trabajos de tierra

PalabrasJuan RamshawFotosWill Claxton

Si bien las técnicas de construcción con base en tierra sin duda están ganando terreno dentro de la industria de la construcción, hasta ahora se han asociado principalmente con desarrollos de tamaño modesto en entornos rurales. Pero esto va a cambiar con Tribeca, un desarrollo a gran escala y ecológicamente ambicioso en Kings Cross de Londres, diseñado por Bennetts Associates para el desarrollador REEF Group, con sede en Londres. El plan de uso mixto reemplaza una antigua oficina de clasificación de Royal Mail y comprende cinco estructuras que albergan apartamentos de tenencia mixta, instalaciones comerciales y de ocio, así como oficinas.

Uno de los cinco edificios, The Apex, se convertirá en la primera estructura a gran escala del Reino Unido en utilizar el subsuelo del sitio como material de construcción. En lugar de llevarse al vertedero, como es habitual en edificios de este tipo, la tierra excavada se transporta a la fábrica de ladrillos HG Matthews, con sede en Buckinghamshire, donde se transforma en bloques de tierra de alto rendimiento, antes de devolverse al lugar para su uso. en la construcción de muros.

Después del tamizado inicial usando una bandeja húmeda, el material del sitio se carga en una tolva de alimentación y luego pasa a través de un conjunto de rodillos para triturar cualquier depósito de gran tamaño restante.

Reducción de carbono La idea de utilizar bloques de tierra es una creación del arquitecto del proyecto Nikolay Shahpazov. Había estado interesado en la tecnología durante algún tiempo, pero vio la oportunidad de utilizarla en un proyecto a gran escala cuando se unió a Bennetts Associates y comenzó a trabajar en el grupo dedicado a la sostenibilidad de la práctica. Para Shahpazov, los bloques de tierra son una opción obvia cuando se trata de reducir el carbono incorporado.

Cada bloque contiene sólo el diez por ciento del carbono incorporado de un bloque de hormigón tradicional. También almacenan material de obra reutilizable dentro del propio edificio. "La arcilla, la arena y el limo permanecen en su lugar", explica Shahpazov. “Estos recursos se vuelven finitos si, por ejemplo, fabricamos ladrillos, debido a la dificultad de retirar el mortero para su reutilización. Aquí almacenamos recursos para uso futuro, lo que complementa la economía circular. Sumado a esto, la naturaleza "viva" de los bloques les permite regular la temperatura y la humedad interiores, así como reducir los contaminantes en el aire”.

Los bloques de tierra se retiran manualmente de sus moldes de madera. Se producen aproximadamente 700 unidades por turno.

Hacer realidad el sueño Pasar del concepto a la realidad con el uso de bloques de tierra en The Apex ha sido una tarea larga y, en ocasiones, exigente para Shahpazov. “La primera vez que conocí los bloques de tierra de HG Matthews fue durante el confinamiento”, recuerda. “Luego intenté incorporarlos a uno de los proyectos actuales del estudio, pero ya estaba demasiado avanzado. Cuando me convertí en arquitecto de proyectos de Tribeca, hablé de la posibilidad de utilizarlos con el contratista, VolkerFitzpatrick, que en ese momento estaba apilando en la obra. Pregunté si podíamos tomar un poco de tierra fresca para analizarla y luego me puse en contacto con Roland Keeble de Rammed Earth Consulting, quien, junto con HG Matthews, hizo algunas muestras de bloques, que se presentaron al cliente”.

Tras varias pruebas de laboratorio, se decidió que en el sótano se utilizarían bloques de tierra en lugar de bloques de hormigón. Pero todavía quedaban varios desafíos, entre ellos determinar las características estructurales y de comportamiento frente al fuego de los bloques. Gran parte de esta información provino de profesores de ingeniería estructural y otros especialistas conocidos de Shahpazov, y se incorporó al proceso de diseño y especificación.

“Fue un proceso largo y hubo varios momentos en los que parecía que, después de todo, no podríamos utilizar los bloques”, confiesa el arquitecto. “Pero al final conseguimos toda la información necesaria, convencimos a todo el mundo de que era una buena idea e incluso organizamos una sesión de formación en HG Matthews para el subcontratista de bloques, Turick, para demostrar que tenían las habilidades necesarias para colocar los bloques. bloques en el sitio! Afortunadamente, muchos de los chicos del equipo de subcontratación son de Moldavia y estaban familiarizados y entusiasmados con la construcción con tierra.

Si bien los bloques son indudablemente adecuados para su propósito, no están garantizados, por lo que lo más importante fue convencer al cliente y al financiador del proyecto. Si desea cambiar la forma en que se construyen los proyectos, realmente necesita involucrarse y convencer a los grandes desarrolladores. Para ser honesto, todo el proceso casi me arruina y me ha costado más de lo que probablemente debería, pero es la primera vez que se hace”.

Los bloques se apilan en rejillas metálicas antes de secarse (en lugar de cocerse) durante siete días a una temperatura de 50°C.

Conseguir la mezcla correcta La intención original era utilizar bloques de tierra en todo el sótano, pero los problemas sobre la integridad del fuego relacionados con las paredes divisorias entre las habitaciones llevaron al equipo a especificarlos solo para las paredes perimetrales. Con suficiente tiempo y paciencia para realizar las pruebas, Shahpazov cree que los bloques habrían cumplido las instrucciones originales. Los bloques se están utilizando actualmente sin capacidad de carga para revestir la cara interior de los muros de contención de hormigón, pero se pueden utilizar estructuralmente.

Los bloques de tierra especificados para The Apex tienen una resistencia de alrededor de 6,5 N/mm2, equivalente a bloques de hormigón de densidad media. "Experimentamos con tres mezclas de bloques diferentes", explica Shahpazov. “El primero fue suelo 100 por ciento excavado mezclado con paja. El Segundo era 75 por ciento de subsuelo con 25 por ciento de arena y paja. Y el tercero era 50 por ciento de subsuelo y 50 por ciento de arena y paja. Después de las pruebas, se descubrió que la tercera mezcla era la más fuerte y, en consecuencia, el ingeniero estructural la seleccionó para usarla en el proyecto. En retrospectiva, la mezcla más débil habría sido suficiente, ya que todavía es bastante fuerte y utilizamos los bloques básicamente como material de revestimiento".

En cuanto al precio, los bloques de tierra son similares a los tradicionales bloques de hormigón. Sin embargo, se están instalando de lado, en lugar de de borde, por lo que se necesitan más bloques. “El ahorro económico proviene de evitar el vertido de terrenos en relación con la excavación del sitio y los impuestos asociados a ello”, afirma el arquitecto.

Después del proceso de secado, los bloques agrietados se descomponen y se reprocesan en otro lote.

Instalación en el lugar La construcción del muro del sótano de 5,9 metros de altura se compone de hormigón in situ, aislamiento de lana mineral, rieles verticales de aluminio fijados al sustrato de hormigón y luego bloques de tierra, que se colocan en camilla con bridas metálicas horizontales que conectan las hileras con el suelo. rieles. En la base del muro hay un pedestal bajo hecho de bloques de hormigón. Esto está diseñado para proteger los bloques de tierra en caso de que el sótano se inunde alguna vez. Los bloques se pueden colocar tan rápido como sus equivalentes de hormigón, aunque el rejuntado puede llevar más tiempo para lograr la estética deseada.

El mortero utilizado para la construcción de los muros es del mismo material que los bloques, que se suministran húmedos en obra. Lo más importante es que no se utiliza cemento en los procesos de fabricación o colocación de bloques. El mortero de arcilla es extremadamente fuerte y tenaz, aunque fue necesario añadir arena a la mezcla para mejorar su trabajabilidad en obra. A diferencia de los morteros a base de cemento, la arcilla no utilizada se puede volver a colocar en el balde y reutilizar al día siguiente, en lugar de tirarla cuando se endurezca.

Para las paredes se especificó un acabado visto. Una vez seco el mortero, se cepillan los bloques para eliminar las partículas sueltas de arcilla y polvo. Luego se aplicará una capa de aceite de linaza en la cara exterior para evitar una mayor formación de polvo y proporcionar un acabado ligeramente más oscuro.

Los bloques se atan a rieles verticales de aluminio, que a su vez se fijan al sustrato de hormigón.

La perspectiva de un fabricante de bloques de tierra. Un elemento central del proyecto es HG Matthews, una empresa familiar independiente de fabricación de ladrillos ubicada en Bellingdon, cerca de Chesham. El socio Jim Matthews decidió hace algunos años hacer evolucionar el negocio para producir productos más respetuosos con el medio ambiente. "Ya habíamos tomado medidas para hacer que el proceso de producción de ladrillos fuera más ecológico y fuimos el primer fabricante del país en cambiar a biomasa para el proceso de secado", explica Matthews. “Esto ahorra alrededor de 30.000 litros de diésel al mes. Entonces decidimos hacer todo lo posible y producir un material de construcción natural con muy bajas emisiones de carbono: el bloque de tierra.

Una de las partes de la fabricación de ladrillos que consume más energía es el proceso de cocción, por lo que la idea de Matthews era eliminar esto y producir un producto a base de tierra sin cocer. "Este enfoque no supone ninguna novedad", explica el fabricante. “Pero donde hemos innovado es tomando los desechos del sitio, que han sido excavados para sótanos y cimientos, convirtiéndolos en bloques y devolviéndolos al sitio. Esto evita que los desechos terminen en los vertederos y, al mismo tiempo, reduce la dependencia de materias primas/vírgenes. La principal cuestión relacionada con la sostenibilidad general del proceso es hasta dónde se transporta el material de la obra. Recomendaríamos una distancia máxima de 30 millas para que valga la pena”.

Las partículas sueltas de arcilla y polvo se eliminan de las paredes vistas antes de aplicar aceite de linaza. Este último evita una mayor acumulación de polvo y proporciona un acabado ligeramente más oscuro.

Fabricación de los bloques Cabe destacar que toda la planta utilizada para fabricar los bloques de tierra es de segunda mano y ha sido reutilizada para la tarea. "Es una especie de monstruo de Frankenstein", se ríe Matthews. "Todas las máquinas provienen de diferentes astilleros y las hemos restaurado y vuelto a poner en servicio, en lugar de desguazarlas". El proceso de fabricación de bloques comienza con una bandeja húmeda, una gran máquina industrial que tamiza la materia prima del sitio utilizando una serie de placas de acero. Los restos recién refinados se mezclan con paja cultivada localmente. También se puede agregar arcilla o arena según la calidad del material base y los parámetros de diseño requeridos de los bloques.

Normalmente se utiliza arena si los bloques tienen un alto contenido de arcilla. "Esto ayuda a evitar la contracción durante el secado, estabilizando así el cuerpo del material", explica Matthews. “A veces el material del sitio es muy pedregoso y arenoso, por lo que es posible que se necesite arcilla adicional para crear la mezcla deseada. Experimentamos con diferentes proporciones de arena y arcilla, y probamos los bloques en laboratorio para determinar su resistencia a la compresión. Realizamos pruebas antes de construir y luego durante la construcción, según los requisitos del ingeniero”.

Cada bloque de tierra contiene sólo el diez por ciento del carbono incorporado que se encuentra en un bloque de hormigón tradicional.

Luego, la mezcla de tierra se carga en una tolva de alimentación y pasa a través de un conjunto final de rodillos para triturar cualquier depósito de gran tamaño restante. De aquí pasa a la máquina fabricadora de bloques, que puede producir 700 bloques por turno. Los moldes para bloques de madera siguen un circuito: primero se espolvorean con arena para evitar que los bloques se peguen al interior, luego pasan por delante de un barril donde un eje de palas presiona la arcilla dentro de ellos, y finalmente se retiran de la máquina mediante mano. Los bloques están ranurados, lo que ayuda a garantizar que la arcilla se disperse en cada esquina del molde cuando se arroja.

Los bloques se secan en lugar de cocerse a una temperatura de 50°C durante siete días en secadores especialmente construidos que contienen alrededor de 4.000 unidades. La fuente de calor proviene de calderas de biomasa que utilizan madera renovable de origen local. Cada bloque de tierra contiene alrededor de 3,5 litros de agua de lluvia (recogida de los edificios del lugar) antes del secado. El secado lento es esencial para evitar que se agriete a medida que los bloques se encogen. Los bloques agrietados se descomponen y se reprocesan en otro lote. El contenido de paja de los bloques (normalmente alrededor del dos por ciento en masa) no sólo actúa como aglutinante durante el proceso de secado, sino que también proporciona una forma de refuerzo estructural para el artículo terminado.

Mirando hacia el futuro Los altos muros de bloques de tierra vistos de The Apex impresionan por sus elegantes proporciones de estilo romano, sus colores cálidos y su superficie táctil. Si bien el proceso desde el concepto hasta la realización no ha sido nada sencillo, se espera que el resultado final y el conocimiento adquirido permitan a otros equipos de proyecto con visión de futuro incorporar esta tecnología baja en carbono en sus edificios. "Construir con bloques de tierra debería ser una práctica común en todo Londres e incluso más allá, donde hay importantes excavaciones", concluye Shahpazov. "El proceso utiliza una décima parte del CO2 de las prácticas tradicionales, por lo que es una obviedad".