Análisis comparativo de las propiedades térmicas y mecánicas de bloques de paja y tierra compactada versus sistemas constructivos de mampostería tradicional

• Díaz-Fuentes, Carmen Xiomara ^[1] ; Ríos-Cruz, Sergio Alejandro ^[1] ; Cano-Macias, Sergio Andrés ^[1]
  1. [1] Universidad Francisco de Paula Santander

     Universidad Francisco de Paula Santander

     Colombia

     
• Localización: Mundo FESC, ISSN-e 2216-0388, ISSN 2216-0353, Vol. 11, Nº. Extra 4, 2021, págs. 96-109
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Comparative analysis of thermal and mechanical properties of straw and compressed earth blocks versus traditional masonry products
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• Resumen
  • español

    La paja es un material para la construcción milenario con beneficios de aislamiento térmico, acústico y resistencia a la humedad. Sin embargo, requiere complementarse con otros materiales y/o sistemas estructurales para ser autoportante. Partiendo de las ventajas anteriores, este trabajo estudia las propiedades térmicas y mecánicas de una solución constructiva para un sistema alternativo de paja y tierra compactada, con el fin de compararlo con sistemas tradicionales. La metodología es investigación aplicada, la cual se desarrolló en 3 fases: caracterización de las propiedades térmicas y mecánicas del material, diseño y desarrollo a escala 1:1 de 4 tipologías de bloque y, análisis del comportamiento de la temperatura según los diseños a través de simulaciones en ANSYS. Además, el estudio comparativo de los sistemas tradicionales se desarrolla a lo largo de la investigación, de tal manera que los resultados obtenidos se contrastan con la literatura. Los resultados demuestran las ventajas de soluciones constructivas compuestas de paja y tierra compactada gracias a las mejoras del rendimiento térmico. La caracterización de propiedades térmicas del material de estudio resalta la baja conductividad en comparación con productos de arcilla, hormigón, adobe, entre otros. Sin embargo, la caracterización de resistencia mecánica es inferior a los productos tradicionales. No obstante, la muestra cumple los estándares mínimos no estructurales para vivienda rural. Por último, el comportamiento de temperatura de las tipologías de bloques con perforaciones reduce hasta 7.31°C las superficies interiores, comparados con las tipologías de bloque macizo. La viabilidad de implementar nuevas soluciones constructivas se sustenta en el reconocimiento de las propiedades del material y sus bondades para la arquitectura.

  • English

    Straw is a material with benefits of resistance to humidity, thermal and acoustic insulation. Therefore, this paper studies thermal and mechanical properties of a constructive solution manufactured with straw and compressed earth, in order to compare it with traditional systems. The methodology is applied research and was developed in 3 phases: characterization of thermal and mechanical properties of the material, analysis of the temperature behaviour of 4 product types through simulations in ANSYS and development at 1:1 scale of 4 block types. The results obtained are contrasted with literature of traditional systems. The results show improvements in thermal performance of the composite material of straw and compressed earth, compared to products made of clay, concrete, adobe, among others. Nevertheless, the characterization of mechanical strength is inferior to traditional products. Notwithstanding, the material meets minimum non-structural standards. Finally, temperature behaviour of perforated block typologies reduces interior surfaces 7.31 °C, compared to solid typologies. The feasibility of implementing new construction solutions is based the recognition of the properties of the material and its benefits for architecture.