Hormigón translucido

Marcelo Oropeza

El arquitecto húngaro Aron Losonczi, ganador del Premio Alemán RedDot Design desarrolló un producto muy original. Se trata de los ladrillos de hormigón Litracon (Light Transmitance Concrete) que tiene una particularidad que no pasa desapercibida: son translucidos!

Silueta visible a través de los ladrillos Litracon (fuente: http://www.litracon.hu/images/content/highres/Stockholmwall01_HR.jpg)

Estos ladrillos logran tales características siendo una combinación de fibras ópticas y concreto fino. Así, una prefabricación de bloques y paneles es posible. Debido a las pequeñas dimensiones de las fibras, estas ocupan el lugar de los agregados obteniendo como resultado un material mixto y homogéneo compuesto de vidrio y concreto.

La composición de estos ladrillos según su ficha técnica es de 96% de concreto y 4% de fibra óptica, con lo cual alcanzan una densidad de 2100 y 2400 kg/m3. La resistencia es comparable a la de ladrillos frabricados con concreto, con 50MPa en compresión y 7MPa en tracción inducida por la flexión.

Este producto sería sumamente interesante por sus características estructurales si fuese por tu excesivamente elevado precio. Efectivamente, el precio es aún más impresionante que sus capacidades translucidas, el cual oscila entre 800 y 3000 €/m2! Quizás con el tiempo el precio se haga más accesible.

Vulnerabilidad sísmica de las estructuras mixtas hormigón-mampostería

Marcelo Oropeza

En nuestro país, una mayoría de las casas y edificios de habitación en las zonas urbanas y aledañas son corrientemente realizadas en pórticos en hormigón armado con muros en mampostería no armada. Las razones de esta tradición de construcción son diversas y probablemente la más influyente sea el costo. Efectivamente, el hormigón armado es un material que tiene un precio elevado por los costos de fabricación tanto del cemento como del acero de armaduras, mientras que el precio de la mano de obra es más accesible. Sin embargo, las investigaciones realizadas en varios países del mundo, muestran que la vulnerabilidad sísmica de dichas estructuras es significativa.

La percepción de riesgo por parte de la población y las ramas profesionales de la construcción parece no ser muy sensible a esta situación, ya que las tradiciones de construcción no han cambiado mucho en los últimos años. Por una parte, el atraso de normas de construcción que tengan directivas claras y estén adaptadas a la realidad del país, constituyen uno de los problemas principales. Esto, sin contar con el hecho de que todo cambio engendra, primeramente, una cierta reticencia de las ramas profesionales al momento de aplicarlas y más aún si los cambios propuestos son consecuentes.

Felizmente, una opción que no modifica mucho las tradiciones actuales ni los costos de construcción existe. Se trata de la mampostería confinada. El aspecto externo de una estructura en mampostería confinada es muy similar a otra construida de manera clásica (estructura mixtas hormigón-mampostería). Sin embargo, la diferencia radica principalmente en tres aspectos:

• Una concepción estructural clara y simple.
• Reglas fáciles de aplicar para vigilar la correcta ejecución de la obra.
• Construir primero los muros en mampostería y solamente después hacer el vaciado de hormigón armado.

Estructuras en mampostería confinada en América Latina (Fuente: http://www.scielo.org.ve/scielo.php?pid=S0376-723X2004000200003&script=sci_arttext)

Una buena concepción estructural es probablemente la etapa más importante. Una concepción correcta y coherente permite un buen comportamiento sísmico. De manera similar, la vigilancia de la obra es también importante, de manera a aplicar correctamente la concepción realizada previamente. El tercer aspecto es probablemente donde se necesitan más explicaciones.

Qué problemas trae el hecho de construir de manera tradicional (primero los pórticos y luego los muros en mampostería)? La mampostería no es considerada entre los mejores materiales del punto de vista sísmico. Su comportamiento es complejo y menos dúctil que el del hormigón armado. Además, que siendo material de “relleno” en los pórticos de hormigón armado, las cargas que soporta son mínimas. Efectivamente, las cargas son principalmente transmitidas a través de los pórticos, lo que reduce considerablemente la resistencia de la mampostería a las cargas laterales. En otras palabras, estamos en presencia de un muro poco resistente. Eso explica los daños sísmicos típicos de este tipo de estructuras: los muros en mampostería tienden a desmoronarse. Si los pórticos están bien dimensionados, los daños no conciernen la estructura, sin embargo el costo de los daños engendrados sobre el mobiliario y otros es consiredable, sin contar de los riesgos humanos.

Daños típicos en una estructura en pórticos en hormigón armado y muros en mampostería construidos de manera tradicional. (Fuente: Marcelo Oropeza, durante la misión a L'Aquila (Italia) auspiciada por la SGEB).

Qué se gana colocando primero el muro en ladrillo y luego vaciar el hormigón? El comportamiento estructural es completamente diferente. Los muros en mampostería transmiten cargas mayores a las del caso tradicional. Aun si los muros en mampostería y el hormigón armado tienen un comportamiento diferente, este tipo de ejecución garantiza que ambos “trabajen” juntos. Es decir, los muros son mas resistentes y el hormigón juega un rol de protección con respecto a la mampostería. El resultado es una estructura más dúctil y mejor adaptada a las solicitaciones sísmicas. Otro aspecto importante es que el costo suplementario de este tipo de ejecución es bajo, ya que las cantidades de material necesarias son muy similares a las de una construcción tradicional.

Las virtudes de la mampostería confinada han sido confirmadas por muchos ensayos alrededor del mundo. En América Latina, países vecinos como Perú y Colombia han lanzado programas de investigación en este campo, dado que se encuentran en zonas sísmicamente más solicitadas que nuestro país. Este programa incluye experimentos para la caracterización del comportamiento de dicho método constructivo, así como las bases de cálculo para los ingenieros. Conscientes de que en la práctica muchas construcciones se hacen sin más conocimientos que la experiencia empírica de los propietarios o los albañiles, dos manuales particularmente dirigidos a la aplicación de los principios constructivos de la mampostería armada han sido redactados:

• Manual de construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistente de viviendas en mampostería - Colombia (PDF 9.2Mb)
• Construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería - Perú (PDF 5.9Mb).

En otras palabras, estos manuales son de lenguaje accesible, muy didácticos y tienen ejemplos muy claros de la correcta ejecución en la obra.

Bolivia y los terremotos

Marcelo Oropeza

Los terremotos son fenómenos naturales ocasionados por la liberación brusca de la energía acumulada por la actividad de las placas terrestres. Como muchos otros lugares en el mundo, Bolivia presenta un riesgo moderado

(Fuente: http://www.acm.org/crossroads/wikifiles/13-3-S/gfx/global_seismic_hazard.jpg)

Los terremotos son fenómenos complejos cuya predicción es todavía incierta. En el campo de la ingeniería antisísmica, los sismos son usualmente considerados como una energía. Una estructura antisísmica es una estructura que pudiendo soportar la acción de fuerzas causadas por sismos frecuentes. La importancia de estas fuerzas es definida por las normas de diseño y construcción locales.

Considerando que terremotos de mediana intensidad son probables: ¿las construcciones en Bolivia están preparadas para un evento sísmico? ¿Las tipologías de la construcción boliviana son aptas a disipar la energía proveniente de un sismo?

El 6 de abril 2009, la region del Abruzzo, Italia (ver mapa extraido de google maps)

fue afectada por un sismo de magnitud Mw=6.3 (en la escala de magnitud de momento) que corresponde a aproximadamente 5.8 en la escala de Richter cuyo epicentro se situó en la capital de la región, la Aquila, y causó numerosas muertes, heridos e importantes pérdidas materiales.

A modo de comparación, el terremoto de Aiquile del 22 de mayo de 1998 tuvo una magnitud Mw=6.6 o 6.8 en la escala de Richter (ver The 1998 Aiquile, Bolivia earthquake: A seismically active fault revealed with InSAR y Local soil conditions and earthquake damage in the town of Aiquile - Bolivia para más información).

Hasta hace pocas semanas, la movilización de medios y de personas en Aquila era aún consecuente. Durante una visita a esta región, una tipología resalta por sobre todas las otras: las estructuras en pórticos con muros en mampostería. Durante la misión suiza del 31.08.09 al 04.09.09, se observó que justamente esta tipología es una de las más afectadas. Los daños en muros no estructurales (mampostería) son muy comunes y, en algunos casos, serios daños estructurales son también observables.

En Bolivia estas estructuras son también muy frecuentes por razones de costo y de tradición. Durante la visita a Aquila, las estructuras en pórticos presentan niveles de daño diversos, relacionados especialmente a:

- la fecha de diseño y construcción (normas y conocimientos de dimensionamiento sísmico);

- la calidad de los materiales (calidad del hormigón y armaduras) y;

- la aplicación correcta de las reglas de construcción en la obra (por ejemplo: manera de colocar los estribos y su cantidad).

Varias preguntas aparecen:

- ¿las estructuras en pórtico pueden ser mejoradas fácilmente?

Las mejoras suelen ser relativamente simples a implementar. El control de una buena calidad del hormigón y sobre todo la utilización de aceros de armadura corrugadas teniendo cuidado de vigilar los empalmes y una cantidad suficiente de estribos y de una correcta ejecución son detalles simples y sin embargo primordiales. Concretamente, la mampostería confinada (confined masonry) es una técnica muy similar a las de los pórticos que se realizan actualmente. La diferencia viene sobre todo del orden en el que las tareas son ejecutadas: primero los muros en mampostería y luego las columnas en hormigón. La meta consiste en utilizar los muros como elementos portantes y que el hormigón forme los elementos (vigas y columnas de los pórticos) de manera a crear un apoyo lateral a los muros de mampostería.

- ¿Estas mejoras son económicamente realizables en Bolivia?

Sin duda, si. El costo suplementario viene las verificaciones que el ingeniero debe realizar y sobre todo de un esfuerzo suplementario en la obra misma para que esos conceptos sean aplicados correctamente. El costo engendrado por el eventual aumento del material es frecuentemente bajo.

- ¿Que mejoras son propuestas en otros países?

Las investigaciones en el área de prevención sísmica proponen diferentes tipos de soluciones. En Suiza, los muros en hormigón armado, considerando los criterios constructivos de las normas en vigor, son utilizados de manera corriente. En Bolivia este tipo de construcción incrementaría el precio de la obra de una manera importante. Por ejemplo, la cantidad de hormigón y de acero de armaduras serán mas importantes que en las construcciones habituales.

Por otro lado, las estructuras en pórtico no son necesariamente malas desde el punto de vista sísmico. Considerando ciertas reglas, un comportamiento dúctil puede ser correctamente desarrollado. En ese sentido, existen documentos en español que tratan ciertas consideraciones constructivas de las estructuras sismo-resistentes en “mampostería confinada” de manera simple, como por ejemplo Manual de construcción, evaluación y rehabilitación sismo resistente de viviendas en mampostería - Colombia (PDF 9.2Mb) y Construcción y mantenimiento de viviendas de albañilería - Perú (PDF 5.9Mb).

Vale la pena remarcar que las medidas necesarias para obtener estructuras antisísmicas son relativamente simples. La situación se complica considerablemente en el caso de las estructuras existentes, donde toda modificación estructural engendra costos, periodos en los que la estructura no puede ser utilizada (una casa o edificio que debe ser parcial o totalmente desocupada por motivos de modificaciones estructurales). Para evitar al máximo intervenciones económicamente injustificadas y para garantizar un nivel de seguridad mínimo, métodos de evaluación más o menos complejos y precisos son propuestos por la comunidad científica.

¿Qué daños puedes esperarse con un temblor de mediana intensidad de Bolivia?

Es una pregunta difícil de responder directamente. Muchos factores entran en juego, como la repartición de las tipologías más vulnerables sobre el territorio, los efectos locales (suelos), la distancia del epicentro, etc. sin nombrar el hecho de que se trata de estructuras existentes. Sin duda, una difusión amplia de los conocimientos en estructuras sismo-resistentes y la experiencia de los ingenieros locales podrán dar pautas sobre la vulnerabilidad actual en Bolivia.

Nuevo Editor en la sección de Ing. Civil

Marcelo Oropeza (MSC Ing. Civil/ Lausana Suiza)

Facebook, Twitter, MSN son plataformas virtuales muy conocidas y utilizadas tanto en Bolivia como en el mundo. Pero internet no se resume solamente a poder consultar y expresar opiniones a modo de pasatiempo. Internet es más que nunca una herramienta indispensable de acceso a una vasta cantidad de información profesional. Uno de los grandes problemas en Bolivia es el acceso a una información reciente y de calidad y es justamente ahí que internet juega un rol muy importante.

La costumbre y la frecuencia de utilización de internet en Bolivia se desarrollan poco a poco y una de las maneras de impulsarlas es el uso de una plataforma como la de BNP. En Ing. civil así como en las otras ramas de la ingeniería, poder compartir información técnica, encontrar soluciones a problemas específicos de la profesión, transmitir anuncios de eventos que aseguren la formación continua de los ingenieros, aportan un grano de arena más hacía una red dinámica, útil y en español.

Aún si el español es una de las lenguas mas habladas en el mundo, su presencia en internet está aún lejos de la supremacía del inglés. Este problema crea un obstáculo suplementario en la búsqueda de información técnica, puesto que es necesario conocer un vocabulario técnico de base. Una vez más, internet propone soluciones, como diccionarios o glosarios técnicos en línea:

The translation workplace

Glosario del mantenimiento de la infraestructura urbana (PDF)

Water Words dictionnary

Construction Glossary from Home Building Manual

Construction Glossary and Terms

Architecture Topical Glossary

Para los apasionados, existen también sitios de base de datos de puentes, carreteras, vias férreas obras remarcables, como por ejemplo Structurae

Es más, muchos proyectos de ayuda a países en vías de desarrollo existen actualmente en forma electrónica. Esa información puede ser potencialmente utilizada en nuestro país, beneficiando así de los frutos de la investigación. Por ejemplo, la investigación en el área de la construcción antisísmica de Confined masonry (En la pestaña "Existing codes and standards" existe documentación en español)

La Ing. civil es un dominio muy amplio y pretender cubrir todas las especialidades existentes de manera correcta, es una tarea prácticamente imposible para una sola persona, así que la invitación para comenzar nuevos posts tratando temas del interés de cada uno está hecha. El primer paso hacia una plataforma útil es una plataforma activa. No duden en expresar sus inquietudes, sus reacciones a posts existentes, sus preguntas y toda aquella información que quieran compartir ya sea con el grupo de Ing. Civil, o con la red de profesionales bolivianos.

Cordialmente,

Marcelo Oropeza

Editor del grupo Ing. Civil