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Terra (tecnologia)

Definizione

La terra, il cui omologo termine latino deriva da tars essere secco, è il prodotto dell’erosione della roccia della crosta terrestre. Questa erosione avviene a causa dello sfregamento della roccia per via dei movimenti dei ghiacciai, dell’acqua, del vento e a causa della espansione e contrazione termica della roccia stessa dovuta in parte al congelamento dell’acqua presente nelle sue fenditure. La terra nei climi aridi e talvolta in quelli temperati è, sin dall’antichità, utilizzata come materiale da costruzione: a oggi un terzo della popolazione su scala mondiale abita in case di terra cruda.

La terra, quale materiale da costruzione, è noto da oltre 9000 anni: in Egitto le volte del tempio di Ramses II (3200 a.C.) sono realizzate in terra cruda. La grande Muraglia (4000 a.C.) in Cina ha un’anima in terra, rivestita in pietra affinchè la Muraglia avesse sembianza di un muro interamente in pietra. Oggi la terra ha un particolare valore economico nei contesti con risorse limitate e un valore ambientale ed energetico dipeso dalle ottime caratteristiche del materiale stesso e dalla qualità dell’essere un materiale locale, al punto tale da provenire spesso dallo stesso scavo fatto per costruire le fondazioni o piani semiterrati dell’edificio.

Processo formativo

In quanto materiale naturale, ne deriva che le sue caratteristiche fisico-chimiche cambiano in relazione al luogo. La terra non è un materiale omogeneo, la sua consistenza è variabile in funzione del clima, in prevalenza, e delle condizioni di umidità del suolo. In letteratura la terra viene classificata sulla base delle sue caratteristiche idriche (da umida a secca) e della sua composizione in funzione della maggiore presenza percentuale di un componente rispetto agli altri (es. terra ghiaiosa se composta prevalentemente da ghiaia, argillosa se da argilla ecc.).

Le componenti fisiche che costituiscono la terra, escludendo i suoli organici e tutti quelli non utilizzabili ai fini della costruzione, sono le ghiaie, le sabbie, i limi e le argille, elencate in ordine granulometrico ossia dal materiale con pezzatura più grande alla più piccola. La stratigrafia con la quale tali materiali si presentano è costituita, in genere, da un primo strato sabbioso e un secondo, più in profondità, argilloso, a eccezione delle superfici esposte ad alte ventosità dove questa stratigrafia si inverte e l’argilla si trova in superficie.

I materiali che compongono la terra sono reperibili in prossimità di risorse idriche, quali torrenti, ai piedi dei pendii (ghiaie), in prossimità del mare (sabbie) e nelle piane dei fiumi (limi).

La terra per essere utilizzata deve essere sottoposta ad analisi che ne determinino le caratteristiche chimico-fisiche e l’idoneità a essere utilizzata come materiale da costruzione in funzione della sua composizione (ripartizione percentuale dei materiali) e granulometria (dimensione dei materiali), della sua plasticità (misura del ritiro della terra) della qualità dei componenti (componenti attivi comportano che il terreno non possa essere utilizzato se non stabilizzato chimicamente).

Il materiale, se utilizzato ai fini della costruzione, deve essere scelto tra le terre soggette a ritiri limitati (poiché se non contenuti tra lo 0,3% e il 3% possono essere causa di fessurazioni sull’involucro edilizio) e con granulometria tale da poter assicurare una buona superficie di contatto tra i componenti in grado di garantire una buona coesione e stabilità della struttura fisica del materiale; per questo le terre ghiaiose, sebbene abbiano ritiri limitatissimi, sono da scartare. Il materiale deve essere spesso stabilizzato (meccanicamente) con l’obiettivo di aumentare la sua resistenza meccanica attraverso l’aumento della sua massa volumica e (chimicamente) con l’obiettivo di migliorare la sua resistenza all’acqua e all’umidità.

Tecnologia

In quanto materiale naturale, e non costruito in laboratorio, le analisi e le prove di laboratorio consentono di individuare diverse miscele ottimali rispetto alle quali, classificare il materiale in funzione dell’uso finale che se ne potrà fare e della tecnologia di utilizzo. In tal senso è possibile affermare che la terra come “materiale” è particolarmente legato alle sua tecnologia d’impiego: la tecnologia rende sostenibile e sfruttabile il materiale nelle diverse composizioni con le quali è presente in natura. Inoltre, laddove la natura e i siti non fornissero un materiale in grado di avere buone caratteristiche fisico-chimiche e di poter essere associato ad alcuna tecnologia d’impiego, la terra può essere integrata con materiali artificiali, rendendola adatta a svolgere il suo ruolo nella costruzione.

Alle prese con un materiale naturale, le tecnologie diventano particolarmente importanti, perché, prima di divenire il mezzo per utilizzare il materiale, svolgono una funzione compensativa dei limiti prestazionali del materiale stesso. Le tecnologie più diffuse sono legate alla modellatura della terra in elementi costruttivi quali l’adobe, il pisè e i blocchi compressi e il calcestruzzo di terra stabilizzata. Questi elementi nascono per lo scopo di realizzare murature continue.

  • L’adobe, dall’arabo at-tūb mattone, consiste in mattoni di terra essiccati al sole, realizzati gettando la terra in casseforme di legno e lasciati asciugare ed è composto da acqua, per più di un terzo, e terra, senza compattazione o compressione del materiale.
  • Il pisé, dal latino pinsare macinare, è una tecnologia finalizzata alla realizzazione di murature continue in terra; la terra è gettata in opera entro casseri di legno senza soluzioni di continuità e, una volta essiccata, costituisce un blocco monolitico di muratura in terra il cui spessore viene determinato dalla distanza dei casseri in opera; la realizzazione è per strati successivi, costruiti al termine della compattazione ed essicamento dello strato sottostante.
  • I blocchi compressi, ottenuti dalla costipazione del materiale, possono considerarsi una evoluzione storica dell’adobe, necessaria con terre a granulometrie meno uniformi, nata con l’obiettivo di aumentare la resistenza meccanica del materiale.
  • Il calcestruzzo di terra stabilizzata rappresenta una evoluzione tecnologica del mattone di terra, è costituito da terra che viene, appunto, “stabilizzata” con l’aggiunta di cemento o calce.

Uso moderno della terra

Con la terra, a differenza di quanto si possa credere, è possibile realizzare sia strutture verticali quali murature in blocchi o murature continue, sia strutture orizzontali (in particolare ad arco) e perfino gli elementi di finitura quali l’intonaco. Tuttavia la terra ha perso la sua credibilità come materiale da costruzione a causa sia della associazione all’idea di un materiale per case povere, sia perché la maggior parte delle realizzazioni in terra non resistono ai terremoti, nonostante alcune eccezioni (condominio degli Hakas in China) che hanno ben sopportato i terremoti grazie alla elasticità del materiale (che insieme con la resistenza meccanica determinano le caratteristiche di qualità di una struttura di fronte al sisma).

Per superare questi limiti, e nell’evoluzione del sistema costruttivo, la terra è stata associata ad altri materiali che implementassero la prestazione del sistema costruttivo conservando le caratteristiche di componenti completamente riciclabili e rinnovabili come la terra: il bamboo è stato utilizzato come armatura di rinforzo della terra nelle murature monolitiche tipo pisè (1978). Un secondo sistema di armatura è stata realizzato con l’integrazione di pali di legno per strutture verticali, e con pannelli in legno, invece, per la costruzione delle strutture orizzontali (1947). Diversi sono invece gli scopi della integrazione della terra con componenti tessili.

Bibliografia

Minke G., Building with Earth, Design and Technology of a Sustainable Earth, Birkhäuser, Basel-Berlin, 2009; Monanni M., Tecnologia dei materiali da costruzione naturali, Quaderni di edilizia; Tipografia Nuova Panetto& Petrelli, Spoleto, 2003.

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