Escritor: Tim Motis
Publicado: 24/7/2019


Patrick Trail, miembro del personal de ECHO Asia, recopiló una guía de fotografías para construir casas de sacos de tierra para el almacenamiento de semillas en Asia. Las casas de sacos de tierra han sido usadas por múltiples bancos de semillas en Asia como una alternativa para estructuras convencionales más costosas. Mientras se redactaba esta publicación, estaba en proceso en ECHO de Florida la construcción de una casa de sacos de tierra. El contenido a continuación se obtuvo de impresiones recogidas en ambos sitio de ECHO.

Introducción

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Figura 2. Casa de sacos de tierra en ECHO Tailandia. Fuente: Personal de ECHO Asia 

¿Qué es una casa de sacos de tierra?

Una casa de sacos de tierra consiste de un techo sobre paredes hechas con sacos rellenos de tierra. Los sacos se colocan en capas a lo largo del perímetro de una fundación o base, dejando espacio para una puerta. Luego los sacos apilados se repellan con lodo (Figura 2).

¿Cuáles son algunas de las ventajas de las casas de sacos de tierra?

Las estructuras de sacos de tierra se construyen con materiales locales y baratos. La casa de sacos de tierra de ECHO en Tailandia se construyó a un costo de US$750 (Trail et al. 2019). La simplicidad de las casas de sacos de arena significa que la gente con poca o ninguna experiencia en construcción puede aprender rápidamente las habilidades necesarias. Las casas de sacos de arena son fuertes pero también lo suficientemente flexibles para resistir terremotos (Geiger y Zemskova 2016). Las paredes son duraderas, no tóxicas y resistentes al fuego y los insectos.

¿Porqué las casas de sacos de arena son buenas para el almacenamiento de semillas?

En el trópico cálido, la temperatura y la humedad tienden a ser altos y pueden fluctuar ampliamente. Bajo tales condiciones las semillas se deterioran debido a la germinación prematura, pudrición, plagas de insectos y el rápido metabolismo de las reservas de alimentos.

Las semillas mantienen de mejor manera su viabilidad cuando se mantienen en un lugar seco y fresco en forma constante. El sellado al vacío (para excluir la humedad) o los desecantes (para absorber la humedad) pueden mantener bajo el nivel de humedad en las semillas. Sin embargo, estas tecnologías no se ocupan del factor de la temperatura.

Las casas de sacos de arena estabilizan la temperatura de almacenamiento en comparación con el aire del exterior. Una casa de sacos de tierra en Tailandia redujo el promedio de temperatura máxima del aire de 44°C (afuera) a 28.5°C (dentro de la casa de sacos de tierra), las temperaturas mínimas aumentaron levemente de 10°C (afuera) a 11.5°C (dentro de la casa de sacos de tierra) (Trail et al. 2019). El almacenamiento bajo tierra es otra manera de moderar las temperaturas, pero las semillas en una estructura arriba de la superficie es de más fácil acceso que contenedores enterrados o bunkers bajo tierra.

¿Cómo funciona una casa de sacos de tierra?

Las paredes de tierra poseen una alta masa térmica, lo que significa que absorber y transfieren calor o frío. En los climas calientes las paredes del exterior absorben calor durante el día. Con paredes de tierra de al menos 30 cms de grosor, toma alrededor de 12 horas para que la energía se mueva al interior de la estructura (Hunter y Kiffmeyer 2004). Durante la noche, las paredes dejan de absorber calor cuando la temperatura exterior disminuye. Las paredes liberan calor durante la noche manteniendo la temperatura del interior más cálida que la del exterior. Los materiales livianos usados para el techo (paja) y colocados entre el cielo raso y el techo (cascarilla de arroz o botellas plásticas) tienen baja masa térmica de manera que no absorben ni transfieren bien el calor. Sin embargo son buenos aislantes. Los materiales de aislamiento bloquean la transferencia de calor al interior del edificio. Las propiedades de las paredes, techo y cielo raso trabajan juntos para moderar las temperaturas extremas.

¿Cuáles son las limitaciones de una casa de sacos de tierra?

La humedad dentro de una casa de sacos de tierra puede ser alta si la humedad de afuera es alta. Los hongos causantes de enfermedades proliferan al 65% de humedad o más. Si la humedad dentro de una casa de sacos de tierra es alta, mantenga las semillas en contenedores sellados. Las casas de sacos de tierra trabajan mejor cuando refresca por las noches; son menos efectivas cuando las temperaturas entre el día y la noche no difieren mucho. En climas calientes una casa de sacos de tierra no mantendrá las temperaturas tan bajas como puede lograrse con aire acondicionado o refrigeración, pero la mejora con respecto a las condiciones del medio ambiente aún así serán significativas.

Selección del sitio

Seleccione un sitio en base a las necesidades del proyecto. Por ejemplo, escoja un lugar que sea accesible para quienes manejas la recolección de semillas. De ser posible, construya la casa de sacos de tierra cerca de árboles u otras estructuras que brinden protección del sol. Evite áreas bajas que puedan inundarse fácilmente. Para reducir los costos de mano de obra y transporte, construya donde el suelo sea apropiado y haya fácil acceso a otros materiales.

Materiales y diseño

Los materiales pueden variar de acuerdo a las opciones de diseño y con lo que esté disponible localmente. A continuación se presentan algunas guías a considerar para los principales componentes estructurales de una casa de sacos de tierra.

Fundción

Se necesitan picos y palas para cavar una zanja alrededor del perímetro. La zanja se llenará para formar una zapata para las paredes de la casa de sacos de tierra. Note que la forma de la fundación determina la forma de la estructura. Un diseño redondo maximiza la fortaleza estructural y requiere menos cantidad de materiales (Toevs 2019). Cualquiera que sea la forma que usted escoja, Geiger y Zemskova (2016) recomiendan cavar la zanja de 60 cm de ancho y de 60 a 90 cm de profundidad (hasta el subsuelo). Rellene la zanja con cascote/grava, con las rocas de mayor tamaño al fondo de la zanja.

Existen opciones para el suelo. Si usted escoge un suelo de concreto, tendrá que construir un tipo de zócalo o base con cemento, arena y varillas de hierro. El perímetro de esa base, sobre la cual se construyen las paredes, descansa en la zapata, con el sobrante de la base apoyada en tierra compactada o grava. En este caso la fundación consiste de una base de concreto y zapata. El concreto absorbe fácilmente la humedad y se seca más lentamente que el suelo de tierra. Para evitar que la base absorba humedad del suelo se necesita usar plástico como barrera entre el suelo y el cemento.

En un clima seco usted podría elaborar un piso simplemente con tierra compactada y grava, en ese caso la fundación consistiría solamente de la zapata.

Paredes

Las paredes están hechas principalmente de tierra con arcilla suficiente como para pegarse y endurecerse (10% a 30% barro de acuerdo con Stouter 2011). En la página 14 de Earthbag Building in the Humid Tropics, Stouter (2011) explica cómo probar el suelo para lograr la textura y humedad correctos, por ejemplo, si una bola de tierra se desbarata cuando se deja caer 1.5 mt, la tierra necesita más arcilla y agua. Mucha arcilla en la mezcla también representa un problema; una mezcla con más del 40% de arcilla da como resultado paredes inestables debido a un encogimiento y engrosamiento excesivos (Toevs 2019).

Cribe la tierra cuanto sea necesario para eliminar rocas y desechos. En ECHO Florida usamos una mezcla de 20% de arcilla con 80% de arena. En ECHO Asia en Tailandia usamos 60% de tierra (la que estimamos posee partes iguales de arcilla y arena fina) y 40% de cascarilla de arroz. La cascarilla de arroz (y materiales alternativos de poco peso, como roca volcánica) proporcionan aislamiento para reducir la cantidad de calor almacenado y radiado de regreso dentro del edificio. Esto se recomienda en áreas en donde las temperaturas son altas día y noche. La cascarilla de arroz también resiste la pudrición y el ataque de insectos. Tenga en mente que la mezcla de tierra y cualquier material de poco peso necesita ser lo suficientemente fuerte como para soportar el peso de las paredes y el techo. Para probar la resistencia de la mezcla, Stouter (2011) recomienda llenar un saco de tierra con relleno húmedo, apisonarlo, y luego dejar que se seque de 1 a 2 semanas; un tramo de 25 cm de saco de tierra debería poder aguantar a una persona de 54 kg.

Los sacos son otro componente importante de las paredes. Usualmente se usan sacos de granos de distintos tipos y tamaños. Geiger (2019) sugiere sacos que midan 46 cms x 76 cms. Los sacos deben de lo suficientemente fuertes como para soportar el peso y forma de las paredes durante la construcción, pero su resistencia en el largo plazo no es importante ya que la tierra dentro de ellos se endurecerá y los sacos se cubrirán con repello. Las bolsas de polipropileno son una buena opción porque no se rompen fácilmente.

Otros materiales que se necesitan para las paredes: alambre de púas (cuatro puntas) y liso (calibre 16 de grosor), madera para una puerta y el marco y repello. El repello de lodo puede elaborarse a partir de la misma tierra que se use para llenar las bolsas. Stouter (2011) aborda opciones de repello con más detalle (ver la sección de referencias) Las herramientas que se necesitan para la construcción de las paredes incluyen cortadores de alambre, una herramienta para compactar (que puede elaborarse con cemento si es necesario), un instrumento de nivelación tal como el nivelador de burbuja y cubetas para llenar los sacos con tierra.

Cielo raso y techo

Se necesitan viguetas y vigas para apoyar el cielo raso y el techo respectivamente. Éstas pueden elaborarse con bamboo, madera o metal. En muchas casas de sacos de tierra las viguetas del cielo raso descansan sobre una viga de cemento que se construye en la capa superior de sacos. La estructura de soporte del cielo raso en las casas de sacos de tierra de ECHO descansa directamente en las paredes (Figura 3). Sugerimos el uso de plywood para el cielo raso. Para aislamiento encima del cielo raso, apile materiales que no se enmohezcan con facilidad como botellas plásticas usadas/vacías o cascarilla de arroz (usada por ECHO en Tailandia, se puede embolsar para mantenerla seca). El techo se puede construir usando paja (Figura 3).

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Figura 3. Soporte estructural para el techo y cielo raso de una casa de sacos de tierra de ECHO en Tailandia (A) y Florida (B). En Tailandia (A) un cielo raso de plywood descansa sobre barras de metal soldadas a pilones de metal (un ejemplo de uno se indica con una flecha roja) martillado encima de una pared de tierra. En Florida (B) viguetas de madera descansan sobre el plywood (indicado con fleches rojas) insertado entre dos sacos. 
Fuente: Personal de ECHO Asia (A) y Tim Motis (B)

Pasos para la construcción

 
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Figura 4. Fundación de una casa de sacos de tierra en ECHO en Asia. 
Fuente: Personal de ECHO Asia 

1) Construir la fundación y colocar el marco de la puerta

Una fundación, sólida, a nivel (Figura 4) soporta toda la estructura y ayuda a mantener una altura uniforme de las paredes. Tal como se mencionó en la sección de materiales y diseño, esto involucra una zanja rellena de grava para una zapata, con paredes que descansan en la zapata o en una base de concreto.

En ECHO en Florida y en Tailandia la fundación consistía de una zapata y base de concreto. Este enfoque es útil en sitios que reciben mucha humedad durante las lluvias del monzón. Para la estructura de sacos de tierra de ECHO Florida, colocamos plástico entre el suelo y la base de cemento /piso de cemento y además entre la superficie del suelo y la primera capa de sacos de tierra. La segunda barrera contra la humedad se añadió como una precaución extra para asegurar que toda humedad absorbida por la base de concreto no se absorbiera hacia la capa inferior de sacos de tierra. Con la fundación una vez en su sitio, construir el marco de la puerta y colocarlo sobre la fundación

2) Llenar los sacos con tierra

Llene los sacos con cerca de dos tercios de tierra. Al no llenar completamente los sacos estos serán más trabajables cuando se coloquen sobre la fundación. El espacio vacío también significa que se dejará material libre del saco en la parte de arriba; éste puede doblarse o coserse con alambre para evitar que se derrame la tierra.

NOTA: Si usted está construyendo una casa de sacos de tierra sin una base de cemento como parte de la fundación, considere colocar varias capas de grava en sacos dobles sobre la zapata. Esto protegerá el fondo de la estructura contra la erosión del agua que de otra forma podría destruir las paredes de tierra. Los sacos llenos de tierra pueden entonces apilarse encima de los sacos rellenos de grava.

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Figura 5. Colocando un saco lleno de tierra en una pared de casa de sacos de tierra. 
Fuente: Personal de ECHO Asia 

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Figura 6. Poste para medir la distancia de cada saco del centro de una casa de sacos de tierra circular. Fuente: Cody Kiefer

3) Apile sacos de tierra en las fundaciones

Coloque sacos alrededor del perímetro encima de la fundación, una capa a la vez (Figura 5). Para mantener un círculo verdadero mientras se construyen las paredes, ate un cordón o mecate a un poste en el centro (Figura 6), córtelo o márquelo para indicar la distancia deseada desde el centro al borde interior de la pared, coloque cada saco de manera que el borde interior siempre esté a la misma distancia del centro. Para medidas precisas, mantenga la cuerda de nivel cuando mida. Para cada capa de sacos, primero ponga todos los sacos en su sitio y luego apisónelos de manera que queden planos y a nivel (Figura 7); los sacos encajarán al empujarse unos contra otros (Toevs, 2019).

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Figura 7. Apisonando sacos para formar paredes de una casa de sacos de tierra. 
Fuente: Cody Kiefer

Colocamos alambre de púas entre cada capa de sacos (Figura 8). El alambre brinda una matriz de enclavamiento que mantiene juntos los sacos, tanto entre capas como dentro de las capas. Usamos ladrillos para mantener en su sitio dos hilos de alambre de púas mientras apilamos los sacos para cada capa (Figura 8A). En ECHO en Florida atamos alambre calibre 16 para cada línea de alambre de púas (Figura 8B) a intervalos de 35-45 cm. Los extremos de estos alambres sin púas, extendidos 6-8 cm en cada lado de la pared, se usaron para sujetar la malla de gallina/estuco a las paredes interiores y exteriores (ver paso 3). Para evitar que los sacos se enganchen en el alambre mientras las estamos posicionando, colocamos una hoja de metal delgada sobre el alambre de púas (Figura 8C). Una vez que el saco estaba en su sitio, retirábamos la hoja de metal, permitiendo que el saco fuera perforado y por tanto mantenido unido en su sitio por las púas del alambre.

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Figura 8. Alambre de púas (A) y alambre de metal amarrado a alambre de púas (B) para entrelazar los componentes de la pared de sacos de tierra. La Foto C muestra una pieza de lámina metálica para impedir que los sacos se agarren al alambre de púas durante la colocación. Fuente: Cody Kiefer 

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Figura 9. Anclaje de madera (A), entre cada tercera capa de sacos (B) a los cuales se fijó la puerta. Fuente: Cody Kiefer (A) y Tim Motis (B)

El marco de la puerta tiende a ser sostenido en su sitio por el peso de los sacos que presionan a los lados. En la estructura de ECHO Florida colocamos piezas de madera (Figura 9 A) adyacentes al marco de la puerta en cada lado entre cada tercera capa de sacos (Figura B). Éstas sirvieron como puntos de unión para añadir estabilidad.

Añadir capas de sacos hasta alcanzar la altura deseada. La casa de bolsas de tierra en Florida tiene alrededor de 2 mt de altura, lo que le permite a la mayoría de la gente estar dentro de la estructura sin tener que agachar la cabeza para que ésta no toque el techo. Geiger y Zemskova (2016) expresan que la relación de altura de la pared con grosor de la misma no debe de ser de más de 8. La casa de tierra de la Florida, la que no se ha recubierto aún cuando se escribe este documento, tiene un grosor de pared de 30.5 cms. Con una altura de 200 cms, nuestra relación altura por grosor es de 6.6 (200 dividido entre 30.5).

4) Construir el techo con una cubierta aislada

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Figura 10. Bambú (A) y metal (B) como opciones para vigas. Observe la cascarilla de arroz colocada encima del plywood del cielo raso como aislante. Fuente: Personal de ECHO Asia 

La Figura 10 muestra vigas de bambú (10A) y metal (10B). El bambú está más disponible que los marcos de metal o la madera, pero estas dos últimas opciones son más permanentes. En el clima subtropical de la Florida, el bambú sin tratar dura alrededor de dos años, mientras que el bambú tratado para resistir la descomposición y los ataques de insectos dura tanto como la madera convencional (20-30 años) cuando cuenta con la protección de un techo. (Toevs, 2019; ver Bielema 2017 para obtener información sobre cómo tratar el bambú). Hacer las vigas lo suficientemente largas para permitir un alerón que proteja la mayor parte de la superficie de la pared exterior del sol y la lluvia. Asegure el techo – usando clavos, tornillos o alambre- a las vigas hechas con postes de madera, madera cortada (Figura 3B), bambú (Figura 10A) o metal (Figura 10B). Coloque el material aislante encima del techo (Figura 10B) y asegure la paja a las vigas (Figura 3A).

5) Repellar las paredes

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Figura 11. Mezclando repello para cubrir las paredes de una casa de sacos de tierra. Fuente: Personal de ECHO Asia 

Una vez que las paredes y el techo estén construidos, cubrir las paredes con repello. En ECHO Asia fabricamos el repello añadiendo agua a la misma mezcla tierra/cascarilla de arroz que usamos para llenar los sacos (Figura 11). En Florida, debido a que nuestra tierra para repello solamente contenía un 20% de arcilla, aplicamos ese repello a la malla de alambre de gallina/estuco pegada a las paredes para que pudiera pegar mejor. Este paso sería innecesario si el contenido de arcilla en el suelo usado para repello fuera más cercano al 30-35% (Toevs, 2019).

Conclusión

Considere una estructura de sacos de tierra para estabilizar la temperatura en el almacenamiento de semillas en áreas donde el aire acondicionado y la refrigeración no son factibles. El personal de ECHO en Asia ha encontrado que las estructuras de sacos de tierra son especialmente útiles en bancos de semillas de comunidades que buscan espacio de almacenamiento de bajo costo y sostenible. El control de la temperatura con el almacenamiento de sacos de tierra podría combinarse con un empaque al vacío (Bicksler 2015) para reducir la humedad, extendiendo así la vida de las semillas. Ver las secciones Referencias y Lecturas Adicionales más adelante para obtener mucha más información y detalles sobre la construcción con sacos de tierra.

References:

Bielema, C. 2017. Bambú para construcción. Notas Técnicas de ECHO #92.

Bicksler, A. 2015. Bicycle Pump Vacuum Sealer for Seed Storage (Sellador al vacío de bomba de bicicleta para almacenamiento de semillas). ECHO Notas de Desarrollo 126:1-2.

Geiger, O. 2019. Step by Step Earthbag Construction. EarthbagBuilding.com. Sitio web visitado el 16 de julio de 2019.

Hunter, K. and D. Kiffmeyer. 2004. Earthbag Building: The Tools, Tricks, and Techniques. New Society Publishers.

Geiger, O. and K. Zemskova. 2016. Earthbag Technology – Simple, Safe and Sustainable. Nepal Engineers’ Association Technical Journal XLIII-EC30 (1):78-90.

Stouter, P. 2011. Earthbag Building in the Humid Tropics: Simple Structures 2nd edition. SCRIBD.

Toevs, E. 2019. Comunicación personal.

Trail, P., Y. Danmalidoi, S.M. Pler, A. Bicksler, and B. Thansrithong. 2019. Low-Cost Natural Building Options for Storing Seed in Tropical Southeast Asia. ECHO Asia Notes 38:6-8.

Further reading

More on the cost of earthbag houses:

Haft, R., H. Husain, A. Johnson, and J. Price. 2010. Green Building in Haiti

Los costos reales varían de acuerdo al tamaño y las opciones de diseño. Haft et al. (2010) reportan un costo de US$2,168.95 para una casa de sacos de tierra en Puerto Príncipe, Haití. El apéndice B del libro Earthbag Building (Hunter y Kiffmeyer 2004) brinda guías para determinar el costo de mano de obra y materiales. Una estructura para el almacenamiento de semillas no necesita de ventanas, lo cual reduce el costo en comparación con una casa.

General information:

Hart, K. 2018. Essential Earthbag Construction: The Complete Step-by-Step Guide (Sustainable Building Essentials Series). New Society Publishers.