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Las construcciones de tierra están constituidas principalmente de tierra cruda como los bloques de adobe y los muros tapiales, también pueden ser sistemas mixtos como la quincha o la albañilería de piedra con mortero de barro. La tierra en general, es un material ampliamente usado por un porcentaje importante de la población mundial para la construcción de viviendas, que generalmente son de bajo costo y sostenibles. Sin embargo, las construcciones de tierra presentan limitada capacidad de resistencia mecánica, que las hace altamente vulnerables a la acción de los sismos. Además ante condiciones ambientales adversas como precipitaciones o alta humedad relativa, el deterioro de este material se ve acelerado. Finalmente, diversas bacterias, insectos y hongos capaces de transmitir algunas enfermedades se albergan en las viviendas construidas con tierra debido a la rápida absorción de agua y agrietamiento superficial, de este material. Por los motivos anteriores, esta tesis tiene como objetivo el estudio de la mejora de las propiedades de resistencia al agua y comportamiento mecánico de las construcciones de tierra. Para este propósito, se utilizaron biopolímeros naturales obtenidos de fuentes locales para la modificación de las propiedades del suelo. La resistencia al agua fue evaluada mediante ensayos de permeabilidad y erosión en especímenes de tierra que recibieron un tratamiento con soluciones poliméricas. Diferentes técnicas se emplearon para la aplicación de las soluciones de manera que sea posible determinar cuál es la más adecuada para la protección ante los efectos del agua. Por otro lado, se realizaron ensayos de caracterización mecánica para determinar la influencia de los biopolímeros en la resistencia a compresión, tensión y flexión. Para la evaluación de estas propiedades se agregaron las soluciones de biopolímeros en la mezcla de barro durante la fabricaron de los especímenes de tierra que luego fueron ensayados. Los resultados obtenidos muestran que la aplicación de estos polímeros contribuye a la mejora de las construcciones de tierra. Se consiguió modificar de forma positiva el comportamiento de la tierra ante la influencia del agua así como sus características mecánicas. En el primer caso, se logró un efecto impermeabilizante y se incrementó considerablemente la resistencia a la erosión generada por el agua. Con respecto a las propiedades mecánicas, se logró una mejora notable de la resistencia a compresión, tensión y flexión, logrando incluso a duplicar la resistencia inicial en algunos casos. / Tesis

En muchas partes del Perú, sobre todo en los pueblos más alejados y en comunidades rurales en los Andes peruanos, se construye con adobe. Los pobladores de estas comunidades suelen construir sus edificaciones sin conocimiento técnico. Son conscientes de los diferentes peligros que amenazan su seguridad, sin embargo ignoran la vulnerabilidad de sus construcciones de tierra y de las formas para mitigarlos. En esta tesis se presenta una propuesta integral de reforzamiento para edificaciones existentes de adobe. Con esta propuesta se pretende que la solución adoptada sea adecuada y segura para la población beneficiada. De esta manera, se espera que la posibilidad de réplica sea mayor por parte de los pobladores en sus propias construcciones de adobe. Dicha solución integral de reforzamiento se aplicó al caso de un local escolar existente de adobe de la comunidad de Chocos, Provincia de Yauyos. Primero, se hizo un análisis comparativo entre dos alternativas de reforzamiento para edificaciones existentes de adobe: Geomalla y Malla Electrosoldada, seleccionándose la mejor. Segundo, se hizo el análisis y diseño de los elementos estructurales de refuerzo de la mejor alternativa. Tercero, se presentó la propuesta de reforzamiento y se capacitó a los pobladores. En la etapa de selección, se escogió la alternativa de la geomalla dado que tenía varios factores a favor. En la etapa del diseño del reforzamiento se realizó los respectivos cálculos, y de estos análisis se elaboraron planos constructivos de diseño coherentes y factibles. En la etapa de la capacitación se mostró las posibles fallas y problemas que se presentan en construcciones de tierra frente a los sismos y sus soluciones. Durante la capacitación, los pobladores, tal como se puede apreciar en los videos, demostraron su potencialidad de diagnosticar fallas y problemas en sus propias edificaciones. Además dieron soluciones prácticas para corregir dichas deficiencias. A partir de esta experiencia se espera que el reforzamiento sea replicado en sus propias viviendas y en comunidades aledañas. / Tesis

Las viviendas y estructuras de adobe han mostrado considerables daños en los diferentes eventos sísmicos que se han presentado en el Perú. Las viviendas de adobe hacia el 2009 bordeaban el 35% del total de viviendas a nivel nacional, la mayoría está ubicada en zonas rurales (Peralta, 2009). Estas construcciones tienen un comportamiento frágil y poco resistente a la tracción, es por ello que el reforzamiento de las construcciones existentes es importante para la seguridad de las personas que los habitan. Dada esta problemática, la Pontificia Universidad Católica del Perú, ha dedicado años de investigación para desarrollar métodos que den solución al pobre comportamiento que presentan las construcciones existentes con adobe. En la actualidad, existen diferentes tipos de reforzamientos como, el Reforzamiento con Malla Electrosoldada y el Reforzamiento con Geomalla. La presente tesis tiene por objetivo documentar y validar el procedimiento de reforzamiento de edificaciones de adobe con geomalla. El trabajo se dividió en cuatro etapas: La primera etapa fue la del planeamiento que tuvo como guía los conceptos de la Gestión de Alcance y Gestión de Tiempo que propone el Project Management Institute, PMI (PMBOK Guide). La ejecución del proyecto, fue la segunda etapa, consideró el monitoreo de procedimientos de construcción, el seguimiento de las actividades día a día, la capacitación a la población y la documentación. Como tercera etapa se realizó el cálculo del Análisis de Rendimientos y los Análisis de los Precios Unitarios de partidas únicas de este tipo de reforzamiento. Finalmente en la última etapa se elaboró reportes y lecciones aprendidas para lo cual se verificó el cronograma y se hizo uso del registro de problemas ocurridos, soluciones dadas en obra, recomendaciones y resultados de la capacitación. / Tesis

Esta tesis presenta los resultados del análisis dinámico lineal por elementos finitos de un prototipo de casa de adobe a escala natural. Este prototipo fue ensayado en la mesa vibradora del Laboratorio de Estructuras Antisísmicas del Departamento de Ingeniería (LEDI) de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). El ensayo consistió en tres fases de simulaciones sísmicas de aceleración incrementada y tres vibraciones libres. Durante el ensayo se registraron desplazamientos y aceleraciones en los muros y en la base, incluyendo la fuerza resultante en el actuador de la mesa vibradora. Luego, se procesaron los registros para obtener el periodo de vibración y la rigidez lateral del prototipo. El análisis numérico se realizó con el objetivo de obtener un modelo de elementos finitos cuyo comportamiento sea similar al experimento del prototipo de adobe en el rango lineal. El módulo de elasticidad (E) de la albañilería de adobe del modelo numérico fue calibrado de tal forma que el periodo del primer modo de vibración sea igual al periodo experimental. El cociente de amortiguamiento (ξ) fue tomado de investigaciones realizadas por Groenenberg (2010) y Tarque (2008). El modelo numérico lineal fue sometido a una aceleración igual a la registrada en la mesa vibradora durante la primera simulación del ensayo experimental. La similitud entre periodo de vibración, respuesta de aceleraciones y cortante basal validan la calibración realizada. También se identificó la coincidencia entre esfuerzos máximos de tracción del modelo con las zonas agrietadas del prototipo sometido a una mayor aceleración en la tercera fase. Por lo tanto, el modelo numérico representa numéricamente el comportamiento elástico del prototipo de adobe y predice las zonas potenciales de agrietamiento. El modelo y las zonas agrietadas predicen la formación de bloques de adobe separables. Esta predicción mejorará el análisis del prototipo de adobe como un sistema de bloques rígidos divididos. El objetivo es diseñar un reforzamiento de cuerdas que envuelvan los muros de adobe, impidan la excesiva separación de estos bloques y eviten el colapso de la estructura. Sosa y Soto (2014) reforzaron con cuerdas un prototipo de adobe impidiendo el colapso con simulaciones sísmicas de hasta 1.3 g. Sin embargo, debido a que no hay un diseño, se busca simular el movimiento e impacto de los bloques de adobe reforzado. Los programas de análisis estructural más comunes no modelan el impacto, pero si modelan el movimiento amortiguado. Por ello se realizó una primera aproximación del movimiento de un bloque que impacta en traslación. Se simuló el movimiento con impacto que ocurre con coeficiente de restitución, con el movimiento amortiguado con cociente de amortiguamiento. La equivalencia se comprobó para casos en que el bloque impacta con una superficie estática, acelerada armónicamente y con aceleración sísmica. / Tesis

Since soil and water were the most accessible building materials, humans used the mixture of soil and water to fabricate mud bricks or adobe. Iran, Syria, and Iraq have numerous mud brick buildings, and Arg-e Bam, located in Iran, was one of the most famous earthen monuments in the world; it was destroyed in a massive earthquake in 2003. In this research adobe samples were fabricated and different consolidants were applied to the samples. To determine the most effective consolidant, the tests were performed on the treated adobe. The soil for this research was supplied from Godfrey, a site near Kingston, Ontario, Canada. The soil was mixed with kaolin to achieve a similar grain size distribution to that of soil found in Bam. This research used four specific consolidant materials: a 5% (w/v) solution of Paraloid B-72 in toluene; a 50% (v/v) solution of methyl trimethoxy silane (MTMOS) in ethanol; a 50% (v/v) solution of ethyl silicate (TEOS) in ethanol; and Conservare H, which is the commercial brand of ethyl silicate. The research also studied the effects of Paraloid B-72 on surfaces previously treated with methyl trimethoxy silane and ethyl silicate. The chemicals were applied to the samples by brushing. After treatment, different physical properties were measured. The tests included study of density, porosity, water absorption, depth of penetration, abrasion resistance, hardness, compressive strength, bending strength and colour changes. Chemical analysis (X-ray diffraction) was used to study the chemical components of the soil and scanning electron microscopy showed changes to the treated surfaces after application of the chemicals. This research can be used as a guide in choosing the consolidants in adobe consolidation depending on the priorities defined in each building conservation project. Also, by applying all the same tests to samples made from the actual soil from Bam, this research can be used to evaluate how grain size distribution can affect the physical properties of the consolidated samples. By considering only the grain size of the soil used for adobe fabrication, the results from this research produced the following conclusion of consolidation of adobe from Bam; if the colour change is important, then the recommended consolidant is MTMOS or TEOS; if the colour change is not important, then the recommended consolidant is Paraloid B-72. The comparison among all the consolidants and their results, except results from failure strength, leads to the conclusion that the best consolidant is TEOS followed by a second coat of Paraloid B-72. / Thesis (Master, Art Conservation) -- Queen's University, 2008-09-26 12:01:30.22

Los materiales que utilizó el hombre para la construcción de las primeras ciudades fueron la piedra, la madera y la tierra. La construcción con tierra es tan antigua como la cultura humana, tal es así que en algunos pasajes bíblicos se hace mención a este material constructivo. Los restos arquitectónicos que dejaron nuestros antepasados en todos los continentes del planeta son ejemplo vivo del uso de la tierra cruda. En Grecia, la tierra se usaba como material decorativo y de construcción, por ejemplo, la muralla de la ciudad de Corinto fue hecha de adobe. En Egipto, en la Tumba de Rekmara, en Gourna, se observan dibujos de esclavos moldeando adobes para construir el templo de Ammón en Tebas. En Perú, se encuentra la ciudadela precolombina de Chan Chan que data de los 1,100 A.C. El adobe tiene mucha popularidad y su fama se debe a que requiere poca experiencia en su fabricación, tiene un efectivo aislamiento térmico y posee un bajo costo. Sin embargo, este material es vulnerable a la humedad y posee poca ductilidad por lo que, frente a solicitaciones sísmicas, se agrieta y puede colapsar. Durante mucho tiempo, se ha estado estudiando la posibilidad de reforzar y reparar las construcciones hechas con adobe. El refuerzo sísmico de construcciones nuevas o existentes es primordial para preservar la vida de las personas en caso ocurra un sismo. Se han empleado materiales naturales e industriales con la finalidad de encontrar una técnica óptima que se adapte a cada lugar. Existe mucha información de técnicas de reforzamiento de construcciones hechas de adobe, sin embargo, esta información está dispersa. Se presenta una recopilación de métodos existentes para el reforzamiento y reparación de edificaciones hechas con este material con la finalidad de contribuir con su difusión. Además, se presentan ensayos de unidades de adobe, pilas, muretes, muros y módulos hechos por diversos investigadores con la finalidad de comparar el comportamiento de la mampostería de adobe. Todos los refuerzos presentados, ya sean naturales e industriales, mejoran el comportamiento del adobe. Sin embargo, es la geomalla la que brinda no solo resistencia sino también ductilidad a la estructura lo cual la convierten en un material ideal para reforzar las construcciones de tierra. / Tesis

La presente investigación estudia el comportamiento de la resistencia a las inundaciones, de periodo corto y periodo largo, de los ladrillos de adobe convencionales y estabilizados, sustituyendo paja por virutas de Eucalipto en proporciones de 25%, 50% y 75%. La fabricación de los ladrillos se realizó con el procedimiento que utilizan los pobladores del distrito de Coracora, el cual representa a un pueblo típico de la sierra del Peru. Los resultados obtenidos para los ensayos de inmersión de una hora fueron en su totalidad moderados, mientras que los resultados obtenidos para los ensayos de inmersión de veinticuatro horas fueron en su totalidad severos. Con ello se concluye que los ladrillos estabilizados con sustitución de paja por virutas de Eucalipto resisten con dificultad a inundaciones con periodo corto. Sin embargo, la resistencia a las inundaciones de periodo largo es nula. Por lo cual, se recomienda que, para obtener una óptima resistencia a las inundaciones, se incorporen al procedimiento de fabricación estabilizantes impermeables. / The present investigation, studies the behavior of the resistance to floods of short and long period, of the conventional and stabilized adobe bricks, substituting straw for Eucalyptus shavings in proportions of 25%, 50% and 75%. The bricks were made applying the procedure used by the residents of the Coracora district, which represents a typical town in the Peruvian highlands. The results obtained for the one-hour immersion tests were entirely moderate, while the results obtained for the twenty-four-hour immersion tests were entirely severe. With this it is concluded that the stabilized bricks with substitution of straw by Eucalyptus shavings resist with difficulty to floods with a short period. However, resistance to long-period flooding is nil. Therefore, it is recommended that, in order to obtain optimum resistance to flooding, waterproof stabilizers are incorporated into the manufacturing process. / Trabajo de investigaciòn

El extenso legado de construcciones históricas de tierra en el Perú se encuentra en constante riesgo debido principalmente a la elevada actividad sísmica que afecta al país y a la fragilidad del adobe como material de construcción. En consecuencia, el valor histórico y cultural de estos monumentos, así como la vida de los visitantes se encuentran bajo peligro inaceptable. Con la finalidad de reducir la vulnerabilidad es necesario desarrollar modelos precisos para el análisis sísmico, capaces de simular el comportamiento no lineal de la albañilería y un desempeño bien definido. Es por ello que la presente investigación pretende establecer una metodología basada en técnicas avanzadas no intrusivas de ingeniería inversa y en métodos no lineales simplificados. Se propone el uso en conjunto de escáner láser terrestre (TLS) y fotogrametría como proceso estratégico para la obtención de modelos 3D precisos, debido a su efectividad en la rápida y confiable adquisición de datos. Asimismo, se implementan técnicas para la construcción de modelos CAD que faciliten el proceso de discretización. Ensayos de identificación modal también son empleados para la obtención de los parámetros dinámicos de la estructura y consecuentemente la calibración del modelo numérico construido. Para la evaluación sísmica se ha adoptado un enfoque basado en el desplazamiento, utilizando la metodología no lineal simplificada N2 (Fajfar, 2000). Además, se propone analizar el desempeño estructural en base al nivel de daño probable desarrollado en la edificación ante diferentes escenarios sísmicos. La investigación también busca evaluar la aplicabilidad de dicho procedimiento, utilizando como caso de estudio la iglesia de San Juan Bautista de Huaro ubicada en Cusco, Perú. Este templo data del siglo XVI y se destaca por sus impresionantes pinturas murales que cubren la totalidad del interior de la iglesia, demostrando la fusión del estilo andino y el arte colonial. Sin embargo, la falta de mantenimiento y ocurrencia de eventos sísmicos ha conllevado a su mal estado de conservación desde un punto de vista estructural. Los resultados de la evaluación sísmica de la iglesia evidenciaron que sufriría daño sustancial a fuerte en el caso de un sismo raro con periodo de retorno de 475 años Según la clasificación de daño de la Escala Macrosísmica Europea (EMS-98) esto significaría el desarrollo de grietas generalizadas en los muros, caídas de piezas considerables de recubrimiento y falla de elementos no estructurales individuales como los tímpanos. Asimismo, en el caso de un sismo muy raro (970 años) la estructura alcanzaría un nivel de daño muy fuerte que conllevaría a la falla parcial estructural de muros y techos. Se ha podido identificar durante el análisis los elementos estructurales críticos que controlan el comportamiento global y el nivel de daño durante un evento sísmico. Uno de ellos es la fachada principal, cuyo desplome es el primer mecanismo de colapso de la estructura. Debido a la vulnerabilidad en la que se encuentra la iglesia es altamente recomendable intervenir la construcción con la finalidad de proteger su valor cultural y arquitectónico. / Tesis

La tierra fue uno de los primeros materiales utilizados para la construcción de viviendas y asentamientos. Esto se debe a que la tierra es un material accesible y las construcciones con este material no requieren de técnicas complicadas. La evolución de la construcción con tierra se dio alrededor del mundo y el Perú no es un país ajeno a esta tecnología. Es más en el Perú se tiene una alta tradición con la construcción con tierra. Las técnicas de construcción con tierra más utilizadas en el Perú son la mampostería de adobe y el tapial. Se estima que más del 30% de viviendas en el Perú están construidas con tierra. Las características de estas viviendas están en función a las necesidades de las personas. Sin embargo, las construcciones con adobe no demostraron tener un buen comportamiento estructural ante los sismos. Por lo que se empezaron a realizar ensayos e investigaciones para conocer las propiedades del material tierra, de la mampostería de adobe, y su comportamiento sísmico. A partir de estos conocimientos, se desarrollaron numerosas técnicas de reforzamiento sísmico para las viviendas de adobe. Muchas de estas técnicas están probadas y validadas pero estos esfuerzos son insuficientes si no se realiza la transferencia de estas tecnologías a la sociedad. En el Perú, los principales proyectos de capacitación surgieron a raíz de desastres naturales, como proyectos de reconstrucción después de terremotos e inundaciones. En esta tesis se estudia cada etapa del desarrollo de la construcción de las viviendas de adobe sísmicamente reforzadas en el Perú. / Tesis