Resumen y comentarios del manual de Diseño con bloques de Adobe en zonas sísmicas realizado en Perú

El adobe es un material usado durante milenios en el mundo. En América los habitantes indígenas de de Centro y Sudamérica también le han dado uso desde hace mucho tiempo.

Sin embargo, el adobe, es un material compuesto, con poca resistencia a la  compresión, tracción y baja adherencia entre el mortero y las unidades. Todo lo anterior muestra el Adobe como un material muy vulnerable a sufrir colapso en caso de eventos sísmicos.

Hay que destacar que las variantes de adobe o argamasa (que es otra cosa) con mucho espesor de las unidades como son las construcciones coloniales no son el objetivo de este articulo ya que su comportamiento es diferente.

 En este artículo vamos a explicar en forma resumida el contenido del Documento presentado para descargar por Civilgeeks de nombre: “Diseño Sísmico de Construcciones en Adobe”.

Para que no haya confusión hay que aclarar que el titulo anterior corresponde a las primeras 16 páginas y es el primer documento de 3. El segundo documento es: “Estudio Sísmico de Construcciones de Adobe de 2 pisos” (Págs. 16-34). El tercer documento es: “Manual para la  Construcción de Viviendas en Adobe” (Págs. 34-58).

En el primer documento tenemos:

COMPORTAMIENTO SISMICO DE  MUROS DE ADOBE: En su comportamiento sísmico se presentan 3 tipos de falla:

1.-Falla por tracción en las esquinas. Ocurre cuando un muro apoya a otro (Una esquina o una T).

2.-Falla por flexión. Cuando el muro trabaja como una losa apoyado abajo y en los elementos de arriostramiento verticales. La falla puede ocurrir en secciones horizontal, vertical u oblicua.

3.-Falla por corte. Si el muro es de corte: Cargas laterales. Esfuerzos tangenciales en juntas horizontales.

PROPIEDADES MECANICAS DE PAREDES DE ADOBE PROBADAS A ESCALA:

Baja resistencia a tracción, flexión y al corte cuando se usa sin refuerzo y mortero de barro simple. Cuando se refuerza y se usa mortero de  barro con cemento las propiedades se incrementan hasta 15 veces para la tracción y 39 veces para la flexión con mortero ligado con cemento. Si esta reforzado con mortero de barro simple solo aumenta 4 veces.

En conclusión, en estos estudios se ha propuesto una mejoría de las propiedades del adobe a través de mejora del material mismo y a través del sistema reforzando con canas que son un refuerzo a base de un bambú de pequeño diámetro.

 

Se ha comprobado en algunos casos diferencias entre los datos obtenidos de fórmulas planteadas y resultados de experimentos como rotura a escala natural.

EL REFUERZO: La cana tiene bajos Módulos de Elasticidad y Resistencia. Em = 1.52E05 kg/cm2 , 14 veces menor que el acero, menos de la mitad de concreto, pero 3 veces el de la mampostería. La resistencia es de 1,350 kg/cm2 algo menor de la  mitad del acero 2,800 kg/cm2 (Grado 40). Con la humedad los valores disminuyen.

El segundo texto: “Estudio Sísmico de Construcciones de Adobe de 2 Pisos” es una continuación de los trabajos de Investigación iniciados en 1971 por la Universidad Nacional de Ingeniería de Perú. En él se presenta una Metodología para el Análisis y Diseño Sísmico en Adobe. Al final se presenta una metodología para la Construcción.

Se determina la capacidad a compresión del adobe f’m a través de:

-Variabilidad de cargas.                                                        

-Esbeltez del muro.

-Variabilidad de especímenes y materiales.

El módulo Elástico del adobe es de 2,000 kg/cm2, 25 veces menor que la mampostería con con cemento.  

El resultado final es una merma significativa en f’m que para el caso de dos niveles baja a 22%, 0.22f’m (Para el caso de 2 niveles, entrepisos de 2.65 m, espesor de muro: 0.40 m y longitud de 4.00 m.

Se analiza el comportamiento del muro en el plano de corte y perpendicular.

Finalmente se aplica la norma Peruana para determinar los Cortantes Basales (Fuerzas equivalentes a la aceleración sísmica del suelo) de acuerdo a la zona sísmica.

Se calcula el Periodo Natural de oscilación de la estructura por dos métodos y en ambos casos da cercano pero menor de 0.30 sg.

El tercer texto: ”Manual para la Construcción de Viviendas en Adobe” es el tradicional manual de autoconstrucciones  que vienen apareciendo desde los años ’70.

 CONCLUSIONES del manual de Diseño con bloques de Adobe en zonas sísmicas realizado en Perú :

Como habíamos opinado 5 días atrás, queda claro:

-La Alta Vulnerabilidad Sísmica del Adobe.

-Los bajos valores de resistencia a compresión, tracción y Elasticidad.

-Se introduce un cuasi refuerzo de bambú que llaman cana, que aunque con valores bajos de Elasticidad, usado correcta y adecuadamente cambia el comportamiento “aparente” del sistema.

-El adobe presenta deficiencias de pega con el mortero de barro simple, no así con adiciones de cemento en él, que aumentan la capacidad del muro.

-Hay que desarrollar modelos experimentales y no descartar modelos in situ para probarlos en real en diferentes zonas (Diferentes aceleraciones probables).

Un comentario al margen que no forma parte del informe es que no es conveniente usar revestimientos sobre el adobe con enfoscados a base de cemento  ya que son muy rigidos con relacion a el y se agrietan.

 Al terminar la lectura vemos que aún debe probarse esta propuesta que no es nueva. Realmente es una adaptación del Análisis y Diseño de Mampostería Reforzada desarrollada en los ’70 por Armhein y, posteriormente por Klinger  y otros.

En mi opinion particular, soy partidario de que se sigan investigando opciones que hagan el adobe resistente a sismos, pero tengo una vision a largo plazo, digamos a nivel macro, por lo que creo que la solucion  definitiva de la vivienda de los sectores necesitados debe enmarcarse en soluciones seguras, de calidad en el tiempo y economicas y eso se logra con la Industrializacion de la Construccion (Ver mi articulo con ese titulo, aqui, en Civilgeeks). Una vivienda prefabricada se puede ensamblar en dias. Pero debe haber un compromiso del Estado hacia esa meta y eso se lograra no cuando el estado adquiera esa conciencia, sino cuando todos, Ingenieros, Arquitectos y Ciudadanos tengamos el conocimiento y la conciencia de lo que es bueno y conveniente.

Ingeniero Civil con Master en Tecnología y Organización de la Construcción, Master en Control de la Calidad de la Producción Industrial y Master en Ingeniería Estructural Sismo-Resistente. República Dominicana

Comments (7)

  • Reply Yuri Villavicencio-Fdez - 26 agosto, 2011

    Muy bueno el resulmen, basicamente es lo mismo en lo que está la Norma peruana, esta presenta una zonificación del Perú en las que se separa las regiones en las que se puede permitir y en las que no.Pero lo que menciona de modelar varias aceleraciones puede resultar muy interesante. Otra cosa que no vi por su resumen fue si existe alguna recomendación de altura máxima, por ahí vi la frecuencia natural.

  • Reply Jose Rafael Cabrera - 26 agosto, 2011

    Si la mencione porque la altura maxima depende de la relacion de esbeltez o de otra manera podemos hablar de la Longitud de pandeo. Sobre la zonificacion sismica y las aceleraciones espectrales, todas las normativas clasifican la region de que se trata (Pais) de acuerdo a un mapa que se llama de isoaceleraciones con las probalidades de execedencia en determinado periodo. De esa manera si, P. Ej.,una region tiene una aceleracion probable de 0.50g, la mitad de la aceleracion de la gravedad, si esa aceleracion esta referida a una probabilidad de excedencia de 10% en 50 anos, no sera la misma aceleracion si esta referida a un 2% en 50 anos. Como veras, en el primer caso si diseno la estructura para ese caso tendre que tomar en cuenta mayores magnitudes de aceleraciones que en el segundo. Es como que digas: Voy a asegurar mi vehiculo, Si es nuevo es mas probable sacarle un seguro total que si es de 10 anos. Ese es otro tema a dilucidar mas adelante…

    • Reply Yuri Villavicencio-Fdez - 26 agosto, 2011

      Es correcto, ese es el principal “pero” porque muchos ingenieros no construimos con adobe: las aseguradoras.

  • Reply CARLOS AREVALO - 26 agosto, 2011

    Muy bueno todo este tema, es muy completo este foro y muy buenos sus expositores, muchaS GRACIAS

  • Reply Jose Rafael Cabrera - 26 agosto, 2011

    Lo de las aseguradoras es por lo que estamos discutiendo. Estamos hablando de problemas y propuestas. Las propuestas aun lo son y sabemos que estan mejorando, pero deben convertirse en normativas oficiales para que tengan el aval financiero y legal.

  • Reply Jose Rafael Cabrera - 26 agosto, 2011

    Mas tarde voy a publicar una nueva tecnologia en Adobe que es muy interesante..

  • Reply CivilGeek - 26 agosto, 2011

    Excelente post… me impresiona como se mejora notablemente el comportamiento del adobe cuando se agrega cemento al mortero.

    Las construcciones de adobe tendrán una respuesta sísmica adecuada cuando los conocimientos y las investigaciones lleguen a los que construyen sus casas con este material… En mi país (Perú) hay varias investigaciones sobre este material pero este conocimiento no llega a los usuarios finales que son los propietarios de las casas de adobe… es muy cierto lo que dice el Ing. José Cabrera: el que elabora las piezas y levanta la casa es el propietario, y los amigos, por su nivel escaso de instruccion educacional prefieren “copiar” la manera en que otros vecinos estan o han hecho las suyas.

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