¿Qué es?
El Tapial o tierra tapizada se trata de un sistema constructivo tradicional que consiste en elaborar muros con tierra arcillosa húmeda, compactada a golpes con un pisón, rellenando poco a poco un encofrado de madera o metal con diferentes capas de tierra.
La técnica compacta tipos específicos de suelo con componentes que incluyen arena, grava, arcilla y un estabilizador; la capa se comprime en aproximadamente la mitad de su volumen original, utilizando un pisón neumático o manual. Este proceso se repite iterativamente hasta que el marco está lleno de tierra compactada, retirando la cimbra de madera y dando forma a una pared de tierra apisonada independiente.
En función del tipo de encofrado y por el material constructivo del muro, hay varios grupos de clasificación de tapias, los que interesan en este caso son:
Tapia estabilizada en masa: Aquella que no lleva ningún tipo de revestimiento y tiene en la mezcla aglomerantes como cemento Portland o la cal hidráulica.
Tapia estratificada: Consiste en diferentes capas alternas de tierra de diferentes tonalidades, con un resultado plástico muy interesante
Tapia mixta: Son aquellos tapiales que presentan en los parámetros verdugadas de ladrillo, cerámica o piedras y tierra amasada en el interior del muro
Se utiliza en casos de construcción sostenible (Viviendas ecológicas, arquitectura bioclimática y proyectos con enfoque de baja huella de carbono) en zonas rurales (Comunidades donde los materiales industriales son costosos, de difícil acceso o por tradición) en restauración patrimonial (En la recuperación de edificaciones antiguas construidas con esta técnica) en climas extremos (En lugares con grandes variaciones térmicas debido a su inercia térmica)
Materiales
Los componentes varían según la disponibilidad local, pero en general se necesita:
Tierra: Preferiblemente con un 20-30% de arcilla y 70-80% de arena y limo para una buena cohesión.
Agua: En proporción adecuada para lograr una mezcla maleable pero no saturada.
Estabilizadores (opcional): Cal, cemento, ceniza volcánica o fibras naturales (paja, estiércol, cáñamo) para mejorar resistencia.
Encofrado: Generalmente de madera o metal, para moldear y sostener la tierra compactada.
Pisones: Neumáticos o manuales, necesarios para compactar la tierra
Herramienta: Carpintería y albañilería básica, ya que los encofrados para los muros suelen hacerse de madera.
Mano de obra: Albañiles y carpinteros
Elementos Constructivos
Cimientos: Hechos con piedras trabadas entre sí y amalgamadas con tierra.
Muros: De tierra compactada que van desde los 70 centímetros en primer piso hasta los 50 centímetros de espesor en el segundo piso y una altura hasta 4 metros en cada piso.
Proceso Constructivo
Se debe considerar un sistema de cimentación como en cualquier otro sistema constructivo tradicional, ya sea con el sistema de zapata corrida de concreto o cualquier otro que el estructurista proponga.
También se debe dejar una dala de desplante para evitar que el muro tenga contacto directo con la humedad del exterior en caso de lluvias. De la dala de desplante se sugiere dejar varillas de aprox. 40 cm de altura a 40 cm para mayor adherencia del muro con la estructura.
La tierra o suelo, es el material principal y de sus propiedades depende en gran medida el resultado. La tierra de mejor calidad es aquella derivada de rocas ígneas como el granito, aunque la tierra que proviene de rocas sedimentarias también puede utilizarse los muros alcanzan menos durabilidad, en ese caso, con el cuidado y los agregados necesarios se puede lograr también un resultado de muy buena calidad. Se deben de realizar algunas pruebas que indiquen si es óptima para el fin deseado.
A grandes rasgos, la composición de la mayoría de las construcciones de tapia desde la antigüedad ha sido un 70% de arena y grava-30% de arcilla y limos. La granulometría usada varía según la región, por ejemplo en Argentina para el sistema de tapia es 5% arcilla, 5% de limos, 90 % de arena. Estos porcentajes pueden tomarse como base, para buscar la tierra más conveniente según los objetivos de la obra.
Las muestras se deben de tomar de una capa de suelo firme aprox. a 1.5 o más de profundidad, para ello hay que eliminar la capa superficial con impurezas y organismos vivos inadecuados para la construcción.
- PRUEBA DE OLFATO
- PRUEBA DE TACTO
- ENSAYO DE LUSTRE
- PRUEBA DE ADHERENCIA
- ENSAYO DE LAVADO
- ENSAYO VISUAL
- ENSAYO DE RETENCIÓN DE AGUA
- PRUEBA DE CONSISTENCIA
- ENSAYO OPTICO DE CONTENIDO DE AGUA
- PRUEBA DE COHESIÓN
- ENSAYO DE SEDIMENTACIÓN
La función de la estabilización es incrementar la resistencia de un material al deterioro producido por la lluvia, el agua estancada, la compresión, flexión, tracción y abrasión producida por el viento y la durabilidad en general. La tierra sin estabilizar puede sufrir problemas como absorción excesiva causando grietas y deterioro del muro.
Hay tres métodos de estabilización: físicos, químicos y físico- químicos.
Los físicos son aquellos en que se utilizan productos naturales como pelos, resinas vegetales, goma o cenizas.
Los químicos son en los que se utilizan productos artificiales como el cemento, la cal, el asfalto, los polímeros, fibra de vidrio, resinas con base en formaldehidos, resinas de acrílico o con basepolivinílica, componentes alumínicos o productos sintéticos como los ácidos, sodas, silicatos y parafinas.
Los físico-químicos cuyo principal objetivo es hacer los muros más resistentes al agua pueden ser agentes hidrófogos como derivados del amoniaco o resinas, o agentes vinculantes como cemento hidráulico, silicatos de sodio o resinas sintéticas.
Alrededor del mundo es muy similar la manera de contener la tierra para compactarla y formar los monolitos. Generalmente consiste en formas de madera con refuerzos tanto en el sentido vertical como en el horizontal. Para lograr resultados optimos es necesario que el encofrado sea rigido, tambien que sea manejable con un tamaño optimo para su desplazamiento dentro de obra, se recomiendan encofrados de 1.80 m x .0.60 m y de 1.80 m x 0.45 m. Y finalmente una buena colocación del encofrado dependiendo del material con el que se haga y sus propiedades físicas.
Para prevenir desprendimiento de la tierra, en las esquinas se deberán colocar lambrines de madera sesgados a 45° y prevenir cualquier instalación o refuerzo estructural que deba quedar ahogado.
Es necesario que la tierra esté húmeda antes de compactarla, se debe de tener cuidado de no mojar en un solo punto, tratando de humedecer homogéneamente. Demasiada agua dará poca resistencia, menos durabilidad y será fácilmente atacable por la abrasión. El agua empleada no debe superar el 12% del peso de la tierra empleada.
Un correcto llenado del encofrado deberá hacerse en capas de entre 7 y 10 cm. antes de la compactación. El pisón es el elemento básico puede ser manual, el pisón mazo de 15 x 15 cm. o con el martillo neumático que proporciona una mayor uniformidad al compactado. La técnica consiste en dejar caer el pisón sobre la tierra tomándolo a la altura del pecho, no es necesario golpear sin soltar la herramienta.
Una vez compactada toda una hilera, se puede descimbrar. Se debe de realizar con cuidado en el sentido vertical del muro, de arriba hacia abajo o abajo hacia arriba e inmediatamente rellenar los huecos de los sujetadores, con la misma mezcla pero cuidando que sean solamente agregados finos y con un poco más de humedad, haciendo presión para que se adhieran a el resto del muro.
Se deben resanar los huecos con la misma tierra inmediatamente después de descimbrar. La tierra sin sellar aun cuando esté estabilizada es vulnerable al viento y a la lluvia, por esto, se recomienda aplicar un sellador que permita que el muro respire. La mezcla hecha de agua y nopal fermentado, produce un sello de consistencia viscosa, que aplicado al muro, le dejara su apariencia natural, sin ningún brillo que le pudiera parecer artificial y lo protege sin utilizar soluciones químicas o que dañen el medio ambiente.
Todas las aberturas mayores de 24" de ancho requieren un dintel de concreto o un arco de medio punto de refuerzo que puede ser también de adobe, como mínimo los dinteles deben ser mayores que el vano 12" (30.5cm) en cada lado y tener una altura de 6" (15.2 cm) con un refuerzo mínimo de 4" (10.2cm) para muros de 18 y 20" de espesor y vanos de entre 20 y 60" (61 y 150 cm).
B. Consideraciones especiales
Los muros de tapia son una estructura monolítica que puede ser dañada por agentes climáticos como la lluvia, por ello se deben de proteger al menos con una trabe que remate en la parte más alta y si están construidos en una zona donde la precipitación sea frecuente, un alero y un aplanado en la parte exterior es una manera adecuada de protegerlos. La humedad puede penetrarlo y dañarlo también por la base, para evitarlo se debe de levantar sobre una estructura que lo proteja como puede ser una base de concreto o de piedra.
Se recomienda construir estas estructuras lejos de los árboles, para que las raíces no ejerzan fuerzas que provoquen cuarteaduras en ellos.
Obras inducidas (previsiones)
Estudio y Preparación del Terreno
Estudio geotécnico: Para determinar la composición del suelo y su idoneidad para la construcción con tapial.
Nivelación y compactación del terreno: Se debe asegurar una base estable para evitar asentamientos diferenciales.
Drenajes perimetrales: Para evitar acumulación de agua en la base del muro, lo que podría afectar su estabilidad.
Cimentación Específica
Dado que el tapial es un material permeable, se requiere una base adecuada para protegerlo de la humedad:
Cimientos de piedra o concreto: Elevados unos 30-50 cm sobre el nivel del suelo para evitar capilaridad.
Zócalo de protección: Puede ser de ladrillo, mampostería o concreto para mejorar la durabilidad del muro.
Infraestructura para Instalaciones
Ductos preinstalados: Se deben incorporar tuberías de PVC o metálicas dentro del encofrado antes de la compactación.
Cajas eléctricas y registros: Se fijan a la estructura del encofrado para evitar deformaciones.
Pasos de ventilación y drenaje: Si el muro incluye espacios interiores habitables, es necesario prever sistemas de ventilación adecuados.
Protección Contra la Humedad
Barreras impermeables: Uso de láminas de polietileno o capas de cal en la base del muro para reducir la absorción de humedad.
Sistemas de desagüe: Pendientes adecuadas y canaletas para evitar que el agua de lluvia afecte la base del muro.
Coordinación con Elementos Estructurales
Integración con estructuras de soporte: Si el muro de tapial forma parte de una estructura mixta, se deben prever anclajes con elementos como vigas o columnas.
Refuerzos sísmicos: En zonas de alta sismicidad, es recomendable el uso de refuerzos internos con mallas metálicas o fibras naturales.
Consideraciones de Acabado y Protección Final
Aplanados de cal o arcilla: Para proteger la superficie del muro y mejorar su durabilidad.
Selladores naturales o estabilizantes: Como aceites de linaza, ceras o resinas para reducir la erosión.
Ventajas
Sostenibilidad: Materiales naturales, bajo impacto ambiental y posibilidad de reciclaje.
Eficiencia térmica: Alta inercia térmica, mantiene temperaturas estables.
Economía: Dada la abundancia y costos de la materia principal, es una técnica relativamente económica en comparación a otras.
Durabilidad: Con mantenimiento adecuado, puede durar siglos.
Resistencia estructural: Soporta cargas significativas y es resistente al fuego.
Aislamiento acústico: Gran masa y densidad reducen la transmisión de ruido.
Versatilidad: Existe una amplia gama de sus usos y aplicaciones
Aislamiento acústico: Gran masa y densidad reducen la transmisión de ruido.
Desventajas
Aislamiento acústico: Gran masa y densidad reducen la transmisión de ruido.
Tiempo de construcción: Proceso lento debido a la compactación por capas.
Sensibilidad al agua: Sin protección adecuada, la erosión puede afectar su durabilidad.
Dificultad en instalaciones: Requiere planificación previa para ductos y conexiones.
Dependencia del suelo: La calidad de la tierra es crucial para la estabilidad del muro.
Alzado y Planta
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