Diciembre 2012

1Revista Ingeniería Civil

EDITORIAL

Estimados Colegas Ingenieros:

a pasado casi un año desde la entrega de la última revista donde nos despedimos y Hhacíamos un balance de nuestra gestión durante

los años 2010-2011.

Por razones que ya son conocidas y por mandato de la Resolución del Tribunal Registral N° 912-2012 SUNARP-TR-L, tuvimos que reincorporarnos a nuestras funciones que deben al fin concluir este 31 de diciembre. Todos estos imprevistos entre otros, afectaron el cumplimiento de metas propuestas por el Ing. Roque Sanchez Cristóbal quien estuvo a cargo del Capítulo de Ingeniería Civil de enero a julio del presente, posteriormente reasumí el cargo por la prórroga de mandato indicada por SUNARP.

En los primeros meses del año se continuó con algunas actividades de capacitación, con las limitaciones de no contar con la disponibilidad de los recursos económicos, desde agosto hemos procurado intensificar la actualización de conocimientos con varias conferencias gentilmente dictadas por destacados profesionales nacionales y extranjeros a quienes estamos profundamente agradecidos.

Este año hemos celebrado la Semana de la Ingeniería Civil compartiendo con la promoción de 1962 en sus Bodas de Oro y con la promoción de 1987 en sus Bodas de Plata. La más bulliciosa, alegre y vital ha sido sin lugar a dudas la promoción de 1962 y sólo me queda agradecerles por compartir su amplia experiencia de vida profesional.

En esta última entrega de nuestra revista institucional hemos tocado temas sobre construcción de sistemas constructivos no convencionales.

Así mismo, al estar nuestra población rural muy familiarizada con el adobe, estamos presentando la propuesta de una vivienda de adobe mejorado con la prueba de un buen comportamiento ante el sismo del 2007 en el sur del Perú. Por otro lado, especialistas de la PUCP nos presentan el mejoramiento de las viviendas de adobe ante exposición prolongada al agua que es un tema muy relevante para varias zonas de nuestro país.

Entre los grandes proyectos de infraestructura que se están desarrollando en nuestro país, les presentamos algunas características del Proyecto Vía Parque Rímac.

Además, resaltamos el tema de ingeniería en protección contra incendios porque la ingeniería está siempre al lado de la seguridad y protección de las vidas humanas en especial.

Igualmente, queremos presentar un importante tema para reconocer el valioso aporte de la Ingeniería Civil de los Incas, resaltando que sus magníficas construcciones no son producto del azar o de la suerte, sino de un profundo conocimiento de los principios de la ingeniería basados en las experiencias y buen manejo de la estática que ha garantizado la permanencia de sus obras por largo tiempo. Este último punto es muy importante porque ante el aumento de la capacidad económica, igualmente se ha incrementado la autoconstrucción y algunas voces por desconocimiento, las alientan, porque confían en que sí los incas construyeron maravillas que permanecen en el tiempo, cualquiera puede hacer buenas construcciones. Eso no es así señores, los incas tenían amplios conocimientos relacionados a la ingeniería civil, como ya afirmamos anteriormente, y el Colegio de Ingenieros siempre será claro al señalar que toda construcción debe estar asist ida por un profesional que garantice consideraciones básicas para desarrollar inversiones en viviendas de acuerdo a la calidad del suelo y buscando la seguridad antisísmica.

A la par de este tema, estamos presentando una propuesta sobre aisladores y amortiguadores sísmicos para garantizar un mejor comportamiento de la infraestructura ante sismos severos.

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

Ing. Elsa Carrera CabreraPresidente del Capítulo de Ingeniería Civil

Consejo Departamental de Lima - CIP San Isidro, diciembre de 2012

2 Revista Ingeniería Civil

Colaboradores

Diseño e Impresión

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

COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚConsejo Departamental de Lima

Capítulo de Ingeniería Civil

Experiencias sobre la utilización de materiales locales en la Construcción de Sistemas Constructivos No Convencionales -SCNC

3Sistemas Constructivos No Convencionales - "SCNC" CAÑACRETO8

10Mejoramiento de las Viviendas de Adobe ante una exposición prolongada de agua por efecto de inundaciones

14

16

PROYECTO PACARÁNuna alternativa segura

Ingeniería en protección contra incendios y su relacióncon la Ingeniería Civil

20 VÍA PARQUE RÍMAC, La obra modelo que transformará Lima

22

26

2830

La ingeniería civil de los incas y la ingeniería del presente

Ingeniería sismorresistente con aisladores y amortiguadores sísmicos

Colegiados 2012Capacitados 2012

Semana de la Ingeniería Civil 2012

INDICE GENERAL

La revista “Ingeniería Civil” no se solidarizanecesariamente con las opiniones expresadasen los artículos firmados en la presente edición.Se permite la reproducción parcial o totalde los artículos consignando la fuente.

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

www.ciplima.org.pe/civil

Junta Directiva 2010 - 2012

PresidentaIng. Elsa Carrera Cabrera

Vice-PresidenteIng. Leonardo Alcayhuaman Accostupa

SecretarioIng. Juan José Benites Díaz

Pro-SecretarioIng. Alejandro Burga Ortíz

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

Decano: Ing. Francisco Aramayo Pinazo

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

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

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

Accostupa- Ing. Iván Gonzales


Ing. Hernán Agustín Arboccó [email protected]

Colaboradores

Diseño e Impresión

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

COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚConsejo Departamental de Lima

Capítulo de Ingeniería Civil

Experiencias sobre la utilización de materiales locales en la Construcción de Sistemas Constructivos No Convencionales -SCNC

3Sistemas Constructivos No Convencionales - "SCNC" CAÑACRETO8

10Mejoramiento de las Viviendas de Adobe ante una exposición prolongada de agua por efecto de inundaciones

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Ingeniería en protección contra incendios y su relacióncon la Ingeniería Civil

20 VÍA PARQUE RÍMAC, La obra modelo que transformará Lima

22

26

2830

La ingeniería civil de los incas y la ingeniería del presente

Ingeniería sismorresistente con aisladores y amortiguadores sísmicos

Colegiados 2012Capacitados 2012


INDICE GENERAL

La revista “Ingeniería Civil” no se solidarizanecesariamente con las opiniones expresadasen los artículos firmados en la presente edición.Se permite la reproducción parcial o totalde los artículos consignando la fuente.

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

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Junta Directiva 2010 - 2012

PresidentaIng. Elsa Carrera Cabrera

Vice-PresidenteIng. Leonardo Alcayhuaman Accostupa

SecretarioIng. Juan José Benites Díaz

Pro-SecretarioIng. Alejandro Burga Ortíz

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

Decano: Ing. Francisco Aramayo Pinazo

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

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

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

Accostupa- Ing. Iván Gonzales

Experiencias sobre la utilización de materiales locales en la

Construcción de Sistemas Constructivos No Convencionales -SCNC

INTRODUCCIÓN

En nuestro país, tenemos gran diversidad de condiciones climáticas, como de regiones naturales muy diferentes, pasando de Costas desérticas, a Serranía con picos de más de 6000m, fértiles valles costeros e interandinos y luego, la gran Selva que ocupa el 50% del te-rritorio nacional, con enorme riqueza forestal mal explotada.

En la Costa, se encuentran arenas de origen eólico, suelos granulares de origen aluvial-aluvional, conglomerado, arena de río, suelos arcillosos cercanos a los ríos, en cuyas riberas se encuentran plantaciones naturales de caña carrizo, de caña brava o también de bambú.

OBJETIVO

El objetivo del presente tema, es motivar a los estudiantes de ingeniería civil, para reflexionar sobre la utilización de los materiales locales en nuestro país, que viene desde épocas remotas, y relacionarlas con experiencias relativamente recientes para buscar aplicaciones que nos permitan ofrecer alternativas de construcción de viviendas y locales comunales, desarrollan-do nuestras regiones, deprimidas económi-camente pero que poseen un gran potencial que puede ser empleado en beneficio de la población local.

HISTORIA

En nuestro país existen restos arqueológicos donde se observa que se empleaba muy bien la tierra para construir edificaciones, estando como la mejor muestra, la ciudadela de Chan-Chan en Trujillo, las Pirámides de Túcume en Lambayeque, la Fortaleza de Paramonga en

El material mas importante que se utilizó en la época virreinal, fue la Quincha, producto del mestizaje entre los materiales y técnicas em-pleadas por los pobladores prehispánicos y la tecnología, equipos y herramientas traídas por los españoles. La quincha constituye la unión de una estructura de madera formada por pies derechos, arriostres horizontales y diagonales, con forros de caña de bambú, caña brava o de carrizo, revocados con barro y estucado de yeso.

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

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

Chan Chan – Trujillo – La Libertad

Caral – Supe - Lima

Restos arqueológicos de Sechín en Casma

y de Chavín de Huántar – Ancash

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

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

Casas construidas con madera rolliza y palmas en Moyobamba – San Martín

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

ciones en forma precaria que puede y debe mejorarse.


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

de Capacitación-Producción, participando la población local con Mano de Obra.

Considerando la gran cantidad de materiales locales existentes en las diferentes regiones de nuestro país, mencionados anteriormente, como ingenieros civiles debemos estudiar la utilización de materiales que son conocidos por los pobladores, pero realizando algunas mejoras que le proporcionen mejor compor-tamiento sísmico y mejores características de habitabilidad.

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

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

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

Complementariamente se emplean otros materiales industrializados, de uso frecuente, como cemento, alambrón de acero, clavos y alambre.

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

Edificaciones con adobe y quincha – Centro de Lima

Edificación con una variante de la quincha

en la Urbanización Santa Beatriz - Lima

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

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

Lagunas de Oxidación de SEDAPAL

ASPECTOS CONTRARIOS A LOS SCNC - La actividad de construcción es un proceso

en el que se tienen diferentes materiales y calidades para productos prefabricados si-milares, lo que lleva a desconfiar de las bon-dades del producto ofrecido y la población prefiere construir con ladrillo y concreto.

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

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

SCNC Desarrollados por el Ing. Hernán Agustín Arboccó Valderrama

CAÑACRETO R

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

R

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

verticales y concreto armado para responder ante cargas horizontales.

Casa modelo terminada


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

Este SCNC se aprobó mediante RM 301-94/MTC-15VC, y se Patentó en INDECOPI, con el Título N° 0691.

CAÑACRETO MODULAR

Dentro de las funciones de Investigación, en el año 1,996 el SENCICO aceptó la propuesta del suscrito para realizar una investigación sobre la variante modular del sistema Cañacreto R , a fin de utilizar paneles prefabricados durante el proceso constructivo, facilitando el desarrollo de Programas de auto construcción, capaci-tando a maestros constructores y pobladores, para cumplir los objetivos de reducción del déficit de viviendas, comprometer la partici-pación del poblador en satisfacer sus necesi-dades y construir unidades de vivienda con un sistema cuyo comportamiento sísmico hu-biere sido satisfactorio, como era el caso del Sistema Cañacreto R .

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

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

VENTAJAS DEL SISTEMA “CAÑACRETO” R :

• Emplea productos locales, naturales y reno-vables.

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

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

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

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

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

• Se construyen edificaciones de gran resis-tencia y ductilidad, teniendo menor peso que similares construidas con materiales convencionales, lo que conlleva a menores fuerzas horizontales originadas por movi-mientos sísmicos, proporcionando mayor seguridad durante la ocurrencia de un sis-mo severo.

• Promueve la utilización de materiales natu-rales, oriundos de nuestra Amazonía y de zonas rurales, generando puestos de trabajo en el cultivo, extracción, comercio, transpor-te, y actividades propias del Diseño y Cons-trucción con estos materiales.

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

Variante Cañacreto Modular construida y ensayada en el CISMID-UNI

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

En esta forma estaremos consiguiendo bien-estar para los pobladores necesitados de vi-vienda, para los campesinos que cultiven caña en valles de Costa, Selva y valles interandinos, así como a los extractores, comercializadores y transportistas de madera, debiendo mante-ner obligatoriamente una explotación racio-nal y realizar reforestación de bosques, con maderas utilizadas comúnmente en construc-ción, contribuyendo al crecimiento económi-co del Sector construcción y a las industrias conexas, beneficiando a las familias peruanas dedicadas a estas actividades y logrando la re-ducción de los costos de construcción de la vivienda para los sectores menos favorecidos.

CONSTRUCCIONES CON TIERRA

De otra parte, si analizamos los resultados de los censos de vivienda que se han realizado en el Perú en los últimos 30 años, notamos que a nivel nacional, existe gran cantidad de viviendas construidas con tierra cruda (aprox. 40%), sea en forma de tapial o de adobe, pero este porcentaje va disminuyendo, debido a que en las zonas urbanas se están demolien-do las edificaciones de adobe para dar paso a nuevas edificaciones de ladrillo y concreto armado, generalmente multifamiliares debi-do a las necesidades del crecimiento urbano y a los cambios de zonificación. En las zonas rurales continúa utilizándose el adobe y tapial, llegando a más del 60% debido a la existencia del material a costo cero.

CONCRETIERRA

El Suelo-Cemento se desarrolló y patentó en Estados Unidos hacia la década de 1,920 para la construcción de carreteras y hacia finales de la década de 1,960 se trabajó bastante sobre la estabilización de suelos con asfalto, lo que dio origen al programa COBE, Construcción con Bloques Estabilizados, para la construc-ción de viviendas con mejores unidades de adobe que no sean afectadas por la hume-dad, que es el principal problema que produ-ce la desintegración de las mismas, porque el agua era absorbida por las partículas de arcilla y al emplear emulsión asfáltica en su elabo-ración, cada partícula de arcilla es recubierta por la emulsión asfáltica, que al evaporarse el agua, deja la partícula aislada y no podrá ser nuevamente hidratada.

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


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

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

te quemado de desecho, y estabilizada con un % de cemento menor al que emplearía el suelo cemento, para obtener a la vez, mayor resistencia mecánica, lo que permite construir bloques de menores dimensiones que puedan ser reforzados con acero, logrando construir mayor número de viviendas de tierra con una misma cantidad de material, mejorando así mismo su comportamiento sísmico.

CONSTRUCCIONES CON ELEMENTOS DE CONCRETO

Otros SCNC aprobados para su utilización en nuestro país desde 1970, corresponden a aquellos que usan componentes de concre-to de mayores dimensiones, como bloques, plaquetas, columnetas, viguetas pretensadas, losas de concreto a manera de encofrado, etc. que se están usando bastante actualmente porque contribuyen a agilizar el proceso cons-tructivo.

BLOQUETAS MACHI HEMBRADAS

En los poblados donde existen suelos granula-res depositados por la ocurrencia de huaycos, que presentan una granulometría adecuada o se pudiera mejorar con la adición de otros agregados, se hace posible fabricar bloquetas de suelo cemento, resultando mas econó-micas al utilizar los materiales locales, y que, contando con el apoyo de personal técnico que realicen los trabajos de capacitación, se pueda desarrollar los programas indicados de autoconstrucción, ya sea de viviendas o de lo-cales comunales, con estructura de albañilería armada, beneficiando a los pobladores usua-rios, distribuidores, comerciantes locales y en general, elevando el nivel socio-económico de la población de las diferentes regiones donde se apliquen dichos programas.

Estas bloquetas, al estar machihembradas per-miten asentar una primera hilada y luego, las que se asientan son encajadas con las ya asen-tadas, asegurando el alineamiento y verticali-dad adecuados, con mejor apariencia y menor insumo de mortero en tarrajeos.

CONSTRUCCIONES CON PANELES

PANELES CASA-YA

Buscando emplear materiales locales y cons-truir edificaciones livianas, y mejorando el panel de Cañacreto, se han fabricado paneles modulares con bastidores de madera y una cara de microconcreto, que se ubica hacia el exterior de la vivienda y después de armada la estructura de muros, se forra interiormente con planchas de cemento o de yeso, según el requerimiento del usuario.

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

Aplicación de mezcla de micro-concreto en una cara del panel de bastidores de madera

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

Muestra

Adobe

Adobe

Suelo-cemento

Suelo-cemento

Concretierra II

Concretierra II

30.2 destruida

Tiempo de inmersión en agua

5 min.

5 min.

5.9

1.0

10 min.

10 min.

11.65

2.2

30 min.

30 min.

12.8- - -

2.8

1 hora

1 hora

13.5

3.1

24 horas

24 horas

14.2

4.6

0

5

10

15

20

25

Porcentajes de Absorción en el transcurso del tiempo

Muestra

Adobe

Resistencia

Adobe

Suelo-cemento

Suelo-cemento

Concretierra II

Concretierra II

Rotura a 7 días Rotura a 28 días

Kg/cm2 Kg/cm2

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

7 días

9.9 17.7

9.5 14.7

23.0 24.0

28 días0

5

10

15

20

25

Ensayos de Compresión


PANELES HARVAL Continuando con el estudio del empleo de materiales de reciclado, se ha diseñado pane-les modulares con bastidores de madera, relle-no con botellas vacías de plástico desechadas del consumo de aguas gaseosas y ambas ca-ras con microconcreto, proporcionando ma-yor rigidez y disminuyendo el sonido “hueco” de paneles contraplacados.

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

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

CICLO 2011-1 “Fabricación” de un panel Muro

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

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

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

CONCLUSIONES

Lo que podemos hacer los ingenieros civiles, es estudiar y proponer alternativas que utilicen materiales locales mejorando las técnicas empleadas ancestralmente, con la introducción de diseños estructurales que permitan resistir los esfuerzos producidos durante la ocurrencia de un sismo severo que puede presentarse en cualquier momento en nuestro país, así como evitar que se construya en zonas de alta peligrosidad, como son los cauces de ríos, o de huaycos, como se observa en diversas zonas en nuestro país.

También deben realizarse estudios para promover la utilización de los recursos naturales renovables, dentro de los que se encuentran las cañas carrizo, caña brava y bambú, las que deben servir para mejorar el medio ambiente, sembrándose en las lagunas de tratamiento de aguas residuales, y que puedan proveer de trabajo en su cultivo, así como en la elaboración de artículos de artesanía, para producción de papel o para la construcción de viviendas y locales de las comunidades.

Finalmente, lo que podemos hacer como in-genieros civiles es desarrollar y emplear nues-tras capacidades para transformar los recursos naturales y de reciclado obteniendo buenos productos para construir viviendas y locales seguros, en la Costa, Sierra y Selva de nuestro extenso, variado y generoso país.

Armando las piezas de madera y colocando el relleno de botellas vacías de plástico

Colocando la mezcla de microconcreto en ambas caras del panel ventana

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

Construcción de una Caseta de Vigilancia con los Paneles HARVAL


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

Paralelamente a la búsqueda de emplear los materiales locales para construcción de casas y edificaciones comunales en las diferentes regiones del Perú, se necesita desarrollar varias alternativas de “SCNC” que cuenten con la ne-cesaria flexibilidad y al mismo tiempo posean la suficiente rigidez que permita la construc-ción de edificaciones seguras ante la ocu-rrencia de sismos severos que en cualquier momento se pueden producir en nuestra región.

Sistemas constructivos empleados en el Perú, de la quincha al Cañacreto

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

Con el desarrollo tecnológico se produjeron nuevos materiales como cemento y acero, que al integrarse en una forma mas íntima con la estructura de madera, se logra construir una edificación mas liviana y resistente al mismo tiempo, dado que se consigue aunar la flexi-bilidad de la caña y madera, con la rigidez del concreto.

(Observación: normalmente, las casas de quincha no se destruyen con los terremotos sino por la falta de mantenimiento y cuidado de los ocupantes)

Desarrollo del Sistema Constructivo: Cañacreto - Como Construcción In Situ

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

Sistemas Constructivos No Convencionales - “SCNC”

Ing. Hernán Agustín Arboccó [email protected]

concreto de 5 cm de espesor, reforzado con dos mallas de acero de ¼”, que puede estar confinado entre dos planchas de caña de bambú a manera de encofrado perdido.

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

• Las pruebas a las que se sometió la casa du-rante su construcción, fueron realizadas por personal especializado del Laboratorio de Estructuras del CISMID - UNI, determinando que el SCNC tendría una resistencia de 2.15 tn por cada metro lineal de muro, dentro de un comportamiento completamente elás-tico (sin ninguna muestra de defectos).

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

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

CASA MODELO en construcción y terminada 4

Estructura de la casa modelo

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

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

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

• En el CISMID se construyó una serie de tres muros y un Módulo de dos plantas, con paneles de 4” de espesor para someterse a cargas cíclicas.

CAÑACRETO R


• Los resultados de los ensayos fueron muy satisfactorios y se determinó que la varian-te modular mantiene las características de resistencia y flexibilidad del Cañacreto apro-bado el año 1,994.

• Las cargas horizontales a las que se sometió el Módulo de dos plantas fueron de 37 tf, equivalentes a casi tres veces su peso propio, con lo que se demuestra que las edificaciones construidas con este SCNC pueden resistir sismos de gran magnitud y que la falla final sería dúctil, sin producir desprendimientos de partes que pudieren sepultar una persona, como suele ocurrir con una edificación de ladrillo, adobe o tapial

Las Principales ventajas del SCNC Cañacreto:

• Menor volumen de Movimiento de tierras y menor volumen de cimentación.

• Características de acabado son similares a los de una construcción convencional.

• Emplea materiales locales, desarrollando zo-nas rurales y forestales.

• Sistema con gran flexibilidad y Resistencia final, al ser sometido a cargas horizontales mayores que su peso propio.

• Permite realizar programas de Autocons-trucción, principalmente bajo la modalidad de Capacitación – Producción, empleando la Mano de Obra local y los materiales exis-tentes en cada zona.

• Las dimensiones interiores de los ambientes son mayores que los de una construcción convencional, porque los muros tienen es-pesores del orden de 11 a 13 cm terminado, mientras los de construcción convencional tienen de 17 a 28 cm

• Menor Costo de edificación en un 20 a 25% en la construcción in-situ y de 35% en la construcción de la variante modular, llegan-do a un 45 a 50% en caso de emplear la mo-dalidad de autoconstrucción

MÓDULO DE DOS PLANTASantes del ensayo (CISMID - UNI)

MÓDULO DESPUÉS DEL ENSAYO (Después de haber sido sometido a cargas horizontales de tres veces su peso propio)

Y EN PROCESO DE DEMOLICIÓN Se observa que la estructura se puede reparar

y restituir sus características iniciales)

COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚCONSEJO DEPARTAMENTAL DE LIMA

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Resumen

Se conoce que los muros tradicionales de adobe colapsan en forma frágil cuando están expuestos a la acción de agua por un período largo de tiempo. Las lluvias copiosas que

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

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

alcanzado muestra que es posible proteger las casas de adobe contra las inundaciones con técnicas simples y económicas

1. INTRODUCCIÓN

Como resultado de nuestra diversidad climáti-ca, el Perú se ve afectado de manera periódica por lluvias intensas que generan inundaciones del tipo fluvial por el desborde de los ríos. Por otra parte, uno de los defectos más críticos del adobe tradicional es su alta vulnerabilidad ante la exposicion prolongada en el agua de estas inundaciones, que pueden causar el co-lapso de las viviendas (Fig.1). De este modo fue necesario realizar esta investigación, donde se trató de encontrar tres soluciones sencillas y

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

La primera solución (muro MC), se basó en el reemplazo de la base de adobe tradicional por un sobrecimiento de concreto simple (no reforzado). La segunda solución (muro ME), consistió en reemplazar en la zona expuesta al agua al adobe tradicional por adobe estabilizado con 5% de cemento. En la tercera solución (muro MT) se protegió la zona expuesta al agua con una capa de mortero cemento-arena (tarrajeo) aplicada sobre una malla de alambre debidamente conectada al muro.

Adicionalmente, con el objetivo de comparar las mejoras planteadas, se analizó el caso del adobe convencional, al cual se le denominó Muro Patrón (MP).

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

2. CANAL IMPERMEABILIZADO

El canal utilizado para la inundación simulada es una estructura de concreto armado que

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

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

incrementan el caudal de los ríos producen inundaciones frecuentes que pueden afectar a las casas de adobe que se construyen en las áreas inundables, lo cual es común en el Perú.

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

El muro MC se construyó con un sobrecimiento de concreto en reemplazo de las hiladas inferiores de adobes. En el muro ME las hiladas inferiores expuestas al agua tuvieron unidades de adobe especiales, estabilizadas con 5% de cemento. El muro MT tuvo un tarrajeo externo de mortero de cemento aplicado sobre una malla de alambre conectada al muro. Adicionalmente, con fines comparativos, se ensayó un muro tradicional (MP).

Los ensayos realizados fueron: succión y absorción de las unidades de adobe, y un ensayo de inundación de los cuatro muros. Los cuatro muros fueron construidos sobre un canal de concreto armado dividido en cuatro partes similares. El muro MP colapsó en forma frágil después de sólo 20 minutos de exposición al agua, similar a las casas reales de adobe en áreas inundadas. De otro lado, los muros MC, ME, y MT soportaron más de 16 días sin daños. El excelente comportamiento

MT

MC

MP

ME

MT


fue adecuada para cumplir con los requisitos de impermeabilidad y estanqueidad. La adecuación consistió en segmentar el canal en cuatro secciones de iguales dimensiones, con la finalidad de obtener canales independientes y de esta forma analizar las variables de absorción, capilaridad y desempeño a lo largo del tiempo para cada muro. Se optó por utilizar cerámicas cortadas fijas en los extremos del canal. Después, se procedió con la impermeabilización del canal; este procedimiento consistió de cuatro pruebas de estanqueidad, dos reparación de fisuras y puntos de filtración, terminando con el impermeabilizado final mediante dos capas de la base polímera acrílica “Plasticoat”.

3. CARACTERÍSTICAS DE LAS UNIDADES DE ADOBE Y DE LOS MUROS

El ancho de las unidades de adobe fue dimen-sionado de tal modo que los muros en aparejo de soga presenten un espacio de 7.5cm res-pecto a la cara interna del canal, cuyo ancho interno era 28cm, de esta manera el ancho de los adobes fue definido en 13cm, mientras que su altura fue 7.5cm y su longitud 26cm.

Estas unidades fueron fabricadas por personal capacitado de una adobera y para el caso del adobe estabilizado (muro ME), se añadió al suelo seco 5% (en peso) de cemento Portland tipo 1, notándose en este caso que la mezcla húmeda se endurecía rápidamente.

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

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

MT cuyo espesor se in-crementó por el tarrajeo colocadoalrededor de su base, todos los muros cuentan con las mismas dimensiones: 1.50m de alto, 1.65m de largo y 0.13m de espesor.

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

• Las hiladas impares estuvieron compuestas por 6 unidades enteras, mientras que las pares fueron conformadas por 5 unidades enteras y dos medías unidades.• Todos los muros fueron construidos por el mismo personal para eliminar el factor de incertidumbre

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

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

3.3 Características del Muro con Sobrecimiento de Concreto MCPara la construcción del sobrecimiento de concreto simple (no reforzado), se utilizó con-creto embolsado de f´c = 210 kg/cm2. No se detectaron cangrejeras ni fisuras. Este cimien-to alcanzó una altura de 30cm por encima del nivel del agua y tuvo un espesor igual al del muro, el cual fue construido con adobes y mortero convencionales (similares a MP).

3.4 Características del Muro con Adobe Estabilizado MEEn el muro ME desde la base del canal hasta una altura de 30cm por encima del nivel de agua, se utilizaron adobes estabilizados con 5% de cemento (en peso), asentados con mortero de barro estabilizado con la misma proporción de cemento, mientras que las hiladas superiores estuvieron compuestas por adobes y mortero similares a MP.

3.5 Características del Muro Tarrajeado MTMT fue construido totalmente con adobes y mortero de barro convencionales (similares a MP), y luego fue tarrajeado con una mezcla cemento-arena fina 1:5, de 1.5cm de grosor, desde la base hasta una altura de 30cm por encima del nivel de agua. Con la finalidad deque el tarrajeo no se desprenda del muro (al humedecerse el adobe se expande), se ancló al muro una malla de gallinero (alambre galvanizado), mediante alambre #8 que atravesó al muro para luego doblarlo 90º y amarrarlo a la malla con alambre #16.

4. PRUEBAS DE HUMEDAD EN LAS UNIDADES DE ADOBE

Con la finalidad de analizar en la unidad de adobe el grado de impermeabilización de las distintas soluciones planteadas, se realizaron pruebas de Succión en un minuto y de Absorción en 24 horas, siguiéndose la NTP 399.613 para ladrillos de arcilla cocida, ya quela Norma de Adobe E.080 no especifica procedimientos para estos ensayos.

Estas pruebas se ejecutaron sobre 3 especíme-nes de adobe convencional, 3 de adobe esta-bilizado con 5% de cemento, 3 de adobe tarra-jeado totalmente con mortero de cemento (sin la malla de gallinero) y 3 de adobe recubierto totalmente con 2 capas del polímero acrílico

“Plasticoat” (impermeabili-zante usado en el canal de concreto armado).

El adobe convencional no aprobó la prueba de succión, desintegrándose su base en contacto con el agua, tampoco aprobó la prueba de absorción al desintegrarse totalmente.

Para el caso en que se usó Plasticoat (sólo en la prueba de absorción), la capa impermeabilizante se expandió desligándose del adobe, por lo que tampoco aprobó la prueba.

4.1 Resultados Promedios de las Pruebas de Succión y AbsorciónEn la Tabla 1 se presenta los resultados promedios de las pruebas de succión y absorción para los especímenes que aprobaron las pruebas.

En ambas pruebas puede notarse que el adobe ta-Fig.3 – Secciones transversales de los 4 muros.


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

4.2 Ascenso Capilar en la Prueba de SucciónAl finalizar la prueba de succión (contacto de la base del adobe con una película de agua de 3mm de altura durante 1 minuto), pudo observarse un ascenso capilar del agua en una altura de 2cm para el adobe convencional, 1cm para el adobe estabilizado y 0.5cm para el adobe tarrajeado, en una proporción 4:2:1, respectivamente, por lo que nuevamente el adobe tarrajeado superó al estabilizado y éste al convencional.

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

5. PRUEBA DE INUNDACIÓN SIMULADA EN LOS MUROS

5.1 Técnica de EnsayoDespués de 28 días de haberse construido los cuatro muros, fueron sometidos a una inundación simulada mediante el siguiente protocolo:1) Para medir la cantidad de agua absorbida

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

2) Para medir la cantidad de agua que sube a través de cada muro por capilaridad, se marcaron niveles horizontales espaciados a 5cm en cada muro.

3) Se inundaron los cuatro sectores del canal por separado con un volumen conocido de agua.

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

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

(PPI): desde el final del PCI hasta cumplir 16 días de inundación.

5) Durante el Periodo Corto de Inundación la base del muro pasa de un estado de humedad natural a un estado de saturación. De no soportar este período se considera que el muro no resiste la inundación. Este periodo intenta representar una inundación por crecida de ríos en la cual la reposición de agua es constante.

6) Durante el Periodo Prolongado de Inundación se entiende que la base del muro se encuentra saturada y que sobrevivió al ambiente agresivo. De colapsar un muro durante este periodo se considerará que es resistente a la inundación, pero como producto de esta, sufre daños irreparables por erosión que conllevan a descartar la solución empleada. Este periodo intenta representar la evaporación paulatina del agua y el desaguado de la inundación. Cualquier muro que se mantenga en pie luego de este periodo, se considerará como exitoso en cuanto a la mejora empleada.

7) Durante el Periodo Corto de Inundación se realizaron mediciones de absorción y apilaridad cada hora y cada 24 horas se repuso el volumen de agua perdida por absorción de los muros y evaporación. Durante este periodo se usó una filmadora de manera continua para registrar el instante de colapso del muro.

8) Durante el Periodo Prolongado de Inunda-ción se realizaron mediciones de absorción y capilaridad cada 24 horas. Cada semana

se repuso el volumen de agua perdida por absorción de los muros y evaporación. Du-rante este periodo se dilataron los tiempos de medición y reposición de agua, por lo que no fue filmado, sólo fue documentado mediante fotografías y mediciones diarias.

9) Concluido el ensayo se derrumbaron los muros desde la hilada superior, llevando un registro fotográfico de una unidad por cada 2 hiladas para documentar su consistencia al tacto y observar cuán húmedo se encontraba su núcleo al partirla en dos.

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

5.3 Cuantificación de ResultadosCon la finalidad de comparar los resultados de las 3 técnicas que tuvieron comportamiento satisfactorio en el ensayo de inundación, se consideraron los siguientes factores:• Grado de Absorción y de Capilaridad en el

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

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

terminar el ensayo de inundación.

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

Factor “Grado de Absorción”En la Fig.5 (izquierda) se muestra la absorción de agua (en litros) que tuvo cada muro durante los 16 días de ensayo. Allí puede notarse una rápida absorción de agua durante el período

corto de inundación, mientras que durante el período largo de inundación las pendientes de las gráficas fueron: 4.07, 2.64 y 1.27 litros por día para los muros ME, MT y MC, respectivamente, prácticamente en una proporción 3: 2: 1.

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

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

Tabla 1. Resultados promedios de Succión y Absorción.

Tipo de adobe

16 % 80Tarrajeado (usado en MT)

Estabilizado (usado en ME)

10 % 16

Succión (gr/min/200cm2 ) Absorción

MT

ME

ME MC

MT


9cm sin llegar al adobe y se estabilizó a las 48 horas, por lo que al terminar la prueba la relación por ascenso capilar fue 1.65: 1: 0, para los muros ME, MT y MC, respectivamente.

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

Factor “Consistencia de los Adobes de la Base”Al tacto se comprobó que los adobes localizados en la base (Fig.4) de los muros ME y MT estaban en un estado de inestabilidad parcial, mientras que los adobes de MC estaban secos, por lo que la proporción puede fijarse en 1:1:0 para los muros ME, MT y MC, respectivamente.

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

La Fig.6 y la tabla 2 indican que duplicando el costo del muro patrón (MP), mediante una solución con sobrecimiento de concreto (MC), el daño por inundación es prácticamente nulo, mientras que aumentando el costo del muro patrón en 15% y 41%, mediante las soluciones de adobe estabilizado (ME) y tarrajeo de la base (MT), respectivamente, se logra evitar el colapso del adobe convencional ante las inundaciones, aunque la base del muro quede dañada.

6. CONCLUSIONES Y COMENTARIOS

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

acción erosiva del agua, registrándose un tiempo estimado de colapso de la estructu-ra de 20 minutos, con un tipo de falla frágil. Obviamente el tiempo señalado dependerá del espesor y de la consistencia del adobe. Por lo tanto, se recomienda evitar el uso del adobe convencional en zonas donde la pro-babilidad de ocurrencia de inundaciones sea elevada.

• La técnica con mejores resultados contra el colapso por inundación prolongada fue la utilización de un sobrecimiento de concreto simple en la base del muro de adobe con-vencional, con un peralte 30cm mayor que la altura de agua esperada. En esta técnica sólo se observó un ascenso de agua por ca-pilaridad de 9cm en el concreto que no llegó a afectar a ningún adobe. Con esta técnica se duplicó el costo del muro de adobe con-vencional. Para abaratar costos, es necesario estudiar esta solución utilizando un sobreci-miento de concreto ciclópeo o de albañilería de arcilla industrial.

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

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

las soluciones adobe estabili-zado (ME) y sobrecimiento de concreto (MC) solo podrían aplicarse a viviendas nuevas. Esta solución MT podría me-jorarse empleando un tarra-jeo de cemento pulido.

Bibliografía

1. Reglamento Nacional de Edificaciones (2006). “Nor-ma Técnica de Edificación E.080 Adobe”. Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento. Lima, Perú.

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

3. Unidades de Albañilería. Métodos de muestreo y ensayos en ladrillos de arcilla usados en albañilería. Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales. INDECOPI. Lima, Perú.

4. San Bartolomé, A. 1994. “Construcciones de Albañilería - Comportamiento Sísmico y Diseño Estructural - “. Fondo Editorial PUCP 1994 Lima, Perú.

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

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

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

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

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

Peso 10 10 50 10030MP Colapsó a los 20 minutos de iniciada la inundación 31.37ME 1.65 3 4 1 197 36.02MT 1 2 3 1 150 44.23MC 0 1 0 0 30 58.69

FactorCapilaridad

FactorAbsorción

FactorHumedad

FactorConsistencia ICD Soles/m

2Costo

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


El Perú se encuentra ubicado en lo que se conoce como Cinturón de Fuego, al igual que Ecuador y Bolivia. Es una zona geográfica de la costa del Océano Pacífico de alta intensidad sísmica. De igual modo, por su ubicación geográfica, las Placas de Nazca, también ubicadas en costas peruanas, hacen que nuestro país sea una zona de alta vulnerabilidad frente algún evento sísmico. Uno de los sismos más relevantes de nuestros tiempos se produjo el 15 de agosto del 2007, y tuvo como epicentro la región de Ica y Nazca, lo cual si duda, trajo consigo tragedia y pérdidas humanas como materiales. El adobe es una pieza de construcción hecha de arcilla, paja y arena en forma de ladrillo. Toda esa mezcla es puesta a secar al sol. Con este material se construyen paredes y muros de diversas edificaciones. La quincha, por su parte, es un sistema tradicional de construcción proveniente de Sudamérica que consta de un entramado de caña de bambú recubierto de barro. La unión de adobe en el primer nivel y quincha en el segundo nivel se convierte en un sistema constructivo que no sólo brinda una calidad estancia sino que además la convierte en una vivienda segura frente a sismos severos.

EL PROYECTO PACARAN Y VIVIENDAS DE ADOBE MEJORADO

Tras 30 años de investigación del adobe como material de construcción en nuestro país, se propuso el uso de este material, aplicable con ciertas condiciones, incluso en zonas sísmicas y teniendo en cuenta los criterios de diseño arquitectónico, diseño estructural y acabado de las edificaciones. La Norma Técnica de edificación E080 ADOBE, del reglamento Nacional de Edificaciones. Elaborada por la gestión y coordinación de SENCICO, reúne los conceptos de diseño y construcción del adobe.

Este sistema, ampliamente estudiado ha sido mejorado con técnicas que le dan resistencia frente a movimientos sísmicos de mediana intensidad y a una mejora en las condiciones de funcionalidad confort y durabilidad. Su aplicabilidad se extiende a zonas rurales y semirurales de la costa sierra.

Desde noviembre de 2005 a abril de 2006, la gerencia de Investigación y Normalización de SENCICO realizó un programa de capacitación


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

La Gerencia de Investigación y Normalización de SENCICO incluyó en su programa de investigación del año 2006 el estudio de edificaciones mixtas de adobe en el primer piso, y quincha en el segundo, con el

objetivo de tener un informe que demuestre su resistencia ante algún movimiento de esta naturaleza. Con este estudio se pretendió demostrar el comportamiento de la conexión quincha-adobe así como el del piso de madera como diafragma y su influencia de este en el comportamiento del muro. Este estudio se desarrolló con la asesoría del Ing. Luis Zegarra Ciquero, Profesor de la Pontificia Universidad Católica del Perú.

CARACTERISTICAS DE LOS PROTOTIPOS DE ENSAYO

Se construyeron dos modelos a escala equivalente al 85% de la escala natural, en forma de prisma rectangular recto, de 3.16m, con ventanas laterales de 1m x 1m y dos puertas de 1.0 x 1.67m, esto en el segundo nivel.

Esta estructuración se realizó de acuerdo a los criterios establecidos en las normas de diseño de adobe y las recomendaciones técnicas dadas para la construcción con quincha prefabricada. De igual manera, la verificación se realizó considerando las condiciones del suelo y los parámetros de zonificación sísmica correspondientes. Estos módulos fueron sometidos a ensayos de simulación sísmica, aplicando las rectificaciones correspondientes a sismos reales de intensidad creciente. El primer modulo fue sometido a cinco ases de movimientos, la primera fase corresponde a movimientos de 1.5mm de desplazamientos, que crea (en escala) sismos recientes muy leves; las fases siguientes 2, 3, 4 contienen desplazamientos de frecuencia creciente, es decir simulaciones sísmicas de mayor intensidad, hasta llegar a la fase 5 de 15mm. De desplazamientos, que corresponde a sismos severos.

El modelo de construcción a escala fue sometido hasta 6 fases. Las cinco primeras con las mismas características del primer módulo, explicado líneas arriba y en la sexta fase, se utilizó la intensidad a escala del terremoto

SENCICO

El uso del adobe y de la quincha en el Perú se remonta

a épocas virreinales, épocas en las que las disposiciones

oficiales obligaban a utilizar este material. El adobe era utilizado en el primer piso,

mientras que la quincha en el segundo debido a su resistencia

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

1687 y del 1746.

para la construcción de viviendas a b ase de adobe mejorado en las localidades de Lunahuaná y Pacarán en Cañete. Debido a la alta vulnerabilidad sísmica de la zona, se tuvo en cuenta las consideraciones en el manejo de criterios de diseño y construcción recomendados en la Norma E80 ADOBE, para el caso de zonales sísmicas.

Este tipo de vivienda contaba con dos tipos de materiales de acuerdo a la ubicación de la planta : Primer piso con paredes de adobe reforzados vertical y horizontalmente con caña y una solera de madera donde se conectan los parantes de los bastidores de la quincha empleada en el segundo piso. Las paredes son prolongadas formando una especie de mocheta.Se construyeron dos tipos de viviendas en Lunahuaná y otras dos en Pararán. Ambas de adobe con un refuerzo similar al anterior y un


ocurrido en 1970, captado por el Instituto Geofísico del Perú, con las señales sísmicas peruanas de mayor poder destructivo.

EL RESULTADO DEL ESTUDIO

Los modelos construidos en escala y sometidos a las pruebas de rigor, frente a un eventual sino no se derrumbaron, aún en las etapas de fases mayores con movimientos telúricos severos. Además, estos ensayos han demostrado la importancia de los refuerzos colocados en la albañilería de adobe, que consiste en refuerzo horizontal interior de la caña y viga solera.

Todo el resultado del estudio llega a la conclusión comprobada de que las construcciones hechas a base de adobe mejorado pueden resistir sismos de median y gran intensidad. La relevancia del revestimiento con malla electrosoldada asegura una mayor resistencia ya que disipa sustancialmente la energía que se dispersa durante un sismo.

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

En el marco del Premio Internacional de Dubái 2012 sobre Mejores Prácticas para transformar

Es de suma importancia hacer mención a la mayor prueba exitosa del proyecto Pacarán. Durante el lamentable sismo acaecido el 15 de agosto del 2007 de magnitud 7.5 con epicentro en la ciudad de Ica Perú, las viviendas de adobe mejorada, ya entontes construidas gracias al Proyecto, pasaron la prueba de mayor rigor superando el evento natural exitosamente, pues se contuvieron en pie resistiendo los 7.5 grados que sacudieron el país entero.

Como se ve, el mérito a este noble y profesional proyecto no es en vano. Este sistema de construcción puede salvar la vida de muchas familias que no disponen de una economía suficiente para construir o adquirir una vivienda de concreto. Es importante recalcar que el proyecto está dirigido a una capa de la sociedad menos beneficiada dándole una alternativa de bajo costo y de mucha rendición y donde la calidad no se deja de lado. Este es el proyecto Pacarán.

las Condiciones de Vida, el Comité Técnico evaluador se reunió en la Dubái, Emiratos Árabes Unidos y seleccionó las 100 Mejores Prácticas presentadas a nivel mundial. El proyecto Pacarán de SENCICO se encuentra dentro de este selecto grupo de iniciativas a nivel mundial. Formar parte de esta selección es un reconocimiento internacional muy importante para las organizaciones, las cuales serán distinguidas con un certificado de mención como Mejor Práctica otorgado por Naciones Unidas. Esta distinción obliga al SENCICO a renovar sus esfuerzos en investigaciones y proyectos

Título Región ClasificaciónN° ReferenciaDubai -2012

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

Lima/Cañete / Pa-carán - Lunahuana

Buena Práctica

tendientes a mejorar las condiciones de vida de nuestra población.

A PRUEBA DE SISMOS


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

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

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

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

Introducción

El diseño y protección de estructuras para garantizar un adecuado comportamiento en caso de incendios, es uno de los temas poco analizado en la Ingeniería Estructural, más aun al no existir ningún requerimiento en el Reglamento Nacional de Edificaciones (RNE). Tanto las distintas herramientas, como las normas, reglamentos y pruebas estanda-rizadas vienen siendo utilizadas, durante dé-cadas, para diseñar estructuras sin un mayor entendimiento de los objetivos, ventajas y limitaciones de las mismas, con buenos resul-tados, ya que los grandes factores de seguri-dad así como la robustez de la estrategia de protección contra incendios en edificaciones convencionales han dado como resultado un número muy reducido de incendios que han comprometido las estructuras, por ende exis-te una confianza generalizada en las metodo-logías existentes.

Sin embargo, las últimas dos décadas se han caracterizado por una gran innovación en la in-dustria de la construcción, que ha desplazado el diseño estructural fuera del área de confian-za en la cual se desarrollan las metodologías tradicionales de protección contra incendios. El resultado ha sido un renacimiento del dise-ño estructural explicito para garantizar el buen comportamiento de una estructura en caso de incendio, que ha llevado a la evolución de normas y reglamentacio-nes a la vez que el desarrollo de meto-dologías de calculo que establecen el desempeño de una estructura en caso de un incendio. En esta breve reseña se presenta un resumen de esta evo-lución.

La Estrategia de Protección Contra Incendios

Para poder comprender la importan-cia de la ingeniería civil como parte del concepto de protección contra incendios, y desmitificar el concepto

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

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

• Capacidad de contención y control de los incendios.

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

Los incendios ocurren, y no vamos en esta oportunidad a analizar “probabilidades” de ocurrencia, de hecho esta ciencia se basa en que “existe” una determinada carga térmica en los diversos materiales combustibles de un de-terminada edificación. Así tenemos que cada material, en función a su composición química y estructura molecular, se “quema” a distintas velocidades y libera una determinada cantidad de calor, con la consecuente perdida de masa y generación de humo. Por ahora dejemos el “humo” para otra oportunidad, y concentré-monos en la cantidad de calor generado y la masa de los combustibles.

La velocidad de quemado se refiere a cuan rápido arden los materiales, ya que dependen de su composición química. La madera tiene un proceso de combustión más lento, que los

plásticos o los líquidos combustibles e infla-mables. En cada caso la capacidad de entre-gar calor proveniente del incendio también es distinta. Lo que nos interesa conocer es:

a. Cuánto calor libera determinado “tipo” de incendio, se refiere a cuál es la “potencia” de este incendio (Kw/h) para comprender cuál será la intensidad y geometría de la llama, y con esto comprender cuánto calor será trasmitido a la estructura. Cálculo básico también para comprender cuánto humo se podría generar.

b. Sin embargo, también hay que conocer la “masa” de material incendiado para conocer el tiempo potencial de duración de un incendio y, con ambos parámetros, establecer el tiempo de resistencia estructural al fuego.

c. Ambas informaciones básicas (tipo de material y cantidad) establecen la clasificación de riesgo de los incendios, en base a los Kcal /m2 como ligero, ordinario y alto.

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

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

En resumen, lo más importante es que el tiempo de “estabilidad” que proporciona una estructura, en caso de incendios, que soporte todo el tiempo que involucre este proceso de quemado, debido a que es la “única” redundancia del sistema, convirtién-dose en indispensable. La estructura no debe colapsar a consecuencia de un incendio.


Relación entre la resistencia estructural al fuego y la intervención de bomberos

¿Entonces cual es la relación de los Bomberos y la resistencia estructu-ral al fuego?, inimaginable, y para pasar de conceptos empíricos a ingeniería, hay que comprender que la experiencia de campo vivida por los bomberos indica que en el Perú, por ejemplo, que los almace-nes colapsan (situación natural sin rociadores), que los techos de casi la mayor parte de industrias incen-diadas han colapsado en 10 a 15 minutos. Esta experiencia de vida hace que la estrategia del combate del incendio se modifique, pasan-do de un ataque frontal, directo del incendio, dentro de una edificación (ataque ofensivo), a una táctica de “irse” atrás y proteger la vida de los bomberos, con tácticas defensivas, y pro-tección de exposiciones vecinas, lo que prác-ticamente elimina la posibilidad de que los bomberos puedan tener control del incendio y reducir la severidad el incendio.

Un ejemplo sencillo, fue el incendio del Teatro Municipal de Lima en (Agosto 2, 1998fecha) en donde en los primero 15/20 minutos, los bom-beros se encontraban en el interior del teatro combatiendo el incendio, en un esfuerzo im-portante para salvarlo, con todas las limitacio-nes, por todos conocidas, sin embargo, dentro de la evolución normal de un incendio, la es-tructura principal del techo colapsó completa, literalmente se desprendió de su base, cayen-do sobre las butacas, incrementado conside-rablemente el incendio, dando la “señal” al jefe de los bomberos de que la estructura no era segura y, por falta de información confiable, se optó por cambiar la estrategia de ofensiva a defensiva, puesto que la prioridad es proteger a las personas.

Como se comprenderá, la resistencia al fue-go de la estructura es un factor fundamental, entonces, el tema central es qué ofrece la in-geniería para resolver estos problemas que conllevan:

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

inversionistas, que son parte de la economía nacional.

En ese entorno nos encontramos ante gran-des interrogantes e inquietudes, como cuál es el papel que juegan las regulaciones, los proyectistas, las constructoras, los instaladores y las autoridades, principalmente el regulador, el Ministerio de Vivienda.

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

desde el año 1970, en el antiguo Reglamento Nacional de Construcciones (RNC) y, ahora, a partir del 2006, con el actual RNE aún NO se establece “dónde” y “cómo” se requiere la resis-tencia al fuego; así, LEGALMENTE se permite que se construyan una serie de edificaciones sin resistencia estructural al fuego, en donde existe el riesgo potencial de colapso estruc-tural. En este sentido, es de verse que en el Ministerio de Vivienda no se toma con la su-ficiente celeridad “procesar” una modificación, mejora o ampliación, por ejemplo, a la esca-sa regulación vigente hasta el día de hoy no asimila la importancia de “establecer tiempos de resistencia estructural al fuego”, a pesar que hay una propuesta desde hace más de 5 años en el citado ministerio.

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

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

• Tiendas y supermercados con columnas de concreto y vigas de acero sin protección al fuego y con una solución de “conexiones” en donde no se consideran las diferencias de dilatación entre los materiales en caso de fuego, genera una situación que “apura” el colapso estructural, ya que es común ver en condiciones desfavorables, en caso de incendio, empalmes de vigas I / H de tipo

lateral con vigas de concreto, en donde al no expandirse el concreto, la viga de acero tenderá a “deformarse”.

• La búsqueda de lograr espacios más amplios, abiertos, sin obstáculos, y salir del comportamientos ya conocidos, nos ha llevado a soluciones de vigas pre-tensadas y post- tensadas, y otras soluciones, muy innovadoras, en cuanto al diseño de losas. Siendo que en estos diseños, generalmente, no toman en cuenta el recubrimiento necesario para “protegerlas de incendio”. Es de hacerse notar que, en estos casos, la estabilidad de una loza o viga depende del cableado interno y que la dilatación del cable se produce y genera problemas a temperaturas muy bajas, por ende el recubrimiento debe establecerse en función de cada diseño particular.

RESPECTO DEL CONCRETO.-

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

RESPECTO DEL ACERO.-

Por otro lado, también es necesario eliminar el mito que el acero no es bueno para incen-dios, y que debe estar cubierto siempre de algún material aislante, esto no es siempre cierto, muchas estructuras que los arquitectos desean mostrar, como parte del arte, se ven innecesariamente “malogradas” al ponerle “co-bertura”, solución típicamente propuesta por proveedores, por la falta de ingeniería.

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

ejemplo directo de esta aplica-ción es el Centro Georges Pom-pidou en Paris, donde el aporte de la ingeniería de protección contra incendios permitió el diseño del edificio en acero sin ningún recubrimiento aislante. La estructura sin protección se logró mediante un análisis del comportamiento estructural y de la evolución de la carga tér-mica de los posibles incendios, dando como resultado un dise-ño de secciones y conexiones adecuado y la total omisión del aislamiento térmico.


Fundamentos de base de la Ingeniería de Protección Contraincendios

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

Estamos en el año 2012, la resistencia estruc-tural al fuego tiene, como disciplina más de 50 años en Europa y Estados Unidos, existe una carrera de ingeniería que proviene de las in-genierías civil y mecánica, como formación de base, para proteger personas y bienes. Sin em-bargo, continuamos creyendo en el Perú que la protección contra incendios es una especia-lidad exclusiva de la ingeniería sanitaria, situa-ción que no ocurre en ningún país del primer mundo. El problema es más complejo aun, el sector vivienda y construcción, lejos de reco-nocer la posición del CIP, que estableciera en 2006/2007,,,, afirmando que esta es una disci-plina multidisciplinaria, y que se debe trabajar en formar una especialización para cubrir esas exigencias, en el nuevo RNE ha dividido aun mas el tema, impidiendo que se establezca una estrategia coherente de protección con-traincendios, confundiendo aun mas lo poco avanzado y generando contradicción y/o con-flicto, o por lo menos discordancia, innecesa-rios, en la misma regulación, por ejemplo:

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

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

• Los sistemas de agua contra incendios (no los de espuma, ni PQS, agentes limpios, ni neblinas, o cualquier otro agente extintor de incendios) son parte de la especialidad Sanitaria

• La resistencia estructural al fuego NO ha sido plenamente desarrollada en el RNE.

Bajo este escenario descoordinado, pierde sentido la procura del desarrollo del estableci-miento de una estrategia de protección contra incendios, desde las facilidades de evacuación y la capacidad de contener los incendios sin que se afecte la estructura.

Análisis Estructural Detallado

La sección anterior muestra la necesidad de asegurarse que el comportamiento de la es-tructura sea consistente con la estrategia de protección contra incendios.

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

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

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

Durante el calentamiento de una losa de hormigón y de la viga de acero sobre la cual se apoya hay que tener cuenta una serie de componentes importantes. En primer lugar hay que tener en cuenta la diferencia de con-ductividad térmica. El acero tiene una alta conductividad por ente el calor se transfiere rápidamente hacia el interior y por lo tanto se calienta homogéneamente (Figura 1(a)). Al no haber gradientes de temperatura a lo largo de la sección del acero este elemento estructural se va a expandir homogéneamente a medida que se calienta. La carga muerta va a generar la distribución de momentos que va a aumentar la compresión en el ala inferior y reducirla en el ala superior. Esta distribución de momentos lleva al pandeo del ala inferior a temperaturas muy bajas, como muestra la Figura 1(a). Estas temperaturas son por lo general menores a 200oC que está muy por debajo de los valo-res normalmente citados para fallas en acero (550oC). Si bien una primera forma de falla se manifiesta, esta puede o puede no tener nin-gún efecto en la estabilidad de la estructura.

Si el acero está separado por un aislante tér-mico, este va a proteger al acero. Al ser su conductividad térmica mucho más baja que la del acero todo el calor se va a quedar cerca de la superficie y la temperatura de la superficie del aislante rápidamente alcanza la tempera-tura del gas. Es por ende común asumir que gas y superficie del aislante siguen la misma evolución de temperatura (Figura 1(a)). Esta hipótesis es la base de las metodologías más usadas para el cálculo de transferencia de calor en elementos estructurales de acero aislados. El aislante sirve de barrera al calor pero no va a afectar el comportamiento estructural del acero.

A medida que pasa el tiempo, en la losa de hormigón, que tiene una conductividad tér-mica más alta que la del aislante pero mucho más baja que la del acero, se empiezan a ge-nerar gradientes de temperatura (Figure 1(b)). Estos gradientes de temperatura resultan en expansión térmica diferencial que introduce curvatura a la losa de hormigón. El mismo comportamiento se va a dar en vigas de hor-migón.

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

El análisis estructural detallado para predecir el comportamiento de las estructuras en caso de incendios tiene su origen en los ensayos de Cardington, los mismos que son una serie de incendios desarrollados en una edificación de ocho pisos, construida específicamente para analizar su comportamiento en caso de incendios. Estos ensayos consisten en dos pruebas, una con un edificio de acero y losas combinadas y la segunda con un edificio de hormigón.

Los ensayos de Cardington sirven para demos-trar que el comportamiento de una estructura en un incendio está controlado, principalmen-te, por la expansión térmica. En tal sentido, la restricción natural al desplazamiento impues-ta por columnas es suficiente para generar una serie de comportamientos que van a definir la resistencia estructural, teniendo en cuenta que el efecto de la expansión térmica restringida es mucho mayor que el efecto de deterioración de los materiales.

Por ende, los ensayos de Cardington demues-tran que la prueba estándar de resistencia al fuego solo contempla una parte secundaria del comportamiento estructural.


la viga de acero, definiendo la curvatura del conjunto. Esta curvatura va a definir los esfuer-zos en la losa dando lugar a las diferentes po-sibilidades de falla. La falla de la losa tiende a darse cuando la temperatura de los refuerzos de acero llega a un valor crítico que no puede soportar los esfuerzos introducidos por las de-formaciones térmicas y los refuerzos se rom-pen. Sin embargo antes de llegar a esta forma de falla (Figure 1(b)) los diferentes esfuerzos generados resultan en resquebrajamiento del hormigón o en efectos de tipo membrana que en algunos casos tienden a dar mayor estabi-lidad a la estructura. Como se ve hacia el final del calentamiento en la Figura 1(a), grandes deformaciones pueden producirse durante un incendio generando una catenaria. Estas deformaciones tienden a relajar los esfuerzos y en muchos casos mantienen la integridad de la estructura muy por encima de lo esperado cuando se usa un criterio como una tempera-tura critica de falla. Este efecto ha sido utilizado para mostrar que en muchos casos se puede reducir el aislante térmico y lograr una estruc-tura estable. El caso más común es el caso en el cual se elimina la protección pasiva de vigas secundarias y el comportamiento de la estruc-tura (dominado por los gradientes térmicos en el hormigón) no cambia. Esta es una opción de ahorro importante que un cálculo deta-llado puede abrir, sin embargo debe hacerse con mucho cuidado y sobre todo teniendo en cuenta el efecto que grandes deformaciones pueden tener en la compartimentación.

Dado el comportamiento de estas losas com-binadas queda claro que a medida de la luz entre columnas crece el riesgo de encontrar zonas de tensión que resulten en la rotura de los refuerzos aumenta. Lo mismo sucede cuando se utilizan elementos estructurales inusuales como vigas perforadas que aumen-tan la transferencia de calor hacia el alma de la

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

(a) (b)

TGas

TGas

TVIGA

Viga

Aislante

Temperatura [oC]

Tiempo [horas]

550

20

1 hr 2 hr 3 hr

Temperatura de los Refuerzos [oC]

TGas

Tiempo ↑

TRefuerzos

Aislante

Falla (3 hr Resistencia)

Tiempo [horas]

550

20

1 hr

2 hr 3 hr


Falla(1 hr Resistencia)

(a) (b)

TGas

TGas

TVIGA

Viga

Aislante

Temperatura [oC]

Tiempo [horas]

550

20

1 hr 2 hr 3 hr

Temperatura de los Refuerzos [oC]

TGas

Tiempo ↑

TRefuerzos

Aislante


Tiempo [horas]

550

20

1 hr

2 hr 3 hr


Falla(1 hr Resistencia)

sido analizadas eliminando protección pasiva. El colapso del World Trade Center y el análisis subsecuente mostró, por primera vez, el caso contrario, indicando las potenciales dificul-tades que se pueden dar cuando un edificio es diseñado de manera poco convencional. Una conclusión natural de estos análisis es que el comportamiento de la estructura esta mas influenciado por la geometría que por el material.

Concreto.- El hormigón representa una barrera natural al calor por ende tiene una resistencia natural al fuego. Sin embargo no es necesariamente una mejor solución que el acero, puesto que el comportamiento global de la estructura va a estar dado por los gradientes térmicos. En el caso de un incendio de crecimiento muy rápido o en el caso de elementos de hormigón cóncavos donde la vena inferior va a quedar sometida a grandes esfuerzos de compresión (por ejemplo en túneles) el hormigón puede dar lugar a fallas catastróficas prematuras. El tipo de hormigón va a definir el coeficiente de expansión térmica y la conductividad térmica, por ende también va a tener un gran efecto en el comportamiento global de la estructura.

El hormigón queda caracterizado por los mis-mos criterios del acero pero por un lado repre-senta una barrera natural al calor pero por el otro introduce una serie de incertidumbres que no permiten refinar el cálculo. Es por esta razón que las metodologías de cálculo tradi-cionales, que se basan en el desempeño pura-mente térmico, son efectivas para el diseño de estructuras de hormigón. El diseño de estruc-turas de hormigón para buen comportamien-to en incendios es por ende más convencional y no permite mayores innovaciones.

Acero.- En el caso del acero, la barrera natural al calor no existe y fallas muy tempranas se presentan afectando el comportamiento global de la es-tructura. Sin embargo, dada la alta conducti-vidad térmica, el acero es menos susceptible

a los gradientes térmicos y los cálculos estructurales son más precisos por que la evolución de las propiedades del acero con la temperatura está bien definida. El acero no tiene la barrera térmica pero se presta a cálculos estructurales más deta-llados.

Edificios Complejos.- Las metodologías convencionales de diseño implican riesgo, por lo tanto, para edificios complejos, un análisis detallado de la estructura puede permitir prever el comportamiento glo-bal de la estructura y permitir, en algunos casos, la eliminación de protección pasiva superflua. En el caso de incendios el acero se presta más para la innovación.

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

Un elemento importantísimo del cálculo es el análisis de los elementos de conexión, depen-diendo de la geometría de la estructura y del tipo de conexión, estas uniones pueden fallar en diferentes momentos. El caso más común es la falla de las conexiones durante el enfria-miento que puede dar lugar al colapso de la estructura. Durante el enfriamiento las vigas y la losa se contraen pero las deformaciones permanentes no permiten a las vigas y losa regresar a su condición inicial, por ende el lar-go efectivo de estos elementos estructurales queda reducido y las conexiones se ven some-tidas a altos esfuerzos de tensión que pueden resultar en su ruptura. Un caso de este tipo de ruptura se ve al final de la Figura 1(a).

Es importante recalcar que el análisis de las pruebas de Cardington, mostró que las es-tructuras tienden a tener más resistencia de lo anticipado por las pruebas estándar, y como consecuencia una serie de edificaciones han


Se trata de Vía Parque Rímac (VPR), una con-cesión otorgada por la Municipalidad Metro-politana de Lima a la empresa peruana Línea Amarilla SAC (LAMSAC). Con un total de 25 km de rutas, con 2 kilómetros construidos por de-bajo de las aguas del río Rímac, VPR permitirá integrar 11 distritos. Llegar desde Surco al Ca-llao en 20 minutos será una realidad.

En Lima hay aproximadamente nueve millo-nes de habitantes y uno de los principales pro-blemas es la congestión del tránsito. Con una inversión de US$ 703 millones, el proyecto Vía Parque Rímac, ayudará a reducir este impor-tante problema.Se proyecta, por ejemplo, que en la Vía de Evitamiento se reducirá la conges-tión vehicular en un 80%.

VÍA PARQUE RÍMACLa obra modelo que transformará Lima

Actualmente vienen trabajando en la zona unos 600 trabajadores, proyectándose que pa-sarán los 1000 conforme avance la obra.

El túnel tendrá seis carriles, tres de ida y tres de vuelta y facilitará el tránsito de vehículos lige-ros, buses interprovinciales, transporte público y privado y camiones de carga.

Vía que incluye Túnel subterráneoque se extenderá bajo el lecho del río Rímac ya está en marcha.

Constructora OAS s.a.

“En la actualidad, el trayecto desde el Callao hasta Surco se hace en, como mínimo, 45 minutos. Con VPR, se estima que esa distancia se recorra en 20 minutos, una reducción de más del 50%. Un desarrollo en la infraestructura de transporte de esta magnitud no tiene precedentes en el país” afirma Juan Pacheco, gerente de Relaciones Institucionales de LAMSAC.

El Túnel debajo del río Rímac

VPR es una realidad que además marcará un hito en la ingeniería del Perú: la construcción de un túnel por debajo del río, cuyas obras, que se llevan a cabo las 24 horas del día, em-pezaron en abril de 2012. La construcción de este túnel es necesaria, puesto que el Centro Histórico de Lima fue declarado como Patri-monio de la Humanidad, por lo que no está permitida la construcción de nuevas vías aé-reas. En América Latina, solo hay un túnel si-milar en Chile.

La construcción del túnel tiene cinco fases. En la primera, ya realizada, se ha colocado una división y encauzado provisionalmente al río

para ejecutar en la mitad liberada las excava-ciones y el armado de la estructura del túnel.La segunda fase, que se realiza actualmente, consta de las excavaciones cuidadosas para luego en una tercera fase proceder al armado de la estructura. En una cuarta etapa se instala-rá una manta de impermeabilización y encima el relleno, de tierra y rocas para impedir la so-cavación del cauce.


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

2, además de

un complejo sistema de ventilación mediante turbinas, iguales a las utilizadas para redes de metro y túneles. Contará también con una red de extintores a lo largo de sus dos kilómetros de extensión.

Todos los aspectos de seguridad son priorita-rios. Se tiene previsto que un circuito cerrado de televisión monitoree permanentemente lo que ocurra dentro del túnel. El Centro de Con-trol de Operaciones se encontrará ubicado en el Parque de la Muralla.

Más obras importantes

Además del Túnel, VPR contempla la cons-trucción de 11 viaductos y uno en particular que permitirá la interconexión del Cercado de Lima con San Juan de Lurigancho, el distrito más poblado del Perú.

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

Otra de las obras importantes de Vía Parque Rímac es la recuperación de 6 km de laderas del río Rímac con muros de contención y áreas verdes, un aporte ambiental importante del Proyecto.

Por otro lado, la Municipalidad Metropolitana de Lima tiene previsto desarrollar a la par, el Proyecto Río Verde en la zona de Cantagallo, como parte de la transformación del área de intervención. Éste incluirá la construcción de un parque con 25 hectáreas de áreas verdes, infraestructura deportiva, recreacional y comercial.

En general toda la ciudad de Lima será beneficiada con la modernización de la gestión del tráfico.

Inversión y desarrollo social

Los pobladores que habitan en las riberas del río Rímac se beneficiarán también de la trans-formación de la zona. La Municipalidad de Lima y LAMSAC han programado la inversión de 10 millones de soles en proyectos de de-sarrollo social para las familias de la margen iz-quierda. Actualmente se desarrollan dos pro-yectos educativos importantes: Matemáticas para todos y Aulas de Innovación Tecnológica en 10 instituciones educativas del área de in-fluencia directa del Proyecto. Asimismo, se han instalado 21 Puestos de Auxilio Rápido PAR para apoyar el trabajo de seguridad ciudada-na que realiza la Policía y la Municipalidad de Lima; entre otras importantes inversiones rea-lizadas en la margen izquierda del río Rímac, afirma Juan Pacheco, Gerente de Relaciones Institucionales.

Otro tema social importante es que el Proyecto viene facilitando y gestionando el traslado de las familias cuyas viviendas están involucradas en la vía. Para ello contamos con un Programa de Compensación de Viviendas cuyas opciones se adecúan a las necesidades de cada familia, finaliza el funcionario de LAMSAC.

“Con mucho orgullo ya podemos decir que esta vía es una realidad. Inclusive, en mayo de este año, recibimos el premio de mejor proyecto de ingeniería de América Latina en el 10° Foro de Liderazgo Latinoamericano, que tuvo lugar en Lima. VPR es un proyecto innovador y proporciona oportunidades para una ciudad que crece a todas luces”. André Bianchi, Gerente General de LAMSAC.

Los estudios de ingeniería fueron aprobados por la comuna limeña luego de un año de análisis por parte de profesionales del rubro de Brasil, España y Perú. Línea Amarilla ha encargado el proceso constructivo a la empresa OAS, líder en el sector construcción de Brasil, que actualmente desarrolla operaciones en 16 países y cuenta con 30 años de experiencia en proyectos de gran envergadura como la Vía Expresa Línea Amarilla de Río de Janeiro, la autopista

El VIADUCTOSVIADUCTOS DE VÍA PARQUE RÍMAC:

- Viaducto 1: Av. Universitaria - Av. Morales Duárez

- Viaducto 2: Av. Dueñas - Av. Morales Duárez- Viaductos 3, 4, 5 y 6: Sector de 1º y 2 de

Mayo (Morales Duárez)- Viaducto 7: Zona de Huascarán (Rímac)- Viaducto 8, 9 y 10: Tramo entre los puentes

Huánuco y Huáscar- Viaducto 11: San Juan de Lurigancho

Lima es una ciudad sísmica, es por ello que la planificación de la obra se ha realizado pensando en esta condición. Las paredes y la estructura del túnel, así como los viaductos, están diseñados para soportar terremotos en conformidad con las normas internacionales.


Introducción

La historia de la humanidad muestra que la in-geniería ha sido parte integral de la vida coti-diana, prueba de ello son las grandes obras del pasado representativas de las culturas de los diferentes pueblos. Las pirámides de Egipto, el Partenón de Atenas, los acueductos Romanos, La gran Muralla China, las obras de Ingenie-ría Hidráulica como los canales incas de Tipón (Cusco) y Cumbemayo (Cajamarca), Machu-picchu, la ciudadela de Pachacamac(Lima), las Huacas del Sol y la Luna en el norte del Perú, las galerías filtrantes en Nazca (Ica), son, entre otros, testigos mudos de la Ingeniería de los incas y de los deseos del hombre de construir obras que perpetúen su existencia.

Hoy, la ingeniería ha desarrollado grandes obras como edificios altos de hasta 800m, grandes puentes y represas, intercambios viales, la carretera interoceánica, el Eurotúnel que son el patrimonio y orgullo de muchos países, en el futuro se construirán edificaciones inteligentes aplicando la nanotecnología al diseño y mantenimiento utilizando materiales autoreparables. En el presente artículo se presenta un breve resumen de la ingeniería Civil de los Incas y del presente , tomando como base las vivencias y experiencias propias.

LA INgENIERÍA CIVIL DE LOS INCAS y la Ingeniería del Presente

Dr. Ing. Leonardo Alcayhuaman AccostupaVicerrector Académico de la Universidad Ricardo Palma

Vicepresidente del Capítulo de Ingeniería Civil - Consejo Departamental de Lima

INgENIERÍA DEL PASADO

A mediados del siglo XII aparecen los primeros indicios de los que hoy se conoce como Ingenieros, hombres que aplicaron los conceptos básicos de la mecánica de los materiales al diseño y construcción de estructuras. En la edad media, así como en el coloniaje se promovió la concepción, el diseño y construcción de monasterios y grandes catedrales que su estado actual evidencian su buen funcionamiento estructural.

A finales de la edad media se inicia la utilización de las máquinas en pequeños talleres, Sin

reloj, los molinos de viento y la construcción de los canales de irrigación impulsaron el pensamiento ingenieril provocando un fuerte impacto en el pensamiento filosófico de la época. El reloj se convierte en el modelo de la mecánica del universo. A mediados del siglo XVII sobresalieron los trabajos de Galileo Galilei (1564- 1642), haciendo aportes importantes al campo de la dinámica, realizó las primeras mediciones sobre cuerdas vibrantes, demostró que los tonos o modos de vibración está relacionada con la frecuencia de vibración, estableció la mecánica de la caída libre y determinó la frecuencia de un péndulo, demostrando que es independiente

embargo, los avances más relevantes en este periodo de la historia se dieron debido a la proliferación de las guerras y a la navegación como fuente para el desarrollo del comercio y de los mercados. En el siglo XV la minería promovió el uso de las bombas hidráulicas facilitando las perforaciones profundas. El renacimiento impulsó la productividad con el perfeccionamiento de las máquinas, los avances en las armas de fuego, la pólvora, los barcos, los instrumentos de navegación, el

de la amplitud de oscilación, a Galileo se le considera el precursor de la teoría estructural, entre los siglos XVII Y XVIII aparecen las investigaciones del Científico Inglés Robert Hooke ( 1635-1703) acerca de la teoría de los resortes, la ley planteada demostraba que la fuerza varía linealmente con la deformación de los materiales, ley conocida como la ley de Hooke. Años más tarde aparecieron trabajos relevantes que han contribuido notablemente al desarrollo de la Ingeniería, se cita a Isaac Newton, Brook Taylor, John Bernoulli, Leonhard Euler quien calculó la carga crítica de una columna; Jean D”Alambert; Charles Coulomb presentó el análisis de las vigas elásticas y definió las vibraciones torsionales y la fuerza de fricción.

Todo esto ocurría en el occidente y en nuestro país, en el Tahuantinsuyo se desarrollaban grandes obras de Ingeniería Hidráulica, Caminos como el gran camino de los Incas, Ccpac Ñan, el puente Queshuachaca, se


construía Sacsayhuaman, Machupicchu, en la costa se construía la ciudadela de Pachacamac, Puruchuco, Huaca Pucllana entre otros, en ellas se aprecia el gran conocimiento de los principios de Ingeniería, el manejo de la estática garantizando la estabilidad de las edificaciones, la verticalidad de los muros tanto en piedra como en adobe, la geometría de las ventanas, la distribución simétrica en planta, el manejo de la iluminación y ventilación demuestran que los Ingenieros Andinos, tenían el gran conocimiento de la geometría, de las ciencias naturales, de las matemáticas y las ciencias de la ingeniería, gracias a ello hoy esas obras son la maravilla del mundo, como se aprecian en las fotografías. Para ilustrar la ingeniería andina o la ingeniería civil de los incas, se hace un análisis de una de las obras de ingeniería hidráulica más relevantes como los canales de Tipón.

Obra maestra de ingeniería hidráulica del •imperio de los incas. Admirable y distinguida herencia cultural y técnica a tan sólo 21 km al este del Cusco .

Reconocido por el congreso Panamericano •de ingenieros (Atlanta 2006) como: Monumento histórico internacional de la ingeniería hidráulica.

Evidencia el alto nivel en la construcción de •estructuras hidráulicas de caída de agua a niveles inferiores desde una terraza a otra.

Además : Los incas como hijos del sol sabían •que se podía almacenar energía solar en altos muros de contención que luego irradiarían calor durante las noches frías y evitarían el efecto de las heladas (Cómo?: Muros con ligera inclinación o pendiente.

La excelencia de la ingeniería hi-dráulica inca y el trabajo en piedra se muestra en la estructura de triple caída en Tipón, tal como se muestra en la siguiente fotografía. La in-terrogante que se plantea es: ¿Cómo se mantiene el flujo constante en una pared vertical en una pendiente tan fuerte?

El Ingeniero Kennet Wright estudioso de la in-

geniería civil de los incas y autor del libro de Ingeniería Civil de Machupicchu expresa:

De los millones de personas del imperio, rendimos especial tributo a sus ingenieros civiles por construir obras públicas que de-muestran su genialidad en el campo de la planificación, el diseño y construcción. Su trabajo en piedra constituye un legado para los jóvenes del Perú.

La excelencia de la ingeniería hidráulica inca y el trabajo en piedra se muestra en la estructura de triple caída en Tipón, tal como se muestra en la siguiente fotografía. La interrogante que se plantea es: ¿Cómo se mantiene el flujo constante en una pared vertical en una pendiente tan fuerte?

La forma cómo discurre el agua en una pared vertical, se puede representar mediante el si-guiente gráfico, donde la trayectoria es aproxi-madamente una parábola y entonces cómo se ha logrado que el flujo sea vertical?, una de las posibles soluciones sería mediante los disipa-dores de energía o elementos de rectificación de la distribución de velocidades, mediciones realizadas en los canales principales, donde el flujo es de alta velocidad debido a la pendiente demuestran que el número de Froude es F>5, siendo F= v . Si el flujo no tendría rectificado-

res de velocidad en sus paredes, la trayectoria sería como se muestra en la figura 1.

Cómo resolvieron los ingenieros andinos?. Los detalles de diseño, los ingenieros andinos lo

√gy

Figura 1

GEOMETRIA, DESTREZA Y BELLEZA PROPIA DELOS CANALES TIPON

• Pozas de aireación con saltos mezcladores para reducirla DBO

Dos saltos,Y poza de aireación

Cuatro saltos,con caídaregular

Salida ,convertederorectangular

gEOMETRÍA, DESTREZA Y BELLEZA PROPIA DELOS CANALES TIPON

Pozas de aireación con saltos mezcladores para reducirla DBO

Dos saltos,y poza deaireación

Cuatro saltos,con caídaregular

Salida,convertederorectangular

Característica generales de los canales FACTOR GEOMETRICO :- ALINEAMIENTO RECTO, ENCHAPADO EN PIEDRA- SECCIÓN RECTANGULAR- PENDIENTE GEOMETRICA = 0.01; FLUJO SUPERCRITICO

TERRAZAS

Características generales de los canalesFACTOR gEOMÉTRICO:- ALINEAMIENTO RECTO, ENCHAPADO EN PIEDRA- SECCIÓN RECTANGULAR- PENDIENTE GEOMÉTRICA = 0.01; FLUJO SUPERCRITICO


resolvieron utilizando: disipadores laterales en ángulo. expansiones y contracciones bruscas manteniendo una plantilla de pendiente cons-tante, para evitar la acumulación de los sedi-mentos, lo que hoy ocurre al pie de los tanques de amortiguamiento como se muestra:

El desarrollo de la ingeniería vial de los incas también es monumental, ella se manifiesta en los grandes caminos como Ccapac Ñan con una extensión aproximada de 20000 km . Ccapac ñan, el camino Real Inca, se mantiene consistente en la actualidad como una obra concreta de la civilización Inca y como una metáfora en la evolución de la ingeniería andina. Después de más de quinientos años de destrucción del Imperio Inca y de la desarticulación del proceso cultural autóctono, el sistema vial y muchos patrones culturales pre-occidentales siguen vigentes entre las comunidades andinas. El camino real en cierto modo significa para los Quechuas un mundo vivo, que nunca ha muerto, vibrante en su función y permanente en su apoyo a la gente. Sigue siendo el sistema de rutas antiguas que no ha perdido su originalidad, su contexto social y su asociación a la grandeza del imperio Inca. El Ccapac ñan en cierto modo fue el nervio central del mundo Inca, continuamente renovado para estar al servicio de los humanos y su gobierno. Fue una magnifica articulación de diversos espacios de universo natural y espiritual en el universo andino, la cual demuestra el alto nivel de la ingeniería.

Tanque de amortiguamiento:

Canal de Tipón.

Los estudios de ingeniería Inca y los datos arqueológicos coinciden en señalar que buena parte de la conservación del camino se sustentaba en la adecuada selección del terreno durante el trazado de la vía, evitando terrenos con problemas en el subsuelo, humedad y erosiones. Las estrategias de construcción se adecuaban a la topografía y naturaleza del suelo. Algunas de estas estrategias fueron repetidas en lugares donde el terreno es igualmente plano, sin vegetación, pero afectados por intensas lluvias estacionales, por eso se preocuparon por construir drenes, canales y cunetas, dejando el rasante con desnivel, como senderos a desnivel transitable en cualquier estación, mientras que los suelos con fuerte humedad eran empedrados o adoquinados. El Ccapac ñan es un símbolo de la sabiduría incaica, un importante hito en la evolución de la ingeniería civil, en la construcción de caminos y sistemas de comunicación, un orgullo para los andinos de hoy y de siempre. Para las comunidades contemporáneas de los Andes, el camino real sigue siendo la única infraestructuraque les sirve para su comunicación, los Quechuas entienden que el camino es parte de la

herencia Incaica y por tanto debe ser cuidada. En las faenas comunales todavía se advierte las antiguas tradiciones de interacción social (yanapacuy), de compartir el trabajo (ayni), intercambiar bienes de uso y de servicios y participar en las obras públicas (mit’a) y las tradicionales ofrendas religiosas, pagos y despachos. Uno de los más famosos puentes de suspensión es el Queswachaca que se encuentra sobre el río Apurimac, con 85.00 m de largo y 45.00 m sobre el río. Este puente tejido con ichu se renueva cada tres años y está al cuidado de las comunidades usuarias.

LA INgENIER\ÍA DEL PRESENTE

Las facilidades actuales de las tecnologías de información y comunicación a escala mundial, permiten, el desarrollo del trabajo por equipos que están separados geográficamente, dando lugar al profesional Concurrente, ya está en uso la Mecánica Computacional y la Ciencia de los Materiales a plenitud, debido a sus avances espectaculares, ya que ahora se puede proyectar con materiales que tengan cualquier combinación deseada de: densidad, rigidez

DISIPADOR LATERAL EN LOS CANALES TIPON

• Con cambios de dirección en 120º

120º120º

Con cambios de dirección en 120º

DISIPADOR LATERAL EN LOS CANALES TIPON


y resistencia. Lo que es más, se pueden crear materiales inteligentes cuyas propiedades se ajustan automáticamente, pudiéndose reparar a sí mismos, como lo hace la piel humana, controlando así su comportamiento y el de la estructura. La nanotecnología está ya vigente en las aplicaciones tecnológicas y se está aplicando a las obras civiles.

La ciencia, la tecnología e innovación son te-mas de hoy, los países desarrollados, así como los países emergentes más exitosos priorizan la ciencia, la tecnología y la innovación(CTI) y realizan grandes y sostenidas inversiones en investigación y desarrollo(I&D) para asegurar el crecimiento económico y el bienestar de su población, resultado de ello son los nuevos materiales de alta resistencia y buen compor-tamiento a altas temperaturas, se tiene el hor-migón o concreto translúcido, aceros de alta resistencia, vidrios y vitrales de alta resistencia al fuego, así como los superplásticos son los materiales con los cuales se hacen edificacio-nes de grandes luces y altura. Como se tie-ne en la ciudad de Dubai, Arabia Saudita, en EE.UU, China y Japón, como se muestran en la siguientes fotografías.

Puente Queswachaca.

En el diseño de estas edificaciones se utiliza-ron sofware´s especializado y de última gene-ración y se utilizaron los nuevos materiales de alta resistencia.

CONCLUSIONES:

1. La ingeniería civil de los incas sigue siendo una tecnología de alta calidad.

2. Las edificaciones Incas demuestran el co-nocimiento de las matemáticas, las CC.NN y el dominio de ingeniería hidráulica entre otros.

3. La Ingeniería Civil o Andina ha sido muy respetuoso del medio ambiente: le rendía culto a la naturaleza.

4. Hoy: La ingeniería se ha desarrollado expo-nencialmente tanto en el diseño y en el uso de nuevos materiales, muestra de ello son las edificaciones de gran tamaño, mu-chos de ellos han tomado modelos de la ingeniería andina.

5. La ingeniería del futuro aún será más asombroso por la aplicación de la nano-tecnología y el uso de materiales livianos

de alta resistencia y buen comportamiento al fuego.

REFERENCIAS:

- Angel Vargas V (1988). Historia del Cusco Incaico. Editorial Gráfica S,A, Lima. Perú.

- Giesecke, A (1912). Tipón. Una visita a una ruina antigua cerca del Cusco. Revista Universitaria del Cusco.

- Protzen, J.P (1993) Inca Architecture and Construction at Ollantaytambo, Oxford University Press, New York.

- R. Wright Kenneth (2006). Tipón Water <engineering Masterpiece of the Inca Empire. ASCE Press.

- L. Alcayhuamán (2011). La Ingeniería Civil de los Incas. Revista Tradición. Universidad Ricardo Palma.

- L. Alcayhuamán (2010). Ingeniería Hidráulica de los Incas. Conferencias. Revista Perfiles .Facultad de Ingeniería. URP


Según el Ing. Julio Rivera Feijoó, en su charla “Ingeniería Sismorresistente con aisladores y amortiguadores sísmicos” dada en la Semana de Ingeniería de Noviembre del 2012 menciona que el riesgo depende de 3 variables: incertidumbre, conocimiento y experiencia. La incertidumbre no la podemos controlar porque todos los años los sismos nos traen situaciones inesperadas pero el conocimiento es evolutivo y la experiencia se construye. De hecho ya se está colocando la primera piedra de la ingeniería sismo resistente del futuro Peruano.

El Ing. Julio Rivera Feijoó también indica que

Ingeniería sismorresistente con AISLADORES Y AMORTIgUADORES SISMICOS

EL PROYECTO DE ESTRUCTURAS “edificaciones económicas”

Bajo Costo Mayor Calidad

CostoVenta Costo

Venta

Ing. Julio Rivera Feijóo

Figura 2

Figura 1 Figura 3

Figura 4

economía no significa hacer una edificación con 10kg/m2 de acero de refuerzo, sino que significa hacer un buen diseño, velar por la postventa y aprovechar los sistemas modernos. Edificios “bien diseñados” hace 20 años, hoy no lo están. Y así será en el futuro.

La diferencia entre el costo de una edificación de bajo costo y una de mayor calidad es mar-ginal vs. el valor de venta del edificio. Esto se aprecia en la fig. 1. Según Indeci, indica el Ing. Rivera, en El “SIS-MO DE LIMA” de 8 grados en Lima y Callao du-rante el siglo XXI” :

200,347 viviendas colapsarán• 348,329 viviendas quedarán altamente afec-• tadas51,019 muertes• 686,105 heridos•

• Las Intensidades sísmicas probables en escala de Mercalli Modificada (MM) serían las mostradas en la fig. 2.

Según registros, indica el Ing. Julio Rivera, el sismo de Pisco fue de 6 a 7 veces mayor al que se sintió en Lima (ver Fig. 3). Como es conocido por todos, los daños no solo serían estructurales sino también no estructurales.

ACELERACIONES PICO EN LIMA

-

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

1954 1964 1974 1984 1994 2004 2013

AÑO DE OCURRENCIA

g

Z=0.40g - Sismo de Diseño

Registros Usadosen la

Norma NTE E.030

Fuentes de Registros: CISMID UNI – CNDG IGP - Propias

Es un sismo de

Leve a Moderado

Sismo de “Pisco” fuede 6 a 7 veces mayor al que

Se sintió en Lima

Ing. Julio Rivera Feijóo

Ing. Iván gonzalesDpto. Ingeniería, CDV Representaciones


Figura 6

De hecho se tiene la idea que rigidizando más las estructuras, éstas tendrán un mejor comportamiento frente a un sismo sin embargo deberíamos aprender de la naturaleza como cuando los árboles responden a las fuerzas externas con mucha flexibilidad. Este es un caso ideal para entender por ejemplo el efecto de un aislador, ya que éste elemento es el que absorbe el sismo y la estructura se mueve como un todo disminuyendo en gran porcentaje los desplazamientos relativos.

El Ing. Rivera mostró videos proporcionados por la empresa peruana CDV Representaciones, representante de las 2 marcas líderes en el mundo en aislación y disipación de energía: DIS y Taylor. En ellos se puede observar los beneficios de utilizar estos sistemas frente a un sistema convencional ante un evento sísmico.

Los peruanos ya comenzaron a utilizar estos sistemas antisísmicos y se sabe que la inversión es de 1 a 3% de la inversión total. En hospitales y clínicas la inversión debería ser aun mucho menor dado el valor no solo de vidas sino de los instrumentos y equipos. La decisión de usar uno u otro dispositivo dependerá del período de la estructura y por ende de la configuración y número de pisos. Por lo general para edificios mas bajos el aislador será el mas adecuado y para edificios altos y reforzamientos los disipadores sísmicos trabajarán mejor.

Por otro lado ya en la primera Conferencia sobre Gestión del Riesgo de Desastres del 31 de Marzo del 2012, indica APECOSE (Asociación Peruana de empresas de corredores de seguros):” El Dr. Julio Kuroiwa, uno de los 100 más destacados científicos del mundo, hizo un impecable análisis sobre los orígenes de los movimientos sísmicos y las medidas que requieren los daños que producen. En otra parte de su conferencia dijo que los daños más significativos producidos por los terremotos y tsunamis afectan a los Elementos no Estructurales y sus Contenidos, ENECS. Explicó que en California, en el terremoto de Northridge, el 80% de los daños fueron en ENECS”. En la fig. 4 el Ing. Kuroiwa muestra en varias de sus publicaciones los costos de reparación en Japón identificado por elementos estructurales, no estructurales y los contenidos.

En nuestro país en el año 2006 Ingenieros Peruanos ( GCAQ ) encabezados por el Ing. Carlos Casabonne realizaron la ingeniería del reforzamiento de la estructura de la torre del Aeropuerto Internacional Jorge Chávez usando disipadores viscosos TAYLOR y es el primer edificio existente y el primer edificio en incorporar disipadores sísmicos viscosos en el Perú. En el año 2008 se usaron aisladores metálicos friccionantes de péndulo invertido en los 02 tanques de LNG del proyecto de

exportación de gas natural licuado, este proyecto fue diseñado en Estados Unidos por ingenieros de CBI.

En los últimos 02 años nuevamente varios especialistas Peruanos están incorporando en sus proyectos sistemas modernos de protección antisísmica como es el caso del Centro Empresarial Reducto de propiedad de la Inmobiliaria GERPAL y diseñado por el Ing. Julio Rivera Feijoo quien incorporó disipadores viscosos TAYLOR que incluso ya llegaron a nuestro país (Ver figura 05). Uno de los últimos proyectos en plena construcción actualmente y conceptualizado con aisladores sísmicos elastoméricos es la nueva sede corporativa de empresa constructora Graña y Montero en donde se usarán por primera vez en el Perú aisladores elastoméricos con núcleo de plomo (ver fig.6), sin embargo no son los únicos proyectos, en cartera existen por lo menos una veintena de proyectos de todo tipo conceptualizados con aisladores elastoméricos o con disipadores viscosos lo que nos sugiere que dentro de muy poco tendremos edificios de los más seguros ya que tendrán gran capacidad de liberar energía y un alto amortiguamiento.

CDV empresa totalmente Peruana que representa en nuestro país a las 02 tec-nologías más importantes del mundo en protección antisísmica: TAYLOR DEVICES fabricante líder global de disipadores viscosos y DYNAMIC ISOLATION SISTEMS - DIS fabricante número uno de aisla-dores sísmicos elastoméricos, está muy comprometida con la difusión concep-tual tanto en procedimientos de diseño como propiedades de los sistemas de protección antisísmica.

Figura 05: Recepción de disipadores sísmicos TAYLOR con Ingenieros de GERPAL

CDV brinda apoyo y soporte técnico absolu-to a la comunidad de ingenieros estructurales Peruanos difundiendo constantemente junto con los mismos fabricantes y con sus especia-listas internacionales diversos entrenamientos en técnicas de análisis y diseño tanto con ais-ladores DIS así como con disipadores viscosos Taylor.

La ingeniería antisísmica en nuestro País está tomando un nuevo rumbo e impulso de la mano de proyectistas estructurales, propie-tarios y proveedores de estos nuevos sistemas modernos de protección antisísmica y juntos están contribuyendo a la modernización de nuestra ingeniería.


COLEgIADOS 2012

CAPACITADOS 2012EventoMES N° Asist.

90131

12

50101

124156656314

500190

409040

2009080

9070

100140100

1212

150

200

150

15046

3085

Charla Técnica: Aislamiento Térmico para Techos en la Construcción.Conferencia Magistral: Los Pavimentos Asfálticos y el Uso de Nuevas Tecnologías En El Perú”(08 Febrero)Curso Básico de Análisis Estructural de Edificaciones Empleando el Programa ETABS (15,17,20,23,27 Febrero)Charla Técnica: Presentación de Programas Enfocados a Ing. Civil (Estructuras, Elementos de Contención, Infraestructuras Urbanas) (02 Marzo 2012)Curso: Seguridad y Salud en Obras de Construcción (05,07,09,12,14 y 16 Marzo)Curso Básico de Análisis Estructural de Edificaciones Empleando el Programa ETABS (06,08,14,15 y 19 Marzo)Curso Taller de Actualización: Diseño Integral de una Edificación de Albañilería Confinada (07,09,12 y14 Marzo) Licencia de Habilitación Urbana y Edificación con Fines de Acreditación de Supervisiones. Ley 29090Curso: Seguridad y Salud en Obras de Construcción (14,21,24,28,31 Mayo y 01 Junio)Curso Saneamiento Fisico Legal de Inmuebles (21,22 y 23 Mayo)Curso Formulación y Evaluación de Proyectos en el Marco del Sistema Nacional de Inversión Pública.Participación en la Expoferretera (21 al 24 Junio)Sistema para Restauración y la Renovación de Estructuras de Concreto (18 al 22 Junio)Taller Informativo Metro de Lima Charla: Sistema Cortafuegos - HILTIConferencia: Red Ferroviaria en España - Propuesta de Red Ferroviaria en Perú (25 Julio)Charla Magistral: Ingeniería de Protección Contraincendios Reglamento Nacional Peruano y Nuestra Posición de America del Sur (20 Agosto)Charla Técnica Anclajes Post Instalados según ACI 318-11/AC 308 (22 Agosto)Conferencia: Longitudinal de la Sierra Modelo de IIRSA para el Desarrollo Integral (27 Agosto 2012)Conferencia: Importancia de un Sistema Integrado de Protección Contra Caídas en Obras de Trabajos Verticales (21 Setiembre 2012)Conferencia: Riesgo Geodinamico en el Cono este de Lima Metropolitana (28 Setiembre)Conferencia: Análisis y Diseño de Edificaciones Empleando Sistemas Modernos de Protección Sísmica - Disipadores de Energía (03 Octubre)Foro: Avances Tecnológicos en la Ingeniería, Aplicados a la Gestión del Riesgo de Desastres (11 Octubre)Conferecia: Diagrama de Gatt que en Paz Descanse (25 Octubre)Curso Taller Basico de SAP 2000 (17,18,24,25 y 31 Octubre y 02 Noviembre)Curso Taller Basico SAP 2000 (07,08,14,15,21 y 28 Noviembre)Semana de Ingeniería Civil (19 al 22 Noviembre)Conferencia: Aplicación de Programas 3D en los Proyectos de Ingeniería y Construcción. Casos Prácts. (19 Nov.) y Conferencia: Consideraciones de Vibración en Edificaciones Industriales Conferencia Magistral: Novedades en la XV Conferencia Mundial de Ingeniería Antisísmica (20 Nov.) yConferencia: Ejecución de Puentes Segmentados (20 Nov.)Conferencia Magistral: “La Construcción de Túneles una Alternativa en las Redes Viales en el Perú (21 Nov.)Conferencia: Ingeniería Sismo Resistente con Aisladores y Amortiguadores Sísmicos. Conferencia: Actualidad Ferroviaria en el Perú (22 Nov.)Conversatorio: Importancia de la Administración Contractual

ENERO

FEBRERO

MARZO

ABRIL MAYO

JUNIO

JULIO

AGOSTO

SETIEMBRE

OCTUBRE

NOVIEMBRE

1234

56789

1011121314151617

181920

2122

2324252627

28

Total Capacitados 2012

23

75

54

29 31

16 19

51

26

34

50

60

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

COLEGIADOS - 2012

ENERO 23FEBRERO 75MARZO 54ABRIL 29MAYO 31JUNIO 16JULIO 19AGOSTO 51SEPTIEMBRE 26OCTUBRE 34NOVIEMBRE 50DICIEMBRE 60 468

MES N° de Colegiados

Total en CDLIMA y CN del CIP


Agradecimiento a nuestros Conferencistas

Conferencia: Riesgo Geodinamico en el cono este de Lima

Conversatorio: Importancia de la Administración Contractual

Conferencia: Análisis y Diseño de Edificaciones Empleando Sistemas Modernos de Protección Sísmica - Disipadores de Energía

Conferencia: Importancia de un Sistema Integrado de Protección Contra Caídas en Obras de Trabajos Verticales

Foro: Avances Tecnológicos en la Ingeniería, Aplicados a la Gestión del Riesgo de Desastres

Conferecia: Diagrama de Gatt que en Paz Descanse


Ing. Robinson Ucañán DiazConferencia: CONSIDERACIONES DE VIBRACIÓN

EN EDIFICACIONES INDUSTRIALES

Dr. Javier Pique del Pozo Conferencia: NOVEDADES EN LA XV CONFERENCIA

MUNDIAL DE INGENIERÍA ANTISÍSMICA

Ing. Winston Lewis Diaz Conferencia: LA CONSTRUCCIÓN DE TÚNELES

UNA ALTERNATIVA EN LAS REDES VIALES EN EL PERÚ

Ing. Angello Padilla MaradiegueConferencia: APLICACIÓN DE PROGRAMAS

3D EN LOS PROYECTOS DE INGENIERÍA Y CONSTRUCCIÓN. CASOS PRÁCTICOS

Ing. guillermo Del Solar RojasClase Magistral

Ing. Rosa María Pastor NicolásConferencia: EJECUCIÓN DE PUENTES SEGMÉNTALES

Ing. Julio Rivera FeijooConferencia: INGENIERÍA SISMO RESISTENTE CON

AISLADORES Y AMORTIGUADORES SÍSMICOS

Ing. Angel Bottino MayorgaConferencia: ACTUALIDAD FERROVIARIA EN EL PERÚ


Homenajeados Bodas de Oro

Palabras del representante de los Ingenieros que cumplen Bodas de Oro



Reconocimiento al Ing. Francisco Aramayo, Decano Departamental del CIP, por sus 50 años de ejercicio profesional




Reconocimiento a distinguidos profesionales

Ing. Carmen Susana Valdivia MinayaIng. Carmen Kuroiwa Horiuchi Ing. Oscar Teodulo Vargas Avendaño

Ing. Samuel Artemio Mora Quinoñes

Directivos del Capítulo con Profesionales Distinguidos

Ing. guillermo Del Solar Rojas Ing. Juan Manuel Lambarri Hierro


Homenajeados Bodas de Plata


Diversos números artisticos


Documents

Diciembre 2012