COMPORTAMIENTO SISMICO DE VIVIENDAS DE ALBAILERIA DE ADOBE
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
Ingeniera Civil, Albailera Estructural Universidad Andina del
Cusco
INDICE
PRESENTACIN
En la sierra de Per la mayora de viviendas de adobe son de 2
pisos y carecen de refuerzo la que las convierten en vulnerables
ante los terremotos por ende nos complace en presentar el presente
trabajo referido al comportamiento ssmico de viviendas de albailera
de adobe el cual nos ha permitido desarrollar nuestras capacidades
e incrementar nuestros conocimientos en este campo de accin de la
Ingeniera Civil.
Uno de los principales objetivos de este trabajo fue afianzar
nuestras habilidades en el rubro de materiales de albailera de
construccin especialmente en el adobe.
Espero que el presente trabajo sea de su completo agrado.
El Grupo.
Introduccin
El adobe es uno de los materiales de construccin ms antiguos y
de uso ms difundido. El uso de unidades de barro secadas al sol. El
uso de adobe es muy comn en algunas de las regiones ms propensas a
desastres del mundo, tradicionalmente a lo largo de Amrica Latina,
frica, el subcontinente de India y otras partes de Asia, el Oriente
Medio y el Sur de Europa.
Alrededor del 30% de la poblacin mundial vive en construcciones
de tierra.
Aproximadamente el 50% de la poblacin de los pases en
desarrollo, incluyendo la mayora de la poblacin rural y por lo
menos el 20% de la poblacin urbana y urbano marginal, viven en
casas de tierra. Por ejemplo, en Per, 60% de las casas son
construidas con adobe o con tapial. En India, de acuerdo al Censo
de 1971, 73% de todas las edificaciones son hechas de tierra (67
millones de casas habitadas por 374 millones de personas.
Adems de ser una tecnologa constructiva simple y de bajo costo,
la construccin de adobe tiene otras ventajas, tales como excelentes
propiedades trmicas y acsticas. Sin embargo, las estructuras de
adobe son vulnerables a los efectos de fenmenos naturales tales
como terremotos, lluvias e inundaciones. La construccin tradicional
de adobe tiene una respuesta muy mala ante los movimientos
telricos, sufriendo dao estructural severo o llegando al colapso,
causando con ello prdidas significativas en trminos de vida humana
y dao material. La deficiencia ssmica de la construccin de adobe se
debe al elevado peso de la estructura, a su baja resistencia y a su
comportamiento frgil. Durante terremotos severos, debido a su gran
peso, estas estructuras desarrollan niveles elevados de fuerza
ssmica, que son incapaces de resistir y por ello fallan
violentamente. Dao material y prdidas humanas considerables han
ocurrido en reas donde este material se ha usado. Esto es
confirmado en los informes de terremotos recientes.
Proceso de Fabricacin de ADOBES
Historia
En Per existe la ciudadela deChan Chan, la ciudad de barro ms
grande de Amrica, perteneciente a lacultura chim, 1200-1480. Chan
Chan se ubica en el valle de Moche, frente al mar, a mitad de
camino entre el balneario de Huanchaco y la ciudad de Trujillo,
capital del departamento de La Libertad en la costa norte del Per.
El sitio arqueolgico cubre un rea aproximada de veinte kilmetros
cuadrados. La zona central est formada por un conjunto de diez
recintos amurallados llamados ciudadelas y otras pirmides. Este
conjunto central, cubre un rea de seis kilmetros cuadrados,
aproximadamente. El resto, est formado por una multitud de pequeas
estructuras mal conservadas, veredas, canales, murallas y
cementerios.
EnEspaa, es caracterstico, entre otras, de las regiones secas
deCastilla y Lendonde se aade paja al barro. Las construcciones de
adobe se suelen remozar con una capa del mismo barro con lo que dan
ese aspecto tan curioso de las casas tpicas deTierra de Campos.
Tambin es usual en regiones semidesrticas de frica, Amrica Central
y Amrica del Sur
EnMxico,Colombia,Ecuador,Per,Bolivia,Argentinay en el sur y
norte deChilelas casas de adobe son an patrimonio de muchas
familias humildes, que conservan esta tradicin desde tiempos
inmemoriales. Mezclar pasto seco con el barro permite una correcta
aglutinacin, gran resistencia a la intemperie y evita que los
bloques una vez solidificados tiendan a agrietarse. Posteriormente
los bloques se adhieren entre s con barro para levantar muros.
Actualmente algunos arquitectos siguen utilizando muros de adobe
combinndolo concimientos,columnasylosasdehormigndebido a sus
caractersticas.
En muchas ciudades y pueblos de Centro y Sur de Amrica la
construccin con adobes se mantiene viva aunque amenazada por las
imposiciones del mercado formal o por la mala fama que le han hecho
los sismos y el mal de Chagas. EnUruguay, el adobe es una de las
tcnicas tradicionales de construccin que poco a poco fue dejada de
lado aunque en los ltimos 20 aos se han realizado experiencias
tanto en Montevideo como en el interior del pas.
La reactivacin de una arquitectura en adobe en gran medida se
debe al ahorro de energa que las edificaciones con este material
suelen implicar, en efecto el adobe resulta un excelente aislante
trmico motivo por el cual se reducen las demandas de energa para
refrescar o caldear las viviendas. Por otra parte, uno de los
problemas tpicos del adobe es su absorcin de la humedad del suelo
por capilaridad, para esto una solucin bastante frecuente es
utilizar un cimiento hidrfugo o impermeable de hasta
aproximadamente un metro de altura sobre el nivel del suelo, tal
cimiento suele ser de piedras o, ms modernamente, de hormign.
Definicin de ADOBE
Eladobees una pieza para construccin hecha de una masa de barro
arcillay arena mezclada conpaja,moldeadaen forma de ladrillo y
secada al sol; con ellos se construyenparedesymurosde variadas
edificaciones.
La tcnica de elaborarlos y su uso estn extendidos por todo el
mundo, encontrndose en muchas culturas que nunca tuvieron
relacin.
Geometra
Los adobes podrn ser de planta cuadrada o rectangular y en el
caso de encuentros con ngulos diferentes de 90, de formas
especiales. las dimensiones debern ajustarse a las siguientes
proporciones:
Para adobes rectangulares, el largo debe ser aproximadamente el
doble del ancho.
La relacin entre el largo y la altura debe ser de 4 a 1.
En lo posible la altura debe ser mayor a 8 cm.
DETALLES DE LA MAMPOSTERIA DE ADOBE
MUROS DE ADOBE
APAREJO DE MUROSLas figuras ilustran los aparejos ms
representativos utilizados para muros cargueros, aquellos que
soportan la carga vertical del entrepiso o cubierta principalmente,
de acuerdo con su exigencia estructural.
Una hilada compuesta de dos adobes en tizn y la siguiente de
tres en soga con dos medios adobes entre ellos.
Hilada compuesta de un adobe en tizn y uno en soga.
Hilada compuesta de dos adobes en soga y la siguiente en
tizn.
Hilada compuestas por adobes dispuestos en soga.
COMPOSICION
Los adobes pueden ser de planta cuadrada o rectangular. Para
adobes rectangulares las proporciones deben ser de 1-2-4, siendo la
altura (1) preferentemente mayor a 8 cm. Se permiten perforaciones
en la cara mayor, siempre y cuando no se exceda del 12 % del
rea.
CONSIDERACIONES IMPORTANTES ANTES DE INICIAR EL PROCESO
CONSTRUCTIVO DE LA EDIFICACIONLIMITACIONES
Debido a la naturaleza ssmica de nuestro pas, las construcciones
en adobe estn limitadas a las 3 zonas ssmicas que tiene nuestro pas
Per.
Zona ssmica 1 :
2 pisos
Zona ssmica 2 :
2 pisos
Zona ssmica 3 :
1 solo piso
En zonas ssmicas donde se acepten hasta 2 niveles, por encima
del primer piso de adobe, podrn tenerse estructuras livianas tales
como quincha o similares.
Debido al tipo de suelo se recomienda no construir con
mampostera de adobe en estos tipos de suelo
Suelos granulares sueltos
Arcillas expansivas
Suelos cohesivos blandos
Terrenos propensos y huaycos, aluviones, deslizamientos.
Terrenos propensos a inundaciones, desbordes
compoRTAMIENTO SISMICO
Los daos provocados por los sismos en las construcciones de
tierra se explican:
1.- una gran masa que tienen (a mayor masa, mayor fuerza de
inercia ssmica)
2.- la baja calidad de la construccin (no existe control de la
mano de obra y esta tcnica se transmite entre los constructores de
mayor edad a los de menor edad)
3.- la ausencia de refuerzo, que da lugar a falla frgil.
4,. La baja resistencia del material (un muro de adobe confinado
resiste la dcima parte del esfuerzo cortante de rotura del mismo
muro hecho con albailera de ladrillos de arcilla)
5.- la falta de elementos de conexin entre las paredes (las
conexiones dentadas o con mochetas de amarre no son suficientes
como para evitar el desgarramiento)
6.- el escaso o nulo mantenimiento de la vivienda.
Principalmente, la humedad es el principal enemigo de las
edificaciones de tierra, en especial si carecen de sobre cimiento y
cobertura de cemento. La socavacin de la base del muro podra
controlarse con un zcalo hecho con mortero de cemento.
Fallas ssmicas en viviendas tradicionales de adobe
Las fallas tpicas que producen los terremotos en las viviendas
tradicionales de adobe son:
1. Falla por traccin en los encuentros de muros: En la figura 5
se ilustra este tipo de falla, que se debe principalmente a
esfuerzos de traccin directa que se produce en uno de los muros, al
dar arriostre lateral a otros muros del encuentro, esta situacin se
agrava cuando a este se superpone los esfuerzos de flexin.
Figura 5
Falla tpica por traccin
2. Falla por flexin: En la figura 2 se ilustra algunas de las
variantes de este tipo de falla que se debe a los esfuerzos de
traccin por flexin al actuar el muro como una losa apoyada en su
base y en los elementos verticales que lo arriostran. La falla
puede ocurrir en secciones horizontales verticales u
oblicuas.26
Figura N 6
Falla tpica por flexin
3. Falla por corte: En la figura 7 se ilustra este tipo de
falla, que se produce cuando el muro trabaja como muro de corte. Se
debe principalmente, a los esfuerzos tangenciales en las juntas
horizontales.
Figura N 7
Falla por corte
REFORZAMIENTO DE VIVIENDAS EXISTENTES DE ADOBE
Entre los aos 1994 al 200 se ejecut el proyecto estabilizacin de
las construcciones de adobe existentes en los pases andinos
financiado por GTZ (agencia de cooperacin tcnica alemana). El
principal objetivo de este proyecto fue obtener un sistema de
refuerzo ssmico sencillo y econmico que permita retardar el colapso
de las viviendas de adobe existentes, de tal modo que sus ocupantes
tengan tiempo suficiente para escapar salvando sus vidas.
Etapa 1 Experimental
1.1 Refuerzo con mallas electro soldadas.
La malla electros dada galvanizada utilizada presenta cocada
cuadrada (3/4) y est compuesta por alambres de 1mm de dimetro. Esta
malla puede ser encontrada en cualquier ferretera del Per y se
expende en rollos de 30 a 50 m de longitud y 90 cm de ancho.
Los ensayos de traccin proporcionaron una resistencia de 220 kg
por metro lineal de malla, ocho veces superior a la de la malla de
gallinero. Es mucha ms rgida que la malla de gallinero, con lo cual
fue posible controlar el grosor de las grietas. Se debe sealar que
cuanto menor es la grieta por desgarramiento, el impacto entre los
muros transversales se atena.
Figura 8 malla electro soldada
Etapa 2. Proyecto Piloto
Se seleccion como sistema de reforzamiento para las viviendas de
adobe existentes la malla electro soldad dispuesta en forma de
franjas simulando vigas y columnas. Esta tcnica se aplic entre los
aos 1998 y 1999 en el reforzamiento de 20 viviendas reales en los
poblados de Trujillo, Huaraz, Ica, Cusco; Moquegua y Tacna.
Para viviendas de dos pisos es necesario enmallar totalmente el
primer piso, mientras que en el segundo piso el enmallado es por
franjas. Esto se debe a que en el primer piso la fuerza cortante
ssmica es mayor a la existente en el segundo piso.
Etapa 3. Evaluacin post piloto
El 23 de junio del 2001 ocurri el denominado sismo del sur que
afecto las zonas de Arequipa, Moquegua, Tacna y Arica. Las 2
viviendas reforzadas en Tacna otra en Arica y 3 en Moquegua, no
mostraron fisuras, mientras que viviendas de adobe vecinas no
reforzadas colapsaron o sufrieron fuertes daos.
El 15 de agosto 2007 ocurri el terremoto de Pisco. En este sismo
2 viviendas reforzadas en 1998, ubicadas en Guadalupe y Pachacutec
(Ica), no presentaron daos, en tanto que las viviendas vecinas no
reforzadas colapsaron o sufrieron fuertes daos.
Se debe mencionar que el sistema de refuerzo sobre la base de
malla electro soldada no es efectivo para muros de cerco, ya que
estos elementos se comportan como elementos en voladizo antes
cargas ssmicas transversales al plano del cerco.
La estacin ssmica del Instituto Geofsico del Per, ubicada en
Parcona, fue una de estos proyectos demostrativos. La construccin
es de adobe y fue reforzada por personal local contratado por
CERESIS, de tal forma que las mallas electro soldadas de la fachada
quedasen parcialmente expuestas con fines de que los pobladores
aprecien como es el sistema de reforzamiento. Esta vivienda no tuvo
daos a pesar que all se registr una aceleracin mxima de 0.5g sobre
un suelo arenoso
Comportamiento ssmico de viviendas de albailera de adobe Pgina
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