2a Parte. Herramienta 8. Reforzar Las Estructuras

7/29/2019 2a Parte. Herramienta 8. Reforzar Las Estructuras

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Herramienta 8Las tcnicas de rehabilitacin: reforzar las estructuras


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Herramienta 8Las tcnicas de rehabilitacin: reforzar las estructuras


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II. La reflexin y el proyectoHerramienta 8

Las tcnicas de rehabilitacin: reforzar las estructuras

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La rehabilitacin de los elementos

estructurales de la arquitectura

tradicional mediterrnea

Csar Daz Gmez

Doctor arquitectoProfesor Titular del Departamento de ConstruccionesArquitectnicas I en la Escuela Tcnica Superior de Arquitecturade Barcelona (Universidad Politcnica de Catalua), Espaa

1. Principios generales

El amplio abanico de tcnicas existentes para ser aplicadas en las

intervenciones de rehabilitacin estructural de los edificios de la

arquitectura tradicional mediterrnea aconseja enunciar unos

principios generales que orienten la seleccin de las intervenciones

a emprender en cada situacin diversa que se presente. Es por ello

que antes de enunciar y referirse a cada uno de los diversosprocedimientos y tcnicas disponibles se exponen de forma sinttica

los aspectos clave que enmarcan la intervencin, cualquiera que sea

el objetivo concreto que se plantee o la problemtica a resolver.

a/ Conocimiento y adecuacin al contexto tecnolgico del lugar

La factibilidad de aplicacin de la tcnica de intervencin elegida con

los recursos disponibles en el lugar dnde se aplican, de la forma ms

natural posible, aprovechando los conocimientos y la experiencia de

los operarios del sector, constituyen la prioridad fundamental de la

eleccin, que repercutir casi siempre en una mayor economa de la

intervencin en relacin a otras soluciones posibles y,

probablemente, en una ms fcil compatibilidad y adaptacin a lascaractersticas de las tcnicas constructivas originales.

b/ Consideracin global de las repercusiones de la intervencin

Conviene tener presente que las intervenciones por particulares

que sean sus objetivos pueden tener efectos complementarios

diversos, los cuales es recomendable tener presente en su eleccin.

Por ejemplo, el refuerzo de un muro exterior mediante un

regruesado de hormign proyectado puede actuar, adems, de

revestimiento protector de estanqueidad; o la adicin de una chapa

de compresin armada a un forjado puede servir para aumentar su

aislamiento acstico. De todas formas, cabe tambin considerar los

efectos negativos que puede conllevar la intervencin, tales como la

modificacin de los espacios con la adicin de jcenas o pilares, o elrequerimiento de futuras operaciones especficas de mantenimiento

a llevar a cabo en los elementos aadidos. En consecuencia, es

especialmente recomendable la consideracin global de todos estos

efectos, tanto de los favorables como de los desfavorables.

c/ Claridad del planteamiento mecnico-estructural

En las actuaciones de rehabilitacin estructural de los edificios

conviene especificar claramente el objetivo tcnico que se pretende

conseguir con la intervencin propuesta. Se pueden distinguir los

tres planteamientos siguientes:

1. la recuperacin de la capacidad portante inicial del elemento a

rehabilitar. Se trata, de hecho, de lo que habitualmente seinterpreta como la reparacin del elemento daado.

2. el aumento de la capacidad portante del elemento sobre el que

se interviene, equivalente a lo que habitualmente se interpreta

como el refuerzo del elemento daado

3. la sustitucin funcional del elemento por un nuevo elemento que

asume en su totalidad la capacidad portante requerida, sin que ello

signifique necesariamente la extraccin del elemento a rehabilitar.

Evidentemente, la eleccin entre estos tres planteamientos depende

de las exigencias mecnicas requeridas y de la capacidad del

elemento objeto de la intervencin para alcanzarlas.d) Singularidad de las intervenciones en edificios de especial

valor patrimonial

En edificios considerados bienes culturales por su especial valor

patrimonial, conviene tener presente algunos aspectos adicionales

especficos que aseguren la preservacin a lo largo del tiempo de sus

genuinas cualidades. Es por ello que conceptos tales como la

reversibilidadde las actuaciones emprendidas, de forma que sea factible

la eliminacin de los efectos de la intervencin, pueden ser juzgados

prioritarios en la eleccin del tipo de tcnica a aplicar. O, en otro mbito

de decisiones ms esencial, la opcin por la restauracin de lo existente

con las tcnicas originales, siempre que la prestacin funcional dedichas tcnicas se avenga a las exigencias de la intervencin, puede no

requerir de otros argumentos para decidir su eleccin.

2. Intervenciones en los muros y pilares

Los materiales y fbricas usadas habitualmente en los muros gruesos

de la arquitectura tradicional, en especial los construidos a base de

tierra y piedra, tienen en comn su escasa resistencia a las tensiones de

traccin y corte, y su alterabilidad frente al agua debida a la elevada

permeabilidad de la tierra o de muchos de los morteros utilizados.

De estas particularidades se pueden deducir algunas pautas generales

de intervencin en dichos elementos, las cuales, junto a las descritasanteriormente, condicionan la eleccin de la tcnica de reparacin o

refuerzo a aplicar en cada caso. Concretamente, conviene que, sea

cual sea la tcnica aplicada, procure un reparto homogneo de las

solicitaciones que introduzca, con el fin de evitar en lo posible

esfuerzos adicionales de traccin o corte en el muro. Cabe hacer

mencin tambin de la conveniencia de no aumentar los esfuerzos de

compresin, dada la dificultad de caracterizar mediante ensayos dicho

esfuerzo en la mayor parte de los muros antiguos. Y, por ltimo, puede

resultar de utilidad tener presente la posibilidad de recurrir a la

absorcin de esfuerzos en el plano transversal del muro como recurso

resistente capaz de reducir su esbeltez o contrarrestar los empujes.Se relacionan y comentan a continuacin las tcnicas de intervencin

de aplicacin ms habitual en dichos elementos.


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La rehabilitacin de los elementos estructurales de la arquitectura tradicionalmediterrnea

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b. Cosido de grietas

El mtodo consiste en interponer entre los labios de la grieta del muro elementos de mayor resistencia y rigidez a modo de suturas, tales

como barras metlicas, trozos de fbrica de ladrillo, etc. Su objetivo es devolver la continuidad perdida al muro afectado, de forma que

las tensiones puedan transmitirse y repartirse de nuevo homogneamente a travs de la zona agrietada.. Para ser efectivo, se requiere

que la grieta sea pasiva, o sea, como se ha apuntado anteriormente, que la causa que la gener no acte sobre el dao a reparar.

a/ Sustitucin fsica de la zona daada

Consiste en la sustraccin del material de la zona daada del elemento, ya sea por la presencia de grietas, por abombamiento o por

alteracin del material, y la reconstruccin de dicha zona con el mismo material o con otros de caractersticas resistentes y de

deformabilidad similar. En los muros o pilares de fbrica de piedra o ladrillo es habitual usar los mismos materiales en la sustitucin,

mientras que en los muros de adobe o tapial suele usarse la fbrica de ladrillo. En todos los casos el objetivo de la intervencin slo puede

pretender restaurar la capacidad portante inicial del elemento daado.

Es importante tener presente que este tipo de intervencin requiere que previamente se haya eliminado la causa que lo gener o que,

en todo caso, el dao se constate pasivo por haber dejado de actuar dicha causa. Con respecto a la ejecucin, hay que cuidar

especialmente el contacto de la parte sustituida con la preexistente, con el fin de asegurar una correcta transmisin de cargas, adems

de la ya citada similitud de caractersticas mecnicas entre ambas.


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c. Inyecciones

Se trata de otro sistema de reparacin de fisuras y grietas pasivas aplicable a muros de mampostera concertada o de ladrillo consistente

en introducir un lquido a presin con el fin de colmatar enteramente el vaco entre los labios de la abertura. Dicho lquido, al endurecerse

y adherirse al material, devuelve la continuidad al elemento daado. Las caractersticas del lquido habitualmente a base de compuestos

epoxdicos y la presin con que se introduce varan en funcin de los materiales del muro y del tamao del vaco a colmatar. El sellado

superficial previo a la inyeccin de la fisura o grieta ha de ser capaz de soportar la presin del lquido antes de su endurecimiento.


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d. Rejuntados

Es un procedimiento de restitucin de la resistencia inicial aplicable a los muros de fbrica de piedra o ladrillo que consiste en la

recolmatacin de las juntas de mortero alteradas por la erosin o los efectos de las races de las plantas mediante la introduccin por

gravedad o infusin de productos de densidad o viscosidad variables, en funcin de la tcnica de ejecucin empleada.

e. Recrecido a base de mortero u hormign armado

Consiste en el aumento de la seccin del muro lesionado o infradimensionado mediante la incorporacin a sus paramentos de grosores

de material mortero u hormign previa la incorporacin de mallazos metlicos, enlazados entre s a travs del muro. La puesta en obradel material de refuerzo puede hacerse mediante la disposicin de encofrados paralelos a los paramentos y posterior vertido de la pasta,

por simple proyeccin de la pasta contra los paramentos con la armadura ya colocada, o por gunitado, eligiendo el procedimiento en

funcin del grosor requerido y del grado de incremento resistente asignado al refuerzo. La solucin resulta de aplicacin muy verstil al

poder adaptarse a estructuras murarias completas, a muros enteros o a tramos concretos de stos. Esta cualidad la hace especialmente

apropiada para el refuerzo de edificios afectados por movimientos ssmicos, al permitir aumentar la rigidez de las partes del edificio que

lo requieran o, si se precisa, la de la totalidad del edificio.


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f. Atirantamientos

El objetivo de los atirantamientos en estructuras a base de muros suele ser el de detener sus desplomes o deformaciones progresivas

transversales a su plano mediante la disposicin de elementos lineales traccionados denominados tirantes, generalmente conformados

con cable de acero, fijados a dos muros paralelos mediante elementos especficos de anclaje que evitan el aumento de su separacin y,

con ello, la consiguiente prdida de su capacidad resistente. Es conveniente que cuanto menos uno de los dos elementos de anclaje de

cada tirante permita un peridico ajuste tensional que compense los efectos de eventuales alargamientos del material del tirante.

g. Contrafuertes

Su funcin es equivalente a la de los tirantes, si bien la eleccin es prcticamente obligada cuando el edificio no dispone de elementos

de suficiente rigidez capaces de absorber las tensiones puntuales generados en los puntos de anclaje de los tirantes. En estos casos, la

absorcin de los empujes de las bvedas, arcos o de cualquier otro elemento que introduzca solicitaciones inclinadas en los muros, se

puede confiar a los contrafuertes por su capacidad de transmitir dichas acciones al terreno a travs de su seccin. En su diseo y

dimensionado es preciso tener bien presente la fuerte limitacin de asientos que requiere el nuevo contrafuerte para su correcto

funcionamiento.


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h. Zunchados

La disposicin de zunchos o correas en los edificios con estructuras murarias cerradas de fbrica de ladrillo o en pilares de piedra o ladrillo,

rodendolos con el fin de reducir su esbeltez y aumentar con ello su resistencia, ha sido un recurso histricamente utilizado que puede

observarse en muchos edificios antiguos bien conocidos, tales como el Coliseo romano o los campaniles italianos del medievo. El hierro

y el acero han sido los materiales tradicionalmente usados para conformar dichos elementos. Modernamente, las bandas de fibra de

carbono pueden cumplir en determinadas situaciones la misma funcin, si bien es preciso considerar los efectos del material adherente

sobre el elemento reforzado.

i. Taxidermias con barras de acero

Es un sistema de refuerzo integral aplicable a los muros de piedra o de fbrica de ladrillo consistente en la disposicin de armaduras de

acero en el interior del muro, embutidas en perforaciones de longitud variable que pueden llegar a alcanzar rdenes de magnitud de

varios metros, generando con ellas verdaderas estructuras secundarias de barras en el interior de los muros, aumentando con ello su

capacidad resistente global o generando zonas de mayor rigidez capaces de distribuir homogneamente las solicitaciones descendentes.

La interfase entre las barras de acero y el material del muro se rellena con un compuesto adherente que suele ser de base epoxdica.


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3. Intervenciones en forjados y cubiertas

Las intervenciones en los forjados de vigas y viguetas de madera deben fundamentarse en una diagnosis previa de las causas de las

disfunciones, ya sean stas originadas por el ataque de los agentes biticos, por la fluencia de la propia madera o por deficiencias en el

dimensionado del forjado en relacin con las solicitaciones mecnicas que recibe. La eleccin de la intervencin requiere del conocimiento

de las condiciones de uso futuras y de la necesidad de conservacin no slo de los elementos sobre los que se acta sino tambin de

aquellos otros sobre los que puede incidir la actuacin prevista, tales como falsos techos o pavimentos con valores artesanos o pictricos

remarcables.

Se exponen a continuacin las formas y mtodos de intervencin de aplicacin ms usual en dichos elementos resistentes.

a. Substitucin funcional de apoyos en vigas y viguetas

Los ataques de los hongos y de las termitas se concentran a menudo en los apoyos de las vigas y viguetas de madera, en especial cuando

coinciden con muros exteriores, por las especiales condiciones de humedad y oscuridad que en ellos concurren. En estos casos, suele ser

necesario la sustitucin funcional o el refuerzo de los apoyos afectados por la descomposicin de la madera, mediante alguno de los

muchos procedimientos existentes, en cuya eleccin hay que considerar el grado de generalizacin de la problemtica a viguetas sueltas

o a todo un tramo de apoyos correlativos, las caractersticas del muro donde apoyan, las tcnicas disponibles y la apariencia formal de

la solucin elegida.


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b. Suplementos resistentes en vigas y viguetas

Consisten en la adicin de nuevos elementos a flexin que colaboren en la absorcin de los esfuerzos que solicitan a la viga o viguetas

cuando su dimensionado se evala insuficiente o cuando los efectos de la fluencia de la madera han generado deformaciones excesivas.

Los materiales utilizados para el refuerzo suelen ser la madera o los perfiles de acero, y su situacin puede ser lateral, inferior o superior

en relacin a la del elemento a reforzar. Se elige la situacin superior cuando conviene conservar la apariencia del forjado existente por

la presencia de pinturas o falsos techos valiosos. La situacin inferior es la ms usualmente aplicada en el refuerzo de viguetas en forjados

con posibilidad de reduccin de la altura libre de las estancias que cubren, mientras que la situacin lateral es la ms usual en el refuerzo

de vigas de madera que soportan tramos enteros de forjados de viguetas, conformndose generalmente con dos elementos unidos con

esprragos pasantes a travs de la viga a reforzar. Las hiptesis para el dimensionado de los refuerzos pueden ser diversas, en funcin

de la posibilidad de colaboracin resistente de los elementos infradimensionados o daados y de las deformaciones previas

(contraflechas) que se prevea introducir en ellos para propiciar su entrada en carga conjunta con el refuerzo.


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c. Parteluces

Los parteluces constituyen una solucin sencilla y eficaz para reducir las tensiones de flexin introducidas por las sobrecargas y las

deformaciones derivadas de la fluencia de la madera. Se forman con vigas de madera o acero dispuestas transversalmente a la que

requiere refuerzo, dividiendo por la mitad o a los tercios su luz. La posibilidad de conseguir unas buenas condiciones de apoyo del

parteluz as formado suelen ser el aspecto determinante en la eleccin de la solucin, al requerirse muros transversales a los de carga de

caractersticas resistentes suficientes y, en su ausencia, la formacin de pilares especficos, con su consecuente cimentacin, para la

correcta transmisin de las cargas del parteluz al terreno.

d. Adicin de chapas de hormign armado

La adicin de chapas armadas de hormign conectadas a las viguetas de madera de los forjados es una de las soluciones ms utilizadas

actualmente en intervenciones de rehabilitacin edificatoria. El refuerzo se fundamenta en la transformacin de las viguetas existentes

en vigas mixtas de madera y hormign, y la posibilidad de repartir las tensiones de la flexin de forma coplanaria en todas las direcciones

del plano del forjado y de aumentar la rigidez global de la edificacin cuando se enlaza la nueva chapa con los muros gruesosperimetrales, lo cual, adems, mejora la resistencia al sismo del edificio. Complementariamente, con la adicin del hormign, resulta

tambin mejorado el aislamiento acstico del forjado. La solucin concreta de conexin de la nueva chapa con el muro existente

constituye el aspecto ms crtico de este tipo de refuerzo, al hallarse condicionada por las caractersticas de rigidez, cohesin y

perforabilidad de los muros, las cuales pueden ser muy variables e impredecibles.


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e. Intervenciones especficas en armaduras y cerchas de cubiertas

Si bien el estado de dichos elementos aconseja muchas veces su substitucin por el hecho de ser los ms expuestos a los efectos de las

humedades, se plantea a veces su refuerzo cuando su estado general, tamao o inters en su mantenimiento funcional lo aconsejan.

Obviamente, la substitucin funcional de los apoyos y la regularizacin de stos disponindolos a ser posible sobre un cargadero rgido

para repartir lo mejor posible las cargas transmitidas a los muros, son operaciones frecuentemente necesarias y recomendables. Para el

refuerzo de los pares, tirantes y jabalcones cada vez es ms frecuente, cuando quieren mantenerse visibles, el uso de armaduras

postesadas para compensar las tracciones o generar nuevos equilibrios de fuerzas.

f. Intervenciones especficas en arcos, bvedas, cpulas

Algunas de las soluciones expuestas para el refuerzo de forjados son aplicables tambin a los arcos, bvedas o cpulas. As, los tirantes

metlicos es una solucin tpica de refuerzo de arcos y bvedas, ubicndolos en las zonas traccionadas de su extrads. Los arcos pueden

aumentar su canto resistente introduciendo barras de acero, a modo de taxidermia, desde su intrads. En ciertas bvedas rebajadas, los

zunchos perimetrales de acero u hormign armado absorben los empujes generados en su base. Y las chapas de hormign armadopueden reforzar las bvedas y las cpulas conectndolas por su extrads. De todas formas, es preciso considerar en cada caso la

idoneidad de dichas soluciones en relacin a otras alternativas que preserven el mtodo constructivo original, planteando como

requerimiento inexcusable la reversibilidad de la intervencin.


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4. Intervenciones en las cimentaciones

La decisin sobre el tipo de intervencin a emprender cuando un edificio es objeto de problemas derivados de movimientos del terrenorequiere del conocimiento del tipo y caractersticas de los cimientos del edificio, de una fase de seguimiento de la actividad de las lesiones,

y de informacin sobre las caractersticas geotcnicas del terreno hasta una profundidad suficiente. Slo despus de recopilar estos datos

y de esta fase de anlisis debe ser planteado el tipo de intervencin a emprender. Ser, precisamente, la necesidad de emprender o no

alguna actuacin que vare las condiciones de carga del firme de cimentacin original o de mejora del terreno una de las decisiones ms

importantes a tomar en esta fase inicial.

Cuando los cimientos del edificio sean del tipo superficial, los cuales son los que mayor abundan, el sistema ms habitual de recalce es

el de disponer por debajo una zapata algo ms ancha retacada al firme del de la cimentacin existente. Cabe definir en cada caso, en

funcin de las caractersticas del terreno, la cimentacin a recalzar, la profundidad y el ancho de la nueva zapata, as como el ancho de

los bataches excavados por debajo de los cimientos existentes.

Actualmente, cada vez es ms frecuente el uso de micropilotes dispuestos en vertical e inclinados, que involucran un mayor volumen de

terreno para absorber los esfuerzos en la base de los cimientos, usando stos como encepado general.Menos frecuentes son, en cambio, los sistemas que se fundamentan en el aumento en anchura de la base de cimentacin, por la

dificultad de absorber los esfuerzos de corte en los contactos entre el nuevo y el viejo cimiento, siendo asimismo escaso el uso de los

pilotes convencionales, por el abultado utillaje que requieren, o los de mejora de terrenos por inyeccin de productos qumicos, aptos

solamente en determinados tipos de terrenos de adecuada permeabilidad


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Bibliografa

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Consolidacin y tratamiento

de la cimentacin.

Experiencias egipcias

Wahid El-Barbary

ArquitectoDirector General de Proyectos de Sector en el Supreme Councilof Antiquities, Egipto

Todas las estructuras de ingeniera dispuestas sobre el terreno,

incluyendo los terraplenes, las presas, (tanto de tierra como de

hormign), los edificios o los puentes, consisten en dos partes,

la parte superior, o superestructura, y la inferior o cimentacin.

Una primera definicin de la cimentacin podra ser la siguiente:

elemento de conexin situado entre la superestructura y la tierra

o las rocas que se encuentran debajo.

La ingeniera de la cimentacin es el arte y la ciencia que consisteen aplicar los criterios de ingeniera a los principios mecnicos

del suelo para resolver el problema de la conexin. Se trata de

las soluciones y problemas de contencin de las masas de tierra

mediante una serie de elementos estructurales, tales como los

muros de contencin y tablestacas.

La ingeniera de la cimentacin tambin es el arte y la ciencia de

utilizar los criterios de ingeniera y los principios mecnicos del

suelo para predecir la respuesta de las masas de tierra a las

modificaciones de condiciones de geometra y cargas.

Se debera remarcar que la ingeniera de la cimentacin ha sido

definida como el arte y la ciencia de la aplicacin de uncriterio de ingeniera a los principios mecnicos del suelo.

Las condiciones del suelo constituyen una de las causas

principales de desrdenes en las estructuras de las

construcciones debido a las modificaciones de las propiedades

del suelo con el paso del tiempo, como por ejemplo el aumento

de los niveles de contenido en agua del suelo. Es tambin

ampliamente conocido que los daos estructurales debido a los

temblores de tierra estn muy influenciados por las condiciones

del terreno. En general, la amplitud y la duracin de los

temblores de tierra dependen de la profundidad, as como del

estado, ms o menos blando, del suelo en la zona. El ingeniero

debe, entonces, obtener suficiente informacin para evaluar lacapacidad portante de las cargas, as como la implicacin

dinmica caracterstica del suelo. Para las zonas que presentan

riesgos geolgicos importantes, por ser susceptibles a

hundimientos graves, los suelos extra-sensibles, o los suelos que

tengan una gran probabilidad de licuefaccin, es necesaria una

investigacin geotcnica especial. En algunas circunstancias, sin

embargo, puede ser apropiado llevar a cabo investigaciones

sismolgicas y geotcnicas que vayan ms all de las condiciones

mnimas impuestas por el Cdigo de construccin. Este puede

ser el caso, por ejemplo cuando los movimientos del terreno

debidas a las condiciones de la zona o a los efectos deinteraccin terreno-estructura, se considere que juegan un

importante papel en el comportamiento de la estructura objeto

de la investigacin. Adems, puede que se tenga que llevar a

cabo una investigacin geotcnica para tomar medidas

explorativas o curativas.

Se puede hacer una distincin entre los diferentes tipos de

cimentaciones utilizadas para sostener los edificios:

Las cimentaciones poco profundas (zapata o zapata flexible)

como las cimentaciones continuas bajo los muros (la amplitud

de la cimentacin es un poco ms importante que la del muroque sostiene), utilizando generalmente piedras y mortero para

las cimentaciones de edificios.

Las cimentaciones profundas (pilotes, pozos) son utilizados

cuando la resistencia (es decir, la capacidad portante) del suelo

no es suficiente para sostener la estructura superior. Existen

numerosos tipos de cimentaciones profundas, desde las

cimentaciones antiguas, utilizando piedras y morteros, hasta

los pilotes de madera, especialmente cuando el agua est

cerca. La capacidad de las cimentaciones, en este caso, es la

suma del rozamiento lateral y de la carga en punta.

Escoger un mtodo para consolidar y tratar una cimentacin de

un edificio histrico o tradicional depende del conocimiento


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Consolidacin y tratamiento de la cimentacin. Experiencias egipcias

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del origen de la degradacin: hundimiento, aumento de las

cargas, modificacin de la geometra de la estructura, temblor

de tierra, explosin, cambio del nivel del agua y/o acciones

qumicas. Consideramos que el tratamiento de las

cimentaciones debe seguir las indicaciones siguientes:

Realizacin de estudios geotcnicos para el suelo de las

cimentaciones, inspeccin y diagnstico de las cimentaciones,

y conocimiento de la situacin y del estado actual. La eleccin

del mtodo o del refuerzo depende del informe de los expertos

geotcnicos y sus recomendaciones.

El refuerzo de las cimentaciones subterrneas no debe

conservar necesariamente el mismo tipo de construccin que la

parte superior de la estructura.

Existen numerosos mtodos para reforzar la cimentacin:

Refuerzo de las cimentaciones existentes

Utilizacin de micro-pilotes

Fortalecimiento del suelo con la utilizacin de soluciones

avanzadas.

Refuerzo de las cimentaciones existentes

Uno de los mtodos consiste en consolidar y recalzar las

cimentaciones existentes aadiendo una masa suplementaria,

fijndola a la cimentacin antigua mediante tensores de acero,

pernos de anclaje, as como tambin otros tipos de ataduras, para

crear un sistema de cimentacin que no permita que se muevan

lateralmente. Para reforzar la cimentacin de un muro antiguo, se

debe empezar determinando la carga de la estructura (piedras y

material de relleno), y la capacidad portante del suelo de la

cimentacin. Si los resultados muestran que la dimensin de la

cimentacin actual no es suficiente para sostener las estructuras

en unas condiciones de seguridad realistas, se deber aumentar la

superficie de la cimentacin. Las cimentaciones suplementarias

debern ser realizadas en conexin con la zona antigua mediante

la utilizacin de barras, cables, etc.

Antes de emprender la consolidacin de las cimentaciones

antiguas, debe llevarse a cabo un sistema completo de refuerzo

provisional para conservar la estabilidad del muro y de la

estructura.

El concepto de consolidacin y de apuntalamiento de las

cimentaciones existentes puede consistir en aadir una masa

suplementaria cuando no haya problema de hundimiento (rocadura). La masa puede entonces estar construida en la zona de las

cimentaciones existentes; las nuevas masas estn unidas a las

antiguas cimentaciones utilizando tensores de acero, pernos de

anclaje, as como otro tipo de ataduras, para crear un sistema de

cimentacin que no se pueda desplazar lateralmente.

La accin que consiste en ampliar las cimentaciones es ms

efectiva ya que si la hacemos mayor, ms all del extremo de la

cimentacin, la presin de las cargas transferidas se extender

sobre una mayor rea del estrato ms profundo y ms resistente

del suelo. Utilizar un trabajo de recalce puede representar la nica

solucin fiable cuando no sea posible parar el hundimiento de otramanera. No obstante, el recalce de los edificios histricos debe ser

considerado como la ltima solucin. Esta solucin, cuando se

adopta para cimentaciones poco profundas, puede ocasionar

problemas durante la fase de perforacin, ya que el suelo puede

desplomarse durante los trabajos de perforacin, dado que ciertas

partes son recalzadas mientras que otras, que no los son, reposan

aun sobre el suelo deformado.


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Consolidacin y tratamiento de la cimentacin. Experiencias egipcias

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La utilizacin de micro-pilotes para consolidar los

monumentos histricos

Cuando el subsuelo tiene una capacidad portante insuficiente y/o

el terreno ms resistente est situado a una profundidad

importante, se pueden utilizar los pilotes y los micro-pilotes para

reforzar la estabilidad de las cimentaciones profundas. Otra

solucin consiste en utilizar una tcnica moderna para consolidar

las antiguas estructuras.

La utilizacin de los micro-pilotes constituye en nuestros das uno

de los segmentos cada vez ms extendidos en las cimentaciones

profundas. Tambin conocidos como pin piles o minipiles, los

micro-pilotes son de pequeo dimetro, en forma de tubo de una

gran capacidad. Estn absolutamente indicados para barras roscadascortas e instaladas gracias a diferentes tcnicas de perforacin.

La adicin de mortero a las barras roscadas refuerza los pilones

para la resistencia lateral, las cargas de traccin as como las de

compresin. Los micro-pilotes pueden reemplazar los pilones

convencionales en la mayor parte de los casos, y son

particularmente econmicos all donde las condiciones de suelo

sean difciles (suelo de rocas o con cavidades) o donde el acceso al

espacio de trabajo sea difcil o limitado, como puede ser en las

revisiones de los edificios tras un temblor de tierra. Los micro-

pilotes son instalados ms como tirantes o clavos del suelo,

utilizando plataformas de perforacin rotativa o equipos deperforacin a percusin. Debido a su pequeo tamao, se pueden

emplear de forma ms econmica una gran variedad de tcnicas

de perforacin, lo cual hace su utilizacin ms atractiva: taladros

de barrena, tri-cono, cabeza de percusin, equipo de perforacin,

down-the-hole-hammer, hollow grouting hill (Titan), etc. Los

micro-pilotes estn ampliamente aceptados por los ingenieros y

diseadores quienes reemplazan actualmente los pilotes

tradicionales por los micro-pilotes, para beneficio de los propietarios.

Refuerzo del suelo utilizando soluciones avanzadas

(Ejemplo: complejo Qalawoon).

Debido a la elevacin del nivel de agua subterrnea, sta se

desplaza continuamente y se lleva con ella las partculas del suelo,

lo que comporta la creacin de numerosos agujeros o cavidades en

el suelo, provocando un comportamiento heterogneo del suelo.Para tener un suelo consolidado con una buena capacidad

portante y una seccin homognea, se debe instalar un sistema de

drenaje, fijando tambin el nivel de las aguas subterrneas para

poder parar las corrientes.

Entonces, el proceso de inyeccin de tierra se lleva a cabo, primero

perforando el suelo a los niveles especificados y despus

insertando una tubera de vlvula que permitir inyectar el

material de cimentacin a una presin que no exceder 2 Bar.

El suelo es inyectado con una mezcla constituida por una parte de

cemento, cuatro partes de agua y 0,50 de bentonita. Despus de

un perodo de 24 horas, se puede realizar una inyeccin final conun nivel de cemento superior, as como con los aditivos Complast

431 para aplicar una lechada plastificada, que permitir obtener

un suelo con la capacidad portante requerida.


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8

Este artculo trata los aspectos tecnolgicos y estructurales de la

conservacin de los restos de la antigua ciudad de Acre (Akko en

hebreo). El concepto de base es la conservacin autntica

mediante la preservacin de los materiales y de las fachadas de

origen sin molestar la vida cotidiana de la ciudad. La informacin

que se presenta aqu proviene de estudios de ingeniera fsica que

se han llevado a cabo en la ciudad durante la ltima dcada.

Las ruinas de los edificios y la degradacin material

Las ruinas de un edificio es un estado en el cual el edificio ha

perdido parcial o totalmente su capacidad portante y que es

susceptible de derribarse de forma total o parcial. Las ruinas

normalmente han sido provocadas por grietas, derrumbamientos,

aplastamientos, desprendimientos y deformacin de los

elementos. La degradacin es el deterioro as como la erosin de

los materiales, condicin que lleva habitualmente a la reduccin

de su resistencia y al aumento de su fragilidad y porosidad. El

proceso de prdida de material proviene de la accin fsica y

qumica, que empieza en general por el exterior y se propaga acontinuacin hacia el interior.

Los mecanismos que producen los derrumbamientos o la

degradacin vienen determinados por un cierto nmero de

factores: la ausencia de un correcto mantenimiento, la ausencia de

conocimientos cientficos ad hoc, la utilizacin de una

construccin ms all de lo que se espera de ella, las

imperfecciones de la concepcin original y la introduccin de

nuevos elementos que no se haban previsto en el origen. Todos

estos factores llevan a una reduccin de la fuerza estructural, en

otras palabras a la reduccin de la capacidad portante, y tambin

paralelamente al aumento de los efectos de las acciones

implicadas.

Aqu tienen lugar tres factores: el tipo de accin, la calidad de los

materiales y el tipo de estructura. La accin implicada puede ser

una serie de acciones mecnicas, dinmicas o estticas, o una

accin fsico-qumica. La resistencia de los materiales queda

afectada por el clima y la erosin, como resultado de procesos

fsico-qumicos. La degradacin est relacionada con elementos

del medio ambiente natural, tales como la humedad, la lluvia, las

fluctuaciones de temperatura, y a factores tales como la

circulacin (automviles), la contaminacin y la falta de

mantenimiento que aceleran tambin los procesos naturales. La

degradacin puede ser qumica, fsica o biolgica y estrelacionada con los factores medioambientales, con las

caractersticas de los materiales de construccin y con los

elementos especficos que protegen los edificios (por ejemplo los

techos y desages).

El comportamiento estructural depende esencialmente del tipo de

materiales utilizados, de la forma y el tamao de la estructura, de

las conexiones entre los elementos, as como de las condiciones

medioambientales que rodean al edificio. Las ruinas son causadas

por un aumento de la accin mecnica y una reduccin de la

eficacia estructural, tanto la causa es un fenmeno natural o como

resultado de una accin causada por el hombre. Cuando estos

acontecimientos tienen lugar sin un cuidadoso control, pueden

tener un impacto negativo sobre el edificio (Croci 1998: 41-46).

La antigua ciudad de Acre fue construida con las piedras de

construccin conocidas como kurkar (paredes y bvedas)

slidamente mantenidas entre ellas por los materiales de conexin

a base de cal, y de madera que fue utilizada en las cubiertas,

ventanas y puertas.

Fueron tambin utilizados otros elementos, por ejemplo de calizadura (para los peldaos volados, pavimentos en los espacios

pblicos, ventanas y elementos decorativos) y mrmol.

La antigua ciudad de Acre (Israel).

Aspectos tecnolgicos

y estructurales en la conservacin

de la antigua ciudad de Acre

Ofer Cohen

Ingeniero

Israel Antiquities Authority

Yael F. Naaman

Arquitecto

Departamento de Conservacin de Israel Antiquities Authority


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En los perodos recientes se han utilizado materiales tales como los

pavimentos de granito u hormign pintado, vigas de acero, tejas

de Marsella y, evidentemente, hormign. Estos ltimos aos

hemos sido testigos de la utilizacin de una gran variedad de

materiales modernos, entre ellos, los revestimientos de yeso,

aluminio y de cermica.

Los problemas estructurales ms comunes de la antigua ciudad

estn concentrados en los muros, las bvedas, as como los techos

de las construcciones. Cada uno de ellos est caracterizado por

problemas que tienen origen en las tcnicas de construccin, la

calidad de los materiales, los factores de destruccin de la

construccin, as como los de degradacin de los materiales.

Los mecanismos de degradacin de las edificacionesExisten dos factores que estn destruyendo los edificios de la

antigua ciudad de Acre: (1) la degradacin de los materiales

debido a la erosin, como consecuencia de procesos naturales; y

(2) la situacin de ruina, debido a la intervencin humana. El

proceso natural de la degradacin de los materiales est

influenciado por un nivel de humedad y moho particularmente

elevados, as como por la cristalizacin de la sal, las propiedades

del aire, las caractersticas del terreno, el agua (las precipitaciones

y la proximidad al mar), la temperatura y la intervencin humana

con un mantenimiento incorrecto.

Los daos causados por la intervencin directa del hombre es algocomn, por ejemplo: las acciones de renovacin en que los

materiales mal adaptados han sido utilizados; el

desmantelamiento de elementos de la construccin para adaptar

el espacio construido a las necesidades de los usuarios o para

limpiar una zona necesaria para una nueva construccin. Incluso

tambin para crear nuevos itinerarios de acceso o mejora de los

existentes, el desmantelamiento de una parte de una estructura

para ponerla como uso secundario en otro lugar, o el

desmantelamiento para evitar un peligro inminente.

Un esquema del proceso de desintegracin de los edificios incluye

la degradacin prolongada de las viguetas de los techos en la

ltima planta hasta su hundimiento, el proceso acelerado de

derrumbamiento de los muros tambin de la ltima planta, y las

bvedas en la planta baja, as como la desintegracin continua de

los muros exteriores del edificio.

1. En la estela del derrumbamiento de un techo de madera en la

ltima planta, los muros permanecen en pie, altos y delgados

en relacin al entorno inmediato. El peligro en esta situacin es

que la estabilidad de los muros sea socavado, provocando la

cada o derrumbamiento de algunas piedras de las secciones de

las paredes. La solucin en este caso consiste en estabilizar los

restos creando un elemento llano en la parte superior de las

paredes y/o apoyar con anclajes la bveda.2. El derrumbamiento de un techo de madera en la ltima planta y la

bveda en la planta baja, y la desintegracin parcial de los muros.

En este caso, los restos de los muros aparecen relativamente

elevados en relacin al entorno y los de las bvedas son

inestables. La solucin consiste en restaurar la funcin espacial

en la planta baja y/o sostener los restos en el suelo o en una

estructura adyacente.

3. El derrumbamiento de un techo de madera en la ltima planta

y de la bveda en planta baja, y la desintegracin de los muros

exteriores.

Los problemas estructurales.

Lesiones en el muro.

313



Aspectos tecnolgicos y estructurales en la conservacin de la antigua ciudad de Acre

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En esta situacin, permanece una especie de mun

protuberante, y este resto no se estabiliza mediante la bveda.

La solucin requiere la estabilizacin del resto de la bveda o la

distancia controlada de las partes peligrosas.

El sistema de desintegracin descrito ms arriba es tambin vlido

en los edificios de tres plantas en las que existan dos techos de

madera sostenidos por encima de una planta abovedada.

El factor ms significativo y ms comn en el proceso de ruina de

la ciudad es la inclinacin de los muros, es decir, su desplome en

relacin a la vertical. Podemos decir que todos los casos de ruina

de edificios en la antigua ciudad de Acre provienen de la ausencia

de un mantenimiento adaptado o bien que son el resultado de un

derrumbamiento fsico. Estos factores son la causa de una

reaccin en cadena provocando las ruinas y la degradacin

prolongadas, as como de un constante deterioro de las

condiciones fsicas del edificio.

Los muros de doble hoja

Muchos de los muros de planta baja en Acre estn construidos

mediante dos hojas de piedras con un relleno de debesh entre las

dos. La construccin se efectu en hiladas horizontales: en primer

lugar, se coloc una hilada de sillares de las hojas externas del

muro y el espacio entre ellas se rellen de debesh, ya que la

segunda hilada de piedras se puso a continuacin, una hilera

encima de la otra. Las caras externas de los muros han sidoconstruidas con mampostera de piedra labrada kurkar pero las

reparaciones se han efectuado con mampuestos. El ncleo de los

muros consiste en un relleno de pequeas piedras y de materiales

de conexin. En la construccin de la ciudad, se ha hecho un gran

uso de los dos tipos de materiales de conexin, uno a base de cal

y el otro a base de tierra.

La mayor parte de los muros tienen de 80 a 120 cm de espesor. Su

primera funcin es la de sostener los pesos de las plantas

abovedadas y de dirigir las cargas de los muros altos (anchos, del

espesor de una piedra) de las plantas superiores. La impresin inicial

que se tiene cuando se miran los muros, es que son homogneos.

No obstante, cuando se observa el material de conexin que se

desmorona en las zonas donde el muro ha sido deteriorado o en

una degradacin parcial, se obtiene una imagen diferente: el

material de construccin de los muros, igual que la masa de la

construccin, estn a punto de sufrir un proceso de desintegracin.

Los muros de la ciudad de Acre se pueden clasificar en cuatro

tipos:

Tipo 1: construccin regular que utiliza sillares que tienen cinco

caras talladas. La altura de la piedra y la hilada es de 45 cm, las

piedras tienen de 50 a 100 cm de longitud y la unin entre dos

hileras de sillares es de 5 a 10 mm. En general, se puede decir quela calidad de este tipo de muro es buena.

Tipo 2: construccin regular que utiliza sillares que tienen cinco

superficies talladas. La altura de la piedra y la hilada es de 18 a 37

cm, las piedras tienen de 18 a 45 cm de longitud y la unin entre

las dos hileras de sillares es de 5 a 10 mm. En general, se puede

decir que la calidad de este tipo de muro es buena.

Tipo 3: construccin regular utilizando mampuestos concertados.

La altura de la piedra y la hilada es de 23 a 40 cm, las piedras

tienen de 18 a 60 cm de longitud y la unin entre las dos hileras

de piedras es de 5 a 10 mm. En general, se puede decir que la

calidad de este muro es mediana.

Tipo 4: construccin irregular utilizando mampuestos sin

concertar. La talla y la forma de estas piedras varan y la hilada no

es de una longitud uniforme. La longitud de las juntas no es

uniforme ni tampoco las juntas verticales que se extienden

frecuentemente sobre ms de una hilera. La calidad de este tipo

de muro es fiable. Los muros, como estos, son principalmente

reparaciones de muros o muros de sostenimiento.

La mayora de los problemas estructurales de los muros implican:

la prdida de superficies externas de los muros, los defectos

estructurales en las superficies externas, fisuras, defectos en el

diseo del muro que se caracterizan principalmente por

desplazamientos horizontales, huecos en el ncleo del muro o

prdidas de materiales de conexin en el interior del muro. Estos

problemas estn causados por la utilizacin de materiales de calidad

inferior. La ausencia de acabado correcto en la parte superior de los

muros lleva a la formacin de vacos en el interior. El desgaste seproduce frecuentemente cuando los materiales de conexin se

desmoronan poco a poco, partiendo de las fisuras y las juntas. Por

otra parte, hay que aadir la actual ausencia de mantenimiento que

acelera los procesos de envejecimiento natural.

Prdida de piedras

Existe un nmero de factores llevan a la ausencia de piedras en la

superficie externa de un muro:

1. El dao mecnico directo de una o ms piedras que comporta

la prdida de las mismas. Dicho derrumbamiento tiene como

resultado que las otras piedras se caigan tambin del muro.

Una o ms piedras sufren un desgaste intenso haciendo que

otras piedras se caigan de la hilada superior. Este proceso no se

parar hasta que la zona derrumbada sea estabilizada.

2. La mala calidad de la construccin de un muro. En este caso, la

superficie interna que est en contacto entre las diferentes

hiladas y la profundidad las piedras es insuficiente y no estn

suficientemente ancladas en el muro. Por ello, una presin

mnima provocar el despegue de piedras y su cada.

3. El derrumbamiento de una parte de la superficie externa de un

muro seguido de la deformacin causada por la distensin.

4. La eliminacin de un muro o de una particin perpendicular enel muro entraar la ruina de la totalidad del muro, la prdida

de piedras y una degradacin acelerada.


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El objetivo en el tratamiento de las piedras que faltan es restaurar

la capacidad portante original del muro, integrar la superficie

externa como parte inseparable del muro, y renovar el sistema

constructivo de origen. Las posibles soluciones en este casopueden ser las siguientes: (1) una restauracin limitada permitir

obtener una relativa estabilidad en la regin; (2) una restauracin

ms extensiva de la estabilidad a travs de la utilizacin de apoyos.

La estabilizacin consistente en completar la mampostera de

piedra es la solucin preferida como fase intermedia para el

proceso de estabilizacin o bien en el caso de que la deformacin

del muro lo exija.

La deformacin estructural

Esta condicin se caracteriza por una seccin del muro que

aparece como una protuberancia en relacin a la lnea original de

la construccin. Este fenmeno es el resultado de un cierto

nmero de mecanismos de destruccin:

Fisuras y/o vacos en el interior del muro creando un exceso de

carga sobre la superficie externa, que lleva al abombamiento,

seguido del hundimiento de la misma seccin del muro.

Separacin de la superficie externa del muro de su ncleo por la

ausencia de una capacidad de adherencia suficiente.

Un proceso que acelera el abombamiento es el desmoronamiento

de los materiales de conexin y su cada en el espacio situado

entre el ncleo del muro y la superficie externa. En esta situacin,

el material de conexin funciona como un acelerador del proceso

de deformacin.El objetivo en esta situacin, como en la precedente, consiste

en restaurar la capacidad portante original del muro, su

incorporacin a la superficie externa del muro y su renovacin del

sistema esttico original.

Posibles soluciones: rellenar los vacos en el ncleo del muro

(inyeccin de cemento) y rejuntar e instalar los anclajes, o biendesmantelar la seccin de muro afectada para reconstruirla.

Los restos de los edificios

Al diferenciar los restos de los edificios de los restos de los

muros se abre la posibilidad de restaurar su funcin espacio-

estructural. Un cierto nmero de combinaciones de factores

llevan al edificio a un estado de ruina, por ejemplo: el

derrumbamiento de un techo abovedado debido a diversas

razones tales como un exceso de carga, la debilitacin de la

estabilidad de un muro en relacin a la presin lateral de las

bvedas, una incorrecta ejecucin, el derrumbamiento de uno

de los muros portantes, el derrumbamiento de un techo de

madera debido a razones tales como el desgaste natural,

pudricin en las vigas de madera, un exceso de carga, la

deformacin de un muro o las intervenciones humanas tales

como la apertura de un nuevo acceso, o el desplazamiento de

un espacio con una nueva estructura. En todas estas

situaciones, el deterioro acelerado de un techo o de los muros

es aparente, incluso antes del derrumbamiento.

El objetivo de esta situacin es de estabilizar los diferentes

elementos estructurales y, en la medida de lo posible,

restaurar su funcin espacial. En los edificios que slo estn

daados ligeramente, es preferible restaurar la funcinespacial mediante la reconstruccin de un techo utilizando

una tecnologa tradicional, reemplazando, paralelamente, las

Restauracin de la estabilidad local por la construccin de una mampostera

de piedra.

Restauracin de la estabilidad global mediante la utilizacin de soportes.

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piedras que faltan. En realidad, los restos del edificio en un

estado avanzado de destruccin no estn experimentando un

proceso de conservacin en la antigua ciudad de Acre, y estn

siendo derribados intencionadamente o desatendidos.

Los restos de los muros

Este aspecto incluye a los muros de diversas alturas y longitudes,

sufriendo de diferentes grados de dao, sin ninguna posibilidad

de restaurar su funcin espacial. Un cierto nmero de factores o

la combinacin de ellos llevan a esta situacin.

Un muro que fue originalmente parte de un edificio, ahora

destruido y ya no queda nada del contexto original. La calidad de

la construccin es un factor significativo de la condicin de los

muros, cuando esto es extremadamente pobre observamos el

declive acelerado en las propiedades constructivas del elemento

estructural o el de todo el edificio. Un muro que fue originalmente

construido como un elemento nico y parte de l fue destruido

por un proceso natural, como la erosin de la piedra o de su

ncleo, como resultado del deterioro, llevando al derrumbamiento

de una seccin del muro. El incorrecto acabado de la parte

superior del muro o la ausencia de remate intensifica su

sensibilidad a la erosin, as como su debilitacin. Adems de

estos elementos, debemos aadir el factor humano que se

automanifiesta a travs de la creacin de nuevas propuestas o

nuevas construcciones.

Paredes bajasEn esta categora incluimos paredes que permanecen a no ms de

1,5 m por encima de su entorno inmediato y que no representan

un peligro inmediato. Por ejemplo, un metro de altura situado en

el techo de un edificio puede estar considerado como peligroso

porque su altura por encima del suelo excede de 1,5 m. No

obstante, los restos de una pared de menos de 2,5 m sonconsideradas como estables si la altura de la pared no excede de

cinco veces su longitud, cuando est completa estructuralmente.

Los muros altos o los muros que constituyen un peligro

inmediato

Los restos de estos muros son altos (muros finos que son ms de

1,5 m ms altos que su entorno) y constituyen un peligro

inminente que requieren de un apoyo especial, tanto temporal

como permanente, durante el curso de los trabajos de

conservacin o renovacin y/o despus de los mismos. Las

medidas de conservacin en estos casos comprenden la

preparacin y la estabilizacin del muro conforme a sus

caractersticas, rellenando las fisuras y los vacos que se

encuentran en la piedra, reparando una o ms piedras

deterioradas, y rejuntando y verificando la instalacin de apoyos.

En los muros altos, las medidas de preparacin comprendern el

depsito de los materiales no estabilizados de la parte superior del

muro, los materiales no estabilizados y debilitados de las zonas

donde el yeso falta en el interior del muro, as como los materiales

de conexin no estabilizados de las juntas de la parte externa del

muro. Las medidas de conservacin comprenden la estabilizacin

y el sellado de la parte superior del muro, reemplazando elmaterial de conexin que falte en las juntas y el yeso, creando en

paralelo una superficie enderezada.

Apoyo de una estructura adyacente.Apoyo en el suelo de uno de los lados (detalle capa de separacin).


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En los muros de doble hoja, la preparacin comprende la

reposicin de piedras perdidas, materiales del ncleo no

estabilizados, as como materiales de conexin desmoronados

de las juntas. Las medidas de estabilizacin para estos murosimplican la reposicin de las piedras que faltan y el relleno con

un material de conexin, para completar las hileras de piedras en

la medida en que sea necesario, verificando las juntas y el sellado

de la parte superior del muro.

En ambos casos, las medidas de conservacin son necesarias

para el reemplazo de las piedras erosionadas, para el relleno de

los vacos y las fisuras de la piedra, as como para la verificacin

de las juntas como parte de las medidas para estabilizar el muro.

El apoyo de los muros altos

El apoyo de los muros altos est considerado como una medida a

corto plazo hasta que una solucin permanente se adopte para

estabilizar el muro. En todo caso, el objetivo principal es una

solucin espacial, en otros trminos, una solucin que complete la

construccin. En general, la concepcin de los apoyos

comprender la especificacin de una capa de madera separando

los nuevos materiales de la piedra.

Restos de bvedas

Las secciones de bveda y de arco en los diferentes estados de

preservacin estn integrados en los restos de los edificios de la

ciudad. Los restos de bveda estn limitados en altura, y el

fenmeno ms comn es la supervivencia de la bveda anconectada a la vertical de los muros en la parte estable del edificio.

En la mayora de casos, los restos de bveda constituyen un peligro

inmediato por su altura y su emplazamiento por encima de pasos.

El peligro inmediato es que una de las piedras caiga en el espacio

situado bajo ellas. Los mecanismos de destruccin que llevan a esta

condicin son el derrumbamiento de la bveda debido a diferentesrazones y/o intervenciones humanas, para abrir pasos o recuperar el

espacio por una nueva construccin, por ejemplo.

El objetivo en este caso es estabilizar los restos y evitar cualquier

peligro inminente de cada de las piedras y de otras partes de la

bveda. A veces, es suficiente estabilizando el ncleo, pero cuando

el ngulo entre la piedra ms alta de la bveda y la vertical es

inferior a 30, esta piedra debe ser anclada en un punto

estabilizado, o a la inversa, ser retirada por consideraciones de

seguridad.

Conclusin

Los problemas estructurales en la antigua ciudad de Acre han sido

estudiados de numerosas formas como parte de las medidas en

curso conducidas por la Antiquities Authority en la ciudad. Su

anlisis y comprensin nos lleva a la conclusin que en muchos

casos la raz del problema est en una construccin de calidad

inferior y la utilizacin de materiales tambin inferiores. El factor

ms significativo en el estado de preservacin fsica es la ausencia

a largo plazo de un mantenimiento adaptado, as como la

ausencia de toma de consciencia de los problemas. Este factor ha

acelerado la accin de los mecanismos de destruccin y de la

degradacin natural que se produce en la ciudad.

Existen diferentes formas de conservar los elementos deconstruccin en la ciudad. Escoger un tratamiento es una etapa en

un proceso metdico y estructurado, que incluye la identificacin

Apoyo en una planta superior. Una seccin de restos de bveda antes de su estabilizacin.

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de un problema, la comprensin de los factores histricos y

actuales habiendo una influencia en el lugar, la formulacin de un

concepto terico para un tratamiento basado en una perspectiva

abierta de aspectos encontrados en la conservacin de una ciudadhistrica, y la planificacin, as como la ejecucin de medidas de

conservacin utilizando los recursos disponibles por el propietario

y el conservador que trabaja en su nombre. En ms de una

ocasin, un conservador se encuentra a s mismo con sus manos

ligadas a restricciones presupuestarias. Las acciones llevadas a

cabo en los inmuebles residenciales de la ciudad durante esta

ltima dcada han sido mayormente determinadas por las

rdenes de derribo que emita la eliminacin del peligro y no por

la actitud pro-conservadora o una amplia conservacin global

adoptada por la ciudad. Esperamos que las cosas cambien en la

estela de la ciudad tras ser declarada zona de patrimonio mundial

y con la aprobacin de un nuevo plan director local.

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Despus del tratamiento para estabilizar el ncleo y anclar la piedra de la parte

superior.


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Consolidacin y tratamiento

de los muros. Experiencias egipcias

Wahid El-Barbary

Arquitecto

Director General de Proyectos de Sector del Supreme Council

of Antiquities, Egipto

Los muros de mampostera en arquitectura tradicional

generalmente estn compuestos de piedra natural o ladrillo,

conectados habitualmente entre ellos por un mortero.

Para preservar y restaurar los muros antiguos, se utilizan cada vez

ms tecnologas modernas. Numerosas instituciones, as como

grupos de trabajo, se ocupan del desarrollo y de la aplicacin de

nuevas tecnologas para el refuerzo de los edificios tradicionales.

Cuando las tcnicas tradicionales se han mostrado inadecuadas, la

consolidacin del edifico puede efectuarse mediante la utilizacin

de una tcnica moderna para la conservacin y la construccin,

cuya eficiencia ha sido demostrada cientficamente y probada por

la experiencia.

La evaluacin de las condiciones de construccin existentes puede

ser parte de una inspeccin y de un mantenimiento de rutina, o

bien puede ser iniciada por alguna ejecucin no satisfactoria, tras

la observacin de signos de deterioro, o la identificacin de una

necesidad de mejora. El procedimiento de evaluacin consiste en

lo siguiente: una investigacin y recogida de datos en el lugar, la

identificacin de los subsistemas estructurales y no estructuralesdel edificio, los anlisis en el lugar y de laboratorio, el anlisis de

la estructura, la evaluacin de la ejecucin ssmica de los

subsistemas del edificio, el seguimiento de la inspeccin de los

subsistemas accesibles y crticos en el lugar, y la preparacin y la

entrega del informe final.

El objetivo de este procedimiento de evaluacin es comprender la

composicin, las condiciones, as como tambin la integridad de

la estructura. Para las estructuras patrimoniales, la recogida de

informacin deber originarse mediante una breve historia de la

estructura detallando el perodo y las etapas de su construccin,

as como los datos y los detalles de las modificaciones o de las

reparaciones estructurales y no-estructurales que han sido

efectuadas.

La degradacin significa una situacin en la que la estructura ha

reducido o perdido su capacidad portante, al punto de llegar, en

condiciones extremas, a la ruptura y al derrumbamiento. Esta

situacin est habitualmente caracterizada por fisuras,

aplastamientos, separaciones, deformaciones permanentes, o

inclinaciones en relacin a la vertical. El deterioro es una alteracin

fsico-qumica de las propiedades de los materiales que induce

habitualmente a una reduccin de la resistencia, a un aumento de

la fragilidad y porosidad, y a la prdida de material, empezando en

general por la superficie externa y continuando hacia el interior.El origen de la degradacin y del deterioro puede provenir de uno

o varios de los factores siguientes:

Riesgo que proviene del diseo original del edificio

Tcnicas constructivas y materiales tradicionales en el perodo

constructivo

Uso de una construccin ms all de la vida til de referencia

Errores o imperfecciones en la concepcin original

Intervencin de nuevos factores medioambientales y sociales

Conceptualmente, la estructura por una parte transforma las

acciones en tensiones, y, por la otra, aporta la resistencia. El

comportamiento estructural depende principalmente de las

caractersticas materiales, de las dimensiones, de las conexiones entre

los diferentes elementos y de las condiciones de los lmites.

El examen de las tipologas de degradacin es muy importante ya

que las deformaciones y los modelos de fisura, entre otros, estn

relacionados estrictamente con el comportamiento estructural y con

las acciones que las provocan.

Los signos ms visibles, variables en funcin de los diferentes tipos de

materiales y de la construccin, pueden ser reagrupados en las tres

categoras siguientes:

Fisuras en los materiales no resistentes a las tensiones elsticas.

Este signo es el ms frecuente en las mamposteras que tienen

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Consolidacin y tratamiento de los muros. Experiencias egipcias

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una menor resistencia a la tensin, en las estructuras de

hormign, estn relacionadas con una insuficiente presencia de

armado.

La aparicin de grietas en elementos comprimidos, es mucho

menos frecuente pero ms peligroso que el primer signo. Es

especialmente visible en las construcciones y se caracteriza,

dependiendo del tipo de material, por una hinchazn,

separacin de partculas, derrumbamiento En la fase inicial

algunas micro-fisuras aparecen paralelamente a la direccin de

la tensin.

Las deformaciones permanentes estn especialmenterelacionadas con el efecto de la flexin inducida por las cargas

excntricas, as como por empujes horizontales (arcos u otros

elementos similares). Es un componente importante que puede

estar en relacin con la deformacin del suelo de las

cimentaciones. En las grandes construcciones pueden aparecer

fenmenos de flexin lateral repentinos debido a la debilidad

de las conexiones entre las cortinas externas y el ncleo

interno. Una situacin lmite puede causar una repentina

flexin lateral que es particularmente peligrosa en los

elementos ms esbeltos.

La observacin, el conocimiento de la historia y la interpretacin

de los clculos de estructura (en cuanto a las posibles acciones y

al anlisis de los modelos de fisuras consiguientes), as como los

resultados de las investigaciones y de los sistemas de vigilancia,

proporcionan las herramientas necesarias para comprender e

interpretar de la mejor manera posible los fenmenos que se

producen. Un diagnstico correcto y completo, como en

medicina, no puede basarse en la intuicin, la experiencia y la

capacidad individual. El examen de algunos casos ayudar a

entender mejor este proceso, as como la utilizacin de tcnicas

tradicionales para el refuerzo de los muros reconstruyendo las

partes que han sido deterioradas o que se han derrumbado, outilizando nuevas tcnicas para el tratamiento de las fisuras y la

consolidacin de los muros mediante una utilizacin de materiales


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tradicionales para los muros que estn debilitados por la prdida

de partculas de conexin, o incluso la utilizacin de tirantes o de

otros sistemas materiales para conectar los muros entre ellos, etc.

En cualquier caso, la toma de decisiones depender del anlisis de

resultados de la investigacin. Ello permitir comprender y

cuantificar la magnitud, as como las causas del problema y las

otras deficiencias derivadas. Este anlisis ayudar a establecer la

urgencia de la ejecucin del trabajo de restauracin. El tipo de

trabajo de recuperacin que se decida hacer estar la mayor parte

del tiempo afectado por la condicin nica del edificio en

particular. Ms all de asegurar la capacidad estructural esencial,

as como la correccin de los otros problemas que impliquen

riesgos para la seguridad, el detalle de las medidas est a menudo

influenciado significativamente por las consideraciones

econmicas. En general, el proceso de evaluacin comportar una

de las acciones siguientes:

no restauracin. La seguridad y las prestaciones del edificio son

adecuadas y, con un mantenimiento regular y una posible

mejora cosmtica, sus prestaciones debern ser satisfactorias o,

al menos, aceptables durante un cierto perodo de tiempo.

una restauracin es necesaria. Los problemas de seguridad y de

utilizacin son suficientemente graves para que una reparacin

o una mejora sean necesarias, o bien que sta pueda serrealizada de manera eficaz en ese preciso momento.

la restauracin no es factible. Los costes de restauracin

superan los beneficios que se pueden obtener y se recomienda

el derribo del edificio, o, si no hay riesgos para la seguridad, la

estructura puede permanecer en su condicin degradada.

Ejemplo: Cosido de un muro, con la ayuda de un sistema de

anclaje en un edificio monumental (complejo Qalawoon).

Debido a las profundas fisuras que se encuentran en los muros, y

para evitar las tcnicas de reconstruccin para arreglar el

problema, la solucin se dar por un sistema de anclaje.

El sistema consiste simplemente en la adicin de barras de acero

inoxidable, dentro de un tamiz y posterior inyeccin.

Primero, se debe hacer un buen estudio para determinar el estado

de los muros que deban ser tratados por un sistema de anclaje,

debido a su valor tico e histrico, estudiando tambin la

accesibilidad para coser el muro afectado, as como la posicin de

los anclajes. Despus del diseo y el clculo, el trabajo de costura

empieza por la apertura de orificios con el dimetro y largo

requeridos. Entonces viene la introduccin de barras de acero

inoxidable en los camisas, y despus la insercin de los elementos

en el muro. Una vez realizado, el proceso de inyeccin de mortero

de anclaje tiene lugar con una presin que no exceda 2 Bars hastaque el producto salga del agujero.

La introduccin previa de una camisa est relacionada con el

comportamiento del tamiz con el mortero de llenado: la camisa

coge la forma de la seccin interna del muro y se comporta con el

muro como si fuera una sola pieza, lo cual permite resolver el

problema de los anclajes longitudinales. Despus se aplican los

anclajes de consolidacin para coser las dos hojas del muro.

321



Consolidacin y tratamiento de los muros. Experiencias egipcias

8


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8

En referencia a todos los temas destacados anteriomente, la

mejora del comportamiento ssmico de la arquitectura tradicional

puede ser llevada a cabo preservando sus cualidades y

caractersticas estticas, materiales y constructivas.

Los principios de conservacin pueden ser ms fcilmente

aplicados mediante las tcnicas tradicionales que han sido

sugeridas por la arquitectura histrica y los antiguos tratados. A

la luz del debate cientfico y cultural contemporneo, la mejora

de la resistencia global del edificio en este sentido, parece ser la

propuesta ms adecuada para preservar bsicamente la

concepcin original de la mampostera. Paralelamente, el edificio

tiene una configuracin esttica propia que no puede

deformarse. Una arquitectura donde el proceso particular de

construccin se modifica, puede ser considerada como una

simple exterioridad formalista. Esta propuesta puede usar

herramientas operativas innovadoras, concretamente Cdigos

de prctica, que especifican y describen en detalle las

disposiciones generales relacionadas con las realidades de la

construccin local. Los Cdigos de prctica, metodolgicamentesimilares a los Manuales de rehabilitacin, ms all de reunir una

serie de herramientas para el anlisis de la vulnerabilidad del

edificio en cuestin, proponen una serie de controles, de

ejemplos de detalles estructurales y de soluciones, pudiendo

conservar las caractersticas de construccin originales del

edificio. Sin embargo, todos estos contenidos deben ser

interpretados por el profesional en funcin de la situacin

especfica. La intervencin resultante ser ciertamente

adecuada, ya que no modificar la propia lgica (formal, espacial

y material) del edificio existente y ser congruente con la lgica

modal (en otras palabras, el proceso) que lleva a cabo.

Adems, terremotos recientes han mostrado que algunas tcnicas

estructurales, frecuentemente aplicadas a lo largo de las ltimas

dcadas, no han sido efectivas. Por ejemplo, la reconstruccin de

cubiertas de hormign armado, la insercin de vigas demasiado

rgidas en la parte superior de los muros, el empleo de

perforaciones de refuerzo ms que vigas-tirante de metal, han

causado daos a menudo ms remarcables que los originales. Sin

embargo, el empleo de tcnicas innovadoras no debe ser excluido

para conseguir una mejora ssmica y preservar las caractersticas y

el comportamiento originales de los edificios histricos, ya que los

materiales y tcnicas modernas pueden ser ms apropiados y

menos intrusivos que los tradicionales.Por ejemplo, los polmeros reforzados con fibra (PFR) presentan

evidentes ventajas para estos propsitos: utilizan una pequea Refuerzos de bvedas con la ayuda de PFR.

Aplicacin de PFR: refuerzo de los elementos comprimidos

Mejora del comportamiento ssmico

y conservacin de las caractersticas

estructurales

Giambattista De Tommasi

Ingeniero

Profesor titular en el Departamento de Rehabilitacin de Edificios

(Politecnico di Bari), Italia

Colaboradores: grupo de trabajo de investigacin

(Fabio Fatiguso, Mariella De Fino y Albina Scioti)


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cantidad de material, en trminos de grosor y peso, se pueden

retirar y son fcilmente aplicables. Adems, no modifican el

comportamiento original de las estructuras, ya que trabajan

despus del exceso de la resistencia elstica del elemento. Sin

embargo, se deben sealar algunas desventajas y son necesarias

nuevas investigaciones en este mbito para verificar el

comportamiento a largo plazo de los materiales y de sus

tecnologas, ms all de los interesantes resultados obtenidos

hasta el momento.

En consecuencia, los temas desarrollados destacan que la mejora

del comportamiento ssmico de la arquitectura tradicional histrica

debe representar una sntesis ptima, un compromiso entre la

seguridad y la conservacin. El enfoque debe centrarse en la

separacin de los elementos dbiles en relacin con la Regla del

Arte, la definicin de los mecanismos de derrumbamiento y el

proyecto de conservacin, que apunta estrictamente a la

correccin de faltas estructurales. Sin embargo, el resultado global

esperado es proveer al edificio de unas correctas caractersticas de

resistencia ssmica, en la mayor parte de los casos asegurando el

comportamiento de la caja de muros.

En referencia a las tcnicas estructurales en la zona del

Mediterrneo, algunas obras de restauracin especficas pueden

servir de ejemplos en la medida en que sean capaces de asegurar

una buena calidad esttica en conjunto. Esencialmente, aseguran

las caractersticas de los muros as como las conexiones entre lasparedes de carga y las otras, as como con los suelos. Utilizan

adems soluciones tradicionales y, si es necesario, materiales

innovadores y tcnicas para realzar las caractersticas estructurales

y estticas del edificio, as como para responder a las condiciones

de seguridad impuestas por las regulaciones actuales.

En sntesis, entre las soluciones tradicionales encontramos:

la restauracin de la continuidad de la textura del muro,

mediante reparaciones localizadas y/o tcnicas de tipo

descosido-cosido;

la mejora de la resistencia de los paneles de mampostera para

tensiones horizontales mediante la regeneracin de cavidades

con mezclas flexibles, compatibles y eficaces;

la eliminacin/reduccin de debilidades de la mampostera

local. El cierre completo de los conductos de chimenea y los

nichos para este propsito est permitido si es estrictamente

necesario y no cambia las caractersticas formales y

estructurales del edificio;

la mejora de la resistencia ssmica de los voladizos verticales

(cornisas y otros elementos secundarios poniendo tirantes y

anclajes de metal o de material compuesto

el refuerzo de suelos de madera con el recubrimiento de un

nuevo suelo y la aplicacin de conexiones de acero cruzadas y

transversales.

Entre las tecnologas innovadoras, encontramos:

la mejora de las conexiones entre los elementos verticales y los

suelos por anclajes con abrazaderas de metal o barras de acero

entre las vigas individuales y los muros;

la eliminacin/reduccin de la desviacin de los arcos por

cadenas de metal o fibra de carbono reforzado;la conexin de la parte superior por hormign armado, o por

cordones salientes o por fibra de carbono reforzado para

reducir la posible desviacin del techo, distribuir las tensiones

horizontales y juntar los muros;

la mejora de las conexiones entre los muros, mediante cadenas

de metal y perforaciones locales reforzadas;

Refuerzo vigas de madera con PFR para aumentar su capacidad portante.

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Mejora del comportamiento ssmico y conservacin de las caractersticas

estructurales

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Mejora del comportamiento ssmico y conservacin de las caractersticas

estructurales

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reduccin de cargas estructurales, especialmente en la parte

superior de los suelos, mediante la sustitucin de elementos

pesados y rgidos (por ejemplo, los techos de hormign armado

en vez de los originales de madera).

En cambio, todas las soluciones que modifican el comportamiento

esttico del edificio o los valores y la preparacin de las cargas

deben ser evitadas. Particularmente, tiene que ser considerado

como muy peligroso: el aumento de cargas permanentes (en

suelos y cubiertas demasiado pesadas o rgidas para los muros que

estn debajo), el desplazamiento de los separadores de refuerzo

de las cavidades para albergar los ascensores o las cajas de

escalera, la instalacin de nuevos suelos mediante la demolicin o

la apertura de brechas, debilitando las viviendas. En realidad, tales

trabajos se han realizado de forma extensiva en los ltimos

tiempos, a menudo sin ningn control o bien por operarios que

ignoran las distintas caractersticas de las estructuras. En

consecuencia, se han introducido riesgos remarcables, sobretodo

en caso de terremoto. Sera necesario la transformacin o incluso

la demolicin, de estos trabajos, dentro de una restauracin

moderna y consciente, sin ninguna duda, de los beneficios

tcnicos que compensan ampliamente los costes.

Referencias

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2a Parte. Herramienta 8. Reforzar Las Estructuras