Esta tesis viene a ser la segunda parte del proyecto “Mejoramiento de las construcciones de adobe ante una exposición prolongada de agua por efecto de inundaciones”, conservándose la idea de evaluar experimentalmente mediante ensayos de inundación simulada a 3 propuestas que brinden resultados positivos para la resistencia del adobe ante el efecto erosivo del agua, pero que a su vez sean económicas y sencillas de aplicar. La primera propuesta (“ML”), se basó en la construcción de un sobrecimiento hecho con ladrillos de arcilla industrial, teniendo así un material altamente resistente al agua en comparación con el adobe tradicional. La segunda propuesta (“MT”), repite la propuesta de tarrajeo con mortero de cemento, analizada en la primera parte de esta investigación, pero esta vez dándole un acabado pulido, con una superficie lisa que trate de evitar la filtración del agua, principalmente en la parte sumergida del muro. La tercera propuesta (“MC”), se basa en el empleo de un sobrecimiento construido con concreto ciclópeo de baja calidad, usando piedras de tres pulgadas de tamaño máximo que conforman la tercera parte del volumen del sobrecimiento, con el fin de obtener ahorro económico en la construcción. Adicionalmente, se sometieron a pruebas de absorción y succión unidades de adobe representativas de las alternativas señaladas, fabricadas con los mismos materiales; con la finalidad de simular las condiciones de una inundación controlada y recopilar datos del desempeño de las diversas variables ante periodos tempranos y prolongados de exposición al agua. Los resultados que se obtuvieron ante el ensayo de inundación simulada sirvieron para analizar de manera cuantitativa la capilaridad y la capacidad de absorción de cada muro, para finalmente realizar un estudio de factibilidad que fue comparado con el realizado para las propuestas de la primera parte de esta investigación.

El objetivo de esta investigación es el estudio de la estabilidad estructural de las viviendas existentes típicas de adobe de dos pisos en Canta, zona rural con peligro sísmico alto, con la finalidad de diagnosticar su estado actual y plantear lineamientos para su estabilización sísmica. Se plantea la hipótesis de que las viviendas de adobe de dos o más pisos presentan características constructivas que son distintas de la construcción tradicional de viviendas de un piso. Estas viviendas han podido soportar los sismos leves y medianos que han ocurrido en las últimas décadas, sin embargo se estima que estas viviendas son vulnerables en caso de sismos severos, por ello es necesario estudiar el mecanismo de falla para formular sistemas de refuerzo o estabilización que permitan mejorar el comportamiento de estas viviendas ante sismos de mayor intensidad. El desarrollo de la investigación consta de un trabajo de evaluación en campo para determinar la tipología arquitectónica y características estructurales de las viviendas existentes así como un levantamiento de daños comunes. Luego del trabajo de campo se realizará una evaluación numérica para definir los elementos vulnerables y plantear alternativas de refuerzo que les permitan resistir sismos severos.

El déficit de viviendas populares identificadas en los sectores más pobres de la población nacional, tanto a nivel de la capital como en el resto de departamentos y provincias del país, ha sensibilizado al sector construcción por encontrar una vivienda económica. Específicamente el Servicio Nacional de Capacitación para la Industria de la Construcción: SENCICO, es una institución comprometida con el desarrollo de investigaciones vinculadas a la problemática de la vivienda económica en beneficio de los sectores sociales más pobres del país. SENCICO busca formas de industrializar la fabricación de adobes sobre todo en el sector rural y en los sectores más pobres del país. Una forma es a través del uso de moldes metálicos que permitan fabricar semi artesanalmente bloques de tierra húmeda prensada, con cavidades y reforzamientos que integren los bloques en una sola unidad. En este sentido encarga SENCICO al Laboratorio de Estructuras del Departamento de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú, construir un módulo de vivienda a escala natural para ser ensayado ante diferentes cargas simuladas. El objetivo específico fue determinar los resultados experimentales y a partir de estos, las conclusiones pertinentes. Nuestro equipo estuvo conformado por los Bachilleres en Ingeniería Civil Srta. Flavia Margiory Villón Chang, y Sr. Diego Franco Castillo Gamboa, asesorados por el Ingeniero Civil Sr. Ángel San Bartolomé. La investigación arrojó conclusiones importantes para implementarse en el mediano plazo. Además corrigiendo pequeñas deficiencias encontradas durante el proceso de investigación, hacer posible proyectos de la vivienda propia económica y de calidad de un solo piso, para los sectores sociales más empobrecidos de nuestro país. Esperamos que esta investigación contribuya al bienestar y desarrollo de la vivienda popular económica y segura, con estándares de calidad tan buscada por la mayoría de la población rural de nuestro país.

La presente tesis de investigación tiene como objetivo principal contribuir al diseño de viviendas de adobe con la capacidad de resistir el impacto erosivo de inundaciones que tienen una alta ocurrencia estacional en nuestro país. Con tal fin se elaboraron tres soluciones para mitigar la alta vulnerabilidad de los adobes convencionales ante la exposición al agua. La primera solución (MC), se basó en el reemplazo del elemento vulnerable o adobe tradicional por un sobrecimiento de concreto simple, el cual es un material probadamente resistente al agua. La segunda solución (ME), fue un mejoramiento de la estructura interna del material vulnerable utilizando adiciones de cemento para fabricar unidades de adobe estabilizado. Por último, la tercera solución (MT), plantea una capa de tarrajeo en base a cemento Portland Tipo I como elemento protector, con la finalidad de aislar el contacto directo del agua sobre la estructura de adobe convencional. Se elaboraron pruebas de laboratorio consistentes en ensayos de succión y absorción de especímenes individuales y una prueba de inmersión de muros con la finalidad de simular las condiciones de una inundación controlada y recopilar datos del desempeño de las diversas variables ante periodos tempranos y prolongados de exposición al agua. La información obtenida fue usada para cuantificar el deterioro que sufren las estructuras de adobe ante la exposición del agua y, además, realizar un análisis de las soluciones planteadas en la presente tesis, comparando la efectividad y viabilidad de estos sistemas para que sean aplicados como soluciones prácticas al problema de la vulnerabilidad de las construcciones de adobe ante inundaciones en el Perú.

Durante las últimas décadas se han desarrollado diversas técnicas de reforzamiento para mejorar la seguridad estructural de las viviendas de tierra ubicadas en áreas sísmicas. Sin embargo, ninguna de estas técnicas ha sido adoptada masivamente por las personas a quienes van dirigidas, debido principalmente a su alto costo y a la falta de difusión. En consecuencia, resulta necesario desarrollar proyectos de transferencia tecnológica y de capacitación en construcción sismorresistente con tierra para mitigar el inaceptable riesgo sísmico de muchas poblaciones rurales. Este proyecto de tesis presenta el diseño y la aplicación de herramientas de transferencia tecnológica para la capacitación de una comunidad andina en construcción sismorresistente con adobe. Se eligió para este proyecto el distrito de Pullo (Ayacucho), ubicado en una zona altamente sísmica, donde más del 80% de pobladores reside en casas de adobe y más del 50% vive en condiciones de pobreza o pobreza extrema. El proyecto consistió en trabajar con los pobladores para que tomen conciencia de la vulnerabilidad de sus viviendas de adobe no reforzado y para que aprendan en forma práctica la técnica de refuerzo con mallas de cuerdas de nylon. Se espera que el proyecto pueda ser aplicado con la misma efectividad en otras poblaciones ubicadas en zonas sísmicas donde la construcción en adobe sea predominante. El documento presenta primero las herramientas y la metodología de capacitación empleados en el proyecto: una mesa vibradora portátil para demostrar la efectividad del refuerzo propuesto y un manual de construcción sismorresistente en adobe. Luego se describe la experiencia de capacitación de la población de Pullo, y finalmente se discuten las conclusiones obtenidas sobre la efectividad del proceso de capacitación y la posibilidad de réplica del proyecto en otras comunidades en riesgo sísmico. / Tesis

Se propone una técnica dual de reparación y reforzamiento para proteger las construcciones patrimoniales de adobe frente al efecto destructivo de los terremotos. La técnica consiste en la reparación de las grietas sísmicas mediante inyección de barro líquido, combinada con el reforzamiento de los muros con mallas formadas por cuerdas sintéticas (drizas). Para comprobar la efectividad de esta técnica, se efectuaron ensayos de simulación sísmica en el Laboratorio de Estructuras de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP). Se construyó un espécimen modelo de cuatro muros de adobe a escala natural que se ensayó en el simulador sísmico hasta generar grietas en los muros. Las grietas resultantes fueron reparadas mediante la inyección de barro líquido para intentar restituir la resistencia original de la estructura. Luego, los muros del modelo fueron reforzados con drizas. Después del periodo de secado, el modelo fue ensayado nuevamente en el simulador sísmico. El comportamiento del modelo ante movimientos de gran intensidad fue satisfactorio: se mantuvo la integridad estructural ante la excitación sísmica simulada, de gran severidad, y se evitó el colapso parcial de los muros. Para entender el comportamiento de las drizas en los muros del modelo reforzado, se estudió un procedimiento de análisis de movimiento de bloque rígido sometido a fuerzas de excitación sísmica y de interacción de drizas. Finalmente, se presenta un análisis preliminar para calcular las fuerzas en las drizas. Estos resultados permitirán desarrollar un método de diseño de la malla de drizas. Esta publicación consta de dos artículos publicados en conferencias internacionales. En ellos se compila la técnica propuesta y ensayada tal como se menciona en los párrafos superiores. El primer artículo se presentó en Turquía en setiembre de 2013 y el segundo se publicará en la ciudad de México en octubre de 2014. / Tesis

El adobe es un material de construcción usado en el Perú desde la época prehispánica. A partir de esta herencia cultural, los peruanos han empleado este material tradicional para construir sus viviendas debido a su accesibilidad y su bajo costo. Sin embargo, el adobe es un material pesado, débil y frágil (Blondet y Villa García, 2004). Muchos pobladores practican la autoconstrucción de sus viviendas y muchos las construyen de dos pisos, sin utilizar ningún tipo de refuerzo. El Perú se ubica en una zona de alta actividad sísmica lo cual implica un riesgo constante para muchas personas, en especial para los pobladores en zonas rurales quienes habitan viviendas de adobe, pues estas construcciones en tierra tienen una alta vulnerabilidad sísmica lo cual ocasiona numerosas pérdidas humanas y daños materiales cada vez que ocurre un terremoto de gran magnitud (Blondet, 2018). Por tal motivo, el estudio sigue la línea de investigación iniciada en el Departamento Académico de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), por un grupo de profesores quienes, desde 1970, estudian refuerzos sísmicos viables y económicos que contribuyan a disminuir la vulnerabilidad sísmica de las viviendas de adobe en el Perú. En una reciente investigación, se comprobó la eficacia del refuerzo de malla de cuerdas en un módulo de adobe de un piso, sometido a cargas sísmicas en la mesa vibratoria de la PUCP, pues el refuerzo evitó el colapso de la estructura. Por tal motivo, en el documento se desarrolla el diseño de modelo de vivienda de adobe de dos pisos a escala reducida, con el propósito de estudiar la efectividad del sistema de refuerzo sísmico de malla de cuerdas en viviendas de adobe de dos pisos mediante ensayos de simulación sísmica.

Se ha elaborado la presente tesis que reúne la experiencia de 2 proyectos COPASAGTZ (Zegarra et al. 2003) y GETTY (Torrealva et al. 2005) ambos desarrollados en la PUCP con diferentes sistemas de reforzamiento, para la evaluación del comportamiento estructural durante estos ensayos de simulación sísmica en mesa vibradora. Para lo cual se analizaron parámetros sísmicos, así también se hace una evaluación de los daños observados al final de cada ensayo mediante patrones de grietas. Como consecuencia de algunos resultados obtenidos en el proyecto GETTY (incremento de resistencia en muros tarrajeados), se incorpora en una segunda parte de esta tesis la evaluación de 3 muros de adobe sometidos a carga lateral cíclica de los cuales los 2 primeros muros corresponden a la experiencia de un proyecto de tesis desarrollado en la PUCP (Madueño I. 2005), el tercer muro fue desarrollado para esta tesis. Para ello se evaluó la resistencia al corte y los patrones de grietas de los muros. / Tesis

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

Las construcciones históricas representan el legado de una nación debido a su gran importancia histórica y son generadoras de ingresos económicos por la actividad turística que atraen. En el Perú existe una gran cantidad de construcciones patrimoniales de mampostería de adobe. La fragilidad de este material y el elevado peligro sísmico en nuestro país hacen que la conservación y preservación es estas estructuras sean de gran importancia. Para ello es necesario conocer las propiedades mecánicas del material que compone su sistema estructural. La dificultad para obtener dichas propiedades radica en que las construcciones históricas no permiten que se ejecute intervenciones que dañen el patrimonio mediante ensayos destructivos. Por ello, los ensayos no destructivos y semi destructivos se adecúan a este tipo de estructuras. El ensayo de flat jack es un procedimiento semi destructivo que consiste en simular el ensayo de compresión simple en una sección de mampostería de la estructura. Es necesario retirar una porción de junta de mortero para insertar los flat jacks, que son planchas de acero soldadas, y poder suministrar presión mediante una bomba hidráulica. Las deformaciones en la sección a ensayarse son monitoreadas durante el ensayo. Con este ensayo es posible conocer el estado de tensiones de un área local de la estructura, el módulo de elasticidad y el coeficiente de Poisson de la mampostería de la estructura. El principal objetivo de esta tesis de investigación es conocer el comportamiento mecánico de construcciones de adobe. Para ello, se realiza una campaña experimental del ensayo de flat jack sobre dos muros de mampostería de adobe y ladrillo artesanal. Adicionalmente se obtuvieron las propiedades mecánicas de prismas de adobe y ladrillo artesanal mediante el ensayo a compresión simple con el objetivo de comparar resultados con los obtenidos por el ensayo de flat jack. Finalmente, se determinó el comportamiento mecánico del caso de estudio de la iglesia Virgen de la Asunción de Sacsamarca mediante el ensayo de flat jack. Los resultados obtenidos muestran que el ensayo de flat jack es adecuado para determinar las propiedades mecánicas de estructuras de adobe existentes. El daño generado por el ensayo en las junta de mortero fue temporal y fácilmente reparable rellenando las hendiduras con material de características similares al original. / Tesis