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MANUALde

BLOQUES de TIERRA COMPRIMIDA

PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto

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AGOSTO, 2006 UNIVERSIDAD DE LA REPBLICA FACULTAD DE ARQUITECTURA REGIONAL NORTE Unidad del Hbitat

BLOQUES DE TIERRA COMPRIMIDA Introduccin La tecnologa del bloque comprimido de tierra estabilizada se ha constituido en la actualidad en una importante y viable alternativa constructiva. El rigor cientfico y tcnico aplicado en las investigaciones realizadas a nivel internacional, permiten hoy garantizar la calidad de esta tcnica constructiva. Dentro de los objetivos del PDT se encuentra la capacitacin y transferencia del conocimiento y experiencia adquiridos en esta tcnica, respondiendo a los recursos y potencialidades tcnicas y econmicas de la comunidad desarrollando las capacidades de sus integrantes. El proyecto PDT 16/15, prev la construccin de un prototipo de dos dormitorios (50 m2) en la localidad de Cerro del Ejido, al sur de la ciudad de Artigas, teniendo como Institucin asociada a la Intersectorial de Artigas.

Australia Construccin en BTC

Bloques de Tierra Comprimida Es el producto resultante de la mezcla de tierra, agua y eventualmente cemento en proporciones adecuadas, que se somete a compresin en una mquina con el fin de obtener altas densidades, y que luego es sometido a un proceso de curado para que se produzca su endurecimiento efectivo. La prensa puede ser accionada de forma manual o mecnica. PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 3

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Tierra + Cemento + Agua + Compresin = BLOQUE La compresin se realiza con una mquina llamada prensa o bloquera. Una de las prensas que ha sido ms utilizada es la Prensa CINVA RAM. Las dimensiones y forma del bloque dependern de las medidas de la caja de la mquina y de las placas que permitirn formar bloques huecos. La prensa construida para la Facultad en Salto permite confeccionar bloques de 10 x 14 x 29 cm. Los bloques huecos permiten alivianar el bloque y alojar armaduras de hierro o caa.

Prensa nueva

Prensa vieja

Prensa en Espaa

Los bloques de tierra comprimida permiten construir edificaciones de dos pisos y podran alcanzar inclusive un tercer nivel. Lo ideal es poder utilizar la tierra del lugar, dado que de ese modo se abaratan los costos, pero para ello es imprescindible conocer las caractersticas de la tierra disponible para determinar si es necesario estabilizarla y definir las dosificaciones ms adecuadas a utilizar. Tierra Es el material bsico que interviene en mayor proporcin en la conformacin del bloque. Qu tierra utilizamos entonces? El suelo debera tener una constitucin tal que requiera el menor contenido de cemento. Debemos desechar la capa superficial que posee restos orgnicos. Es preferible la capa que est por debajo de 30 a 60 cm segn el terreno. Los componentes de la tierra son: arena (grano grueso sin cohesin), limo (grano fino sin cohesin) y arcilla (grano fino con gran cohesin). Las arcillas son el aglutinante natural de las partculas ms grandes, y los limos y las arenas conforman el esqueleto resistente que soportan las cargas y evitan la fisuracin. Si tenemos exceso de arena el bloque puede deshacerse al desmoldarlo. Si el porcentaje de arcilla es excesivo el bloque se pega al molde y al tratar de desmoldarlo se desprenden pedazos de las caras del bloque o incluso puede llegar a romperse. Esto mismo sucede cuando hay un exceso de humedad en la mezcla. La proporcin ptima de cada uno de ellos podramos establecerla en: Arcilla Limo Arena 5 a 35 % 0 a 20 % 40 a 80 % 4


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Tierra utilizada en Artigas

La granulometra debe ser: Tamiz N 4 (4,8 mm) N 40 (0,42 mm) N 200 (0,075 mm) Lmite lquido < 45 % ndice de plasticidad < 18 % PH del suelo < 5,4 Porcentaje de materia orgnica < 2 % Porcentaje que pasa 100 70-15 50-10 IP < 15 20 %

Luego de realizados los ensayos para conocer qu tipo de suelo tenemos, procedemos a determinar el porcentaje de cemento. Ver Anexo: Ensayos de Suelos. Cemento Los efectos del cemento en el suelo son: - disminuye el peso especfico seco - aumenta la resistencia a la compresin - disminuye la sensibilidad a la accin del agua - disminuye la retraccin por secado - aumenta la resistencia a la erosin La cantidad de cemento a agregar depender del tipo de suelo disponible. En general se trabaja con un porcentaje del 8 al 12 % en peso. Cuando trabajamos en volmenes se utilizan de 8 a 12 volmenes de tierra por cada uno de cemento. Las dosificaciones recomendadas son las de 1 a 8 y 1 a 9. No se emplearn contenidos de cemento inferiores a 5 % en peso (puede llegar a ser incluso contraproducente) y no se recomienda superar el 12 % (por una razn econmica). Para determinar la cantidad de cemento es aconsejable preparar tres mezclas de prueba con los siguientes contenidos de cemento en peso: 5, 8 y 12 %. Con cada una de estas mezclas se fabricarn 15 bloques, los que se sometern a ensayos de compresin y absorcin.


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El cemento actuar principalmente sobre las arenas y las gravillas, como en el hormign, y los mejores resultados se obtendrn con las tierras arenosas. De hecho es intil, casi nefasto, utilizarlo en tierras muy arcillosas (>20%). Por eso el ndice de plasticidad debe ser bajo: de 15 a 20%. Para tierras arcillosas (20 a 40% y hasta 70% con IP de 18 a 30%) el estabilizante adecuado es la cal area. A modo de referencia diremos que: - dosificaciones de 20:1 (arena / cemento) en volumen corresponden a un 4,5 % de cemento en peso - dosificaciones de 14:1 (arena / cemento) en volumen corresponden a un 8% de cemento en peso - dosificaciones de 8:1 corresponden a un 11,1 % de cemento en peso Agua La cantidad de agua a agregar a la mezcla depender del contenido natural de humedad que posea la tierra utilizada. Lo correcto es guiarnos por el Contenido de Agua ptimo (CAO), que es determinado por la prueba de Proctor, que nos indica la humedad ptima de compactacin de un suelo, aquella que nos permite alcanzar la densidad ms elevada, es decir, los bloques ms pesados. De una manera prctica podemos determinar la humedad ptima mediante la Prueba de la Bola. Se toma una porcin de tierra mezclada con agua y se amasa una pelota de 5 cm de dimetro, se la deja caer de una altura de 1,2 m. Si se disgrega completamente significa que necesita ms agua. Si se aplasta sin desarmarse, la mezcla tiene ms agua de la necesaria. Si se desarma en pocas partes (3 o 4) la mezcla tendr la humedad ptima. La mezcla deber ser siempre hmeda, no pastosa ni diluida; en general la humedad ptima anda en el entorno del 12 %. Una forma prctica de ir ajustando la humedad de la mezcla es, nuevamente, por ensayos sucesivos, pesando los bloques a medida que se van confeccionando. Por ejemplo, se confeccionan 10 bloques con una cierta dosificacin de agua y se obtiene su peso medio. Posteriormente se fabrica una segunda partida con un contenido de agua mayor pesndose nuevamente. Si el peso medio de esta partida es superior al de la anterior se procede a una nueva mezcla agregando ms agua, y as sucesivamente hasta que el peso disminuya.


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Si el peso medio de la segunda partida fuera menor, se procede a disminuir el contenido de agua, probando hasta que el peso comience a disminuir. En resumen, la humedad ptima de la mezcla ser aquella que nos permita obtener los bloques ms pesados, es decir, los ms densos. Fabricacin Fabricacin Extrada la tierra (estando seca o con muy poca humedad) se procede al zarandeo para romper los terrones que puedan haber. Se recomienda que la tierra se encuentre lo ms seca posible ya que ello permite el correcto mezclado de la tierra con el cemento. De lo contrario el cemento formar grumos y perjudicar la homogeneidad de la mezcla. La zaranda que se usa es de abertura de malla de 4 a 5 mm.

Tamizado

Adicin de cemento

Adicin del agua

Se agrega el cemento al suelo de acuerdo a las proporciones establecidas. Se mezcla a pala tantas veces como sea necesario hasta lograr un color uniforme de la mezcla. Se abre el montn al centro y con una regadera se vierte el agua en forma uniforme y de a pequeas cantidades, tratando de esparcirla. Se mezcla hasta formar una pasta homognea, desarmando los grumos que se pudieran formar. Se efecta la prueba de la bola. Una vez que determinemos que la humedad es la correcta estamos prontos para pasar a la etapa del prensado. Prensado Prensado Hoy en da existen numerosos tipos de prensas pero una de las ms conocidas es la denominada CINVA RAM, diseada en 1956 por el Ing. chileno Ral Ramrez, del Centro Interamericano de Vivienda (CINVA), Bogot, Colombia.

Australia - Prensa mecnica


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Esta mquina consiste en una caja metlica de acero, con un pistn operado manualmente por medio de un brazo de compresin que al hacer palanca eleva la plataforma inferior comprimiendo el bloque contra la tapa. Produce un bloque por vez y alcanza una productividad de unos 40 a 60 bloques por hora. Al fondo del molde se le pueden atornillar matrices de madera con lo cual se conforman distintos tipos de bloques huecos. Como la compactacin, en este caso, se hace sobre una sola cara la altura mxima del bloque compactado ser de 100 mm (10 cm). El prensado implica varias tareas: Aceitar la caja, colocar la tierra y correr la tapa. No se debe presionar la tierra con las manos antes de prensar. Solo se presiona ligeramente las esquinas del molde. Mover la palanca de modo de sacar la traba Mover la palanca para proceder al prensado Regresar la palanca a la posicin inicial Correr la tapa y mover la palanca Retirar el bloque y acopiar

El bloque acopiado se cubre con plstico o paja para mantener la humedad. Hay que mantenerlos protegidos del sol y del viento. Despus de 4 a 6 horas de fabricados se inicia el proceso de curado. Para ello se riega de 2 a 3 veces por da durante una semana como mnimo.

bloques acopiados

La edad mnima recomendada para el empleo de los bloques en la construccin es de 21 das, luego que ha ocurrido la mayor parte de la retraccin del material. Una vez utilizada, la mquina puede limpiarse con kerosen o aceite usado de motor, que ayuda a evitar la oxidacin.


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Caractersticas de los Bloques Los bloques deben presentar caras lo ms planas posibles, sin oquedades y con una distribucin pareja de los granos; si las superficies recibirn revoques pueden presentar cierta rugosidad, pero si no se revocan deben ser lisas y la tolerancia es de 1 mm. Los bloques deben cumplir con las siguientes especificaciones mnimas a los 7 das Caracterstica Resistencia a compresin Absorcin Promedio > 2 MPa (20 kg/cm2) < 20 % Valores individuales > 1,7 MPa (17 kg/cm2) < 22 %

Se deben controlar las dimensiones resultantes de los bloques. Las tolerancias son de +1, -3 mm en el ancho, +1, -2 mm en el largo, y +2, -1 mm en el alto. El peso mnimo seco del bloque debe ser 6,32 kg, lo que supone una densidad de 1700 kg/m3. El peso seco aconsejado sera de 7,43 kg por bloque que se corresponde a una densidad de 2000 kg/m3. Al momento de desmoldar los bloques el peso mnimo es de 6,95 kg (1870 kg/m3) siendo lo aconsejado un peso de 8,18 kg (2200 kg/m3). En lo que hace a sus aspectos trmicos los bloques presentan una transmitancia trmica que oscila entre 1,7 y 2,2 W/mC. En este sentido lo que interesa destacar es su capacidad trmica que les otorga una buena inercia trmica. Para el levantamiento de los muros se utiliza en las juntas de asiento de los bloques la misma tierra con un porcentaje de cemento a determinar. Este mortero debe tener una trabajabilidad similar a la de cualquier otro usado en albailera. Como regla general su contenido de cemento debe ser un 4 % mayor al usado para fabricar los bloques, con un contenido mnimo que deber ser del 10 %. Las juntas de mortero deben tener entre 10 y 15 mm de espesor. Los bloques se deben humedecer antes de su colocacin para evitar la absorcin del agua de mortero y mejorar la adherencia. No se debe levantar muros de ms de 1,20 m de altura por da. Herramientas y equipo necesario Extraccin: pala de punta, pala ancha, pico y carretilla. Pruebas: frasco, sal, cuchara de albail. Fabricacin: 2 palas anchas, 3 baldes, zaranda, regadera, prensa CINVA RAM, aceite, esponja, cuchara de albail. Curado: plstico, paja, arpillera. Rendimiento Los datos que se ofrecen a continuacin son a modo de orientacin y responden a determinados parmetros, por lo que en funcin de las condicionantes de cada situacin los mismos pueden variar sensiblemente. Para un bloque macizo de 10 x 14 x 29 cm y con una proporcin de 1:10 (cemento tierra) Tierra 1 m3 = 160 bloques Cemento 1 bolsa de 50 Kg = 100 bloques Mampostera 1 m2 = 30 bloques PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 9

Materiales

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ProduccinSe considera una jornada de 8 hs por da de 2 personas sin experiencia previa Bloques por da 250 unidades Mampostera por da 16 m2 Ventajas del Bloque de Tierra Comprimida Los bloques de tierra comprimida presentan las siguientes ventajas: Los bloques presentan una forma regular y aristas vivas. La elevacin de densidad por compactacin mejora la resistencia a la compresin, a la erosin y a la accin nefasta del agua. El costo del material tierra es nulo y no requiere gastos de flete o energa para su fabricacin. La fabricacin de los bloques se puede realizar en el mismo lugar en donde se construir la vivienda, sea en el medio rural o urbano, no requiere mano de obra especializada por lo que pueden ser realizados por los propios interesados, generando como consecuencia mayor economa. La posibilidad de escalonar la produccin en un largo perodo de tiempo. Disminucin de fisuras en el muro ya que la contraccin se efecta durante el secado en cada bloque. Mayor flexibilidad en el diseo arquitectnico y en la construccin. La terminacin superficial lisa de los bloques y de la mampostera resultante no hacen necesario la ejecucin de revoques lo que implica menores costos. Pueden aplicarse pinturas directamente sobre la superficie no revocada. El costo de la mampostera de tierra cemento es un 50 % menos que la de ladrillo cermico o bloques de hormign, sin considerar los gastos de fletes. La resistencia o aislamiento trmico de un muro de tierra cemento comprimido es mayor que la del ladrillo cermico y ms an que la del bloque de hormign. Respecto a los adobes los bloques tienen las siguientes ventajas: Mayor posibilidad de inmediato almacenamiento rea de fabricacin y de secado ms pequea y con cubierta Piezas ms regulares Posibilidad de fabricar bloques de formas especiales (con huecos, etc) Limitar la estabilizacin a la superficie del bloque Mayor resistencia a la compresin Mejor acabado


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La experiencia de la Facultad de Arquitectura en Salto El Proyecto 16/15 del PDT comprende diversos objetivos, entre ellos la construccin de un prototipo en BTC. Con ese fin se realizaron distintas actividades de capacitacin y experimentacin, tanto para los integrantes del equipo como para diversos sectores de pblico interesado. En la Facultad de Arquitectura en Salto, se desarrollaron jornadas de fabricacin de bloques con los estudiantes como manera de permitir un acercamiento a esta tcnica de construccin. La experiencia fue demostrando que a lo largo de las prcticas los estudiantes fueron mejorando sensiblemente su desempeo, logrando bloques sin roturas en las esquinas, ni aristas deterioradas. El manejo de la prensa CINVA-RAM mostr que no requiere personal calificado para su manejo y con la prctica se mejora notablemente la eficiencia en la produccin de BTC logrando en menos tiempo mayor cantidad de unidades. Las mismas conclusiones surgen de las jornadas realizadas con estudiantes de UTU, integrantes de comisiones vecinales y pblico en general.

Estudiantes de Facultad

Vecinos de diferentes barrios

Estudiantes de UTU

Del mismo modo tambin result fcil la operacin de las mquinas rompebloques que permiti un mayor acercamiento (aunque no sea de gran precisin) al conocimiento de las caractersticas de los mismos. Los bloques fabricados, a travs de los ensayos, mostraron buenos valores de resistencia a la compresin y de absorcin de agua, segn las recomendaciones internacionales (CYTED).

Mquina rompebloques de madera

En Artigas se realizaron varias jornadas de produccin de BTC con estudiantes de UTU, ladrilleros y pblico en general. All tambin se pudo comprobar que se trata de una tcnica fcilmente aprensible por los usuarios. Los ladrilleros apreciaron las ventajas del BTC en cuanto a su fabricacin, ya que insume menos tiempo, menos mano de obra, menos insumos y requiere menos cuidado que el ladrillo. Se pudo verificar tambin la importancia de que la tierra est seca porque se hicieron experiencias con tierras hmedas con malos resultados. PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 11

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Jornada en Artigas

Los bloques fabricados han resultado piezas con superficies homogneas, sin oquedades, lisas, con aristas vivas, bien definidas. Los valores de resistencia a la compresin rondan los 40 kg/cm2, lo que es considerado aceptable ya que son muy superiores a los mampuestos tradicionales.

ENSAYOS DE SUELOSA continuacin se ofrece un listado de aquellos ensayos ms comunes y fciles de realizar y que no requieren de instrumentos costosos, con las interpretaciones de sus resultados.

Equipamiento de campo

Prueba de sedimentacin

Distintas probetas de ensayos

Prueba del olor Olor a moho Sin olor

presencia de materia orgnica ausencia de materia orgnica arena limo arcilla

Prueba de la mordedura Rechina desagradablemente: Rechina ligeramente: No rechina:

Prueba del color Colores claros y brillantes: suelos inorgnicos Colores castao oscuro, verde oliva o negro: suelos orgnicos Blancos y grises: probablemente contienen coral, calizas o yeso, son fcilmente erosionables. PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 12

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Grises claro: probablemente contienen limos y/o carbonatos de calcio, son de cohesin dbil, se corroen fcilmente Amarillos y ocres: hidratos de carbono Rojos a castao oscuro: presencia de xido de hierro, suelos resistentes Prueba Prueba del tacto Segn rugosidad Partculas Rugosas: Partculas suaves (como la harina): Prueba del brillo Superficies brillantes: Superficies poco brillantes, mates: Superficies opacas:

arena arcillas arcillas limos arenas

sedimentacin Prueba de sedimentacin Establecer porcentajes de partculas gruesas, medianas y finas. Prueba de la cintilla > 15 cm suelo arcilloso 5 15 cm suelo adecuado < 5 cm suelo arenoso Prueba de Vicat (Contenido ptimo de Humedad Lmite Lquido) Hundimiento < 2 cm Falta agua Hundimiento = 2 cm Contenido ptimo de humedad Hundimiento > 2 cm Mucha agua Prueba de la bola Se dispersa en partculas pequeas Se aplasta y no se disgrega Se dispersa en trozos grandes Prueba del lavado de manos Difcil enjuague arcilla Fcil enjuague limos Prueba de la contraccin lineal Molde de 2x2x10 cm Prueba de contraccin volumtrica Prueba de la dureza Pastilla de 5 cm de dimetro x 2 cm de espesor Excesivo esfuerzo para romperlas: alto contenido de arcilla Poco esfuerzo para romperlas: bajo contenido de arcillas Prueba de la permeabilidad (o de goteo) Molde de 10 x 10 x 2 cm Debe resistir un goteo de 60 gotas por minuto por ms de tres horas 13 poca agua exceso de agua material apropiado


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Prueba de agrietamiento Molde de 2 x 2 x 10 cm

INDICADORES DE LAS CARACTERSTICAS DE LOS SUELOSCa = IP / % arcillas Ca < 0,75 0,75 < Ca < 1,25 1,25 < Ca < 2 Ca > 2 ndice de Plasticidad Arenas 0 10 Limos 5 25 Arcillas > 20 Plasticidad Baja Media Alta 5 10 10 20 > 20 Coeficiente de actividad Inactivo Medio Activo Muy activo Lmite Lquido 0 - 30 20 - 50 > 40

Prueba de Proctor (Contenido de Agua ptimo - %) 7a9 Bien 9 a 17 Excelente 17 a 22 Aceptable

Ensayos a la CompresinEstos ensayos requieren ya de ciertos aparatos ms o menos complejos y costosos cuyo uso depender del grado de precisin que se desee alcanzar. Existen diversas maneras de efectuar este ensayo. Citaremos en primer lugar la existencia de prensas hidrulicas con las cuales es posible determinar con gran precisin la resistencia de los bloques. Este equipamiento es muy costoso y solamente se encuentra disponible en algunos laboratorios (Ministerio de Transporte y Obras Pblicas, intendencias municipales, plantas elaboradoras de hormign).


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En segundo lugar, existen aparatos (mquinas rompebloques) fciles de construir como los que posee la Facultad de Arquitectura en Salto: uno de madera y otro de hierro (Ver fotos), fabricados segn las especificaciones de CRATerre. En ellos se ensayan los bloques enteros para determinar la resistencia a la flexin y de all se deduce la resistencia a la compresin.

Mquina rompebloques de madera Mquina rompebloques de hierro En la foto: arqts. Juan Carlos Silva y Domingo Robinson

Consisten en una plataforma donde se coloca la carga actuante, que se carga a razn de 250 kg/min, que ejerce la fuerza sobre el centro del bloque por medio de una barra de hierro de 25 mm. El bloque a su vez est apoyado sobre otras dos barras iguales, separadas 20 cm, sobre las que el bloque ser sometido a flexin. La mquina de madera efecta una descarga directa sobre el bloque, mientras que la de hierro lo hace por medio de un brazo de palanca que multiplica la carga real por cinco. Una vez determinada la carga de rotura se aplica la siguiente frmula para determinar la resistencia a la flexin: Donde: f = 1,5 x E x P x k E = separacin entre las barras de hierro (20 cm) l x h2 P = carga de rotura en kg l = ancho del bloque en cm h = de este valor en cm Se puede deducir, entonces, a partiraltura del bloquela resistencia a la compresin, k = coeficiente utilizado para bloques, si son multiplicando f por un factor K que depende de la naturaleza de la tierra. Este factor macizos k = 1 vara entre 5 y 8.

c = K x fTambin es posible realizar este ensayo de otras maneras ms sencillas. Por ejemplo por medio de una probeta cilndrica de 5 cm de dimetro x 10 cm de altura que se coloca entre dos vigas de madera unidas en uno de sus extremos. La probeta de prueba se coloca a una distancia X1 de ese amarre. Sobre la probeta, se coloca una persona de peso conocido, que comenzar a desplazarse hacia el extremo opuesto hasta que se produzca la rotura de la probeta, a una distancia X2. Conviene elaborar 5 probetas. Probetas para adobe: compactar manualmente Probetas para adobe prensado: compactar con la prensa PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 16

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Se aplicarn las frmulas:

Donde: P = Fuerza actuante sobre la probeta W = Peso de la persona sobre la viga X1 = Distancia del amarre a la probeta X2 = Distancia del amarre a la persona en el momento de la rotura A = rea de la cara de la probeta (19,5 cm2) - x r2 R = Resistencia a la compresin Se tomar el promedio de las probetas ensayadas Para que la probeta asiente perfectamente en las vigas, se utilizarn trozos de tela doblados a fin de que la distribucin de la carga sea lo ms uniforme posible. Se recomienda que las vigas utilizadas tengan por lo menos 3 m de largo para tener un mayor bazo de palanca. Se adjunta una planilla tipo para realizar este ensayo y controlar resultados. Otra variante es utilizando moldes cilndricos de 5 cm de dimetro x 5 cm de altura. Se llenan y se secan en autoclave a 66 C. Se le hace una capa de yeso en las caras superior e inferior. Se toma la media de 5 pruebas. En la Facultad de Arquitectura de Tucumn, en el Sistema Lamas (Mellace, Alderete, Arias Actas del I SIACOT), utilizan probetas de ensayo a compresin de 5x5x14 cm talladas de los propios bloques, fabricadas con una mezcla de relacin 1:10, a los 28 das. Utilizan una prensa mecnica de doble accionamiento, con manija de radio variable, de 7 toneladas de capacidad y aros dinamomtricos de 1000 y 3000 Kg. Tambin se hacen ensayos utilizando un cubo de lado igual a la menor de las dimensiones del adobe. Otros ensayan a la compresin un cubo de 7 cm de lado y tambin se usan moldes de 10 cm de alto por 5 cm de dimetro. Para los ensayos a flexin y compresin pueden utilizarse tambin probetas de 4 x 4 x 60 cm.

P = W. X2 / X1 R=P/A


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FABRICACIN de BLOQUES de TIERRA COMPRIMIDA


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FABRICACINDE

BLOQUES DE TIERRA COMPRIMIDAEn esta Seccin se describen todas las instancias de fabricacin de Bloques de Tierra Comprimida, desde las jornadas iniciales realizadas solamente por los docentes integrantes del equipo de investigacin hasta las jornadas con participacin de estudiantes y de vecinos de diferentes barrios. Tambin incluyen las jornadas de fabricacin realizadas en Artigas, coordinadas con la Intersectorial, con pblico de diversa procedencia. En el transcurso de la investigacin se fue trabajando con diferentes tipos de tierras y con diferentes dosificaciones. Se ensayaron agregados de diversos aditivos con fines experimentales y resultados dispares. Desde los primeros bloques obtenidos, que presentaban aristas quebradas, desprendimientos, superficies excesivamente rugosas y bajas resistencias, se fue evolucionando hasta llegar a obtener bloques ms densos, de muy buena calidad, terminacin y resistencia. Se logra obtener de esa manera un mampuesto de muy buena calidad que permitir ejecutar construcciones con cerramientos de buena performance a lo largo del tiempo. La experiencia fue mostrando que la tcnica es fcilmente apropiable por los interesados directos, y por tanto es factible la transferencia a sectores de poblacin que buscan acceder a la vivienda, no presentando mayores problemas en ese sentido. Adjuntamos datos de 3 jornadas en un total de 20 realizadas. Jornadas Jornadas de Produccin de Bloques

18, 21 y 22/02/05participantes articipantes: investigadores participantes arqts. Gabriela Pieiro, Domingo Robinson y Juan Carlos Silva. Se utiliz tierra colorada (nombre comercial: arena colorada) que comercializa la firma Bisio Hnos. (Salto) Es una tierra arenosa con cierto contenido de arcilla. El cemento utilizado fue el cemento Prtland Ancap.

Viernes 18/02/05 La tierra se pas por un tamiz de 1,5 mm. Su estado era bastante seco.1 2 3 4 8,5 Kg 8,5 Kg 7 Kg 7 Kg 0 0 350 g (5%) 350 g (5%) 0,7 l 0,5 l 0,35 l 0,35 l No se pudo desmoldar No se pudo desmoldar Se rompi una esquina

N

Tierra

Cemento

Agua

Observaciones

Lunes 21/02/05PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 19

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La tierra se pas por un tamiz de 1,5 mm. Su estado era algo hmedo.5 6 7 8 7 Kg 7 Kg 7 Kg 7 Kg 560 g (8%) 560 g (8%) 700 g (10%) 700 g (10 %) 0 350 g (5%) 560 g (8%) 0,6 l 0,5 l 0,5 l 0,5 l Se rompi una esquina Se rompi una arista de una cara menor Se rompi una esquina

Martes 22/02/05 La tierra se pas por un tamiz de 5 mm. Segua estando bastante hmeda.9 10 11 7 Kg 7 Kg 7 Kg 0,35 l 0,35 l 0,45 l No se pudo desmoldar Se rompi una esquina

Los bloques fabricados fueron curados durante los primeros das, pero sin regularidad, mojndolos completamente. El tamiz de 1,5 mm permite obtener un material semejante a una arena gruesa, lo que entendimos no era aconsejable. Al utilizar el tamiz de 5 mm se pudo obtener un material que posea cierta cantidad de granos gruesos, es decir pequeas piedritas. Caractersticas de los Bloques Fecha de operacin: 2/03/05 Fecha Cemento Zaranda (%) (mm) 21/2 8% 1,5 mm 21/2 8% 1,5 mm 21/2 10% 1,5 mm 21/2 10% 1,5 mm 22/2 5% 5 mm 22/2 8% 5 mm Dimensiones (cm) Peso (Kg) 6,5 7 6,850 6,750 6,7 Densidad (Kg/m3) 1727 1860 1820 1794 1780

28,7 x 13,8 x 9,5 cm 28,7 x 13,8 x 9,5 cm

De los datos anteriores surge que los bloques tienen una densidad promedio de 1796 Kg/m3. Segn el instituto CRATerre (Francia) la densidad promedio debera oscilar entre los 1700 y los 2000 Kg/m3, por lo que cada bloque debera pesar entre 6,3 Kg y 7,4 Kg (este ltimo valor sera lo recomendado). De esto se deduce que an no se ha llegado a obtener un bloque lo suficientemente macizo y compacto. Esto podra deberse a falta de agua o de presin de compactacin. Se deber apuntar a lograr un bloque ms denso.


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Jornada de Produccin de Bloques con Estudiantes 1/06/05 Se realiz una jornada de produccin de BTC con los estudiantes de Facultad, de los que participaron 14 en total: Baldassari, Dense; Bianchi, Mara; Carbonell, Arnaldo; Cardozo, Mximo; Correa, Joaqun; Crespo, Nancy; De Castelli, Gabriela; Grampn, Martn; Montes, Christian; Peraza, Noel; Saracho, Horacio; Sellanes, Flavio; Sosa, Florencia; Telleras, Victoria. Se utiliz tierra colorada de Bisio Hnos. que fuera el sobrante de la utilizada en la exposicin del Salto Garden Club. Se hicieron 4 tipos de mezclas. Por un lado se us la tierra seca (se la haba dejado al resguardo de la intemperie para que no fuera mojada por la lluvia). Se la dosific en peso en proporcin 10:1:0,75 (tierra-cemento-agua). Se preparaban canchadas en cantidades de 10 o 15 kg de tierra con 1 o 1,5 kg de cemento, agregando 750 o 1150 cc de agua. Se fabricaron 5 bloques. Por otro lado se trabaj con la tierra que estaba hmeda, y que al principio de la actividad se la dej orear al sol mientras se iban haciendo los otros bloques. Al momento de trabajar con ella an mantena cierta humedad lo que dificultaba el mezclado con el cemento. A esta tierra se la dosific en la proporcin 10:1:0,25 , debido a que ya contena esa humedad natural. Se preparaban tambin canchadas de 10 o 15 kg de tierra con 1 o 1,5 kg de cemento y 250 o 350 cc de agua. Se fabricaron 4 bloques. En tercer lugar se hicieron bloques solamente con la tierra que se haba puesto a orear, sin agregarle cemento. Estos bloques se desmoldaron en perfectas condiciones prcticamente sin romperse. Se fabricaron 3 bloques. Por ltimo se hizo la prueba tambin con la tierra solamente, pero sacada de la bolsa, sin orear, por lo cual su contenido de humedad era alto (el da antes haba llovido y se haba mojado). Estos bloques no pudieron ser desmoldados ya que al intentarlo se disgregaban totalmente. El contenido de humedad era alto lo que les quitaba resistencia. Cada uno de los 9 bloques fabricados con cemento, presentaron el problema de roturas en alguna de las esquinas, este es un aspecto que deberemos ir mejorando. El trabajo propiamente dicho se realiz entre las 14:30 y las 16:30, por lo que para ser la primera vez que se incorporaban los estudiantes podemos decir que la eficiencia de la tarea fue buena. Se apart otro volumen de tierra que se dej bajo techo para que vaya secando y as poder hacer una nueva prctica la prxima semana.


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ENSAYOS de BLOQUES de TIERRA COMPRIMIDA


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ENSAYOS BLOQUES DE TIERRA COMPRIMIDAEn esta Seccin se describen todas las instancias de ensayos realizadas a los Bloques de Tierra Comprimida que se iban elaborando a lo largo del desarrollo del proyecto. Todas las partidas fabricadas se iban ensayando para ir verificando de ese modo la calidad de los elementos confeccionados. Se pudo ir comprobando as cmo fue mejorando la calidad de los bloques, aumentando paulatinamente su resistencia. Con la construccin de las dos mquinas rompebloques, una de madera y otra de hierro, se inici una etapa importante para el equipo de investigacin, dado que fue posible comenzar a cuantificar la calidad de los bloques. Aunque estas mquinas no son de gran precisin nos aportan una idea ms aproximada de los valores de resistencia. La mquina de madera se utiliz para los bloques menos resistentes y la de hierro para los de mejor calidad. Se determinaron las principales caractersticas de los bloques (dimensiones, peso, densidad), los valores de resistencia a la flexin y a la compresin y los porcentajes de absorcin. Tambin se realizaron los ensayos a los distintos tipos de suelos con los cuales se fue trabajando. Algunos de los ensayos se realizaron en el laboratorio municipal (que posee el instrumental adecuado) y el resto fueron los ensayos de campo comunes utilizando el equipamiento disponible en la Facultad. Por ltimo se intentaron ensayos de los bloques en la prensa hidrulica de una firma local elaboradora de hormign, con malos resultados, probablemente debido a que la prensa est diseada para cargas importantes. No se incluyen en este documento la totalidad de instancias de ensayos. DE

1 caso DETERMINACIN de la RESISTENCIA a la COMPRESIN y a la FLEXINBloques fabricados en febrero de 2005 Se comenzaron a realizar ensayos para determinar la resistencia a la flexin de los bloques y de este valor deducir la resistencia a la compresin. Para ello se construy una mquina de madera de eucalipto segn diseo especificado por el instituto CRATerre (Francia). Esta mquina consiste en una plataforma que descarga sobre el ancho de un bloque a travs de una barra redonda de hierro de 25 mm. El bloque resiste apoyado sobre otras dos barras redondas de 25 mm separadas 20 cm. La plataforma se carga a razn de PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 23

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250 kg por minuto. En nuestro caso se iba cargando con libros y bloques hasta alcanzar la carga de rotura. El peso propio de la parte de la mquina que descarga sobre el bloque es de 20 Kg. Este peso est considerado en el valor de la carga anotado en la tabla. Segn las Recomendaciones para la elaboracin de Normas Tcnicas de edificaciones en Bloques de Suelo Cemento de CYTED, los bloques debern tener a los 7 das una resistencia a la compresin promedio mayor o igual a 20 kg/cm2 con valores individuales mayores o iguales a 17 kg/cm2. N FF 6/06/05 1 18/02/05 2 18/02/05 3 22/02/05 8/06/05 4 21/02/05 5 21/02/05 21/02/05 6 22/02/05 7 21/02/05 8 21/02/05 9 Adobe % Cem Tamiz Carga f c Operadores: Pieiro, Robinson, Silva 5 1,5 mm 68 1,63 8,17 5 1,5 mm 110 2,64 13,2 5 5 mm 110 2,64 13,2 Operadores: Pieiro, Silva, Baldassari, Carbonell, Cavillon, Crespo, Grampn, Montes. 8 1,5 mm 180 4,3 21,7 8 1,5 mm 208 No rompi 8 1,5 mm 239 5,8 28,8 8 5 mm 169 4,1 20,3 10 1,5 mm 213 5,1 25,6 10 1,5 mm 261 6,3 31,4 0 0 251 No rompi

La frmula utilizada para calcular la resistencia a la flexin a partir de la carga de rotura fue: f = (1,5 x E x P) x k l x h2 Donde: f = resistencia a la flexin en Kg/cm2 E = 20 cm separacin entre las varillas de apoyo del bloque P = carga en Kg de rotura l = ancho del bloque en cm (13,8) h = altura del bloque en cm (9,5) k = 1. Coeficiente usado para bloques macizos. Para calcular la resistencia a la compresin se aplica la frmula: c = f x 5 El coeficiente 5 depende del tipo de tierra. Puede variar entre 5 y 8. Como no disponemos de datos sobre qu coeficiente se aplica al tipo de tierra que manejamos, decidimos usar el menor valor y quedar cubiertos de esa manera. El ladrillo de adobe fue ensayado con un fin experimental para comparar, pero no fue posible llegar a su rotura. Todos los bloques ensayados el 8/06/05, con porcentajes de cemento de 8 y 10, cumplieron con los valores exigidos, aunque cabe aclarar que la edad de los mismos PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 24

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era de casi 4 meses mientras que los bloques con 5% de cemento no alcanzaron los valores necesarios. La resistencia promedio a la compresin de los bloques con 8% fue de 23,6 kg/cm2 y la de los bloques con 10% fue de 28,5 kg/cm2. Ensayos de Absorcin de Agua Se procedi a realizar los ensayos de absorcin de agua que presentan los bloques. El ensayo se realiz sobre los medios bloques resultantes de la rotura debida a los ensayos a flexin. Cabe aclarar que los bloques se haban entreverado por lo que no se pudo discriminar entre ellos segn los distintos porcentajes de cemento. Para ello en primer lugar se sumergi los bloques durante 15 minutos y se compar su peso inicial y final. Los bloques se tomaron en el estado natural en que estaban por lo que podran contener algo de humedad natural. Las recomendaciones indican que los bloques se deben secar en una estufa a 105 110 C. Segn las Recomendaciones para la elaboracin de Normas Tcnicas de edificaciones en Bloques de Suelo Cemento de CYTED, los bloques debern tener a los 7 das una absorcin promedio menor o igual a 20% con valores individuales menores o iguales a 22%. El resultado fue el siguiente:

N1 2 3 4 5 6 7 8

P Inicial (g)3020 3300 3140 2920 3370 3650 3490 3600

P Final (g) 3400 3730 3640 3400 4000 4160 4200 4120

Absorcin (%) 12,6 13 15,9 16,4 18,7 14 20 14,4

La absorcin promedio fue de 15,6 %. Luego se hizo un ensayo de inmersin durante 24 horas con tres mitades arrojando estos resultados:

N1 2 3

P Inicial (g)3240 3560 3680

P Final (g) 3720 4160 4080

Absorcin (%) 14,8 16,8 10,9

La absorcin promedio fue de 14,2 %. Se observa que no hay diferencia en lo relativo al tiempo de inmersin. Los valores cumplen con los recomendados. La absorcin se calcul mediante la frmula: (Pf A (%) = (Pf Pi) x 100 Pi PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 25

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2 caso DETERMINACIN de la RESISTENCIA a la COMPRESIN y a la FLEXINfabricados Bloques fabricados el 1 de Junio de 2005 Bloques N 1 a N 5 Fecha: 29/06/05 Hora: 14:20 Operadores: Gabriela Pieiro, Juan Carlos Silva Bloques N 6 a N 13 Fecha: 7/09/05 Hora: 16:00 Operadores: Domingo Robinson, Juan Carlos Silva N 1 2 3 Dim 10x13,8x29 9.8x13.8x29 9.9x13.8x29 Peso 6,800 6.800 7.000 6.850 6.900 6750 6600 6700 6500 5850 5750 5600 6150 Densidad 1699 1734 1767 1808 1860 1781 1760 1750 1759 1667 1689 1686 1553 Mq H H H H M H H H M H H M H Cem % Cem 10 10 10 10 10 10 10 10 10 0 0 0 10? Carga 245 244 339 344 >290 406 384 440 310 41 41 212

f5.33 5.52 7.52 8.29 >7.29 9.78 9.45 10.38 7.96 1.15 1.21 4.61

c26.6 27.6 37.6 41.4 >36.4 48.9 47.2 51.9 39.8 5.7 6.1 23

4 9.5x13.8x28.9 5 9.3x13.8x28.9 6 9.5x13.8x28.9 7 9.4x13.8x28.9 8 9.6x13.8x28.9 9 9.2x13.8x29.1 10 8.8x13.8x28.9 11 8.6x13.7x28.9 12 8.3x13.8x29 13 10x13.8x28.7

Peso de la plataforma en el extremo: 8,25 kg. Este peso est considerado en el valor de la carga de rotura. En este caso se utiliz una mquina rompebloques de hierro (H), de similares caractersticas a la de madera (M), con la diferencia que en sta la carga se coloca sobre un brazo de palanca que multiplica por 5 la carga real. Por ello la mquina de madera la usamos en esta oportunidad para comparar si los valores obtenidos entre una y otra no variaban sustancialmente. Al intentar romper el bloque N 5 en la de madera, con casi 300 kg fue imposible lograrlo, y esto nos muestra que los valores de rotura son similares entre ambas mquinas. Tambin vemos que la mquina de madera es poco operativa cuando se trata de bloques de buena calidad, ya que se debe trabajar con cargas importantes. Bloques 1 a 5: con tierra seca Bloques 6 a 9: con tierra hmeda Bloques 10 a 12: sin cemento Bloque 13: procedente de Artigas (sin datos, probablemente con 10% de cemento) PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 27

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El bloque N 13 fue fabricado en las jornadas del 7 y 8 de abril de 2005 realizadas en Artigas. Presenta una densidad sensiblemente baja respecto a los dems (entre 200 y 300 k/m3 menos), lo cual es un parmetro que deber corregirse. Esta baja densidad se ha correspondido con una resistencia menor del bloque. La textura interna del bloque muestra una superficie con granos de color rojizo intenso, que seala los efectos de haber trabajado con una tierra muy hmeda. Los granos que form la tierra arcillosa, no se mezclaron bien con el cemento y son puntos que debilitan la resistencia del bloque. La resistencia de este bloque es del entorno de la mitad del promedio de los dems. La textura interna de los dems bloques muestra una superficie bastante homognea. El peso resultante de los bloques, as como su densidad estimada, estn dentro de los lmites sugeridos. Segn CRATerre deberamos aproximarnos a los 2000 kg/m3. La densidad promedio de los 5 primeros bloques fue de 1774 kg/m3. Esta densidad es aproximada, ya que los bloques presentaban roturas en esquinas y aristas, lo que significara que la densidad sera levemente mayor. La densidad promedio de los segundos 4 bloques fue de 1762 kg/m3, lo que nos muestra que no hubo una diferencia sensible en este aspecto entre el uso de la tierra seca y la hmeda. Tambin puede indicar que el menor tenor de agua usado en la mezcla, en el segundo caso, fue una decisin correcta. En lo que hace a las dimensiones los bloques sin cemento presentaron medidas ms reducidas con densidades menores. Efectuando un promedio de los primeros 9 bloques tenemos que: - la resistencia promedio a la flexin fue de 7,95 k/cm2 - la resistencia promedio a la compresin fue de 39,7 k/cm2 Estos valores superan ampliamente los recomendados por CYTED (20 k/cm2). Ensayos de Absorcin de Agua

N1 2 3 4

P Inicial (g)3.680 / 3120 3340 / 3380 3420 / 3570 3700 / 3.200

P Final (g) 4240 / 3560 3800 / 3820 3760 / 4000 4.120 / 3.460

Absorcin (%) 15.2 / 14.1 13.8 / 13.0 10.0 / 12.0 11.4 / 8.1

Ensayo N1: 29/06/05 Ensayos N 2,3 y 4: 5/07/05 Se puede ver que a medida que la densidad de los bloques se incrementa el porcentaje de absorcin disminuye. En todos los casos los valores de absorcin fueron aceptables segn las recomendaciones. Los tiempos de inmersin fueron de 30 minutos. Podemos concluir que el tipo de bloques que debemos producir es del tipo N 5, con valores altos de resistencia (a la compresin y a la flexin) y densidad y valores bajos de absorcin.


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3 caso DETERMINACIN de la RESISTENCIA a la COMPRESIN y a la FLEXINBloques fabricados en Artigas abril de 2005 PROYECTO: UBICACIN: PROYECTO PDT 16/15 UBICACIN Cerro del Ejido, Artigas Fecha: 28/09/05 Hora: Fecha Hora 15:00 Operadores: Operadores Denisse Baldassari, Arnaldo Carbonell, Juan C. Silva N 1 2 3 4 5 P Dim28,8x13,8x9,8 28,8x14,1x9,8 28,8x14x9,5 28,8x13,9x9,5 28,6x13,8x9,5

Peso 6,480 6,640 6,440 6,560 6,360 6,496

Densidad % Cem 1664 1668 1681 1725 1696 1687 10 10 10 10 10 10

Mq H H H H H

Carga 247 232 247 299 142 233

f5,6 5,14 5,86 7,15 3,42 5,43

c28 25,7 29,3 35,8 17,1 27,2

P = valores promedio Se procedi a ensayar los 5 bloques que se trajeron de Artigas, correspondientes a la partida de bloques que han venido fabricando luego de las jornadas de abril de este ao. Se utiliz la mquina rompebloques de hierro. En lo que hace a las dimensiones no se registran inconvenientes, pero se sigue dando el hecho de que entre un extremo y otro el espesor del bloque vara unos 5 mm (de 9,5 a 10 cm en general). Respecto a la densidad de los bloques se puede ver que estamos apenas por debajo del lmite inferior de 1700 k/m3, por lo cual se deber tratar de obtener bloques ms pesados, ms densos. Con excepcin del bloque N 5, los dems han alcanzado buenos valores de resistencia a la flexin y a la compresin, superiores a los recomendados. Se observa que el bloque ms denso ha logrado la mayor resistencia. Los bloques N 2 y 5, que son los de menores resistencias, presentaron una curiosa fractura en diagonal, disgregndose en varios pedazos. En general los bloques se parten en dos mitades por medio de un corte prcticamente vertical. En el bloque N 5 se pudo ver que el bloque se rompe no en el centro, sino por falla de uno de sus lados apoyados en la mquina. La textura interna de los Bloques rotos nos permite apreciar que se trabaj con la tierra hmeda ya que aparecen marcados granos que no se mezclaron con el cemento. Se aprecia en las caras rotas la presencia de paja en muy pequea cantidad, producto de que el piso del galpn donde fabrican los bloques tiene este material. Resistencia caracterstica de los bloques (fk) La Resistencia Caracterstica de los bloques es aquel valor que tiene la probabilidad de que sea superado en el 95 % de los casos. fk = m ( 1 1,64 ) Resistencia caracterstica PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 29

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= S / m S = ( (m i )2 / ( n 1 )) m = 27,2 K/cm2 i =

Desviacin cuadrtica relativa Desviacin media cuadrtica Resistencia media Resistencia individual

Pasamos a determinar la resistencia caracterstica de estos 5 bloques ensayados. (28 27,2)2 + (27,2 25,7) 2 + (29,3 27,2) 2 + (35,8 27,2) 2 + (27,2 17,1) 2 = 183,27 S = (183,27 / 4) S = 6,77 = 6,77 / 27,2 = 0,249 fk = 27,2 ( 1 1,64 * 0,249 ) = 16,1 K / cm2 fk = 1,61 MPa Para permitir comparar bloques de distintos formatos aplicamos un factor de conversin que est en funcin de las dimensiones del bloque. Factor de conversin de formato: f = 1,65 fk = 27,2 ( 1 1,64 * 0,249 ) / 1,65 = 9,75 K / cm2 MPa fk = 0,975 MPa Ensayos de Absorcin de Agua PROYECTO: PDT 16/15 UBICACIN: Cerro del Ejido, Artigas Fecha: 28/09/05 Hora: 15:00 Operadores: D. Baldassari, A. Carbonell, J. C. Silva

N1 2 3 4 5 Promedio 2 5 Promedio

P Inicial (g)3160 / 3320 3080 3080 / 3360 3200 / 3360 3360 3080 3360

P Final (g) 3600 / 3800 3480 3520 / 3840 3640 / 3800 3840 3520 3840

Absorcin (%) 13,9 / 14,4 12,9 14,3 / 14,3 13,7 / 13,1 14,3 13,9 14,3 14,3 14,3

A (%) = (Pf Pi) x 100 / Pi El primer ensayo se hizo con un tiempo de inmersin de 30 minutos. Los valores de absorcin obtenidos son aceptables estando bastante por debajo y no superando en ningn caso lo recomendado. El bloque N 4 de mayor densidad y resistencia fue el segundo ms bajo en absorcin. Luego se ensayaron los bloques N 2 y 5 con un tiempo de inmersin de aproximadamente 40 horas (se retiraron del agua el 30/09/05). PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 30

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Ambos bloques presentaron una absorcin del 14,3 %, mostrando que esta tierra tendra ese valor lmite y no absorbera ms agua.

DETERMINACIN 4 caso DETERMINACIN de la RESISTENCIA a la COMPRESIN y a la FLEXINBloques fabricados el 22 de junio de 2005 PROYECTO: UBICACIN: PROYECTO PDT 16/15 UBICACIN Fac. Arquitectura, Salto Fecha: 5/10/05 Hora: Fecha Hora 16:00 Operadores: Operadores Denisse Baldassari, Arnaldo Carbonell, Juan C. Silva N 1 2 3 4 5 6 7 8 Dim29x14x8,3 29x13,8x8,9 29x13,9x8,5 28,8x13,9x8,8 29x13,8x9,2 28,8x13,8x9,2 29x13,9x9,5 29x13,8x9,8

Peso 6,425 6,850 6,650 6,400 6,725 6,650 6,550 6,800

Densidad % Cem 1907 1923 1941 1817 1840 1819 1710 1734 10 10 10 10 10 10 0 0

Mq H H H H H

Carga 142 330 190 397 41

f3,9 9,52 4,88 10,2 0,93

c19,5 47,6 24,4 51 4,64

Bloques 1, 2 y 3: sin Hidrfugo Bloques 4, 5 y 6: con Hidrfugo Bloques 7 y 8: solo tierra Bloques 2 y 5: con 30 minutos de inmersin en agua Se procedi a ensayar bloques fabricados el 22 de Junio de 2005. Estos bloques tienen 10 % de cemento. Se rompi un bloque en estado seco (3) y otro (2) con 8 % de humedad (luego de 30 minutos de inmersin). Tambin se ensayaron bloques fabricados el 24 de agosto de 2005, que tienen 10 % de cemento y adicin de hidrfugo (proporcin de 10 a 1 en el agua de mezclado). Se rompi uno seco (6) y otro (5) con 9,3 % de humedad (30 minutos de inmersin). Las dos partidas fueron hechas con partidas diferentes de arena colorada de Bisio Hnos. pero se aprecia cierta diferencia entre una y otra tierra. La primer partida aparenta ser ms arenosa y la segunda ms arcillosa. Curiosamente los bloques con hidrfugo han presentado mayor absorcin de agua. Se utiliz la mquina rompebloques de hierro. En lo que hace a las dimensiones no se registran inconvenientes. Respecto a la densidad de los bloques se aprecia una clara diferencia entre las partidas de tierra: la primera partida alcanza densidades del orden de 1920 k/m3 y la segunda en el entorno de 1830 k/m3. Tambin se observa que los bloques de tierra sin cemento obtienen una densidad sensiblemente menor. La textura interior de todos los bloques es homognea y la fractura es pareja casi vertical. 31 PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto

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Como conclusiones tenemos que con la segunda partida de bloques se lograron mejores resistencias a la flexin y a la compresin. Los bloques hmedos alcanzan resistencias del entorno de la mitad de la de los bloques secos. La resistencia a la flexin de los bloques sin cemento es muy baja. Tambin se procedi a realizar los ensayos a la muestra de suelo trada de Artigas. Se tomaron los resultados el 19/10/2005 (dos semanas despus de realizados). Se realizaron las probetas cilndricas, cuadradas, rectangulares y el ensayo con el molde de 60x4x4x cm. Tipo Pastillas cilndricas Probetas cuadrada Probeta rectangular Molde de madera Dimensiones Dimensiones del molde 5,8 cm 9,7 x 9,7 cm 10 cm 60 x 4 x 4 cm Dimensiones de la Probeta 5,35 cm 8,8 x 8,9 cm 8,6 x 9,0 cm 9,3 cm 56,1 cm Retraccin 7,7 % 8,8 % 9,3 % 7% 9,3 %1 fisura donde se parti 4 fisuras donde se parti

Observaciones1 pastilla se parti

Los resultados obtenidos nos permiten apreciar que estaramos en presencia de una tierra con cierto contenido de arcilla. Absorcin Ensayos de Absorcin de Agua PROYECTO: PDT 16/15 UBICACIN: Fac. Arquitectura - Salto 5/10/05 Fecha: Hora: 16:00 Operadores: D. Baldassari, A. Carbonell, J. C. Silva

N

P Inicial (g)

P Final (g) 6550* / 7480 6600* 7350

Absorcin (%) 1,9* / 8 3,1* 9,3

1 6425 / 2 6850 3 4 6400 5 6725 6 7 Promedio A (%) = (Pf Pi) x 100 / Pi

Los bloques 2 y 5 tuvieron 30 minutos de inmersin. * Pesos tomados a la hora de haberlos colocado. El bloque 7 al colocarlo en la fuente se fue destruyendo paulatinamente. Al cabo de una hora la mitad se haba destruido. Este tipo de bloques no tiene condiciones de soportar en absoluto la presencia de agua.


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5 caso DETERMINACIN de la RESISTENCIA a la COMPRESINPROYECTO: UBICACIN: PROYECTO PDT 16/15 UBICACIN Fac. Arquitectura, Salto Fecha: 12/10/05 Hora: Fecha Hora 15:00 Operadores: Operadores Arnaldo Carbonell, Juan C. Silva, Juan Ferreira (Bisio Hnos.). Se concurri a la planta de la firma Bisio Hnos., a los efectos de ensayar los bloques por medio de una prensa hidrulica que dicha empresa posee para el ensayo de las probetas de hormign. Se cont con la colaboracin del operador de la empresa, el Sr. Ferreira. En primer lugar se ensay un bloque entero, fabricado el 10 de agosto de 2005, colocado en vertical. Este bloque se fue rompiendo de a poco en su parte superior hasta que la prensa ya no hizo ms esfuerzo. La aguja medidora de la mquina no lleg a moverse durante el ensayo por lo que no se pudo determinar la resistencia a compresin. En segundo lugar se reiter este ensayo con 3 mitades de bloques superpuestas. Para esta ocasin se colocaron dos planchas de hierro de 20 x 20 cm en los extremos. Los bloques se rompieron y tampoco se pudo determinar la resistencia. Por ltimo se repiti la prueba con otras tres mitades de bloques con los mismos resultados. Se concluye entonces que esta mquina, que est diseada para romper probetas de hormign, y que por tanto trabaja con grandes cargas, no es adecuada para realizar ensayos de compresin a los bloques.


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6 caso DETERMINACIN de la RESISTENCIA a la COMPRESIN y a la FLEXINPROYECTO: UBICACIN: PROYECTO PDT 16/15 UBICACIN Fac. Arquitectura, Salto Fecha: 26/10/05 Hora: Fecha Hora 16:00 Operadores: Operadores Denisse Baldassari, Arnaldo Carbonell, Juan C. Silva N 1 2 3 Dim29x13,8x8,1 29x13,8x9,3 28,8x13,8x8,5

Peso 6,700 6,900 6,520

Densidad % Cem 2067 1854 1930 10 10 10

Mq Mq H H H

Carga 429* 307 462*

f14,21 7,71 13,9

c71,05 38,55 69,5

Se ensayaron los bloques con hidrfugo fabricados el da 24/08/2005, utilizando la mquina de hierro. Estos bloques N 1, 2 y 3 se corresponden con los bloques N 4, 5 y 6 que figuran en la planilla de fabricacin. La fractura resultante es pareja, vertical, la textura interna de los bloques es homognea producto de un correcto mezclado de los componentes. * En estos dos casos, dado que los bloques eran muy finos, se debi agregar un pequeo listn de madera para que la mquina trabajara bien. Al estar diseada para bloques de 10 cm de espesor, cuando stos son ms finos, el brazo de palanca toca abajo y por tanto su recorrido se acorta, impidiendo alcanzar la carga de rotura. Este agregado del listn puede distorsionar algo el ensayo ya que distribuye la carga aplicada en una superficie mayor del bloque. Por tanto la carga de rotura pudiera ser sensiblemente menor que la hallada. Con las seis mitades obtenidas de estos ensayos se realizaron dos probetas (de 3 medios bloques cada una) para ser ensayadas nuevamente en la prensa hidrulica de Bisio Hnos. Estas mitades se unieron con un mortero de tierra y cemento en una proporcin de 1 a 7. Por ltimo se procedi a realizar un bloque de tierra solamente pero con una mezcla en estado plstico la que se col en el molde de la prensa. La finalidad de esta experiencia ser comparar las caractersticas de este bloque (dimensiones, retraccin, peso, densidad, resistencia) con las de los bloques prensados. Para completar esta experiencia se deber fabricar un bloque de tierra y cemento en estado plstico para tener otro elemento de comparacin.


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DETERMINACIN 7 caso DETERMINACIN de la RESISTENCIA a la COMPRESIN y a la FLEXINPROYECTO: UBICACIN: PROYECTO PDT 16/15 UBICACIN Fac. Arquitectura, Salto Fecha: 14/12/05 Hora: Fecha Hora 15:00 Operadores: Operadores Denisse Baldassari, Arnaldo Carbonell, Juan C. Silva N Dim Peso Densidad % Cem Mq Carga f c 27,9x13,3x9,7 1 6,500 1806 0 M 120,5 2,89 14,4 Se realiz el ensayo del bloque fabricado con tierra en estado plstico y sin cemento. Se utiliz la mquina rompebloques de madera ya que se supona que no iba a soportar grandes cargas. De todos modos soport hasta una carga de 120,5 kg con la cual se produjo la rotura de la pieza en tres partes. La fractura principal (central) fue muy pareja y vertical mostrando una textura interna muy homognea. En lo que hace a las dimensiones finales del bloque se puede apreciar que volumtricamente tiene una contraccin de un 11,3 % (3599 cm3 finales para un molde de 4060 cm3). Este parmetro es difcil de comparar con los BTC ya que aquellos tienen poca retraccin luego de salir de la prensa, y las dimensiones finales dependen ms del prensado y del tipo de tierra. Hay BTC con volmenes mayores y menores que los del bloque en estudio. Comparando estos resultados con los obtenidos en los ensayos del da 5/10/05 podemos ver que los bloques de tierra comprimida sin cemento alcanzaron un desempeo peor que el bloque en cuestin. El BTC sin cemento tiene una densidad de 1734 kg/m3, contra una de 1806; y la resistencia a la compresin que alcanza (4,64 kg/cm2) es poco ms de 3 veces inferior a la del bloque hecho con tierra en estado plstico. Si comparamos con los ensayos del 7/09/05 tambin llegamos a conclusiones similares, aunque en aquella oportunidad las resistencias de los BTC sin cemento resultaron un poco ms elevadas (5,7 y 6,1 kg/cm2) aunque con densidades ms bajas (1667 y 1689 kg/m3). Estos primeros estudios comparativos nos daran la pauta de que los bloques de tierra sin cemento hechos a partir de una mezcla en estado plstico (en un proceso similar al de la elaboracin del adobe) seran ms convenientes que los BTC sin cemento: son ms densos y ms resistentes. Se prev realizar ms ensayos para corroborar estas primeras impresiones. Por ltimo se fabric un bloque con tierra ms cemento (10:1) en estado plstico para hacer ensayos comparativos.


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SUELOS ENSAYOS DE SUELOS Pruebas de Campo PROYECTO UBICACIN Muestra Ubicacin del Banco Fecha del Ensayo / Operador PRUEBA 1 2 3 4 5 6 VISUAL COLOR OLOR MORDEDURA TACTO BRILLO Partculas Gruesas Partculas SEDIMENTACIN Medianas Partculas Finas CINTILLA (Cohesin) CONTENIDO OPTIMO DE HUMEDAD DESCRIPCIN SIGNIFICADO

7

8 9

10 LAVADO DE MANOS 11 CONTRACCIN LINEAL 12 CONTRACCIN VOLUMTRICA 13 DUREZA 14 PERMEABILIDAD 15 AGRIETAMIENTO OBSERVACIONES: 36


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CONTROL FICHA DE CONTROL DE PRODUCCIN PROYECTO: UBICACIN: Fecha: Supervisor: Responsable: Operarios: N de horas trabajadas: Dimensiones del Bloque: Tipo: Macizo / Hueco Estado higromtrico de la tierra: Tamiz: Tierra Cemento Agua Peso Bloque Observaciones

PRODUCCIN

Previsto Producido Bloques rotosCONSUMOS

1 Canchada = __ Bloques 1 Bolsa de Cemento = __ Canchadas N de Bloques por bolsa de cemento: _______ N de Bloques por m3 de tierra: _______ Funcionamiento de la Prensa:


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CONTROL DE BLOQUES PRODUCIDOS Defectos Esquinas quebradas Aristas lascadas Cara sup / inf deteriorada Caras Laterales deterioradas Total de Bloques Esquinas quebradas Aristas lascadas Cara sup / inf deteriorada Laterales deterioradas Total de Bloques Esquinas quebradas Aristas lascadas Cara sup / inf deteriorada Laterales deterioradas Total de Bloques Esquinas quebradas Aristas lascadas Cara sup / inf deteriorada Laterales deterioradas Total de Bloques Esquinas quebradas Aristas lascadas Cara sup / inf deteriorada Laterales deterioradas Total de Bloques Esquinas quebradas Aristas lascadas Cara sup / inf deteriorada Laterales deterioradas Total de Bloques Esquinas quebradas Aristas lascadas Cara sup / inf deteriorada Laterales deterioradas Total de Bloques Esquinas quebradas Aristas lascadas Cara sup / inf deteriorada Laterales deterioradas Total de Bloques Cantidad

1

2

3

4

5

6

7

8

Peso promedio: Aspecto: Dimensiones: Oquedades:


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DETERMINACIN de la RESISTENCIA a la COMPRESIN y a la FLEXINPROYECTO: Fecha: Operadores: UBICACIN: Hora:

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Dim

Peso

Densidad % Cem

Mq

Carga

f

c

Textura interna de los Bloques rotos Buena Media Mala PRUEBA A LA COMPRESIN PROYECTO: UBICACIN: Muestra Fecha de Elaboracin Fecha de Prueba Operador Tiempo de fraguado Distancia X1 Distancia X2 Carga Aplicada (W) Peso (P) rea de la muestra (A) Resistencia (R) OBSERVACONES Promedio de Valores: P = W . X2 / X1 R=P/A PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 39

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ABSORCIN ENSAYOS DE ABSORCIN PROYECTO: Fecha: N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P Inicial (g) / / / / / / / / / / UBICACIN: Operadores: P Final (g) / / / / / / / / / / Absorcin (%) / / / / / / / / / /

A (%) = (Pf Pi) x 100 / Pi


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Arquitectura La experiencia de la Facultad de Arquitectura - Regional Norte - Salto PROTOTIPO EN BLOQUES DE TIERRA COMPRIMIDA

Cerro del Ejido Artigas

El Proyecto 16/15 del PDT tiene como uno de sus objetivos la construccin de un prototipo en BTC y Fajina en el Cerro del Ejido de la ciudad de Artigas donde el material sea utilizado en su mxima potencialidad. Con ese fin se realizan distintas actividades de capacitacin, transferencia y experimentacin, tanto para los integrantes del equipo como para la poblacin interesada. Se disea el anteproyecto de este prototipo y se inicia la construccin en julio 2006. ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO BIOCLIMTICO Estudios previos y a nivel de proyecto Para efectuar este anlisis del prototipo se tuvo presente la Norma UNIT 1026:99 sobre Edificios Climtica. Aislamiento Trmico de Edificios Zonificacin Climtica Esta norma establece una clasificacin climtica del territorio nacional e indica una serie de recomendaciones generales sobre el diseo para cada zona del pas. El departamento de Artigas se encuentra ubicado en la Zona II b - Clida la cual es caracterizada de la siguiente manera: En esta zona, la estacin crtica es el verano, con valores de temperatura media superiores a los 24 C y temperaturas mximas superiores a 30 C. Las mayores amplitudes trmicas se dan en esta poca del ao con valores que no superan los 16 C. Las presiones parciales de vapor de agua ms altas se dan tambin en el perodo de verano, con valores medios inferiores a los 2135 Pa. El invierno presenta temperaturas medias que oscilan entre 8 C y 12 C. Si bien es conveniente tener en cuenta el aislamiento trmico para evitar posibles riesgos de condensacin de humedad, resulta probable que el aislamiento trmico diseado para la situacin de verano ser suficiente para satisfacer las exigencias de invierno. En esta zona corresponden amplitudes trmicas inferiores a 14 C. Concretamente para la ciudad de Artigas tenemos los siguientes datos climticos que surgen del perodo 1971 1990:121 msnm 13,5 C 8,3 C 76 % 90 mm 53 horas Verano: 67 % 141 mm 61 horas Invierno:

Altitud:

Temperatura media: Temperatura mnima media: Humedad Relativa: Precipitaciones: Heliofana:

Temperatura media: Temperatura mxima media: Humedad Relativa: Precipitaciones: Heliofana:

24,7 C 31,2 C


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En base a lo anterior se establecen las siguientes recomendaciones generales sobre diseo. - La zona del litoral martimo y fluvial tiene una elevada humedad relativa, por lo que debern tomarse los recaudos necesarios para evitar la condensacin. - Se recomienda respetar las orientaciones dadas en el grfico 1. - Colores claros en paredes exteriores y techos. - Mayor cuidado en el dimensionado del aislamiento trmico. - El eje mayor de la vivienda ser, preferentemente, este oeste. - Se debe proteger de la radiacin solar todas las superficies. Es conveniente no orientar las ventanas al Este o al Oeste, minimizando asimismo su superficie. - Se considera fundamental la ventilacin cruzada, para aumentar el bienestar dada la accin benfica que proporciona la velocidad del aire. - Es conveniente la existencia de espacios semicubiertos (galeras, balcones, terrazas, patios). - Deber considerarse la necesidad de aprovechar los vientos dominantes y la creacin de zonas de alta y de baja presin que aumenten la circulacin de aire (acotndola en el tiempo). - Se debe tener en cuenta la necesidad de minimizar las superficies transparentes orientadas al Oeste y al Este. En caso de existir aberturas transparentes con estas orientaciones, las mismas deben tener sistemas externos de proteccin a la radiacin solar. En lo que respecta a la radiacin solar establece: - Para la zona clida, las orientaciones trmicamente favorables coinciden con las de mnimo asoleamiento. - Resultan convenientes las orientaciones Norte y Sur, de bajo asoleamiento, dada la caracterstica clida de la zona. - Las orientaciones Este y Oeste resultan desfavorables, dada la alta contribucin calrica de la radiacin solar. En todo el territorio nacional se aconseja para las orientaciones SO O NO N NE E SE el uso de sistemas de proteccin solar (por ejemplo: parasoles horizontales y verticales, cortinas de enrollar de color claro, etc). Para el invierno se recomienda un mnimo de 2 horas de sol directo en el solsticio de invierno (23 de junio) a travs de las ventanas y en un mnimo del 50 % de los locales habitables. En el ANEXO II se presentan graficados los principales parmetros climticos para la ciudad de Artigas: temperaturas, humedad relativa, heliofana, vientos y precipitaciones. -

Implantacin en el predio.

El predio asignado (propiedad municipal), ubicado en la localidad de Cerro del Ejido, al Sur y fuera de la planta urbana de la ciudad de Artigas, es un terreno rectangular intermedio entre dos predios con construcciones. Tiene su acceso por una de las calles principales del barrio. El Norte est girado aproximadamente 50 por lo que el frente del mismo resulta con orientacin Noroeste y los restantes lados enfrentan a los dems medios rumbos. Teniendo en cuenta el diseo del prototipo (derrame libre en sus cuatro lados), ste se ubicar aislado, al centro del predio, no recostndose a las medianeras. De esta forma PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 42

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sus cuatro lados quedarn expuestos al exterior. Si su diseo permitiera recostarse a una medianera expondramos menos superficie y representara una mejora en su comportamiento trmico. Se deber buscar en futuras realizaciones a mayor escala, el agrupamiento de las viviendas, que representar un mejor desempeo trmico y una mayor economa de construccin. -

vegetacin. Los espacios exteriores. La vegetacin.

El barrio donde ser implantado el prototipo es un asentamiento informal que ser objeto de una regularizacin por medio de un proyecto del PIAI, por lo que hoy en da nos encontramos con situaciones irregulares y elementos sin definir. Se trata de una zona muy elevada (un cerro) con visuales muy interesantes de su entorno, siendo este valor paisajstico una de las grandes virtudes del emplazamiento. En el barrio predominan construcciones muy modestas, muchas de ellas de carcter precario, con una vegetacin muy discreta, producto ms de las preocupaciones de los habitantes que de una planificacin bien pensada. El predio en cuestin no posee rboles, tal vez por la conformacin rocosa de su suelo. Este aspecto deber atenderse pues es uno de los recursos disponibles ms econmicos y fciles de implantar que permitirn un sencillo pero eficiente acondicionamiento de los espacios exteriores. Debido a que se trata de una zona alta el rigor del verano se siente con ms fuerza all. Para ello sera importante plantar rboles caducifolios en el frente que permitan sombrear la fachada principal durante las tardes veraniegas, disminuyendo la temperatura de los cerramientos opacos y por tanto la ganancia de calor a travs de ellos, pero a la vez tambin disminuyendo las ganancias a travs de las aberturas.

Terreno

Inicio de obra

Vistas del emplazamiento del terreno en el barrio. La Intendencia Municipal de Artigas aport el terreno el cual est en medio de un Proyecto PIAI.

La norma aconseja que para la Zona II Clida, las distribuciones edilicias abiertas (como es este caso) atenan el efecto de isla caliente y favorecen la ventilacin. Por PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 43

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este motivo resultan recomendables las ubicaciones a barlovento (lado de donde sopla el viento) de cualquier obstculo (sierra, zona boscosa). No se han previsto espacios intermedios o de transicin. Es ste un elemento importante, ms teniendo presente que en la forma de vida de la familia tipo que habitar la vivienda, constituye un espacio muy utilizado para el desarrollo de diversas actividades. Muchas veces las personas cocinan, comen y duermen en estos lugares segn lo permitan las condiciones climticas del ao. Frecuentemente los propietarios acondicionan los espacios exteriores anexos a la vivienda a travs de elementos vegetales (rboles, arbustos, enredaderas, parrales) o accesorios como tejidos sol y sombra, toldos, prgolas, etc, que a la vez que brindan proteccin a las personas favorecern tambin la construccin sombreando paredes y aberturas. Es muy comn observar en estos barrios a los propietarios sentados al frente de sus casas durante el atardecer en el verano, lo cual en este caso se ve favorecido como se detalla ms adelante. -

La forma de la vivienda. Distribucin interior de los ambientes.

Se trata de una vivienda de 50 m2 que consta de estar, cocina comedor, dos dormitorios y bao. El prototipo presenta una forma cuadrada, compacta. Este volumen ofrece as un factor de forma bajo (0,86), es decir que expone poca superficie al exterior en relacin al volumen que encierra. Los ambientes tienen aberturas hacia el Sureste y Noroeste lo que permite un buen asoleamiento de las mismas. En todo su permetro presenta un alero de unos 60 cm de longitud. -

Diseo de las fachadas: orientacin de las aberturas (necesidad de protecciones solares)

Como establece la Norma UNIT 1026 el asoleamiento directo que penetra a travs de las ventanas en invierno proporciona beneficios sicolgicos e higinicos y disminuye la demanda de energa convencional para calefaccin. La ubicacin de las aberturas en general, no presentar grandes problemas. Al Noroeste tendremos un buen asoleamiento en el invierno (con hasta 5 horas de sol) y un cierto control del ingreso de sol en el verano (solo 1 hora de sol en el solsticio de verano), en gran medida debido al alero perimetral. Las aberturas en la fachada Sureste permiten un asoleamiento de esos locales en el verano en las primeras horas pero evitan que reciban sol en la parte crtica del perodo fro. Sera necesario poder dotarlos de al menos dos horas de sol diarias. Para ello en el dormitorio se debera reubicar la ventana sobre la fachada Noreste. En el caso de la cocina se la debera reubicar en la fachada Suroeste. Estas constataciones coinciden con lo indicado en la propia norma (Fig 3, pg. 10). La proteccin solar es necesaria en el rango de orientaciones comprendido entre el NO y el NE, mientras que respecto a las orientaciones que reciben 2 horas de asoleamiento se aprecia que la NO s lo hace mientras que la SE no. 44


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La norma establece como orientaciones favorables y ptimas las comprendidas entre el NO y el Este para esa zona bioclimtica. Para las condiciones particulares de cada abertura no es necesaria ninguna proteccin solar adicional, ya que las mismas cumplen con los valores de factor solar mximo admisible en cada orientacin. Esto es debido, en parte, a que son aberturas pequeas y en parte a que el alero perimetral brinda proteccin solar. -

Diseo de los cerramientos (verticales y horizontales). Caractersticas trmicas de los mismos: transmitancia, capacidad trmica, amortiguacin y retardo.

Los cerramientos verticales exteriores sern de Bloques de Tierra Comprimida, de 30 cm de espesor conformados con doble muro sin cmara de aire ni aislante trmico. Sern bolseados por ambas caras, y aunque por el lado externo sern revocados hasta la altura de antepechos de ventana no se ha tomado en cuenta esta capa de mortero en la determinacin de sus propiedades trmicas. Los muros interiores sern de fajina de 12 cm de espesor. Estos muros permiten a la construccin disponer de buena capacidad trmica otorgndole inercia frente a las variaciones de temperatura. Dado que no se dispone de datos concretos sobre los parmetros trmicos de este material, basndose en bibliografa aportada por diversos centros de investigacin, teniendo en cuenta la densidad promedio de los bloques, se le han asignado los siguientes valores:

densidad: conductividad trmica: calor especfico:

1850 kg/m3 1,05 W/m.K 0,85 kJ/kg.C

Para dichos parmetros los cerramientos verticales exteriores tendrn las siguientes propiedades trmicas:

transmitancia trmica: resistencia trmica: capacidad trmica: coeficiente de amortiguacin: retardo trmico:

2,26 W/m2.K 0,443 m2.K/W 461 kJ/kg.C 0,09 7,5 horas *

Ese valor de transmitancia trmica es alto si tenemos como referencia el valor mximo fijado por el Banco Hipotecario del Uruguay (antes del 2002)para las viviendas que financiaba que es de 0,85 W/m2.K. * El valor del retardo trmico es dado para el plano Norte en verano. Para otras orientaciones y para el perodo fro se le deben efectuar correcciones. Ver planilla. El cerramiento horizontal est constituido por un cielorraso de tablas de encofrado de 1 pulgada de espesor, por encima una capa de losetas de barro alivianado de 5 cm de espesor que oficia de asilacin trmica, luego queda una cmara de aire de 5 cm de espesor, y por ltimo una cubierta de chapas.


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Al barro alivianado con paja se le han asignado los siguientes valores en funcin de su densidad y de acuerdo a las mismas fuentes ya citadas:

densidad: conductividad trmica: calor especfico:

800 kg/m3 0,3 W/m.K 0,1 KJ/kg.C

Este cerramiento horizontal presentar as las siguientes propiedades trmicas discriminadas segn la estacin del ao:

transmitancia trmica: resistencia trmica: capacidad trmica: coeficiente de amortiguacin: retardo trmico: transmitancia trmica: resistencia trmica: capacidad trmica: coeficiente de amortiguacin: retardo trmico:

Invierno 1,45 W/m2.K 0,689 m2.K/W 31 kJ/kg.C 0,16 0,7 horas Verano 1,06 W/m2.K 0,939 m2.K/W 31 kJ/kg.C 0,13 1,6 horas

La cubierta tendr un mejor desempeo durante el perodo clido y necesitara incrementar su masa para conseguir mayor inercia trmica. Vemos entonces que los cerramientos verticales tendrn mayor amortiguacin de la variacin de temperaturas y mayor retardo trmico que el cerramiento horizontal. En el primer caso tenemos menor resistencia trmica (36 y 53 % menor) pero mucha mayor capacidad trmica (casi 15 veces mayor). Para tener presente cabe recordar que: 1 Wh = 3,6 kJ En los sectores en que interfiere la estructura de postes y vigas de madera se generarn variaciones de las propiedades trmicas pero no sern negativas. -

Estudio de las ganancias solares a travs de las aberturas.

Se puede decir que el rea vidriada proyectada para la vivienda es aceptable, cumple los requerimientos de higiene y salubridad y no representa problemas debido al asoleamiento. Analizando el aporte de calor solar considerando en primer lugar el perodo caluroso (22 de diciembre) se tiene para todo el da: Sureste Noroeste 5544 Wh 5160 Wh

Fachada

Ganancias

No se observan diferencias entre ambas orientaciones. Sumadas ambas ganancias representan 3,2 W/m3 volcados al interior a lo largo del da.


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Para el perodo fro (22 de junio) se tiene: Sureste Noroeste 672 Wh 6648 Wh

Fachada

Ganancias

Se puede apreciar una sustancial diferencia entre ambas fachadas que redundar en un beneficio para las habitaciones del frente y ciertas carencias en las del fondo. Representan 2,2 W/m3 volcados al interior. No se ha considerado la reduccin que produce el alero perimetral. El factor solar que brinda el alero, para el verano, vara entre 19 y 33 % (color oscuro y claro respectivamente) para la fachada NO y entre 38 y 49 % para la fachada SE. Para el invierno vara entre 47 y 57 % para la fachada NO y entre 39 y 54 % para la fachada SE, segn tenga colores oscuros o claros.El Factor Solar es la fraccin de energa radiante incidente en un cerramiento transparente que pasa al interior.

-

Ventilacin natural: posibilidades

La ubicacin, forma y tamao de las aberturas permite generar una ventilacin cruzada que favorecer el refrescamiento de las personas y de la construccin (haciendo factible utilizar el recurso del enfriamiento nocturno). En este sentido vemos que las aberturas en fachadas opuestas y dispuestas en el mismo sentido en que soplan los vientos ms frecuentes, permiten generarla y sumado a la altitud del lugar seguramente se constituir en un recurso muy aprovechable. Para la ciudad de Artigas, tanto en el perodo fro como en el clido, los vientos predominantes son los del sector Este Sureste, es decir que soplan prcticamente en el mismo sentido en que se alinean las aberturas existentes. Las velocidades oscilan entre 16 km/h para el invierno y 14 km/h para el verano. En el verano esto ser ventajoso, aprovechando las brisas frescas y facilitando la ventilacin de la vivienda, pero en el invierno obligar a protegerse de los vientos fros. Como ya se ha dicho, la zona se destaca por su altitud. Esto hace que la vivienda quede muy expuesta a los vientos fros del invierno ya que no existen barreras naturales ni un entorno construido que los obstaculicen. Por el contrario en el verano esto puede facilitar la captacin de brisas frescas que permitan refrescar la vivienda. Durante el invierno el frente de la vivienda ser un lugar apacible, ya que estar protegido de los vientos y a la vez baado por el sol. Podran generarse corrientes fuertes molestas en los pasillos laterales ya que el flujo de aire encontrar all tubos por donde se canalizar y acelerar su velocidad. Durante el verano el patio trasero ser el que estar expuesto a las brisas frescas y protegido del sol abrasador de la tarde. -

Evaluacin de cerramientos opacos Anlisis de las temperaturas superficiales mximas y mnimas

Para hacer esta evaluacin partimos de las siguientes condiciones de clculo: temperatura exterior de clculo: condiciones rigurosas PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 47

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ti = 24 C (verano) ti = 20 C (invierno) = 0,70 para plano horizontal = 0,60 para planos verticales Se deber cumplir: tsx ti + 6 tsn ti 6 En la planilla adjunta se puede apreciar que para todas las orientaciones se cumplen las condiciones exigidas tanto en invierno como en verano. En el caso del verano se puede ver que el plano horizontal es el ms exigido estando en el lmite de lo tolerado. -

Estudio Estudio del riesgo de condensacin

En este punto es importante tener presente el comportamiento higroscpico del material tierra que es capaz de absorber y devolver al ambiente el vapor de agua presente en el aire interior, cumpliendo un papel de regulador de la humedad ambiente interna. En este sentido mediciones realizadas en una vivienda construida en adobe (Vivienda Rapetti Lpez) en Salto, estaran indicando un comportamiento de estas caractersticas, manteniendo una humedad relativa interna muy estable a lo largo del da. Se debern realizar las mediciones correspondientes en el prototipo de BTC para verificar si en ese sistema constructivo esta propiedad del material se mantiene. Se deber tener la precaucin de no utilizar pinturas en las paredes interiores que impidan este funcionamiento natural de las mismas, sino que aquellas debern permitir la libre transferencia del vapor de agua entre el ambiente y los cerramientos. En principio el diseo de los cerramientos no incluye la colocacin de barreras de vapor. En la cubierta esto resultara muy sencillo de hacer, colocando un film de polietileno sobre el cielorraso de tablas, bajo las losetas de barro alivianado. Esto implicara la necesidad de ventilar la cmara de aire bajo las chapas. -

Previsin del desempeo trmico: Temperatura interna media desempeo

Para tener una aproximacin al desempeo trmico del prototipo se aplica una metodologa desarrollada por el Prof. Arq. Aroztegui que permite una apreciacin rpida de la calidad trmica del ambiente interior en condiciones de invierno. El objetivo a alcanzar siempre, ser que a travs de un buen diseo arquitectnico se aumente la temperatura interna con un mnimo de produccin de energa interna. Condiciones de partida: Area de huecos: 6,5 m2 Area expuesta: 121 m2 Factor de huecos: 0,054 (Bajo) Uom: 1,88 W/m2.K Volumen: 140 m3 Factor de forma: 0,86 Flujo de calor por ocupacin: 9 W/m3 13,6 C tem (julio): PDT Programa de Desarrollo Tecnolgico 16/15 Facultad de Arquitectura Regional Norte - Salto 48

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Aplicando la metodologa citada, sin considerar el aporte de calor solar, y para cada uno de los tipos de ocupacin (baja, media y densa) tenemos que se alcanzaran estos valores: t = 2,3 C TIM = 15,9 C t = 3,3 C TIM = 16,9 C t = 4,2 C TIM = 17,8 C Si se considera el aporte de calor solar a travs de las aberturas en ambas fachadas, que es del orden de los 1,2 W/m3 se tiene: t = 2,9 C t = 3,8 C t = 4,7 C TIM = 16,5 C 17,4 TIM = 17,4 C TIM = 18,3 C

Si consideramos como aceptable una temperatura de 16 C, tal como propone el Arq. Aroztegui, podemos concluir que todas las situaciones se encuentran dentro de lo aceptable y se puede decir que de esta manera se daran las condiciones de confort en el interior. En los casos de ocupacin densa, muy probable de acuerdo al tipo de familia destinataria prevista, se entiende que se estaran alcanzando condiciones muy favorables de habitabilidad, con un mnimo o nulo consumo de energa para calefaccin. Estudios sobre el Prototipo construido Luego de que el prototipo est construido se proceder a: - Monitoreo de temperaturas - Registro horario de temperatura y humedad relativa (tanto interna como externa) a lo largo de todo un da, preferiblemente en la estacin clida o fra, o prximo a ellas. - Registro de temperaturas superficiales interiores. Instrumental necesario: Termmetros de mxima y mnima: requiere de una persona en forma permanente para la lectura de datos lo que implica una mnima capacitacin. Termmetro de temperatura superficial: idem. Sera recomendable disponer de instrumental de funcionamiento automtico de modo de evitar distorsiones de las medidas. VER ANEXO 10: RECAUDOS GRAFICOS PROTOTIPO BTC.


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Galera de fotos PROTOTIPO BTC ARTIGAS CASA DE TIERRA

Inicio de obras 24 de julio de 2006 - Excavaciones

Preparacin del material

Dado de hormign

Armadura de la viga

Colocacin de pilares de madera

Encofrado viga

La mano de obra no es especializada. El equipo tcnico capacita al personal integrado por: un encargado (Sr. Fontoura) financiado por la Intersectorial con experiencia como ladrillero, dos peones con asistencia discontinua, financiados por la Intendencia Municipal de Artigas, tres carpinteros financiados por la IMA en la etapa de montaje del techo, una persona permanente por parte de la familia beneficiaria.


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Estructura del techo 21 de agosto de 2006

Cielorraso de tablas de pino cepilladas

Sobrecimiento de piedra

Elevacin de muro de bloques

11 de setiembre inicio de colocacin de chapas de hierro galvanizado

13 de setiembre estos muros ya estn terminados

La investigacin ha registrado los rendimientos de materiales y de mano de obra. El 19 de setiembre, luego de la presentacin de este informe se realizar otra jornada de capacitacin dirigida hacia los vecinos del Cerro del Ejido. Nos interesa destacar que como el prototipo est en el medio de un proyecto Piai, ejecutado por la empresa CUJ, ser oportuno evaluar los resultados de los dos sistemas constructivos.


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Zcalo de piedras y muro de BTC

Armado de la estructura del panel de fajina

Panel de fajina y distribucin de elctrica por cielorraso

Vista exterior del prototipo

Vista de frente del prototipo

Colocacin de trama en paneles para fajina


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Colocacin de chirca como trama para fajina

Comienzo del embarrado

Embarrado del panel

Panel con embarrado terminado

Vista exterior antes de montar el segundo dormitorio

Vista exterior del prototipo con aberturas colocadas


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PROYECTO TIERRA ARTIGAS (PROTOTIPO)OBRA: METRAJE DE MATERIALES Y COSTOS (2 Semestre 2006)RUBRO Metraje Cantidad 3,9 2 1,7 0,9 12 3,3 2,8 1,5 16 30 26 4 50 12 ml 20 1 5 2 1 1 10 20 4,5 2 8 4 aporte de IMA aporte de IMA aporte de IMA aporte de IMA aporte de IMA aporte de IMA aporte de IMA Precio total pesos 2614,87 0 0 0 2614,87 6982,77 0 0 2784 1501,29 2477,04 220,44 0 1047,72 0 0 805 0 242,72 238,62 0 0 238,62

CIMIENTOSDados Hormign ciclpeo (60x60) Piedra cimiento del lugar - m3 - IMA Pedregullo - m3 - IMA Arena gruesa m3 - IMA Cemento Portland - bolsas Viga de cimentacin hormign armado Pedregullo N 2 - m3 - IMA Arena hormign - m3 - IMA Cemento Portland - bolsas Barra lisa 6mm x 6m Barra tratada 8mm x 6m Alambre cocido dulce N 16 Tablas de encofrado - IMA Sobrecimiento BTC - unidad Arena - m3 - IMA Cemento Portland - bolsas Piedra sobrecimiento del lugar - IMA Barras lisas 10 mm x 6m Impermeabilizacin Impermeabilizacin Arena lavada - m3 Cemento Portland - bolsas Hidrfugo 40 lts

aporte de IMA

aporte de IMA aporte de IMA

SUBTOTAL I CONTRAPISO H = 10 cmArena hormign - m3 Cemento Portland - bolsas piedra triturada + polvo cantera - m3

10883,984915 0 1415 3500 16198,84 2,6 3,6 3,6 2,8 1,8 10 2 4 2 2 1 4 aporte de IMA viga cedrillo 4.0x15x5 3.0x15x5 3.5x15x5 4.5x15x5 5.5x15x5 0 0 1447,94 723,9 844,9 543 2659,86

ESTRUCTURA DE MADERAPilares Varejones eucalipto tratado 15cm dimetro mnimo - ml Vigas horizontales Varejones eucalipto tratado15 cm dimetro - ml

Diagonales Varejones eucalipto tratado y canteado 20 cm dimetro - ml Cumbrera Varejones eucalipto tratado y canteado 20 cm dimetro - ml Tirantes Varejones eucalipto tratado y canteado 12 cm dimetro - ml

5,4

2,2 0,6

1 4

2.5x15x5 1.0x10x5

300 320


54

AGOSTO, 2006 1,2 1,6 1,8 2,4 2,6 3,2 4,0 4,4 Planchuela 1"x 3/16"x 6m Tornillos 10mm x 3" 4 4 4 4 4 8 4 6 3 120 1.3x10x5 1.7x10x5 2.0x10x5 2.3x10x5 2.6x10x5 3.2x10x5 4.1x10x5 4.5x10x5 no se usaron no se usaron 480 640 639,91 800 959,93 2239,63 1439,96 2159,81 0 0 45814,86 73m2 140 1650 1 1 2 44 137,5 4 12 10 4 4 10 38 16800 aporte de IMA aporte de IMA 0 0 163,95 0 4405,01 179,9 9960 6640 2980 500 3350 836

CUBIERTACielorraso Tabla pino 20 cm x 1" x 2,70 m Losetas 40 x 17 x 10 cm - unidad tierra m3 - IMA paja de trigo - fardo - IMA Clavos 1" - 1kg Techo Yeseros 2"x1"x2,4m Clavadores 1y1/2"x 1y1/2" (ml) Clavos 4" - 1kg Chapanel 24 - 0.985 x 4.57 (15') Chapanel 24 - 0.985 x 3.66 (12') Chapanel 24 - 0.985 x 3.04 (10') Clavos de techo - 100 unidades (kg) Cumbrera 61cm x 2.44m Nylon transparente (m2)

no se usaron

SUBTOTAL II PAREDES - TABIQUES DE MADERAEscuadras de madera 2"x 2"x 2.4 (2,62p2) (m3) Escuadras de madera 2"x 3"x 2.4 (3,94 p2) (m3) Escuadras de madera 2"x 3"x 3.7 (6,07 p2) Clavos 4" - 1kg Clavos 1" - 1kg Tablillas 1" x 1/2" x 2,4 - IMA Tierra - m3 Paja de trigo - 1 fardo/4

01 manual btc

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