Hacia una Metodología para la obtención de Indices de Resistencia del Abode (II)

En la primera entrega de esta serie, hablamos de las consideraciones sobre los dos métodos fundamentales para determinar la resistencia a compresión y la naturaleza del suelo como material constituyente del adobe: Probetas y modelos a escala.

En esta segunda entrega haremos una revisión de los materiales constitutivos del adobe y intentaremos definir los ensayos estándar que se deben llevar a cabo a fin de sistematizar el estudio sobre este material, para su adecuado uso en la albañilería.

MATERIALES CONSTITUTIVOS DEL ADOBE

Suelo

Como definimos en el apartado anterior, el suelo es el material principal del adobe. Por eso se hace necesario seleccionarlo de manera adecuada. Para llevar a cabo esta labor, como ingenieros podemos valernos de los conocimientos derivados de la Mecánica de Suelos. Algunos autores citan que este tipo de metodología de estudio resulta demasiado cara para utilizarla, a menos que se consideren obras de gran envergadura(1).

Esto es parcialmente cierto. Sin embargo, se pueden llevar a cabo estos ensayos si se pretende construir un lote grande de viviendas. En el caso de que a nivel estatal se lleve a cabo un programa nacional o municipal de construcción de adobe mejorado, realizar estos estudios resulta bastante económico.

El otro factor que se alega, es que puede resultar complicado realizar una serie de ensayos,debido a las distancias entre las muestras y el laboratorio. Se considera este argumento como cierto, pero también que se puede llegar a un sistema que relacione pruebas empíricas de campo, con ensayos de laboratorio.  Este método potenciaría su eficacia si se llevase un registro de las resistencias reportadas por los suelos y se organizaran en una base de datos los resultados (mejor aún, si esta información se puede integrar en un Sistema de Información Geográfica, que vincule los resultados con la formación geológica).

Inicialmente se propone se lleve a cabo una clasificación de suelos. Es importante que se respete el sistema que se emplee en la Norma de cada país. A falta de una determinada, se pueden usar por ejemplo: el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (basado en la Norma ASTM D2487 y D2488);  la AASHTO M 145-82;  o cualquier combinación básica de ensayos normados que involucren granulometría, límites de Atterberg (extendiendo de preferencia a peso específico, humedad natural y porosidad).

Los mejores suelos serán aquellos que caigan en el rango SC (arenas arcillosas), SM (arenas limosas), CL (arcillas de baja plasticidad, arcillas arenosas o limosas) (2) y (5).

Es importante señalar que el comportamiento de un suelo suele depender en gran medida de su contenido de finos, variando éstos a su vez de acuerdo a su composición mineralógica. Por ello puede ocurrir que suelos de igual granulometría presenten comportamientos muy diferentes. (4)

Relación Arcilla/Arena (C/S)

Se define la relación Arcilla/Arena (C/S) como la proporcion en partes de limos y arcilla a parte de arena, que se usan para fabricar los adobes. Algunos autores  advierten que el uso de gravas puede resultar contraproducente, ya que puede aumentar la porosidad del adobe. De la proporcion de grava máxima recomendada, hablaremos en un apartado posterior.

La recomendaciones sobre las posibles combinaciones  C/S,  varían de autor en autor. En Perú se usan proporciones  C/S entre 1/3 y 9/11.  En México se citan valores de 3/7 a 9/11. Los mismos valores son referidos por Barrios y otros en Chile. Vélez en Venezuela recomienda un valor cerrado de 1/4. (2) y (3)

Sobre la adición de arena, Barrios, Guinea y Pérez de Salazar coinciden en que la misma debe ser cuidadosa, puesto que no sólo disminuye la retracción sino que además aumenta la porosidad, disminuye la cohesión y se pierden propiedades mecánicas de la mezcla.

Barrios  plantea que “…para establecer un rango se toma como nivel mínimo de arena aquél en que las fisuras, producto de la absorción de agua capilar, ya no aparezcan o sean de escasa ocurrencia y magnitud y, como nivel máximo, aquél en que se inicia la caída de resistencia a flexo tracción, el que satisface las condiciones deseables de mantener la resistencia a compresión alta y no permitir una excesiva velocidad de ascenso de humedad capilar”. (2)

Si queremos determinar de manera científica cómo influye la propoción C/S en la resistencia a la comprensión de un adobe, se sugiere realizar un ensayo normado de compresión uniaxial, del tipo ASTM  D2166 ó equivalente en la Norma Local. Los resultados máximos de los ensayos sobre probetas de suelo alterado con variaciones proporcionales  @5% en la relación C/S , generarán una curva (hipotéticamente cóncava hacia abajo) de la que se podría obtener un modelo del comportamiento para suelos de características similares.

Al replicar el experimento varias veces, podremos ser capaces de determinar el verdadero efecto de la composición mineralógica del suelo en la resistencia a la compresión.

Fibra Orgánica

Este es uno de los temas que parecen más contradictorios en la elaboración de adobes: por un lado se dice que no se recomienda que el suelo presente materia orgánica, pero por el otro, mucha literatura menciona que es necesaria la adición de fibras orgánicas a fin de compensar la retracción de las arcillas. Otros autores (4), omiten este ingrediente en la dosificación del material.

Al no haber consenso, nuevamente toca investigar al respecto. Se propone para dilucidar ésto, ampliar la serie de ensayos de compresión simple haciendo para cada proporción C/S agregando 4, 3.5, 3, 2.5 y 2  partes de suelo por cada parte de material orgánico, espeificando de éste el tipo y tamaño. Aparte, se propone que se mantenga un grupo de control que esté libre de estos materiales.

Agua

Debe ser limpia. Libre de sales e impurezas orgánicas y debe tener un pH menor que 7 (ácida); valores mayores no favorecen la estabilización con asfalto, en caso desee ser aplicada.(1)

Por otro lado si se quiere estabilizar el abobe con cal apagada , se recomienda un pH mayor que 7 (alcalina).

Se estima que un metro cúbico de suelo seco requiere, para su preparación e hidratación completa, unos 350 litros de agua, aunque en un sentido estricto, la cantidad de  agua está más ligada a la plasticidad de las arcillas.(3)

A este respecto, Barrios & otros y Guinea,  afirman que para la mezcla de adobe es conveniente utilizar suelos con bajo índice de plasticidad, ya que cuanto más alto sea, mayor será la cantidad de agua contenida en la masa que lo convierte en moldeable y una vez seco, se tendrán mayores retracciones, por cuanto evaporará un volumen mayor de agua. Tejada propone que los suelos para elaborar adobe presenten un límite líquido entre 20 y 40 y un límite plástico inferior a 20. (2)

Adicionalmente a lo anterior, para establecer de manera científica cuál es la cantidad de agua se propone previo a la preparación de las probetas para ensayo de compresión se lleve a cabo, para cada grupo, un ensayo tipo Proctor Stándard  siguiendo la Norma ASTM D698, AASHTO T 99 ó el equivalente en la Normativa de cada país.

Cuando se haya obtenido la humedad óptima para la compactación deberán hacerse los cálculos compensatorios al porcentaje de humedad natural y agregar la cantidad de agua correspondiente a finde agregar a las mezclas de suelo.

 REFERENCIAS

1.-Sribe.com, «Materiales para construir una casa de Adobe», 2011

2.-B. Saroza, M. A. Rodríguez, J. M. Menéndez, I. J. Barroso, «Estudio de la resistencia a compresión simple del adobe elaborado con suelos procedentes de Crescencio Valdés, Villa Clara, Cuba», 2008

3.-R. Morales Morales, R. Torres Cabrejo, L.A. Regifo, C. Irala Candiotti, «Manual para la Construcción de Viviendas de Adobe»,1993

4.-PNUD-CNUAT-HABITAT, «Cómo hacer nuestra casa de Adobe», 1992

5.- B. Sowers y F. Sowers, «Introducción a la Mecánica de Suelos y Cimentaciones», 1983