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universidadsan pedro

ESCUELA DE INGENIERA CIVIL

PROPUESTA DE DISEO DE CONSTRUCCIN DE VIVIENDA CON ADOBE MEJORADO EN LA ZONA SIERRA DEL DISTRITO DE CATAC - RECUAY- 2013

Tesis para Pre grado del curso de Seminario de Tesis I

AUTOR

ASESOR:Dr. FERNANDO VEGA HUINCHO

Huaraz Ancash Per2013

AGRADECIMIENTO

Dedico este trabajo de investigacin a mis queridos padres que con sus consejos y apoyo desinteresado siempre me motivaron a seguir adelante.xxxx

DEDICATORIA

Agradezco a la Universidad San Pedro por la formacin profesional y por ser una institucin fundamental en el logro de mis metas y objetivos personales.

Al asesor Mag. Vctor Villegas Zamora por el tiempo dedicado, la paciencia y sabios consejos. Los autores

PLAN DE INVESTIGACIN1.1. ANTECEDENTES Y FUNDAMENTACIN CIENTFICAANTECEDENTESHassan Fathy fue un notable arquitecto egipcio pionero en el uso de la tecnologa de la construccin con adobe, que es aun hoy considerada apropiado en Egipto. Restableci el uso del adobe empleando mtodos de diseo y materiales antiguos. Integr la situacin econmica rural del pas con el amplio conocimiento de la arquitectura antigua y tcnicas de diseos de ciudades. Entren a los habitantes locales para construyeren sus propias casas y dej al mundo su gran legado.A nivel nacional, Quispe y Rondn (2012), en su tesis para optar el ttulo de Ingeniero Civil realizado en la Pontificia Universidad catlica del Per, abordan el problema de las edificaciones en adobe. Presenta una propuesta integral de reforzamiento para edificaciones existentes de adobe. Hizo un anlisis comparativo entre dos alternativas de reforzamiento para edificaciones existentes de adobe: Geomalla y Malla Electro soldada, seleccionndose la mejor. Segundo, se hizo el anlisis y diseo de los elementos estructurales de refuerzo de la mejor alternativa. Tercero, se present la propuesta de reforzamiento y se capacit a los pobladores. Concluye que se dieron soluciones prcticas para corregir las deficiencias encontradas.

Hace poco ms de tres dcadas, investigadores de la Pontificia Universidad catlica del Per han estudiado y desarrollado sistemas de refuerzo exitosos para las construcciones de adobe. Refuerzos de madera y varillas de acero (Corazao y Blondet 1973), estos investigadores dieron resultados positivos en ensayos estticos sobre una mesa inclinable. Un refuerzo basado en una malla de caa interna (Blondet et al. 1988), han mejorado la respuesta ssmica en construcciones de adobe. Asimismo, la colocacin de una malla electro soldada externa en franjas horizontales y verticales, simulando vigas y columnas, cubierta por un tarrajeo de cemento-arena (Zegarra et al. 1996), ha protegido satisfactoriamente a viviendas de adobe frente a sismos (Quiun et al. 2008, San Bartolom et al. 2008).

Chuquimia, Haider y Qiun (2006), en su trabajo de investigacin realizada en GTZ y la Pontificia Universidad Catlica del Per, abordan el problema de edificaciones con adobe en oficinas institucionales del Proyecto Gestin de Riesgo de Desastres Naturales con enfoque de Seguridad Alimentaria de GTZ y COPASA, en la Sierra de la regin Arequipa, en el Sur del Per. Su construccin promueve el uso de la tecnologa de refuerzo exterior en muros usando mallas electro soldadas, adems comprueba que su aplicacin en viviendas pequeas, puede ser replicada con facilidad en locales comunales, postas de salud o colegios. Con los resultados los investigadores esperan que tambin se interesen los gobiernos locales y organismos del estado, que promueven construcciones de infraestructura urbana, o programas de vivienda de inters social a aplicar esta alternativa tecnolgica en sus proyectos; ms an, conociendo que es un sistema econmico, sismorresistentes, utiliza materiales locales y es acorde con escenarios andinos tradicionales. Concluye que con su investigacin demuestran que se cuenta con una tecnologa sismo resistente que puede ser usada con versatilidad tanto en construcciones de viviendas pequeas como en edificaciones pblicas. Adems confirma la nobleza del adobe como material constructivo, confortable, econmico, trmico y con mucho potencial respecto de su duracin y acabados, constituyendo una alternativa seria para las poblaciones de reas rurales de la Sierra peruana.

Existen otros tipos refuerzos ssmicos adecuados para viviendas de adobe que han sido estudiados en los laboratorios de la Pontificia Universidad catlica del Per. Por ejemplo, se ha investigado la accin de un refuerzo de mallas de polietileno (geomallas) fijadas a los muros de adobe. Este refuerzo ha dado resultados ms que satisfactorios en ensayos de simulacin ssmica (Blondet et al. 2008b). Tal es as, que este material ya ha sido aprobado por el Comit Tcnico de la Direccin de Construccin del Ministerio de Vivienda, Construccin y Saneamiento como refuerzo para las construcciones de adobe y fue anexado a la Norma Tcnica Peruana E.080 de adobe el da 28 de Marzo del 2008.

Despus del sismo de Ica 2007 la PUCP en cooperacin con CARE Per, FORSUR (organismo creado para hacerse cargo de la reconstruccin de las reas afectadas por el terremoto de Pisco), la Agencia Suiza para el Desarrollo y Cooperacin (COSUDE), y GTZ disearon un programa de capacitacin masiva dirigido a la poblacin afectada por el terremoto con la finalidad de reducir la vulnerabilidad ssmica de construcciones de tierra (Rubios, 2009).

Producto de las investigaciones se han elaborado manuales de capacitacin para la construccin de viviendas de adobe tales como el Manual tcnico para el reforzamiento de las viviendas de adobe existentes en la costa y sierra (GTZ-CERESIS-PUCP, 1997), Manual para elaborar adobes mejorados y Manual de construcciones sismo resistentes en adobe (GTZ-PUCP, 2005), Construccin de casas saludables y sismorresistentes de adobe reforzado con geomallas zona costa y zona sierra (Vargas, et al., 2007), Manual de construccin con adobe reforzado con geomallas de viviendas de bajo costo saludables y seguras (Blondet, 2010).FUNDAMENTACION

1.2. JUSTIFICACIN DE LA INVESTIGACINEl presente proyecto de investigacin se justifica en las dimensiones:Econmica. Permitir reducir los costos de construccin de una vivienda adecuada y digna para la poblacin de bajos recursos econmicos, hacindola ms accesible a dicha poblacin.

Operativa.El diseo otorgar a los pobladores del Distrito de Catac los procesos tcnico constructivo con adobe mejorado, as como la elaboracin del adobe mejorado.Justificacin tcnica.El diseo presentar e indicar a los pobladores del Distrito de Catac las tcnicas y tecnologa necesaria para poder llevar a cabo los procesos constructivos del diseo propuesto.

Las caractersticas tcnicas del adobe mejorado van a contribuir en la construccin de una vivienda ms segura que las actuales dentro de la zona de estudio.

Social.Este tipo de viviendas causar un gran impacto social positivo en la forma de vida de la poblacin beneficiada otorgndoles un modo de vida digna, segura y confortable. Permitir acceder a una vivienda digna y segura a una poblacin significativa del Distrito de Catac.

1.3. PROBLEMADesde que el hombre apareci en la tierra tuvo necesidad de un lugar donde vivir, y especficamente de una vivienda que le pueda cubrir de las inclemencias del clima, darle privacidad, seguridad, etc.La mayora de las viviendas de adobe existentes en el mundo ha sido construida por familias de pocos recursos que no tienen acceso a materiales de buena calidad ni a supervisin tcnica adecuada. Como consecuencia, estas viviendas resultan ser sumamente vulnerables ante los sismos y cada vez que ocurre un terremoto ellas colapsan o sufren daos importantes, causando muertes, lesiones y prdida de propiedades. Adems, muchas viviendas de adobe no cuentan con servicios de agua potable y desage, sus cocinas son rudimentarias, y no tienen una ventilacin adecuada. Estas deficiencias son usualmente causa de enfermedades en sus ocupantes, innecesarias y fcilmente evitables.

La vivienda constituye el ambiente ntimo del hombre, donde permanece ms de la mitad de su vida. Es la unidad vital para un adecuado nivel de vida de la poblacin, debido a los mltiples servicios que le brinda para hacer su existencia ms confortable. Es por ello que en nuestro pas se deben diferenciar los aspectos sociales y culturales que singularizan la unidad de vivienda correspondiente con la diversidad geogrfica del Per.

La construccin a base de adobe o tierra apisonada, se encuentra muy extendida en el Per. Se puede decir que es el tipo de edificacin caracterstico en las zonas urbanas donde se levantan las viviendas de los sectores sociales de reducidos ingresos econmicos. Igualmente, constituye la construccin predominante en las zonas rurales.

La vivienda a base de tierra es construida en los medios rurales y parcialmente en los barrios marginados o barriadas, por el carcter tradicional de este material, por ser un material de fcil disponibilidad y bajo costo, as como por adaptarse a la prctica de la autoconstruccin.

El adobe se encuentra igualmente en viviendas urbanas de calidad, construidas en las tres primeras dcadas del siglo, el presente tugurizadas en gran proporcin. En las modernas barriadas, compiten ventajosamente con el adobe las construcciones de albailera de ladrillo. Los mayores ingresos y el tipo de trabajo permanente en la industria hacen inconveniente la autoconstruccin.

Para Rubios (2009), muchas de las personas que construyen con adobe en el Per, y en el mundo, no tienen los conocimientos ni la asistencia tcnica necesaria para construir viviendas reforzadas ssmicamente, lo que hace que sus construcciones sean muy vulnerables a los terremotos. Esto se evidenci con la destruccin total de las viviendas de adobe durante el terremoto del 15 de Agosto del 2007 en Pisco (Per). Aun as, muchas personas van a seguir construyendo sus viviendas con adobe dado que esta tecnologa es simple y no demanda grandes recursos econmicos.

Los procesos de construccin con unidades de adobe tiene como problema que la tcnica tradicional con este tipo de material no incluya el uso de refuerzo ssmico, debido a que muchas personas que construyen con este material desconocen los mtodos de reforzamiento existentes. Una forma de reducir la vulnerabilidad ssmica de las construcciones de adobe y, de esta manera, aumentar la calidad de vida de sus ocupantes es difundir los mtodos de refuerzo ssmico desarrollados y capacitar a las personas para que los utilicen en la construccin de su vivienda sismorresistente.

Las construcciones de adobe en el centro poblado de Catac presentan las mismas deficiencias de construccin y de elaboracin de unidades de construccin. Desde tiempos remotos, los habitantes de Catac han construido y siguen construyendo viviendas de adobe, posterior al sismo ocurrido (1970), esta poblacin empez a construir sus viviendas de material noble pero el costo de construccin de una vivienda convencional gener un costo elevado y este tipo de construccin no fue accesible para la poblacin de escasos recursos econmicos, problema latente hasta el da de hoy; consecuencia de ello es que se tiene una significativa cantidad de poblacin vulnerable a las inclemencias del clima y de los sismos.

Las construcciones de adobe son muy comunes en la ciudad de Catac y los pueblos aledaos. Se construyen por su bajo costo y facilidad de construccin, sin respetar normas tcnicas de construccin. En el pas, especficamente en el departamento de Ancash, segn el Instituto Nacional de Estadsticas e Informtica (INEI), el 60 % de la poblacin de Catac vive en viviendas construidas de adobe, debido a los escasos recursos econmicos que poseen, este tipo de infraestructura no ofrece resistencia ante un evento ssmico, ya que se construye sin apoyo tcnico adecuado.

Los pobladores que no cuentan con una vivienda de material noble o lo tiene de adobe u otro material precario presentan los siguientes problemas: La nula resistencia a eventos ssmico de mediana magnitud, poniendo en peligro la vida de sus habitantes. Probabilidad de muerte segura de los habitantes en casos de sismos de magnitud siete o superior en la escala de Ritcher. Probabilidad de accidentes totales o parciales en la eventualidad del sismo. Desmoronamiento de las paredes de adobe con el paso del tiempo o debido a las lluvias y la humedad del ambiente. Deficiencias en la salud de la familia, ya que estn propensos a contraer mltiples enfermedades. Inseguridad para los integrantes de la familia. Estn expuestos al peligro de un derrumbe de sus casas con un sismo de mediana intensidad, la cual tiene mayor probabilidad de poder ocurrir. Mayor exposicin a los severos cambios climticos, tales como lluvias, granizadas y vientos fuertes.

Muchos de los pobladores que construyen con adobe en el distrito de Catac no tienen los conocimientos bsicos de la construccin con adobe ni la asistencia tcnica necesaria para construir viviendas reforzadas ssmicamente, lo que hace que sus construcciones sean muy vulnerables a los terremotos incluso de intensidad media. Son conscientes de los diferentes peligros que amenazan su seguridad, sin embargo ignoran la vulnerabilidad de sus construcciones de tierra y de las formas para mitigarlos.

De no superarse el problema de la tecnologa actual de los procesos de construccin de vivienda en la localidad en estudio, la poblacin seguir viviendo inmersa dentro de condiciones de inseguridad, condiciones desfavorables de una vida digna, en una vivienda que brinda alto nivel de riesgos que con un poco de dedicacin e identificacin por parte del Estado y de los profesionales egresados de universidades puedan contribuir a mejorar la situacin problemtica en la que estn viviendo.

Seleccin del problemaLa presente investigacin aborda el problema de la construccin de viviendas con adobe convencional y sus diseos o procesos de construccin de viviendas en la zona Sierra del Distrito de Catac de la Provincia de Recuay.Formulacin del problemaCmo mejorar la construccin de viviendas de adobe en la zona Sierra del Distrito de Catac de la Provincia de Recuay?

1.4. MARCO TEORICO1.4.1. ADOBE MEJORADO 1.4.1.1.. AdobeEl adobe es un ladrillo hecho con barro en donde la materia prima predominante es la tierra o barro, aunque en la mayora de los casos ha sido utilizado en zonas costeras o zonas desrticas y ridas, tambin ha sido utilizado y adaptado como muros de diferentes formas en muchos pases y climas lluviosos. La mezcla ideal contiene un 20% de arcilla y un 80% de arena. Estos materiales, mezclados con agua, adquieren una forma ms fluida que permite volcarla en formas de madera con las dimensiones buscadas. Cuando parte del agua se evapora, el ladrillo es capaz de sostenerse por s mismo, se remueve la forma y se completa el secado al sol. La cura completa toma unos 30 das. Es entonces cuando el adobe se vuelve ms resistente (Palacios, 2012).

Es un ladrillo de barro sin cocer. Es el material ms usado en construcciones rurales y en construcciones econmicas de un solo piso. El adobe estabilizado: adobe en el que se ha incorporado otros materiales, con el fin de mejorar sus condiciones de estabilidad ante la presencia de humedad.A la paja se la considera comnmente como parte esencial del ladrillo de adobe. Esto no es cierto y los ladrillos de adobe contemporneos no la usan. Su uso se crey importante para dar rigidez al adobe, o evitar rajaduras al secarse. Lo cierto es que si la proporcin de arcilla y arena es la correcta, no se la necesita. Si el adobe se raja al secarse es porque tiene mucha arcilla.

Grfico N 01. Adobe utilizado en zona SierraEl adobe puede ser tecnificado, se hace con tierra del sitio o de la regin la cual debe de contar con arcilla, limos, arenas y gravas. Se estabilizada con cemento, lo cual consiste en evitar cambios volumtricos y obtener a la vez mayor resistencia a la compresin, a la intemperie y humedad. Este material est entre los sistemas constructivos que se basan en el uso de suelo-cemento. Se trata de un sistema modular que consta de blocks de suelo-cemento que se fabrican compactados a alta presin hidrulica, usados como elementos de mampostera tradicional y que pueden ser slidos, huecos, y en forma de dala o en U, facilitando traslapes y amarres de varillas.

La tpica vivienda de adobe en el Per posee 1 o 2 pisos. La mayora, en especial las de la zona rural, no cuentan con sobre cimientos adecuados. El espesor de los muros es variable, desde 0,30m hasta 1,00 m (antiguas casonas). Las habitaciones son espaciosas (en especial la sala). Las cocinas y los baos se encuentran, generalmente, fuera de la vivienda. Poseen un espacio en la parte posterior utilizado como depsito o para la crianza de animales. El techo est compuesto por troncos de eucalipto o caa apoyados sobre los muros, con pendientes a una o dos aguas. La cobertura de los techos es de caa chancada y sobre esta se coloca una torta de barro; otras viviendas utilizan tejas o calaminas.

1.4.1.2. Composicin del adobeLa arcilla es un mineral formado por la disgregacin de diversos tipos de roca, bajo la accin de los agentes atmosfricos. Contiene como componente principal el xido de Silicio (SiO2) llamado silicato; y el xido de Aluminio (Al2O3) llamado almina. Las dimensiones de los cristales de arcilla es muy pequea (inferiores a 2 micrones) y a menudo tienen una forma hexagonal. Cada cristal est formado por una serie de delgadas hojas (en diversas cantidades).

Grfico N 02. Cristales de arcilla

Cada hoja es llamada paquete porque est compuesto de 2 o 3 estratos de silicato y almina. Los silicatos son el grupo de minerales de mayor abundancia, pues constituyen ms del 95% de la corteza terrestre, adems del grupo de ms importancia geolgica por ser petrognicos, es decir, los minerales que forman las rocas. Todos los silicatos estn compuestos por silicio y oxgeno. Estos elementos pueden estar acompaados de otros entre los que destacan aluminio, hierro, magnesio o calcio.

Cada paquete trae sobre su superficie grupos oxhdricos (OH) con sus respectivas cargas negativas, es por este motivo que los iones positivos pueden restar nter polaridad entre ellos.

Grfico N 03. Composicin del paquete de arcilla

La molcula de agua que posee cargas elctricas de ambos signos, viene atrada en el espacio que existe entre ambos paquetes, causando un desmembramiento general de la arcilla.

Grfico N 04. Desmembramiento de la arcillaEn ambiente seco se pierde agua y la arcilla se contrae. La arcilla es plstica porque los paquetes resbalan el uno sobre el otro a la ms dbil presin.

Grfico N 05. Composicin del paquete de arcilla

Si agregamos ms agua a la arcilla hmeda, entonces tendremos una completa dispersin.

Grfico N 06. Dispersin del paquete de arcilla

1.4.1.3. Tipos de adobesAdobe Cnico: Nuestros antepasados de la cultura Sechn usaron este tipo de adobe, se colocaban en disposicin horizontal con la punta hacia adentro para formar los perfiles externos. Se han encontrado en: Sechin, Moxeque, Punkuri. (Casma-Departamento de Ancash).

Grfico N 07. Adobe cnico

Adobe Cilndrico: Este tipo de adobe que tiene la apariencia de un cilindro slido ha sido encontrado en el flanco Oeste del cerro de Sechn. (Casma-Departamento de Ancash).

Grfico N 08. Adobe cilndricoAdobe Cnico Truncado: Este tipo de adobe utilizado por nuestros antepasados ha sido encontrado en Trujillo en el sector denominado Caahuaca de Laredo.

Grfico N 09. Adobe truncadoAdobe paraleleppedo: Es el tpico adobe de forma de paralelepdo. Se coloca alternadamente en forma longitudinal y transversal para obtener una estructura compacta. Se han encontrado este tipo de adobe en casi todas las culturas, y has la actualidad se sigue utilizando. Sitios: Huaca del Sol (Trujillo) Huaca de la Luna (Trujillo) Paamarca (Lambayeque).

Grfico N 10. Dispersin del paquete de arcillaAdobitos: Son pequeos ladrillos de barro secados al sol y usados para la construccin de muros. Su forma es la de un rectngulo y sus medidas promedio son: 17 centmetros de alto por 11 centmetros de ancho por 7 centmetros de profundidad. Los colocaron "de pie", con la cara ms angosta hacia el frente, unos junto a los otros como libros en un librero, de all que a esta tcnica se le conoce como la "tcnica del librero". Usaron como argamasa el barro el que colocaron entre fila y fila horizontal de adobitos, mas no entre ellos, creando un angosto espacio vaco.

Colocados en fila como libros en un estante sobre dos hiladas colocados en soga, formando parmetros anchos y slidos que deberan contener el relleno de tierra, grava y cantos rodados, para lograr la elevacin de volmenes piramidales. Sitios: Huaca Pucllana o Juliana (Lima) Huaca Aramburu (Lima) Cajamarquilla (Lima)

Grfico N 11. Dispersin del paquete de arcilla

Adobones: Las construcciones ms antiguas estaban hechas de adobones de barro arenoso, con un revoque tambin arenoso, de esa arena gruesa de San Luis, bastante descascarado () son muy resistentes y muy aislantes.Los adobones estn compuestos de barros apisonados y escasamente se han encontrado con contenidos de paja. A pesar de sus tamaos, para su produccin se utilizan gaveras de madera. Para el secado es trasladado al sitio de la edificacin. Sitio: Cajamarquilla (Lima).

Grfico N 12. Adobones de barro

2.2.4. Ventajas y desventajasVentajas del adobe

Baja conductividad trmica que vuelve las construcciones de adobe tan acogedoras. La materia prima est siempre presente en el lugar de construccin con el ahorro consiguiente en su transporte. Abundancia de la materia prima Se puede construir de manera artesanal y con tecnologa Facilidad de produccin y construccin No requiere de mucha instrumentacin No se utiliza fierro y escaso cemento Buen aislante acstico. Regulador ambiental en cuanto a temperatura Facilidad de trabajarlo en la construccin

Desventajas del adobe El adobe es higrfilo, es decir tiende a absorber la humedad atmosfrica cuando el aire est saturado de manera que por ello pierde su resistencia a los esfuerzos, aun los de su propio peso. En la sierra, despus de una lluvia prolongada por varios das, algunas paredes se desploman sin intervencin de ninguna otra fuerza, debido a la humedad del ambiente. Su resistencia a la compresin es baja (de 3 a 5 Kg. por cm2) cuando est seco y pueden considerarse nulas a los esfuerzos de traccin. Nula o poca elasticidad, las deformaciones por esfuerzos no se recobran, y los esfuerzos para deformarla son muy bajos. No es recomendable para construcciones de ms de uno o dos pisos. Son vulnerables al deterioro y exigen mayor mantenimiento Contaminacin cuando se usa tierra de cultivo.

1.4.1.4. Factores que afectan las construcciones de adobeProcesos qumicos que afectan a viviendas de adobeDisolucin: La disolucin (solucin o corrosin) es un proceso fsico que consiste en la disociacin de las molculas en iones gracias a un agente disolvente, en nuestro caso el agua. Este proceso no implica ninguna transformacin en la composicin qumica del material disuelto. Una vez disueltos los materiales se precipitan al desaparecer el agente disolvente. Frecuentemente esta precipitacin se hace en el mismo lugar de la disolucin.Tras la disolucin aparecen residuos insolubles, residuos de disolucin, como la arena y la arcilla de descalcificacin: terra rossa o arcillas con slex. Los elementos disueltos tambin pueden precipitar tras una migracin.

Hidratacin: La hidratacin afecta a las rocas por minerales cuyos compuestos reaccionan con el agua fijando sus molculas. Afecta a rocas con un metamorfismo dbil (esquistos, pizarras) compuestas por silicatos alumnicos que al hidratarse se transforman en arcillas, ms sensibles a los agentes erosivos.

Tambin afecta a algunas evaporitas, como la anhidrita que se transforma en yeso. La hidratacin es ms eficaz cuanto mayor es la humedad y la temperatura, y la existencia de una cobertera vegetal.

Hidrolisis:La hidrlisis es un proceso qumico que consiste en el desdoblamiento de una molcula en presencia del agua (concretamente los iones H+, que hacen que el agua se comporte como un cido dbil). La consecuencia es la destruccin de los edificios cristalinos, dando lugar a la progresiva separacin y lavado de la slice, la mica, los feldespatos y cualquier otro elemento que componga la roca. Como consecuencia se forman minerales arcillosos y residuos metlicos arenosos.

Se puede apreciar tres grados de alteracin hidroltica, en funcin de las caractersticas de la argilizacin. En el primer grado se forman arcillas montmorillonticas, caracterizadas por la presencia de complejos silicatos alumnicos y slice. Son de color ocre o rojo y muy plsticas, por lo que absorben grandes cantidades de agua, lo que hace aumentar su volumen. En el segundo grado se forman arcillas caolinticas, caracterizadas por la escasez de slice y la neoformacin de arcillas claras, que tienen una menor capacidad de absorcin de agua. El caoln es la arcilla y la caolinita el silicato alumnico hidratado. El tercer grado consiste en la laterizacin, cuando se ha eliminado totalmente el slice y en las arcillas se concentran elementos residuales en forma de hidrxidos de aluminio y hierro, los cuales pueden formar corazas de gran consistencia (lateritas). Se trata de una arcilla endurecida, como un ladrillo muy frecuente en los pases tropicales hmedos.Formacin de cristalesSe produce como consecuencia de la presencia de agua (lluvias) la humedad propicia la cristalizacin de sales en solucin que conllevan al aumento del volumen; este efecto es reflejo de la actividad producida principalmente por los iones presentes en el adobe.Factores climatolgicos que afectan a viviendas de adobe

El adobe se puede ver afectado por las siguientes causantes en relacin a su estado de conservacin, estas causas son el reflejo de constantes y peridicos efectos sobre el objeto de estudio. De esta manera las propiedades fsicas ms afectadas que se ha podido identificar en la zona de estudio son las siguientes:

Fluctuaciones de temperaturaLa temperatura en la zona flucta entre 4 C y 15 C, el frio es seco, el adobe est expuesto a variaciones de temperatura, pero el ms predominante es el frio, con frecuencia se observan calentamientos en el medio da y enfriamiento por las altas horas de la noche y madrugada, produciendo un coeficiente de expansin y contraccin diverso que afecta al adobe y al muro en su conjunto.

Lluvias Las lluvias humedecen las paredes o muros de adobe, las debilitan y carcomen su estructura fsica, producen grietas y desprendimientos de partes del adobe cuando ste no est debidamente protegido. La humedad conduce a la prdida de resistencia del muro.

VientoEn las zonas Sierras como Catac, como es el caso de estudio, los vientos son fuertes y varan en direcciones, si el adobe est bien elaborado el viento afecta muy poco en su estructura fsica, pero afecta considerablemente en los techos de calaminas de las viviendas. Los vientos fuertes generalmente producen arrastre de material en formas de partculas causando erosin del adobe, la erosin disminuye las dimensiones del adobe y conduce a la perdida de resistencia a la compresin.Factores ssmicosEl Per es uno de los pases de Sudamrica ubicados dentro del Cinturn del fuego del Pacfico, un rea que engloba ms del 80% de la actividad ssmica en el mundo. Esta actividad ssmica es producida por la constante interaccin de las placas tectnicas ubicadas en la zona, la cual ha ocasionado numerosos terremotos en la parte occidental de Sudamrica. Muchos de ellos tuvieron gran magnitud y causaron destruccin y numerosas prdidas materiales y de vidas humanas (Kuroiwa, 2002).En el pas han ocurrido terremotos devastadores, uno de ellos se produjo el 31 de Mayo de 1970, el cual ocasion la muerte de aproximadamente 70,000 personas y la desaparicin total del poblado de Yungay. En Noviembre de 1996, en el sur del Per, se produjo otro terremoto que caus gran destruccin, dejando ms de 90,000 damnificados, cerca de 5,000 viviendas destruidas y ms de 10,000 viviendas afectadas (INDECI 2006). En Junio del 2001, un nuevo terremoto en el sur del Per dej el saldo de 83 personas fallecidas, cerca de 220,000 damnificados, alrededor de 37,000 viviendas afectadas y aproximadamente 22,000 viviendas destruidas (INDECI, 2001).

Grfico N 13 Mapa del distrito de Catac

El 15 de agosto del 2007 se produjo un gran terremoto de 7.0 en la escala de Richter frente a la zona de Pisco, el cual tuvo una duracin aproximada de 210 segundos y que afect a los departamentos de Lima, Ica y Huancavelica. El epicentro del terremoto, con coordenadas 13,49 S y 76,85 W, se ubic a 74 km al oeste de la ciudad de Pisco y a 26 km de profundidad (Tavera et al, 2008b).

Las propiedades sismorresistentes de las construcciones de adobe no reforzadas son muy bajas, el mal comportamiento ssmico de estas construcciones se debe al gran peso de la estructura (peso del adobe), a su baja resistencia y a su comportamiento frgil. Durante terremotos severos, estas construcciones desarrollan grandes fuerzas de inercia que son incapaces de resistir, y por ello fallan violentamente (Blondet et al. 2003). Una de las fallas ms comunes durante un sismo en las construcciones de adobe es la aparicin de grandes grietas verticales en los encuentros de los muros, esto se debe a fuerzas fuera del plano, los muros caen ocasionando el colapso del techo. Otro tipo de falla comn es la aparicin de grietas diagonales en los muros. Estas grietas usualmente siguen la interface mortero unidad de adobe.

Grfico N 14 Grietas diagonales formados en sismos

En construcciones con material predominante de adobe carece de refuerzo ssmico, esta realidad aumenta la vulnerabilidad ante el terremoto. Cuando la vivienda no cuenta con una viga collar en la parte superior de los muros no permite mantener unidos los muros y se genera el colapso. Por otro lado, la baja calidad del mortero de asentado (contenido bajo de arcilla), produce una baja adherencia entre los adobes.

La accin de los sismos y sus efectos puede clasificarse en los siguientes casos: Cuando se presenten pandeos y fisuras verticales, se trata de una falla a la compresin y depende de las caractersticas mecnicas del adobe y del mortero. Cuando se producen fisuras diagonales, que en forma escalonada acompaan las juntas entre los adobes, se trata de una falla por esfuerzo cortante producida por las cargas laterales, paralelas al plano del muro que caracterizan a las ondas ssmicas. Cuando la accin de las ondas ssmicas es perpendicular al plano del muro se producen cargas laterales que ocasionan grietas diagonales desde la parte superior del encuentro de dos muros perpendiculares.

Tambin se producen grietas verticales en la parte central de un muro trabajado en sus extremos. En el encuentro de dos muros perpendiculares, las fuerzas laterales que ocasionan los sismos producen una falla por traccin que se caracteriza por la separacin de los muros formando una grieta vertical. Tambin se puede presentar una grieta diagonal en la esquina superior del muro, indicando una falla por flexin ocasionada por los esfuerzos perpendiculares a uno de los muros, y paralelo al otro.

Muchas de las viviendas de adobe construidas en el Catac pertenecen a familias de bajos recursos econmicos que no cuentan con la asistencia tcnica, ni con los conocimientos, para realizar una construccin sismorresistente. Es necesario que a estas persona se les pueda ayudar con tecnologas que ellos mismos posteriormente los puedan aplicar y si poder disminuir los riesgos ssmicos que conlleva una vivienda de adobe de mala calidad.

En la localidad, muchas personas que construyen con este material desconocen los mtodos de reforzamiento existentes, la cual es una forma de reducir la vulnerabilidad ssmica de las construcciones de adobe luego de un terremoto.

1.4.1.6. Norma E. 080El Reglamento Nacional de Construcciones especifica en el Ttulo VII, Captulo II, las caractersticas de los elementos constructivos a base de tierra.

En cuanto a los requisitos del adobe, establece que el suelo natural contendr no menos de 25% ni ms de 45% de material pasante en la malla N 200 y suficiente arcilla para permitir buena cohesin de las partculas entre s.

El adobe terminado deber tener una resistencia mnima de compresin de 22 Kg./cm2, y en flexin de 3.5 Kg./cm2 (en pruebas de ruptura). En cuanto a las cargas de trabajo admisibles se establece que se podr usar en compresin directa 2 kg/cm2 y en corte 0.25 Kg/cm2.

El Reglamento Nacional de Construcciones en lo referente a los requisitos para procedimientos de construccin establece las condiciones a las que deben sujetarse las construcciones de adobe. Como requisito general determina que estas especificaciones deben ser diseadas por mtodos y anlisis racional basado en los principios de la mecnica y la resistencia del material.

Se establece que estas construcciones deben limitarse a un solo piso y que los muros deben trabajar en compresin resistiendo las cargas de gravedad. Los muros portantes y de arriostre deben ser diseados de manera de transmitir a la cimentacin cargas laterales por efecto ssmico y eventualmente los que pudieran originarse por accin del viento.

Los muros portantes y los de arriostre deben tener un espesor mnimo de 40 cms. o 1/8 de la altura libre entre la base y el fondo del techo.

Los adobes de las esquinas debern estar debidamente amarrados con los adobes del muro perpendicular. En las intersecciones entre muros los adobes debern estar debidamente amarrados entre s y las intersecciones debern ser perpendiculares.

Los muros tendrn amarre mediante intersecciones similares a las arriba descritas en intervalos no mayores a 10 veces su espesor.

Los vanos necesarios para puertas y ventanas deben ser pequeos y debidamente reforzados con dinteles, preferiblemente de madera para que el muro pueda cumplir con la funcin estructural que le es asignada.

Los muros no recibirn cargas que produzcan empujes horizontales. Se admite la construccin de un segundo piso que debe ser construido con telares de madera y techos livianos. La altura del primer piso, no debe exceder de cuatro metros. Los techos debern estar formados por viguetas de madera con cubierta liviana.1.4.2. Fabricacin del adobeBsqueda de la tierra adecuadaLa tierra con la que se elabora el adobe, debe ser limpia, sin piedras ni desperdicios.Debe contener un balance apropiado de arena y arcilla.Los suelos arcillosos ocasionan demasiado encogimiento y rajaduras.Suelos arenosos no tienen suficiente ligazn entre partculas, los adobes se desmoronan.Los suelos con excesivo contenido de material orgnica no son aptos para la construccin, por su baja resistencia y poca duracin ante la humedad.Los suelos con sale solubles, atrae la humedad. Se debe rechazar esta clase de suelo.Seleccin de canterasSe puede tomar como referencia, la procedencia de los suelos ya utilizados en la construccin en adobe, y pedir datos a los pobladores ya sentados.En la seleccin de canteras, deber hacerse primero un reconocimiento de la zona vecina, en una distancia fijada por la facilidad de transporte.Se deber elegir el lugar donde se habr de moldear los adobes, y para esto se requiere de la disponibilidad de agua.Para determinar si el suelo es apropiado, deber fabricarse adobe de prueba, de diferentes canteras, observar su comprtamiento y elegir la ms apta.

Preparacin del barroSeleccionada la tierra, debern extraerse las piedras y elementos extraos.La tierra deber ser humedecida totalmente y permanecer en reposo 1 o 2 dais, antes de moldear.

TENDALESEl tendal es la zona en donde se asienta el molde de adobe para que seque, deber estar limpia, nivelada y lo sufrientemente extensa para albergar la produccin de varios das.Para evitar la adherencia entre el adobe y el suelo del tendal, se coloca una capa de arena fina, papel u otro material que pueda ser fcilmente separado del adobe.

MezcladoEl mezclado puede hacerse manual o mecnicamente, dependiendo del volumen de la obra y de la disponibilidad de mano de obra y equipo.

MOLDEOEl proceso de moldeo permite la utilizacin de moldes sin fondo o con fondo.Despus de cada uso, el molde deber limpiarse y rociarse con arena para evitar que el barro se pegue.

El tiempo de secado depende del clima, si es caluroso, puede ser necesario secar los adobes a la sombra los primeros dos das para evitar u secado brusco que podra originar un alto porcentaje de desperdicios por agrietamiento.

Cuando la consistencia de los adobes lo permita (3 a 5 das) deben colocarse de canto para asegurar un secado ms rpido y uniforme y posteriormente, podr apilarse, de manera que circule aire entre los adobes, hasta completar el secado. Fallas en la construccin con adobesSegn Morales, et al (1993)., las principales causas de las fallas en construcciones de adobe son las siguientes:

Construccin de edificaciones de adobe en terrenos blandos Construcciones de ms de un piso que no son aptas para soportar sismos. Mala calidad del adobe en lo que se refiere a la materia prima utilizada y a la tcnica de produccin. Dimensionamiento inadecuado de los adobes, especialmente en su altura, que en la mayora de los casos es demasiado grande

Traba horizontal insuficiente entre los adobes, principalmente cuando estos son colocados de cabeza, motivado casi siempre por el mal dimensionamiento del adobe. Trabas inadecuadas y deficientes entre encuentros entre muros, que producen juntas verticales continuas de tres y ms hiladas. Deficiente mano de obra en la colocacin de adobes Posicionamiento incorrecto de los muros poco espesor y excesivo largo y alto. Deficiente confinamiento y/o arriostre de los muros. Vanos de puertas y ventanas muy anchos y deficiente empotramiento de los dinteles Muchos vanos y pocos menos en la distribucin de un pao de un muro Poca o ninguna proteccin de los muros contra su debilitamiento por el fenmeno de la erosin Uso exagerado de muros de soga Falta de rigidez horizontal en los techos Inadecuada longitud de aleros de los techos para proteger los muros de las lluvias Techos muy pesados y soluciones constructivas deficientes en su empalme con los muros de adobe.

En el siguiente cuadro se puede observar las fallas ams comunes cometidas por los constructores de edificciones de adobes. Especficamente la presente investigacin toma en cuenta estas fallas y los pretende observar y tener en cuenta para el presente diseo de edificacin propuesta.

Grfico N 15 Fallas en edificaciones de adobes2.3. TERMINOLOGA BSICAAdobe: Es un bloque de tierra o barro moldeado en forma generalmente cuadrado o rectangular, es utilizado en la construccin de viviendas para familias de economas precarias.Adobe mejorado: Es un bloque macizo de tierra sin coser, el cual contiene paja u otro material que mejora su estabilidad frente a agentes externos. Normas Legales (2006).Adobe estabilizado: Adobe en el que se ha incorporado materiales como asfalto, cemento, cal, yeso, etc., con la finalidad de mejorar sus condiciones de resistencia a la compresin y estabilidad ante la presencia de humedad. Normas Legales (2006).Mortero Tipo I: Mortero de suelo y algn aglomerante como cemento, cal o asfalto. Deber utilizarse la cantidad de agua que permita una adecuada trabajabilidad. Las proporciones dependen de las caractersticas granulomtricas de los agregados y de las caractersticas especficas de otros componentes que puedan emplearse.

Mortero Tipo II: La composicin del mortero debe cumplir los mismos lineamientos que las unidades de adobe y de ninguna manera tendr una calidad menor que las mismas. Deber emplearse la cantidad de agua que sea necesaria para una mezcla trabajable.Arriostre: Elemento que impide el libre desplazamiento del borde del muro. El arriostre puede ser vertical u horizontal Relacin entre la altura libre del muro y su espesor.

Esbeltez: Relacin entre la altura libre del muro y su espesor

Vigas Collar o Soleras: Son elementos de uso obligatorio que generalmente conectan a los pisos y techos con los muros. Adecuadamente rigidizados en su plano, actan como elemento de arriostre horizontal.Arriostre: Elemento que impide el libre desplazamiento del borde de muro. El arriostre puede ser vertical u horizontal. Normas Legales (2006).Vigas collar o soleras: Son elementos de uso obligatorio que generalmente conectan a los entrepisos y techos con los muros. Adecuadamente rigidizados en su plano actan como elemento de arriostre horizontal. Normas Legales (2006).Esbeltez: Relacin entre la altura libre del muro y su espesor.Dintel: Es un elemento estructural horizontal que salva a un espacio entre dos apoyos. Es el elemento superior que permite crear vanos en los muros para conformar puertas, ventanas o prticos. Por extensin, el tipo de arquitectura, o construccin que utiliza el uso de dinteles para cubrir los espacios en los edificios se llama arquitectura adintelada o construccin adintelada.1.4. HIPTESISLa propuesta de diseo de construccin de vivienda con adobe mejorado permite mejorar la calidad de vida, dar seguridad y acceder a una cantidad significativa de pobladores de las zonas Sierras del distrito de Catac Provincia de Recuay. 1.5. OBJETIVOS1.5.1. Objetivo GeneralProponer un diseo de construccin de viviendas con adobe mejorado en la zona Sierra del Distrito de Catac de la Provincia de Recuay.

1.5.2. Objetivos Especficos Determinar las deficiencias que presenta la construccin con adobe convencional en la construccin de viviendas en la zona Sierra del Distrito de Catac Provincia de Recuay. Analizar y disear las caractersticas de un adobe mejorado para construccin de viviendas en la zona Sierra del Distrito de Catac de la Provincia de Recuay. Proponer un diseo de construccin de viviendas con adobe mejorado en la zona Sierra del Distrito de Catac de la Provincia de Recuay. Elaborar un presupuesto del diseo de construccin de viviendas con adobe mejorado en la zona Sierra del Distrito de Catac de la Provincia de Recuay.

1.6. METODOLOGA DE LA INVESTIGACIN1.6.1. Mtodos de InvestigacinEn la realizacin de la presente investigacin se han utilizado diversos mtodos cientficos, son los siguientes:

Observacin: Se ha observado las canteras y los tipos de adobes, suelos dentro del distrito de Catac, el adobe mejorado.

Anlisis: Cada tipo de adobe, los procesos de construccin con adobe mejorado con la finalidad de estudiar su mejoramiento en los procesos constructivos ptimos para el distrito de Catac.

Comparativo: Se van a comparar los diverso tipos de adobes mejorados existentes en la teora y en el mercado, de tal manera que la mejor seleccin se utilice en la construccin de vivienda para el distrito de Catac.

1.6.2. Tipo y Diseo de InvestigacinPor el tipo de investigacin tecnolgica aplicada. Por el tipo de anlisis de los datos: es investigacin cuantitativa y experimental.1.6.3. mbitos de la InvestigacinUniverso: El universo o alcance geogrfico de la presente investigacin abarca las ciudades de Catac y pueblos aledaos.

Poblacin: la poblacin de la presente investigacin abarca las ciudades de Catac y pueblos aledaos.

Muestra: Se busca hacer las edificaciones con adobes mejorados en 50 pueblos de los alrededores de la ciudad de Catac.

1.6.4. Variables de EstudioVariable Independiente ( X )X = Aplicacin de adobe mejorado Variable Dependiente (Y)Y = Diseo de construccin de vivienda.

IndicadoresY1 = Incremento de la seguridad de la vivienda.Y2 = Incremento de la poblacin al acceso a viviendaY3 = Disminucin de costos de construccin.Y4 = Indicie de satisfaccin de los pobladores por la vivienda diseada

1.6.5. Tcnicas e Instrumentos de Investigacin

Instrumentos: Balanza: Permiten lecturas con apreciacin de 0,5gr. en el de caso de agregados finos y de 5gr. en el caso de agregados gruesos. Cedazos: Los cedazos estarn montados en marcos firmes y construidos de una manera tal que impidan la prdida de material. Adems estos debern ser de tamaos especficos permitiendo suministrar los datos que se requieren con esa prctica. Horno: Debe ser capaz de mantener una temperatura uniforme de 110+5 C. Tamiz: Permite determinar el dimetro del agregado. Picnmetros: Un matraz u otro recipiente adecuado en el cual se pueda introducir fcilmente la muestra de ensayo de agregado fino y en el cual se puede reproducir el volumen contenido con aproximacin de +0,1 cm 3. Barra compactadora: Recta de acero, de 16mm (5/8) de dimetro, de aproximadamente 60cm de longitud y punta semiesfrica. Adobera o Gabera: Instrumento de madera para la construccin de adobes.

1.7. PROCESAMIENTO Y ANALISIS DE LA INFORMACION

Los datos obtenidos en las diversos equipos y herramientas sern verificados, registrados, para luego ser ingresados a la hoja de clculo Microsoft Excel 2010 y SPSS 17.0 for Windows para luego aplicar las frecuencias en funcin de los tems y Microsoft Excel para realizar clculos de las variables granulomtricas.

1.9. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

01Blondet, M.; Ginocchio, F.; Marsh, C.; Ottazzi, G.; Villa Garca, G. y Yep, J. (1988). Shaking Table Test of Improved Adobe Masonry Houses. 9WCEE. 9th World Conference on Earthquake Engineering. Tokyo-Kyoto. Japn.

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08INDECI (Instituto Nacional de Defensa Civil). 2006. Compendio Estadstico de Prevencin y Atencin de desastres 2006 Sismos ocurridos en el Per.

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11Kuroiwa J. (2002). Reduccin de desastres. Quebecor World Per S.A. Lima, Per.

12Madueo, Ivonne (2005). Reforzamiento de Construcciones de Adobe con Elementos Producidos Industrialmente. Tesis para optar el Ttulo de Ingeniero Civil. Lima: Pontificia Universidad Catlica del Per, Facultad de Ciencias e Ingeniera.

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15Morales, et al (1993). Manual para la construccin de viviendas de adobe. CISMID-FIC-UNI. Lima- Per.

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18Quispe Acosta, Jos Alberto y Rondn Durand, Silvana Marilia (2012) Propuesta integral de reforzamiento para edificaciones de adobe. Aplicacin al caso de un Local Escolar en la Provincia de Yauyos. Tesis para optar el ttulo de Ingeniero Civil. Pontificia Universidad catlica del Per.

19Quiun, D.; San Bartolom, A.; Zegarra, L. y Giesecke, A. (2008). Viviendas de adobe reforzadas en Ica. Seccin de Ingeniera Civil. Pontificia universidad Catlica del Per. Lima, Per.

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21San Bartolom, A.; Quiun, D. y Zegarra, L. (2008). Performance of reinforced adobe houses in Pisco, Peru earthquake. 14WCEE. 14th World Conference on Earthquake Engineering. Beijing, China.

22Tavera H, Bernal I, Salas H. (2008b). El Terremoto de Pisco del 15 de Agosto de 2007.: Aspectos Sismolgicos. Instituto Geofsico del Per. Lima, Per.

23Torrealva, Daniel (2008). Caracterizacin de daos, reparacin, y refuerzo en construcciones de adobe. Lima: Departamento de Ingeniera, Seccin ingeniera civil, Pontificia Universidad Catlica del Per, 2008, (DI SIC 2008 04).

24Torrealva, Daniel (2009). Comportamiento ssmico de edificaciones de adobe. Conferencia presentada en Conservacin del Patrimonio Arquitectnico: Avances en los Aspectos Estructurales. Cusco.

25Vargas, Julio; Torrealva, Daniel; Blondet, Marcial (2007). Construccin de casas saludables y sismorresistentes de ADOBE REFORZADO con geomallas. Lima: Fondo Editorial de la Pontificia Universidad Catlica del Per.

26Zegarra, L.; San Bartolom, A. y Quiun D. (1996). Reconditioning of Existing Adobe Houses to Mitigate Earthquake Effects. 11WCEE. 11th World Conference on Earthquake Engineering. Acapulco, Mxico.

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