CAPÍTULO1 INTRODUCCIÓN -...

Universidad de Sevilla Álvaro Ruiz Arenas

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CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN

1.1. INTRODUCCIÓN El objetivo principal de este proyecto es el de realizar un análisis dinámico del Hotel Comercio, edificio situado en el centro histórico de Lima (Perú). El Hotel fue construido en el S.XVIII, siguiendo la tipología estructural típica de la época, adobe y quincha. Para el análisis dinámico se parte de los resultados experimentales recogidos en Rafael et al. (2013), de forma que se realiza un modelo equivalente de elementos finitos para compara ambos resultados. El alcance de este proyecto será el de realizar una primera calibración del modelo comparando los resultados analíticos con los experimentales. En nuestro caso se trata de un proceso iterativo manual, por lo que los resultados no se pueden afirmar que sean totalmente óptimos. La idea final es que detrás de este se puedan realizar más estudios para poder entender mejor las propiedades y el comportamiento de dichas construcciones frente a excitaciones dinámicas y en este proyecto se dará una primera aproximación a dicho modelo de forma que pueda ser estudiado mejor posteriormente. Por estos motivos, como se irá viendo en los siguientes capítulos, este trabajo sólo corresponde al primer paso de un posible largo camino. Al final del mismo se propondrán las líneas de mejora y avance.

Análisis dinámico de una construcción de Adobe y Quincha en Lima (Perú)

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1.2. ANTECEDENTES Desde hace millones de años el hombre ha utilizado todos los elementos que la naturaleza ha puesto a su alcance para resguardarse y protegerse de las inclemencias meteorológicas y los peligros de la naturaleza. Este es el caso de la tierra, la madera y las rocas, materiales con los que se han ido construyendo edificaciones cada vez de mayor calado y envergadura, y mediante los cuales el hombre ha ido asentándose y construyendo ciudades, llegando a levantar verdaderas obras de arte en cualquier rincón del mundo gracias a la disponibilidad ilimitada de dichos materiales. Con el paso del tiempo y el azote de los desastres naturales como sismos, el hombre se ha visto obligado a estudiar el comportamiento de los fenómenos naturales y a perfeccionar las técnicas constructivas, estudiando las propiedades de los materiales e imponiendo normas constructivas que muchas veces no eran más que relaciones geométricas. En el caso de Perú, la construcción urbana y rural de la época colonial y republicana fue realizada con técnicas constructivas como el adobe, el tapial, la quincha o el bahareque. Las construcciones a base de tierra tienen su origen en la época pre-‐hispánica y fueron influenciadas por la colonización española. Esta influencia varía en cada ciudad, y sumada a otros factores como la actividad económica o el clima origina una amplia diversidad de tecnologías constructivas (Carazas 2001). Debido a la belleza de sus construcciones, el centro histórico de Lima, actual capital de Perú, fue reconocido por la UNESCO como patrimonio histórico de la humanidad en el año 1991.


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1.3. SISMICIDAD Y SITUACIÓN GEOGRÁFICA Perú se encuentra en el centro de la costa del pacífico, en la zona conocida como el ‘cinturón de fuego del pacífico’, una de las zonas sísmicas más activas del planeta. Esta elevada actividad es debida a la subducción de la Placa de Nazca (oceánica) y la Placa de Sudamérica (continental).

Figura 1.3-‐1 Cinturón de fuego

A lo largo de la historia se han registrado una gran cantidad de seísmos en la ciudad de Lima, de los cuales el más destructivo fue el sucedido en 1746, que casi destruye la totalidad de los edificios y mató a miles de personas. Como consecuencia se prohibió la construcción de edificios de más de una altura.

Debido a esta razón, y con el objetivo reducir los daños tanto humanos como materiales, la tipología estructural ha variado en numerosas ocasiones en la ciudad, dando lugar al estudio de sistemas estructurales resistentes a sismos. La Norma Sísmica de Perú (NTE 030) ha dividido el país en tres zonas sísmicas según la aceleración con la que llegan los terremotos, (figura 1.3.2). La zona 3 correspondiente a la costa presenta un mayor peligro sísmico con aceleración máxima en sismos raros de hasta 0.40 g. Mientras que en las zonas 1 y 2 se esperan unas aceleraciones máximas de 0.15 y 0.30 g, respectivamente. Figura 1.3.2 Zonas sísmicas del Perú según NTE

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A continuación se muestra un pequeño resumen de los terremotos y sus consecuencias ocurridos en Perú desde hace unos 50 años:

1. Terremoto de Lima y Callao de 1966. El epicentro se ubicó en el mar, frente a Las Salinas de Huacho (provincia de Huaura) produciendo también un maremoto. En Lima las zonas más afectadas fueron La Molina, Puente Piedra, las zonas antiguas del Rímac y del Cercado, las zonas adyacentes a los cerros y una banda a lo largo del río Rímac hasta el Callao. Otras poblaciones gravemente afectadas fueron Chancay, Huacho, Huara y Supe. El seísmo de magnitud 7,5Mw duró 45 segundos provocando 220 víctimas y alrededor de 1800 heridos.

2. Terremoto de Ancash de 1970. Ocurrió el 31 de mayo de 1970 y es

considerado como el peor terremoto de la historia de Perú; por la cantidad de pérdidas humanas que afectó la Región Ancash y varias provincias de las Regiones Huánuco, norte de Lima y La Libertad. Su epicentro se halló frente a las costas de las ciudades de Casma y Chimbote, en el Océano Pacífico. Su magnitud fue de 7,8Mw produciendo un violento alud en las ciudades de Yungay y Ranrahirca. El número de fallecidos se estimo en 80.000, además de unos 20.000 desaparecidos mientras que los heridos hospitalizados se contabilizaron en 140.000. En lugares como Recuay, Aija, Casma, Muarmey, Carhuaz y Chimbote la destrucción de edi_cios osciló entre el 80 y el 90 %.

3. Terremoto de Lima de 1974. Dicho terremoto ocurrió el 3 de octubre de

1974 azotando Lima y toda la costa hacia el sur, hasta la ciudad de Pisco. El sismo tuvo una duración de 90 segundos con una magnitud de 8Mw provocando 252 víctimas y alrederdor de 3600 heridos. En la provincia de Lima los mayores daños ocurrieron en La Molina, mientras que en la zona de Lima antigua afectó a algunas zonas del Cercado de Lima y Rímac, así como los distritos de Barranco y Chorrillos.

4. Cuzco de 1986. Ocurrió el 5 de abril de 1986 al noroeste de la ciudad de

Cuzco. Provocó 153 víctimas, unos 1200 heridos y más de 180.000 damnificados. En la zona céntrica de la ciudad se observaron daños de importancia en monumentos históricos y viviendas de adobe.

5. Moyobamba de 1990. Ocurrío el 30 de mayo de 1990 con una magnitud de

6,1Mw. Este terremotoafectó la región norte de Perú y sobre la zona subandina. Produjo la muerte de 135 personas, más de 800 heridos y destrucción de localidades de Rioja, Soritor y Yuracyacu.

6. Sur de Perú. 1991. Ocurrido el 23 de junio de 2001 con una magnitud de

8,4Mw afectando los departamentos de Arequipa, Moquegua y Tacna. El sismo dejó un número de víctimas de 240 personas. Aproximádamente 320.000 personas fueron afectadas, 17.500 casas fueron destruidas y 35.000 dañadas directamente en los alrededores de las ciudades de Arequipa, Camaná, Moquegua y Tacna.


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7. Pisco e Ica. 2007 Ocurrido el 15 de agosto de 2007 con una duración de 175

segundos. Su epicentro se localizó en las costas del centro de Perú. Fue uno de los terremotos más violentos ocurridos en Perú en cuanto a duración e intensidad (7,9Mw). Ocasionó 1.500 muertos, casi 2.300 heridos, 76.000 viviendas totalmente destruidas y alrededor de 430.000 damnificados. Las zonas más afectadas fueron las provincias de Pisco, Ica, Chincha, Cañete, Yauyos, Huaytará y Castrovirreyna.


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1.4. TIPOLOGÍAS ESTRUCTURALES En la actualidad cerca de la mitad de las viviendas en el Perú son construcciones de tierra. Este tipo de construcciones son una alternativa simple y económica para satisfacer la necesidad de vivienda de las poblaciones más pobres del Perú.

Factores como la localización geográfica, el clima o la actividad económica hacen que exista una amplia diversidad de tecnologías constructivas a base de tierra. Sin embargo, las tecnologías constructivas de tierra se diferencian entre sí fundamentalmente por sus características estructurales, arquitectónicas y por los materiales empleados para su elaboración como la albañilería de adobe, el tapial, y la quincha.

- El adobe es un material de bajo costo, ya que la materia prima principal, la tierra, La albañilería de adobe se construye con adobes asentados con mortero de barro. El adobe es un bloque macizo de tierra sin cocer, el cual puede contener paja u otro material que mejore su estabilidad frente a agentes externos. Por el contrario posee una débil resistencia frente a sismos y frente al agua.

Figura 1.4-‐1 Construcción muro de adobe

- El tapial es un tipo de construcción en base a tierra húmeda apisonada,

segundo en importancia después del adobe aunque más económico que este. Esta técnica consiste en construir muros con tierra arcillosa, compactada a golpes mediante un pisón, empleando un encofrado de madera deslizante para contenerla.


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Figura 1.4-‐2 Construcción muro de tapial

- La quincha es un sistema constructivo tradicional, originario de

Sudamérica que consiste en marcos rectangulares de madera, asegurados con travesaños y rellenados con cañas. Usualmente se aplica sobre éstas un revestimiento de barro y paja, sobre el cual se puede colocar un acabado final del propio barro o una capa de yeso. El comportamiento estructural de la quincha frente a sismos es excelente ya que la elasticidad del entramado de caña se encarga de absorber las vibraciones y evita que lleguen a las otras partes de la estructura.


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Figura 1.4-‐3 Muro de quincha

A continuación, se describirá las cuatro tecnologías constructivas de tierra más significativas del Perú:

1.4.1. CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS CONTEMPORÁNEAS DE ADOBE

El origen de las viviendas de adobe en la zona andina se remonta a épocas prehispánicas, en aldeas limitadas a la ciudad urbana por muros perimetrales. Pese a que el material tiene claras ventajas en términos de costos, estética, aislamiento acústico y de calor (apropiadas para zonas con climas severos donde se dan amplias variaciones de temperatura), así como bajo consumo de energía, tiene claras desventajas frente a la acción del agua y frente a sismos ya que han resultado ser la tipología de vivienda que ha cobrado el mayor número de víctimas causadas por terremotos. Las viviendas de adobe de dos pisos presentan plantas en forma rectangular, en forma de C o L, albergando en su parte interior a un pequeño patio o a un terreno de cultivo.


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Figura 1.4-‐4 Configuración típica de una casa de adobe

No todos los suelos son adecuados para elaborar los adobes. El suelo ideal debe ser limpio, sin piedras de gran tamaño, con una cantidad regular de arcilla, gravilla y la menor cantidad posible de arena. Sin embargo, el alto contenido orgánico de los suelos donde comúnmente los pobladores construyen sus viviendas, hace que el adobe pierda calidad. Para elaborar el adobe se mezcla 1 parte de paja por 8 de barro y agua en cantidad necesaria. Se deja reposar la mezcla por 2 días. Entonces, se moldean ladrillos cuyas dimensiones son aproximadamente de 40 x 19 x10 cm y después, los adobes se dejan secar durante 2 semanas al aire libre sobre una superficie horizontal y libre de impurezas. El terreno de cimentación debe corresponder en lo posible a suelo firme; debe evitarse la construcción sobre suelo blando y zonas próximas a ríos, pantanos, zonas bajas y terrenos con mucha pendiente. La cimentación de las viviendas es corrida y está compuesta de una mezcla de piedras grandes, barro y piedras medianas. El sobrecimiento se construye de piedra mediana y barro para luego levantar los muros de adobe de igual espesor y en las viviendas que no presentan sobrecimientos, el muro se construye directamente sobre el cimiento, exponiéndose a la humedad. El dimensionamiento de los muros presenta unos criterios tales como:

- La altura máxima de los muros no debe ser 8 veces mayor que su espesor - La longitud de un muro tomado entre dos contrafuertes o dos muros

perpendiculares a él, no debe ser mayor que 10 veces su espesor.

Las construcciones de adobe serán reforzadas para resistir adecuadamente las solicitaciones sísmicas. Los bloques de adobe se pueden colocar de soga con los bloques en sentido longitudinal, o de cabeza colocando los adobes en sentido transversal; en ambos


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casos se utilizarán refuerzos en los muros horizontales y/o verticales hechos de cañas y similares y rellenando los vacios con mortero. En la parte superior de los muros se colocará una viga solera que en lo posible debe coincidir con los dinteles de puertas y ventanas. En todos los encuentros las vigas soleras en un mismo nivel estarán firmemente unidas para evitar que se abran. En la parte más alta de los tímpanos se colocará adicionalmente otra viga solera.

Figura 1.4-‐5 Encuentro de muros de adobe

Construidos todos los tímpanos, se colocan sobre los muros los rollizos del techo, sobre el que se apoya el tejido de cañas amarradas con alambre a los rollizos. Encima del tejido se coloca una torta de barro y paja. Finalmente se colocan las tejas de arcilla.

Figura 1.4-‐6 Rollizos del techo


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La forma del techo depende de la topografía, es importante estudiar la pendiente de los techos y la longitud de los aleros en función de las condiciones climáticas de cada lugar. Se recomienda techos muy livianos de una o dos aguas. El sistema tradicional de la estructura del techo consiste en viguetas de tronco de madera apoyadas sobre la viga solera.

Figura 1.4-‐7 Configuración típica del techo de una casa de adobe

Las viviendas con acabados presentan revoques de yeso o de mortero de tierra más paja, y pintura sintética o tradicional (yeso, resina de cactus y óxidos colorantes).

1.4.2. CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS DE TAPIAL El tapial es la segunda tecnología de construcción de tierra más usada en Perú. Todos los materiales usados en las construcciones de viviendas de tapial son propios de la región y están al alcance económico del poblador. Las viviendas de tapial son de uno o dos pisos. La altura de piso a techo es, por lo general, 2.4 m. La planta puede ser rectangular en forma de L o C, albergando una pequeña plazoleta o un pequeño terreno de cultivo.


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Figura 1.4-‐8 Configuración típica de una vivienda de tapial

La distribución de los espacios dentro de una vivienda de tapial es muy similar a la de una vivienda de adobe. Las habitaciones tienen puertas propias que se conectan a un patio o a un corredor. En el caso de las vivienda de dos pisos, los pisos se conectan por un corredor y una escalera exterior, donde el corredor es una plataforma de madera y rollizo con un ancho de 1,00 m a 1,50 m. La técnica del tapial se basa en la compactación de la tierra húmeda dentro de un encofrado mediante su apisonado in situ. Posteriormente se puede desmoldar el encofrado y colocarlo de nuevo encima de la tapia ya hecha.

Figura 1.4-‐9 Encofrado de madera para el tapial


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Para construir los tapiales el suelo se mezcla con paja y agua. El suelo elegido para la construcción, se obtiene de algún lugar cercano a la obra, generalmente es arcilla arenosa. Para reconocer si un suelo es apropiado para la construcción, se emplea un método de campo que consiste en tomar un puñado de tierra humedecida, y apretarla fuertemente para ver si ésta queda compacta, en cuyo caso será adecuada. Para la cimentación se emplean piedras grandes asentadas con barro (Pirca) de profundidad variable. EI uso de sobrecimiento no es general y cuando éste se construye suele ser también de Pirca con piedras medianas. Para la compactación del suelo se preparan gaveras de 1,50 a 1,80 m de largo, aproximadamente 0,40m de ancho y de 0,60 a 0,70m. de alto. Se verifica la verticalidad de la gavera con la plomada, se limpia el interior y se rellena con suelo húmedo hasta completar una capa de tierra compactando el suelo con un pisón hasta obtener una superficie dura. Este procedimiento se repite sucesivamente hasta llenar la gavera de suelo compactado, formándose 4 capas de suelo compactado y por último, el tapiero golpea la tierra con el canto del pisón para aplanar la última capa. Terminada la elaboración de un tapial se retira la gavera, para colocarla al costado y construir un nuevo tapial. Para la construcción de una nueva hilada de tapial, se espera unos 8 días para que seque la primera hilada y de 3-‐4 días si se trata de una hilada superior. Para la construcción de puertas y ventanas se deja libre el vano, haciendo luego un rebajo con la azuela en las tapias adyacentes en donde se colocan troncos de eucalipto que sirven de dintel. Suele también construirse colocando tapias poco compactadas en el vano o dejando adobes, que son removidos al término de la construcción. Los techos generalmente son a una o dos aguas, compactándose la tierra en los tímpanos de modo que tomen la forma inclinada del techo, o también se asientan adobes en la zona inclinada. No se usan soleras, ni refuerzos internos en los muros. Sin embargo, se acostumbra el uso de eucalipto dentro de cada tapia, no como refuerzo estructural, pero sí para atenuar la fisuración por secado. La madera utilizada en el techo es eucalipto, el que se habilita al pie de la construcción. Todos los encuentros se unen con clavos y se amarran con soguilla. Para la estructura del techo se emplea una viga cumbrera apoyada en los tímpanos, con una cobertura de ichu, teja artesanal o calamina. La mayoría de las viviendas no presentan acabado, pero las que lo tienen emplean una mezcla de barro y paja con una capa de yeso. Algunas tienen tarrajeo de cemento, aplicado sobre una malla de alambre clavada al tapial.


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Figura 1.4-‐10 Techo de una vivienda de tapial

1.4.3. CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS DE QUINCHA La quincha es un sistema de construcción muy liviano comparado con otros sistemas comúnmente empleados en el país. La tecnología constructiva de quincha se basa en el uso de marcos de madera rellenos con trenzados de cañas y revestidos con una mezcla de barro, cal y agua o cal y arena. También se usa yeso. Gracias a la elasticidad y ligereza del entramado de la caña, el cual atrae las vibraciones de la misma obviando que se propaguen por el resto de la estructura, la quincha es idónea para zonas de constante actividad sísmica donde se requiere que la estructura no sea tan pesada. Además, la quincha posee condiciones térmicas satisfactorias; su buen aislamiento térmico es debido a su elevada inercia térmica suministrada por el recubrimiento de barro. Esta tecnología ha logrado un gran desarrollo a lo largo del tiempo en la zona costera de Perú, siendo utilizada inicialmente por la población rural de escasos recursos y luego, con una tecnología mejorada por la población urbana. La antigüedad de estas construcciones puede ser en algunos casos mayor a 100 años.


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Las viviendas de quincha se caracterizan por tener la planta de forma rectangular y por tener una fachada estrecha en comparación con de la dimensión lateral.

Figura 1.4-‐11 Configuración típica de una vivienda de quincha

Los cimientos tienen una profundidad mínima de 0,40 m. y están formados por piedras unidas con morteros de cal. Sobre los cimientos se levantan los armazones de madera que conforman los paneles de quincha. Cada armazón está compuesto de elementos horizontales y verticales.

Figura 1.4-‐12 Elementos del panel de quincha


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Figura 1.4-‐13 Panel de quincha

Las vigas soleras en la parte inferior constituyen la base del armazón y sirven de apoyo al techo de madera en la parte superior. Cerca de las soleras inferiores se ubican los puentes que se unen a los tornapuntas y en conjunto arriostran a los paneles. Los espacios entre tornapuntas y puentes se rellenan con ladrillos o adobes para darle mayor rigidez a los paneles. Los elementos verticales, denominados pies derechos, van anclados directamente a los cimientos formando paneles de dimensiones semejantes. Por lo general el ancho de estos paneles no sobrepasa de 1,20 m. Cuando los pies de derechos se encuentran fijos al suelo se vacía la mezcla de mortero de cal y piedras que conforma el sobrecimiento. La altura mínima de sobrecimiento es de 0,20m. Después de colocar el armazón de madera, éste se rellena con una membrana de cañas, que puede colocarse de tres maneras:

- Tejida: en este sistema se empleaba sólo cañas enteras en rollizos que se trenzaban ocupando la parte media del armazón de madera.

- Amarrado: consistía en atar las cañas en rollizo colocadas en posición vertical, a las piezas horizontales de madera. El amarre se hacía mediante huascas, es decir, con largas tiras de pellejo de res o carnero.


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- Clavado simple: se disponían las cañas a modo de tiras largas y se

colocaban horizontalmente a ambos de los pies derechos. El revestimiento de los muros se realiza con una mezcla de barro y paja o barro con cal y arena. Normalmente, los muros laterales carecen de vanos. Sobre los muros se apoyan viguetas de 2” x 10” separadas a 0,50 m sobre las que se coloca un techo compuesto de un entablado recubierto por una torta de barro de 40 a 50 mm. El techo es de muy poca pendiente y se une a los muros de quincha mediante una viga solera de grandes dimensiones que se clava directamente a los muros y al techo generando una sola estructura. En la parte superior de los techos se colocan tejas planas asentadas a una torta de barro. Las viviendas de quincha no llevan ningún tipo de refuerzo.

Figura 1.4-‐14 Vivienda de quincha


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1.4.4. CONSTRUCCIÓN DE VIVIENDAS REPUBLICANAS Las construcciones republicanas representan una mezcla de dos tipologías explicadas anteriormente: la quincha y el adobe. Esta técnica se desarrolló hace cientos de años, durante la época de la República. La mayoría de las viviendas que existen de esta época tienen más de 100 años de antigüedad y se ubican en gran parte de las zonas urbanas costeras de Perú. Estas viviendas presentan un mejor nivel de acabado que las viviendas de adobe, tapial y quincha. Por ello, requieren para su elaboración mayor tiempo, cuidado y mano de obra calificada.

Figura 1.4-‐15 Viviendas republicanas

Aunque en la actualidad este tipo de edificios se encuentran muy deteriorados y este tipo de tecnología constructiva ha sido reemplazada por albañilería de arcilla o concreto, estos edificios han soportado desde su construcción sismos moderados. La estructura de una vivienda republicana es la siguiente:


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Figura 1.4-‐16 Esquema de la estructura republicana

En el primer piso de la vivienda republicana se encuentran la zona social y servicios básicos como la sala, el comedor, la cocina y los baños. Generalmente los muros del primer piso están hechos de adobe, ya que se consideraba un material más resistente para soportar el techo debido a que brinda una sensación de mayor rigidez. La altura que presentan los muros del primer piso varía entre los 2.5m. y los 2.8 m. En cuanto al segundo piso y niveles superiores, los muros son de quincha debido a su buen comportamiento frente a sismos, gracias a su flexibilidad y ligereza. Además la quincha también se usa en tabiquería divisoria de habitaciones y en mamparas. Los muros de estos niveles superiores tienen una altura comprendida entre los 2,8 y los 3.2 m. En el segundo piso se encuentran los dormitorios, los cuales se conectan a través de un pasadizo interno. El primer y el segundo piso se conectan a través de una o varias escaleras de madera de 1.00 m. de ancho aproximadamente. El procedimiento constructivo para este tipo de viviendas es muy similar al presentado para las viviendas de adobe y quincha. Los cimientos están formados por una mezcla de piedra con morteros de cal o barro. Su ancho depende del muro que se apoya encima. Estos muros son bastante gruesos entre 0,40 y 0,60 m de ancho y están elaborados bajo las mismas técnicas descritas anteriormente. En la unión de los muros de adobe del primer piso y los de quincha del segundo piso se genera una zona de transición.


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Figura 1.4-‐17 Zona de transición del muro de adobe al de quincha

La parte inferior de los paneles de quincha está rellena con pedazos de adobes o ladrillos, que generan una franja de nexo estructural con características mixtas, sin ser tan pesada ni rígida como los muros de adobe ni tan ligera y flexible como los de quincha. Con esto se logra una secuencia que va desde el primer piso al segundo de mayor a menor densidad y rigidez y de menor a mayor ligereza y elasticidad. Para construir la segunda planta con paneles de quincha se clava una viga solera en las vigas del techo del primer piso. Sobre esta solera se clavan los pies derechos que son arriostrados en su parte inferior por unos elementos horizontales denominados puentes. En la parte superior del panel se ubican vigas soleras o “carreras”, elementos horizontales que sirven de base para la colocación del techo. Sobre estas “carreras” se colocan, como remates, bloques de adobe que sirven de base para la torta de barro del techo.


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Figura 1.4-‐18 Esquema de la configuración de los muros

La adición de soleras en la parte superior de los muros de adobe les confiere arriostramiento, conformando así los muros de quincha, complemento de los pesados muros de adobe. Los techos son horizontales por la escasa presencia de lluvias. La estructura de los techos y de los entrepisos se conforma de viguetas de madera con un entablado del mismo material. Comúnmente se colocaba sobre el entablado una torta de barro o cemento y losetas para darle acabado al piso. Una característica propia de estas viviendas es el acabado que presentan sus fachadas con elaborados balcones. Debido a que estas viviendas eran ocupadas por familias de clase social alta, los balcones representaban una ornamentación con signos de ostentosidad.

Figura 1.4-‐19 Ejemplo del acabado de las casas republicanas

Las viviendas republicanas no presentan refuerzos internos o externos, ya que se tiene por un lado imponentes muros de adobe en los primeros pisos y ligeros y flexibles muros de quincha en los segundos pisos que permiten un mejor comportamiento de las viviendas ante los efectos sísmicos.


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1.5. ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE EDIFICIOS DE TIERRA, ANTECEDENTES.

El estudio mediante elementos finitos de las edificaciones de tierra no ha sido estudiado lo suficiente, por ello, y con el objetivo de aportar conocimientos para la mejora de la conservación de todos aquellos edificios de tierra de esta zona del planeta, se han revisado otros estudios de edificaciones de tierra para tener una idea de los modelos de elementos finitos utilizados y las propiedades que se le han dado a los mismos. Además del estudio de edificaciones concretas, también se han realizado ensayos de elementos estructurales correspondientes a dicha época, como es el caso de la quincha, a la que se le han realizado ensayos a dos distribuciones distintas para conocer mejor sus propiedades frente a esfuerzos sísmicos (Torrealva & Vicente, 2010).

1.5.1. ESTUDIOS PREVIOS

Ø Catedral Kuño Tambo

La antigua catedral de Kuño Tambo, construcción representativa de las catedrales que se construyeron en torno a la cordillera andina en Perú durante el virreinato español entre 1534 y 1821, ha sido objeto modelada mediante elementos finitos para estudiar su comportamiento ante cargas laterales en diferentes condiciones estructurales. (Fonseca & D'Ayala, 2012) Se realizaron cuatro modelos de

elementos finitos, considerando las distintas configuraciones que se sucedieron, desde la que se ha considerado original, pasando por las diferentes modificaciones que se le fueron realizando hasta llegar al estado original. Los elementos utilizados para dicho modelo fueron tipo ‘brick’ de 8 nodos, y por tanto se consideraron elementos sólidos para realizar el modelo de los muros de adobe.

Figura 1.5.1 Catedral de Kuño Tambo


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Las propiedades que se consideraron para los muros de adobe en este modelo fueron las siguientes.

Tabla 1.5-‐1 Propiedades del adobe para el modelo de la Catedral de Kuño Tambo

Ø Catedral de Lima También se han encontrado antecedentes del estudio de la vulnerabilidad sísmica de la Catedral de Lima (Perú), la cual, desde su construcción en el año 1535 con la fundación de la ciudad por parte de España, ha experimentado al menos 6 terremotos de gran magnitud, por lo que a lo largo de su historia ha sido reconstruida en numerosas ocasiones. Algunas de estas restructuraciones introdujeron importantes cambios estructurales, particularmente tras el terremoto de 1746, los cuales redujeron su vulnerabilidad sísmica, pero sin resolverse completamente todas las deficiencias estructurales. (Proaño, et al., 2007) Los muros principales de la catedral son de adobe de un espesor máximo de 2.40 metros debido a la gran altura que alcanza la estructura. Para el adobe estimaron una módulo elástico de 1.1 MPa.

Figura 1.5-‐2 Catedral de Lima

En el modelo de elementos finitos se utilizaron elementos sólidos para simular el comportamiento de los muros de adobe y elementos tipo barra para las columnas de madera. A continuación se muestra el modelo de elementos finitos realizado.


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Figura 1.5-‐3 Modelo de elementos finitos de la catedral de Lima

Ø Hotel Comercio El Hotel Comercio, objeto de estudio de este proyecto, estudiado en Cardenas, A (2010) para el estudio de la vulnerabilidad del mismo. Para la realización del modelo mediante elementos finitos se utilizaron elementos tipo lámina tanto para los muros de adobe como para los de quincha. Para dicho modelo se hizo un estudio de la respuesta por cargas de gravedad, así como una evaluación de la demanda sísmica, estudiando los modos y períodos de vibración. Para la realización del espectro se basaron en las normas NTE-‐030 y NTE-‐080.

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