Esta tecnología se puso en práctica en la zona afectada por el terremoto del 15 de agosto del 2007 ocurrido en la costa sur del Perú.
Se construyeron dos módulos idénticos de adobe reforzado con geomalla de 3,25m
x 3,25m a escala natural y fueron sometidos a ensayos dinámicos en la mesa
vibradora del Laboratorio de Estructuras de la PUCP. Uno de los módulos fue
sometido a un movimiento unidireccional, paralelo a dos de sus muros y el otro en una dirección de 45° con respecto a sus cuatro muros. La geomalla utilizada como refuerzo fue la Tensar BX4100 y se colocó externamente en los muros cubriendo el 100% del área de éstos. Se comparan los resultados de ambos ensayos con un ensayo realizado previamente de un módulo de adobe no reforzado.
Además, se buscó evaluar la influencia en el comportamiento sísmico que existe al cambiar la orientación del módulo en la mesa vibradora de un grado de libertad, comparando los resultados de ambos ensayos.
Índice
1. Introducción
1.1. Antecedentes
1.2. Cartilla de Construcción de Adobe Reforzado con Geomalla
1.3. Objetivos
1.4. Metodología
2. Características de los Materiales
2.1. Adobe
2.2. Geomalla
2.2.1. Reglamentación para el Uso de Geomalla en Construcciones de Adobe
2.2.2. Ensayo de Control ASTM D6637
3. Diseño y Construcción de los Módulos
3.1. Características Físicas y Geométricas del Módulo
3.2. Características del Refuerzo con Geomalla
3.3. Verificaciones del Módulo según la Norma E.080 Adobe
3.4. Procedimiento Constructivo
4. Diseño del Ensayo
4.1. Introducción
4.2. Características del Ensayo
4.2.1. Características de la Mesa Vibradora
4.2.2. Señal Sísmica y Fases del Ensayo
4.2.3. Instrumentación del Ensayo Unidireccional
4.2.4. Instrumentación del Ensayo a 45°
5. Identificación Dinámica y Detección de Daños
5.1. Métodos de Identificación Dinámica Utilizados
5.1.1. Determinación del Periodo Natural de Vibración
5.1.2. Determinación del Coeficiente de Amortiguamiento
5.2. Métodos de Detección de Daños Utilizados
5.3. Caracterización de Daños en Construcciones de Adobe
6. Módulo No Reforzado – Ensayo Unidireccional (M000)
6.1. Introducción
6.2. Ensayo Dinámico
6.2.1. Fase 1 (Δ = 30mm)
6.2.2. Fase 2 (Δ = 80mm)
6.2.3. Fase 3 (Δ = 130mm)
6.2.4. Plano de Grietas en Muros
6.3. Interpretación de Resultados
6.3.1. Valores Máximos
6.3.2. Periodo Natural de Vibración y Coeficiente de Amortiguamiento
6.3.3. Cortante Basal vs. Desplazamiento Relativo
6.3.4. Envolvente Cortante Basal vs. Desplazamiento Relativo
7. Módulo Reforzado – Ensayo Unidireccional (M100-T4100)
7.1. Introducción
7.2. Ensayo Dinámico
7.2.1. Fase 1 (Δ = 30mm)
7.2.2. Fase 2 (Δ = 80mm)
7.2.3. Fase 3 (Δ = 130mm)
7.2.4. Plano de Fisuras del Tarrajeo
7.2.5. Plano de Daños de la Geomalla
7.2.6. Plano de Fisuras y Grietas de Muros
7.3. Interpretación de Resultados
7.3.1. Valores Máximos
7.3.2. Periodo Natural de Vibración y Coeficiente de Amortiguamiento
7.3.3. Cortante Basal vs. Desplazamiento Relativo
7.3.4. Envolvente Cortante Basal vs. Desplazamiento Relativo
8. Módulo Reforzado – Ensayo a 45° (M100-T4100D)
8.1 Introducción
8.2. Ensayo Dinámico
8.2.1. Fase 1 (Δ = 30mm)
8.2.2. Fase 2 (Δ = 80mm)
8.2.3. Fase 3 (Δ = 130mm)
8.2.4. Plano de Fisuras del Tarrajeo
8.2.5. Plano de Daños de la Geomalla
8.2.6. Plano de Fisuras y Grietas de Muros
8.3. Interpretación de Resultados
8.3.1. Valores Máximos
8.3.2. Periodo Natural de Vibración y Coeficiente de Amortiguamiento
8.3.3. Cortante Basal vs. Desplazamiento Relativo
8.3.4. Envolvente Cortante Basal vs. Desplazamiento Relativo
9. Discusión de Resultados
9.1. Comportamiento Sísmico
9.2. Envolvente Cortante Basal vs. Desplazamiento Relativo
9.3. Periodo Natural de Vibración y Coeficiente de Amortiguamiento
9.4. Estimación y Variación de la Rigidez
10. Conclusiones y Recomendaciones Constructivas
10.1. Conclusiones
10.2. Recomendaciones Constructivas
Objetivos y Temas de la Investigación
El objetivo principal de esta tesis es validar la eficacia del sistema constructivo de viviendas de adobe reforzadas con geomallas, analizando su comportamiento dinámico bajo diversas condiciones sísmicas y evaluando la influencia de la dirección del movimiento estructural.
- Evaluación del comportamiento sísmico de módulos de adobe reforzados con geomalla Tensar BX4100.
- Comparación del desempeño sísmico entre módulos no reforzados y módulos reforzados externamente.
- Análisis de la influencia de la orientación del módulo (unidireccional vs. 45°) en la respuesta sísmica.
- Estudio de la degradación de la rigidez y los parámetros dinámicos (periodo y amortiguamiento) tras la aplicación de cargas sísmicas.
- Validación técnica del procedimiento constructivo para la reconstrucción de viviendas en zonas afectadas por sismos.
Auszug aus dem Buch
1.1. Antecedentes
El Perú es un país altamente sísmico por encontrarse en el denominado Círculo de Fuego del Pacífico – región que bordea el Océano Pacífico y que es escenario del 75% de la sismicidad del planeta – ya que muy cerca de sus costas se encuentra la colisión de la placa continental de Nazca y la placa Sudamericana, creando una presión tectónica que eventualmente libera energía manifestándose en sismos de diversa magnitud.
El uso del adobe como material de construcción es muy común en zonas rurales del país por ser asequible y de bajo costo, sin embargo, es un material muy vulnerable a los terremotos. A raíz del terremoto de Ancash del 31 de Mayo de 1970, el cual ocasionó la muerte de casi 70 000 personas y la destrucción de una gran cantidad de edificaciones de adobe, se inició formalmente las investigaciones sistemáticas sobre el adobe.
Recientemente, en el año 2007, se realizó el Censo Nacional llevado a cabo por el Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) que mostró que el 34.8% de viviendas en el Perú (2 229 715 viviendas) son de adobe o tapial. Más aún, en zonas rurales este porcentaje se eleva a 68.5% (1 102 798 viviendas). Sin embargo, si bien el porcentaje de viviendas de tierra con respecto al total de viviendas ha venido disminuyendo en el Perú en los últimos años, el número global de estas viviendas sigue aumentando. Es por estos motivos que la investigación en el reforzamiento de viviendas de adobe sigue siendo de vital importancia y desde sus inicios, en la PUCP específicamente, se han propuesto diferentes soluciones.
Resumen de Capítulos
1. Introducción: Se describen el contexto sísmico del Perú, la importancia del adobe en la vivienda rural y los objetivos de la investigación para el reforzamiento con geomallas.
2. Características de los Materiales: Detalla las propiedades físicas de los adobes utilizados y analiza las características técnicas y mecánicas de la geomalla Tensar BX4100 mediante ensayos.
3. Diseño y Construcción de los Módulos: Explica la geometría, el proceso constructivo, el uso de rafia para el refuerzo y las verificaciones normativas de los módulos ensayados.
4. Diseño del Ensayo: Describe el uso de la mesa vibradora, la señal sísmica aplicada, las fases del experimento y la instrumentación utilizada para la toma de datos.
5. Identificación Dinámica y Detección de Daños: Presenta los fundamentos teóricos y los métodos experimentales utilizados para medir cambios en periodos, rigidez y daños estructurales.
6. Módulo No Reforzado – Ensayo Unidireccional (M000): Evalúa el comportamiento del módulo de referencia sin refuerzo, documentando sus fallas bajo carga sísmica.
7. Módulo Reforzado – Ensayo Unidireccional (M100-T4100): Analiza la mejora en el desempeño sísmico del módulo reforzado y la distribución de fisuras tras el ensayo unidireccional.
8. Módulo Reforzado – Ensayo a 45° (M100-T4100D): Examina el impacto de un movimiento diagonal sobre la estructura reforzada y la respuesta mecánica resultante.
9. Discusión de Resultados: Compara el rendimiento sísmico de los tres módulos, discutiendo el aporte de la geomalla a la resistencia y ductilidad de la estructura.
10. Conclusiones y Recomendaciones Constructivas: Sintetiza los hallazgos principales y ofrece pautas técnicas para optimizar el proceso de construcción con geomallas.
Palabras Clave
Adobe, Geomalla, Reforzamiento sísmico, Vivienda rural, Mesa vibradora, Comportamiento dinámico, Rigidez, Disipación de energía, Ingeniería antisísmica, Sismorresistencia, Análisis modal, Daño estructural, Construcción de tierra, Refuerzo externo, Ensayos dinámicos.
Preguntas Frecuentes
¿De qué trata este trabajo de investigación?
La tesis evalúa el comportamiento sísmico de módulos de adobe reforzados con geomallas, con el fin de validar una técnica constructiva económica y eficaz para viviendas en zonas rurales, previniendo su colapso ante sismos severos.
¿Cuáles son los temas centrales tratados?
La investigación aborda el reforzamiento sísmico, las propiedades mecánicas de la geomalla Tensar BX4100, la caracterización de daños, la identificación dinámica de estructuras de adobe y la comparación entre diferentes orientaciones de carga sísmica.
¿Cuál es el objetivo principal del estudio?
El objetivo es comprobar y validar el desempeño sismorresistente del sistema de adobe reforzado con geomalla presentado en la cartilla de la PUCP, comparándolo con un módulo de referencia no reforzado.
¿Qué metodología se utiliza en el experimento?
Se emplearon ensayos dinámicos en una mesa vibradora, donde módulos a escala natural fueron sometidos a señales sísmicas incrementales, registrando aceleraciones, desplazamientos y daños estructurales.
¿Qué se analiza en los capítulos principales?
Se analiza el diseño y construcción de los módulos, las propiedades de los materiales, la instrumentación técnica y la interpretación detallada de los resultados para cada configuración de ensayo realizada.
¿Qué palabras clave definen mejor esta investigación?
Los términos principales son adobe, geomalla, reforzamiento sísmico, sismorresistencia, mesa vibradora y análisis de rigidez estructural.
¿Cómo influye la orientación del módulo en los resultados?
Se observó que el ensayo diagonal a 45° generó una respuesta diferente comparada con el ensayo unidireccional, evidenciando fallas por deslizamiento y una redistribución de esfuerzos distinta en los muros.
¿Qué papel juega la geomalla en el refuerzo?
La geomalla actúa confinando los muros, distribuyendo los esfuerzos de tracción y permitiendo que la estructura disipe energía de manera dúctil, evitando así el colapso repentino típico del adobe no reforzado.
¿Es recomendable esta tecnología para construcciones rurales?
Sí, la investigación valida su uso como una solución económica y técnica ante sismos severos, aunque se sugieren mejoras en los procesos constructivos de amarre y tejido de traslapes para optimizar el rendimiento.
- Arbeit zitieren
- Gino Aldo Bossio Rodriguez (Autor:in), 2011, Evaluación del comportamiento sísmico e influencia de la dirección del movimiento en módulos de adobe reforzado con geomalla, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/178909
