Construcción de paja portante: dimensiones, densidad, factor lambda y μ

La construcción portante de paja, combinada con un revestimiento de tierra cruda en el interior y un revestimiento de cal en el exterior, constituye un sistema constructivo con propiedades térmicas e higroscópicas específicas. Este artículo presenta las características técnicas de nuestro proyecto construido con muros de paja prefabricados y pretensados.

Característica	Valor
Dimensiones de un maletero	37x47x120cm
Densidad	90 a 120 kg/m³
Conductividad térmica (λ)	0,045 a 0,050 W/(m·K)
Valor λ conservado para el cálculo	0,048 W/(m·K)
Factor μ (resistencia a la difusión del vapor)	Alrededor de 2 a 3
Espesor de paja en la pared	47cm
Resistencia térmica de la paja (R)	Aproximadamente 9,79 m² K/W
Coeficiente de transmisión térmica (U) de la pared	Aproximadamente 0,10 W/(m²·K)

Composición del Muro

El muro exterior se compone de tres capas diferenciadas, organizadas desde el interior hacia el exterior para proporcionar estructura, aislamiento y regulación higrométrica al mismo tiempo:

• Capa interior: 4 a 6 cm de recubrimiento de tierra cruda. Este material asegura la regulación natural de la humedad relativa y proporciona inercia térmica superficial.
• Corazón de pared: 47 cm de paja en fardos. Este espesor constituye el elemento de soporte y el cuerpo aislante principal.
• Capa exterior: 4 a 5 cm de revoque de cal. Este revestimiento mineral protege la paja de las inclemencias del tiempo y al mismo tiempo permanece permeable al vapor de agua.

El espesor total de la pared es de aproximadamente 56 cm.

Origen y Características de las Botas

Los fardos de paja utilizados para este proyecto proceden de un pedido local de un agricultor de la región. Sus dimensiones no resultan de un formato industrial estandarizado, sino que corresponden directamente a la configuración específica de la empacadora utilizada durante la cosecha.

• Dimensiones indicadas: 37 cm de espesor, 47 cm de alto y 120 cm de largo.
• Densidad: Entre 90 y 120 kg/m3.
• Implementación: Las paredes fueron prefabricadas en taller. Se aplicó la técnica de pretensado vertical para asegurar la estabilidad de la estructura.

Esta elección del suministro local ilustra la capacidad del sector de la paja para adaptarse a las limitaciones técnicas de un proyecto de construcción manteniendo una lógica de cortocircuito.

Aporte del Pretensado Estructural

Una particularidad de este logro reside en el pretensado aplicado durante la fabricación de los paneles de pared. Cada pared, con una altura de 2,40 m (correspondiente a la pila de 6 fardos), fue sometida a una carga de compresión de 1.000 kg por metro lineal.

Este pretensado tiene varias ventajas técnicas:

• Limitación del asentamiento: La compresión inicial reduce el riesgo de asentamiento diferencial posterior, limitando así la aparición de grietas en los revestimientos.
• Rigidez estructural: Incrementa la cohesión del conjunto, permitiendo que el muro soporte las cargas del marco y asegurando la estabilidad de la estructura.
• Homogeneidad: Garantiza una densidad regular de la paja en toda la altura del muro, evitando zonas menos densas que podrían crear puentes térmicos o debilidades mecánicas.

Rendimiento Térmico y Cálculo del Coeficiente U

El rendimiento térmico de la pared resulta directamente del espesor de la paja y de su densidad.- Conductividad térmica (lambda): Para paja con una densidad entre 90 y 120 kg/m3, la conductividad térmica generalmente está entre 0,045 y 0,050 W/(m.K). Utilizamos un valor medio de lambda = 0,048 W/(m.K) para el cálculo.

• Resistencia térmica (R): Para un espesor de 47 cm de paja, la resistencia térmica se calcula según la fórmula R = e / lambda:

  • R_paja ~= 0,47 / 0,048 ~= 9,79 m2.K/W.
  • Sumando la resistencia de los revestimientos (tierra y cal), la resistencia total del muro (R_total) alcanza aproximadamente 10,0 m2.K/W.

• Coeficiente de transmisión térmica (U): El coeficiente U es la inversa de la resistencia total (U = 1 / R_total).

  • Cálculo: U = 1 / 10,0 = 0,10.
  • Resultado: U ~= 0,10 W/(m2.K).

Este valor es claramente inferior a los requisitos de las normas térmicas actuales, tanto en Suiza como en Francia. Supera ampliamente los criterios del Modelo Energético de Cantón (MuKEn) de Suiza, que suele recomendar un U máximo de 0,20 W/(m2.K) para las nuevas construcciones, así como los estándares RE2020 en Francia (U máximo de 0,28 W/(m2.K) para las paredes). Este nivel de prestaciones se acerca a los criterios de la norma de construcción pasiva (generalmente fijado en U <= 0,15 W/(m2.K)).

Cambio de fase térmica e inercia

El cambio de fase térmica representa el tiempo necesario para que una ola de calor atraviese la pared. Se trata de un dato estimado que depende directamente del espesor de la pared, de la densidad de los materiales y de su capacidad térmica volumétrica.

• Valor estimado: Para nuestra pared de 47 cm de paja densa, completada con el revestimiento interior de tierra cruda, el cambio de fase se estima en aproximadamente 12 a 14 horas.
• Dependencia del espesor: El desfase es proporcional al espesor del aislamiento. Cuanto más gruesa y densa sea la pared, mayor será el tiempo de viaje del calor. Con un espesor estándar de 35 cm, el desfase sería de aproximadamente 9 a 10 horas; la adición de 12 cm adicionales en nuestra configuración permite lograr este ciclo superior a 12 horas.
• Impacto concreto: Este cambio de fase permite retrasar la llegada del calor del verano al interior hasta el final de la tarde o la noche, cuando es posible enfriar el edificio mediante ventilación natural, garantizando así el confort estival sin aire acondicionado mecánico.

Permeabilidad al vapor y confort interior

El diseño de la pared respeta el principio de transpiración, es decir la capacidad de los materiales de permitir la difusión del vapor de agua.

• Factor de resistencia a la difusión de vapor (mu): La paja tiene un factor mu bajo (alrededor de 2 a 3), similar al de la tierra cruda (3 a 5) y la cal (5 a 8).
• Gestión de la humedad: Esta homogeneidad de propiedades permite que el vapor de agua producido en el interior del edificio atraviese el muro y escape al exterior, sin encontrar una barrera de vapor sintética bloqueante.

Esta operación permite mantener una humedad interior estable, generalmente entre el 40 y el 60%, lo que contribuye al confort de los ocupantes y evita el riesgo de condensación en el corazón de la pared.

Durabilidad y Resistencia

La durabilidad de una pared de paja depende de su protección contra la humedad líquida. La implementación elegida incluye:

• Una base fuera del agua para mantener la pajita alejada de capilares ascendentes y salpicaduras de lluvia.- Voladizos de tejado suficientes para proteger las fachadas.
• Un revestimiento exterior de cal impermeable al agua de lluvia pero permeable al vapor.

En cuanto a la resistencia al fuego, la alta densidad de la paja (90-120 kg/m3) y la presencia de revestimientos minerales en ambas caras limitan la combustión. En caso de incendio, la capa superficial del revestimiento o la capa exterior del maletero se quema lentamente, formando una capa carbonizada que protege el núcleo del maletero y mantiene la capacidad de carga de la pared durante un período de tiempo significativo.

Conclusión

El uso de balas de paja pretensada, de producción local y que ofrecen 47 cm de aislamiento, permite alcanzar altos niveles de rendimiento térmico (U ~= 0,10 W/(m2.K)) con un desfase estimado en más de 12 horas, garantizando al mismo tiempo la estabilidad estructural de la estructura. Combinada con revestimientos naturales (tierra y cal), esta técnica ofrece un sistema constructivo coherente, controlando los flujos térmicos e higrométricos para un edificio sostenible y energéticamente eficiente, cumpliendo de antemano los requisitos de las normas energéticas suizas (MuKEn) y europeas.