sistemas constructivos no convenciales

8/16/2019 Sistemas Constructivos No Convenciales

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2/371Revista Ingeniería Civil

EDITORIAL

Estimados Colegas Ingenieros:

a pasado casi un año desde la entrega de laúltima revista donde nos despedimos yHhacíamos un balance de nuestra gestión durante

los años 2010-2011.

Por razones que ya son conocidas y por mandato

de la Resolución del Tribunal Registral N° 912-2012SUNARP-TR-L, tuvimos que reincorporarnos a nuestrasfunciones que deben al fin concluir este 31 dediciembre. Todos estos imprevistos entre otros,afectaron el cumplimiento de metas propuestas por elIng. Roque Sanchez Cristóbal quien estuvo a cargo delCapítulo de Ingeniería Civil de enero a julio delpresente, posteriormente reasumí el cargo por laprórroga de mandato indicada por SUNARP.

En los primeros meses del año se continuó con algunasactividades de capacitación, con las limitaciones de nocontar con la disponibilidad de los recursos económicos,

desde agosto hemos procurado intensificar laactualización de conocimientos con varias conferenciasgentilmente dictadas por destacados profesionalesnacionales y extranjeros a quienes estamosprofundamente agradecidos.

Este año hemos celebrado la Semana de la IngenieríaCivil compartiendo con la promoción de 1962 en susBodas de Oro y con la promoción de 1987 en sus Bodasde Plata. La más bulliciosa, alegre y vital ha sido sin lugara dudas la promoción de 1962 y sólo me quedaagradecerles por compartir su amplia experiencia devida profesional.

En esta última entrega de nuestra revista institucionalhemos tocado temas sobre construcción de sistemasconstructivos no convencionales.

Así mismo, al estar nuestra población rural muyfamiliarizada con el adobe, estamos presentando lapropuesta de una vivienda de adobe mejorado con laprueba de un buen comportamiento ante el sismo del2007 en el sur del Perú. Por otro lado, especialistas de laPUCP nos presentan el mejoramiento de las viviendas deadobe ante exposición prolongada al agua que es untema muy relevante para varias zonas de nuestro país.

Entre los grandes proyectos de infraestructura que seestán desarrollando en nuestro país, les presentamosalgunas características del Proyecto Vía Parque Rímac.

Además, resaltamos el tema de ingeniería en proteccióncontra incendios porque la ingeniería está siempre allado de la seguridad y protección de las vidas humanasen especial.

Igualmente, queremos presentar un importante temapara reconocer el valioso aporte de la Ingeniería Civil delos Incas, resaltando que sus magníficas construccionesno son producto del azar o de la suerte, sino de unprofundo conocimiento de los principios de la ingenieríabasados en las experiencias y buen manejo de la estáticaque ha garantizado la permanencia de sus obras por

largo tiempo. Este último punto es muy importanteporque ante el aumento de la capacidad económica,igualmente se ha incrementado la autoconstrucción yalgunas voces por desconocimiento, las alientan,porque confían en que sí los incas construyeronmaravillas que permanecen en el tiempo, cualquierapuede hacer buenas construcciones. Eso no es asíseñores, los incas tenían amplios conocimientosrelacionados a la ingeniería civil, como ya afirmamosanteriormente, y el Colegio de Ingenieros siempre seráclaro al señalar que toda construcción debe estarasistida por un profesional que garanticeconsideraciones básicas para desarrollar inversiones enviviendas de acuerdo a la calidad del suelo y buscando laseguridad antisísmica.

A la par de este tema, estamos presentando unapropuesta sobre aisladores y amortiguadores sísmicospara garantizar un mejor comportamiento de lainfraestructura ante sismos severos.

Reiterando mi agradecimiento profundo a todos los quecolaboraron en estos casi dos años y medio, me despidodeseándoles que Dios nos bendiga e ilumine siemprepara ejercer con valores y conocimientos actualizados,esta maravillosa carrera de la Ingeniería Civil.

Ing. Elsa Carrera CabreraPresidente del Capítulo de Ingeniería Civil

Consejo Departamental de Lima - CIPSan Isidro, diciembre de 2012


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Colaboradores

Diseño e Impresión

Crea Ediciones Gráficas e.i.r.l99 830*7348 [email protected]

COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚConsejo Departamental de Lima

Capítulo de Ingeniería Civil

Experiencias sobre la utilización de materialeslocales en la Construcción de SistemasConstructivos No Convencionales -SCNC

3Sistemas Constructivos No Convencionales -"SCNC" CAÑACRETO8

10Mejoramientode las Viviendas

de Adobe anteuna exposiciónprolongada deagua por efectode inundaciones

14

16

PROYECTO PACARÁNuna alternativa segura

Ingeniería en proteccióncontra incendios y su relacióncon la Ingeniería Civil

20VÍA PARQUERÍMAC, La obramodelo quetransformaráLima

22

26

28

30

La ingeniería civilde los incasy la ingenieríadel presente

Ingeniería sismorresistentecon aisladores yamortiguadores sísmicos

Colegiados 2012Capacitados 2012

Semana de laIngeniería Civil 2012

INDICE GENERAL

La revista “Ingeniería Civil” no se solidariza

necesariamente con las opiniones expresadasen los artículos firmados en la presente edición.Se permite la reproducción parcial o totalde los artículos consignando la fuente.

CAPÍTULO DE INGENIERÍA CIVILMarconi Nº 210 / San Isidro / Telefax: 422 8047Correo: [email protected]

www.ciplima.org.pe/civil

Junta Directiva 2010 - 2012

PresidentaIng. Elsa Carrera Cabrera

Vice-PresidenteIng. Leonardo Alcayhuaman Accostupa

SecretarioIng. Juan José Benites Díaz

Pro-Secretario

Ing. Alejandro Burga Ortíz

VocalesIng. José Carlos Matías LeónIng. Daniel Roberto Quiun WongIng. Miguel Luis Estrada MendozaIng. Erika Fabiola Vicente MeléndezIng. Felipe Edgardo García Bedoya CONSEJO DEPARTAMENTAL DE LIMA

Decano: Ing. Francisco Aramayo Pinazo

- Ing. Hernán Agustín Arboccó Valderrama- Ángel San Bartolomé, Daniel Cabrera,

Walter Huaynate y Daniel Quiun- SENCICO- Ing. CIP Alfonso Panizo O.

Professor José L. Torero, PhD- Dr. Ing. Leonardo Alcayhuaman

Accostupa- Ing. Iván Gonzales



Ing. Hernán Agustín Arboccó [email protected]

Experiencias sobre la utilización de materiales locales en la

Construcción de Sistemas ConstructivosNo Convencionales -SCNC

INTRODUCCIÓN

En nuestro país, tenemos gran diversidad decondiciones climáticas, como de regionesnaturales muy diferentes, pasando de Costasdesérticas, a Serranía con picos de más de6000m, fértiles valles costeros e interandinos yluego, la gran Selva que ocupa el 50% del te-rritorio nacional, con enorme riqueza forestalmal explotada.

En la Costa, se encuentran arenas de origeneólico, suelos granulares de origen aluvial-aluvional, conglomerado, arena de río, suelosarcillosos cercanos a los ríos, en cuyas riberasse encuentran plantaciones naturales de cañacarrizo, de caña brava o también de bambú.

OBJETIVO

El objetivo del presente tema, es motivar a losestudiantes de ingeniería civil, para reflexionarsobre la utilización de los materiales locales ennuestro país, que viene desde épocas remotas,y relacionarlas con experiencias relativamenterecientes para buscar aplicaciones que nospermitan ofrecer alternativas de construcciónde viviendas y locales comunales, desarrollan-do nuestras regiones, deprimidas económi-camente pero que poseen un gran potencialque puede ser empleado en beneficio de lapoblación local.

HISTORIAEn nuestro país existen restos arqueológicosdonde se observa que se empleaba muy bienla tierra para construir edificaciones, estandocomo la mejor muestra, la ciudadela de Chan-Chan en Trujillo, las Pirámides de Túcume enLambayeque, la Fortaleza de Paramonga en

El material mas importante que se utilizó en laépoca virreinal, fue la Quincha, producto del

mestizaje entre los materiales y técnicas em-pleadas por los pobladores prehispánicos y latecnología, equipos y herramientas traídas porlos españoles. La quincha constituye la uniónde una estructura de madera formada por piesderechos, arriostres horizontales y diagonales,con forros de caña de bambú, caña brava ode carrizo, revocados con barro y estucado deyeso.

El comportamiento sísmico de las construc-ciones de quincha fue tan favorable, que des-pués del terremoto ocurrido el 28 de Octubrede 1,746, el Cabildo de Lima dispuso que seutilizara este material en todas las edificacio-nes a partir del segundo piso, debido a que lascasas de adobe y ladrillo en la ciudad de Limay el puerto del Callao habían sufrido una grandestrucción, salvo las casas construidas conquincha.

Lima, así como las Huacas: Pucllana, Hualla-marca, Pachacámac, Puruchuco, ubicadas enLima, entre muchos otros, en las que se cons-truyó con tapiales y adobes de diferentes di-mensiones y formas.

Chan Chan – Trujillo – La Libertad

Caral – Supe - Lima

Restos arqueológicos de Sechín en Casma

y de Chavín de Huántar – Ancash

En la Costa y Sierra, se tienen restos arqueoló-gicos donde los antiguos pobladores emplea-ron la piedra para construir sus edificaciones,como se observa en los sitios arqueológicosde Sechín y Chavín de Huántar en Ancash, lasChullpas en Puno, así como en Amazonas oHuánuco y en la ciudad del Cusco.

En la Selva, se observa el uso de las maderasrollizas, cañas y palmas para construir sus vi-viendas, realizando actualmente las construc-

Casas construidas con madera rolliza ypalmas en Moyobamba – San Martín

Casa con tablones, palmas y cartonesen AAHH en Iquitos - Loreto

ciones en forma precaria que puede y debemejorarse.



La utilización de la quincha se fue adaptan-do a los requerimientos de los usuarios y losmateriales “nuevos” que fueron apareciendo através de los años, por lo que se observa enalgunas edificaciones de inicios del siglo XX,que las construcciones con quincha fueronempleando pies derechos de madera con re-lleno de piezas de adobe o unidades de ladri-llo asentadas con mortero, dándole más cuer-po y recibiendo mejor acabado en las caras delos muros, lo que se puede observar en casasconstruidas entre los años 1920 - 1,935.

de Capacitación-Producción, participando lapoblación local con Mano de Obra.

Considerando la gran cantidad de materialeslocales existentes en las diferentes regionesde nuestro país, mencionados anteriormente,como ingenieros civiles debemos estudiar lautilización de materiales que son conocidospor los pobladores, pero realizando algunasmejoras que le proporcionen mejor compor-tamiento sísmico y mejores características dehabitabilidad.

segunda estructura de concreto armado de 5cm de espesor, que sirve de forro a la primera,y que puede llevar encofrado perdido realiza-do con caña bambú abierta y extendida.

Los materiales naturales necesarios para reali-zar edificaciones de Cañacreto, son:

Madera aserrada de calidad estructural delgrupo C, encofrado o planchas de caña bam-bú o esteras de caña carrizo; y Suelos granula-res apropiados.

Complementariamente se emplean otrosmateriales industrializados, de uso frecuente,como cemento, alambrón de acero, clavos yalambre.

Este sistema se aprobó el año 1994, habiéndo-se construido la casa modelo para someterlaa los ensayos de vibración forzada y de carga,obteniendo resultados satisfactorios con larecomendación de considerar una carga dediseño de los muros de corte, de 2.15 tf/m.

Edificaciones con adobe y quincha – Centro de Lima

Edificación con una variante de la quinchaen la Urbanización Santa Beatriz - Lima

En la investigación y mejora de Sistemas cons-tructivos, el Ex-ININVI - Instituto Nacional deInvestigación y Normalización de la Vivienda,desarrolló los estudios de investigación de laconstrucción con paneles de Quincha Prefa-bricada, llegando a construir viviendas demos-trativas en AAHH de nuestra capital así comoen provincias. Posteriormente, el año 1,995 elSENCICO asume las funciones de investigar ynormalizar, absorbiendo al ININVI y constru-yendo comedores populares y escuelas unido-centes con dicho sistema, bajo la modalidad

Módulo construido con cañas bambú y quinchaprefabricada en el Lote experimental de SENCICO en

Lagunas de Oxidación de SEDAPAL

ASPECTOS CONTRARIOS A LOS SCNC

- La actividad de construcción es un procesoen el que se tienen diferentes materiales ycalidades para productos prefabricados si-

milares, lo que lleva a desconfiar de las bon-dades del producto ofrecido y la poblaciónprefiere construir con ladrillo y concreto.

- Prejuicios negativos por considerarlos demenor valor (status), o de menor resisten-cia.

- Los Bancos Comerciales no cotizan favora-blemente a las viviendas construidas conSCNC

SCNC Desarrollados por el Ing. HernánAgustín Arboccó Valderrama

CAÑACRETO R

Sistema Constructivo No Convencional (SCNC)caracterizado por estar constituido por la inte-gración de dos estructuras, una de madera amanera de esqueleto, formada por postes, vi-gas y viguetas de madera, integrada con una

R

Casa modelo del SCNC Cañacreto, construidacon dos estructuras, de madera para resistir cargas

verticales y concreto armado para responderante cargas horizontales.

Casa modelo terminada



Como comprobación de los resultados obte-nidos de los ensayos realizados sobre la casamodelo, se construyó un muro de prueba de2.40m x 2.40m, en el Laboratorio de Estruc-turas del CISMID – UNI, que fue sometido alEnsayo estático cíclico por control de fuerzas,llegando a una carga última de 15.6 tf, (6.5tf/m) confirmando la recomendación de esti-mar una carga de diseño de 2 tf/m, que es latercera parte de la Carga de Rotura

Este SCNC se aprobó mediante RM 301-94/MTC-15VC, y se Patentó en INDECOPI, con el

Título N° 0691.

CAÑACRETO MODULAR

Dentro de las funciones de Investigación, en el

año 1,996 el SENCICO aceptó la propuesta delsuscrito para realizar una investigación sobrela variante modular del sistema Cañacreto R , afin de utilizar paneles prefabricados durante elproceso constructivo, facilitando el desarrollode Programas de auto construcción, capaci-tando a maestros constructores y pobladores,para cumplir los objetivos de reducción deldéficit de viviendas, comprometer la partici-pación del poblador en satisfacer sus necesi-dades y construir unidades de vivienda conun sistema cuyo comportamiento sísmico hu-biere sido satisfactorio, como era el caso delSistema Cañacreto R .

Los ensayos realizados sobre los muros de cor-te arrojaron resultados satisfactorios con unvalor de carga última promedio, superior a 5tf/m y recomendando asumir igualmente unacarga de diseño de 2 tf/m de muro.

Cabe resaltar que de los estudios de SCNC,realizados por el CISMID en el año 1998, seobserva que el módulo de dos plantas resis-tió una carga lateral de 37 tf, casi tres veces supropio peso, lo que equivaldría a la aplicaciónde una fuerza 10 veces superior a la que se hu-biera producido durante un sismo similar al deChimbote 70’ (286 gal).

VENTAJAS DEL SISTEMA “CAÑACRETO” R :

• Emplea productos locales, naturales y reno-vables.

• Emplea Mano de Obra local, pudiendo rea-lizar programas de auto construcción (me-diante la modalidad de Capacitación - Pro-ducción)

• Se requiere de menor volumen de cimenta-ción y por ende, de excavación.

• Los muros tienen un espesor ya acabado, deaproximadamente 11 cm, permitiendo lo-grar mayores áreas interiores en los ambien-tes, lo que en lotes de menores dimensioneses bastante provechoso.

• El costo de la construcción de un casco seencuentra en aprox. $ 70 / m2

• Se puede emplear en la construcción de ca-sas de emergencia recuperables

• Se construyen edificaciones de gran resis-tencia y ductilidad, teniendo menor pesoque similares construidas con materialesconvencionales, lo que conlleva a menoresfuerzas horizontales originadas por movi-mientos sísmicos, proporcionando mayorseguridad durante la ocurrencia de un sis-mo severo.

• Promueve la utilización de materiales natu-rales, oriundos de nuestra Amazonía y dezonas rurales, generando puestos de trabajoen el cultivo, extracción, comercio, transpor-

te, y actividades propias del Diseño y Cons-trucción con estos materiales.

Lo que se desea obtener es una construcciónque emplee materiales y mano de obra loca-les, así como el que los materiales empleadossean renovables, como la caña y madera, desa-

Variante Cañacreto Modular construida yensayada en el CISMID-UNI

rrollando paralelamente programas de cultivode cañas en lagunas de oxidación y reforesta-ción de bosques tropicales que contribuyana mejorar el medio ambiente, manteniendoprogramas de cultivo y de explotación ade-cuados.

En esta forma estaremos consiguiendo bien-estar para los pobladores necesitados de vi-vienda, para los campesinos que cultiven cañaen valles de Costa, Selva y valles interandinos,así como a los extractores, comercializadoresy transportistas de madera, debiendo mante-ner obligatoriamente una explotación racio-nal y realizar reforestación de bosques, conmaderas utilizadas comúnmente en construc-ción, contribuyendo al crecimiento económi-co del Sector construcción y a las industrias

conexas, beneficiando a las familias peruanasdedicadas a estas actividades y logrando la re-ducción de los costos de construcción de lavivienda para los sectores menos favorecidos.

CONSTRUCCIONES CON TIERRA

De otra parte, si analizamos los resultados delos censos de vivienda que se han realizadoen el Perú en los últimos 30 años, notamosque a nivel nacional, existe gran cantidad deviviendas construidas con tierra cruda (aprox.40%), sea en forma de tapial o de adobe, peroeste porcentaje va disminuyendo, debido a

que en las zonas urbanas se están demolien-do las edificaciones de adobe para dar pasoa nuevas edificaciones de ladrillo y concretoarmado, generalmente multifamiliares debi-do a las necesidades del crecimiento urbanoy a los cambios de zonificación. En las zonasrurales continúa utilizándose el adobe y tapial,llegando a más del 60% debido a la existenciadel material a costo cero.

CONCRETIERRA

El Suelo-Cemento se desarrolló y patentó enEstados Unidos hacia la década de 1,920 para

la construcción de carreteras y hacia finales dela década de 1,960 se trabajó bastante sobrela estabilización de suelos con asfalto, lo quedio origen al programa COBE, Construccióncon Bloques Estabilizados, para la construc-ción de viviendas con mejores unidades deadobe que no sean afectadas por la hume-dad, que es el principal problema que produ-ce la desintegración de las mismas, porque elagua era absorbida por las partículas de arcillay al emplear emulsión asfáltica en su elabo-ración, cada partícula de arcilla es recubiertapor la emulsión asfáltica, que al evaporarse elagua, deja la partícula aislada y no podrá ser

nuevamente hidratada.

El ININVI construyó varias unidades demostra-tivas de las cualidades de los bloques estabi-lizados cumpliendo con los objetivos de unproyecto pero no se ha desarrollado la intro-



ducción de la tecnología en forma masiva enla realización de programas de vivienda rural.

Buscando mejorar las construcciones con tie-rra, el suscrito elaboró bloques de concretierra,empleando tierra impermeabilizada con acei-

te quemado de desecho, y estabilizada conun % de cemento menor al que emplearía elsuelo cemento, para obtener a la vez, mayorresistencia mecánica, lo que permite construirbloques de menores dimensiones que puedanser reforzados con acero, logrando construirmayor número de viviendas de tierra con unamisma cantidad de material, mejorando asímismo su comportamiento sísmico.

CONSTRUCCIONES CON ELEMENTOS DECONCRETO

Otros SCNC aprobados para su utilizaciónen nuestro país desde 1970, corresponden aaquellos que usan componentes de concre-to de mayores dimensiones, como bloques,plaquetas, columnetas, viguetas pretensadas,

losas de concreto a manera de encofrado, etc.que se están usando bastante actualmenteporque contribuyen a agilizar el proceso cons-tructivo.

BLOQUETAS MACHI HEMBRADAS

En los poblados donde existen suelos granula-res depositados por la ocurrencia de huaycos,que presentan una granulometría adecuadao se pudiera mejorar con la adición de otrosagregados, se hace posible fabricar bloquetasde suelo cemento, resultando mas econó-micas al utilizar los materiales locales, y que,

contando con el apoyo de personal técnicoque realicen los trabajos de capacitación, sepueda desarrollar los programas indicados deautoconstrucción, ya sea de viviendas o de lo-cales comunales, con estructura de albañileríaarmada, beneficiando a los pobladores usua-rios, distribuidores, comerciantes locales y engeneral, elevando el nivel socio-económico dela población de las diferentes regiones dondese apliquen dichos programas.

Estas bloquetas, al estar machihembradas per-miten asentar una primera hilada y luego, lasque se asientan son encajadas con las ya asen-

tadas, asegurando el alineamiento y verticali-dad adecuados, con mejor apariencia y menorinsumo de mortero en tarrajeos.

CONSTRUCCIONES CON PANELES

PANELES CASA-YA

Buscando emplear materiales locales y cons-truir edificaciones livianas, y mejorando elpanel de Cañacreto, se han fabricado panelesmodulares con bastidores de madera y unacara de microconcreto, que se ubica hacia elexterior de la vivienda y después de armadala estructura de muros, se forra interiormente

con planchas de cemento o de yeso, según elrequerimiento del usuario.

Con este panel se ha construido un núcleo deSSHH en un local del INABIF en Independencia.

Aplicación de mezcla de micro-concreto enuna cara del panel de bastidores de madera

Ensamble de paneles para los SSHH deAdultos Mayores, Damas y Caballeros

Muestra

Adobe

Adobe

Suelo-cemento

Suelo-cemento

Concretierra II

Concretierra II

30.2 destruida

Tiempo de inmersión en agua

5 min.

5 min.

5.9

1.0

10 min.

10 min.

11.65

2.2

30 min.

30 min.

12.8- - -

2.8

1 hora

1 hora

13.5

3.1

24 horas

24 horas

14.2

4.6

0

5

10

15

20

25

Porcentajes de Absorción en el transcurso del tiempo

Muestra

Adobe

Resistencia

Adobe

Suelo-cemento

Suelo-cemento

Concretierra II

Concretierra II

R otur a a 7 días R otur a a 28 días

Kg/cm2 Kg/cm2

Se utilizó una prensa de lectura digital, de 30 toneladas decapacidad, obteniendo los resultados promedio siguientes:

7 días

9.9 17.7

9.5 14.7

23.0 24.0

28 días0

5

10

15

20

25

Ensayos de Compresión



PANELES HARVAL

Continuando con el estudio del empleo demateriales de reciclado, se ha diseñado pane-les modulares con bastidores de madera, relle-

no con botellas vacías de plástico desechadasdel consumo de aguas gaseosas y ambas ca-ras con microconcreto, proporcionando ma-yor rigidez y disminuyendo el sonido “hueco”de paneles contraplacados.

En lo que respecta a la facilidad de producciónde paneles y de armado de una edificación,se ha mostrado a los estudiantes del curso deIndustrialización de la Construcción en la FIC-UNI, cómo se puede construir partes de unaedificación, empleando materiales locales y dereciclado, trabajados con sus propias manos,para motivarlos a buscar soluciones de fácilaplicación y de bajo costo en la construcción.

Se muestran algunas fotografías de la fabrica-ción de paneles participando con los alumnosen un Taller del curso de Industrialización de laConstrucción. DAC-FIC-UNI.

CICLO 2011-1 “Fabricación” de un panel Muro

CICLO 2012-1 “Fabricación” de un panel techoy Ensayos en el LEM-FIC-UNI

Se “fabrica” un panel techo, con los bastidoresde madera y relleno de botellas vacías de 2.5lt,con refuerzos de acero de ¼” y mallas dealambre, recubiertas con micro-concreto

Módulo de SSHH de Adultos Mayores,terminado con enchapes de mayólica

CONCLUSIONES

Lo que podemos hacer los ingenieros civiles,

es estudiar y proponer alternativas queutilicen materiales locales mejorando lastécnicas empleadas ancestralmente, con laintroducción de diseños estructurales quepermitan resistir los esfuerzos producidosdurante la ocurrencia de un sismo severo quepuede presentarse en cualquier momento ennuestro país, así como evitar que se construyaen zonas de alta peligrosidad, como son loscauces de ríos, o de huaycos, como se observaen diversas zonas en nuestro país.

También deben realizarse estudios parapromover la utilización de los recursos

naturales renovables, dentro de los que seencuentran las cañas carrizo, caña brava ybambú, las que deben servir para mejorar elmedio ambiente, sembrándose en las lagunasde tratamiento de aguas residuales, y quepuedan proveer de trabajo en su cultivo,así como en la elaboración de artículos deartesanía, para producción de papel o parala construcción de viviendas y locales de lascomunidades.

Finalmente, lo que podemos hacer como in-genieros civiles es desarrollar y emplear nues-tras capacidades para transformar los recursos

naturales y de reciclado obteniendo buenosproductos para construir viviendas y localesseguros, en la Costa, Sierra y Selva de nuestroextenso, variado y generoso país.

Armando las piezas de madera y colocandoel relleno de botellas vacías de plástico

Colocando la mezcla de microconcretoen ambas caras del panel ventana

Paneles ensayados en el Laboratorio deEnsayos de Materiales –FIC-UNI

Construcción de una Caseta de Vigilanciacon los Paneles HARVAL



Los sistemas constructivos no convencionalesdifieren de los empleados comúnmente yque están normalizados por el organismo rec-tor del sector vivienda y construcción.

Paralelamente a la búsqueda de emplear losmateriales locales para construcción de casas

y edificaciones comunales en las diferentesregiones del Perú, se necesita desarrollar variasalternativas de “SCNC” que cuenten con la ne-cesaria flexibilidad y al mismo tiempo poseanla suficiente rigidez que permita la construc-ción de edificaciones seguras ante la ocu-rrencia de sismos severos que en cualquiermomento se pueden producir en nuestraregión.

Sistemas constructivos empleados enel Perú, de la quincha al Cañacreto

En el Perú tenemos muchas muestras de em-pleo de diferentes materiales como caña y ba-rro como se muestra en los restos arqueológi-cos existentes a lo largo de nuestra costa, quefue injertada con los conocimientos que traje-ron los españoles, desarrollando las construc-ciones con quincha, que se emplearon desdeel siglo XVI al siglo XX, habiendo demostradosu buen comportamiento durante los grandesterremotos producidos en la ciudad de Lima,desde 1,746 hasta 1,974

Con el desarrollo tecnológico se produjeronnuevos materiales como cemento y acero,

que al integrarse en una forma mas íntima conla estructura de madera, se logra construir unaedificación mas liviana y resistente al mismotiempo, dado que se consigue aunar la flexi-bilidad de la caña y madera, con la rigidez delconcreto.

(Observación: normalmente, las casas dequincha no se destruyen con los terremotossino por la falta de mantenimiento y cuidadode los ocupantes)

Desarrollo del Sistema Constructivo:Cañacreto - Como Construcción In Situ

• El SCNC Cañacreto consiste en la integraciónde dos estructuras, una de material celulósi-co conformada por postes, vigas y viguetasde madera, con una segunda estructura de

Sistemas Constructivos No Convencionales - “SCNC”

Ing. Hernán Agustín Arboccó [email protected]

concreto de 5 cm de espesor, reforzado condos mallas de acero de ¼”, que puede estarconfinado entre dos planchas de caña debambú a manera de encofrado perdido.

• Los estudios se realizaron en los años 1,992y 1,993 elaborando los cálculos estructuralesy de instalaciones interiores, para una casamodelo de dos plantas. En el año 1,994se construyó la casa modelo y se obtuvola aprobación del SCNC Cañacreto paraconstrucción de edificaciones hasta de dosplantas, por parte del ININVI y la autorizacióndel MTC, mediante la R.M. N° 301-94/MTC-15VC.

• Las pruebas a las que se sometió la casa du-rante su construcción, fueron realizadas porpersonal especializado del Laboratorio deEstructuras del CISMID - UNI, determinandoque el SCNC tendría una resistencia de 2.15tn por cada metro lineal de muro, dentro de

un comportamiento completamente elás-tico (sin ninguna muestra de defectos).

• En el año 1,995 se construyó un muro decorte en el CISMID, corroborando los datosobtenidos en la casa modelo y recomendan-do una carga de diseño de 2 tf por metrolineal de muro, antes de presentar ninguna

fisura y llegando a tener una carga máximade 6 tf por metro lineal de muro.

CASA MODELOen construcción y terminada 4

Estructura de la casa modelo

Encofrado de una cara del muro, previo al vaciadode concreto en el sobrecimiento de 7.5 cm

Variante Cañacreto Modular • En el año 1,996 con apoyo del SENCICO y

de Empresas privadas se realizó una serie deensayos de verificación del comportamien-to sísmico de la variante Cañacreto Modularcon la finalidad de realizar construccionesde cañacreto empleando paneles prefabri-cados, con una cartilla de instrucciones yuna previa capacitación a maestros y pobla-dores para realizar programas de autocons-trucción.

• En el CISMID se construyó una serie de tresmuros y un Módulo de dos plantas, conpaneles de 4” de espesor para someterse acargas cíclicas.

CAÑACRETOR


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Resumen

Se conoce que los muros tradicionales deadobe colapsan en forma frágil cuando estánexpuestos a la acción de agua por un períodolargo de tiempo. Las lluvias copiosas que

Mejoramiento de las Viviendas de Adobe ante una exposición prolongada de agua por efecto de inundaciones

Ángel San Bartolomé, Daniel Cabrera, Walter Huaynate, Daniel QuiunPontificia Universidad Católica del Perú

alcanzado muestra que es posible proteger lascasas de adobe contra las inundaciones con

técnicas simples y económicas

1. INTRODUCCIÓN

Como resultado de nuestra diversidad climáti-ca, el Perú se ve afectado de manera periódicapor lluvias intensas que generan inundacionesdel tipo fluvial por el desborde de los ríos. Porotra parte, uno de los defectos más críticosdel adobe tradicional es su alta vulnerabilidadante la exposicion prolongada en el agua deestas inundaciones, que pueden causar el co-lapso de las viviendas (Fig.1). De este modo fuenecesario realizar esta investigación, donde se

trató de encontrar tres soluciones sencillas y

económicas para proteger la base de los mu-ros de adobe a fin de que no se socaven por laacción del agua. Es necesario indicar que estassoluciones no protegen a las viviendas de ado-be contra la acción de huaycos que arrastrangrandes piedras.

La primera solución (muro MC), se basó enel reemplazo de la base de adobe tradicional

por un sobrecimiento de concreto simple(no reforzado). La segunda solución (muroME), consistió en reemplazar en la zonaexpuesta al agua al adobe tradicional poradobe estabilizado con 5% de cemento. En latercera solución (muro MT) se protegió la zonaexpuesta al agua con una capa de morterocemento-arena (tarrajeo) aplicada sobre unamalla de alambre debidamente conectada almuro.

Adicionalmente, con el objetivo de compararlas mejoras planteadas, se analizó el caso deladobe convencional, al cual se le denominó

Muro Patrón (MP).

Se realizaron pruebas de laboratorio consis-tentes en ensayos de succión y absorción deunidades de adobe y una prueba de inmersiónde muros con la finalidad de simular los efec-tos de una inundación controlada y recopilardatos sobre el desempeño de las diversas so-luciones ante periodos tempranos y prolonga-dos de exposición al agua.

2. CANAL IMPERMEABILIZADO

El canal utilizado para la inundación simulada

es una estructura de concreto armado que

Fig.2 – Características del canal y disposición de los 4 muros ensayados.

Fig.1 - Colapso de viviendas de adobe por inundación en el Cusco en el año 2010.

incrementan el caudal de los ríos produceninundaciones frecuentes que pueden afectar

a las casas de adobe que se construyen en lasáreas inundables, lo cual es común en el Perú.

Para evitar dichos colapsos, tres técnicas ex-perimentales se estudiaron en el Laboratoriode Estructuras de la Universidad Católica delPerú, con resultados satisfactorios. Las técni-casestudiadas fueron simples y económicas, ytuvieron el objetivo de proteger la base de losmuros de adobe para evitar los efectos negati-vos de la acción del agua.

El muro MC se construyó con un sobrecimientode concreto en reemplazo de las hiladasinferiores de adobes. En el muro ME las hiladasinferiores expuestas al agua tuvieron unidadesde adobe especiales, estabilizadas con 5% decemento. El muro MT tuvo un tarrajeo externode mortero de cemento aplicado sobreuna malla de alambre conectada al muro.Adicionalmente, con fines comparativos, seensayó un muro tradicional (MP).

Los ensayos realizados fueron: succión yabsorción de las unidades de adobe, y unensayo de inundación de los cuatro muros.Los cuatro muros fueron construidos sobre

un canal de concreto armado dividido encuatro partes similares. El muro MP colapsóen forma frágil después de sólo 20 minutosde exposición al agua, similar a las casas realesde adobe en áreas inundadas. De otro lado,los muros MC, ME, y MT soportaron más de 16días sin daños. El excelente comportamiento

MT

MC

MP

ME

MT



fue adecuada para cumplir con los requisitosde impermeabilidad y estanqueidad. Laadecuación consistió en segmentar el canal encuatro secciones de iguales dimensiones, conla finalidad de obtener canales independientesy de esta forma analizar las variables deabsorción, capilaridad y desempeño a lolargo del tiempo para cada muro. Se optópor utilizar cerámicas cortadas fijas en losextremos del canal. Después, se procediócon la impermeabilización del canal; esteprocedimiento consistió de cuatro pruebasde estanqueidad, dos reparación de fisurasy puntos de filtración, terminando con elimpermeabilizado final mediante dos capasde la base polímera acrílica “Plasticoat”.

3. CARACTERÍSTICAS DE LAS UNIDADES

DE ADOBE Y DE LOS MUROSEl ancho de las unidades de adobe fue dimen-sionado de tal modo que los muros en aparejode soga presenten un espacio de 7.5cm res-pecto a la cara interna del canal, cuyo anchointerno era 28cm, de esta manera el ancho delos adobes fue definido en 13cm, mientras quesu altura fue 7.5cm y su longitud 26cm.

Estas unidades fueron fabricadas por personalcapacitado de una adobera y para el caso deladobe estabilizado (muro ME), se añadió alsuelo seco 5% (en peso) de cemento Portland

tipo 1, notándose en este caso que la mezclahúmeda se endurecíarápidamente.

Las características de los 4muros aparecen en la Fig.3.

3.1 Características Comu-nes de los 4 Muros• Con excepción del muro

MT cuyo espesor se in-crementó por el tarrajeocolocadoalrededor desu base, todos los muros

cuentan con las mismasdimensiones: 1.50m dealto, 1.65m de largo y0.13m de espesor.

• Se utilizó el mismo tipode aparejo o amarre de“soga” para el asentadode los muros.

• Las hiladas imparesestuvieron compuestaspor 6 unidades enteras,mientras que las paresfueron conformadas por

5 unidades enteras y dosmedías unidades.• Todos los muros fueronconstruidos por el mismopersonal para eliminar elfactor de incertidumbre

por variación en la mano de obra.• Las juntas verticales y horizontales de losmuros tuvieron 1.5cm de espesor y elmortero fue hecho con el mismo materialutilizado en los adobes.

3.2 Características del Muro Patrón MPEl muro MP no presenta ninguna mejora y elmortero utilizado fue de barro, hecho con elmismo material con que se fabricaron losadobes.

3.3 Características del Muro conSobrecimiento de Concreto MCPara la construcción del sobrecimiento deconcreto simple (no reforzado), se utilizó con-creto embolsado de f´c = 210 kg/cm2. No sedetectaron cangrejeras ni fisuras. Este cimien-

to alcanzó una altura de 30cm por encimadel nivel del agua y tuvo un espesor igual aldel muro, el cual fue construido con adobes ymortero convencionales (similares a MP).

3.4 Características del Muro con AdobeEstabilizado MEEn el muro ME desde la base del canal hastauna altura de 30cm por encima del nivel deagua, se utilizaron adobes estabilizados con5% de cemento (en peso), asentados conmortero de barro estabilizado con la mismaproporción de cemento, mientras que lashiladas superiores estuvieron compuestas por

adobes y mortero similares a MP.

3.5 Características del Muro Tarrajeado MT MT fue construido totalmente con adobes ymortero de barro convencionales (similares aMP), y luego fue tarrajeado con una mezclacemento-arena fina 1:5, de 1.5cm de grosor,desde la base hasta una altura de 30cm porencima del nivel de agua. Con la finalidad deque el tarrajeo no se desprenda del muro (alhumedecerse el adobe se expande), se anclóal muro una malla de gallinero (alambregalvanizado), mediante alambre #8 queatravesó al muro para luego doblarlo 90º yamarrarlo a la malla con alambre #16.

4. PRUEBAS DE HUMEDAD EN LASUNIDADES DE ADOBE

Con la finalidad de analizar en la unidad deadobe el grado de impermeabilización de lasdistintas soluciones planteadas, se realizaronpruebas de Succión en un minuto y deAbsorción en 24 horas, siguiéndose la NTP399.613 para ladrillos de arcilla cocida, ya quela Norma de Adobe E.080 no especificaprocedimientos para estos ensayos.

Estas pruebas se ejecutaron sobre 3 especíme-nes de adobe convencional, 3 de adobe esta-bilizado con 5% de cemento, 3 de adobe tarrajeado totalmente con mortero de cemento (sinla malla de gallinero) y 3 de adobe recubierto

totalmente con 2 capas del polímero acrílico“Plasticoat” (impermeabili-zante usado en el canal deconcreto armado).

El adobe convencionalno aprobó la prueba desucción, desintegrándosesu base en contacto conel agua, tampoco aprobóla prueba de absorción aldesintegrarse totalmente.

Para el caso en que se

usó Plasticoat (sólo en laprueba de absorción), lacapa impermeabilizante seexpandió desligándose deladobe, por lo que tampocoaprobó la prueba.

4.1 ResultadosPromedios de lasPruebas de Succión yAbsorciónEn la Tabla 1 se presentalos resultados promediosde las pruebas de

succión y absorción paralos especímenes queaprobaron las pruebas.

En ambas pruebas puedenotarse que el adobe ta-

Fig.3 – Secciones transversales de los 4 muros.



rrajeado superó ampliamente al ado-be estabilizado al succionar y absorbermenor cantidad de agua, requisito in-dispensable para mejorar el compor-tamiento ante la exposición prolon-gada de agua, en tanto que el adobeconvencional no aprobó ninguno deestos ensayos y terminó desintegrándose.

4.2 Ascenso Capilar en la Prueba deSucciónAl finalizar la prueba de succión (contacto dela base del adobe con una película de aguade 3mm de altura durante 1 minuto), pudoobservarse un ascenso capilar del agua en unaaltura de 2cm para el adobe convencional,1cm para el adobe estabilizado y 0.5cm parael adobe tarrajeado, en una proporción 4:2:1,

respectivamente, por lo que nuevamente eladobe tarrajeado superó al estabilizado y ésteal convencional.

4.3 Variación de Dimensiones en la Pruebade AbsorciónEl adobe humedecido trata de expandirse vo-lumétricamente, por lo que antes y después dehaberse sumergido 24 horas en agua se midie-ron sus dimensiones, notándose un incremen-to del orden de 1mm en el adobe estabilizado,mientras que el adobe tarrajeado no mostródiferencias en sus dimensiones y el adobeconvencional se desintegró totalmente.

5. PRUEBA DE INUNDACIÓN SIMULADAEN LOS MUROS

5.1 Técnica de EnsayoDespués de 28 días de haberse construidolos cuatro muros, fueron sometidos a unainundación simulada mediante el siguienteprotocolo:1) Para medir la cantidad de agua absorbida

por cada muro, se usó una regla demedición inversa en cada sector del canal,con divisiones cada centímetro y con unaaltura total de 30 centímetros.

2) Para medir la cantidad de agua que subea través de cada muro por capilaridad, semarcaron niveles horizontales espaciados a5cm en cada muro.

3) Se inundaron los cuatro sectores del canalpor separado con un volumen conocido deagua.

4) Desde el momento inicial de inundación sedefinieron dos periodos:a. Periodo Corto de Inundación (PCI): hasta

cumplir 72 horas de inundación.b. Periodo Prolongado de Inundación

(PPI): desde el final del PCI hasta cumplir16 días de inundación.

5) Durante el Periodo Corto de Inundación

la base del muro pasa de un estado dehumedad natural a un estado de saturación.De no soportar este período se consideraque el muro no resiste la inundación. Esteperiodo intenta representar una inundaciónpor crecida de ríos en la cual la reposiciónde agua es constante.

6) Durante el Periodo Prolongado deInundación se entiende que la base delmuro se encuentra saturada y que sobrevivióal ambiente agresivo. De colapsar un murodurante este periodo se considerará quees resistente a la inundación, pero comoproducto de esta, sufre daños irreparables

por erosión que conllevan a descartar lasolución empleada. Este periodo intentarepresentar la evaporación paulatina delagua y el desaguado de la inundación.Cualquier muro que se mantenga en pieluego de este periodo, se considerará comoexitoso en cuanto a la mejora empleada.

7) Durante el Periodo Corto de Inundaciónse realizaron mediciones de absorción yapilaridad cada hora y cada 24 horas serepuso el volumen de agua perdida porabsorción de los muros y evaporación.Durante este periodo se usó una filmadorade manera continua para registrar el

instante de colapso del muro.8) Durante el Periodo Prolongado de Inunda-

ción se realizaron mediciones de absorcióny capilaridad cada 24 horas. Cada semana

se repuso el volumen de agua perdida porabsorción de los muros y evaporación. Du-rante este periodo se dilataron los tiemposde medición y reposición de agua, por loque no fue filmado, sólo fue documentadomediante fotografías y mediciones diarias.

9) Concluido el ensayo se derrumbaron losmuros desde la hilada superior, llevando unregistro fotográfico de una unidad por cada2 hiladas para documentar su consistenciaal tacto y observar cuán húmedo seencontraba su núcleo al partirla en dos.

5.2 Comportamiento de los MurosEl muro Patrón (MP) resistió sólo 20 minutosde inundación (inferior al período corto deinundación), desintegrándose los adobesubicados en la base para enseguida volcar elmuro. Los muros MC, ME y MT soportaron 16días de inundación y su estado final apareceen la Fig.4.

5.3 Cuantificación de ResultadosCon la finalidad de comparar los resultados delas 3 técnicas que tuvieron comportamientosatisfactorio en el ensayo de inundación, seconsideraron los siguientes factores:• Grado de Absorción y de Capilaridad en el

ensayo de inundación de los muros.• Grado de humedad de los adobes al terminar

el ensayo de inundación simulada.• Consistencia de los adobes de la base al

terminar el ensayo de inundación.

Estos factores fueron cuantificados enproporciones relativas a la mejor técnica (MC)para tratar de obtener un “Índice Comparativode Daño” ante inundaciones (acápite 5.4).

Factor “Grado de Absorción”

En la Fig.5 (izquierda) se muestra la absorciónde agua (en litros) que tuvo cada muro durantelos 16 días de ensayo. Allí puede notarse unarápida absorción de agua durante el período

corto de inundación, mientrasque durante el período largo deinundación las pendientes delas gráficas fueron: 4.07, 2.64 y1.27 litros por día para los murosME, MT y MC, respectivamente,prácticamente en una proporción3: 2: 1.

Factor “Grado de Capilaridad”En la Fig.5 (derecha) se muestra elascenso capilar (en centímetros)por encima del nivel del agua quetuvieron los muros durante los 16días de inundación. Allí se apreciaque este ascenso para MC fue de

Fig.4. Estado final de los muros MC, ME y MT tras 16 días de inundación y estadode los adobes localizados en la base de los muros MT y ME

Tabla 1. Resultados promedios de Succión y Absorción.

Tipo de adobe

16 %80

Tarrajeado (usado en MT)

Estabilizado (usado en ME)

10 %16

Succión (gr/min/200cm2 ) Absorción

MT

ME

MEMC

MT



9cm sin llegar al adobe y se estabilizó a las48 horas, por lo que al terminar la prueba larelación por ascenso capilar fue 1.65: 1: 0, para

los muros ME, MT y MC, respectivamente.

Factor “Grado de Humedad de los Adobes”Luego de terminar la prueba de inundaciónen los muros, se desmontaron sus 15 hiladas,notándose que las 8 primeras hiladas de MEy las 6 primeras de MT estaban húmedas,mientras que todos los adobes de MC estabansecos, por lo que la proporción por gradode humedad puede fijarse en 4: 3: 0 para losmuros ME, MT y MC, respectivamente.

Factor “Consistencia de los Adobes de la Base”Al tacto se comprobó que los adobes

localizados en la base (Fig.4) de los muros MEy MT estaban en un estado de inestabilidadparcial, mientras que los adobes de MCestaban secos, por lo que la proporción puedefijarse en 1:1:0 para los muros ME, MT y MC,respectivamente.

5.4 Índice Comparativo de Daños anteInundaciones (ICD) y CostosDe acuerdo a la importancia de los 4 factores(indicados en el acápite 5.3) en generar dañosen el muro por inundación, se asignaron pesosque luego se multiplicaron por los factores yse sumaron para determinar el ICD de cadamuro. Los resultados aparecen en la Tabla 2,donde además aparece el costo de cada muropor unidad de área.

La Fig.6 y la tabla 2 indican que duplicandoel costo del muro patrón (MP), mediante unasolución con sobrecimiento de concreto (MC),el daño por inundación es prácticamente nulo,mientras que aumentando el costo del muropatrón en 15% y 41%, mediante las solucionesde adobe estabilizado (ME) y tarrajeo de labase (MT), respectivamente, se logra evitarel colapso del adobe convencional ante las

inundaciones, aunque la base del muro quededañada.

6. CONCLUSIONES Y COMENTARIOS

• Los ensayos demostraron la alta vulnerabi-lidad de los adobes convencionales ante la

acción erosiva del agua, registrándose untiempo estimado de colapso de la estructu-ra de 20 minutos, con un tipo de falla frágil.

Obviamente el tiempo señalado dependerádel espesor y de la consistencia del adobe.Por lo tanto, se recomienda evitar el uso deladobe convencional en zonas donde la pro-babilidad de ocurrencia de inundaciones seaelevada.

• La técnica con mejores resultados contra elcolapso por inundación prolongada fue lautilización de un sobrecimiento de concretosimple en la base del muro de adobe con-vencional, con un peralte 30cm mayor quela altura de agua esperada. En esta técnicasólo se observó un ascenso de agua por ca-pilaridad de 9cm en el concreto que no llegó

a afectar a ningún adobe. Con esta técnicase duplicó el costo del muro de adobe con-vencional. Para abaratar costos, es necesarioestudiar esta solución utilizando un sobreci-miento de concreto ciclópeo o de albañileríade arcilla industrial.

• Si se busca una solución acorde con la rea-lidad económica peruana, seconcluye que de las dos pro-puestas restantes (adobe esta-bilizado ME y tarrajeo de pro-tección en la base del muroMT de adobe convencional),la solución tarrajeo de la base(MT) proporciona mejores re-sultados al presentar menorascenso de agua por capila-ridad y menor absorción deagua, aunque su costo es 23%mayor al de la solución adobeestabilizado (ME).

• La solución tarrajeo en la base(MT) podría aplicarse a vivien-das existentes, mientras que

las soluciones adobe estabili-zado (ME) y sobrecimiento deconcreto (MC) solo podríanaplicarse a viviendas nuevas.Esta solución MT podría me- jorarse empleando un tarrajeo de cemento pulido.

Bibliografía

1. Reglamento Nacional deEdificaciones (2006). “Nor-ma Técnica de EdificaciónE.080 Adobe”. Ministeriode Vivienda, Construccióny Saneamiento. Lima, Perú.

2. Instituto Nacional de Estadística eInformática (INEI). 2007. “Censos Nacionales2007: XI de Población y VI de Vivienda”. Lima,Perú.

3. Unidades de Albañilería. Métodos demuestreo y ensayos en ladrillos de arcillausados en albañilería. Comisión deReglamentos Técnicos y Comerciales.INDECOPI. Lima, Perú.

4. San Bartolomé, A. 1994. “Construccionesde Albañilería - Comportamiento Sísmico yDiseño Estructural - “. Fondo Editorial PUCP1994 Lima, Perú.

5. Univision Videos. Reportaje “Inundaciónen la ciudad de Ica (flooding of the cityof Ica) - http://www.univision.com/uv/video/Inundaci%F3n-de-la-Ciudad-de-Ica-floodin/id/1988345202

6. América TV. Reportaje: “Lluvias e inundacio-nes en Cusco - Enero 2010” - http://www.youtube.com/watch?v=zbPpW5vORu4

7. Videos del capítulo “Albañilería de TierraCruda” del blog http://blog.pucp.edu.pe/albanileria

Fig.5 – Volumen de agua absorbida por los muros (izquierda) y ascenso capilar (derecha)

Fig.6 – Índice Comparativo de Daños (ICD) normalizado al muro menosdañado (MC) y costos normalizados al muro patrón (MP).

Peso 10 10 50 10030MP Colapsó a los 20 minutos de iniciada la inundación 31.37

ME 1.65 3 4 1 197 36.02

MT 1 2 3 1 150 44.23

MC 0 1 0 0 30 58.69

Factor

Capilaridad

Factor

Absorción

Factor

Humedad

Factor

Consistencia

ICD

Soles/m

2Costo

Tabla 2. Índice Comparativo de Daños (ICD) y Costos



El Perú se encuentra ubicado en lo quese conoce como Cinturón de Fuego, aligual que Ecuador y Bolivia. Es una zonageográfica de la costa del Océano Pacíficode alta intensidad sísmica. De igual modo,por su ubicación geográfica, las Placas deNazca, también ubicadas en costas peruanas,hacen que nuestro país sea una zona de altavulnerabilidad frente algún evento sísmico.

Uno de los sismos más relevantes de nuestrostiempos se produjo el 15 de agosto del 2007,y tuvo como epicentro la región de Ica yNazca, lo cual si duda, trajo consigo tragedia ypérdidas humanas como materiales. El adobe es una pieza de construcción hechade arcilla, paja y arena en forma de ladrillo. Toda esa mezcla es puesta a secar al sol.Con este material se construyen paredes ymuros de diversas edificaciones. La quincha,por su parte, es un sistema tradicional deconstrucción proveniente de Sudamérica queconsta de un entramado de caña de bambú

recubierto de barro. La unión de adobe enel primer nivel y quincha en el segundo nivelse convierte en un sistema constructivo queno sólo brinda una calidad estancia sino queademás la convierte en una vivienda segurafrente a sismos severos.

EL PROYECTO PACARAN YVIVIENDAS DE ADOBE MEJORADO

Tras 30 años de investigación del adobe comomaterial de construcción en nuestro país, sepropuso el uso de este material, aplicable conciertas condiciones, incluso en zonas sísmicas

y teniendo en cuenta los criterios de diseñoarquitectónico, diseño estructural y acabadode las edificaciones. La Norma Técnica deedificación E080 ADOBE, del reglamentoNacional de Edificaciones. Elaborada por lagestión y coordinación de SENCICO, reúnelos conceptos de diseño y construcción deladobe.

Este sistema, ampliamente estudiado ha sidomejorado con técnicas que le dan resistenciafrente a movimientos sísmicos de medianaintensidad y a una mejora en las condicionesde funcionalidad confort y durabilidad. Suaplicabilidad se extiende a zonas rurales ysemirurales de la costa sierra.

Desde noviembre de 2005 a abril de 2006, lagerencia de Investigación y Normalización deSENCICO realizó un programa de capacitación

PROYECTO PACARÁNuna alternativa segura

sistema de teclado con estructura de madera ycerramiento de caña de torta y barro.

La Gerencia de Investigación y Normalizaciónde SENCICO incluyó en su programa deinvestigación del año 2006 el estudio deedificaciones mixtas de adobe en el primerpiso, y quincha en el segundo, con el

objetivo de tener un informe que demuestresu resistencia ante algún movimiento de estanaturaleza. Con este estudio se pretendiódemostrar el comportamiento de la conexiónquincha-adobe así como el del piso de maderacomo diafragma y su influencia de este en elcomportamiento del muro. Este estudio sedesarrolló con la asesoría del Ing. Luis ZegarraCiquero, Profesor de la Pontificia UniversidadCatólica del Perú.

CARACTERISTICAS DE LOSPROTOTIPOS DE ENSAYO

Se construyeron dos modelos a escalaequivalente al 85% de la escala natural, enforma de prisma rectangular recto, de 3.16m,con ventanas laterales de 1m x 1m y dospuertas de 1.0 x 1.67m, esto en el segundonivel.

Esta estructuración se realizó de acuerdo a loscriterios establecidos en las normas de diseñode adobe y las recomendaciones técnicasdadas para la construcción con quinchaprefabricada. De igual manera, la verificaciónse realizó considerando las condiciones delsuelo y los parámetros de zonificación sísmica

correspondientes. Estos módulos fueronsometidos a ensayos de simulación sísmica,aplicando las rectificaciones correspondientesa sismos reales de intensidad creciente. Elprimer modulo fue sometido a cinco ases demovimientos, la primera fase corresponde amovimientos de 1.5mm de desplazamientos,que crea (en escala) sismos recientes muyleves; las fases siguientes 2, 3, 4 contienendesplazamientos de frecuencia creciente,es decir simulaciones sísmicas de mayorintensidad, hasta llegar a la fase 5 de 15mm.De desplazamientos, que corresponde asismos severos.

El modelo de construcción a escala fuesometido hasta 6 fases. Las cinco primeras conlas mismas características del primer módulo,explicado líneas arriba y en la sexta fase, seutilizó la intensidad a escala del terremoto

SENCICO

El uso del adobe y de laquincha en el Perú se remonta

a épocas virreinales, épocasen las que las disposiciones

oficiales obligaban a utilizar

este material. El adobe erautilizado en el primer piso,mientras que la quincha en el

segundo debido a su resistenciasímica comprobada en los

sismos ocurridos en los siglos XVII y XVIII, el particular los de

1687 y del 1746.

para la construcción de viviendas a b ase

de adobe mejorado en las localidades deLunahuaná y Pacarán en Cañete. Debido ala alta vulnerabilidad sísmica de la zona, setuvo en cuenta las consideraciones en elmanejo de criterios de diseño y construcciónrecomendados en la Norma E80 ADOBE, parael caso de zonales sísmicas.

Este tipo de vivienda contaba con dos tiposde materiales de acuerdo a la ubicación dela planta : Primer piso con paredes de adobereforzados vertical y horizontalmente con cañay una solera de madera donde se conectanlos parantes de los bastidores de la quinchaempleada en el segundo piso. Las paredesson prolongadas formando una especie democheta.Se construyeron dos tipos de viviendas enLunahuaná y otras dos en Pararán. Ambas deadobe con un refuerzo similar al anterior y un



ocurrido en 1970, captado por el InstitutoGeofísico del Perú, con las señales sísmicasperuanas de mayor poder destructivo.

EL RESULTADO DEL ESTUDIO

Los modelos construidos en escala y sometidosa las pruebas de rigor, frente a un eventual sinono se derrumbaron, aún en las etapas de fasesmayores con movimientos telúricos severos.Además, estos ensayos han demostrado laimportancia de los refuerzos colocados en laalbañilería de adobe, que consiste en refuerzohorizontal interior de la caña y viga solera.

Todo el resultado del estudio llega ala conclusión comprobada de que lasconstrucciones hechas a base de adobe

mejorado pueden resistir sismos de median ygran intensidad. La relevancia del revestimientocon malla electrosoldada asegura una mayorresistencia ya que disipa sustancialmente laenergía que se dispersa durante un sismo.

Cabe indicar que este proyecto participo en elconcurso UN HÁBITAT de Naciones Unidas y elMunicipio de Dubái, efectuado en Noviembrede 2012 logrando clasificarse entre las 100mejores prácticas a nivel mundial.

En el marco del Premio Internacional de Dubái2012 sobre Mejores Prácticas para transformar

Es de suma importancia hacer mención a la mayor prueba exitosa del proyecto Pacarán.Durante el lamentable sismo acaecido el 15 de agosto del 2007 de magnitud 7.5 con epicentro

en la ciudad de Ica Perú, las viviendas de adobe mejorada, ya entontes construidas gracias alProyecto, pasaron la prueba de mayor rigor superando el evento natural exitosamente, puesse contuvieron en pie resistiendo los 7.5 grados que sacudieron el país entero.

Como se ve, el mérito a este noble y profesional proyecto no es en vano. Este sistema deconstrucción puede salvar la vida de muchas familias que no disponen de una economíasuficiente para construir o adquirir una vivienda de concreto. Es importante recalcar que el

proyecto está dirigido a una capa de la sociedad menos beneficiada dándole una alternativade bajo costo y de mucha rendición y donde la calidad no se deja de lado. Este es el proyectoPacarán.

las Condiciones de Vida, el Comité Técnico evaluador se reunió en la Dubái,Emiratos Árabes Unidos y seleccionólas 100 Mejores Prácticas presentadasa nivel mundial. El proyecto Pacaránde SENCICO se encuentra dentro deeste selecto grupo de iniciativas a nivelmundial. Formar parte de esta selecciónes un reconocimiento internacionalmuy importante para las organizaciones,las cuales serán distinguidas con uncertificado de mención como MejorPráctica otorgado por Naciones Unidas.Esta distinción obliga al SENCICO a renovarsus esfuerzos en investigaciones y proyectos

Título Región ClasificaciónN° ReferenciaDubai -2012

PER254-12Construcción con Adobe Mejorado y Construcción Mixta de Adobe y Quinchaen Zonas Sísmicas: Viviendas seguras para la vida de la comunidad. (SENCICO)

Lima/Cañete / Pa-carán - Lunahuana

BuenaPráctica

tendientes a mejorar las condiciones de vidade nuestra población.

A PRUEBA DE SISMOS



INGENIERÍA EN PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS y su relación con la Ingeniería Civil

Ing. CIP Alfonso Panizo O.Engineering Services S.A.C. / Sociedad Nacional de Protección Contra Incendios - Lima, Perú

Professor José L. Torero, PhD The University of Queensland - Australia / BRE Centre of Fire Safety Engineering - Edimburgo, Escocia

Previo al desarrollo del presente concepto que expondré líneas mas adelante, deseo a agradecer sinceramente a la Directiva del Capítulo de Ingeniería Civilesta oportunidad, en la que me permiten expresar la relación entre las ingenierías en materia de protección contraincendios. Fundamentalmente deseoresaltar esta oportunidad de mirar al futuro, que nos permite abrir puertas, a un inimaginable futuro, con el propósito de mejorar la protección contraincendios en el Perú y, sobre todo, terminar con los mitos sobre esta disciplina, lo que nos ayudará a tomar soluciones de primer nivel, para estar al alcancede las nuevas creaciones y arte que vienen innovando los arquitectos nacionales y extranjero, así como los requerimientos del mercado.

Introducción

El diseño y protección de estructuras paragarantizar un adecuado comportamientoen caso de incendios, es uno de los temaspoco analizado en la Ingeniería Estructural,más aun al no existir ningún requerimientoen el Reglamento Nacional de Edificaciones(RNE). Tanto las distintas herramientas, comolas normas, reglamentos y pruebas estanda-rizadas vienen siendo utilizadas, durante dé-cadas, para diseñar estructuras sin un mayorentendimiento de los objetivos, ventajas ylimitaciones de las mismas, con buenos resul-

tados, ya que los grandes factores de seguri-dad así como la robustez de la estrategia deprotección contra incendios en edificacionesconvencionales han dado como resultado unnúmero muy reducido de incendios que hancomprometido las estructuras, por ende exis-te una confianza generalizada en las metodo-logías existentes.

Sin embargo, las últimas dos décadas se hancaracterizado por una gran innovación en la in-dustria de la construcción, que ha desplazadoel diseño estructural fuera del área de confian-za en la cual se desarrollan las metodologías

tradicionales de protección contra incendios.El resultado ha sido un renacimiento del dise-ño estructural explicito para garantizar el buencomportamiento de una estructura encaso de incendio, que ha llevado a laevolución de normas y reglamentacio-nes a la vez que el desarrollo de meto-dologías de calculo que establecen eldesempeño de una estructura en casode un incendio. En esta breve reseñase presenta un resumen de esta evo-lución.

La Estrategia de ProtecciónContra Incendios

Para poder comprender la importan-cia de la ingeniería civil como partedel concepto de protección contraincendios, y desmitificar el concepto

de que esta protección se basa en “agua”, paraextinguir, es fundamental que se involucrenen la disciplina o ciencia de xx ..yy ..zz y com-prendan tres escenarios:

• Dinámica de los incendios, la evacuación yla resistencia estructural al fuego.

• Capacidad de contención y control de losincendios.

• Asegurar la estabilidad estructural y protec-ción de los respondedores.

Los incendios ocurren, y no vamos en estaoportunidad a analizar “probabilidades” de

ocurrencia, de hecho esta ciencia se basa enque “existe” una determinada carga térmica enlos diversos materiales combustibles de un de-terminada edificación. Así tenemos que cadamaterial, en función a su composición químicay estructura molecular, se “quema” a distintasvelocidades y libera una determinada cantidadde calor, con la consecuente perdida de masay generación de humo. Por ahora dejemos el“humo” para otra oportunidad, y concentré-monos en la cantidad de calor generado y lamasa de los combustibles.

La velocidad de quemado se refiere a cuan

rápido arden los materiales, ya que dependende su composición química. La madera tieneun proceso de combustión más lento, que los

plásticos o los líquidos combustibles e infla-mables. En cada caso la capacidad de entre-gar calor proveniente del incendio también esdistinta.

Lo que nos interesa conocer es:

a. Cuánto calor libera determinado “tipo” deincendio, se refiere a cuál es la “potencia” deeste incendio (Kw/h) para comprender cuálserá la intensidad y geometría de la llama,y con esto comprender cuánto calor serátrasmitido a la estructura. Cálculo básicotambién para comprender cuánto humo

se podría generar.

b. Sin embargo, también hay que conocerla “masa” de material incendiado paraconocer el tiempo potencial de duraciónde un incendio y, con ambos parámetros,establecer el tiempo de resistenciaestructural al fuego.

c. Ambas informaciones básicas (tipode material y cantidad) establecen laclasificación de riesgo de los incendios, enbase a los Kcal /m2 como ligero, ordinario yalto.

La fórmula ideal es que la velocidad de quema-do de un material genere el tiempo suficiente

para que las personas puedan evacuar(hoy traducido como distancia de via- je del evacuante) y que el tiempo quedure el incendio, léase el consumo detoda la masa combustible, pueda sersoportado por la estructura.

En resumen, lo más importante esque el tiempo de “estabilidad” queproporciona una estructura, en casode incendios, que soporte todo eltiempo que involucre este proceso dequemado, debido a que es la “única”redundancia del sistema, convirtién-dose en indispensable. La estructurano debe colapsar a consecuencia deun incendio.



Relación entre la resistenciaestructural al fuego y laintervención de bomberos

¿Entonces cual es la relación de losBomberos y la resistencia estructu-ral al fuego?, inimaginable, y parapasar de conceptos empíricos aingeniería, hay que comprenderque la experiencia de campo vividapor los bomberos indica que en elPerú, por ejemplo, que los almace-nes colapsan (situación natural sinrociadores), que los techos de casila mayor parte de industrias incen-diadas han colapsado en 10 a 15 minutos. Estaexperiencia de vida hace que la estrategia delcombate del incendio se modifique, pasan-

do de un ataque frontal, directo del incendio,dentro de una edificación (ataque ofensivo), auna táctica de “irse” atrás y proteger la vida delos bomberos, con tácticas defensivas, y pro-tección de exposiciones vecinas, lo que prác-ticamente elimina la posibilidad de que losbomberos puedan tener control del incendioy reducir la severidad el incendio.

Un ejemplo sencillo, fue el incendio del TeatroMunicipal de Lima en (Agosto 2, 1998fecha) endonde en los primero 15/20 minutos, los bom-beros se encontraban en el interior del teatrocombatiendo el incendio, en un esfuerzo im-

portante para salvarlo, con todas las limitacio-nes, por todos conocidas, sin embargo, dentrode la evolución normal de un incendio, la es-tructura principal del techo colapsó completa,literalmente se desprendió de su base, cayen-do sobre las butacas, incrementado conside-rablemente el incendio, dando la “señal” al jefede los bomberos de que la estructura no erasegura y, por falta de información confiable, seoptó por cambiar la estrategia de ofensiva adefensiva, puesto que la prioridad es protegera las personas.

Como se comprenderá, la resistencia al fue-

go de la estructura es un factor fundamental,entonces, el tema central es qué ofrece la in-geniería para resolver estos problemas queconllevan:

* Perdida de vidas* Pérdida de infraestructura* Pérdida de continuidad del negocio de los

inversionistas, que son parte de la economíanacional.

En ese entorno nos encontramos ante gran-des interrogantes e inquietudes, como cuáles el papel que juegan las regulaciones, los

proyectistas, las constructoras, los instaladoresy las autoridades, principalmente el regulador,el Ministerio de Vivienda.

Lo que viene sucediendo en el país, en mate-ria de resistencia estructural al fuego es que

desde el año 1970, en el antiguo ReglamentoNacional de Construcciones (RNC) y, ahora, apartir del 2006, con el actual RNE aún NO se

establece “dónde” y “cómo” se requiere la resis-tencia al fuego; así, LEGALMENTE se permiteque se construyan una serie de edificacionessin resistencia estructural al fuego, en dondeexiste el riesgo potencial de colapso estruc-tural. En este sentido, es de verse que en elMinisterio de Vivienda no se toma con la su-ficiente celeridad “procesar” una modificación,mejora o ampliación, por ejemplo, a la esca-sa regulación vigente hasta el día de hoy noasimila la importancia de “establecer tiemposde resistencia estructural al fuego”, a pesar quehay una propuesta desde hace más de 5 añosen el citado ministerio.

Innovación en Arquitectura - Estructu-ra, construcción y materiales.

Hoy en día, la innovación en la construcción, junto con el incremento en la velocidad deejecución, nos lleva a soluciones mixtas deacero y concreto, así, por ejemplo:

• Tiendas y supermercados con columnas deconcreto y vigas de acero sin protección alfuego y con una solución de “conexiones”en donde no se consideran las diferenciasde dilatación entre los materiales en caso

de fuego, genera una situación que “apura”el colapso estructural, ya que es común veren condiciones desfavorables, en caso deincendio, empalmes de vigas I / H de tipo

lateral con vigas de concreto, en donde alno expandirse el concreto, la viga de acerotenderá a “deformarse”.

• La búsqueda de lograr espacios másamplios, abiertos, sin obstáculos, y salir delcomportamientos ya conocidos, nos hallevado a soluciones de vigas pre-tensadasy post- tensadas, y otras soluciones, muyinnovadoras, en cuanto al diseño de losas.Siendo que en estos diseños, generalmente,no toman en cuenta el recubrimientonecesario para “protegerlas de incendio”.Es de hacerse notar que, en estos casos,la estabilidad de una loza o viga dependedel cableado interno y que la dilatacióndel cable se produce y genera problemasa temperaturas muy bajas, por ende elrecubrimiento debe establecerse en función

de cada diseño particular.

RESPECTO DEL CONCRETO.-

No se pretende, de forma alguna, favorecer alconcreto en contra del acero, en lo absoluto, elconcreto tiene también sus problemas, el “spa-lling” (fractura, desconchado, pérdida del recu-brimiento, fractura por dilatación diferencial)que se da en caso de incendio, de forma másrápida y con tamaños más gruesos conformeaumenta la resistencia del concreto, ello per-mite la exposición de las barras de la estructu-ra, la transferencia de calor y consecuente dila-

tación de las mismas, generando la pérdida deresistencia estructural.

RESPECTO DEL ACERO.-

Por otro lado, también es necesario eliminarel mito que el acero no es bueno para incen-dios, y que debe estar cubierto siempre dealgún material aislante, esto no es siemprecierto, muchas estructuras que los arquitectosdesean mostrar, como parte del arte, se veninnecesariamente “malogradas” al ponerle “co-bertura”, solución típicamente propuesta porproveedores, por la falta de ingeniería.

El acero puede ser una opción muy valida enuna estructura si se conoce que se quema, porcuanto tiempo, y cuanto calor se genera. Un

ejemplo directo de esta aplica-ción es el Centro Georges Pom-pidou en Paris, donde el aportede la ingeniería de proteccióncontra incendios permitió eldiseño del edificio en acero sinningún recubrimiento aislante.La estructura sin protección selogró mediante un análisis delcomportamiento estructural y

de la evolución de la carga tér-mica de los posibles incendios,dando como resultado un dise-ño de secciones y conexionesadecuado y la total omisión delaislamiento térmico.



Fundamentos de base de la Ingenieríade Protección Contraincendios

Como puede apreciarse, la base de la ingenie-ría de protección contra incendios, es trasfe-rencia de calor, química, física, termodinámica,es comprender el fuego y el comportamientode la estructura, el manejo del humo, la libera-ción de calor.

Estamos en el año 2012, la resistencia estruc-tural al fuego tiene, como disciplina más de 50años en Europa y Estados Unidos, existe unacarrera de ingeniería que proviene de las in-genierías civil y mecánica, como formación debase, para proteger personas y bienes. Sin em-bargo, continuamos creyendo en el Perú quela protección contra incendios es una especia-

lidad exclusiva de la ingeniería sanitaria, situa-ción que no ocurre en ningún país del primermundo. El problema es más complejo aun, elsector vivienda y construcción, lejos de reco-nocer la posición del CIP, que estableciera en2006/2007,,,, afirmando que esta es una disci-plina multidisciplinaria, y que se debe trabajaren formar una especialización para cubrir esasexigencias, en el nuevo RNE ha dividido aunmas el tema, impidiendo que se establezcauna estrategia coherente de protección con-traincendios, confundiendo aun mas lo pocoavanzado y generando contradicción y/o con-flicto, o por lo menos discordancia, innecesa-

rios, en la misma regulación, por ejemplo:

• La administración de humos, no esta com-patibilizada con la extracción de CO y quedacomo una solución mecánica.

• La detección y alarma de incendios “solo”debe ser desarrollada y firmada por ingenie-ros electrónicos.

• Los sistemas de agua contra incendios (nolos de espuma, ni PQS, agentes limpios, nineblinas, o cualquier otro agente extintorde incendios) son parte de la especialidadSanitaria

• La resistencia estructural al fuego NO ha

sido plenamente desarrollada en el RNE.

Bajo este escenario descoordinado, pierdesentido la procura del desarrollo del estableci-miento de una estrategia de protección contraincendios, desde las facilidades de evacuacióny la capacidad de contener los incendios sinque se afecte la estructura.

Análisis Estructural Detallado

La sección anterior muestra la necesidad deasegurarse que el comportamiento de la es-tructura sea consistente con la estrategia de

protección contra incendios.

Este cálculo consiste, por lo general, de unestudio detallado del incendio, seguido porun análisis de transferencia de calor y de com-portamiento estructural; este tipo de análisis

requiere, mayormente, de la utilización de mo-delos de tipo CFD para el incendio y de tipoelementos finitos (FEM) para la transferenciade calor y comportamiento estructural.

El análisis del edificio en acero es mucho másdetallado y es por esta razón que va a ser uti-lizado como ejemplo para explicar una seriede fenómenos que se presentan cuando unaestructura es sometida al calor de un incendio.La combinación de carga muerta, gradientesde temperatura y expansión térmica va a re-sultar en una serie de esfuerzos que definen elcomportamiento de una estructura compues-ta con losa de hormigón y vigas y columnasde acero.

Durante el calentamiento de una losa dehormigón y de la viga de acero sobre la cualse apoya hay que tener cuenta una serie decomponentes importantes. En primer lugarhay que tener en cuenta la diferencia de con-ductividad térmica. El acero tiene una alta

conductividad por ente el calor se transfiererápidamente hacia el interior y por lo tanto secalienta homogéneamente (Figura 1(a)). Al nohaber gradientes de temperatura a lo largo dela sección del acero este elemento estructuralse va a expandir homogéneamente a medidaque se calienta. La carga muerta va a generar ladistribución de momentos que va a aumentarla compresión en el ala inferior y reducirla enel ala superior. Esta distribución de momentoslleva al pandeo del ala inferior a temperaturasmuy bajas, como muestra la Figura 1(a). Estastemperaturas son por lo general menores a200oC que está muy por debajo de los valo-

res normalmente citados para fallas en acero(550oC). Si bien una primera forma de falla semanifiesta, esta puede o puede no tener nin-gún efecto en la estabilidad de la estructura.

Si el acero está separado por un aislante tér-mico, este va a proteger al acero. Al ser suconductividad térmica mucho más baja que ladel acero todo el calor se va a quedar cerca dela superficie y la temperatura de la superficiedel aislante rápidamente alcanza la tempera-tura del gas. Es por ende común asumir quegas y superficie del aislante siguen la mismaevolución de temperatura (Figura 1(a)). Esta

hipótesis es la base de las metodologías másusadas para el cálculo de transferencia de caloren elementos estructurales de acero aislados.El aislante sirve de barrera al calor pero no vaa afectar el comportamiento estructural delacero.

A medida que pasa el tiempo, en la losa dehormigón, que tiene una conductividad tér-mica más alta que la del aislante pero muchomás baja que la del acero, se empiezan a ge-nerar gradientes de temperatura (Figure 1(b)).Estos gradientes de temperatura resultan enexpansión térmica diferencial que introduce

curvatura a la losa de hormigón. El mismocomportamiento se va a dar en vigas de hor-migón.

La curvatura va a ser cada vez más pronun-ciada y, eventualmente, va a imponerse sobre

El análisis estructural detallado para predecirel comportamiento de las estructuras en casode incendios tiene su origen en los ensayos

de Cardington, los mismos que son una seriede incendios desarrollados en una edificaciónde ocho pisos, construida específicamentepara analizar su comportamiento en caso deincendios. Estos ensayos consisten en dospruebas, una con un edificio de acero y losascombinadas y la segunda con un edificio dehormigón.

Los ensayos de Cardington sirven para demos-trar que el comportamiento de una estructuraen un incendio está controlado, principalmen-te, por la expansión térmica. En tal sentido, larestricción natural al desplazamiento impues-

ta por columnas es suficiente para generaruna serie de comportamientos que van adefinir la resistencia estructural, teniendo encuenta que el efecto de la expansión térmicarestringida es mucho mayor que el efecto dedeterioración de los materiales.

Por ende, los ensayos de Cardington demues-tran que la prueba estándar de resistencia alfuego solo contempla una parte secundariadel comportamiento estructural.



la viga de acero, definiendo la curvatura delconjunto. Esta curvatura va a definir los esfuer-zos en la losa dando lugar a las diferentes po-sibilidades de falla. La falla de la losa tiende adarse cuando la temperatura de los refuerzosde acero llega a un valor crítico que no puedesoportar los esfuerzos introducidos por las de-formaciones térmicas y los refuerzos se rom-pen. Sin embargo antes de llegar a esta formade falla (Figure 1(b)) los diferentes esfuerzosgenerados resultan en resquebrajamiento delhormigón o en efectos de tipo membrana queen algunos casos tienden a dar mayor estabi-lidad a la estructura. Como se ve hacia el finaldel calentamiento en la Figura 1(a), grandesdeformaciones pueden producirse duranteun incendio generando una catenaria. Estasdeformaciones tienden a relajar los esfuerzos yen muchos casos mantienen la integridad dela estructura muy por encima de lo esperadocuando se usa un criterio como una tempera-tura critica de falla. Este efecto ha sido utilizadopara mostrar que en muchos casos se puedereducir el aislante térmico y lograr una estruc-tura estable. El caso más común es el caso enel cual se elimina la protección pasiva de vigassecundarias y el comportamiento de la estruc-tura (dominado por los gradientes térmicos enel hormigón) no cambia. Esta es una opciónde ahorro importante que un cálculo deta-llado puede abrir, sin embargo debe hacersecon mucho cuidado y sobre todo teniendo encuenta el efecto que grandes deformacionespueden tener en la compartimentación.

Dado el comportamiento de estas losas com-

binadas queda claro que a medida de la luzentre columnas crece el riesgo de encontrarzonas de tensión que resulten en la roturade los refuerzos aumenta. Lo mismo sucedecuando se utilizan elementos estructuralesinusuales como vigas perforadas que aumen-tan la transferencia de calor hacia el alma de la

Figura 1 – Comportamiento de una estructura en acero aislada (a) y una en hormigón (b).

(a)

TGas

TGas

TVIGA

Viga

Aislante

Temperatura [oC]

Tiempo [horas]

550

20

1 hr 2 hr 3 hr

r

(b)

I

Temperatura de losRefuerzos [oC]

TGas

Tiempo↑

TRefuerzos

Aislante

Falla (3 hr

Resistencia)

Tiempo [horas]

550

20

1 hr

2 hr 3 hr

Falla (2 hr

Resistencia)

Falla

(1 hr Resistencia)

sido analizadas eliminando protección pasiva.El colapso del World Trade Center y el análisissubsecuente mostró, por primera vez, el casocontrario, indicando las potenciales dificul-tades que se pueden dar cuando un edificioes diseñado de manera poco convencional.Una conclusión natural de estos análisis esque el comportamiento de la estructura estamas influenciado por la geometría que por elmaterial.

Concreto.-El hormigón representa una barrera natural alcalor por ende tiene una resistencia naturalal fuego. Sin embargo no es necesariamenteuna mejor solución que el acero, puesto queel comportamiento global de la estructura vaa estar dado por los gradientes térmicos. En

el caso de un incendio de crecimiento muyrápido o en el caso de elementos de hormigóncóncavos donde la vena inferior va a quedarsometida a grandes esfuerzos de compresión(por ejemplo en túneles) el hormigón puededar lugar a fallas catastróficas prematuras. Eltipo de hormigón va a definir el coeficientede expansión térmica y la conductividadtérmica, por ende también va a tener un granefecto en el comportamiento global de laestructura.

El hormigón queda caracterizado por los mis-mos criterios del acero pero por un lado repre-

senta una barrera natural al calor pero por elotro introduce una serie de incertidumbresque no permiten refinar el cálculo. Es por estarazón que las metodologías de cálculo tradi-cionales, que se basan en el desempeño pura-mente térmico, son efectivas para el diseño deestructuras de hormigón. El diseño de estruc-turas de hormigón para buen comportamien-to en incendios es por ende más convencionaly no permite mayores innovaciones.

Acero.-En el caso del acero, la barrera natural al calorno existe y fallas muy tempranas se presentan

afectando el comportamiento global de la es-tructura. Sin embargo, dada la alta conducti-vidad térmica, el acero es menos susceptible

a los gradientes térmicos y los cálculosestructurales son más precisos por quela evolución de las propiedades del acerocon la temperatura está bien definida. Elacero no tiene la barrera térmica pero sepresta a cálculos estructurales más deta-llados.

Edificios Complejos.- Las metodologíasconvencionales de diseño implican riesgo,por lo tanto, para edificios complejos, un

análisis detallado de la estructura puedepermitir prever el comportamiento glo-bal de la estructura y permitir, en algunoscasos, la eliminación de protección pasivasuperflua. En el caso de incendios el acerose presta más para la innovación.

viga reduciendo la estabilidad de la estructura.En estos casos hay que analizar la estructuracon mucho detalle.

Un elemento importantísimo del cálculo es elanálisis de los elementos de conexión, depen-diendo de la geometría de la estructura y deltipo de conexión, estas uniones pueden fallaren diferentes momentos. El caso más comúnes la falla de las conexiones durante el enfria-miento que puede dar lugar al colapso de laestructura. Durante el enfriamiento las vigasy la losa se contraen pero las deformacionespermanentes no permiten a las vigas y losaregresar a su condición inicial, por ende el lar-go efectivo de estos elementos estructuralesqueda reducido y las conexiones se ven some-tidas a altos esfuerzos de tensión que puedenresultar en su ruptura. Un caso de este tipo deruptura se ve al final de la Figura 1(a).

Es importante recalcar que el análisis de laspruebas de Cardington, mostró que las es-tructuras tienden a tener más resistencia de loanticipado por las pruebas estándar, y comoconsecuencia una serie de edificaciones han


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Contará con lo último en medidas de seguri-dad, las mismas que se usan en las vías sub-terráneas de los países del primer mundo:Ocho salidas de emergencia, señalizacióninteligente, teléfonos de emergencia y detec-tores automáticos de humo y CO

2, además de

un complejo sistema de ventilación medianteturbinas, iguales a las utilizadas para redes demetro y túneles. Contará también con una redde extintores a lo largo de sus dos kilómetrosde extensión.

Todos los aspectos de seguridad son priorita-

rios. Se tiene previsto que un circuito cerradode televisión monitoree permanentemente loque ocurra dentro del túnel. El Centro de Con-trol de Operaciones se encontrará ubicado enel Parque de la Muralla.

Más obras importantes

Además del Túnel, VPR contempla la cons-trucción de 11 viaductos y uno en particularque permitirá la interconexión del Cercado deLima con San Juan de Lurigancho, el distritomás poblado del Perú.

periférica Rodoanel y la nueva ruta subterráneade la línea 7 del Metro de Sao Paulo.

Otra de las obras importantes de Vía ParqueRímac es la recuperación de 6 km de laderasdel río Rímac con muros de contención y áreasverdes, un aporte ambiental importante delProyecto.

Por otro lado, la Municipalidad Metropolitanade Lima tiene previsto desarrollar a la par, elProyecto Río Verde en la zona de Cantagallo,como parte de la transformación del área deintervención. Éste incluirá la construcción deun parque con 25 hectáreas de áreas verdes,infraestructura deportiva, recreacional ycomercial.

En general toda la ciudad de Lima serábeneficiada con la modernización de lagestión del tráfico.

Inversión y desarrollo social

Los pobladores que habitan en las riberas delrío Rímac se beneficiarán también de la trans-formación de la zona. La Municipalidad deLima y LAMSAC han programado la inversiónde 10 millones de soles en proyectos de de-sarrollo social para las familias de la margen iz-quierda. Actualmente se desarrollan dos pro-yectos educativos importantes: Matemáticas

para todos y Aulas de Innovación Tecnológicaen 10 instituciones educativas del área de in-fluencia directa del Proyecto. Asimismo, se haninstalado 21 Puestos de Auxilio Rápido PARpara apoyar el trabajo de seguridad ciudada-na que realiza la Policía y la Municipalidad deLima; entre otras importantes inversiones rea-lizadas en la margen izquierda del río Rímac,afirma Juan Pacheco, Gerente de RelacionesInstitucionales.

Otro tema social importante es que el Proyectoviene facilitand

sistemas constructivos no convenciales

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