La casa de paja

CAPÍTULO 7: CIMIENTOS

El diseño de los cimientos depende siempre de las condiciones locales y las características específicas del edificio que van a tener que aguantar. Los factores locales que afectan al diseño incluyen la capacidad de carga del suelo, el tipo de suelo, la profundidad de la línea de congelación y el nivel del subsuelo acuífero, inclinación y alcantarillado, la carga de los fuertes vientos y las condiciones sísmicas.

Los cimientos convencionales a menudo constan de dos partes, un pie y un muro de contención. El pie aguanta el peso del muro a nivel del suelo y lo distribuye al suelo bajo él. La profundidad del pie se determina por la profundidad a la que el suelo se hiela en invierno, por la distancia a la que está de suelo sólido y varios factores más que tienen que ver con el diseño específico del edificio.

El muro de contención se asienta en el pie y se eleva sobre el nivel del suelo, normalmente unas 6 pulgadas o más, para proteger las paredes y el suelo del agua y la humedad. También transfiere el peso de las paredes al pie.

Debido a la anchura extra de los fardos de paja, los cimientos de un edificio de fardos pueden necesitar más del doble del material que una estructura de madera de 2x6.

Debido a ese incremento de los costes y materiales, se están haciendo populares estrategias como la de los cimientos de zanja de escombros con vigas de hormigón.

Los cimientos deben ser aislados, especialmente en áreas con condiciones atmosféricas extremas.

Los cimientos sin aislamiento pueden ser responsables de hasta un 17% de la pérdida total de calor de un edificio. Una forma sencilla de aislar es utilizando un perímetro subterráneo de aislamiento. Puede ser eficaz extender el aislamiento horizontalmente.

En las zonas donde ese tipo de aislamiento no está disponible, se pueden utilizar fardos en el interior de los cimientos y bajo el suelo del edificio.

DETALLES DE LOS CIMIENTOS PARA ESTRUCTURAS DE FARDOS

Los cimientos deben ser hechos a medida para acomodar la anchura y la carga de los muros de fardos. Deben ser lo suficientemente altos para proteger de la humedad la parte baja del muro. En la mayoría de los casos, 6 pulgadas por encima del nivel del suelo es una altura mínima aceptable. También debe haber un buen alcantarillado alrededor de los cimientos para alejar el agua de los muros.

Se suele incluir, como parte de los cimientos, una provisión para sujetar con pernos la primera fila de fardos. El método más corriente ha sido colocar barras de refuerzo (“cebar pies”) verticales del N° 4 empotradas en los cimientos a una profundidad mínima de 6 a 7 pulgadas y de una altura mínima de 12 pulgadas.

Los estándares de Nuevo México estipulan que la parte alta de las barras de refuerzo deberán extenderse hasta la mitad de la segunda fila de fardos y estar espaciadas a intervalos que permitan colocar dos barras por fardo. Deberán situarse a 12 pulgadas de cualquier abertura o esquina, en los fardos de tres cuerdas, y a 9 pulgadas en los de dos cuerdas. Están colocados en los cimientos de modo que estén centrados en la anchura del fardo. Estas barras de refuerzo suelen tener forma de L en la parte de debajo de modo que se pueden anclar mejor y son más difíciles de arrancar.

Con estructuras de carga, suelen situarse puntos de anclaje en los cimientos para sujetar las placas de tejado al pie. Se suelen utilizar pernos de 3/8 de pulgada, pernos de anclaje de 1/2 pulgada o manguitos.

La parte de arriba de los cimientos suele emplomarse para proteger de la humedad la parte baja de los fardos. Se suelen emplomar con plástico, emulsión de asfalto, fieltro para tejados, impermeabilizantes de cemento como Thoroseal o Drylock, o láminas de metal galvanizado para evitar que la humedad suba desde los cimientos a los fardos.

Mientras se construyen los cimientos se pueden utilizar eficazmente métodos de prevención de termitas. Una forma de reprimir las termitas es obstruir el estuco de encima de los cimientos para que cualquier tubo creado por las termitas subterráneas sea visible. Se puede utilizar un escudo de chapa de metal contra las termitas entre los cimientos y la primera fila de fardos. Si el metal se extiende sobre la parte superior del aislante de los cimientos y luego se dobla hacia abajo, las termitas tendrán que construir tubos visibles sobre el metal. Otra medida preventiva que se ha utilizado es la colocación de 3 pulgadas de arena de sílice debajo y a ambos lados de los cimientos

CIMIENTOS DE HORMIGON

El hormigón utilizado en los cimientos necesita ser reforzado, porque, aunque es fuerte en compresión (es difícil de aplastar), es débil en tensión (fácil de romper en dos). El material más a menudo usado para reforzar el hormigón son barras de refuerzo de acero porque son fuertes en tensión. Así, la combinación de hormigón y acero da como resultado un material muy resistente. El tamaño de las barras de refuerzo está indicado o por su diámetro en fracciones de pulgada o por un número que representa la cantidad de octavos de pulgada del diámetro; así, las barras del N° 4 tienen un diámetro de 4/8 de pulgada, o 1/2 pulgada. Las barras de refuerzo tienen un dibujo de pequeños nervios o cordoncillo para incrustarlas en el hormigón, y el diámetro no incluye esos nervios.

Antes de que las barras de refuerzo estuvieran fácilmente disponibles, se utilizaban a menudo, como materiales de refuerzo del hormigón, alambre de espino, tubos viejos y otros materiales de acero.

En otras partes del mundo, donde las barras de refuerzo son caras y difíciles de conseguir, se ha utilizado bambú agrietado.

La mayor parte de los constructores aplican de 2 a 4 pulgadas de un aislante rígido al exterior del muro de cimiento de hormigón, algunos creen que, en climas más fríos, son necesarias 4 pulgadas. Los cimientos deberían ser hechos a medida para que la superficie exterior del aislamiento esté nivelada con la superficie exterior del muro de fardos para que sea más fácil aplicar el estuco. La superficie interior del muro base, si los fardos están por encima del suelo, debería ser nivelada con el muro de fardos, ya que no es necesario un aislamiento adicional en el interior. Una forma conveniente de sujetar el aislante a los cimientos son los tirantes de rizo de albañilería (tirante de ladrillo). A menudo, se coloca el aislante en el molde de hormigón antes de echar el hormigón. También se puede asegurar, después de echar los cimientos, con un adhesivo apropiado para sujetar espuma aislante al hormigón.

A menudo, se colocan planchas de madera de 2x4 o más pequeñas en los bordes superior interno y externo de los cimientos para apuntalar allí la red de estuco. Si se utiliza ese método, los clavos o pernos deberían sobresalir de la madera al hormigón para mantener en su lugar la madera.

Probablemente, el aspecto más tedioso de verter un pie de hormigón es construir el recipiente para mantener el hormigón húmedo. Una alternativa rápida es usar fardos en lugar de los recipientes de madera. Los fardos pueden ser forrados por dentro con fieltro para tejados y atravesados por estacas periódicamente para evitar que se muevan durante el vertido. Se pueden insertar espaciadores de madera entre los fardos para mantener la distancia adecuada.

En algunos lugares, es una práctica común hacer un suelo y cimientos de hormigón en un único vertido monolítico. En la mayoría de los casos, los bloques tienen unas 4 pulgadas de espesor y, a veces, tienen aislante por debajo en los climas más fríos. Es una buena idea incorporar al bloque monolítico unos cimientos en los que el muro de contención se eleve sobre el bloque del suelo aproximadamente 4 pulgadas. Este ligero aumento en la elevación protege a la fila de fardos de abajo de la humedad excesiva en caso de un exceso de lluvia en los días anteriores a la terminación del tejado y de otros problemas relacionados con el agua dentro de la casa, como una bañera o un retrete que se desbordan.

MUROS DE CONTENCIÓN DE FARDOS DE PAJA

Michel Bergeron, de ArchiBio, en Québec, utiliza moldes con un espaciado doble para acomodar la anchura de los fardos, y con un par de pulgadas extra a cada lado. Cuando los moldes están listos, se vierten un par de pulgadas de hormigón, y después se coloca una fila de fardos en ellos. Después, se vierte más hormigón alrededor y sobre los fardos hasta que un par de pulgadas de hormigón coronen todo el muro. Impermeabiliza el exterior del muro y lo utiliza como unos cimientos super-aislados.

CIMIENTOS DE ZANJA DE ESCOMBROS

Los cimientos de zanja de escombros consisten en una zanja llena de piedra comprimida (generalmente de piedra de río o piedra triturada de 1 a 1 1/2 pulgadas) y rematada con una viga de hormigón armado. Un método alternativo es usar una mezcla de grava y arena para asegurar un buen alcantarillado, en lugar de piedras más grandes. Sin embargo, en lugares extremadamente fríos y húmedos esto no sería aconsejable.

La viga se sitúa por encima de la línea de congelación, mientras que la zanja se extiende por debajo de ella. El peso del edificio es distribuido por la viga de forma uniforme y es transferido a la tierras por las piedras que llenan la zanja.La zanja de escombros suele tener el mismo tamaño que una de hormigón.

Los cimientos, tradicionalmente, se extienden bajo la línea de congelación porque el suelo se expande cuando el agua se hiela, causando algo llamado “ondulación”. Este fenómeno puede, de hecho, levantar parte del edificio, haciendo que los cimientos se resquebrajen y se derrumben. El enfoque clásico es extender los cimientos por debajo de la línea de congelación ya que el suelo bajo los cimientos no se helará. A menudo, esto tiene como resultado unos cimientos muy profundos y caros. El método de la zanja de escombros reemplaza el hormigón bajo el nivel del suelo con zanja bien drenada rellena de roca. La roca es mucho más barata que el hormigón, y mientras la zanja no contenga mucha agua estancada, no puede helarse y levantarse. Hay que hacer preparativos para drenar el agua que se acumule en el fondo de la zanja, y esto suele hacerse inclinando el fondo de la zafia y colocando un desagüe perforado o tubo en el fondo de la zanja para drenarla.

Los climas más húmedos y aquellos en los que el suelo se desagua mal necesitan un desagüe perforado en el fondo de la zanja, mientras que los climas más secos pueden pasar sin él.

Las zanjas tienen que ser tan anchas como la viga, incluyendo el perímetro de aislamiento, lo que significa 18 pulgadas para fardos de dos cuerdas y 23 pulgadas para los de tres cuerdas. El aislante va de la parte superior de los cimientos hasta el fondo de la zanja de escombros. La mayoría de los constructores lo utilizan en la superficie exterior del muro de cimientos, pero otros lo han situado en la parte interior. En el exterior proporciona mayor aislamiento.

En los sitios donde la línea de congelación es profunda, 48 pulgadas o más, se puede utilizar un aislamiento horizontal para cimientos de incluso 12 pulgadas que impide que la tierra se congele alrededor de los cimientos utilizando el calor que se escapa de debajo de la casa a través del suelo.

La viga se aísla horizontalmente y, después, el aislante se inclina desde el muro, horizontalmente, en un lecho inclinado de grava de 2 a 4 pies alrededor del perímetro del edificio. La espuma se cubre entonces con al menos 6 plásticos “mil” y se remata con tierra.

También se pueden utilizar bloques Faswall rellenos de hormigón armado encima de las zanjas rellenas de piedra. George Swanson utilizó dos filas de bloques de 9 pulgadas de ancho en lugar de vigas para acomodar los fardos de dos cuerdas; se pueden utilizar dos filas de bloques de 12 pulgadas de ancho con fardos de tres cuerdas. Este tipo de muro de contención tiene un valor aislante de R-26.

Una combinación alternativa para usar con fardos de tres cuerdas seria un bloque de 9 y uno de 12 pulgadas, dejando 3 pulgadas de más para una roca visible al exterior del bloque. Con el añadido de espuma aislante rígida en el interior de los bloques y la zanja de escombros, dos bloques sólidamente enlechados de 9 pulgadas crean unos cimientos de más de R-35, y con dos bloques rellenos de 12 pulgadas, unos cimientos de más de R-45.

Usar bloques Faswall en lugar de vigas simplifica mucho el trabajo del molde y elimina la necesidad de un aislamiento exterior rígido. Otro beneficio es que la argamasa se puede aplicar directamente en el bloque. Los bloques Faswall se pueden cortar con sierras convencionales y aceptan tanto clavos como tornillos.

PIES DE MADERA TRATADOS A PRESIÓN

Se pueden utilizar siempre que se utilice un bloque de hormigón como suelo. Para usarlo con muros de fardos, se cava una zanja bajo la línea de congelación y se rellena con 3/4 de pulgada de grava compacta de calidad. Se colocan dos láminas tratadas a presión de 2x8, o incluso una de 2x6 encima de otra de 2x8, en lo alto de la zanja de grava y sujetas a lo alto del muro de contención, revestido con madera contrachapada PT y se asegura bien. Después, se vierte un bloque de hormigón, con un mínimo de 4 pulgadas de hormigón que cubra el pie de madera.

CIMIENTOS DE PIEDRA

Se suele cavar una zanja bajo la línea de congelación y se echa una capa de hormigón de 3 ó 4 pulgadas. Se colocan barras de refuerzo horizontales en el hormigón húmedo a un mínimo de 3 pulgadas sobre el fondo de la zanja. Se colocan piedras en el hormigón húmedo y se añaden más hormigón y piedras hasta alcanzar el nivel del suelo. En ese momento, las piedras se colocan estéticamente en un mortero de cemento con 3 partes de arena y 1 de cemento Pórtland (sin cal). Si la superficie exterior de piedra no va a dejarse a descubierto sino cubierta con argamasa, se necesitara prestar menos atención a los detalles.

Si la superficie exterior de la piedra va a quedar a la vista, es necesario poner en la superficie interior de la roca el aislante del perímetro. La roca es un aislante muy malo, y es una buena idea usar aislante en el perímetro para asegurarse de que se mantienen los beneficios de unos muros de fardos bien aislados. Una opción puede ser utilizar espuma aislante rígida cubierta por un enchapado de piedra.

CIMIENTOS DE POSTE O PILAR

Las estructuras de fardos pueden construirse sobre suelos elevados sobre columnas o pilares.

Cualquier método común para cimientos de poste o pilar puede funcionar. Los mayores cambios tienen que ver con la anchura extra de los muros de fardos, los métodos únicos para sujetar los muros de fardos a los cimientos (barras de refuerzo y varas encordadas de _ pulgada), y cualquier requerimiento especial relacionado con la impermeabilización o emplomado de la parte baja de los muros de fardos.

OTRAS POSIBILIDADES

En climas fríos, los sótanos son, a menudo, una posibilidad asequible por el tamaño y profundidad de la excavación que ya ha sido necesario hacer para dejar los cimientos bajo la línea de congelación.

Para algunas estructuras pequeñas, como cobertizos e invernaderos, son suficientes como cimientos las traviesas de ferrocarril. Tirantes para casas móviles, formados por tornillos de metal de tipo auger, son ideales para conectar al suelo estructuras que utilizan pies de traviesas y están sujetas a importantes cargas del viento.

Se pueden usar como cimientos sacos llenos de tierra húmeda, que luego se secarán ~ endurecerán como ladrillos de adobe. Nader Khalili ha construido bóvedas colocando sacos de arena en una base de arena de 4 pulgadas reforzándolos con dos hebras paralelas de alambre de púas entre filas de sacos todo alrededor del perímetro del edificio. La argamasa se aplicó directamente a los sacos sin ayuda de red de estuco.

Parece que los sacos de harpillera y polipropileno son igualmente adecuados. Para usar con muros de fardos, se puede cavar una zanja y llenarla con escombros, piedra, arena o cualquier material poroso que esté disponible. La profundidad de la zanja dependerá del alcantarillado local y las condiciones climáticas. El relleno para los sacos podría ser la tierra sacada de la zanja. Podría estabilizarse y tratarse con borato como medida de protección anti-termitas. Se podrían utilizar dos filas de sacos con dos hebras de alambre de púas entre ellas. También se les podrían atar tirantes para tejado

Utilizados con fardos de tres cuerdas, se les podría poner a lo largo de la zanja y ajustar la anchura. Se podría atravesar los sacos con grandes cantidades de barra de refuerzo para sujetarlos al suelo y espaciarlos como lo estarían en unos cimientos normales para conseguir refuerzo para la primera fila de fardos. No es bueno dejar que barras de refuerzo sin revestimiento entren en contacto directo con el suelo debido a la oxidación y a la posible migración de la humedad a lo largo de las barras.

Otra posibilidad es usar neumáticos como cimientos. Pueden ser elegidos de un tamaño aproximado al de la anchura de los muros, rellenados y apisonados con tierra estabilizada y rematados con argamasa de hormigón, si así se desea.

Para estructuras temporales, uno de los pies más sencillos sería una capa de plástico puesta en el suelo. El plástico también se podría usar para envolver toda la primera fila de fardos y, así, evitar que el agua se filtre entre el plástico que cubre el suelo y los fardos. El suelo bajo la primera fila podría ser elevado ligeramente para mejorar el desaguado.

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