A terra, enquanto material construtivo, pode ser definida pela conjunção de elementos sólidos, líquidos e gasosos. Segundo um entendimento lato, os seus constituintes sólidos, compondo
cerca de metade do volume total, são formados pela matéria mineral e orgânica (não deve ultrapassar os 2%), ao passo que os outros 50% são representados, fundamentalmente, por água e ar, em proporções variadas (Figura 22). Ainda que seja o comportamento combinado de todos os seus componentes que determina a construção com terra, a sua aplicabilidade é, essencialmente, revelada pelos seus integrantes minerais. Os elementos que fazem parte do solo mineral podem ter inúmeras qualidades, dependendo cada um da rocha-mãe de onde se desagregam, no entanto, estes são classificados especialmente segundo a sua granulometria (Quadro 1) (ROCHA, 2015, pp. 30-34).
Figura 22 - Diagrama da composição da terra para construção.
Pedras, Seixos e Calhaus
Cascalhos, Gravilhas e Saibros
Areias Siltes, Lodo e
Limo Argilas 200 mm a 20 mm 20 mm a 2 mm 2 mm a 0,06 mm 0,06 mm a 0,002 mm < 0,002 mm Quadro 1 - Classificação granulométrica segundo a norma ASTM-AFNOR (GONZÁLEZ, 2006, p. 60).
Para a construção com terra, consideram-se, por princípio, apenas as granulometrias inferiores a 20 mm, mas especialmente as areias e argilas, um que se figura como agregado e outro como aglomerante, respetivamente, funcionando estruturalmente em conjunto – o primeiro comporta as forças e o segundo conecta os constituintes da mistura (GONZÁLEZ, 2006, p. 61). Para verificar empiricamente se as proporções de argila na composição de um solo são adequadas para construção, é-lhe adicionada água até atingir um estado plástico, apropriado para moldagem, deixando, posteriormente, a mistura endurecer ao sol. Caso, durante este processo, o seu volume reduzir abaixo dos 4%, provavelmente contém pouca
argila e não se mostrará suficientemente coeso; caso retraia acima dos 8%, o seu valor, relativo à argila, apresentar-se-á demasiado elevado e suscetível a fendilhar; sendo que retrações na ordem dos 4% a 8% são as que comprovam o melhor equilíbrio, pela quantidade de argila, numa terra para construção. Valores elevados de cascalhos, gravilhas, saibros e, especialmente, siltes, são geralmente evitados, sendo que estes últimos não contribuem para a coesão, resistência nem durabilidade do material (MITCHELL, 1998, p. 207), podendo ser confundidos a olho nu com as partículas de argila em alguns ensaios de campo – teste do frasco, por exemplo (Figura 23).
Figuras 23 e 24 –Ensaios de campo de sedimentação – do frasco (à esquerda) – e de retração (à direita).
Como referido anteriormente, cada partícula que compõe esta matéria-prima tem características distintas, sendo que é possível distingui-las, essencialmente, pelas categorias de inertes (siltes, areias, gravilhas) e ligantes (argila).
Na classificação dos agregados, presentes numa determinada terra, o que mais importa é uma distribuição granulométrica equilibrada, de modo a preencher todos os vazios que se possam formar, consolidando firmemente o material com o mínimo valor de argila, suficiente, apenas, para garantir a coesão total do composto, uma vez que este último é o componente da terra mais instável e morfologicamente complexo. No entanto, é possível identificar diversos tipos de areias, de acordo com a sua origem, os quais se mostram relevantes especificar, na medida em que nem todas as terras estão imediatamente aptas para construção e, por vezes, precisam de ser compensadas com estes inertes. O manuscrito intemporal deixado por Vitrúvio, serve ainda hoje de referência técnica, e neste, o arquiteto romano distingue quatro tipos de areia, nomeadamente, as de mar, de rio, de escavação – retirada do solo – e a Carbónica – de origem piroclástica, também reconhecida como pozolana natural, às quais se podem adicionar as areias de deserto e as produzidas artificialmente. As areias de mar, de rio e do deserto são as de mais fácil acesso, dada a sua abundância e relativa homogeneidade, no entanto, a areia de rio é habitualmente mais
grossa, e […] a que for retirada da beira mar […] tem o defeito de tornar a fabricação da argamassa, muito demorada a secar […]. Tem ainda o inconveniente de as paredes que são caiadas transpirarem por causa do sal dissolvido e que faz desfazer tudo. Quanto à areia retirada da terra, esta […] seca rapidamente, e os revestimentos das paredes e tectos que dela se fazem duram muito tempo, principalmente se for utilizada logo […]. Já a areia Carbónica, […] é uma Areia queimada pelos vapores quentes que saem do interior da terra […], de origem vulcânica, e conhecem-se as suas melhores aplicações emparelhadas com a cal, potenciando as suas características (RUA, 1998, pp. 35-39). Além disso, dado o elevado grau de porosidade de estas areias piroclásticas, é possível associá-las à terra, tornando os volumes que materializam mais leves e isolantes térmicos, ainda que, em função disso, se veja comprometida a capacidade portante do objeto (ARESTA, 2014, p. 151). No caso da areia processada de areeiros, esta é, por norma, artificialmente produzida, fragmentando mecanicamente as rochas que se pretendem minorar.
Figuras 25 e 26 – Imagens de plaquetas de argila observáveis por microscópio eletrónico.
Nos climas áridos e nos temperados, é comum misturarem-se solos de modo a estabilizar o composto final, pelo facto de predominarem as terras mais arenosas nessas regiões, limitando as terras mais barrentas, especialmente, aos depósitos próximos dos cursos de água. Este “barro” pode ser diferenciado entre aquele que se deposita junto à nascente dos rios, normalmente mais ligeiros tanto em peso como em cor – como é o caso das argilas caulinitas –, cujo comportamento é normalmente estável em contacto com a água, com retrações significativamente mais baixas e, por isso, mais apropriado para construção, do que as terras argilosas mais pesadas e geralmente mais escuras – por exemplo, os minerais de argila montmorillonita –, prováveis de encontrar ao longo dos troços finais de um rio, mais particularmente nas regiões dos deltas. Quanto às regiões tropicais e subtropicais do planeta, nomeadamente nos territórios das Américas Central e Latina, África subsaariana, e em determinadas partes da Índia, do sudeste Asiático e do norte da Austrália, onde é possível encontrarem-se solos lateríticos, os mesmos que se têm vindo a comprovar mais resistentes
e duráveis em construção, em comparação com os restantes tipos de substratos. A composição mineral da laterite é consequência de um grande processamento erosivo natural, cujas intempéries, por lixiviação, levaram a que as suas partículas minerais se desintegrassem em granulometrias mais finas. Na composição destes, está habitualmente presente uma elevada concentração de óxidos de ferro, dando-lhe por isso tonalidades castanhas avermelhadas, ocre ou muito escuras, e podem, muitas vezes, ser aplicadas sem qualquer estabilização, desde que o tipo de argila se mostre morfologicamente compatível e a que distribuição granulométrica dos seus componentes esteja equilibrada (MITCHELL, 1998, p. 207).
Figura 27 – Distribuição generalizada dos diversos tipos de solo.
É da relação entre todos estes ingredientes, anteriormente descritos, que se caracteriza a terra, pelo desempenho combinado enquanto um material composto, como um betão de argila, sendo este o elemento ligante à semelhança do cimento. A terra é classificada consoante os seus constituintes e respetiva proporção (Figura 28), de modo a que se consiga uma previsão preliminar acerca da sua edificabilidade e técnica a emparelhar com esta (GONZÁLEZ, 2006, pp. 73-77).
Figura 28 - Diagrama de classificação do solo pela proporção dos seus constituintes.
Para que se classifique este material, relativamente à sua composição e capacidade construtiva, recorrem-se a testes empíricos e/ou laboratoriais os quais permitem identificar o tipo de terra em análise. Contudo, o vasto legado patrimonial que se figura atualmente comprova que a análise sensorial é, muitas vezes, suficiente para garantir a permanência de ditas edificações durante vários séculos.
As características principais da terra para a construção assentam fundamentalmente: na sua coesão e respetiva consolidação estrutural; na sua plasticidade, que representa a capacidade da terra em se adaptar à forma pretendida na relação com a água e respetivo estado físico; e na sua permeabilidade à água que, num sentido lato, é derivada da porosidade dos seus volumes, que, por sua vez, varia consoante a compressão submetida às suas partículas. Esta última propriedade é consequente da diferença entre o peso específico aparente e o peso específico real15, resultando no grau de porosidade do material, figurado sob a forma de
espaços vazios. Assim, a permeabilidade da terra à água subentende a caracterização da mesma segundo a sua higroscopicidade (capacidade de efetuar trocas gasosas), o seu poder de absorção direto (consoante o seu valor hidrófilo ou hidrorrepelente) e indireto (capilaridade – ascensão líquida no interior dos paramentos) (GONZÁLEZ, 2006, pp. 62-70).
A terra, quando preservada relativamente ao seu funcionamento natural, sem agentes estabilizantes ou compactação excessiva que venham a alterar as suas propriedades normais, é permeável ao vapor de água, permitindo-a “respirar”. Esta característica é tida como vantagem nas paredes de terra, uma vez que, não só permitem regular os níveis de
15 A distinção entre peso específico aparente e peso específico real é definida, respetivamente, pela avaliação relativa ao volume total da terra e pelo valor de apenas os seus constituintes sólidos.
humidade relativa, como permitem renovar o ar enclausurado nos ambientes interiores ao absorver as impurezas contidas no vapor de água, possibilitando que, posteriormente, sejam expulsas sob a forma de sais de modo a que estes se cristalizem no exterior e possam ser facilmente limpos (TEIXEIRA, 1998, pp. 34-59). Segundo as metodologias de construção convencionais, os ambientes interiores dos edifícios tendem a ser mais poluídos que os exteriores, o que não acontece na materialização com terra, uma vez que esta é capaz de, indiretamente, filtrar as impurezas dos espaços contidos nos edifícios através da sua higroscopicidade, renovando o ar e trazendo salubridade aos ambientes internos.
The study released by the China Centre for Disease Control and Prevention (CCDCP) said indoor pollution levels can often be five to ten times higher than those measured in the nation’s
notoriously bad outdoor air […] (JANSZ, 2011, p. 1)16.
As qualidades salubres da terra não se cingem às suas capacidades de purificação das atmosferas interiores dos edifícios, uma vez que é também capaz de servir de barreira às radiações eletromagnéticas de alta-frequência, particulares às tecnologias de comunicação sem fios (GONZÁLEZ, 2006, p. 69), a que estamos tão expostos nos dias de hoje. Contudo, esta qualidade, definida pela higroscopicidade do material, só se assume positivamente quando o mesmo se mostra capaz de expelir a água, transformada em estado líquido, uma vez absorvida em estado gasoso e fixada nos poros do volume, através da sua capacidade de a repelir molecularmente. Por outro lado, caso a hidrofilia da terra a faça atrair as moléculas de água presentes no vapor, a estabilidade do material corre o risco de ficar significativamente comprometida, podendo afetar a capacidade de coesão da argila ou até provocar aumentos de volume. A maior gravidade quanto à dilatação do material, deve-se ao fenómeno de cristalização (Figura 29) dos sais transportados pela água ou pela congelação da mesma (aquando de temperaturas inferiores a 0ºC) que, pela expansão volumétrica, pode dar origem a microfissuras e, por isso, provocar maior vulnerabilidade mecânica e propensão hidrofílica por capilaridade (TEIXEIRA, 1998, pp. 34-58).
Figura 29 – Ilustração esquemática do fenómeno de cristalização e respetivas consequências.
16 O estudo divulgado pelo Centro de Controlo e Prevenção da Doenças da China (CCDCP), declarou que os níveis de poluição (na China) interior pode ser cinco a dez vezes mais altos, do que aqueles registados
As construções materializadas em terra são, por norma, erguidas com secções transversais mais largas, ou seja, com maior espessura, que as tornam por si só, um sistema completo de isolamento térmico e acústico, permitindo, em paralelo com um projeto bem desenvolvido, facilitar em grande medida as características de eficiência energética e os parâmetros de conforto no interior do edifício. No entanto, […] utilizada maciçamente, a terra funciona mais como volante térmico que como isolante. Então torna-se capaz de “reemitir” dentro da construção, o calor (ou o frio) que absorveu no exterior, passado o tempo de “volante”. Ora, isto tanto pode ser uma virtude, como pode potenciar o desconforto térmico, caso se pretenda um ambiente fresco constante no interior, nos momentos em que as paredes ainda libertam o calor absorvido durante o dia
(PINTO, 1998, p. 148)
. Conforme relata Hassan Fathy, sustentado pela sua experiência no Egito rural, durante o dia os paramentos em terra comportavam-se perfeitamente, permanecendo o interior com uma temperatura estável, mais fresca e agradável que no exterior, acontecendo o inverso durante a noite e se proporcionava um ambiente mais confortável no exterior do que propriamente no interior das habitações, uma vez que era no período noturno que as paredes começavam a libertar o calor absorvido ao longo do dia (FATHY, 2009). Não obstante, embora a inércia térmica seja uma propriedade com aptidão de conferir uma temperatura interna estável, a qualidade que melhor caracteriza a terra enquanto isolante térmico revela-se pela sua densidade – quanto menor for a compactação dos seus componentes, mais ar compõe a mistura, logo, formando bolsas de ar que fazem uma melhor transição entre a amplitude térmica interior e exterior (ARESTA, 2014, p. 37).Por fim, importa salientar o facto de a construção em terra ser um método construtivo notável que, por si só, é capaz de concentrar em si competências estruturais, de isolamento térmico- acústico e de radiações eletromagnéticas de alta-frequência, proporcionando ambientes altamente salubres e ignífugos que, segundo as metodologias convencionais de hoje, são apenas alcançáveis segundo sistemas bastante complexos, compostos por multicamadas e diferentes materiais (VAUTHRIN, 1993, pp. 67-71).