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3 may 2024
En el panorama actual del sector de la construcción, en el que la innovación y la sostenibilidad vuelven a verse necesariamente como dos caras de una misma moneda, el conocimiento profundo de los materiales menos convencionales es esencial. En este contexto, la paja ha emergido como una opción fascinante y prometedora.
Comprender su naturaleza y sus aplicaciones en la construcción es clave para proyectar y ejecutar con éxito proyectos que aprovechen al máximo sus propiedades únicas.
Como veíamos en el artículo anterior, la paja, un material aparentemente modesto y comúnmente asociado con la actividad agrícola, posee una serie de características que la hacen excepcionalmente adecuada para la construcción. Su capacidad como aislante térmico y su versatilidad como elemento estructural han llevado a una mayor exploración de sus aplicaciones en la construcción contemporánea.
Este enfoque hacia los materiales naturales y disponibles localmente ha cobrado relevancia en un mundo abocado a reducir su huella ambiental y promover la verdadera sostenibilidad. La idea de desarrollar sistemas constructivos basados en necesidades locales y recursos cercanos se alinea perfectamente con la filosofía detrás del uso de la paja en la construcción.
El trabajo previo con los fardos y su formato son condicionantes importantes de cada sistema constructivo, lo que resalta la importancia de comprender a fondo las características y requerimientos de la paja como material.
En esta nueva entrega, exploraremos con la arquitecta alavesa Nagore Ayesa Aranoa (*) diversas técnicas y sistemas constructivos que hacen uso de la paja como componente principal. Desde el método tradicional Nebraska hasta enfoques más innovadores como el SATEP (Sistema de Aislamiento Térmico por el Exterior con Paja) o los sistemas prefabricados, examinaremos las ventajas, desventajas y aspectos clave de cada uno.
El objetivo es proporcionar una visión general de las posibilidades que ofrece la paja en la construcción contemporánea.
Nebraska: la vuelta al origen
El sistema constructivo Nebraska, que toma su nombre de la región norteamericana en la que el uso de la empacadora mecánica hizo posible el nacimiento de esta técnica, ha sido durante mucho tiempo una opción popular entre quienes desean aprovechar las cualidades de la paja en la construcción de manera simple y efectiva. La colocación de fardos de paja en hileras comprimidos para formar muros portantes convierte este sistema en una opción atractiva para proyectos en los que la sencillez es la clave. El proceso de montaje del sistema Nebraska comienza con la preparación del terreno y la ejecución de un sobrecimiento que preserve de la humedad por capilaridad los muros. Luego, los fardos de paja se disponen en hiladas horizontales, asegurando una adecuada compresión para garantizar la estabilidad estructural. Se pueden utilizar grapas de alambre, flejes o cinchas para mantener la compresión de los fardos y mantenerlos en su posición hasta la ejecución de la cubierta. Este proceso se repite hasta alcanzar la altura deseada para los cerramientos exteriores. Finalmente, se aplican los revocos exteriores e interiores para proteger los fardos de la intemperie y la humedad y asegurar la resistencia a compresión de los muros.
Como ya hemos comentado, una de las principales ventajas del método Nebraska es su simplicidad constructiva.
La disposición horizontal de los fardos de paja, apilados y comprimidos entre zunchos perimetrales para formar muros portantes, lo hace atractivo para proyectos donde la simplicidad y los costos iniciales reducidos son prioritarios.
A pesar de su aparente sencillez, las paredes de fardos de paja con una densidad adecuada (mayor de 90 kg/m3), dispuestos horizontalmente, ofrecen una estabilidad estructural satisfactoria, especialmente cuando se emplea una técnica de compactación adecuada. Con este sistema, “la estructura queda resuelta sin necesidad de recurrir a nuevos gremios”, destaca Ayesa. Otra ventaja significativa del sistema Nebraska, extensible al resto de sistemas, es su eficiencia térmica. El aire ocluido en el interior de los fardos de paja proporciona un aislamiento térmico eficaz, lo que contribuye a un desempeño térmico óptimo del edificio. Además, debido a la disponibilidad y al bajo costo relativo de los materiales, así como a la simplicidad del proceso constructivo, que requiere además un uso mínimo de madera, el sistema Nebraska resulta, en principio, más económico en comparación con otros métodos constructivos más elaborados. Sin embargo, el sistema Nebraska también presenta algunas desventajas que tener en cuenta. La sensibilidad de la paja a la humedad es uno de los principales condicionantes de este sistema, ya que la exposición directa a la humedad puede comprometer la integridad estructural de los fardos de paja y la aparición de ataques biológicos. Esto requiere una selección cuidadosa de los propios fardos y medidas de protección adicionales de los fardos en su acopio y durante la construcción. Una vez levantados los muros es esencial aplicar un revestimiento adecuado, bien mediante revocos de materiales higroscópicos y permeables al vapor de agua, bien mediante panelados transpirables, lo que puede aumentar la complejidad y los costos del proyecto.
Un buen conocimientos de física de la construcción es imprescindible para el diseño de envolventes basado en fardos de paja y especialmente si, como en el sistema Nebraska, éstos cumplen, además de la función de aislamiento, la de muro portante.
En cuanto a las limitaciones de diseño, la simplicidad constructiva del método Nebraska puede imponer restricciones en el proyecto arquitectónico, tal y como recalca la arquitecta Nagore Ayesa, especialmente en lo relativo al número de alturas y la disposición de huecos de fachada, dada su influencia sobre el esquema estructural de la edificación.
A pesar de estas limitaciones, el sistema Nebraska sigue siendo una opción atractiva para incorporar la paja de forma rápida, simple y económica en los proyectos constructivos. Con un cuidadoso manejo y atención a los detalles, este método puede ofrecer resultados satisfactorios en términos de estabilidad, eficiencia y economía, incluso en procesos de autoconstrucción, siempre que se cuente con una adecuada dirección a lo largo de todo el proceso. Como nos recuerda Nagore, “no por ser de paja es más fácil”.
El sistema constructivo mixto, también conocido como de relleno, ofrece una alternativa interesante al método Nebraska al combinar fardos de paja con otros materiales estructurales, como madera, adobe o tierra. Este enfoque permite una mayor flexibilidad en el diseño arquitectónico al combinar diferentes materiales y técnicas constructivas.
En el sistema mixto, la función estructural es asumida, en la práctica totalidad de los casos, por elementos de madera (de ahí su otra denominación habitual de “sistema poste-viga”) mientras que los fardos de paja, dispuestos en también en hiladas horizontales, rellenan los espacios aportando a la envolvente el aislamiento y un arriostramiento adicional.
Se pueden emplear refuerzos adicionales, como elementos de madera o metal, para mejorar la resistencia y rigidez de la estructura. Como en otros sistemas, los revestimientos exteriores e interiores se aplican posteriormente para aportar al conjunto sus funciones específicas.
Una de las principales ventajas del sistema mixto es su capacidad para mejorar la estabilidad y la resistencia de la estructura al combinar fardos de paja con otros materiales estructurales. Esto proporciona una solución estructuralmente robusta que puede adaptarse a una mayor variedad de condiciones y requerimientos del proyecto.
En opinión de Nagore, la flexibilidad arquitectónica del sistema mixto permite una mayor libertad en el diseño, lo que lo hace atractivo para proyectos que requieren mayor independencia formal con respecto a los elementos estructurales, a la vez que “puede proporcionar una mayor seguridad desde el punto de vista de quien proyecta, al resolverse la estructura mediante sistemas más habituales amparados por códigos estructurales, como en el caso de la madera”.
Otra ventaja significativa del sistema mixto es que los forjados, incluidos los de cubierta, pueden ser ejecutados antes de la puesta en obra de los fardos, proporcionando una protección constructiva frente a las condiciones atmosféricas y facilitando el proceso constructivo.
Sin embargo, el sistema mixto también presenta desafíos y consideraciones particulares. La mayor complejidad constructiva del sistema mixto requiere una planificación cuidadosa y el análisis de la compatibilidad de los diferentes materiales y la coordinación entre profesionales. Esto puede aumentar los plazos de obra y los costos asociados. En estos casos, la prefabricación de la estructura de madera puede ser una opción interesante. En términos de diseño, la flexibilidad arquitectónica del sistema mixto puede ser tanto una ventaja como una limitación. Si bien permite una mayor libertad en el diseño, también puede requerir habilidades y conocimientos especializados para integrar de manera efectiva los diferentes materiales y técnicas constructivas. Además, la selección adecuada de los materiales complementarios y el diseño de los detalles constructivos de los encuentros entre ellos son cruciales para garantizar el resultado esperado.
En resumen, el sistema constructivo mixto ofrece una alternativa interesante y versátil al método Nebraska al combinar fardos de paja con otros materiales estructurales, fundamentalmente con madera.
El sistema constructivo CUT (acrónimo de su denominación anglosajona Cell Under Tension) es una técnica innovadora que busca mejorar la estabilidad estructural de los muros de paja manteniendo la compresión horizontal de cada fardo, confinado entre los montantes de un bastidor de madera, y la vertical mediante la introducción de elementos horizontales de refuerzo. Este enfoque combina la simplicidad del método Nebraska con la eficacia estructural de los entramados ligeros de madera in situ, según la denominación de este sistema que prefiere Ayesa. En el sistema CUT, los fardos de paja se disponen horizontalmente, al igual que en el método Nebraska, y se comprimen posteriormente para mejorar su resistencia y rigidez, lo que permite el uso de fardos de menor densidad. Esta compresión horizontal se combina con la vertical, conseguida con la introducción de elementos verticales adicionales.
La estabilidad del conjunto se logra gracias a la tensión transmitida entre fardos (de ahí el nombre de este sistema constructivo), confinados en bastidores de madera de una sección mucho más reducida que en el sistema mixto o poste-viga (lo que facilita a su vez el manejo y montaje en obra de la los elementos de madera, redundando en un ahorro económico en esta partida).
Al igual que otros métodos constructivos que hacen uso de fardos de paja, el sistema CUT ofrece un excelente aislamiento térmico, lo que contribuye a mejorar la eficiencia energética del edificio. Adicionalmente, al introducir elementos estructurales de menor sección que quedan embutidos en los fardos se logra una reducción de la superficie de puentes térmicos, lo que mejora aún más el rendimiento global del sistema y facilita la reparación o sustitución puntual de alguno en caso de ser necesario. Algunos desarrollos plantean también la opción de prefabricar la estructura de bastidores autoportantes que conforma la estructura. En cualquiera de los casos, la posibilidad de montar la cubierta previamente a la puesta en obra de los fardos supone una protección añadida frente a la climatología adversa. Otra ventaja significativa del sistema CUT es, según señala Nagore, su resistencia al fuego mejorada al reducirse, como ya hemos visto, la sección de madera expuesta al fuego en caso de incendio. El sistema CUT presenta también particularidades que deben valorarse antes de tomar la decisión de emplearlo en la ejecución de un proyecto. La mayor complejidad constructiva en la puesta en obra de los fardos puede requerir habilidades y conocimientos especializados para su implementación adecuada. “Cuidar los detalles y la ejecución es especialmente importante en este sistema”, como destaca Ayesa. Además, el tiempo y los costos asociados con la introducción de elementos de compresión adicionales pueden aumentar el costo total del proyecto.
En términos de diseño, la introducción de estos elementos añadidos en el sistema CUT puede ofrecer una mayor flexibilidad arquitectónica al permitir mayor libertad en el diseño de espacios. Sin embargo, también puede imponer restricciones, especialmente en lo que respecta a la ubicación y disposición de los elementos de refuerzo en el contorno de los huecos de fachada.
El sistema constructivo CUT ofrece una alternativa innovadora y eficaz al método Nebraska al combinar la simplicidad de la puesta en obra de hiladas sucesivas de fardos con la eficacia estructural de estos mismos fardos que, limitados por los montantes de los bastidores se acaban configurando como columnas.
El sistema constructivo SATEP (Sistema de Aislamiento Térmico por el Exterior con Paja) o “wrapping” es una técnica innovadora que busca aprovechar al máximo las propiedades aislantes de la paja al envolver el conjunto del edificio con una capa de fardos de paja. Este enfoque ofrece una solución eficaz para mejorar la eficiencia energética de los edificios existentes y nuevos tomando el concepto ya habitual del SATE y adaptándolo a las particularidades de la paja como material de construcción. La puesta en obra de los fardos puede realizarse, en función de los condicionantes de proyecto, adaptando cualquiera de los sistemas ya vistos, aunque lo más habitual es generar una subestructura de bastidores ligeros de madera (similares a los empleados en el sistema CUT) para alojar posteriormente los fardos. Como en el resto de sistemas pueden aplicarse panelados o revestimientos exteriores según sea necesario para proteger la paja de la intemperie y la humedad.
Una de las principales ventajas del sistema SATEP, en el contexto actual de políticas de limitación de consumo energético, es su capacidad para mejorar significativamente la eficiencia energética de los edificios proporcionando un aislamiento térmico adicional en toda la envolvente (e, indirectamente, también acústico, gracias a la mayor densidad de las soluciones en paja), mediante un material higroscópico y permeable al vapor de agua que puede considerarse un sumidero neto de carbono.
Otra ventaja significativa del sistema SATEP es su versatilidad y adaptabilidad a una variedad de tipos de edificios y condiciones climáticas. Este enfoque puede aplicarse tanto a edificios existentes como a nuevos proyectos de construcción, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones. Además, la capacidad de ajustar el grosor de la capa de paja según sea necesario permite una mayor flexibilidad en el diseño y la ejecución del proyecto que puede beneficiarse de las posibilidades estéticas y de acabado de los revocos exteriores. Los requisitos de diseño específicos de este sistema también son un factor que considerar. El sistema SATEP debe diseñarse con precisión para garantizar una instalación adecuada y evitar problemas potenciales de humedad o estabilidad de un trabajo que se realiza expuesto a la climatología exterior. Además, algunas regulaciones locales pueden imponer requisitos específicos sobre los sistemas de aislamiento, lo que podría afectar la viabilidad del sistema SATEP en ciertas áreas. En el caso del CTE, el hecho de que su enfoque sea prestacional permite la justificación de soluciones menos convencionales que deja la puerta abierta a propuestas novedosas que, sin embargo, ya han demostrado sus bondades. Otro aspecto a tener en cuenta es que el aumento del espesor del cerramiento al utilizar fardos de paja en toda la envolvente que requiere “estudiar detenidamente el arranque del SATEP, el diseño de aleros y la resolución de los huecos de fachada”, comenta Nagore. Esto es importante para mantener la integridad estructural y estética del edificio e implica un estudio inicial más pormenorizado, práctica por otra parte habitual en las intervenciones de rehabilitación.
Debe tenerse en cuenta igualmente que, en función del espesor de aislamiento colocado (medio fardo o un fardo entero), los ratios entre superficie útil y construida pueden incrementarse sustancialmente, pudiendo verse penalizadas urbanísticamente algunas intervenciones.
En síntesis, el sistema constructivo SATEP ofrece una solución innovadora y eficaz para mejorar la eficiencia energética de los edificios envolviéndolos con una capa de fardos de paja. Si se ejecuta correctamente, este enfoque puede proporcionar una solución eficiente y sostenible que contribuya a la reducción de la huella ambiental de los edificios y al bienestar de sus ocupantes.
En este sistema, los muros de paja se fabrican en taller en módulos estructurales de distintos formatos según las especificaciones del proyecto. Esto permite un control de calidad muy avanzado en relación con los sistemas revisados hasta ahora, ya que cada elemento se produce en un entorno controlado, minimizando la variabilidad y mejorando la consistencia del proceso de fabricación, aspectos valorados positivamente por Nagore Ayesa.
Aspectos como la precisión dimensional o la densidad final de la paja quedan así determinados antes de la puesta en obra, reduciendo la aleatoriedad de factores propios de la construcción in situ.
Una vez fabricados, los componentes se transportan al lugar de construcción, donde se ensamblan rápidamente utilizando equipos de elevación apropiados. Este proceso reduce drásticamente el tiempo de construcción en obra en comparación con los métodos anteriores. Además de la eficiencia y rapidez que aporta este sistema, la fabricación precisa de componentes en fábrica reduce el desperdicio de materiales, mejorando así la sostenibilidad del proyecto. Sin embargo, y como indica Nagore, es importante tener en cuenta que esta eficiencia inicial puede verse contrarrestada por los costos iniciales más altos asociados con la necesidad de invertir en instalaciones de fabricación especializadas. A pesar de sus numerosas ventajas, la prefabricación no está exenta de inconvenientes. La rigidez en las modificaciones una vez que se cierra el diseño puede complicar la introducción de cambios durante el proceso de construcción, lo que requiere una planificación cuidadosa del despiece de paneles fabricantes desde la fase de proyecto en permanente coordinación con las empresas, lo que, por otro lado, puede condicionar el diseño. Además, la dependencia de la ubicación de las instalaciones de fabricación puede afectar la logística y aumentar los costos de transporte para algunos proyectos.
La prefabricación en el ámbito de la construcción con paja es un área en pleno desarrollo, a pesar de lo cual algunas empresas cuenten con años de experiencia y procesos controlados que incorporan también el uso de herramientas digitales de diseño y modelado que permiten optimizar soluciones constructivas e integrarlas en proyectos arquitectónicos contemporáneos.
“Para profesionales, la disponibilidad de ensayos de laboratorio, certificaciones y sellos acreditativos puede suponer un incentivo para el empleo de este sistema constructivo en proyectos de edificación”, observa Ayesa.
La paja como material de construcción está siendo redescubierta como una opción real en el mundo de la construcción. Su capacidad como aislante térmico, su versatilidad como elemento estructural, su escaso impacto ambiental y sus propiedades físicas aptas para una construcción saludable hacen de la paja una posibilidad atractiva para toda una variedad de proyectos constructivos. Para Nagore Ayesa, “la paja es un material total”. A lo largo de este artículo, hemos explorado diversas técnicas y sistemas constructivos que hacen uso de la paja como componente principal. Desde el método tradicional Nebraska hasta enfoques más innovadores como el SATEP, cada sistema tiene sus propias ventajas, desventajas y particularidades que deben tenerse presentes desde las primeras fases al decantarse por ellos a la hora de desarrollar un proyecto.
Comprender que la paja es un material cuyas propiedades permite que sea adoptado como componente en multitud de sistemas constructivos es clave y es la base para ver en ella un recurso excepcional con un enorme potencial de aplicaciones en el ámbito de la construcción.
En el centro del debate sobre el futuro próximo del sector, el pasado sigue siendo una fuente de inspiración para proyectar y ejecutar hoy con la mirada puesta en el mañana. En un mundo donde la innovación y la sostenibilidad son cada vez más prioritarias, la paja ofrece una solución única y viable para abordar los desafíos de la construcción moderna. Con un conocimiento profundo de sus propiedades y aplicaciones, podemos aprovechar al máximo el potencial de la paja para crear edificios que sean no solo funcionales y eficientes, sino también sanos, hermosos y sostenibles. En nuestro próximo artículo examinaremos de cerca el desarrollo práctico de un proyecto de ejecución de una vivienda unifamiliar con paja, redactado por Nagore Ayesa, basado en una variante del sistema CUT desarrollada por Unai Torregrosa, ingeniero técnico agrícola y Máster en Estructuras, construcción y diseño en madera por Escuela superior de Arquitectura de la Universidad del País Vasco. Ella misma nos guiará por las principales decisiones de proyecto, su justificación técnica y los principales desafíos que presentan esta tipología de intervenciones.
(*) Nagore Ayesa es arquitecta, máster en bioconstrucción por el IEB y la Universitat de Lleida, especializada en eficiencia energética. Forma parte del estudio de arquitectura Giltzarri Arkitektura de Amurrio (Álva) y de la asociación Hedera Natura para la renaturalización de espacios construidos. Más info: https://www.giltzarri.eus/ y https://hederanatura.com/.
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