En muchos países del Tercer Mundo, los agentes aglutinantes como el cemento y la cal son desproporcionadamente caros. A finales del decenio de 1970, un albañil de la República Federal de Alemania tenía que trabajar unos 20 minutos para ganar lo suficiente para pagar un saco de cemento. Al mismo tiempo, un albañil en Guatemala, India o Bangladesh tuvo que trabajar tres días para fabricar "el mismo" saco de cemento. En términos de salarios, el cemento era aproximadamente setenta veces más caro que en la República Federal de Alemania.
Esto llevó al Laboratorio de Investigación de Construcción Experimental de la Escuela Politécnica de Kassel a investigar cómo se pueden utilizar materiales de construcción naturales como arena y grava para construir casas sin necesidad de utilizar aglutinantes. Se descubrió que el uso de material a granel empaquetado en tela era el enfoque más rentable. En este sentido, fue necesario desarrollar y probar diferentes métodos de producción y aplicación de dichos materiales. La piedra pómez demostró ser un material a granel excepcionalmente bueno para tales aplicaciones, porque pesa menos y tiene mejores propiedades de aislamiento térmico que la arena y la grava comunes.
Las primeras pruebas se realizaron en 1976. La Figura 96 muestra una columna de 2,20 m de altura con una carcasa en forma de tronco de poliéster recubierta de PVC. Abierta por arriba, la columna se estabiliza gracias al relleno a granel y a su forma cónica. La presión interna generada por el relleno estira la chaqueta y evita que se colapse. La capacidad de carga de la columna depende de la resistencia a la tracción de la camisa. La columna que se muestra en la foto es capaz de aceptar una carga de más de 10 kN (1000 kg). Como se muestra en la Figura 97, se puede hacer un arco de soporte llenando con arena un tubo de tela en forma de arco; el único problema es que llenar el tubo lleva mucho tiempo.
En 1977 se construyó en el campo de pruebas del laboratorio de investigación una estructura experimental en forma de cúpula hecha de material a granel envuelto en tela.
La estructura tiene una altura de 3,20 m, un diámetro exterior de 4 my está formada por 220 m de mangueras finas de poliéster. Las mangueras se llenan con ayuda de un llenador de bolsas de fabricación propia accionado por aspiradora. signo (Fig. 98). Un par de aspiradoras aspiran el material a granel hacia un embudo elevado (hasta 3 m de altura). Las bolsas están unidas al extremo inferior del embudo. Cuando se apagan las aspiradoras, una compuerta en la parte inferior del embudo se abre automáticamente, dejando que el material a granel caiga dentro de la manguera.
Las mangueras vacías tienen un diámetro de 20 cm; después del llenado adquieren una forma elíptica, es decir, de unos 11 cm de alto y 25 cm de ancho. La estructura se erige colocando las mangueras una encima de la otra en anillos concéntricos de de. radio de plegado. La estructura en forma de cúpula tiene una sección transversal que corresponde aproximadamente a la forma de una catenaria invertida. La forma deseada se obtiene con la ayuda de una plantilla vertical giratoria montada en el centro de la estructura.
La abertura redonda en la parte superior está reforzada con un anillo de compresión suplementario de tubo de acero y cubierta con un miembro en forma de hongo que puede elevarse para ventilación. El llenado de las mangueras requiere aproximadamente 7,5 días-hombre y el trabajo de montaje, incluida la fabricación del anillo de compresión y la cubierta, aproximadamente 12 días-hombre.
Basándose en la experiencia adquirida durante ese proyecto, el laboratorio de investigación diseñó y probó en Kassel a principios de 1978 una construcción del tipo de bolsas apiladas a prueba de terremotos (Fig. 100 y 101). El elemento básico consistía en bolsas de 2,5 m de largo hechas con tiras de arpillera de 0,5 m de ancho y rellenas con grava de piedra pómez. Las bolsas en forma de manguera se anudaron en los extremos, se doblaron y se apilaron para obtener miembros de pared de 1,2 m de ancho. Se clavaron finas varas de bambú a través de las bolsas y se sujetaron a una viga de amarre continua (hecha de delgadas varas de pino) en la parte superior para estabilizar la pila. Se aplicaron varias capas de cal para evitar que la tela se pudriera y la pared absorbiera la precipitación. Ensayos posteriores demostraron que es una buena idea sumergir las bolsas en lechada de cal antes de usarlas.
En el marco de un proyecto de investigación conjunto realizado por el Laboratorio de Investigación en Construcciones Experimentales de la Universidad Francisco Marroquín de Guatemala y el Centro de Estudios Mesoamericano Sobre Tecnología Apropiada (CEMAT), se construyó una casa de 55 m2 construida con bolsas apiladas llenas de arena pómez. en Guatemala en 1978 (Fig. 102 -105). Este tipo de construcción se basa en experiencia previa con el tipo de construcción de bolsas apiladas antes mencionado y se modificó según fue necesario para satisfacer los requisitos locales en Guatemala.
El elemento estructural básico de este sistema era una bolsa similar a una manguera hecha de tela de algodón con un diámetro de unos 10 cm y una longitud de entre 1,70 y 2,80 m. Las bolsas se llenaron con arena pómez y grava, luego se apilaron y presionaron entre sí de modo que las bolsas originalmente redondas adquirieran una sección transversal rectangular que medía aproximadamente 8 × 10 cm con bordes redondos. Los sacos se sumergieron primero en cal y luego se apilaron directamente sobre una base/zócalo de tiras de mampostería de piedra natural de 0,1 m de ancho y 0,8-1,0 m de alto. Sumergir las bolsas en cal antes de usarlas asegura que la tela de algodón esté saturada de cal como protección contra la putrefacción.
Postes de bambú verticales colocados a intervalos de 0,45 m a ambos lados de las bolsas y conectados entre sí con bucles de alambre dieron a las bolsas apiladas la estabilidad necesaria. Las varillas de bambú se fijaron a los cimientos y a la viga horizontal en la parte superior.
Se proporcionó estabilidad adicional mediante vigas gruesas, redondas o cuadradas (de 6 a 8 cm de diámetro) que se clavaron entre 0,3 y 0,5 m en el suelo al final de cada pila de bolsas (aprox. 2,25 m). Este sistema de construcción de muros es lo suficientemente flexible como para adaptarse al movimiento inducido por un terremoto. La viga de anclaje continua en la parte superior evita que se caigan los miembros individuales de la pared y todo el sistema. Una vez terminadas las paredes, les dieron dos capas de cal por dentro y por fuera para evitar que la lluvia empapara las bolsas. Se añadió sal de mesa y alumbre a la cal para mejorar la capacidad de difusión de vapor del revestimiento acabado y protegerlo contra el ataque digestivo de los microorganismos (1 bolsa de cal por 4 kg de sal de mesa, 2 kg de alumbre y aproximadamente 30 litros de agua). ).
Con referencia a la estabilidad sísmica, la estructura de correas del techo se separó de la estructura de las paredes. Se prueba sobre seis columnas de madera en rollo, con interconexión proporcionada por puntales de madera.
Los materiales de construcción para la casa de 55 m² cuestan 0,78 dólares o 0,46 dólares por m².
Se necesitaron entre 6 y 8 trabajadores alrededor de tres semanas para construir la casa, lo que significa que la mano de obra sólo representó alrededor del 20 al 25% del costo total de la construcción.
En comparación con una casa similar construida según los métodos habituales utilizando bloques huecos unidos con cemento, esta casa tomó aproximadamente el mismo tiempo de construcción, pero redujo el costo de los materiales de construcción en un 48%.
En 1977 el laboratorio de investigación desarrolló y ensayó en una estructura experimental en Kassel (Fig. 106) otra forma de construcción antisísmica para materiales a granel empaquetados con tela. Este tipo de pared de material a granel rellena de tela comprende dos filas de postes de madera en rollo que están inclinados uno hacia el otro y separados por dos tiras de tela que se cosen juntas en la parte inferior o se clavan en un listón y luego se rellenan con grava de piedra pómez. La presión lateral ejercida por el material a granel se controla clavando los postes de madera en el suelo y atando los extremos superiores. Los postes de 4 a 8 cm de espesor tienen 2,10 m de largo y están espaciados a intervalos de 0,45 m.
Los muros tienen un espesor de 0,45 m en la parte inferior y 0,20 m en la parte superior. Como protección contra la humedad del suelo y las salpicaduras de agua, las paredes se construyeron sobre un zócalo de gato de 0,3 m de altura. El hecho de que los postes verticales estén sujetos en la parte superior a una viga flexible de madera en rollo o de bambú y inclinados entre sí en todos los lados garantiza una estabilidad adecuada para hacer frente a los movimientos sísmicos verticales y horizontales del suelo.
Como se muestra en la Figura 107, dichos miembros de pared pueden ser prefabricados. Enrollados juntos, los postes y la tela que componen un tramo de pared de 10 m de largo se convierten en un solo rollo de 2,5 m de largo y 0,5 m de diámetro. Esta "cáscara" es fácil de manejar y transportar, por ejemplo en una camioneta, puede ser montada en poco tiempo por dos personas y luego sólo hay que llenarla con piedra pómez suelta y arena.
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