Para poder diseñar un determinado elemento, es necesario conocer de manera bastante precisa la resistencia de una estructura y su comportamiento frente a las exigencias de la solicitación a que estés sometido.
Este es el primer reto al que nos enfrentamos al intentar construir con adobe, el absoluto desconocimiento de las resistencias de este material que puedan conllevar a un modelo de cálculo que garantice con seguridad las condiciones de servicio de una estructura de este tipo. En esta entrega y en otras posteriores revisaremos los recursos experimentales disponibles en la actualidad y cómo pueden estos avances ayudar a sistematizar un modelo de cálculo para el adobe.
Introducción
A mi conocer, existen dos maneras básicas de las que nos podemos servir para conocer el índice de resistencia de un material:
- La forma más directa es obtenerlos mediante la realización de una prueba de carga, bien sea sobre toda la estructura o, sobre probetas preparadas con este fin.
- La segunda forma consiste en testear un modelo a escala, fabricado con los mismos materiales y procedimientos que se emplearían en la construcción del original
Las pruebas de carga son muy aplicables en los casos donde se presenten elementos estructurales como el adobe, cuyas propiedades mecánicas no son bien conocidas.
Los modelos a escala pretenden predecir el comportamiento del prototipo a partir de principios de similitud. Aquí se tiene la ventaja que a diferencia de otros materiales como el concreto, el Abobe funciona estructuralmente sólo como muro de carga. Aunque habría que hacer consideraciones especiales para una aproximación a un diseño sismoresistente, para fines de simplificaciones se puede asumir inicialmente (al igual que en el caso del concreto) condiciones ideales de carga.
De cualquier manera, el objetivo prioritario en este momento se centra en poder determinar una serie de índices (variables y características relativas al material y a los procesos constructivos) que relacionen estas características del material con el comportamiento que se puede esperar de él con un cierto nivel de confianza.
Además , la determinación de estos índices de resistencia debería realizarse por medio de ensayos sencillos, relativamnete económicos y que (como todos las experiencias científicas de este tipo), sean reproducibles, de manera que los resultados se puedan analizar de forma consistente.
Por lo anterior es fundamental, que los ensayos y especímenes se estandaricen de forma que los resultados se puedan comparar. Adicionalmente, esta estandarización permitiría especificar con precisón la calidad de los distintos componentes que se utilizarían en la fabricación, así como el proceso mismo de fabricación de los adobes.
Naturaleza y Definición del Material
En una primera instancia habría que definir claramente qué es el adobe. Esto es importante desde la ciencia de materiales, ya que si bien la inmensa mayoría de los materiales son heterogéneos, se conoce de manera precisa la «receta» para su manufactura y que ésta que de como resultado un producto con características mecánicas uniformes, que cumplan con cierto número de requisitos esperados.
Sólo es a partir de esta uniformidad en las propiedades del material, que podemos posteriormente especificar racionalmente, por medio del índice de resistencia, las características y la calidad de los materiales requeridos.
Y aquí nos metemos en un muy buen primer problema, ya que las recetas varían inmensamente, de acuerdo a la bibliografía estudiada.
La palabra «adobe» tiene origen árabe (at-tub, ladrilllo secado al sol), en su forma más esencial es una mezcla de arena, arcilla y agua, que amasada se conforma en un molde y luego se seca al sol. Esta definición nos permitirá dos puntos sobre los que articularé la metodología de estudio:
1.-Respetar la característica del adobe como material económico desde el punto de vista energético. Esta es la principal diferencia con los ladrillos de arcilla cocido.
2.-Aplicar los principios de la Mecánica de Suelos a la investigación de las características relacionadas al índice de la resistencia del adobe. Por eso se evitó la inclusión de materia orgánica (paja, crin de caballo, etc) u otros aglutinantes como cemento o cal. Todos estos deberían considerarse como aditivos.
En la siguiente entrega hablaremos de las normas de suelo que podrían ser utilizadas para tecnificar el diseño y la construcción con adobe.
Referencias:
1.-Roberto Reyes, Indices de Resistencia y Control de Calidad, 1995
2.-PNUD-CNUAT-HABITAT, La Tierra, una Experiencia Milenaria, 1992
3.-J. Armando Vides Tobar, Muros, 1978?
Comments (6)
Jose Rafael Cabrera Sepulveda - 28 agosto, 2011
Debemos diferenciar el comportamiento de las unidades y diferenciarlos del comportamiento de los muros que es el macrosistema de las unidades pegadas, pero con otras caracteristicas estructurales.
En las unidades debemos conocer su capacidad a compresion que es baja per se (10-15 kg/cm2), pero con adiciones de cemento o asfalto cambia bastante y se modifica su comportamiento fisico-quimico asi como su durabilidad.
Resistencia a traccion.
En las unidades de muro se estudia su comportamiento a cargas de compresion, laterales y flexion.
Una cosa que salio a relucir en el Resumen que hice es la baja adherencia entre el mortero de union a base de barro sencillo. Cuando le adicionas cemento su comportamiento cambia favorablemente.
Finalmente, el uso del refuerzo, en este caso se hizo el estudio con canas de bambu de diametros pequenos.
Voy a publicar un innovador estudio de adobe con geomalla….
Yuri Villavicencio-Fdez - 28 agosto, 2011
Eso que anota muy acertadamente, es sólo una parte inicial del problema, que damos por sentado desde el punto de vista de la Mecánica de Materiales y el Diseño Estructural.
Mi preocupación principal en este punto es que seamos capaces de diferenciar el efecto de los componentes como la arcilla y la arena. Hay varios tipos, dependiendo del banco de préstamo y sus características mecánicas pueden ser mejores o peores, como sabemos por la Geotecnia de Carreteras. En lo que he revisado de la norma peruana,hasta el momento, sólo menciona una receta proporcional arcilla/arena, que la arcilla no debe tener mucha materia orgánica, etc., por lo que esto es aun muy general.¿Habrá una diferencia significativa que se pueda obtener al hacer este análisis?
¿Por qué hay construcciones de adobe que se mantienen después de sismos fuertes, en las mismas ciudades, en ciudades diferentes?¿Es necesario agregar paja o algún aglutinante orgánico o se obtienen mejores resultados moderando la cantidad de agua y comprimiendo los bloques con una energía específica?¿Cómo diseñamos un tamaño adecuado?…Todo esto sin considerar efectos sísmicos…ya eso otro es otro análisis.
Jose Rafael Cabrera Sepulveda - 28 agosto, 2011
Ese es otro tema nuevo: Un sismo magnitud 8 puede ser menos danino que uno magnitud 7. Ese es un articulo que vamos a presentar proximamente. Con referencia a la composicion quimica del suelo es importante y hay que hacerlo antes. Cuando hicimos las casas con bloque de adobe en el 1997 se hizo una prueba de suelos para conocer la composicion de la arcilla, que debe tener cierto indice de plasticidad pero tambien otras propiedades. Cuando estaba en Cuba realiando la Maestria en Construccion, mi profesor de Equipos de Construccion y Movimiento de Tierras me pidio que lo ayudara a sacar las formulas para el lodo bentonitico que se usaria estabilizando las paredes de tierra que se iban cortando cerca de los edificios de 10,15,20 y mas pisos.Lo primero era conocer si la arcilla eras mas calcica o mas sodica por su comportamiento electro-quimico y por ende su inestabilidad. En el articulo que voy a presentar, que considero lo mas revolucionario en adobe: Adobe con geomalla. Puede soportar sismos mayores a 8.0 Richter, tiene un manual de todo el proceso incluyendo la seleccion del material. No voy a incluirlo en el articulo para no alargar pero lo puedo facilitar.
Yuri Villavicencio-Fdez - 28 agosto, 2011
Es correcto, eso es lo que tenemos que ver primero.
Jose Rafael Cabrera Sepulveda - 28 agosto, 2011
El manual recomienda, si no se hace estudio de suelos, ya que la norma Peruana, para viviendas de area menor a 500 m2 no obliga, el metodo del frasco,la bolita y el badilejo. La del frasco que se que la conoces es llenar por la mitad con la arcillas, llenar con agua, revolver y esperar 6 horas….ya sabes. El de la bolita es apretar una muestra de arcilla y si se agrieta es porque tienen mucha arena…
Yuri Villavicencio-Fdez - 28 agosto, 2011
A mi se me ocurre que una vez que en un país se lleve a cabo una caracterización rigurosa de la geología, se pueden referir los resultados de estas pruebas «rápidas» de manera más adecuada, ya que son pruebas mecánicas que no consideran la química del suelo, como señaló en el comentario de arriba.