Construcción con leña

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La construcción con troncos apilados (también llamada mampostería con troncos apilados o construcción con troncos apilados , o también con leña para estufas ) es un término que se utiliza para referirse a un método de construcción natural en el que se apilan troncos cortos de forma transversal para construir una pared, utilizando mortero o adobe para asegurarlos de forma permanente. Esta técnica puede utilizar materiales locales a un costo mínimo.

Las paredes suelen construirse de manera que los extremos de los troncos sobresalgan un poco del mortero (una pulgada o menos). Las paredes suelen tener un grosor de entre 8 y 24 pulgadas, aunque en el norte de Canadá algunas paredes tienen hasta 36 pulgadas de grosor.

Las casas de madera son atractivas por su atractivo visual, la economía de recursos y la facilidad de construcción. La madera suele representar entre el 40 y el 60 % del sistema de paredes, y el resto consiste en una mezcla de mortero y relleno aislante. ^[1] La construcción con madera puede ser sostenible según el diseño y el proceso. Hay dos tipos principales de construcción con madera, a través de las paredes y MIM (mortero-aislamiento-mortero). En las casas a través de las paredes, la propia mezcla de mortero contiene un material aislante, normalmente aserrín, papel de periódico picado o lodo de papel, en porcentajes a veces muy altos en masa (80 % lodo de papel/20 % mortero). En las casas con MIM, más comunes, y a diferencia de la mampostería de ladrillo o a través de las paredes, el mortero no continúa a lo largo de la pared. En cambio, cordones de mortero de tres o cuatro pulgadas (a veces más) a cada lado de la pared proporcionan estabilidad y soporte, con un aislamiento separado entre ellos. Los muros de madera pueden ser portantes (utilizando esquinas reforzadas o un diseño de muro curvo) o pueden colocarse dentro de un marco de postes y vigas que proporciona un refuerzo estructural y es adecuado para áreas propensas a terremotos. Como muro portante, la resistencia a la compresión de la madera y el mortero permite que el techo se una directamente al muro. Las diferentes mezclas de mortero y el material de relleno aislante afectan tanto al valor R general del muro , o la resistencia al flujo de calor; y, a la inversa, a su masa térmica inherente , o capacidad de almacenamiento de calor/frío.

Los restos de estructuras de leña que aún se mantienen en pie datan de hace mil años en el este de Alemania. ^[2] Sin embargo, se pueden encontrar versiones más contemporáneas en Europa , Asia y las Américas . ^[3] No hay información detallada sobre los orígenes de la construcción con leña. Sin embargo, es plausible que los habitantes del bosque eventualmente erigieran un refugio básico entre un fuego y una pila de leña apilada. ^[4] En el trabajo de William Tischler de la Universidad de Wisconsin, afirma que la leña "actual" probablemente comenzó a fines del siglo XIX en Quebec , Wisconsin y Suecia . ^[5] Él cree que la técnica comenzó en estas áreas aproximadamente en la misma época. ^[6]

La construcción con troncos de madera es un uso económico de los extremos de los troncos o de los árboles caídos en áreas con una gran cantidad de árboles. Otras fuentes comunes de madera incluyen aserraderos , leña partida, postes de servicios públicos (sin creosota ), postes de cercas de rieles partidos y desechos de tala . Es más sostenible y, a menudo, económico utilizar materiales reciclados para las paredes. Independientemente de la fuente, toda la madera debe descortezarse antes de comenzar la construcción. Si bien se pueden utilizar muchos tipos diferentes de madera, las maderas resistentes a la putrefacción más deseables son el tejo del Pacífico , el ciprés calvo (nuevo crecimiento), los cedros y el enebro . Las maderas aceptables también incluyen el abeto Douglas , el alerce occidental , el pino blanco del este y el pino abeto .

Las maderas menos densas y más aireadas son superiores porque se contraen y expanden en proporciones menores que las maderas duras densas. ^[2] La mayoría de la madera se puede utilizar en una pared si se seca adecuadamente y se estabiliza a la humedad relativa del clima externo. ^[2] Además, si bien los extremos de troncos de diferentes especies se pueden mezclar en una pared, los extremos de troncos de especies y fuentes idénticas limitan las variables de expansión/contracción.

Varios expertos recomiendan diferentes recetas para la mezcla de mortero. Una receta que ha demostrado ser exitosa desde 1981 es 9 partes de arena, 3 de aserrín, 3 de cal de construcción (no agrícola), 2 de cemento Portland por volumen. ^[2] La cal de construcción hace que la pared sea más flexible, transpirable y autocurativa porque tarda más en fraguar por completo que el cemento. ^{[3] [2]} El cemento Portland une químicamente el mortero y debe ser de tipo I o II. ^[7] Otra receta utiliza 3 partes de arena, 2 de aserrín empapado, 1 de cemento Portland y 1 de cal hidratada ; se pretende que tenga la ventaja de curar más lentamente y mostrar menos grietas. ^{[8] [9] [10]}

Dependiendo de una variedad de factores (espesor de la pared, tipo de madera, receta particular de mortero), el valor aislante de una pared de leña, expresado en valor R, es generalmente menor que el de una pared de montantes de alta eficiencia . Las paredes de leña tienen mayor masa térmica que la estructura de montantes, pero menor que el ladrillo y el mortero comunes. Esto se debe a que la capacidad calorífica específica del ladrillo de arcilla es mayor (0,84 frente a 0,42 de la madera) y es más densa que las maderas aireadas como el cedro, el ciprés o el pino. Sin embargo, la matriz de mortero aislante utilizada en la mayoría de las paredes de leña coloca una masa térmica útil en ambos lados de la cavidad interna aislada, lo que ayuda a almacenar calor en invierno y "frescura" en verano. ^[3] La masa térmica hace que sea más fácil para un edificio mantener temperaturas interiores medias mientras pasa por fases diarias de calor y frío. En climas como el desierto con grandes oscilaciones diarias de temperatura, la masa térmica absorberá y luego liberará lentamente el calor del mediodía y el frío nocturno en secuencia, moderando las fluctuaciones de temperatura. La masa térmica no sustituye la función del material aislante, sino que se utiliza conjuntamente con él.

Cuanto más largos sean los troncos (y más gruesa la pared), mejores serán las cualidades de aislamiento. Una pared común de troncos de 16” para climas moderados comprende 6 pulgadas (150 mm) de aislamiento de perlita o vermiculita entre las juntas de mortero. Otra opción de aislamiento, utilizada durante más de 40 años por Rob Roy y otros constructores de troncos es el aserrín seco, pasado a través de una malla de media pulgada y tratado con cal de construcción (Tipo S) en una proporción de 12 partes de aserrín por 1 parte de cal. Con aserrín ligero y aireado, este aislamiento es similar en su valor R a los aislamientos de relleno suelto fabricados, a una fracción del costo. ^[2]

Sin embargo, la madera es un material anisotrópico con respecto al flujo de calor. Eso significa que su resistencia térmica depende de la dirección del flujo de calor en relación con la veta de la madera. Si bien la madera tiene un valor R comúnmente citado de aproximadamente 1,25 por pulgada (dependiendo de la especie y el contenido de humedad), eso solo se aplica si el flujo de calor es perpendicular a la veta, como ocurre en la construcción común de marcos de madera. ^[11] Con la construcción con leña/paredes apiladas, la dirección del flujo de calor es paralela a la veta. Para esta configuración, el valor R es solo alrededor del 40% del perpendicular a la veta. Por lo tanto, el valor R real de la madera, cuando se usa en la construcción con leña/paredes apiladas, está más cerca de aproximadamente 0,50 por pulgada.

Pero el valor R de una pared de mampostería de madera en forma de cordón debe tener en cuenta tanto la parte de madera como la parte de mortero aislado como un sistema combinado. La única prueba autorizada sobre el valor R de la mampostería de madera en forma de cordón fue realizada por el Dr. Kris J. Dick (PE) y Luke Chaput durante el invierno de 2004-2005, basándose en sensores térmicos colocados dentro de una pared de 24 pulgadas de espesor en la Universidad de Manitoba. Un artículo que informa sobre sus hallazgos aparece en Cordwood and the Code: a building permit guide El resumen de los autores dice, en parte: "Basándose en aproximadamente tres meses de datos de temperatura de mediados de invierno, se determinó que la pared tenía un valor RSI de 6,23 (m²K/W), R-35 para un sistema de pared de 24 pulgadas". ^[2]

Un análisis de desempeño térmico realizado en 1998 utilizando el software informático “HOT 2000” mostró la relación entre los tipos de paredes domésticas y sus valores de aislamiento. La simulación reveló un valor R de 20,5 para la pared de muestra de madera. Compárese esto con la pared básica de montantes de madera de 2 x 4 y la pared de 2 x 6 aislada y revestida con espuma con valores R de 15,8 y 25,7, respectivamente. ^[12] Las paredes de madera no son los mejores aislantes naturales, pero se pueden construir según estándares de eficiencia térmica. El valor R de una pared de madera está directamente relacionado con su relación de madera a mortero y medio aislante. Sin embargo, el valor R en la construcción de madera no es tan significativo como en la construcción con estructura de madera debido a la alta masa térmica que aumenta significativamente el "valor R efectivo". ^[13] Los constructores adaptan su diseño y sus relaciones al clima existente.

En el invierno de 2005, la Universidad de Manitoba realizó una prueba del valor R. Los resultados, compilados por el Departamento de Ingeniería, determinaron que cada pulgada de pared de madera (mortero, extremo de tronco y aislamiento de aserrín/cal) arrojó un valor R de 1,47. ^[14]

Una casa de madera se puede construir con un costo inicial significativamente menor que una casa con estructura de madera estándar de tamaño comparable, ya que a veces la mano de obra la realiza principalmente el propietario o voluntarios. Las paredes de madera construidas correctamente tienden a tener menos necesidades de mantenimiento que las de estructura de madera estándar, porque hay menos componentes fabricados (por ejemplo, aislamiento de fibra de vidrio, clavos, revestimientos, tapajuntas, etc.). Aún será necesario un poco de mantenimiento, ya que hay madera y hormigón expuestos a los elementos en el lado exterior de la pared. Una casa de madera mal construida sin el aislamiento suficiente puede resultar en costos de calefacción más altos que una casa tradicional con estructura de madera.

En un análisis económico comparativo de 1998 de entramado de madera, leña, fardos de paja y adobe, la leña parecía ser una alternativa económicamente viable. ^{[ cita requerida ]} Una casa de leña de dos pisos y 2.512 pies cuadrados (233,4 m ^{2 ) en} Cherokee, Carolina del Norte , equipada con "tejas de alta calidad, pino machihembrado , estufa de leña rusa , techo de tierra viva, molduras de cedro hechas a mano, gabinetes de paneles elevados y una puerta de pino hecha a mano", le costó al propietario aproximadamente $ 52.000. ^{[ cita requerida ]} Con el propietario proporcionando el 99% de la mano de obra, la casa le costó $ 20,70 por pie cuadrado. ^{[ cita requerida ]} Una casa de estructura de madera de tamaño comparable y amueblada en 1998 costaría entre $ 75.000 y $ 120.000 sin mano de obra del propietario. ^{[ cita requerida ]} Los datos de costos residenciales de 1997 muestran que una casa de nivel de acabado "promedio" de 1000 a 2000 pies cuadrados (190 m ² ) cuesta entre $64,48 y $81,76 por pie cuadrado. ^[15] Tanto la adquisición de materiales como la fuente de mano de obra juegan un papel importante en el costo inicial de construcción de una casa de leña.

En ciertas jurisdicciones, los planos de construcción están sujetos a la aprobación del inspector de construcción. Antes de construir, se deben verificar las condiciones del suelo en el sitio para soportar paredes de mampostería de madera maciza.

En el caso de la madera talada, la corteza debe eliminarse en primavera con una pala, un cincel o una espátula. La savia aún fluye en primavera y proporciona una capa lubricante de cambium entre la corteza y la madera, lo que hace que la separación sea una tarea más sencilla que si se deja hasta el otoño, cuando las dos capas están bien unidas. Una vez descortezados, los troncos deben dejarse secar durante al menos tres veranos para limitar las rajaduras y grietas. Es importante cortar los troncos, una vez descortezados, a la longitud elegida para el edificio. Richard Flatau, Construcción con madera de pino: mejores prácticas (2012) sugiere partir el 70 % de la madera para un mejor secado y curado. ^[18]

Después de secarse, los troncos deben cortarse a la longitud deseada (generalmente 8, 12, 16, 18 o 24 pulgadas). En este caso, es preferible una sierra de mano para metal a una motosierra porque su corte más fino ayuda a evitar la humedad y la penetración de plagas. ^{[ cita requerida ]} En realidad, una sierra de "corte" o "sierra circular" hará un trabajo rápido de cortar leña en las longitudes elegidas. Para extremos especialmente peludos como el cedro, se pueden usar escofinas para alisar.

Luego, es necesario transportar la madera al lugar de construcción. Es conveniente tener cerca la fuente de leña y el lugar de construcción. Una vez que se ha vertido una base adecuada que se eleva de 12 a 24 pulgadas por encima del nivel del suelo con una protección contra salpicaduras, se puede comenzar la construcción de los muros. Se pueden usar refugios temporales para cubrir el lugar de trabajo y la leña de la lluvia. Un marco de postes y vigas proporciona este refugio para el mortero posterior de la leña.

Los constructores de viviendas sin experiencia deben experimentar con una serie de muros de práctica. Esto, en última instancia, acelerará el proceso de construcción y proporcionará resultados más satisfactorios. Al experimentar con MIM (la forma más común), se colocan dos cordones paralelos de mortero de 3 a 4 pulgadas a lo largo de la base, seguidos de un relleno intermedio de material aislante. Luego, se colocan troncos encima con espacios de mortero uniformes, que sobresalgan no más de 1 pulgada en el interior y el exterior de la pared. La colocación real dependerá del tamaño y la forma de los troncos. Se extiende otra capa de mortero, luego se vierte el aislamiento en el medio, siguen más troncos y así sucesivamente. Al experimentar con Throughwall, se coloca una capa delgada y uniforme de mortero aislante a lo largo de la base, luego los troncos se asientan firmemente en el lecho de mortero, de manera uniforme, dejando solo el espacio suficiente entre ellos para "apuntar" el mortero. Los espacios de mortero se rellenan para hacer una superficie superior relativamente plana, luego se agrega otra capa delgada de mortero y se repite el proceso. La forma y la orientación exterior de los troncos son importantes solo por su apariencia. Los troncos precortados “estilo leña” se agrietan menos cuando están en la pared y son más fáciles de alisar y presionar de manera uniforme que los troncos redondos porque los espacios entre el mortero son generalmente más pequeños. ^{[ cita requerida ]}

Rob y Jaki Roy, codirectores de la Earthwood Building School en West Chazy, Nueva York, durante 36 años, tienen un punto de vista diferente. Antes utilizaban principalmente madera partida, pero ahora utilizan sobre todo troncos redondos de cedro blanco (o de un material similar). La contracción es exactamente la misma en troncos partidos y redondos, y los Roy han descubierto que la madera es más fácil de colocar porque mantiene más fácilmente su forma de un lado de la pared al otro. Además, los troncos redondos son más fáciles de apuntar, debido al borde irregular que resulta en el lado inferior de un tronco partido. Por último, la mayor cantidad de mortero que se utiliza en los troncos redondos es en realidad una ventaja porque la parte de la pared revestida con mortero tiene un mejor rendimiento térmico que la parte de madera. ^[2]

Si se construye una casa con esquinas, cada hilera de madera debe tener un entramado cruzado para que sea más resistente. Cerca del final, es posible que se necesiten pequeños listones de madera de relleno para terminar las uniones o las partes superiores de las paredes. Las ventanas y las puertas se enmarcan con jardineras estándar y dinteles de madera. Se pueden insertar botellas de vidrio para lograr un efecto creativo de vitral. ( La plomería y el cableado eléctrico son cuestiones que se deben tener en cuenta, pero no se explicarán en detalle en este artículo).

Una casa de troncos debe tener aleros profundos que sobresalgan de al menos 12 a 16 pulgadas para mantener los extremos de los troncos secos y evitar el crecimiento de hongos. Si los extremos se mantienen secos y bien aireados, envejecerán sin problemas. Algunos propietarios han cubierto sus extremos con aceite de linaza o han colocado los extremos exteriores de los troncos al ras del mortero para una mayor impermeabilización. Con el tiempo, es normal que se produzcan algunas grietas, que se pueden remediar con un mantenimiento periódico del mortero o del calafateo . ^[19]

Aunque las casas de leña se han probado en lugares a -40 °F como Alberta , su eficiencia térmica en cualquier clima es inferior a la de una casa puramente de adobe de dimensiones comparables. ^[1] En áreas frías es apropiado construir una pared más gruesa de 24 a 36 pulgadas o dos paredes separadas con súper aislamiento. En áreas predominantemente húmedas, las paredes exteriores se pueden enyesar, sofocando los extremos de la leña del aire y la humedad, pero esto oculta los atractivos extremos de los troncos de la leña y los troncos se pudrirán. La cantidad de mano de obra relativa a la obtención de un valor R específico para la leña es mayor en comparación con la construcción con balas de paja y armazón de palos. Es posible que los fondos ahorrados en la construcción deban asignarse a los costos de calefacción o al mantenimiento exterior a largo plazo. ^[1] Una adobe orgánica, similar al mortero, crea un menor impacto ambiental debido al uso de barro y paja fácilmente disponibles, mientras que las toxinas emitidas durante la producción de cemento Portland son muy dañinas, aunque menos tangibles en el producto final. Al igual que muchos estilos de construcción alternativos, la sostenibilidad de la construcción con leña depende de los materiales y las variables de construcción.

Tras la Conferencia sobre la construcción con madera de pino de 2005 en Merrill (Wisconsin), se publicó un documento para abordar las mejores prácticas en la construcción con madera de pino y el cumplimiento del código de construcción. El documento titulado Cordwood and the Code: A Building Permit Guide (La madera de pino y el código: una guía para permisos de construcción) ayuda a los constructores de madera de pino a obtener los permisos de construcción necesarios. ^[20]

• Construcción de edificios
• Mazorca (material)
• Estudios Wintergreen

• Roy, Rob (2018), Essential Cordwood Building: the complete step by step guide (Edificios esenciales con madera de haya: guía completa paso a paso) , New Society Publishers: Gabriola Island, BC, Canadá
• Roy, Rob (2016) Edificio Cordwood: una guía completa sobre el estado del arte , New Society Publishers: Gabriola Island, BC, Canadá
• Flatau, Richard (2012) Construcción con madera: mejores prácticas
• Gregoire, R. (1983), La eficiencia térmica de las paredes de madera , Mother Earth News, 79.
• Hart, Kelly y Rosana (2007), Cordwood (sitio web de Green Home Building).
• Miner, RG (1983), Construcción de viviendas y refugios , Mother Earth News.
• Pierquet, P., Bowyer, J., Huelman, P. (1998). Rendimiento térmico y energía incorporada de los sistemas de muros para climas fríos. Forest Products Journal, vol. 48, número 6, págs. 53–60.
• Roy, Rob (junio-julio de 2003), El encanto de la construcción con madera , Mother Earth News.
• Whitton, W. (1998), Análisis económico comparativo entre métodos de construcción: mampostería de entramado de vigas, de fardos de paja, de adobe y de leña.

• Escuela de construcción Earthwood
• Sitio de recursos de Daycreek
• Sitio web de construcción de Cordwood