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Sismos en Perú (página 2)




Partes: 1, 2


En esta zona se registra el 21% de los movimientos telúricos. Fuera de estas dos zonas sólo se registran alrededor del 11% de los movimientos telúricos

  • Zonificación Sísmica Del Perú

Según la Norma Peruana E.030-97 de Diseño Sismorresistente, el territorio nacional se considera dividido en tres zonas, según se muestra en la figura.

La zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la distancia epicentral, así como en información geotectónica.

A cada zona se asigna un factor "Z" según se indica en la tabla. Este factor se interpreta como la aceleración máxima del terreno con una probabilidad de 10% de ser excedida en 50 años. El valor del factor "Z" está expresado en gals (g).

ZONA

FACTOR DE

ZONA (Z)

3

0.40

2

0.30

1

0.15

Factor de Zona

Fuente: Norma E-030 - NPE

 

Las descripciones de las zonas son como sigue:

Zona 1

-         Departamento de Loreto. Provincias de Ramón Castilla, Mainas, y Requena.

-         Departamento de Ucayali. Provincia de Purús.

-         Departamento de Madre de Dios. Provincia de Tahuamanú.

 

Zona 2

-         Departamento de Loreto. Provincias de Loreto, Alto Amazonas, y Ucayali.

-         Departamento de Amazonas. Todas las provincias.

-         Departamento de San Martín. Todas las provincias.

-         Departamento de Huánuco. Todas las provincias.

-         Departamento de Ucayali. Provincias de Coronel Portillo, Atalaya y Padre Abad.

-         Departamento de Cerro de Pasco. Todas las provincias.

-         Departamento de Junín. Todas las provincias.

-         Departamento de Huancavelica. Provincias de Acobamba, Angaraes, Churcampa, Tayacaja y Huancavelica.

-         Departamento de Ayacucho. Provincias de Sucre, Huamanga, Huanta y Vilcashuaman.

-         Departamento de Apurímac. Todas las provincias.

-         Departamento de Cusco. Todas las provincias.

-         Departamento de madre de Dios. Provincias de Tambo Pata y Manú.

-         Departamento de Puno. Todas las provincias.

 

Zona 3

-         Departamento de Tumbes. Todas las provincias.

-         Departamento de Piura. Todas las provincias.

-         Departamento de Cajamarca. Todas las provincias.

-         Departamento de Lambayeque. Todas las provincias.

-         Departamento de La Libertad. Todas las provincias.

-         Departamento de Ancash. Todas las provincias.

-         Departamento de Lima. Todas las provincias.

-         Provincia Constitucional del Callao.

-         Departamento de Ica. Todas las provincias.

-         Departamento de Huancavelica. Provincias de Castrovirreyna y Huaytará.

-         Departamento de Ayacucho. Provincias de Cangallo, Huanca, Lucanas, Víctor Fajardo, Parinacochas, Paucar del Sara Sara.

-         Departamento de La Arequipa. Todas las provincias.

-         Departamento de Moquegua. Todas las provincias.

-         Departamento de Tacna. Todas las provincias.

  • La Placa De Nazca

El problema de la costa occidental de América del Sur, se genera por el hecho de que es la zona donde se encuentra frontalmente la placa de Nazca, que se origina a unos 5000 Km hacia el oeste del Pacífico y la placa Americana que se extiende desde el centro del Atlántico hasta la costa occidental de Suramérica.

La sismicidad en esta zona muestra un patrón segmentado a lo largo del borde de colisión, dado que el proceso de subducción se produce con cierta inclinación, por ese motivo los sismos registrados en el océano son de 20-40 Km de profundidad y se van profundizando hasta llegar a la frontera de Brasil y Bolivia que alcanza unos 600-700 Km que es la máxima profundidad registrada.

Según la teoría de la tectónica de placas en las costas del Perú se encuentra la placa de Nazca con un espesor de 70 Km aproximadamente. La cual se mueve 5 cm/año, este movimiento acumula energía que al liberarse en forma brusca produce los sismos. En el Perú la placa de Nazca y la placa Continental se encuentran en frecuente rozamiento. El desplazamiento de la Placa de Nazca por debajo de la Placa Continental ocasiona una gran cantidad de energía que al liberarse origina los sismos.

  • Características Geomorfológicas De La Ciudad De Ica

Tener un conocimiento claro de las condiciones locales del suelo de la ciudad de Ica es importante porque tiene relación con la distribución de daños observados en las edificaciones debidas a eventos sísmicos.

1.4.1. Características Geológicas :

La ciudad de Ica está constituida por unidades lito-estratigráficas, con un rango vertical comprendido entre el Precambriano y el Cuaternario, separados por discordancias como efectos de sucesivos procesos tectónicos; siendo las rocas precuaternarias las que conforman la estribación occidental de la Cordillera de los Andes y afloramientos aislados de intrusivos representan el sector denominado Cordillera de la Costa. Por otro lado las formaciones cuaternarias conforman la planicie aluvial costera, conjuntamente con el recubrimiento eólico, reconocido en toda la longitud del valle.

1.4.2. Características Geotécnicas

Se diferenciaron 3 zonas:

Zona A: Está conformada superficialmente por terrenos de cultivo de naturaleza limosa color beige claro, en estado semicompacto y poco húmedo. Esta zona no presenta una estratigrafía uniforme, muy por el contrario, es bastante errática; sin embargo, el predominio de suelos finos es notorio.  Los lugares que conforman esta zona son: Urbanización Saraja, Los Juares, Santa Rosa, Comatrana, Santo Domingo y lugares como la Ciudad Universitaria, Cachiche, Mercado Mayorista, Estadio José Picasso y Hospital Regional. Es decir, el oeste y sur-oeste de la ciudad.

Zona B: En esta zona existen depósitos cuaternarios aluviales de naturaleza predominantemente granular. Se trata de depósitos de arenas pobremente graduadas de grano fino a medio y redondeado. Esta zona está conformada por el cercado de Ica, Urbanizaciones: Santa María, San Isidro Santa Anita, Manzanilla, Lúren Y lugares como el Cementerio viejo, Parque Ferial y el IPD.

Zona C: Está constituida por arenas pobremente graduadas de color beige amarillento, tamaño fino, ligera humedad, estado poco denso a suelto. Éstos suelos son de origen eólico Las zonas involucradas son: Conjunto Habitacional La Angostura I, II y III etapa, residencial La Angostura, AA.HH Señor de Lúren, San Martín de Porres, urbanización La Rinconada y parte de las urbanizaciones Santa María, San Joaquín, Cooperativa de Vivienda Nueva Esperanza y AA.HH Señor de los Milagros y Santa Rosa de Lima. El área involucrada es el norte y el extremo oeste de Ica.

1.4.3. Evaluación De Zonas Críticas

Depósitos Eólicos

La presencia de arenas eólicas en acumulaciones importantes en forma de dunas o médanos, constituyen los depósitos de suelos de mayor y especial atención, debido a los problemas geotécnicos que pueden involucrar. Esta zona corresponde a la zona III de la distribución de suelos.

Suelos Colapsables

Los suelos de baja densidad, estado poco húmedo y de naturaleza granular preferentemente, poseen un potencial de colapso que debe evaluarse y considerarse. De los estudios de mecánica de suelos recopilados de la zona II, se obtiene que el potencial de colapso varia de 2 a 6% en promedio, considerándose a éstos suelos de naturaleza colapsable en grado problemático a moderado.

 

1.4.4. Características Dinámicas

De acuerdo con la distribución del período predominante horizontal promedio, se pueden identificar 3 zonas. Los períodos de vibración más bajos corresponden a las zonas aledañas al río Ica y al cercado de la ciudad, correspondiendo con la zona II de la distribución de suelos. Los períodos de vibración más altos se ubican en la zona periférica de la ciudad, coincidiendo con la zona III. Los períodos de vibración de 0.30-0.40 segundos corresponden a la zona I. Existen algunos puntos con valores que se escapan a los rangos dados para las zonas identificadas, los cuales obedecen a variaciones puntuales como consecuencia de la estratificación errática de los suelos.

  • Características de zonas antisísmicas

Arquitectura antisísmica: Los movimientos sísmicos son terremotos que causan grandes daños a las estructuras. Tras la destrucción de muchos varios europeos en el siglo XVIII fue cuando se empezó a trabajar en formas para evitar estas catástrofes. A consecuencia de esto surgieron las bases para la creación de la Arquitectura antisísmica, que consistía en hacer los edificios lo bastantes resistentes como para soportar grandes movimientos sísmicos, sin que se afecte su estructura ni lleguen a colapsar. Disposiciones urbanísticas y normas constructivas fueron algunas de las primeras teorías de la arquitectura antisísmica; El espacio libre entre las construcciones, el cálculo de la altura de los edificios (superficie y su profundidad), piezas y materiales. En el siglo XX, a consecuencia de los violentos terremotos de San Francisco (1906), Messina (1908) y Tokio (1923), surge un gran avance en este tipo de arquitectura.

La arquitectura antisísmica japonesa, fue la primera en integrarse en este tipo de construcciones a mediados del siglo XX debido al alto riesgo sísmico del país. Es con el arquitecto Frank Lloyd Wright, diseñador y constructor del Hotel Imperial, que se pone en manifiesto la importancia de la arquitectura antisísmica. Este hotel de estructura reforzada con cemento armado, perfil discontinuo y estratificación de los cimientos lo convirtieron en el edificio más seguro que el resto de los construidos en Japón esa época. Existen una serie de normativas para las edificaciones antisísmicas para las regiones mas vulnerables en cuanto a terremotos se refiere. Algunas de estas son: Relaciones precisas entre planta y alzado, materiales de menor peso a medida que se aumenta la altura, estructura simétrica y presentar la menor cantidad posible de protuberancias, realizarse los debidos cálculos para crear cubiertas y pavimentos horizontales, emplearse materiales de construcción y módulos base de la estructura que hayan superado pruebas de resistencia a las fuerzas de tracción y compresión, como el cemento armado y el acero. En cuanto al emplazamiento, el suelo debe ser sólido y estable, nunca deberá construirse en una zona inestable o pantanosa.

CAPITULO 2

2. MATERIALES ANTISÍSMICOS

  • Construcción con adobes

La construcción con adobes presenta la ventaja de su similitud formal, constructiva y estética con el ladrillo de campo cocido. En caso de disponer de mucha mano de obra, especializada o no, esta técnica es muy adecuada en función de los procesos de fabricación que permiten la integración de gran cantidad de personas durante el pisado y moldeado aunque se debe tener en cuenta aquí es el control durante la producción para minimizar la variación de las dimensiones y la forma irregular de las piezas. Los muros de adobes presentan muy buenas condiciones de aislamiento acústico y térmico debido a las características del material y los espesores utilizados.

Las desventajas de esta técnica están en función del propio proceso de fabricación que puede resultar lento ya que se requieren dos o tres semanas para poder utilizar las piezas en caso de que la producción se haga en obra. El proceso también depende de las áreas de pisado, secado y acopio, que comandarán la continuidad de producción mientras se espera por el secado de las piezas anteriores. Por lo tanto, esta técnica requiere cierta previsión de infraestructura para contar con superficies horizontales y limpias, y zonas protegidas para evitar que el agua de lluvia afecte a la producción.

Las fallas comunes en las construcciones con adobes pueden ser reducidas mediante los controles de la tierra y los estabilizantes utilizados, el dimensionado adecuado de las piezas y los muros, el dimensionado adecuado de la estructura, tanto de la cimentación como del muro portante, o las vigas y pilares y la protección frente a la lluvia y a la humedad natural del terreno. Tanto las ventajas o desventajas se deben tener en cuenta como datos de la realidad pero las condicionantes propias de la obra serán las que determinen la viabilidad o no de los procesos.

  • Construcciones con bambú

Más liviano que el acero, pero cinco veces más fuerte que el concreto, el bambú es oriundo en casi todos los continentes, excepto en Europa y la Antártida. De acuerdo con las últimas tendencias arquitectónicas, las construcciones con esa planta son lo que viene. Por resistencia, liviandad y capacidad de ahorro de energía.

Propiedades especiales

Ligeros, flexibles; gran variedad de construcciones

Aspectos económicos

Bajo costo

Estabilidad

Baja a mediana

Capacitación requerida

Mano de obra tradicional para construcciones de bambú

Equipamiento requerido

Herramientas para cortar y partir bambú

Resistencia sísmica

Buena

Resistencia a huracanes

Baja

Resistencia a la lluvia

Baja

Resistencia a los insectos

Baja

Idoneidad climática

Climas cálidos y húmedos

Grado de experiencia

Tradicional

  • Uso en la construcción:

La guafa [Guadua angustifolia] puede conformar un alto porcentaje del material para la construcción de una vivienda: Rolliza: puede servir como estructura al ser usada de manera completa. Abierta: pisos, paredes, cubiertas, puertas, ventanas, recubrimientos, etc. El material que complementa eficazmente es la madera y el clavo, materiales accesibles prácticamente para todo el mundo. Aunque principalmente el empleo de estos materiales está dirigido a la autoconstrucción, puede ser obtenido mediante procesos artesanales y semi industriales, utilizando herramientas cada vez más complejas y personal de planta. Aunque la herramienta fundamental para su procesamiento como material de construcción es el hacha y el machete. La conformación de entramados o bastidores de madera, forrados por ambos lados con tablones de caña picada con clavos y alambre, unidos entre sí y asegurados con clavos, pletinas o pernos, caracterizan un sistema de construcción. Estos paneles, una vez recubiertos, pueden llevar empotradas las instalaciones eléctricas, sanitarias u otros accesorios funcionales de construcción, así como acabados sobre superficies [mármol, vinil,etc.]. El sistema permite la ejecución por fases o habilitación progresiva, donde el usuario o beneficiario puede continuar o completar su vivienda. Frente a una mentalidad mercantilista, este sistema de construcción enfrenta serios inconvenientes. Sin embargo ¿es posible asegurar la edificación?, ¿es realmente inmune a los incendios, a los sismos, a la humedad?, ¿es una construcción de alto riesgo? Entre otras, estas interrogantes pueden ser rebatidas con singular entusiasmo, siendo el resultado el mismo para una persona de escasos recursos económicos, cuyo jornal inclusive no está seguro ya partir de ello deducir lo demás. Es necesario pensar en el bambú como alternativa de construcción y en la infinidad de usos que puede darse a este material que el enumerarlos, sería motivo de varios artículos.

  • Construcción con "ladrillos" tipo lego

Interesante producto de una fabrica española de materiales de construcción, tiene como característica principal, la resistencia ante movimientos sísmicos o generados mediante explosiones.

Estos ladrillos tienen un sistema de encastres (acoplamientos) horizontales y verticales y chaflán por todo el perímetro de la pieza. Los encastres horizontales y verticales se forman en el proceso de tribocompresión (compresión bilateral), formando muros y paredes como de un "lego", siendo así mas resistentes a los ladrillos comunes.Examinemos un poco más las características de este tipo de ladrillo:

Dos caras, la mediana (larga) y la pequeña (corta) son lizas - las que forman la esquina de la fachada. La superficie cilíndrica de la esquina perfilada está "hundida" en la esquina del ladrillo a una profundidad de unos 5 mm y tiene un radio de los 30 mm. En todas sus características y dimensiones es el mismo ladrillo antisísmico interior.

  • Pintura antisísmica

Pero la ingeniería continua avanzando y diariamente incorpora a su quehacer profesional nuevas técnicas y materiales que hacen menos vulnerables las estructuras a los efectos de los sismos. Es así como, de investigaciones tan distantes como la seguridad y los blindajes personales que buscan proteger a los defensores de la ley, a surgido la llamada pintura antisísmica, un revestimiento que, en principio, ofrece dar una mayor resistencia a los edificios que pueden ser blanco de los ataques terroristas.El laboratorio de investigaciones de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos informo recientemente de los avances logrados con nuevo recubrimiento llamado PAXCONT. De acuerdo con el laboratorio norteamericano una capa de pintura de un octavo de pulgada de dicho producto, permitió a un muro construido con bloques de cemento y arena comprimida (tabicón) soportar sin desintegrase, la detonación en uno de sus frentes de una carga de dinamita de 500 kilogramos.

Sin duda la prueba fue espectacular, y lo fue más cuando otro muro de las mismas características, no protegido con el producto, y sometido a la misma prueba, quedo destrozado. No obstante estas noticias tan sorprendentes no aportan nada en si mismas, ya que se omitieron elementos de juicio tales como las características precisas del muro, del tabicón o del mortero usado en las junturas y las propiedades mecánicas del muro que no soporto la prueba. Gran parte de este silencio, quizá se deba, a que se trata de un producto de aplicaciones militares que puede ser clave, en los momentos en que Estados Unidos vive una "Guerra contra el Terrorismo".Sin embargo para la ingeniería lo verdaderamente interesante es el principio en sí.

Para comprender mejor la idea básica en el que se fundamenta este recubrimiento es necesario analizar como están hechos los llamados cristales a prueba de impactos o a prueba de balas. Recordemos que para obtener un cristal resistente a los impactos, se le debe someter a un proceso de templado, no obstante esto no lo hace un vidrio de seguridad. Lo que logra que un cristal soporte las agresiones directas y hasta algunos impactos de bala, son la películas de seguridad que se le incorporan.

Pero ¿qué puede hacer por la ingeniería antisísmica una pintura que aumenta la capacidad de la mampostería a los impactos de las explosiones terroristas?La resina epóxica sirve desde el punto de vista de impedir que el acero de refuerzo sea atacado por la intemperie, se oxide, y pierda las propiedades que el refuerzo a la tensión proporciona al elemento. Pero desde el punto de vista de la integridad, la inyección solo le retorna la capacidad del concreto a la compresión en un elemento que obviamente al fisurarse fue sometido a esfuerzos de torsión, flexión o cortante.Lo más grave de esto es que si el edificio vuelve a ser sometido a tal esfuerzo (por otro sismo) existe la alta probabilidad de que el daño se repita, pues la resina solo esta trabajando a la compresión y de ninguna manera le ha otorgado otras cualidades al elemento reparado para soportar esfuerzos diferentes.Pero si este elemento estuviera cubierto por una resina epóxica que debido a su baja viscosidad (mucho menor a la del agua) penetrara hasta los poros más finos del concreto obtendríamos que esta "pintura" dota al elemento de una nueva propiedad que le permitiría, como sucede con los cristales antibalas de cualidades para repartir las cargas de manera uniforme. En este caso el esfuerzo de cortante o flexión no se aplicaría puntualmente sino de manera uniforme en la longitud del elemento.De cualquier forma estamos hablando de mejorar las cualidades y no de multiplicarlas. Ante un esfuerzo severo del orden de toneladas esta película cederá, al igual que un cristal antibalas solo soporta unos pocos impactos. Pero abonemos algo a favor de esta pintura y la de las nuevas marcas mejoradas que pronto arribaran al mercado. En muchos casos durante el terremoto de 1985 los edificios cedieron en los últimos segundos. En otras palabras si el sismo hubiera durado un poco menos o el edificio hubiera resistido un poco más se hubieran salvado muchas vidas.

De que esta hecha?

Por supuesto que se trata de patentes bien protegidas, pero no es difícil especular sobre los materiales que componen esta pintura. Aunque Line X la propietaria de la marca PAXCON menciona solo polímeros elastoméricos, una gama muy amplia en la química industrial, podemos adivinar que existe una buena dosis de resina epóxica como la empleada en la base de muchos pegamentos. Este tipo de "epoxis" de muy baja viscosidad pueden penetrar en fisuras de grosor capilar y poros imperceptibles a la vista, que es lo que les da su conocido poder aglutinante. Por otro lado se habla de una fuerte dosis de fibras sintéticas tipo kevlar de muy alta resistencia que unidas por la resina darían algo similar a una super fibra de vidrio, un material compuesto utilizado en blindajes personales y en las carrocerías de jeeps militares como el HUMVEE.Bajo esta óptica y de tener buenas ventas como todo parece asegurar en el clima de paranoia que viven los Estados Unidos podemos advertir la llegada de materiales con cualidades aún superiores.

CAPITULO 3

ESTRUCTURA ANTISÍSMICA

  • Criterios Geométricos a considerar en la Construcción de una Casa Antisísmica

  • Método Cremona

Actualmente, los métodos de cálculo de esfuerzos en estructuras de cubiertas que podríamos llamar clásicos, han sido casi totalmente desplazados por los diferentes programas de cálculo por ordenador y que son aplicables para las estructuras trianguladas, planas y espaciales.

Sin embargo, estos programas pueden llegar a ser extremadamente complicados en cuanto a la elección de las diferentes alternativas tanto de diseño como de cálculo.

La clasificación de los métodos de cálculo se puede realizar en función de la forma de resolución de las tensiones en las diferente barras en:

Entre los segundos, el método más utilizado es el de Cremona, desarrollado por Clerk Maxwell (1830-1879), con la presentación de un diagrama de fuerzas internas para cerchas, que combinaba en una sola figura todos los polígonos de fuerzas. Este diagrama fue extendido por Cremona, conociéndose actualmente este método de cálculo como diagrama de Maxwell-Cremona, simplemente Cremona, o método de las figuras recíprocas.

En general los programas informáticos se han decantado por la resolución analítica para la determinación de dichos esfuerzos, quizá motivados por la falta de potencia en el diseño gráfico, cayendo estos en desuso. Sin embargo el método gráfico de Cremona es de fácil aplicación cuando se dispone de un entorno de diseño asistido por ordenador (CAD).

  • Cercha plana

Las cerchas planas se pueden definir como estructuras de esqueleto formado por barras unidas en sus extremos denominándose estos puntos de unión como nudos. Dichas estructuras cumplen las siguientes condiciones:

  • Todas las barras están contenidas en el mismo plano.

  • Todas las acciones exteriores están asimismo contenidas en el mismo plano de la estructura.

  • Las acciones y reacciones se aplican en los nudos.

  • Todos los nudos son articulaciones perfectas.

Por lo general las barras de este tipo de estructuras trabajan a tracción o a compresión, siendo las configuraciones más utilizadas para su utilización como cubiertas de naves agrícolas e industriales. El cálculo de los esfuerzos internos, una vez conocidas las fuerzas exteriores, se puede realizar mediante diferentes métodos analíticos o gráficos, y según la forma de seccionado de las diferentes barras, resumidos en la siguiente tabla:

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  • El método de resolución gráfica de Cremona

El método de Cremona se basa en la construcción de polígonos de fuerzas en cada nudo de la estructura. Así, cuando en un nudo concurren varias fuerzas, de entre las cuales se desconocen dos de ellas y son consecutivas en posición, se puede construir el polígono de fuerzas para la determinación de las fuerzas desconocidas, figura 2 (más abajo)

Para la aplicación del método de Cremona se siguen las siguientes convenciones:

  • El análisis del equilibrio en cada nudo se realiza de izquierda a derecha, procurando que en los nudos no concurran más de tres barras, y que por lo menos sean desconocidas solo los esfuerzos en dos de ellas.

  • En cada nudo la composición de fuerzas se realiza en sentido horario.

  • Las fuerzas en equilibrio en cada nudo tienen su sentido indicado por flechas en el polígono de fuerzas, las cuales son trasladadas al nudo del esquema de la estructura, donde se adopta la siguiente convención: en la barra correspondiente, si la flecha se dirige hacia el nudo de cada extremidad, se considera la barra en compresión, y a tracción en caso contrario.

Se pasa a analizar el siguiente nudo al estudiado, invirtiéndose el sentido de la flecha en la barra que se dirige a este nudo, indicándolo con doble flecha.

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Normalmente se superponen los sucesivos polígonos de fuerzas hasta completar el polígono completo de fuerzas interiores. Se inicia la resolución mediante la creación del polígono de fuerzas exteriores (acciones y reacciones). Si este polígono es cerrado, la condición de equilibrio se cumple para mencionadas fuerzas y a partir de este, se determinan los esfuerzos axiales en las diferentes barras mediante el trazado de paralelas a las diferentes barras.

  • Centro de gravedad.

La ubicación del centro de gravedad o centro de masas es de suma importancia al momento de construir o diseñar estructuras que requieran cierta estabilidad como requisito, a través de este criterio se pueden explicar algunas cosas enigmáticas de las estructuras, como por ejemplo la razón por la cual la Torre de Pisa a pesar de su inclinación no cae.

El centro de gravedad es el punto de aplicación de la fuerza del peso en un cuerpo, y que es siempre el mismo, sea cual sea la posición del cuerpo.

Para determinar el centro de gravedad hay que tener en cuenta que toda partícula de un cuerpo situada cerca de la superficie terrestre está sometida a la acción de una fuerza, dirigida verticalmente hacia el centro de la Tierra, llamada fuerza gravitatoria. Cuando se trata de cuerpos de dimensiones muy pequeñas frente a la Tierra, se puede admitir que las fuerzas gravitatorias que actúan sobre las distintas partículas del cuerpo son paralelas y de módulo constante. Por tanto, se puede calcular la posición del centro de gravedad hallando la recta de acción de la resultante de esas fuerzas. Si el cuerpo es homogéneo, el centro de gravedad coincide con su centro geométrico.

Además para que la estructuras se mantenga estable el centro de gravedad de la parte superior debe estar contenida dentro del plano de la base y en el mejor de los casos coincidir con el centro de gravedad de la base, asegurando así su estabilidad, esta es la razón por la cual la Torre de Pisa no cae, el centro de gravedad del plano superior esta contenido sobre el plano de la base.

  • Uso de arcos y formas circulares (cerradas) para la división de fuerzas.

Otro criterio geométrico relacionado con la repartición de las fuerzas es la utilización de arcos. Este criterio fue utilizado por los antiguos romanos en la construcción del "Anfiteatro Flavio" mejor conocido como el coloso romano, hoy una maravilla de mundo moderno, pero el coloso también es una maravilla de la ingeniería y unas de sus innovaciones es el uso de arcos para poder distribuir el peso que recaía sobre cada nivel.

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El efecto que causa la curvatura es repartir equitativamente el peso de la parte superior a través de sus columnas, de tal manera que se redujera el material de construcción y logrando mantener estable la estructura, pudiendo así edificar más niveles superiores. La figura ilustra lo explicado.

Las construcciones circulares también son de gran importancia en la estabilidad de una estructura. Citando otra vez el anfiteatro se nota que tiene la forma de dos teatros griegos antiguos. Lo más importante es que conserva una forma ovoide, vista desde arriba, la cual genera un ciclo de equilibrio de fuerzas. Mejor dicho la sumatoria de las fuerzas de contacto, acción y reacción, entre las partes compactas del anfiteatro es igual a cero. En conclusión la forma circular del anfiteatro permite el equilibrio de las fuerzas de contacto en toda la estructura. La figura ilustra lo explicado.

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  • Diseño de una casa antisísmica utilizando los criterios geometricos de construcción.

  • Diseño del armazón del techo utilizando Cremona

En este diseño tenemos que considerar que la casa sólo tendrá un piso, lo cual reduce el peso que soportará el techo, ya sea por fenómenos naturales (lluvia, nieve, etc.) o por los materiales que se utilizarán para finalizar su construcción.

El modelo que consideramos conveniente en este diseño es el modelo inglés, con la variación de un punto de soporte en el centro de la estructura triangular lo que lo asemeja al modelo español.

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Hemos visto conveniente utilizar un techo en forma triangular, ya que esta forma reparte mejor las masas de agua o nieve utilizando la fuerza de la gravedad.

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El uso del método Cremona para reforzar la estructura a través de formas triangulares es fundamental en nuestro diseño, ya que le brinda la estabilidad requerida a la estructura, esto se pone en evidencia haciendo un análisis de las fuerzas que actúan sobre el techo.

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  • Uso de formas circulares en las conexiones delas paredes.

En el normal de construcciones en lo que a viviendas se refiere (en forma rectangular) las esquinas de las habitaciones que conforman la cas terminan en punta o mejor dicho están caracterizados por formar un ángulo recto.

Pero las fuerzas, que actuarían durante un sismo, ubicadas en el punto de encuentro de las paredes no estas equilibradas del todo. La figura ilustra lo dicho.

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En cambio lo que proponemos es utilizar esquinas curvas, que darán una forma y estética moderna a la vivienda, además de que la forma curva reparte las fuerzas de manera equitativa haciendo que estas se repelan y se logre así la estabilidad de la estructura. La figura ilustra lo dicho.

Estos criterios geométricos, los más importantes, son los que hemos considerado convenientes en el diseño de nuestro modelo de casa antisísmica, pero cabe resaltar otros aspectos como el de espacios cerrados que aseguren una zona, la distribución de las salidas en la casa.

 

 

 

Autor:

Luis Miguel Munayco Candela


Partes: 1, 2


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