Resiliencia al helado de materiales de construcción de tierra estabilizada
Autores: Rempel, Alan W.; Rempel, Alexandra R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Resiliencia al helado de materiales de construcción de tierra estabilizada
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Ciencias de la Tierra y Geología
Palabras clave
Materiales de construcción basados en la tierra
Diseño ecológico
Estabilidad térmica
Durabilidad
Resistencia a la helada
Erosión por lluvia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Los materiales de construcción basados en tierra son cada vez más valorados en el diseño ecológico por su baja energía incorporada, su capacidad de amortiguación de la humedad y su estabilidad térmica. Estos materiales funcionan bien en climas cálidos y secos, pero se necesita una mayor comprensión de la durabilidad a largo plazo para una adopción exitosa en climas más fríos y/o húmedos. La presencia de estabilizadores mejora drásticamente la resistencia a la erosión superficial por viento y lluvia, en comparación con el adobe y el cob sin estabilizar, y se han investigado en detalle las influencias de la composición del suelo, el tipo de fibra y los diversos aglutinantes en la erosión superficial por lluvia y viento. Sin embargo, la resistencia a la helada y al ciclo de congelación-descongelación ha sido menos estudiada, a pesar del fuerte interés en los materiales de tierra estabilizada en el norte de América del Norte, Europa y Asia. En particular, estudios recientes se han basado en un malentendido generalizado del mecanismo por el cual ocurre el daño por helada en materiales porosos, lo que obstaculizará los esfuerzos para crear modelos válidos para el diseño y mejora de materiales. Además, se ha pasado por alto la influencia de las tensiones térmicas radiativas en las superficies de las paredes en favor de centrarse en las temperaturas del aire ambiente. Aquí, aplicamos la comprensión contemporánea de las grietas por el crecimiento segregado del hielo para desarrollar un índice de daño macroscópico que permite la comparación entre el rendimiento de diferentes materiales sujetos a diferentes patrones climáticos. Un examen de los patrones de daño previstos para dos materiales de construcción de tierra estabilizada y dos materiales convencionales en doce ciudades durante dos períodos de tiempo revela los factores dominantes que rigen la vulnerabilidad a la helada. Encontramos que la resiliencia a la helada de los materiales de construcción de tierra es comparable a la de los materiales convencionales que examinamos, y que las evaluaciones que ignoran las variaciones esperadas en el contenido de agua al asumir una saturación completa probablemente generen resultados engañosos. En los últimos años, el aumento de las temperaturas invernales en varias ciudades que examinamos predice una reducción de la vulnerabilidad de los materiales al daño por helada, pero también encontramos que los aumentos concomitantes en los niveles de humedad han hecho que algunas ciudades sean mucho más vulnerables.
Descripción
Los materiales de construcción basados en tierra son cada vez más valorados en el diseño ecológico por su baja energía incorporada, su capacidad de amortiguación de la humedad y su estabilidad térmica. Estos materiales funcionan bien en climas cálidos y secos, pero se necesita una mayor comprensión de la durabilidad a largo plazo para una adopción exitosa en climas más fríos y/o húmedos. La presencia de estabilizadores mejora drásticamente la resistencia a la erosión superficial por viento y lluvia, en comparación con el adobe y el cob sin estabilizar, y se han investigado en detalle las influencias de la composición del suelo, el tipo de fibra y los diversos aglutinantes en la erosión superficial por lluvia y viento. Sin embargo, la resistencia a la helada y al ciclo de congelación-descongelación ha sido menos estudiada, a pesar del fuerte interés en los materiales de tierra estabilizada en el norte de América del Norte, Europa y Asia. En particular, estudios recientes se han basado en un malentendido generalizado del mecanismo por el cual ocurre el daño por helada en materiales porosos, lo que obstaculizará los esfuerzos para crear modelos válidos para el diseño y mejora de materiales. Además, se ha pasado por alto la influencia de las tensiones térmicas radiativas en las superficies de las paredes en favor de centrarse en las temperaturas del aire ambiente. Aquí, aplicamos la comprensión contemporánea de las grietas por el crecimiento segregado del hielo para desarrollar un índice de daño macroscópico que permite la comparación entre el rendimiento de diferentes materiales sujetos a diferentes patrones climáticos. Un examen de los patrones de daño previstos para dos materiales de construcción de tierra estabilizada y dos materiales convencionales en doce ciudades durante dos períodos de tiempo revela los factores dominantes que rigen la vulnerabilidad a la helada. Encontramos que la resiliencia a la helada de los materiales de construcción de tierra es comparable a la de los materiales convencionales que examinamos, y que las evaluaciones que ignoran las variaciones esperadas en el contenido de agua al asumir una saturación completa probablemente generen resultados engañosos. En los últimos años, el aumento de las temperaturas invernales en varias ciudades que examinamos predice una reducción de la vulnerabilidad de los materiales al daño por helada, pero también encontramos que los aumentos concomitantes en los niveles de humedad han hecho que algunas ciudades sean mucho más vulnerables.