorcaracterístico de arenas y limos arcillosos.

B. Tecnología de construcción con tierra

Las técnicas de construcción con tierra, consideradasahora sistemas constructivos, son: adobe (sinestabilizar, estabilizado), bahareque y tierra pisada(muros, bloque). Algunos de estos sistemasconstructivos han sido objeto de mejoras, y otros sehan dejado de utilizar, debido a la vulnerabilidad quetiene el material tierra con respecto a esfuerzo atracción. Se debe tener en cuenta que las cargas queafectan la estructura afectan los materiales que lacomponen, por lo cual es importante tenerconocimiento del trabajo en conjunto que realiza latierra con algún agregado.

1) Adobe: El adobe se elabora con barro, mide35x25x10 cmypesa, en promedio, 14 kg. El materialdebe tener mayor porcentaje de arena que de arcilla.Estos ladrillos, en su comienzo, eran confeccionadosa mano, y luego se utilizaban moldes, con lasdimensiones mencionadas, para lograr una mayorproducción. La tierra debe permanecer húmedadurante dos días, para fermentar la tierra y lograrque los aglomerantes actúen. Para elaborar el ladrillo,el barro se arroja dentro del molde humedecido, paraluego comprimirlo con la mano o los pies, repartiendouniformemente el material; posteriormente se enrasala superficie, y se desmolda cuidadosamente para quelas aristas permanezcan en buen estado. Estos

Bloque de tierrra comprimida comomaterial constructivo

Page 5: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31 59– CEDEC

ladrillos son secados durante dos a cuatro días, conprotección especial para que el secado sea uniforme.Para que el secado no sea aparente y el adobe se

Foto 1. Adobe del Claustro Santa Clara la Real

conserve, el producto es almacenado. Algunosinvestigadores estiman que la producción de adobesse debe realizar en una época adecuada del año [3].

Si el adobe se raja al secarse es porque presentamucha arcilla. La estabilización del adobe, en el casode fibras naturales, se debe hacer antes de humedecerla tierra; para la aplicación de grasas o emulsiónasfáltica, la tierra debe tener la humedad requerida,para luego realizar la estabilización.

2) Bahareque: Este sistema constructivo es tambiénconocido en el medio con los nombres de bajareque,enjarre o embarrado. El bahareque se compone deun esqueleto en material vegetal relleno con tierra.Los esfuerzos constructivos aplicados en estadoplástico sobre la tierra son absorbidos por el esqueletoo estructura.

Se puede decir que el bahareque consiste en unaestructura de pies derechos de madera que se

empotran a la cimentación o al suelo natural, a lacual se le fijan travesaños de caña, pero de menorsección, con separaciones de entre cañas de 80 y 120mm. Posteriormente se incorpora el tejido de varas,cañas, carrizos u otro tipo de bambúseas que, segúnsu diámetro, se pueden entramar enteras oseccionadas en toda su longitud. Esta estructura esrevestida por ambas caras con barro adicionado confibras vegetales en dos o tres capas sucesivas deespesor decreciente [4].

En el proceso de construcción con bahareque seobserva que para los entramados deben tomarsemateriales que no presenten mal estado o se esténdeteriorando. Por lo general como forma de selladose utiliza cal.

Arteaga Medina,Medina, Gutiérrez junco

Page 6: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

60 Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31– CEDEC

3) Tapia pisada: También conocida como tapial otierra apisona; es unmétodo que utiliza una formaletade madera, llamado tapial. La tierra usada para latapia debe mantener la humedad óptima decompactación; cuando no es así se humedeceuniformemente, evitando excesos. Sin que se tratede una regla estricta, normalmente los rangos dehumedad que se requieren para elaborar tapias giranen torno a un valor de 10% [4]. La tierra debe sercernida para quitar rocas de gran tamaño, y posiblematerial orgánico, como raíces, ya que puededescomponerse y alterar las características de losmuros o los bloques construidos.

Para observar el grado de humedad que tiene elmaterial, basta con tomar un puñado de tierra yoprimirlo; si la tierra no se compacta, formando unabola firme, es porque le hace falta humedad; si latierra es pegajosa, el contenido de humedad es alto,y el suelo no servirá para compactar. “La tierracompactada a mano se puede dejar caer sobre unasuperficie firme desde una distancia deaproximadamente un metro. Si la bola se rompe, elcontenido de humedad es adecuado, si no, haydemasiada humedad presente” [5].

Los muros pueden ser construidos de diversasformas; la diferencia radica en el soporte ymovimiento del tapial [6]. En el primero, se fijanmediante una serie de estacas clavadas en el suelo,que son reforzadas por puntales y horcones atadosen la parte superior para evitar su separación, y conbarrotes transversales en el interior, con el objeto demantener un grosor uniforme del muro. En el segundoprocedimiento, el cajón queda libre para serdesplazado, y se soporta por su propio pesomediantetravesaños a los cimientos o a la hilada de tapias yaterminada [4]. Esta técnica requiere que el material

sea extendido y pisado, para compactarlo formandocapas de 15 a 25 cm de espesor.

4) Bloques de tierra comprimida (BTC): Seobtienena partir de la mezcla de tierra (82,75%), arena(6,20%) y cemento (11,03%), para luego sercompactada. El material debe ser cernidopreviamente al mezclado y estabilizado. La máquinautilizada para la compactación es conocida comoprensa o bloquera; la más conocida es la CINVA-RAM (foto 2), que tiene una caja metálica de 16 cmde alto, 29 cmde largo y 14 cmde ancho. Se componetambién de una barra metálica o palanca, la cual esaccionada por un operador humano. Para realizar unbloque se debe preparar el material, abrir la caja eintroducir la tierra estabilizada. La caja es cerradapara poner la barra metálica, se aplica la presiónnecesaria hasta que la barra baja. Posteriormente elbloque es sacado del molde y trasladado para elcurado o secado, en el que puede durar de dos días auna semana, dependiendo del contenido de humedadque presente el bloque luego de la compactación. Lasdimensiones de los bloques son 9.5 x 14 x 29 cm(foto 3).

Los bloques presentan diversas características segúnsu elaboración, ya que la máquina facilita el empleode moldes; pueden ser perforados, lo cual los hacemás ligeros, teniendo la posibilidad de reforzarlos;también pueden presentar curvaturas, para serutilizados estructural y arquitectónicamente.

Además se puede realizar tableta de tierracomprimida estabilizada, con dimensiones 5.5 x 14x 29 cm (foto 4). Otros materiales constructivos detierra son los pañetes estabilizados con fibra natural,que le dan a las estructuras acabados estéticos yduraderos (foto 5).

Bloque de tierrra comprimida comomaterial constructivo

Page 7: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31 61– CEDEC

Foto 2. Máquina CINVA- RAM Foto 3. Bloques de tierra perforados

Foto 4. Tableta de tierra comprimida Foto 5. Pañetes naturales

III. ENSAYOS

Para obtener un bloque de tierra comprimidaresistente y de calidad es necesario seguir la normaestablecida para bloque suelo cemento NTC 5324, yrealizarle a dicho bloque algunos ensayos dedesempeño. En cuanto a normativa, las dimensionesmás conocidas son 14 cm x 9.5 cm x 29,5 cm (E x hx L) o 22 cm x 9.5 cm x 22 cm (E x h x L) [5]. Seespecifica que luego de realizada una producción yposterior curado, se deben observar las característicasfísicas de los bloques, como el aspecto, la textura ysus dimensiones, ya que los bloques aceptados nodeben presentar rotura, fisuras, desportilles en las

puntas o en las aristas y deformaciones. Algunos delos ensayos que se deben realizar a los BTC soncapilaridad, resistencia a la compresión, variacionesde dimensiones entre estados convencionalesextremos, resistencia a la compresión húmeda yresistencia a la abrasión de acuerdo con la NormaTécnica Colombiana NTC 5324.

A. Ensayo Compresión seca, NTC 5324, para

bloques suelo cemento [7]

Su finalidad es medir la resistencia de los bloques ala compresión; en la probeta se les aplica tensiónlongitudinal. Los bloques deben estar secos hasta que

Arteaga Medina,Medina, Gutiérrez junco

Page 8: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

62 Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31– CEDEC

su masa sea constante, se dejan estabilizar durantedos horas, se pesa cada bloque, luego se cortantransversalmente con un cuchillo de acero sobre unade las caras y se da un golpe de maseta, obteniendodos medios bloques. Se sobreponen las dos mitadesen el mismo plano de corte, la cara destinada a pegadebe estar humedecida. Entre las caras se colocamortero de 10 mm de espesor. Se realiza limpieza delas caras de apoyo y de pega. Después delendurecimiento del mortero, por lo menos 48 horasantes de realizar el ensayo, medir las dimensionesde la superficie alta y baja de las probetas y calcularpara cada una de las probetas el promedio entre estasdos superficies. Impregnar cada una de las caras conun pañete, ubicar el centro verificando cada una delas distancias entre los bordes de las probetas y losextremos de la bandeja. Para finalizar se aplica lacarga de manera continua y sin movimientos bruscosa una velocidad constante de 0.02 mm/s o lacorrespondiente de un aumento de presión de 0.15Mpa/s y 0.25 Mpa/s hasta la rotura completa de laprobeta. En la norma se especifica la fórmula parahallar esfuerzos de rotura R en Mpa:

R CSb x 10

= (1)

En donde c es la carga de rotura del bloque, y Sb esla sección mínima del bloque.

B. Ensayos realizados a las muestras

La empresa TIERRA CRUDA, Tecnologías para elDesarrollo y la Universidad Pedagógica yTecnológica de Colombia fueron de gran apoyo parala realización de estos ensayos de investigación, puesnos facilitaron el material, las instalaciones y lamaquinaria, junto con el personal capacitado paraguiar el buen desarrollo de tales ensayosDebido a la poca experimentación con los materialespara la construcción con tierra, la falta deimplementación de la NTC 5324 para bloques suelocemento y la poca normativa para dichos materiales,se realizaron ensayos de compresión simple, tomandocomo referencia uno de los ensayos usados paradeterminar la resistencia de ladrillos y otrosmateriales.

Este ensayo tiene como procedimiento lo siguiente:l Se selecciona el material, ya sea por edades o porlas características que presente.

l Se numera el material, se toman las dimensioneslargo, ancho, alto y diámetro, si este es perforadoo curvo.

l Luego se emplean placas para poner los bloquesen la maquina universal. Las placas deben estardebidamente centradas con el bloque en medio.

l Se ingresan las dimensiones del bloque en elprograma trapezium y la velocidad de 1.3 mm/min, se da inicio al ensayo y se comprime hasta

Foto 6. Ensayo de compresión

Bloque de tierrra comprimida comomaterial constructivo

Page 9: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31 63– CEDEC

que ocurre la falla.l Los datos que muestra la máquina sonalargamiento, tiempo, carga; con estos datos secalculan los esfuerzos y deformación unitaria.

La resistencia varía de 2 a 4 Mpa, según la norma;existe una clasificación por resistencia: si laresistencia mínima es de2Mpa es BSC (bloque suelocemento) 20, si es de 4 Mpa es BSC 40, si es de 6Mpa es BSC 60.

En el ensayo, el bloque siempre pierde sus caras, peroconserva la forma inicial con el material central.

Se observa que los bloques más densos son aquellosque tienen mayor resistencia mecánica y mayor

compactación. Si la tierra presenta una buenacompactación en la realización del bloque, laresistencia y la densidad tienen una relaciónproporcional. Se concluye que a mayor densidad decompactación, mayor resistencia.

Se elaboraron dos muretes de bloque de tierracomprimida, cuyas dimensiones fueron 30 cm x 14cm x 45 cm, los cuales fueron fallados a compresiónsimple en la máquina universal (foto 7), cuyadensidad fue de 2021,8925 kg/m3 (valor promedio)y resistencia a la compresión de 1,17 MPa (valorpromedio). En las gráficas 1 y 2 se observa elcomportamiento de los dos muretes a compresiónvertical y diagonal.

Gráfica 2. Resistencia al cortante

Gráfica 1. Compresión simple

Arteaga Medina,Medina, Gutiérrez junco

Page 10: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

64 Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31– CEDEC

También se elaboraron 3 muretes de bloque de tierracomprimida con refuerzo de 46 cm x 14 cm x 45 cm,y se les aplicaron cargas a compresión diagonal,obteniendo valores del esfuerzo cortante y ladeformación diagonal (foto 8). La resistencia al cortees de 0,1926 MPa, con densidad igual a 1327,936kg/m3.

Se obtiene la curva esfuerzo-deformación y se hallael Módulo de Elasticidad con la línea secante quecorta la curva en el esfuerzo correspondiente a ladeformación unitaria de la longitud corresponda a la50 millonésima y la deformación unitariacorrespondiente al 40% del esfuerzo máximo, quecorresponde al 1,806 MPa, un módulo de elasticidadde 933,4 MPa (promedio) y relación de poisson de0.2 (foto 9).

Foto 7. Ensayo de compresión de muretes Foto 8. Ensayo de compresión de muretes

Para efectuar la compresión y hallar el módulo deelasticidad se realizaron ocho probetas cilíndricas.El valor del módulo de elasticidad presentóvariaciones entre probetas, debido al proceso decompactación de la probeta, ya que se quería obtenerla misma compactación de la máquina bloqueraCINVA-RAM. La compactación se realizó con lamáquina universal en un molde diseñadoespecialmente para obtener cilindros de lasdimensiones requeridas (foto 10). En las gráficas 3 y4 se observa el comportamiento de estas probetas acompresión.

Para este ensayo se utilizan anillos en aluminio quese ubican en ¼ de la altura de la probeta, a los que seles instala los deformímetros o LDVT con precisiónde 0.5 micras (foto 11).

Bloque de tierrra comprimida comomaterial constructivo

Page 11: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31 65– CEDEC

Foto 11. Anillos en aluminio y LDVT o deformímetros

Foto 10. Molde para probetas cilíndricas

Foto 9. Ensayo de compresión para obtencióndel módulo de elasticidad y relación de poisson

Arteaga Medina,Medina, Gutiérrez junco

Page 12: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

66 Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31– CEDEC

IV. DISCUSIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

En el ensayo a compresión simple de los bloques detierra comprimida se obtiene que a mayor densidad,mayor es la resistencia. Comparando la resistencia delos bloques según su geometría, los que tienen unacurva presentan mayor resistencia, seguidos de losmacizos y perforados; aunque tal comparación sedebería realizar con la misma cantidad de muestras.Se observa que existe una relación proporcional entredensidad, compactación y resistencia.

En el ensayo de compresión axial en los muretes, lafalla depende de la interacción de los bloques con elmortero; entre más perforaciones tenga el bloque,menor será su resistencia. La primera falla se da enlos bloques, luego se generan fallas en el mortero; estodebido a la diferencia entre la resistencia de los bloques

y la resistencia de adherencia del mortero y el bloque(foto 12).

En el ensayo de compresión diagonal de muretes debloques de tierra comprimida se dio una falla en losbloques, lo que indica que la resistencia a la tensiónde los bloques es menor en relación con la resistenciade adherencia del mortero con el bloque, y se observaque los bloques y elmortero no conserva su adherenciafalla en la junta; su falla es diagonal (foto 13).

Al fallar las probetas cilíndricas (foto 9) para hallarmódulos de elasticidad y relación de poisson, sepresenta una falla columnar que recorre todoel cilindroen sentido a la fuerza aplicada. Según las gráficasobtenidas, el material es dúctil, lo cual indica que elmaterial puede llegar a tener grandes deformacionesantes de la falla.

Bloque de tierrra comprimida comomaterial constructivo

Gráfica 3. Ensayo para determinación de módulo de elasticidad y relación de poisson, probetas 1 y 2

Gráfica 4. Ensayo para determinación de módulo de elasticidad y relación de poisson, probeta 3

Page 13: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31 67– CEDEC

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

l Los materiales que emplean tierra perdurarán enla construcción, por su economía, porque sonresistentes –con un estudio del material y laestructura, y con un diseño coherente–, y porquela tierra es un material abundante, reciclable yproductivo.

l Actualmente los bloques de tierra comprimidageneran gran observación, debido a que sonelementos estructurales de producción en línea yque se pueden producir en el lugar donde se vayaa construir. Se realizan con diferentes formas,como bloques macizos, perforados y curvos, a loscuales se les puede dar la característica que sedesea, diversos colores, diseños estéticos,portantes y arquitectónicos.

l En cuanto a resistencia, este elemento no está lejos

de entrar en competencia con otros tipos demateriales, porque debido a sus perforacionespuede ser reforzado y estabilizado; este refuerzose realiza con una varilla que es calada por unamezcla de cemento fluido.

l La NTC 5324 para bloques de tierra comprimida,o bloque de suelo cemento, no ha sido divulgada,y es importante realizar los procedimientosestablecidos para determinar el tipo decomportamiento que tiene este material.

l El análisis de su resistencia indica que, al sercomprimido, su fractura no es inmediata; por logeneral, el material pierde sus caras y mantienela geometría. La principal fractura se dirige hacialas esquinas en un plano inclinado, porque seconcentran los esfuerzos. Se podría decir que elmaterial es dúctil, ya que su deformación no esde forma brusca y ocurre a medida que se le

Foto 12. Fallas en las piezas Foto13. Fallas en las piezas

Arteaga Medina,Medina, Gutiérrez junco

Page 14: Caratula Revista IngPDF - Dialnet · Caratula_Revista_IngPDF.pdf Author: JuanSe Created Date: 5/18/2012 1:34:56 PM Keywords ()

68 Revista Facultad de Ingeniería, UPTC, Julio-Diciembre de 2011, Vol. 20, No. 31– CEDEC

aplique la carga hasta llegar a la fractura.

l Para mejorar el desempeño del bloque de tierracomprimida con respecto a otros materiales esnecesario incrementar las investigaciones sobresus propiedades.

l Otra investigación que se podría realizar sobrelos bloques de tierra comprimida giraría en tornoal tipo de estabilizantes, según la resistencia re-querida, sin que el material sea sobreestabilizado.

l La interacción que hubo entre la empresa TierraCruda, Tecnologías para el desarrollo y la UPTCpodría aumentar, al inculcar en los estudiantes deprimeros semestres el estudio de la tierra comomaterial constructivo, y el mantenimientoestructural de construcciones que sonconsideradas patrimonio cultural; de esta formael apoyo en la investigación crecería.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] El Paso Solar Energy Association, Cons-truyendo con adobe. [En línea]. Disponible en:http://www.epsea.org/esp/pdf2/adobe.pdf.[Fecha de consulta: 8 de noviembre de 2010].

[2] G.M Viñuales. Tecnología y construcción con

tierra. Consejo Nacional de InvestigacionesCientíficas y Técnicas, Conicet, Argentina,2008.

[3] L. F. Guerrero Baca. “Deterioro del patrimonioedificado en adobe”.Revista Diseño y Sociedad,Universidad Autónoma Metropolitana,Xochimilco, México, 2002.

[4] L. F. Guerrero Baca. Arquitectura en tierra.Hacia la recuperación de una cultura

constructiva. Universidad AutónomaMetropolitana, Xochimilco, México, 2007

[5] P.McHenry. Adobe. Cómo construir fácilmente.México D.F.: Trillas, 1996.

[6] M. Figols González. Arquitectura técnica,presentación MLN. Pdf. [En línea].Disponible en: hes.scribd.com/doc/39867719/Construcciones-Rurales-Con-Tierra.[Fecha de consulta: 20 de noviembre de2010].

[7] INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMASTÉCNICAS. Norma Colombiana para bloquesde suelo cemento para muros y divisiones.Definiciones. Especificaciones. Métodos deensayo. Condiciones de entrega. ICONTEC,2004. 39 p. NTC 5324.

Bloque de tierrra comprimida comomaterial constructivo