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APUNTES
vol. 20, núm. 2 (2007): 182-
Arquitectura en tierra.
Hacia la recuperación de
una cultura constructiva
Luis Fernando Guerrero Baca
Este artículo presenta resultados del proyecto de investigación “Compatibilidad de materiales en la reutilización del patrimonio construido con tierra” que desde 2006 está siendo realizado por el Cuerpo Académico de Conservación y Reutilización del Patrimonio Edificado y la División de Ciencias y Artes para el Diseño, unidades académicas de la Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco, México. Su objetivo es documentar los procesos constructivos utilizados históricamente en el patrimonio construido con tierra, como fundamento para la generación de criterios para su mantenimiento, conservación y restauración patrimonial, empleando de manera sustentada técnicas modernas y tradicionales. Todas las figuras son propiedad de autor.
La edificación con tierra se ha desarrollado bá- sicamente a partir de la transmisión de conoci- mientos de origen popular que, como todo saber tradicional, consisten en la manifestación de respuestas lógicas a necesidades locales, así como a las condicionantes y recursos que ofrece el medio natural. Se trata de una cultura constructiva que ha logrado avances inigualables gracias a la atávica sucesión de ensayos y errores que por milenios desarrolló la sociedad a través de procesos de “selección artificial”, en donde las experiencias exitosas trascendían y los fracasos eran reempla- zados. La elección de materias primas, procesos de transformación, acarreo y almacenamiento, las dimensiones de los elementos constructivos, sus formas de disposición, unión o ensamble, entre muchos otros factores, obedecen a una lógica en la que se han logrado optimizar los recursos disponibles, estableciendo límites de acción pre- cisos que son conocidos y heredados entre los miembros de la comunidad que comparte la sa- biduría regional. No obstante, los conocimientos tradicionales presentan el inconveniente de que, por haber sido transferidos oralmente y mediante experiencias vivenciales de una generación a otra, rara vez se cuenta con documentos que permitan su carac- terización y difusión. Además, como sucede con otras costumbres populares, es común que con el paso del tiempo vayan recibiendo influencias externas o alteraciones que en ocasiones acaban por desvirtuar sus bases originales. En cierta medida este problema ha incidido en el hecho de que en la actualidad, especialmen-
te en los ámbitos académicos, este bagaje con- ceptual sea despreciado como fuente de apren- dizaje por investigadores y profesionales que fueron formados mediante procesos educativos y de investigación convencional. En estos ámbitos, para que las explicaciones de los fenómenos sean aceptadas como verdaderas, han de ser demos- tradas de manera racional y cuantificable. Esta visión parcial de la realidad no com- prende cabalmente los conocimientos edilicios tradicionales por ser difíciles de verificar y, aunque las evidencias materiales muestran, por ejem- plo, la resistencia de las estructuras a lo largo de los siglos, como en el caso de muchos sitios patrimoniales, por no ser considerados procesos reproducibles y mensurables, rara vez se aceptan como informaciones válidas para fundamentar respuestas de diseño contemporáneo. Pero, desde otro punto de vista, nadie pue- de cuestionar la invaluable serie de conocimien- tos sistematizados a partir de la racionalización de los sistemas constructivos. Desde el siglo xviii, evolucionaron diversos procedimientos que permitieron traducir los datos edilicios a modelos geométricos y posteriormente algebraicos, de ma- nera que se pudieran proyectar estructuras con base en supuestos puramente abstractos. Aunque este proceso de sistematización del diseño en algunos casos se ve limitado por la inexistencia de suficientes datos de alimenta- ción, como sucede por ejemplo con los materiales térreos, tiene la gran ventaja de facilitar la com- prensión integral de los sistemas de edificación y la posibilidad de predecir su comportamiento dentro de rangos específicos.
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La base de este proceso tecnológico radica en la capacidad de las partículas que integran la tierra de ser alteradas mediante mecanismos muy sencillos que permiten modificar la forma del conjunto y que le confieren solidez y estabili- dad fisicoquímica dentro de rangos de equilibrio específicos.
Obtención del suelo
El material básico para la edificación con tierra cruda proviene de la excavación del terreno a la profundidad adecuada. Es necesario partir del hecho de que, debido a la historia geológica del planeta, no todas las capas que conforman la cor- teza terrestre tienen las mismas posibilidades de ser utilizadas como materia prima constructiva. El estrato más profundo que se encuentra en contacto con la roca madre, presenta el incon- veniente de ser prácticamente inerte, por lo que no posee la adherencia necesaria para conformar estructuras. La capa intermedia, que normalmente se encuentra entre los 50 cm y los 2 m de profun- didad, es la más adecuada por poseer una va- riedad granulométrica que permite mantener estables los suelos al modificar sus condiciones de humedad. Finalmente, se debe evitar a toda costa el empleo de la capa más externa del terreno y que es conocida como suelo orgánico, ya que en él se entremezcla todo tipo de restos de origen ani- mal y vegetal cuyo comportamiento futuro resulta imposible de predecir. Por una parte, puede suceder que la mate- ria orgánica se descomponga y genere vacíos en los elementos constructivos debilitándolos hasta provocar su colapso. Pero, por otra parte, también es frecuente el caso de que el material vegetal o animal esté vivo y se active con los cambios de temperatura y humedad generados durante los procesos edilicios. Por ejemplo, si en el suelo se encuentran semillas, esporas, huevecillos o lar- vas, seguramente en algunos meses, como conse- cuencia de la alteración de su medio, dejarán su estado latente y pasarán a convertirse en agentes bióticos de deterioro de los inmuebles. La tierra constructiva suele ser “fértil” como resultado de la cantidad de nutrientes que con- serva, por lo que sirve como campo de cultivo de hongos, líquenes, algas, gramíneas o hasta vege- tación mayor, si no se tiene el debido cuidado.
Lo mismo sucede con huevecillos o larvas de insectos, arácnidos o hasta reptiles, que pro- gresivamente se desarrollan como fauna nociva que forma nidos y galerías en el interior de las estructuras, llegando con los años a presentar verdaderas colonias y hasta cadenas alimenticias que compiten por el uso del espacio, socavando pisos, muros o terrados. Además, desde un punto de vista ecológico, hay que pensar que esta capa externa del suelo constituye un valioso recurso del planeta que de- bería destinarse a la producción de alimentos y a la preservación de especies vegetales y animales. Se debe evitar la degradación y erosión de los terrenos fértiles mediante el uso de los estratos que no han sufrido la interacción con microorga- nismos y agentes atmosféricos, y que son los más adecuados para la construcción con tierra. Se debe evitar, asimismo, el uso de suelos con altos contenidos de sales solubles que tienen la propiedad de “migrar” en el interior de los mate- riales al entrar en contacto con el agua y provocar la aparición de eflorescencias en las superficies así como el debilitamiento de las estructuras. Tejeda (2001, p. 32) considera que la proporción máxima aceptable de sales solubles no debe ser superior al 2%. El autor propone que para probar la presencia de estas substancias se aplique al suelo una solución de ácido nítrico al 5%, cuyo burbujeo es indicio de la presencia de sales. Sin embargo, hay que tomar en cuenta que esta prueba bien podría señalar la acción de sales no solubles que normalmente son menos riesgosas, por lo que ante la duda se hace necesario realizar ensayos más detallados. Figura 3: Problemas de vegetación parásita en las ruinas de adobe de una hacienda colonial. Aguascalientes, México.
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Composición del suelo
Por cuestiones didácticas podemos esquema- tizar diciendo de manera general que la tierra está formada por proporciones diversas de grava, arena, limo, arcilla, agua y aire. Justamente esta relación proporcional es la que hace posible que la transformación del suelo en material construc- tivo pueda resultar más o menos adecuada. La clasificación granulométrica de la tierra, que es más aceptada a escala internacional, parte de los siguientes criterios. Se denomina grava a las partículas con un tamaño superior a los 2 mm. La arena está en un rango de entre 0.06 mm ( μ ) y 2 mm. El limo va de 0.002 mm (2 μ ) a 0. mm (60 μ ) y las arcillas son partículas menores a 0.002 mm (2 μ ) (Houben, 2001, p. 25). Aunque cada componente juega un papel importante dentro del conjunto del suelo y éste vaya a variar en función del sistema constructivo que se utilice, el rol que desempeña la arcilla es clave por tratarse del material aglomerante, mien- tras que la grava, la arena y el limo dan estructura y estabilidad al sistema. El agua constituye otro elemento fundamen- tal dentro del proceso constructivo ya que cum- ple dos funciones sustantivas. En primer lugar, permite el movimiento de las partículas sólidas de la mezcla al transportar a las más pequeñas entre las de mayor tamaño. Y en segundo lugar, activa las propiedades adhesivas de la arcilla (Rodríguez, 2001, p. 84). La singularidad de la arcilla radica en el he- cho de estar formada por sílicoaluminatos hidrata- dos que provienen de la milenaria desintegración geológica de rocas. Está constituida por cristales –micelas– que, debido a su forma plana y lisa, presentan la cualidad de desplazarse fácilmente entre el resto de las partículas y establecer rela- ciones electrostáticas que las ligan en conjunto. Este desplazamiento depende de su contacto
con el agua y, a nivel macroscópico, se evidencia en la transformación del suelo en un material plástico, coloidal o hasta líquido, que recupera su estado sólido original al secar (Warren, 1999, pp. 40-41). Pero no todas las arcillas tienen comporta- mientos similares pues, en función de la dimen- sión de la separación de sus micelas y de la serie de elementos químicos que las conforman, cam- bia su grado de actividad. Esto hace posible cla- sificar los tipos de arcillas a partir de rangos que van desde las que tienen un comportamiento muy inestable, con lo que su adherencia y mutabilidad de volumen al hidratarse puede ser muy fuerte, hasta el límite opuesto, formado por aquellas que resultan casi inertes y, por lo tanto, mucho más estables en contacto con el agua. Dentro del primer grupo se encuentran las arcillas conocidas como “expansivas” que en ge- neral pertenecen al grupo de las esmectitas –ta- les como las montmorillonitas, nontronitas y sapo- nitas, así como sus lodos derivados conocidos como bentonitas– y que tienen la particularidad de permitir la entrada de mucha agua entre las láminas de su estructura, con lo que manifiestan potentes procesos de hinchamiento que suelen tener efectos muy nocivos en la construcción. Las propiedades de los suelos lógicamen- te estarán en función de la presencia de tales tipos de arcillas pero, sobre todo, de las propor- ciones relativas de sus componentes. Si la tierra es arenosa , a pesar de poseer gran estabilidad ante los cambios de humedad o temperatura, la falta de actividad de la arcilla la hará frágil y será presa fácil de la erosión. En cambio, una tierra arcillosa tiene una alta cohesión, pero cuando se presentan fenómenos de humidificación y secado continuos, sufre cambios volumétricos capaces de generar fuertes agrietamientos en su consti- tución (Guerrero, 2002, p. 5). La mayor parte de los textos que estudian la arquitectura de tierra hacen un fuerte énfasis en los rasgos granulométricos del suelo. Los es- tudios geológicos y la mecánica de suelos han aportado datos fundamentales en este campo, que han sido traducidos en normas y especifica- ciones dirigidas a la edificación contemporánea con tierra. Entre estos documentos se puede citar la guía “Selección de suelos y métodos de control en la construcción con tierra” que elaboró Prote- rra en 2005, en la que, además de presentarse aplicaciones a trabajos de campo sumamente
Figura 4: Desintegración paulatina de muros hechos con tierra arenosa. Chan Chan, Perú.
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sus características no resultan apropiadas, pero tampoco se cuenta con otras fuentes cercanas de obtención, entonces es posible emprender accio- nes para su mejoramiento a través de lo que se conoce como procesos de estabilización. Se trata de métodos que a través de siglos de experiencia han permitido la alteración de la respuesta constructiva de la tierra mediante el agregado de componentes adicionales que sub- sanan su posible vulnerabilidad. Además, estas técnicas pueden dar un beneficio adicional al incrementar las capacidades de suelos cuyas rela- ciones granulométricas sean de por sí adecuadas (Guerrero, 1994, pp. 23, 75). Por cuestiones didácticas en este texto se han agrupado los métodos de estabilización den- tro de dos conjuntos, en función del origen de los materiales que se agregan y de su interrelación con el suelo original. Se trata de los procesos de- nominados homogéneos y los heterogéneos.
Procesos homogéneos
Los métodos de estabilización de tipo homogé- neo consisten en la modificación de las propor- ciones relativas de la granulometría natural del suelo a través de agregado de los componentes deficitarios. En un extremo, se presenta por ejemplo el caso de un tipo de tierra considerada inerte, lo que se evidencia en su falta de cohesión y su desmoronamiento al presionarla entre las manos. Esta condición se puede deber a que las arcillas que contiene son muy inactivas, o que resultan proporcionalmente escasas en comparación con la cantidad de limo y arena del conjunto. Para lograr un equilibrio en este caso, se puede estabilizar el suelo agregando una mayor
cantidad de arcilla hasta lograr su acondiciona- miento óptimo. En el polo opuesto, se presenta un tipo de suelo excesivamente inestable, lo que se eviden- cia por la aparición de fisuramiento durante el secado, como consecuencia de las fuertes modi- ficaciones derivadas del hinchamiento y la retrac- ción volumétrica. Esta condición se puede deber a que el tipo de arcilla que contiene es muy activo o a que posee demasiada arcilla en comparación con la cantidad de limo y arena. Para lograr un equilibrio en este caso lo que puede hacerse es estabilizarla agregando estas últimas cargas para obtener una reacción estable del conjunto. En ambos métodos la estabilización se debe realizar mediante la adición en seco del material estabilizante y, como se explicó anteriormente, se hace necesario desarrollar series de pruebas a partir de modelos de aplicación para determinar las proporciones óptimas. En la medida de lo posible se ha de procurar que los materiales incorporados sean seme- jantes a los del suelo natural, hecho que se evi- dencia con la simple observación de su textura y color. Los procedimientos son sumamente senci- llos y económicos, y los resultados son muy evi- dentes casi de manera instantánea a través de la verificación del aminoramiento de los fenóme- nos de agrietamiento derivado de la retracción o del desmoronamiento después del secado.
Procesos heterogéneos
Los métodos de estabilización de tipo heterogé- neo consisten en agregar al suelo componentes ajenos a su condición natural, los cuales le con- fieren propiedades estables ante la presencia del agua. Estos procesos se pueden dividir en tres subgrupos en función de su forma de actuación sobre el suelo: los estabilizantes por consolida- ción, los estabilizantes por fricción y los estabili- zantes por impermeabilización.
consolidantes
Los estabilizantes por consolidación proporcionan ayuda a las arcillas en la acción aglutinante que ejercen sobre las partículas inertes del suelo. Es decir, forman cadenas con los limos y arenas para mantenerlas unidas, con lo que se complementa el trabajo de las arcillas.
Figura 5: Pruebas comparativas de revestimientos de barro. San Ysidro, New Mexico.
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El mejor estabilizante por consolidación con que se cuenta y cuya eficacia ha sido probada a lo largo de los siglos en todo el mundo, es la cal. Como es sabido, durante el proceso natural de carbonatación de esta substancia, que se deno- mina químicamente hidróxido de calcio, sirve de liga a las partículas del suelo aumentando su re- sistencia a la comprensión y cortante, además de disminuir sus niveles de absorción hídrica y, por lo tanto, su posible retracción al secado. La cal presenta la cualidad adicional de no modificar la porosidad de la tierra, con lo que se mantiene tanto su capacidad de adherirse a otros materiales constructivos como su virtud de permitir el intercambio de aire y vapor de agua con el medio ambiente, que la hacen funcionar como un sistema natural de control higrotérmico. Es importante hacer notar que se requiere muy poca cantidad de cal para estos procesos. Se ha comprobado que agregar volúmenes ex- cesivos no incrementa la resistencia del material resultante e incluso puede generar efectos im- previstos al inhibirse la forma natural de trabajo de las arcillas. En una serie de estudios llevados a cabo en la Universidad Federal de Bahía con miras a de- terminar el efecto de la composición mineralógica de las arcillas dentro de sistemas compactados de suelo-cal, se han logrado establecer intere- santes comparaciones entre tipos de mezclas con distribuciones granulométricas similares. En esas investigaciones se desarrollaron diversos ensayos con probetas en las que se agregaron como estabilizantes fracciones de cal que varia- ban entre 0 y 12%. Entre los resultados obtenidos destaca el hecho de que, para determinados tipos de suelos, se pudieron obtener incrementos en la resistencia de la compresión simple que pasó de 6 hasta 15 kg/cm². Además se puso en evidencia la dismi- nución de la contracción de las mezclas debido al secado, así como la limitación en la acumulación de agua. Las mejores respuestas se consiguieron agregando solamente entre 4 y 8% de cal (Hoff- man, 2002, p. 72). Por otra parte, existe un sinnúmero de subs- tancias de origen orgánico que también pueden cumplir funciones aglutinantes y que incluso se han aplicado en paralelo al uso de hidróxido de calcio a lo largo de la historia. Este es el caso de los polímeros extraídos de vegetales como las cactáceas o las suculentas, así como las proteí-
nas animales provenientes de la leche, la sangre o el huevo. Estos productos se han utilizado desde tiem- po inmemorial, pero debido a la escasez de infor- mación documental y de trabajos experimentales en su aplicación, es difícil proponer su manejo en sitios donde la tradición que les dio origen se ha perdido o nunca existió. En el caso de México y Perú todavía pervive la costumbre de usar la pulpa del cactus de tuna –baba de nopal– que desde la época prehispáni- ca formaba parte de los adhesivos tanto para el manejo de la tierra utilizada como material constructivo como para el caso de los revoques y pinturas a la cal.
Fibras
Los estabilizantes por fricción sirven para confor- mar una especie de “red” a la que se adhieren las partículas del suelo y que controla su des- plazamiento, dilatación y retracción durante el fraguado. Asimismo, modifican los patrones de agrietamiento derivados de cambios de humedad y temperatura mediante el trazado de un sistema de microfisuras que no afectan la estabilidad del conjunto. Esta “red” se desarrolla mediante la intro- ducción de materiales fibrosos que pueden ser de origen vegetal como es el caso de la paja de dife- rentes gramíneas, virutas de madera, acículas de pináceas, cáscaras de coco, tallos del maíz y fi- bras de pita o sisal. También existen sitios en los que históricamente se han empleado materiales de origen animal provenientes de la lana de ove- jas o cabras, crines de caballo, pelo de llama o hasta cabello humano. Figura 6: Extracción tradicional de la pulpa de sábila –Aloe vera–para elaborar adobes. Tula, Tamaulipas, México.
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Cuando se decida utilizar fibras además de las grasas, cal o mucílagos, es importante reali- zar la mezcla con estas substancias primero y posteriormente agregar las fibras, para evitar que se adhieran a ellas y lograr además una distribu- ción adecuada. También sucede que una misma substancia estabilizante puede cumplir varias funciones de manera simultánea, como en caso del mucílago de tuna o el hidróxido de calcio que, aparte de servir como adhesivos y fluidizantes de las mez- clas, evitan en cierta medida la penetración de la humedad.
Sistemas constructivos
Como ya se ha mencionado, la arquitectura de tierra ha estado presente en los asentamientos humanos localizados en diversas latitudes, desde las etapas más primitivas hasta las más comple- jas del desarrollo de la cultura. En función de este desarrollo, así como de los recursos existentes en cada localidad, se ge- neraron técnicas constructivas que emplearon la tierra con diversos grados de exclusividad y en combinación con otros materiales, para configurar lo que se conoce como sistemas constructivos. El hecho de que muchas de estas técnicas se encuentren aún vigentes y que hayan permane- cido prácticamente inalteradas con el paso de los siglos, es una muestra fehaciente de su capaci- dad para resolver los problemas de habitabilidad de importantes sectores de la sociedad. La evolución tecnológica se ha basado en el equilibrio entre la satisfacción de las necesidades sociales y la previsión de las condiciones de riesgo de los edificios. Son muchos los factores que han incidido en el perfeccionamiento o abandono de diversas téc- nicas constructivas entre los que se encuentran las formas de organización comunitaria, la dispo- nibilidad de recursos naturales, los sistemas de división del trabajo, los intercambios comerciales y la geografía local, entre otros. Sin embargo, los sismos y el agua son los principales agentes de vulnerabilidad de las estructuras térreas, por lo que la búsqueda de resistencia a sus embates en gran medida ha guiado la generación de respues- tas formales, materiales y dimensionales. Una constante en el desarrollo de los siste- mas constructivos de tierra es la conciencia de sus limitaciones en cuanto a sus capacidades
de carga, las cuales han conducido a lo que se conoce como el funcionamiento “orgánico” de las estructuras. Habida cuenta de la fragilidad de las pie- zas de tierra que trabajan de manera aislada, las técnicas edilicias han buscado la manera de desarrollar formas, dimensiones y acomodos que interrelacionen todos los componentes construc- tivos para que “colaboren” unos con otros. Los edificios térreos se comportan como un sistema complejo en el que cada uno de sus componentes tiene su razón de ser y que si llegan a presentar alteraciones, el equilibrio del sistema se perturba en su totalidad. Por ejemplo, si deter- minada sección de un entrepiso empieza a sufrir una concentración puntual de cargas, es muy posible que el sobrepeso rebase la capacidad del material en el punto en cuestión y paulati- namente lo disgregue. Entonces el desequilibrio se incrementa y empieza a afectar al resto de la estructura que, aunque normalmente se va adap- tando a estas alteraciones por la flexibilidad del conjunto, llega un momento en que se sobrepa- san los límites de adecuación y los inmuebles se colapsan (Guerrero, 2002, pp.7-8). Por esta razón son fundamentales el aná- lisis y conocimiento no sólo de los componentes específicos de las estructuras sino, sobre todo, de las relaciones que normalmente mantienen y para las que históricamente fueron diseñados y probados generación tras generación. De poco sirve, por ejemplo, tener adobes prensados, bien dosificados y con capacidades de carga superio- res a los 50 kg/cm², si la presión con la que se hicieron les cierra los poros y les disminuye su capacidad de adherirse a los morteros de asiento, de modo que se debilita el muro como conjunto. Se requiere tener, en este caso, un rango que per- mita conciliar resistencia con adherencia óptima. Algo parecido sucede cuando se elaboran tapias bien moduladas con respecto a la localización de puertas y ventanas, pero cuyas dimensiones no permiten el trabado apropiado de las esquinas de las habitaciones y las cargas no se transmiten adecuadamente. De ahí la necesidad de conocer tanto la ca- racterización física de los materiales constructi- vos, como el origen tradicional de su localización, tamaño e interrelación con otros componentes. Bajo esta lógica, a continuación se exponen al- gunos aspectos generales de las tres técnicas constructivas más desarrolladas en nuestras regiones.
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El adobe
Como es conocido por todos, el adobe constituye la técnica que mayor nivel de difusión ha tenido tanto por la semejanza que presenta con el res- to de los sistemas constructivos mampuestos, como por la posibilidad de prefabricar, almacenar y transportar las piezas para su uso posterior. Héctor Gallegos consigna la existencia de adobes modelados a mano en la ciudad de Jericó, que datan del octavo milenio antes de nuestra era. Asimismo, se sabe de adobes encontrados en el valle de Casma en el Perú de hace cinco mil años, poco antes de que aparecieran casi simul- táneamente los moldes de madera en los pobla- dos de Erudi en Sumeria y en el valle peruano de Chicama (Tejeda, 2001, p. 23). El uso de moldes o gaveras de geometría regular propició, por una parte, el aumento en la velocidad de producción constructiva, pero, sobre todo, influyó directamente en el incremento en la resistencia de las estructuras, con lo que se estuvo en posibilidad de realizar construcciones más altas y sofisticadas. El proceso de moldeado permitió mantener el control de la calidad de las piezas en forma, tamaño y capacidad de carga, además de facilitar su aparejo y trabado en las uniones de los muros, que han hecho posible preservar estables a los edificios por siglos. La técnica consiste básicamente en el mol- deado de bloques de barro de dimensiones que varían según la tradición local, que se secan al sol y posteriormente permiten construir estructuras portantes de muros, arcos, bóvedas o cúpulas por hiladas sobrepuestas.
La tierra para elaborar los adobes se tiene que dejar perfectamente humedecida en el “pi- sadero” por un periodo no menor a los dos días, protegiéndola de la intemperie bajo una cubierta o con una cama de paja para conservar su nivel de humedad. Este paso que se conoce tradicionalmente como “dormido”, “fermentado” o “podrido” del barro es fundamental ya que garantiza la correc- ta hidratación de todas las partículas de arcilla presentes y su “activación” como aglomerante. Se recomienda que, en el caso de que se desee agregar fibras como estabilizante, la operación se realice en seco por la facilidad del mezclado y posteriormente se lleve a cabo la hidratación. Sin embargo, el proceso se invierte si ade- más se desea utilizar adhesivos o hidrofugantes, puesto que, como ya se mencionó, conviene incorporarlos antes que las fibras para su mejor distribución. En este caso es importante aclarar que los estabilizantes como el asfalto o las gra- sas se han de agregar siempre a la tierra que ya ha sido perfectamente humedecida y “dormida”, porque de lo contrario se interfiere su proceso na- tural de hidratación. Para la elaboración de las piezas se coloca el molde o gavera, previamente humedecido, sobre el piso del tendal que ha sido rociado con arena. El barro hidratado y en estado plástico se arroja con fuerza dentro del molde y se comprime con la mano o los pies, repartiéndolo perfectamente hacia las esquinas hasta el llenado total. Poste- riormente se enrasa la superficie con la mano hu- medecida o con la ayuda de una regla de madera. Finalmente se saca la gavera cuidando levantarla verticalmente y con decisión para evitar la defor- mación de las aristas. Después, los adobes se dejan a la intem- perie para lograr un secado homogéneo. En regiones con climas demasiado extremos y con asoleamiento intenso, será necesario proteger las piezas con una cubierta liviana o bajo una cama de paja durante las dos o tres primeras horas para evitar que se deformen o agrieten por un secado diferencial. Dependiendo de las condiciones del sitio, se podrán poner de canto para que se venti- len adecuadamente en tres o cuatro días, y en un par de semanas se podrán almacenar, cuidando que tengan la separación suficiente para que el aire circule entre ellos. Existen aspectos enraizados en la tradición cuyo olvido ha incidido en la alteración de la
Figura 8: Taller infantil para elaboración de adobes. San Isidro, Durango, México.
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En China existen referencias sobre el uso de esta técnica para realizar fortificaciones y palacios desde la remota dinastía Shang, que data del pe- riodo comprendido entre 1766 y 1045 a.c. Desde entonces se mantuvo el desarrollo del sistema constructivo cuya manifestación más potente se materializó en diversos tramos de la Gran Mura- lla que se edificaron entre el quinto y tercer siglo antes de nuestra era, pero cuyos 6000 km de lon- gitud fueron completados hasta los tiempos de la dinastía Ming, entre los siglos quince y diecisiete (Houben, 2001, p. 13). La tapia también se utilizó para la cons- trucción de las villas púnicas cuando los fenicios diseminaban su cultura a lo largo del Mediterrá- neo. Plinio describe este método constructivo en su Historia Natural al decir con asombro: “… qué podemos decir acerca de los muros de tierra compactada que hemos visto en Barbaria (Carta- go) y en España donde se han llamado paredes moldeadas ya que la tierra es moldeada entre dos placas (…) y no hay cemento ni mortero que sea más fuerte; (…) las torres de vigía y murallas construidas por Aníbal en España son de tierra comprimida”. Se han encontrado restos en es- tas regiones correspondientes al año 820 a.c. (Houben, 2001, p. 10). En nuestro continente destaca el caso de las ciudades andinas construidas desde el pe- riodo Mochica, entre el siglo segundo y octavo de nuestra era, en donde se muestra un vasto desa- rrollo en el manejo de combinaciones de técnicas constructivas de tierra entre las que se encuentra la tapia. Este sistema sirvió para hacer canales de irrigación, basamentos de templos y murallas. Los conquistadores españoles utilizaron masivamente la tapia en zonas rurales de nuestro
continente, aunque también existen ejemplos de su manejo en estructuras tan destacadas como la antigua catedral de Santo Domingo en República Dominicana. Sin embargo, la sistematización y difusión a escala internacional de la tapia se debe a cons- tructores franceses durante el siglo xix, quienes desarrollaron manuales que fueron traducidos a diversas lenguas, en donde se detallan varias alternativas de este proceso constructivo. A diferencia de otros sistemas térreos, en la tapia la propiedad cohesiva de las arcillas se complementa con la compresión mecánica del material. Por esto, el grado de humedad del suelo se convierte en una variable crítica. Una tierra demasiado húmeda no puede ser compactada adecuadamente, se adhiere al pisón impidiendo el trabajo y genera alteraciones o deformaciones en las estructuras a lo largo de la fase de secado. Sin embargo, un material demasiado seco tampoco va a funcionar aunque se compacte de modo correcto. Se necesita una proporción de agua suficiente para activar las arcillas y propiciar su acción aglutinante (Doat, 1996, p. 25). La tierra no pasa por el proceso de “dormi- do” que se requiere para construir con adobes, porque éste lleva al barro a un estado plástico que no funciona para hacer tapias. Se recomienda el uso de suelo recientemente extraído de su fuente, para que mantenga parte de su humedad natural. De no poderse dar esto, es posible humedecerlo li- geramente con una regadera antes de proceder a su compactación. Sin que se trate de una regla es- tricta, normalmente los rangos de humedad que se requieren para la realización de tapias giran en torno a un valor de 10%. Se puede hacer una simple prueba durante la marcha, para determinar qué tan lista está una tierra para usarse. Primero se debe ver húme- da pero no empapada. Se debe poder apretar fácilmente, a mano, un puñado de la tierra hasta formar una bola firme. En esta prueba, una tierra con un contenido de humedad de- masiado alto se sentirá pegajosa y no formará una bola firme y sólida al apretarla. Por otra parte, si hay poca presencia de humedad, la tierra no se compactará ni permanecerá liga- da en absoluto. La bola de tierra exitosamente compacta será firme y sólida, no dura o pega- josa. La tierra compactada a mano se puede dejar caer sobre una superficie firme desde
Figura 10: Construcción de una vivienda de tapia. Alentejo, Portugal.
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una distancia de aproximadamente un metro. Si la bola se rompe, el contenido de humedad es adecuado, si no, hay demasiada humedad presente (McHenry, 1996, p. 112). Existen muchas maneras de realizar muros de tapial, aunque la diferencia básica entre cada método está en función de las características de la cimbra o encofrado que se utiliza. Normalmente estos moldes hechos de madera mediante tablo- nes reforzados por barrotes, miden entre 1.5 y 2. metros de largo por 80 centímetros de alto y 45 de ancho. Sin embargo, al igual que sucede con los adobes, estas dimensiones varían dependiendo de las tradiciones locales. Los dos procedimientos básicos de cons- trucción en que se puede dividir esta técnica, se diferencian en la manera de soportar y desplazar las cimbras. En el primero, se fijan mediante una serie de estacas clavadas en el suelo que son reforzadas por puntales y horcones atados en la parte superior para evitar su separación, y con barrotes transversales en el interior, con el objeto de mantener un grosor uniforme del muro. En el segundo procedimiento, el cajón queda libre pa- ra ser desplazado y se soporta por su propio peso mediante travesaños a los cimientos o a la hilada de tapias ya terminada. Los muros se levantan sobre una cimenta- ción de piedra, ladrillo u hormigón fijando la cim- bra a partir de una esquina de la construcción y verificando el plomo y nivel de sus paños. Se re- comienda que antes de echar la primera capa de tierra se extienda un poco del mortero utilizado en la cimentación para nivelar su corona y evitar que al comenzar a compactar se salga la tierra entre las juntas. Posteriormente el pisador entra en la cimbra y recibe baldes con tierra que extiende con los pies para proceder a compactarla en capas de 15 a 25 cm de espesor. El pisón tradicional se hace con una madera dura pero que no sea demasiado pesada, pues lo que se requiere en el apisonado no es fuerza sino uniformidad. Es importante que los golpes de pisón comiencen en los bordes del muro, al paño de la cimbra y continúen hacia su centro pero procurando pegar en todos sentidos para lograr una presión homogénea. Después de repetir esta operación hasta llenar la cimbra, ésta se desarma para colocarla a continuación del bloque recién concluido para lograr una adecuada unión en las piezas. Se ve- rifica nuevamente el plomo y nivel y se repite la
operación de llenado y compactación por capas, hasta cerrar el perímetro de la primera “hilada” de la construcción. En ese momento el secado del material será suficiente como para que soporte el peso de los obreros, la cimbra y la siguiente hi- lada que se elabora repitiendo el procedimiento, con una nueva serie encima de la anterior, hasta completar la altura de muro requerida (Easton, 1996, pp. 140-141). Resulta fundamental que las juntas verti- cales entre los bloques no coincidan con las de la hilada ya terminada, por lo que se debe des- plazar hasta la mitad de la pieza inferior, bajo la misma lógica de traslape de todo tipo de mam- posterías. La instalación para puertas y ventanas se debe prever antes de la colocación de las hila- das de tapias, buscando el respeto a la modu- lación de las piezas. Una vez que se han concluido los muros es posible construir la techumbre que, debido a la capacidad de carga del sistema, bien puede ser resuelta con viguería, bóvedas, en techo plano, con una o más vertientes, dependiendo de las condiciones climáticas locales. Vale la pena mencionar finalmente que estudios de resistencia de materiales realizados en años recientes, han demostrado que los mu- ros de tapia soportan en promedio un 40% más esfuerzos de compresión, tensión y cortante que aquellos edificados con base en mampostería de adobe, los cuales, a pesar de su frecuente uso y difusión en todo el mundo, llegan a desarrollar fallas estructurales debido a la falta de homoge- neidad entre las piezas y el mortero que las une (Vargas, 1993, p. 507).
El bahareque
La técnica conocida como bahareque, bajare- que, quincha, enjarre o embarrado, es un sistema mixto, en el que la mayor parte de los esfuerzos constructivos que recibe la tierra son absorbidos por una estructura hecha de material vegetal que le sirve como esqueleto. Es muy probable que el origen de la arquitec- tura de bajareque se remonte a la época en que se inicia la sedentarización de las comunidades hace más de siete mil años. En efecto, cuando el hombre primitivo tenía que vivir de la persecución de las manadas de animales para procurarse el sustento, habitaba refugios provisionales cons-
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con fibras vegetales en dos o tres capas sucesivas de espesor decreciente. En algunos casos las superficies embarra- das son cubiertas con una mezcla aguada del mismo barro, a veces enriquecido con hidróxido de calcio, que finalmente se pinta también con cal para su mejor aspecto y protección. Con el objeto de evitar la deformación o el agrietamiento de las superficies, antes de iniciar la aplicación del barro, la estructura portante de la construcción se arma por completo, procediéndo- se incluso a su techado, de modo que exista una protección ante la intemperie durante el enjarre. Debido al alto nivel de humedad que contiene el revestimiento, lo más conveniente es que se vaya secando de manera paulatina. Una variante de esta técnica con diversas aplicaciones regionales consiste en la construc- ción de dos armaduras reticulares de carrizo en vez de una sola, que son fijadas paralelamente con una separación de aproximadamente 10 cm y que se rellenan con lodo y guijarros desde su base hasta la techumbre. Posteriormente se aplica el revestimiento de barro, con el mismo acabado que en el bahareque sencillo, o en ocasiones solamente se pinta el entramado directamente con cal de color natural o pigmentada. Tradicionalmente se ha cuidado casi como un rito cada paso del proceso constructivo, desde el corte del carrizo que debía hacerse siempre por sus nudos, evitando astillamientos y “en noches de luna llena” (Prieto, 1987, p. 113), sus proce- sos de secado, y hasta la forma de realizar los amarres, la fermentación del barro, su aplicación en capas, etc. Aunque el nombre de la técnica se aplica principalmente para el caso de muros, existen mu- chos sitios en los que el mismo sistema construc- tivo es empleado para hacer entrepisos, techos planos, inclinados, bóvedas y cúpulas. Hoy en día la arquitectura de bahareque sigue siendo ampliamente utilizada sobre todo en las costas y regiones tropicales, especialmen- te en zonas sísmicas, debido a que, como ya se comentó, la flexibilidad de su conjunto presenta un comportamiento muy adecuado ante empujes y movimientos no axiales. Además, este sistema constructivo genera estructuras sumamente livia- nas que para el caso de terrenos con baja capaci- dad de carga resulta una excelente solución. Por otra parte, la esbeltez de las paredes permite un óptimo aprovechamiento de los te-
rrenos de emplazamiento, factor que se vuelve crucial en las zonas urbanas en donde los pre- dios cada vez son más reducidos. Es interesante que, a pesar de esta limitación en su espesor y la consecuente reducción de masa térmica, el comportamiento del bahareque es notablemente adecuado gracias a la combinación de madera, caña y barro, los cuales presentan en su interior acumulaciones de aire que, como se sabe, son las que proporcionan el aislamiento ante los cambios de la temperatura exterior de las habitaciones. Sin embargo, debido a la pérdida de la tra- dición constructiva y, sobre todo, a la falta de un mantenimiento continuo, el sistema se puede volver insalubre si no recibe el recubrimiento ne- cesario. Si el material vegetal queda expuesto, se inicia la proliferación de flora y fauna parásita que, por ser de tipo aeróbico, no sobreviviría con los elementos apropiadamente revocados. Este factor asociado a la escasa difusión que se le ha dado a esta eficiente técnica, han incidido en que todavía no alcance el nivel que podría tener para satisfacer las crecientes deman- das de vivienda en la mayor parte del territorio iberoamericano. Afortunadamente, desde hace varios años se han desarrollado destacadas adaptaciones tecnológicas a este sistema, especialmente gra- cias a la prefabricación de sus componentes. Este es el caso de lo que en la zona andina se conoce como paneles de quincha y que han permitido realizar proyectos de muy diversas es- calas de actuación, con evaluaciones técnicas sumamente cuidadosas que han llevado por ejemplo, para el caso peruano, a que haya sido aceptado legalmente como Sistema Constructivo No Convencional , con normas y especificaciones precisas reconocidas como r. d. n° 001-84-vc- 9602 que permiten la obtención de licencias de construcción. Los paneles se unen a columnas de ma- dera y ambos se asientan sobre cimientos de
Figura 11: Paneles para bahareque. Construtierra, 2006. Monasterio de Santo Ecce Homo, Colombia.
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concreto para lograr una carga homogénea del terreno y, sobre todo, con el fin de garantizar el aislamiento de la humedad freática. Las piezas clave del sistema son los paneles que consisten en un bastidor rectangular de madera con subdi- visiones de refuerzo que sirven de marco para el tejido de cañas. Estos marcos tienen la ventaja de estar modulados y, por lo tanto, permitir la generación de paños sólidos, así como espacios para puertas y ventanas, que posibilitan una gran libertad creativa para resolver los problemas de habitabilidad de los usuarios. El panel típico utilizado por el ininvi consiste en dos pies derechos, 4 travesaños y 4 semi diagonales; las dimensiones de este panel son 2.40 m de largo y 1.20 m de ancho. Las secciones principales tienen una escuadría de 3 cm x 6.5 cm que corresponden a las seccio- nes comerciales de 1½” x 3”. Se puede señalar que estos paneles han sido utilizados en com- binación con columnas de madera de 3” x 3”, arriostradas por vigas soleras. Los bastidores son tejidos (…) con carrizo, caña brava, caña Guayaquil u otra bambúsea. Las dos primeras deben emplearse preferentemente enteras, con diámetros que varíen entre ½” y ¾”; en los demás casos se deberán preparar tiras que no excedan las dimensiones indicadas, con el propósito de que no sobrepasen el plano del bastidor. [El trenzado de las cañas se realiza] pasándolas alternativamente por los travesa- ños con lo que se consigue la autosujeción de las mismas, sin necesidad de utilizar clavos u otros medios de fijación. Se deben alternar además los extremos gruesos y los delgados de las cañas, con el propósito de obtener an- chos similares en ambos extremos del panel. (…) Se debe tratar que las cañas queden bien presionadas lateralmente unas con otras, lo que incrementa la rigidez del panel y le confiere más resistencia (Tejeda, 2001, pp. 139-141).
Estos paneles se montan sobre anclas que se dejan previamente en la cimentación cuan- do se trata de plantas bajas, o de vigas soleras o collar, si se van a edificar plantas superiores. Como se comentó, el esqueleto básico lo consti- tuyen columnas de madera preferentemente de sección cuadrada que se localizan en las esquinas y todos los encuentros de muros. Al igual que sucede con el resto de los sis- temas térreos, si se construyen de manera ade- cuada y reciben el mantenimiento necesario, esta técnica satisface con creces las condiciones técnicas de cualquier otro sistema convencional, pero con la invaluable ventaja de la preservación del medio natural y cultural.
Criterios de diseño
La edificación con tierra sigue la misma lógica que la mayoría de los sistemas constructivos conven- cionales; empero, requiere una serie de cuidados adicionales derivados de la menor resistencia física de sus componentes y su vulnerabilidad ante el agua. El primer elemento para considerar, y que para el caso de zonas sísmicas se vuelve crítico, es la geometría en planta de los edificios. Lo más recomendable es generar un diseño con formas regulares, a través del equilibrio en la suma de las longitudes de los muros en cada una de las direcciones ortogonales. Una planta ideal sería la cuadrada o lo más aproximado a ella, de manera que se reduzca el riesgo a la torsión que caracte- riza los efectos telúricos sobre las estructuras. Los edificios compactos, que contienen su- ficientes muros divisorios en sus locales y con el menor número de posibles concentraciones de cargas, funcionan muy adecuadamente para cualquier técnica constructiva con tierra. Es importante que los vanos para puertas y ventanas sean pequeños y estén distribuidos de manera armónica en los locales. Además, los dinteles de estos elementos deben tener un empotramiento lo suficientemente largo como para que los empujes se repartan en la mayor superficie posible, a fin de evitar la sobrecarga de las jambas. Se debe favorecer un arriostre continuo entre los muros, para que se apoyen orgánica- mente entre ellos. La simetría en la composición de llenos y vacíos garantiza el comportamiento equilibrado de los empujes, independientemen-
Figura 12: Práctica de bahareque. Construtierra, 2006. Monasterio de Santo Ecce Homo, Colombia.
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Los morteros de cemento alcanzan en muy poco tiempo su máxima resistencia, pero ésta permanece estable y progresivamente empieza a disminuir. En cambio, las mezclas con cal con el tiempo van adquiriendo una mayor resistencia que nunca decrece. Normalmente, un mortero de cal-arena (1/3) presenta a los siete días una resistencia cercana a 100 kg/cm²; a los 28 días puede llegar a los 125 kg/cm²; a los 90 días, 135 kg/cm² y así sucesivamente. Algunas muestras de morteros con más de mil años de antigüedad han llegado a presentar resistencias a la compresión mayores a 200 kg/cm².^1 Por otra parte, sus combinaciones tienen la propiedad de que, como resultado de la estructu- ra y forma que adquieren los cristales al fraguar, funcionan como un “filtro” del flujo del aire y del agua, por lo que, sin llegar a impermeabilizar to- talmente los materiales, son una eficaz protección ante la humedad. Justamente esta cualidad permeable hace que los morteros de cal puedan intercambiar ai- re y agua con su medio, de manera que se evita que los núcleos de los muros de tierra retengan la humedad, con lo que se conserva equilibrado su nivel higrotérmico. En el polo opuesto, el uso de recubrimientos con cemento deja atrapada la humedad en el interior de los muros y terrados, con lo que pau- latinamente se van degradando hasta llegar, en casos extremos, a colapsarse. Las obras con cal poseen mayores propie- dades plásticas que las de cemento desde el momento de su aplicación y durante su fraguado a lo largo del tiempo, con lo que las estructuras tienen mayor flexibilidad. Esta cualidad les otorga una evidente tolerancia ante deformaciones cau- sadas por hundimientos diferenciales o empujes imprevistos. Y como un dato adicional, el proceso de carbonatación del hidróxido de calcio tiene la propiedad de funcionar como bactericida y fun- gicida, además de atrapar el bióxido de carbono del aire, con lo que se logran espacios más lim- pios y sanos.
Conclusiones
Las obras de arquitectura de adobe, tapia y ba- hareque poseen un indiscutible valor dentro de nuestra cultura material, debido a su remoto origen, nivel de supervivencia y adecuación al
medio natural. Sin embargo, infortunadamente han ido desapareciendo al ser abandonadas o substituidas por nuevos sistemas constructivos, como consecuencia del desprestigio que sufren por ser consideradas tecnologías subdesarrolla- das y de mala calidad. No obstante, paulatinamente se va tomando mayor conciencia de las cualidades de las es- tructuras térreas gracias al estudio de los edificios patrimoniales que han pervivido por siglos, a dife- rencia de otros materiales con mejor reputación, de los que no se tiene registro de su comporta- miento por más de cien años. Vitruvio, en el capítulo viii de su Segundo Libro, al hablar acerca del valor de la arquitectura de adobe, menciona que: … en no pocas ciudades, tanto los edificios pú- blicos como los particulares, y aun los palacios, están hechos de adobes. (…) [Así sucede, por ejemplo, con] la casa del poderoso rey Mau- solo, de Halicarnaso, aunque tenía todos sus adornos exteriores de mármol de Proconeso, sus paredes de adobe conservan hasta ahora una maravillosa solidez y presentan un enluci- do tan brillante que parecen un espejo. Y ese rey no lo hizo porque fuese pobre, ya que go- zaba de cuantiosas rentas y podía echar mano de infinitos tributos, como príncipe que era de toda Caria (…) Por tanto, si reyes de tan gran poderío no desdeñaron las construcciones de adobes, ellos que, tanto por sus riquezas co- mo por los impuestos que percibían hubieran podido sin dificultad hacerlas no ya de piedra sencilla o escuadrada, sino hasta de mármol, no creo que pueden reprobarse los edificios de adobes, a condición de que estén bien fa- harrados (Vitruvio, 1986, pp. 52-54). La tierra utilizada como material constructi- vo resulta plenamente sustentable ya que, como es sabido, utiliza el material que más abunda en el planeta, no consume energéticos para su ela- boración ni genera emisiones contaminantes o residuos. Es de fácil construcción y reparación, además de que propicia un eficiente confort térmico al regular la humedad y la temperatura de los espacios. Finalmente, cuando termina su vida útil, puede ser reciclada para hacer nuevas estructuras de tierra o simplemente se reintegra a la naturaleza. Desde luego que no se está diciendo que las estructuras térreas sean una panacea que resuelva cualquier necesidad constructiva. Sim-
1 Ver: http://www. calhidra.com.mx/index1. html
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plemente se trata de poner en evidencia que, en muchos sitios, el uso del suelo como material edilicio puede presentar resultados mucho más eficientes económica y ecológicamente que los convencionales, si se conocen sus limitaciones y se maneja de manera apropiada. Como se ha expuesto a lo largo de este texto, uno de los caminos que puede permitir revalorar la arquitectura de tierra, ayudar a su adecuada conservación y generar edificios contemporáneos ecológicos, surge de su comprensión como par- te de un sistema complejo. Tradicionalmente, el diseño con tierra ha partido de la visión integral de los detalles constructivos, de su interrelación estructural, de la actuación a escala urbana y de la armonía con el medio natural y cultural del que forman parte. Esta concepción hace necesaria la aclara- ción de una serie de conceptos acerca de la con- sideración holística de los sistemas constructivos, de la conservación de las tradiciones vivas, del mantenimiento continuo a la arquitectura de tierra y de su aprendizaje como fuente para el diseño contemporáneo. Por eso, hablar de conservar la arquitec- tura de tierra no es sólo tomar en cuenta los mecanismos para mantener en pie los edificios hechos en el pasado. Esta actividad implica tam- bién la investigación, la valoración, el rescate y la difusión de las técnicas que materializaron esas construcciones, ya que la mayoría de ellas siguen vivas. La ampliación de la perspectiva edilicia dará pie a la realización de intervenciones en estructu- ras patrimoniales así como nuevos edificios, en los que se mantenga el equilibrio entre el pasado y el futuro gracias a la salvaguarda del medio na- tural en que están insertos. El punto de partida radica en la valoración y conocimiento del bagaje cultural que constituye la arquitectura tradicional, conscientes de que su pervivencia tendrá un impacto en la eleva- ción de la calidad de vida de sus habitantes y en la consolidación de la identidad cultural de los pueblos.
Referencias
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Otras fuentes
http://www.calhidra.com.mx/index1.html
