Earth can serve as the basis for infinite conceptualizations and take on many colors and forms. From a historical perspective, earth is our oldest and single most important building material: it encapsulates qualities that anchor architecture in its very roots.
As Kjetil Trædal Thorsen, founder of the Snøhetta Architectural Design practice, has noted:
“The essence of creation is captured
in one material as old as the world itself and brand new as fast as it dries.
It is as warm as the colour tones of the ground it comes from, as hard as rock
to equally withstand the forces that made it, controlling humidity,
temperature. Show me one other material that can do the same (4).”
Earth can be
found almost anywhere in the world and translated into a contextually unique
structure. Whether in the desert climates of North Africa, the tropical monsoon
regions of Asia, or the frost-laden contexts of Central Europe; whether a
peripheral single-family residence or highly urban, multi-story building: earth
is both a viable and palpably sustainable material with which to design our
world.
Archaeological excavations have revealed that earth has consistently been one of the most widely used building materials, traversing climates and continents, and that the building culture of earth has existed for more than nine thousand years (5). Its typologies include not just residential structures but the religious buildings, statues, and monuments, the ziggurats and fortifications that remain a part of the urbanized world today. The cities of Jericho, Chan-Chan in Peru, or Babylon in Iraq, the Alhambra in Spain, and even the original parts of the Great Wall of China were all constructed using various earth building techniques, from adobe brickmaking to ramming (6).
Three thousand two hundred
years ago, parts of the temple complex of Ramses II were constructed with earth
bricks in Gourna, Egypt; the core of the sun pyramid in Teotihuacan, Mexico,
was primarily constructed with rammed earth between the years 300 and 900 CE (7).
Moreover, the earthen elements of these edifices did not contain any form of
further structural reinforcement or stabilization beyond wooden ring beams or
lintels of stone. These works demonstrate the ability of earth to withstand the
tests of time and -particularly when well maintained - to survive weather
events and even natural disasters such as earthquakes.
Currently, earth is the only material that completely aligns with fully sustainable building principles, such as the cradle-to-cradle concept (8). Like no other building material, earth is not only suited to its local climate but also has the capacity to generate an equally localized building culture, one in which investments in construction are grounded in social capital.
It is this key
aspect that gives earthen architecture the potential to break the cycles of
financialization that extract profits from localities to enrich global conglomerates
and corporations, and that so often dictate the course of development around
the globe. Instead, the ever-varying characteristics of earth promote a broad
range of socially sustainable and economically viable solutions.
More than this, earth also provides a rich aesthetic palette that mirrors and expresses cultural diversity. Anyone who has stood inside a house made of earth is familiar with the strong sense of place the material generates.
Earth is
healthy, not just in regard to sustainable construction, but also in the sense
of physical and psychological well-being. It creates an emotional, familiar
atmosphere and an unparalleled interior climate. While earth itself is not
technologically advanced, it is capable of highly technical feats; for example, its ability to absorb water vapor like no other human-made material.
Elevated and edified or not, earth contains great potential to meet contemporary
needs. As described by Iranian-American architect Mohsen Mostafavi: “The
limitations of a material’s use, or misuse, depend solely on our capacity to
imagine alternative and unexpected means of incorporating it into the design
process.” (9)
Architecture, as a design practice, began to eschew building with earth hundreds of years ago. The evolving specialization of the design world and fascination with more technologically advanced methods has relegated earth to a primitive, basic material. Only recently has this perception begun to change, and the potentials of one of our most ancient building materials explored anew. The challenge, therefore, as formulated by Mostafavi, is:
“How can we use dirt from the surface of the earth to make an alternative architecture that is both technically and aesthetically responsive to the conditions of our times?” (10)
(4) Kjetil Trædal Thorsen, as location in Venice in “Mud WORKS!” poster for the 15th International Architecture Exhibition, Biennale architettura 2016: Reporting from the Front, May 28 to November 27, 2016.
(5) See Gernot Minke, Building with Earth:
Design and Technology of a Sustainable Architecture (Basel: Birkhäuser, 2012,
3rd ed.), p. 11.
(6) See David Easton, The Rammed Earth
House (White River Junction: Chelsea Green Publishing, 2007), p. 4.
(7) Ibid. pp. 3–9.
(8) See William McDonough and Michael
Braungart, Cradle to Cradle: Remaking the Way We Make Things (New York: North
Point Press, 2002).
(9) Mohsen Mostafavi, as cited in “Mud
WORKS!” (see note 4).
(10) Ibid.
Text excerpt from: Heringer, Anna, Howe, Lindsay Blair, Rauch, Martin, Upscaling Earth: Material, Process, Catalyst, GTA publishers, February, 2020
N°292 de Dezembro de 2020
Categoría Innovación y divulgación
Técnicas para melhorar a durabilidade da construção em terra
Rute Eires1 & Aires Camões1
C-TAC, Universidade do Minho, Departamento de Engenharia Civil Azurém, P - 4800-058 Guimarães, Portugal
Maria Ponte2
Universidade de Coimbra, Departamento de Arquitectura, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Coimbra Portugal
'(...)
5 - ESTABILIZAÇÃO DO MATERIAL TERRA PARA AUMENTAR A DURABILIDADE
Entre os estabilizantes mais utilizados na construção em terra desde a Antiguidade encontra-se a cal.
Este material tem sido adicionado ao solo para construção de paredes em terra e para preparação de argamassas à base de terra, utilizando-se diferentes tipos de cal, sendo sobretudo utilizada cal aérea hidratada, Ca(OH)2, ou cal viva, CaO (Eires, 2012).
O principal propósito desta adição é incrementar as resistências mecânicas e a resistência à ação da água. Este aumento pode ser explicado através da reação de carbonatação que ocorre na cal na presença de CO2, mas também pela reação pozolânica entre partículas de argila presentes no solo e cal (Santos, 2010 in Eires, 2012).
A incorporação de biopolímeros na construção em terra, também tem sido utilizada a fim de melhorar o seu comportamento face à ação da água. Existem inúmeros exemplos de biopolímeros que têm sido usados como complemento estabilizante do solo.
Alguns são de origem vegetal, tais como farinhas, amidos, gomas, cato, óleos, ceras ou resinas de plantas, outros de origem animal, como gorduras animais, soro de leite, caseína, claras de ovos, sangue, excrementos e urina (Eires et al, 2010). No presente texto os biopolímeros são considerados como polímeros de origem natural e biológica, sem qualquer tipo de síntese laboratorial. Entre estes biopolímeros, os óleos ou gorduras, têm sido os mais utilizados para tornar os edifícios em terra mais impermeáveis. Estes materiais são sobretudo incorporados na hidratação da cal, mediante dois métodos distintos na sua preparação. Pode ser por simples hidratação, juntando-se óleos ou gorduras com a cal e a quantidade adequada de água para a hidratação, adicionando-se posteriormente essa mistura no solo a ser estabilizado, ou pode ser utilizado um processo chamado "hidratação a quente", misturando simultaneamente o solo ou areia argilosa com óleos e gorduras com a água necessária (Eires, 2012).
Em termos históricos, a hidratação de cal com óleos já foi citada por Vitrúvio, que mencionou sobre tubos de barro para a água o seguinte: "as juntas terão de ser revestidas com uma mistura de cal viva e óleo", Vitruvius (século I a.C.). No século XVI, o refugo de óleo de baleia, que era utilizado na iluminação da época, era utilizado como aditivo hidrófugo. Este óleo com cal formava um material chamado "gala-gala", comumente usado nos Açores e Brasil (Veiga, 2008 in Eires, 2012). Em Portugal, a cal viva hidratada a quente com óleos ou gorduras também era usada para estabilizar as paredes de terra ou argamassas. Foi mencionado também este tipo de uso em edifícios tradicionais construídos em terra e madeira em Lisboa (CML, 2005 in Eires, 2012).
Relativamente à conexão entre a cal e os biopolímeros é referido por Čechová que em ambientes básicos, por exemplo, em argamassas à base de terra e cal ou em solo estabilizado com cal, com a adição de óleos ou gorduras os triglicérois, presentes na sua constituição, quando hidratados, resultam em sais insolúveis de cálcio de ácidos gordos. Estes sais são hidrófugos e conectam-se bem com o cálcio da cal e proporcionando maior repelência à água (Čechová, 2009).
Na Universidade do Minho, foi desenvolvido um trabalho de pesquisa sobre o estudo da estabilização de solo com cal e biopolímeros, adaptando o conhecimento antigo para melhorar a durabilidade relacionada com a ação da água. O principal objetivo do estudo era conseguir uma estabilização do solo adequada para a construção com terra compactada (taipa ou blocos de terra compactados, BTC) sem revestimento adicional, obtendo boa durabilidade contra a ação da água sem comprometer o potencial estético do material da terra. Desta forma, desenvolveu-se um estudo geral relacionado com a incorporação de biopolímeros (amido de milho, farinha de trigo, açúcar, óleo de linhaça, glicerol, caseína, óleo de cozinha usado e compostos de água de pasta de celulose e de palha) e aditivos minerais (hidróxido de sódio, silicato de sódio, alúmen, cloreto de cálcio, cloreto de sódio e borato de sódio).
A percentagem adicionada de biopolímeros fixou-se em 0,4% e 1,0% da massa de solo e a percentagem de aditivos minerais foi 0,1%.
Os principais resultados obtidos, relativamente à absorção de água por capilaridade e resistência à compressão no estado saturado, mostraram que, entre os biopolímeros testados, os óleos proporcionavam um melhor comportamento e entre os aditivos minerais testados o hidróxido de sódio apresentava melhores resultados, (Eires, 2012).
Foi também testada a estabilização de solo com: cal viva (CV), cal hidratada (CH) e cimento (C) (4% da massa de solo por cada estabilizante), óleo de cozinha usado (O) (1,0% da massa de solo), e a adição simultânea de hidróxido de sódio (CV_NaOH e CV_O_NaOH) (0,1% da massa de solo), cujos principais resultados se encontram na Figura 7, Eires (2012).
Estes resultados mostram que o solo estabilizado com cal viva mostrou um melhor desempenho, acima de tudo, com a adição de óleo de cozinha usado e hidróxido de sódio.
Comparando o solo de referência, não estabilizado (REF), com as composições de solo com cal viva (CV) os resultados dos ensaios de resistência à compressão revelam: um aumento de 102% sobre a resistência devido à estabilização com cal viva; um aumento de 131% com adição complementar de óleo (CV_O); e um aumento de 150% com adição simultânea de óleo e de hidróxido de sódio (CV_O_NaOH).
As composições com cal viva e óleo também mostraram um bom desempenho na absorção de água por capilaridade (diminuição de água absorvida em cerca de 95%). Em testes de erosão acelerada, usando um jato em spray para simular a ação de chuva, estas composições de cal viva com óleo também apresentaram bons resultados, com uma erosão reduzida, apresentando uma redução da erosão face ao solo de referência de 99,5% (Eires, 2012).
(...)'
Terra Education IV
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