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CONSTRUCCIONES DE VIVIENDAS ANTISÍSMICAS

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Jesús Miguel Ortega Delgado

on 11 December 2014

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CONSTRUCCIONES DE VIVIENDAS ANTISÍSMICAS
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HISTORIA DE LAS CONSTRUCCIONES ANTISÍSMICAS
CONCLUSIÓN
DEFINICIÓN DE UNA VIVIENDA ANTISÍSMICA
LOS PELIGROS NATURALES
Introducción:
Nunca se sabe en qué momento puede ocurrir un desastre natural entre ellos un terremoto, por la gravedad que este desastre generaría se calculan los cuantiosos daños que podrían sufrir la mayoría de las estructuras construidas es por ello que en los últimos años y en muchas partes del mundo se han suscitado numerosos terremotos, demostrando así la calidad de las estructuras edificadas.

PLACAS ANTISISMICAS
La ingeniería sismo resistente tuvo sus inicios a principios del siglo XX. El objetivo principal de esta disciplina fue, desde su origen, evitar el colapso de las construcciones sometidas a terremotos, para proteger la vida humana. Para saber y entender un poco más sobre la historia de las construcciones lo dividiremos en dos partes: historia en el mundo y en el Perú.
EN EL MUNDO
EN EL PERÚ
Obdulio Coca (2003, p.35).
El hombre desde los primeros estadíos de su desarrollo ha ido conformando su hábitat a partir de su relación con el medio natural, para lo cual ha tomado en cuenta múltiples factores condicionantes entre ellos los peligros a los que estaba expuesta su comunidad. La respuesta a estas exigencias del medio se fue dando empíricamente mediante soluciones prácticas que permitieron reducir los riesgos. Estas soluciones se fueron probando a través de generaciones en correspondencia con la regularidad de afectación de los fenómenos naturales y el comportamiento de las estructuras físicas ante el impacto de dichos peligros, de esta forma se fue conformando en algunos lugares una cultura del riesgo [...]. A lo largo de la historia los seres humanos hemos tratado de sobrevivir a estos desastres naturales como lo son los sismos, tratando de adaptarse y así poder sobrevivir con el paso del tiempo, usando el ingenio muchas culturas han sobrevivido a estos sismos como prueba de ello quedan sus construcciones, que han logrado resistir los sismos.

El sector de la construcción siempre ha sido uno de los principales motores que impulsan la economía del Perú.
A lo largo de la historia, este sector ha jugado un papel muy importante desde la época pre-hispánica hasta nuestros días. Comenzando con Machu Picchu, una gran obra lograda por nuestros ancestros que hoy es considerada una de las siete nuevas maravillas del mundo, siguiendo por el arte barroco que aun embellece las ciudades del país.

ETAPA PREHISPÁNICA
ETAPA REPUBLICANA
ETAPA COLONIAL
Harth-Terre (1945, p.76) menciona sobre esta etapa:

En la construcción de sus viviendas y templos, los incas y sus antepasados, utilizaban principalmente materiales como el adobe y la piedra. […]Cuando construían fortalezas utilizaban piedras enormes de grandes dimensiones, mientras que cuando construían palacios utilizaban piedras relativamente más pequeñas; Es decir; daba igual el tamaño utilizado de la piedras la perfección en su acabado siempre era el mismo.

La construcción quizás más famosa de los incas fue Machu Picchu.

UNIVERSIA (2010, p.26).

Teniendo en cuenta que los españoles nunca llegaron a Machu Picchu, esta constituye una obra casi intacta del Perú prehispánico que muestra claramente las características de las construcciones de dicha época. Esta ciudadela muestra las habilidades de los incas en la ingeniería civil, hidráulica y arquitectura, pues, como todo suelo andino, el terreno que alberga a Machu Picchu presenta accidentes geográficos que tuvieron que ser estudiados por los ingenieros del Tahuantinsuyo para lograr superarlos y aprovecharlos en favor de la población. Seguramente las técnicas utilizadas y el talento evidente plasmado en esta obra la llevaron a ser declarada Monumento Histórico Mundial de la ingeniería civil por la Sociedad Americana de Ingenieros Civiles y la Sociedad Nacional de Ingenieros Profesionales de los Estados Unidos.

Caral es la cultura quizás a nivel de construcciones más representativa a nivel nacional y a nivel mundial ya que sus ciudades tienen muchos años de antigüedad.

Julio C. Tello (1956, p. 25).

Caral es la ciudad más antigua del Perú (más de 5000 años desde el presente) y cede de la primera civilización andina que forjó las bases de una organización social propia y singular, que junto a Mesopotamia, Egipto, india, China y Mesoamérica son los focos originarios de cultura en el mundo.

Ana Maria Telesca de Abbondio (1977, p. 35).

A partir del gobierno del virrey Márquez de Cañete (1556-1561), y una vez superadas las luchas civiles que sucedieron a la conquista, comenzó el desarrollo edilicio. Para esta época casi no quedaban vestigios del estilo gótico implantado por los edificios virreinales, en cambio, se inició la construcción de estructuras elásticas resistentes a los temblores, así mismo, se comenzó a usar la quincha junto con armazones de caña y madera. En la costa de comenzó a implantar el estilo plateresco, debido a la falta de piedra, labrándose muchos retablos en este estilo. En esta época se inicia la construcción de las catedrales de Lima y Cusco (1582), siguiendo las órdenes del arquitecto más importante del siglo XVI, don Francisco Becerra. En el tercer cuarto de siglo XVII el barroco limeño ha alcanzado ya su madurez, como es posible observar en la fachada de la Iglesia de San Francisco, donde se utiliza la quincha y una portada al estilo fachada-retablo. Para 1960 llegaba al Perú otro gran arquitecto Constatino Vasconcelos, quien se encarga de construir todos los claustros agustinos en Lima, La Merced, todos al estilo barroco, culminando con la culminación del palacio de Torre Tagle en 1735, como la obra más lograda de la arquitectura civil limeña.

Ana Maria Telesca de Abbondio (1977, p. 37).

En la segunda mitad del siglo XVIII, y después del terremoto del año 1746, se impuso la reconstrucción de muchos edificios, el estilo barroco desembocó en un estilo rococó de marcada inspiración francesa. Su expresión más notoria es la Iglesia de las Nazarenas (1766-1771), construcción costeada por el Virrey Amat, también se le atribuye a él la Torre de Santo Domingo.

En esta etapa los materiales para la construcción nos brindarán mucha más estabilidad, dureza, etc.

Teodoro E. Harmsen (2002, p. 3).

El concreto armado, a diferencia, de los antiguos materiales que se empleaban en la construcción, los cuales eran vulnerables a las fuerzas de la naturaleza, nos brinda esa estabilidad y rigidez que hacían falta en las estructuras. Así mismo, se puede apreciar que este material se emplea en la construcción de todas las obras independientemente de su magnitud, ya que brinda estética, seguridad e impulsa el desarrollo de la economía nacional, por ser parte de uno de los principales motores de esta (construcción).

Grimanesa Guerra M. (2010, p. 45).

A partir de la década de 1950 Lima crece enormemente, por lo cual empezará a darse la preocupación por el ahorro de espacio, tanto por el precio de los terrenos y las construcciones; […], donde los espacios de desahogo son áreas comunes. Son construcciones con galerías exteriores para la circulación de cada piso hacia la escalera, que también es externa, y el material empleado es de cemento y ladrillo.
Entre 1950 y 1955 se construyó el nuevo local de la ahora Facultad de Arquitectura de la UNI. Así mismo, la década de 1950 a 1960 se caracteriza por las construcciones oficiales y dirigidas por el gobierno como son los siguientes: ministerios de Hacienda y Educación, Estadio Nacional, Municipalidad de Lima, las Grandes Unidades Escolares y las unidades vecinales. Por ejemplo, el estadio nacional utiliza la forma curva, pero destacando la geometría y simetría.


La seguridad que brinda a cualquier persona el encontrarse dentro de una vivienda, muchas veces es más que suficiente para que cualquiera piense que no le va a pasar nada malo en absoluto. O al menos nada que no escape a su control, ya que dentro de la casa que uno mismo ha construido, y que habita junto a su familia, las cosas siempre parecen estar bien, o tal vez sólo mejor que afuera en la calle.

Marcial Blondet (2007). Menciona sobre las viviendas antisísmicas:

Una vivienda sismorresistente de albañilería confinada de ladrillo está diseñada y construida para que sus muros resistan a los terremotos.Debe tener una forma simple y simétrica en planta. Sus muros resistentes deben estar muy bien construidos y siempre deben estar confinados por columnas y vigas en concreto armado (p. 14).

Bien aquí hablaremos sobre todo de los peligros naturales en el Perú que nos acechan día a día.

Marcial Blondet, (2007). Menciona sobre los peligros naturales en el Perú:

“Muchos lugares de nuestro país están expuestos a peligros naturales como huaycos, inundaciones o terremotos. Es importante conocer los efectos de estos fenómenos naturales para poder decidir dónde y cómo construir viviendas seguras” (p.10).

HUAYCOS
INUNDACIONES
TERREMOTOS
FENÓMENO EL NIÑO
Marcial Blondet, (2007). Menciona sobre los huaycos en el Perú:

“Son grandes deslizamientos de tierra, barro y rocas que a veces caen cuando en los cerros ha llovido mucho” (p. 10).

Hugo Rivera, (2001). Menciona sobre las inundaciones:

Las catástrofes naturales más frecuentes son las inundaciones, Éstas se originan por lluvias torrenciales o por deshielos. Producen una serie de consecuencias como la perturbación de la economía de la región, sobre todo si es agrícola porque, cuando el agua se retira, arrastra la capa fértil del suelo y las napas freáticas, poniendo a la población en riesgo de epidemias (p. 350).



Hugo Rivera, (2001). Menciona sobre los terremotos:
Los terremotos son movimientos vibratorios que se originan en zonas internas de la tierra, cuando las rocas que han sido distorsionadas más allá de su resistencia; finalmente se rompen y libera energía que se propaga por los materiales de la misma en todas direcciones en forma de ondas elásticas denominadas ondas sísmicas. Estas ondas son semejantes a las producidas por el impacto de una piedra en el agua de un estanque tranquilo (p. 411).

Marcial Blondet (2007). Menciona sobre el Fenómeno El Niño:

“Los huaycos, las inundaciones y los deslizamientos se producen con mayor frecuencia cuando ocurre en nuestro país el fenómeno de El Niño.
Este hace que las aguas del mar se calienten y que en la costa y sierra llueva mucho” (p. 10).



EMPLAZAMIENTO DE UNA VIVIENDA: UBICACIÓN ADECUADA E INADECUADA
Viviendas de adobe
En el Perú, el requerimiento de una vivienda desde la migración a la capital (Lima), en los años en los que el terrorismo y por muchos fenómenos naturales aquejaban el norte y centro del país hasta hoy por la explosión demográfica, es la necesidad primordial para las familias jóvenes, y estas a su vez, no tienen conocimiento alguno de albañilería y construcción, y sobre todo donde posicionar o ubicar los cimientos de su nuevo hogar. Vemos entonces que para la edificación de una vivienda es tan necesario tener presente como y “donde ubicarla” optando por un lugar factible y que no traiga a la largo problemas técnicos en la construcción.
En el Perú
Según el Ing. DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR ERDBEBEN (1991) estas son las premisas:

No debe emplazarse la vivienda en el corte de una pendiente del terreno debido a que los impactos horizontales de la tierra durante el sismo pueden provocar el colapso del muro adyacente […]No debe emplazarse la vivienda sobre una pendiente, para evitar el deslizamiento de la edificación […]No debe emplazarse la vivienda cerca a fuertes pendientes, para evitar daños por deslizamientos del terreno […]En el caso en el que se deba emplazar la vivienda en un terreno en pendiente se debe crear una plataforma, con suficiente distancia hacia los bordes de la pendiente[…]Es recomendable que las viviendas masivas y pesadas se emplacen en terrenos suaves y arenosos, para reducir la fuerzas del impacto del sismo. Mientras que las viviendas livianas y flexibles como las de bahareque, se pueden emplazar sobre terreno rocoso […] (p.8)
construcion de mi vivienda
No construir en rellenos, suelos arenosos sueltos, depósitos
trasladados por el viento, suelos blandos.
No construirs en terrenos que puedan ser afectados por huaycos,
aluviones, deslizamientos, inundaciones.
Según el Ing. Daniel Torrealva Dávila (2003) las condiciones son:


1VIABILIDAD […] para emplazar una edificación habitable cualquiera, se debe en primera instancia solucionar la accesibilidad al terreno, y la factibilidad de construcción en el predio […] La “Distancia vital” en el paso. El emplazamiento es el trazado y posibilitado por el camino que vincula las viviendas […].La quebrada “sitia” los espacios no construibles. Existen fragmentos de quebrada, que como accidentes geográficoS [zic] dan holgura a la densidad construida del cerro. Estos espacios por lo general están rellenados y son vulnerables a flujoS [zic] de aguas lluvias y desagues [zic] […] El emplazamiento es peligroso ya que el terreno es imprescindible de su comportamiento. […] 2ORIENTACION […] La orientación de las fachadas principales es siempre hacia el vacío mayor […] El interior de un recinto orienta sus aperturas al exterior, generalmente, hacia la porción de terreno que le brinda la luz. […] 3ENTORNO […] su entorno puede clasificarse en un sinfín de categorías. […] A. En conjunto / Corpus edificado. Primera fachada como referencia de acceso y propiedad. […] B. Aislado / El edificio como cuerpo único. Esplende el perímetro como espesor recorrible. (p.1)

La construcción con tierra está profundamente arraigada desde la época pre-hispánica, sin embargo, construcciones más recientes han sido la causa de la perdida de numerosas vidas ya que este tipo de construcción solo brinda una seguridad permanente ante los movimientos sísmicos esto debido a que la técnica tradicional de construcción se utiliza de manera empírica y sin asistencia técnica.
Generalidades
Los bloques de barro son producidos a mano rellenando barro en moldes y secados al aire libre, a estos se denominan adobes.
FORMA DE PLANTA
Las dimensiones y forma de la planta (base) tienden a trabajar con ciertas resistencias según el lugar en que son empleadas. En el Perú, específicamente en zona costeña, se debe tener cuidado al emplear formas que no tienen isometría, es decir, formas irregulares que generen torque cuando ocurra un sismo, por ejemplo: plantas en forma de L o muy largas con poca anchura.
MUROS DE BLOQUES MACHIEMBRADOS
Esta es una solución interesante para construir muros sin mortero con bloques de cemento que encajan entre si por un sistema de machihembrado.
Esta técnica ayuda a que la estructura sea flexible y pueda absorber la energía cinética del sismo debido a que los perfiles machihembrados tienen una tolerancia mínima que permite a los bloques moverse levemente de manera horizontal evitando asi el colapso del mismo.
ASPECTOS ESTRUCTURALES
Según el Prof. Dr.- lng. Gunter Klein (1999):


Las construcciones en zonas sísmicas deben tener, en lo posible, un diseño sencillo y compacto. […] En construcciones de plantas extendidas, como por ejemplo en L, T, H, Y, ó [zic] +, la diferente deformabilidad de las partes aisladas del edificio en dirección longitudinal o transversal, lleva a menudo a rotura de las aristas entrantes (esquinas) de la planta. Edificaciones con ángulos entrantes y muy obtusos en su planta y de trazado muy irregular, deberán tener juntas de construcción en todo su desarrollo en altura, buscando la formación de cuerpos compactos. Otra posibilidad es reforzar adecuadamente los ángulos entrantes. A ese objeto como prolongación de los muros exteriores se construyen muros interiores o vigas reforzadas.
Espacio cerrado: Un pequeño edificio con paredes debidamente interconectadas actúa como una caja rígida, ya que la fuerza del terremoto que se derivan de paredes largas es mayor a la fuerza que se derivan de las paredes transversales. Por lo tanto, estructuralmente, será aconsejable tener habitaciones cerradas por separado en lugar de una larga habitación […].
Principalmente hay tres distintas posibilidades para construir una vivienda antisísmica:
1. Los muros y cubierta deben ser tan estables para que durante el sismo no sufran deformaciones.
2. Los muros pueden sufrir deformaciones menores absorbiendo la energía cinética del sismo debido al cambio de la forma. En este caso la cubierta debe estar bien arriostrada con el muro mediante un encadenado.
3. Los muros deben construirse como en el segundo caso, pero se debe diseñar la cubierta como un elemento estructural aislado, es decir con columnas exentas de los muros para que durante el sismo ambos sistemas tengan un movimiento independiente. (p.12)
MUROS ANTISÍSMICOS
DE TAPIAL
GENERALIDADES
El material, generalmente tierra, se conforma por apisonado dentro de un molde que se apoya sobre el mismo muro que se está ejecutando que sirve, a su vez, como único soporte de las actividades de montaje del encofrado, moldeo, desencofrado y traslado del molde hacia la siguiente posición de servicio.(p.159)
MUROS CON SISTEMA DE REFUERZO HORIZONTALES Y VERTICALES DE HORMIGON ARMADO
ESTABILIZACIÓN POR MASAS
“Cuando los impactos horizontales del sismo alcanzan el muro perpendicularmente este tiende a colapsar. Solamente los muros de gran espesor, tienen la capacidad de resistir estas cargas laterales sin requerir elementos de estabilización adicionales […].” (p.15)
ESTABILIZACION DE LA FORMA
[..] Estabilización mediante la forma angular, es decir elementos de muro en forma de L, T, U, X, Y o Z que solo por su forma proveen resistencia al volcamiento y al colapso. […] Existe una regla para el diseño de los extremos libres de estos elementos. Si el muro tiene un espesor de 30 cm, el extremo debe ser de no más de 3/4 de la altura y no menos de 1/3 de la altura. (p.16)
La desventaja de los muros de mampostería común, es su tendencia a colapsar por efecto de un sismo y la dificultad de controlar la calidad de ejecución de la obra, debido a esto se ha elaborado un método para el comportamiento sísmico de construcciones de mampostería.
Es la utilización de columnas verticales y encadenados horizontales de hormigón armado alrededor de la mampostería .
[…] Para estabilizar muros de tierra compactada o tapial contra los impactos horizontales del sismo es utilizar elementos verticales de madera o bambú dentro del muro, anclados con el sobrecimiento y fijados al encadenado. Los elementos de refuerzo horizontal son poco efectivos e incluso pueden ser peligrosos, debido a que no se puede apisonar bien la tierra debajo de los mismos y ya que el elemento de refuerzo no tiene un anclaje con la tierra se debilita la sección en estos puntos y pueden aparecer quiebres horizontales durante el sismo. (p.19)
REFUERZOS INTERNOS
Las dimensiones y forma de la planta (base) tienden a trabajar con ciertas resistencias según el lugar en que son empleadas. En el Perú, específicamente en zona costeña, se debe tener cuidado al emplear formas que no tienen isometría, es decir, formas irregulares que generen torque cuando ocurra un sismo, por ejemplo: plantas en forma de L o muy largas con poca anchura.
DAÑOS TIPICOS PROVOCADOS POR MOVIMIENTOS SÍSMICOS Y ERRORES DE DISEÑO.
La placa de Nazca y la placa Sudamericana son las generadoras de sismos en el país, estas chocan y por el fenómeno de subducción liberan energía en forma de ondas sísmicas que en los últimos años ha afectado más el sur costeño como es el departamento de Ica y como olvidarnos del país vecino, Chile, que también tubo reporte de millonarios daños materiales y vidas. Los rezagos de la mala mano ingenieril nos mostraron que existe una decadente técnica en la construcción, típico de la informalidad que gobierna varios ámbitos económicos de la población.
Los principales y más comunes daños producidos por los sismos según el Ing. Paul Cervantes Samaniego son:
[…] es común que se presenten daños estructurales en columnas tales como grietas diagonales, causadas por cortante y/o torsión, y grietas verticales, desprendimiento del recubrimiento, aplastamiento del concreto y pandeo de las barras longitudinales por exceso de esfuerzos de flexo-compresión. En vigas se presentan grietas diagonales y rotura de estribos a causa de cortante y/o torsión, y grietas verticales, rotura del refuerzo longitudinal y aplastamiento del concreto por la flexión que impone el sismo arriba y debajo de la sección como resultado de las cargas alternadas.
De la misma forma la ingeniera geofísico Mercedes Feriche Fernández afirma que existen una serie de puntos que hay que tener en cuenta para calificar la gravedad del daño, al respecto dice:
Daños ligeros: Fisuras en los revestimientos; caída de pequeños trozos del revestimiento. […] Daños moderados: Fisuras en los muros, caída de grandes trozos de revestimiento, caída de tejas, caída de pretiles […] grietas en la chimeneas, e incluso derrumbamientos parciales de las mismas.[…]Daños Graves [zic]: Grietas en los muros, caída de chimeneas de fábrica o de otros elementos exteriores.
Definición:Las placas antisísmicas son recipientes de materiales variables (acero, concreto procesado, madera recubierta) están compuestos por tres paredes: interior, intermedia, exterior. En la interior cuentan con un gel viscoso que contiene un aditivo especial a presión baja, y entre la pared intermedia y la pared exterior se encuentran unos separadores entre el vacío y las paredes estos con la finalidad de detener el paso de las ondas sísmicas

RESUMEN DEL INVENTO
Este innovador e interesante invento tiene como única finalidad la de detener las ondas emitidas por los fuertes movimientos tectónicos para ello su diseño con cavidades vacías que contienen algunos separadores, esta forma le da un perfecto comportamiento frente a las ondas sísmicas ya que convierte a las mismas que no son otra cosa que fuerzas elásticas en fuerzas mecánicas que finalmente se convertirán en estáticas y eso hace que se detengan.

Las placas se colocan entre los cimentos y las bases de las vigas (columnas ) , en estos casos podemos notar por ejemplo la aplicación de muro enterrado en las cuales las placas se aplican en los centros de las zanjas y se rellenan con una capa de hormigón y otra capa liviana de concreto con aditivos .

APLICACIONES:
CONSIDERACIONES:
Debemos considerar que el tema de los terremotos es un tema que se empieza a considerar luego de haber sufrido los estragos de considerables pérdidas que pudiese haberse evitado por ejemplo: la construcción de un muro enterrado en su perímetro a tres metros separado de las cimentaciones y unos cinco metros de profundidad hubiesen sido suficientes para anular los efectos producidos por el terremoto.

En Ingeniería Antisísmica se puede estudiar una barrera antisísmica a las puertas de una ciudad si conocemos el posible origen del Terremoto, esto puede sonar quizá inviable ya que aún no se ha descubierto la solución total, pero es posible que con el tiempo no lo sea, al Terremoto hay que ir frenándolo en el camino.

BENEFICIOS DE LAS CONSTRUCCIONES ANTISÍSMICAS
La seguridad que brinda a cualquier persona el encontrarse dentro de una vivienda, muchas veces es más que suficiente para que cualquiera piense que no le va a pasar nada malo en absoluto. O al menos nada que no escape a su control, ya que dentro de la casa que uno mismo ha construido, y que habita junto a su familia, las cosas siempre parecen estar bien, o tal vez sólo mejor que afuera en la calle (aunque eso ya es bastante decir).
Una conclusión inmediata, sucinta y precisa seria que debido a que nos encontramos en un país tercermundista subdesarrollado, una gran parte de esta población no tiene las posibilidad de construir su vivienda con los materiales ni la supervisión por parte de profesionales como vendrían a ser los ingenieros civiles, siendo este sector de la población el más afectado a la hora de los terremotos.
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