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Informaci�n fundamental sobre elementos de construcci�n
Cimientos
Pisos
y entrepisos
Muros
Techos
Sistemas
de construcci�n
Generalidades
La estabilidad de una edificaci�n depende principalmente del cimiento sobre el que esta construido. La construcci�n de un cimiento depende a su vez del tipo de edificaci�n, y sobre todo, de la capacidad de soporte de carga del terreno. Los suelos blandos, o aquellas que se vuelven blandas cuando se humedecen, requieren de cimientos m�s sofisticados y m�s caros que los de suelos duros. Los fen�menos naturales, como movimientos s�smicos, huracanes, inundaciones, etc., tambi�n influyen en la construcci�n del cimiento.
Debido a los numerosos requerimientos y restricciones, hay una gran variedad de cimientos. Con respecto a las construcciones de bajo costo, aqu� trataremos brevemente 5 tipos principales.
Tipos de Cimiento
Cimiento Lineal o zapata
Este es el tipo de cimiento m�s com�n, consiste de una banda continua que soporta un muro de carga a lo largo de su longitud. Tambi�n es empleado para pontear o volar sobre porciones blandas del terreno en cuyo caso, debe ser reforzado.
Cimiento Lineal o zapata
Cimiento de Puntos o aislado
Este es el cimiento com�n para columnas o postes (construcciones de esqueleto), y principalmente consta de una base cuadrada (aveces rectangular), que es m�s gruesa que el ancho o di�metro de la columna o poste, la longitud y el ancho de cada uno debe ser al menos tres veces el espesor.
Cimiento de Puntos o aislado
Cimiento de Losa o Tipo Balsa
Este tipo de cimiento a menudees usado para peque�as edificaciones o estructuras con cargas uniformemente distribuidas (ejem. tanques de agua). Las losas sobre suelos homog�neos pueden hacerse sin refuerzo, pero sobre grandes �reas, es aconsejable el refuerzo. ya que suelos no uniformes producen esfuerzos diferenciales.
Cimiento de Losa o Tipo Balsa
Cimiento de Pilote
Edificaciones sobre suelos pobres o bajo el agua exigen este tipo de cimiento. Se perforan huecos a trav�s del suelo d�bil hasta el estrato resistente, y se llenan con material para cimiento estable (ya sea colocado in situ o prefabricado). Los pilotes llevan una losada concreto reforzado o est�n unidas por la parte superior mediante vigas que act�an como cimientos de zapata. La estabilidad lateral se obtiene colocando algunas de los pilotes inclinados.
Cimiento de Pilote
Cimiento Escalonado
Edificaciones sobre terrenos inclinados hacen necesario un cimiento escalonado. Este es una forma especifica de cimiento de zapata, dise�a do para ahorrar material y para proporcionar superficies horizontales a intervalos a lo largo de la pendiente.
Cimiento Escalonado
La mayor�a de los otros tipos de cimientos son variaciones de algunas de las presentadas aqu�, o son de tipo especial irrelevantes para construcciones de bajo costo.
Consideraciones de Dise�o
Partes B�sicas de un Cimiento
Un cimiento lineal o zapata es construido como sigue:
Partes B�sicas de un Cimiento
• La zapata sirve para tres prop�sitos principales: 1. proporcionar una base s�lida, nivelada para los muros del cimiento; 2. transmitir el peso de la casa uniformemente sobre el piso; 3. resistir las fuerzas de succi�n de los huracanes.
• El muro del cimiento tambi�n tiene tres prop�sitos fundamentales: 1. proporcionar una base nivelada para el muro; 2. proporcionar la resistencia a torsi�n y a flexi�n necesaria para la construcci�n de la casa; 3. evitar que la humedad del subsuelo suba en los muros.
Dimensiones
• Las zapata debe estar suficientemente profunda para alcanzar una buena tierra s�lida sin plantas, ra�ces, materiales de relleno, etc. Las profundidades promedio son de 50 a 1100 cm, pero deber�an ser considerablemente m�s profundas, si se esperan lavado o deslizamientos debido a inundaciones o lluvias
• El �m�todo f�cil� de determinar la profundidad de la zapata es preguntar a los vecinos, quienes tienen casas con buena estabilidad (sin grietas ni otros da�os). En caso de duda, se recomiendan zapatas m�s profundas.
• El tama�o de la zapata depende de la resistencia del suelo y del peso de la casa. La altura preferiblemente deber�a exceder el espesor del muro o columna y la base debe ser suficientemente amplia para permitir un �ngulo de 60� de distribuci�n de carga. El ancho promedio de las zapatas va de 30 a 60 cm.
• Los muros del cimiento preferiblemente deben ser m�s gruesos que los muros que soportan, y suficientemente altos sobre el piso para proteger al muro de las salpicaduras de la lluvia. Alturas de 20 a 50 cm sobre el suelo son comunes, pero depende de la intensidad de las lluvias y del alero del techo.
Excavaci�n
• Las zanjas de los cimientos deben ser cavadas cuidadosamente para proporcionar una superficie inferior nivelada, dura y muros laterales a �ngulos rectos de �sta. Deben evitarse los bordes redondeados.
Err�neo
Correcto
• La tierra excavada debe ser guardada para relleno, cuando el muro del cimiento est� terminado. El relleno debe tener las mismas caracter�sticas (tipo de suelo, humedad, densidad) que el suelo no alterado que lo rodea.
Materiales
• Los cimientos pueden hacerse de varios materiales con diferentes calidades. Un buen cimiento de concreto reforzado es el mejor cimiento y el m�s resistente para cualquier tipo de edificaci�n residencial. En donde el cemento es demasiado caro o escaso, otros materiales pueden brindar resultados satisfactorios.
| Material | Calidad del Cimiento |
| Concreto Reforzado | Muy buena. Construcci�n resistente a movimientos s�smicos |
| Bloques de Cemento | Pobre a buena |
| Piedra y Argamasa | Media a buena |
| Ladrillos Cocidos | Media |
| Adobe estabilizado | Pobre a buena |
| Tierra Apisonada estabilizada | S�lo para regiones �ridas o semi-�ridas |
Protecci�n de Cimientos
• La penetraci�n del agua de la lluvia y humedad del terreno se evita con un buen concreto impermeable, piedra natural, ladrillos cocidos impermeables, pero tambi�n con una membrana o revestimiento impermeable, y alero protector. Tubos de drenaje tendidos en un lecho de grava a lo largo de la zapata tambi�n son efectivos.
• Para la protecci�n contra termitas, ver la secci�n Agentes Biol�gicos.
El cimiento puede ser atacado por:
1. Lluvia y Viento
2. Corrientes Superficiales de agua
3. Corriente subterr�neas de agua
4. Agua de Filtraci�n
5. Agua subterr�neas
6. Termitas
Aspectos Diversos
• Los suelos arcillosos blandos, inadecuados para construir sobre ellos, pueden ser consolidados proporcionando drenajes verticales que extraigan el agua. Estos pueden ser drenajes de arena r�gidos o drenajes flexibles. Se han desarrollado drenajes flexibles efectivos y baratos empleando tejidos de yute y fibra de coco en la Universidad de Singapur y en el Central Building Research Institute de la India.
• El agua del concreto fresco o del mortero de los cimientos de mamposter�a es absorbida r�pidamente por la tierra, si esta es muy seca. Por ello, las zanjas para los cimientos deben ser regadas adecuadamente antes de colocar el material para los cimientos, y as� reducir la absorci�n.
• En regiones de la sierra, donde las temperaturas pueden caer por debajo de 0�C, el agua en la tierra se puede congelar y expandirse, da�ando el cimiento y consecuentemente toda la edificaci�n. Este problema, llamado levantamiento de congelaci�n, ocurre principalmente en tierras limosas. El problema es evitado colocando las zapatas dedujo de la profundidad de la helada, que puede ser de 50 a 100 cm., o m�s abajo en climas m�s fr�os.
Figura
Generalidades
En muchas sociedades tradicionales de pa�ses en desarrollo es habitual que todas las actividades diarias, tales como trabajar, preparar comida, cocinar, comer y dormir, se realicen sobre el piso. Por ello, la construcci�n del piso y, m�s a�n, el tipo de superficie son de gran importancia, especialmente en lo relacionado a la comodidad y limpieza.
Pero incluso si las actividades no se realizaran b�sicamente sobre el piso, se debe tener cuidado en su dise�o y la elecci�n de los materiales, particularmente con respecto a las condiciones ambientales y clim�ticas locales, as� como a los estilos de vida tradicionales y fen�menos naturales.
Aunque los climas compuestos son los m�s comunes, las consideraciones respecto al dise�o para construcci�n de piso y entrepisos en las dos regiones clim�ticas principales (climas c�lido seco y c�lido h�medo) muestran los dos extremos, entre los cuales es posible una variedad de soluciones intermedias.
Consideraciones de Dise�o
• Siempre es ventajoso construir pisos sobre la superficie de la tierra siempre que: brinden protecci�n contra las salpicaduras de la lluvia e inundaciones en climas predominantemente h�medos, excluye la arena soplada por el viento en regiones predominantemente secas.
• En climas c�lidos h�medos, los pisos separados del terreno, con un espacio de aire debajo, son preferidos principalmente para facilitar los movimientos de aire (necesario para disminuir el calor y la humedad) y para protecci�n contra los par�sitos.
• En climas c�lido secos, los pisos preferiblemente deber�an estar en contacto con la tierra para facilitar la conducci�n del calor de la edificaci�n hacia la tierra.
• En regiones que podr�an experimentar breves pero marcados enfriamientos estacionales, la normalmente grata frescura del piso pavimentado podr�a ser mitigado temporalmente con tapetes, alfombras o esteras.
• La elecci�n del color del piso expuesto a la luz solar es determinado por un compromiso entre evitar el resplandor y disminuir la absorci�n del calor. Las superficies lisas son mejores en las �reas con polvo, pero en �reas h�medas debe recordarse no usar superficies resbaladizas para escalones.
• Condiciones no uniformes del terreno pueden causar que los cimientos y/o pisos se asienten parcialmente, causando serios da�os. Por ello, en algunos casos, es aconsejable construir juntas de movimientos entre el piso y el muro (o cimiento).
• Una capa contra la humedad es necesaria donde la humedad del suelo es un problema.
• El dise�o de los entrepisos debe tomar en cuenta el problema de la transmisi�n del sonido desde el piso superior al inferior: los materiales resilentes y las conexiones inadecuadas de entrepiso a muro pueden causar problemas ac�sticos.
Materiales Comunes para Pisos y Entrepisos
| Material | Caracter�sticas |
| Tejas o Lajas de Piedra | Costo medio a caro; proporciona una superficie fresca, limpia; es impermeable, si las juntas son impermeables. |
| Tierra | Barato; adecuado para climas c�lido-seco; en climas c�lido h�medo se erigen sobre el terreno; se requiere de tratamiento impermeable y/o estabilizar y frecuente renovaci�n (en algunas regiones, el esti�rcol es empleado tradicionalmente y muy efectivo). |
| Tejas y Ladrillo de Arcilla Cocida | Costo medio; proporciona una superficie fresca; requiere una cuidadosa colocaci�n para evitar desnivel; adecuado para todos los climas; las bovedillas cer�micas sobre viguetas prefabricadas reducen el tiempo de construcci�n y dan buenas alternativas para entrepisos de concreto |
| Losas de Concreto | Caras; resistentes; adecuadas para todos los climas; con refuerzo da buena resistencia para los asentamientos diferenciales del suelo; usado principalmente como subestructura; in situ o en construcciones prefabricadas. |
| Cemento pulido y baldosas de Concreto | Caras; resistentes; el cemento pulido se emplea como superficie de piso sin juntas o sin pulir como base para baldosa de concreto; baldosa de concreto disponible en grandes variedades de formas y tama�os. |
| Bamb� | Costo medio a bajo; empleado en regiones c�lido h�meda para pisos sin contacto con la tierra; adecuado para subestructura y revestimiento, preferiblemente con tableros de bamb� (tiras rajadas y aplanadas); es necesario una muy buena hechura y protecci�n contra agentes biol�gicos y el fuego |
| Madera | Costo medio; consideraciones similares al bamb�. |
| Pl�stico | Costo medio; principalmente tejas y l�minas de PVC (cloruro polivinilico) como revestimientos de pisos colocadas sobre madera r�stica o cemento sin pulir. |
| Concreto de Azufre | Costo medio; proporciona una superficie fresca, limpia e impermeable; es necesaria una protecci�n contra excesos de calor. |
| Desechos | Costo medio a bajo; gran variedad de aplicaciones como puzolana y �rido en concretos material aislante t�rmico, adhesivos, tableros y tejas. |
Generalidades
Las principales funciones de los muros son:
Hay principalmente dos maneras de construir un muro:
Las construcciones de muro macizo usualmente comprenden materiales de alta resistencia a compresi�n (ejem. piedra, tierra, ladrillo, concreto), gracias a la lo cual soportan su propio peso y el del entrepiso o techo.
La estructura de esqueleto consta de piezas angulares, verticales y horizontales (ejem. madera, bamb�, concreto reforzado), que son unidas para formar la estructura de soporte de carga de la edificaci�n. El espacio entre ellas puede permanecer abierto o puede ser llenado con materiales de construcci�n para muros in situ (ejem. muro de mamposter�a, arcilla y paja) o paneles prefabricados (ejem. madera y tableros compuestos, paneles de ladrillo, concreto y ferrocemento). Estos ayudan a mantener la estructura sin distorsiones. Las estructuras bien arriestrada tambi�n pueden llevar enchapados ligeros (ejem. tablas de bamb� y madera contrachapeada, fibra concreto, pizarras).
Figura
Consideraciones Respecto del Dise�o
Aspectos Clim�ticos
• En regiones c�lido h�medo, las temperaturas diurnas y anuales permanecen casi constante, de modo que se requieren muros de baja capacidad t�rmica, adem�s de aberturas grandes para la ventilaci�n transversal.
• En zonas c�lido seca, en las cuales las variaciones de temperaturas diurna y anual son grandes, es deseable que los muros absorban el calor durante las 9-12 horas de radiaci�n solar y luego emitan el calor hacia los interiores hasta las horas fr�as previas al alba, manteniendo as� el confort t�rmico dentro de la edificaci�n en todo momento (teor�a del dise�o con retraso del tiempo). Las peque�as aberturas ubicadas en niveles altos permiten que el aire caliente escape, y evitan el resplandor y la radiaci�n solar.
• En todos los climas c�lidos, los ejes longitudinales de las edificaciones deben estar orientadas de este a oeste, evitando o manteniendo peque�as las aberturas en los muros que dan al estay oeste, ya que es dif�cil de darles sombra cuando el sol bajo, las del amanecer y del ocaso. Las aberturas en los muros que dan hacia el sur y al norte son f�ciles de dar sombra del sol alto del mediod�a, mediante aleros amplios.
• Mientras que la orientaci�n de este a oeste de las edificaciones es importante, en las regiones c�lido h�meda la prioridad debe d�rsele a la orientaci�n del movimiento del aire; en las zonas c�lido seca, debe d�rsele importancia a la exclusi�n del aire caliente, arena y polvo.
• La absorci�n del calor solar puede ser enormemente reducida mediante superficies de muro reflectante. La tierra adyacente a la edificaci�n debe estar sombreada o tener alguna vegetaci�n que impida la reflexi�n hacia los muros, pero no debe obstruirse la emisi�n del calor durante las noches.
Muros Macizos
• Los muros macizos con altas capacidades t�rmicas son comunes en climas c�lido seco, ya que transfieren el calor absorbido hacia el interior con un retraso de tiempo, restringiendo as� el calor cuando las temperaturas externas son altas, y liber�ndolo cuando las temperaturas son bajas.
• Los muros macizos t�picos est�n hechos de piedra, tierra, ladrillos de arcilla cocida y concreto.
• El aislamiento de la cara exterior de un muro s�lido da un retraso de tiempo cuatro veces mayor que si estuviera colocado en la cara interior, pero tambi�n obstruye la disipaci�n del calor durante la noche.
Muros con Cavidad
• La construcci�n de muros dobles tiene muchas ventajas, tanteen regiones c�lido-seco como en las c�lido h�medo:
• La capa exterior protege a la capa interior de la radiaci�n solar directa, que primero cae sobre la capa exterior. Con una superficie exterior reflectante, esta absorci�n de calor es reducida enormemente;
• S�lo parte del calor que pasa por las capas exteriores llega a la capa interior mediante radiaci�n o convecci�n y si cuenta con una superficie reflexiva, no absorber� todo el calor;
• Si la cavidad no esta ventilada (como en los ladrillos perforados o huecos), �sta actuara como un aislante, que puede ser ventajoso, pero que tambi�n puede obstruir el paso del calor desde el interior hacia la capa exterior;
• Las aberturas en la parte superior e inferior de las cavidades permiten que el aire caliente, que se habr� acumulado dentro, escape hacia arriba, mientras el aire fresco es aspirado hacia adentro por el lado inferior (sin embargo, esta ventilaci�n del espacio de aire no afecta la radiaci�n desde la capa exterior hacia la interior); durante el d�a, cuando el aire fresco tambi�n esta caliente la circulaci�n del aire no tendr� efecto refrescante, por lo que seria ideal (pero no pr�ctico) poder cerrar las aberturas durante el d�a y abrirlas en las noches;
• La transmisi�n sonora se reduce por el espacio de aire.
• En climas c�lidos h�medo, las construcciones de paredes dobles tienen la ventaja adicional de proteger la capa interior de la penetraci�n de la humedad y de la lluvia. La humedad que pase por la capa exterior es eliminada por la ventilaci�n, y el agua condensada puede bajar y salir por la abertura inferior.
• Los materiales empleados para los muros con cavidad pueden ser de diferentes tipos, dependiendo de diversos factores, tales como el rango de la temperatura, intensidad y duraci�n de la radiaci�n solar, humedad, lluvias, empleo de la edificaci�n, naturaleza de los elementos adyacentes.
• En climas c�lidos h�medos, la capa interior no deber�a ser impermeable, ya que se requieren el movimientos de la humedad, mientras que la capa exterior (usualmente paneles delgados o tejas sobre listones) puede ser impermeable o no, pero debe tenerse cuidado en evitar que la humedad pase de la capa exterior hacia la interior.
• En ambientes c�lido seco, se pueden emplear materiales de menor capacidad t�rmica en muros con cavidad, por ejemplo, si la capa exterior tiene buena reflectancia y aislamiento t�rmico. Sin embargo, la capa interior generalmente es una construcci�n de tierra, ladrillo o concreto, pero de menor grosor que para los muros s�lidos, ya que la acumulaci�n de calor durante 9 a 12 horas se reduce enormemente por la inercia t�rmica. La capa exterior t�picamente es de ladrillos delgados, elementos de concreto o un enchapado de tejas o l�minas corrugadas o planas (ejem. tejas de arcilla, metal, pizarra, fibro concreto).
• La desventaja de los muros con cavidad es que los insectos y alima�as pueden anidaren ellos. Para evitar este problema las superficies interiores de la cavidad deber�an ser lisas y duras, y lavarse ocasionalmente para retirar los insectos o suciedad acumulada.
Muros Livianos
• Usualmente son paneles, esterillas, l�minas o tejas de baja capacidad t�rmica, fijadas a una estructura en algunos casos raros pueden ser t�rmicamente aislantes.
• Dichos muros s�lo se usan en regiones c�lido h�meda, en donde no se necesitan guardar calor. Las principales funciones de los muros livianos son proporcionar sombra y privacidad, as� como protecci�n contra el viento, lluvia e intrusos.
• Se necesitan aberturas suficientes que est�n en sentido de la direcci�n principal del viento para facilitar la ventilaci�n transversal y mejorar el confort de los interiores.
• Los muros livianos son ventajosos en zonas s�smicas, pues al caer no causan tanto destrozo como lo hacen los muros pesados. Sin embargo, en zonas huracanadas, los muros livianos pueden ser susceptibles a serios da�os bajo fuertes presiones del viento, por lo que se requiere esencialmente emplear uniones fuertes y evitar elementos peque�os y piezas sobresalientes.
Muro de estera de bamb� liviano en Dhaka, Bangladesh (Foto: K. Math�y).
Tratamiento de la Superficie
• Dependiendo del tipo de material y sistema de construcci�n, la superficie del muro pueden dejarse sin tratamiento o pueden ser tratadas para incrementar su durabilidad protegi�ndolas contra la lluvia, erosi�n y alima�as, para mejorar el comportamiento t�rmico y la humedad del muro, o para mejorar su apariencia cubriendo superficies feas, o aplicando colores y efectos decorativos.
• Los morteros de cal o de cemento y una variedad de enlucidos de barro estabilizados son los tipos m�s comunes de tratamiento para superficies en estructuras de concreto, ladrillo y tierra, por lo que se necesita experiencia y conoc� miento especial para emplear el enlucido correcto para cada tipo de material con que esta hecho el muro.
• Otros tipos de tratamiento para superficie son las lechadas de cemento y cal, varnices (para madera) y diversos tipos de pintura (principalmente pinturas en emulsi�n o a base de aceite). El papel para muro es menos com�n en regiones tropicales pero las esteras y los tejidos decorativos est�n ampliamente extendidos.
Acabados de muros en construcciones de barro en Ghana: en muchas regiones �ste es un trabarlo para mujeres. (Foto: H. Schreckenbach, Bibl. 00.49).
Aplicaci�n manual de enlucido de barro
Puliendo el enlucido seco con una piedra de basalto o granito plano
Materiales Comunes para la Construcci�n de Muros
| Material | Caracter�sticas |
| Piedra | Costo bajo a medio; alta capacidad t�rmica, adecuado para climas con grandes fluctuaciones de temperaturas; baja resistencia s�smica; superficies a menudo �speras, necesitando enlucidos en los interiores. |
| Tierra | Barato; buen material para la mayor�a de los climas, excepto �reas consistentemente h�medas; la durabilidad se obtienen mediante una buena compactaci�n, estabilizaci�n y tratamiento de la superficie (renov�ndola regularmente); baja resistencia s�smica. |
| Ladrillos de Arcilla Cocida y Bloques de Concreto | Costo medio; adecuado para todos los climas; empleado para mamposter�a de carga muros de relleno, y paneles prefabricados; con una buena mano de obra, durabilidad ilimitada y buena resistencia a todos los fen�menos naturales y al fuego: no siempre es necesario un tratamiento superficial |
| Concreto | Caro; adecuado para todos los climas, principalmente para estructuras de esqueleto construcciones de carga; buena durabilidad y resistencia a todos los fen�menos naturales y al fuego; con una buena mano de obra y encofrado, no se necesita de tratamiento superficial |
| Ferrocemento | Costo medio; usado principalmente para paneles de muro de cerramiento livianos o elementos para enchapados; por otro lado tiene las mismas caracter�sticas que el concreto |
| Fibro Concreto | Costo bajo a medio; principalmente l�minas y tejas para enchapado; m�s liviano y d�bil que el ferrocemento. |
| Fibras Naturales, Hierbas, Hojas | Barato; empleado s�lo en climas c�lido h�medo para enchapados y paneles de moro de cerramiento liviano; baja durabilidad y resistencia a los fen�menos naturales excepto a los movimientos s�smicos (liviano y flexible). |
| Bamb� | Barato; empleado en �reas c�lido h�medo; ideal para estructura de esqueleto, enchapados y moros de cerramiento; por lo dem�s es similar a las fibras, hierbas y hojas |
| Madera | Costo medio; bueno para la mayor�a de climas; material ideal para estructura de esqueleto; tambi�n enchapados y paneles de cerramiento livianos; secciones suficientemente gruesas resisten al fuego, pero por otro lado tiene baja resistencia a los agentes biol�gicos; buena resistencia a los movimientos s�smicos y huracanes |
| Concreto de Azufre | Costo medio; bueno para muros de carga en cualquier condici�n excepto calor extremo; superficies atractivas sin enlucidos, f�cil de limpiar. |
