Propiedades
sismo resistentes del tapial y la quincha:
Arquitectura
vernácula sostenible
Dennis Anthony Pérez Sánchez
Escuela
de arquitectura
Universidad
Cesar Vallejo
ORCID:
0000-0002-5761-9942
Jacqueline Bartra Gómez
Escuela
de Arquitectura
Universidad
Cesar Vallejo
ORCID:
0000-0002-2745-1587
RESUMEN
Esta investigación busca evaluar y
describir las propiedades sismo resistentes del tapial y la quincha. Siendo el
tipo de investigación básica, no experimental, el diseño del estudio se dio
mediante revisiones fundadas en investigaciones científicas, que vienen a ser
la herramienta principal para la síntesis de información, aumentando la validez
y credibilidad de las conclusiones sacadas del estudio a los trabajos
revisados, resolviendo áreas donde la investigación y análisis es primordial. En cuanto a las propiedades sismo resistentes
del tapial y la quincha, donde según lo analizado, este depende mucho de las
cualidades constructivas que se emplean, como lo son, el complementar a los
materiales de estos sistemas constructivos, con estabilizadores naturales o
comerciales, de igual manera escogiendo y evaluando un buen refuerzo sea
interno o externo, para así, de esta manera se garantice la integridad tanto de
la construcción como de quienes lo habitan. Por tal razón es primordial tomar
en cuenta estos aspectos, evaluando también el impacto social, cultural,
económico y ambiental que estos generan.
Palabras
clave: Arquitectura, técnica de la construcción, refuerzo,
seguridad.
Earthquake resistant properties of the rammed earth
and quincha:
vernacular sustainable architecture.
ABSTRACT
This research seeks to
evaluate and describe the earthquake-resistant properties of the rammed earth
and quincha. Being the type of basic research, not experimental, the design of
the study was given through reviews based on scientific research, the analysis
was carried out based on authentic primary studies, which become the main tool
for the synthesis of information, increasing the validity and credibility of
the conclusions drawn from the study to the reviewed works, solving areas where
research and analysis are essential. Regarding the earthquake-resistant
properties of the mud and the quincha, where according to what has been
analyzed, this depends a lot on the constructive qualities that are used, such
as complementing the materials of these constructive systems, with natural or
commercial stabilizers, of, In the same way, choosing and evaluating a good
internal or external reinforcement, to guarantee the integrity of both the
construction and those who inhabit it. For this reason, it is essential to take
these aspects into account, also evaluating the social, cultural, economic, and
environmental impact that they generate.
Keywords:
Architecture, construction technique, reinforcement, security.
Artículo recibido: 03 nov. 2020
Aceptado para publicación: 07 dic. 2020
Correspondencia [email protected]
Conflictos de Interés: Ninguna que declarar
1. INTRODUCCIÓN
Las construcciones de tierra se encuentran
actualmente en todo el mundo, especialmente en los países con mayores
necesidades habitacionales y menores recursos, como África, Oriente Medio y
Latinoamérica. Es precisamente en América Latina, especialmente en Bolivia,
donde se pueden encontrar ejemplos más grandes de edificaciones que utilizaban
el suelo como principal material constructivo, esto ocurre especialmente en las
zonas rurales, como lo muestra el censo de población y vivienda (2012), de 1992
a 2012, hubo una reducción porcentual del 27,6%.
|
Año censal |
1992 |
2001 |
2012 |
|
Construcciones
con paredes de tierra. |
65% |
52.8% |
37,4% |
Cuadro 01. Porcentaje de construcciones
con paredes de tierra en zona rural.
Fuente: elaboración propia
Esto se debe a diferentes factores, en los
que se puede destacar, los factores sísmicos y la característica evolutiva de
nuestra sociedad actual, que tiene preferencia por construcciones donde se usan
como materiales principales el hormigón y los ladrillos, también llamado
"material noble", que han ido reemplazando a los materiales
tradicionales.
Por otro lado, muchos han asociado la
arquitectura de tierra, con ideas de pobreza, atraso y peligro, sin tomar en
cuenta las virtudes de este material, que solo necesita soporte técnico, basado
en un adecuado sistema normativo, que permita su correcta implementación. La
tierra se ha utilizado como material constructivo desde hace mucho tiempo,
sobre todo por ser un material presente en todos lados y de fácil acceso, un
claro ejemplo a nivel mundial viene a ser la ciudad de shibam en Yemen,
considerado patrimonio de la Humanidad de la Unesco, que cuenta con edificios
que llegan hasta los 14 pisos, construidos con tierra en distintas técnicas,
los datos más antiguos en los que se da a conocer su existencia, datan del
siglo II d.c. Lo increíble de las construcciones
realizadas con este material, es su registro y duración a lo largo de todo este
tiempo, lo que expone las grandes virtudes que tiene.
Las cualidades de sistemas constructivos
como la quincha y tapial, como material sostenible son muchas, por lo que se
espera que las investigaciones, el interés de la población y de los
profesionales siga en aumento, para fomentar e impulsar este tipo de técnicas
autóctonas de construcción, en el siglo XXI la conciencia ambiental está en
aumento, el cual puede garantizar una buena proyección a futuro.
Como Formulación del Problema principal
tenemos si el tapial y la quincha como sistemas constructivos sostenibles, son
seguros ante fuerzas sísmicas este articulo tiene como objetivo Evaluar las
propiedades sismo resistentes del tapial y la quincha como sistemas
constructivos sostenibles.
2.
ESTRATEGIAS
METODOLÓGICAS O MATERIALES Y MÉTODOS
La naturaleza de la investigación será
básica, no experimental; y se realizarán revisiones documentales, basadas en el
análisis de estudios científicos. Por lo tanto, resultan ser herramientas
útiles para la síntesis de la información científica disponible, validar las
conclusiones e identificar aspectos en donde se necesite más investigación como
complemento.
La recolección de datos se desarrolló
gracias a la revisión bibliográfica de artículos, en donde el tema principal de
investigación fueron las propiedades sismo resistentes del tapial o tierra apisonada
y la quincha. Como punto de partida, se revisaron títulos y resúmenes de las
referencias encontradas, lo que sirvió para la elección de las informaciones
más resaltantes. Seguidamente, se procedió a la revisión de textos completos
seleccionados para ratificar su elección. Para la revisión sistemática de los
10 artículos seleccionados se utilizó la técnica analítica, donde se evaluó
cada uno de los estudios para extraer la información más relevante para
realizar el respectivo análisis.
3.
Resultados y discusión
RESULTADOS
Estudios revisados sobre Análisis comparativo
sismo resistente del tapial y la quincha.
DATOS DE LA PUBLICACIÓN
|
1. Autor |
Año |
Nombre de la Investigación |
Revista dónde se ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Cuitiño, R., Rotondaro,R. y Esteves, A. |
2020 |
Análisis comparativo de aspectos
térmicos y resistencias mecánicas de los materiales y los elementos de la
construcción con tierra |
Revista de Arquitectura (Bogotá) https://revistadearquitectura.ucatolica.edu.co/article/view/2348. |
Vol 22, Iss 1, Pp 138-151 (2020) |
CONTENIDO DE LA
PUBLICACIÓN
|
Tipo y Diseño de Investigación |
Instrumentos |
Aspectos éticos |
Resultados |
Conclusión |
|
El tipo de
investigación utilizada fue experimental, de tipo descriptivo- comparativo. |
Ficha de registro |
Código de ética en investigación |
Como resultado se tiene en cuenta lo
demostrado en este estudio, donde se expone las propiedades que brindan las
construcciones con tierra, y resaltar que se presenta como una alternativa
segura para la construcción de viviendas. |
Se toma en cuenta, que, mientras avanza
el tiempo la demanda habitacional sigue en aumento, por lo que para, cubrir
esa necesidad se presentan alternativas constructivas sustentables y seguras,
representan una gran opción de desarrollo. |
DATOS DE LA PUBLICACIÓN
|
2. Autor |
Año |
Nombre de la
Investigación |
Revista dónde se
ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Canivell,J., Martin del Río, J., Alejandre,J., García,
H., y Jiménez |
2018 |
Considerations on the physical and mechanical
properties of lime-stabilized rammed earth walls and their evaluation by
ultrasonic pulse velocity testing |
Construction and Building Materials https://idus.us.es/xmlui/handle//11441/81052 |
Vol. 191, 826-836 |
CONTENIDO DE LA PUBLICACIÓN
|
Tipo
y Diseño de Investigación |
Instrumentos |
Aspectos
éticos |
Resultados |
Conclusión |
|
|
El tipo
de investigación es experimental-descriptivo. |
Se utilizó el ultrasonido como
tecnica complementaria. |
Código de ética en investigación |
Los estudios demostraron, que la excesiva o insuficiente cantidad de
humedad presente en el momento de moldeado de muros de tierra, determina
directamente las propiedades físico-mecánicas de las paredes. |
Se espera que esta investigación
y sus resultados sean útiles para futuras construcciones de este tipo, se
confirma que la tecnica de ultrasonido, es valida para evaluar la calidad de
una pared, ya que su respuesta, aunque con ciertas limitaciones, fue
consistente respecto a sus propiedades físico - mecánicas . |
|
DATOS DE LA
PUBLICACIÓN
|
Año |
Nombre de la Investigación |
Revista dónde se ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Zhou,T., Liu, B. |
2019 |
Experimental
study on the shaking table tests of a modern inner-reinforced rammed earth
structure |
Construction and Building Materials |
Apr2019, Vol.
203, p567-578. 12p |
CONTENIDO DE LA
PUBLICACIÓN
|
Tipo y Diseño de Investigación |
|
Instrumentos |
Aspectos éticos |
Resultados |
Conclusión |
|
|
El tipo de
investigación es experimental-descriptivo. |
|
Se utilizó como
prueba la mesa vibratoria. |
Código de ética
en investigación |
Los estudios
demostraron, que al someter este tipo
de construcciones reforzando los muros interiormente, con varillas de bambú,
madera o metal, resulta ser un buen refuerzo y aporta de esta manera
seguridad y resistencia ante cargas sismicas. |
Después de una
revisión general del proceso de construcción en un sitio y los resultados de
las pruebas de la mesa vibratoria, es fácil sacar conclusiones de que estos
refuerzos internos son adecuados para edificios de tierra apisonada , por lo
que se incentiva a construir ampliamente edificaciones que utlicen el tapial
como Sistema contructivo principal. |
|
DATOS DE LA
PUBLICACIÓN
|
Año |
Nombre de la
Investigación |
Revista dónde se
ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Cuitiño,G.
Esteves,A., Maldonado. G. y Rotondaro,R. |
2015 |
Análisis de la
transmitancia térmica y resistencia al impacto de los muros de quincha |
Centro Científico Tecnológico – CONICET, en
Mendoza-Argentina |
67 (537), art. no. e063 |
CONTENIDO DE LA PUBLICACIÓN
|
Tipo de Investigación |
|
Instrumentos |
Aspectos éticos |
Resultados |
Conclusión |
|
||
|
El tipo de
investigación es experimental-descriptivo. |
|
Se utilizó el choque blando para medir
la resitencia |
Código de ética en investigación |
Los paneles de
quincha fueron construidos y probados a golpes suaves, en escala 1:
1. La deformación permanente en todos los casos fue inferior a los 3,6
mm exigidos por la norma actual. Esto implica que no hubo deformaciones
apreciables que sufrieron los cerramientos, dando seguridad a una vivienda. |
La investigación
demuestra que, el comportamiento térmico y estructural, sumado a las
características de ser económico, culturalmente representativo, y con bajo
impacto ambiental, convierten a la quincha como una buena opción de sistema
constructivo para las viviendas. |
|||
DATOS DE LA
PUBLICACIÓN
|
Año |
Nombre de la
Investigación |
Revista dónde se
ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Cuitiño,G.
Esteves,J., |
2020 |
El sistema
constructivo de la quincha en zonas rurales del Norte de Mendoza (Argentina) |
Estoa.
Revista de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de
Cuenca |
Estoa vol.9 no.17
, p93 |
CONTENIDO DE LA
PUBLICACIÓN
|
Tipo de
Investigación |
|
Instrumentos |
Aspectos éticos |
Resultados |
Conclusión |
|
El tipo de
investigación es experimental-descriptivo. |
|
Observacion
directa, entrevistas. |
Código de ética
en investigación |
Los resultados
de la investigación demuestran que las propiedades sismo resistentes de la
quincha presentan variaciones según el contexto natural y cultural en el que
se construyen. Factores como el clima y disponibilidad del material, resaltan la importancia de reconocer cada
zona en donde se piensa construir con este sistema. |
se resalta la
importancia de estudiar muy bien el comportamiento del material de acuerdo al
lugar en la que se construirá, ya que de estos estudios previos dependerá la
buena ejecución y comportamiento de la construcción a realizarse, aportando
de esta manera datos que permitan gestionar su valor y conservación. |
DATOS DE LA
PUBLICACIÓN
|
Año |
Nombre de la
Investigación |
Revista dónde se
ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Shrestha, K,
Aoki, T. |
2020 |
In-plane shear resistance between the rammed
earth blocks with simple interventions: Experimentation and finite element
study |
JST/JICA,
SATREPS (Science and Technology Research Partnership for Sustainable
Development) |
project (Grant No.
JPMJSA1611). |
CONTENIDO DE LA
PUBLICACIÓN
|
Tipo de Investigación |
|
Instrumentos |
Aspectos éticos |
Resultados |
Conclusión |
|
|
|
El tipo de
investigación es experimental |
|
ensayos de resistencia a la rotura por tracción y compresión en
muestras extraídas de núcleos cilíndricos (probetas) |
Código de ética
en investigación |
Se discute la
efectividad de una intervención simple en los muros, con la inserción de un
anclaje de hormigón armado en la interfaz del bloque de tierra apisonada,
como medida de refuerzo. Los resultados mostraron que la resistencia al corte
de la muestra reforzada aumentó en un 12,3% |
Para el análisis de este trabajo de
investigación, se tomó en cuenta tanto las observaciones experimentales como
los cálculos numéricos, que mostraron la eficacia de la técnica de
intervención propuesta para mejorar la resistencia al corte y retrasar de esta
manera el deslizamiento a lo largo de la interfaz de las juntas en los muros
de tapial. |
||
DATOS DE LA
PUBLICACIÓN
|
Año |
Nombre de la
Investigación |
Revista dónde se
ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Yang, X. ,
Wang,H. |
2018 |
Seismic Behavior of Rammed Earth Walls with
Precast Concrete Tie Columns |
Advances in
Materials Science & Engineering. |
3/13/2018, p1-10. 10p. |
CONTENIDO DE LA
PUBLICACIÓN
|
Tipo Investigación |
|
Instrumentos |
Aspectos éticos |
Resultados |
Conclusión |
|||||
|
experimental-Descriptivo |
|
se utilizaron pruebas de probetas |
Código de ética
en investigación |
Los resultados mostraron que se podría lograr un
aumento significativo de la capacidad de carga y deformación con la
aplicación de columnas de hormigón prefabricado en combinación con la tierra
apisonada. La capacidad de carga y la capacidad de deformación del muro
tradicional de energía renovable se incrementaron en un promedio de 113% y
417%, respectivamente. |
Con los
resultados de estas pruebas se llegó a la conclusión, que este tipo de refuerzo podría servir de referencia al
momento de diseñar y construir
edificaciones de tierra apisonada,
representando de esta manera estructuras respetuosas con el medio
ambiente y estructuralmente resistentes en zonas rurales. |
|
||||
DATOS DE LA PUBLICACIÓN
|
Año |
Nombre de la
Investigación |
Revista dónde se
ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Zhang, K., Lu, B., Wang, Y., Lei, Z., Yang, Z |
2019 |
Experimental Strength of Earth-Based Construction Materials in
Different Regions of China |
Advances in
Materials Science & Engineering. |
3/3/2019, p1-9. 9p. |
|
Tipo de Investigación |
|
Instrumentos |
Aspectos éticos |
Resultados |
Conclusión |
||||
|
El tipo de
investigación es experimental-Descriptivo |
|
se
utilizaron pruebas de probetas |
Código de ética en investigación |
Los resultados expusieron, que, de las
muestras tomadas en diferentes regiones de china, la tierra negra y la tierra
amarilla del noroeste de la región, parecen ser más favorables como material
de construcción, ya que aportan propiedades beneficiosas al momento del uso
constructivo que se le dé, por lo que estos resultados pueden servir como
referencia para la selección de material en futuras construcciones. |
Se concluyó que existían diferencias
significativas en la composición de los materiales de construcción a base
tierra, y que éstas mismas influyen directamente el comportamiento sismo
resistente de la construcción. |
|
|||
DATOS DE LA
PUBLICACIÓN
|
Año |
Nombre de la
Investigación |
Revista dónde se
ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Khadka, B |
2020 |
Rammed earth, as a sustainable and structurally safe
green building: A housing solution in the era of global warming and climate
change |
Asian
Journal of Civil Engineering |
Volume 21,
Issue 1, 1 February 2020, Pages 119-136. |
CONTENIDO DE LA
PUBLICACIÓN
|
Tipo Investigación |
Instrumentos |
Aspectos éticos |
Resultados |
Conclusión |
|
||||||
|
El tipo de investigación es experimental-
descriptivo |
|
Prototipos de vivienda |
Código
de ética en investigación |
Los resultados mostraron que, las
muestras estabilizadas con cemento (cemento al 5%) tuvieron mejores
resultados generales que las muestras estabilizadas con estiércol y sin
estabilizar. Además, la comparación de costos mostró que la pared de
tierra apisonada de 360 mm de espesor era un 10-15% más barata que la pared
de ladrillo de 230 mm de espesor |
La intención principal del estudio es
proporcionar una solución en forma sostenible, exponiendo la capacidad de
refuerzo sísmico que presentan las construcciones con materiales alternativos
como la tierra apisonada donde se utiliza subsuelo natural como constituyente
primario. |
|||||
DATOS DE LA
PUBLICACIÓN
|
Año |
Nombre de la
Investigación |
Revista dónde se
ubica la Publicación |
Volumen y número |
|
Bui, Q., &
Bui, T. |
2020 |
Seismic behaviour of rammed earth walls: A time history analysis |
Lecture Notes in
Civil Engineering |
Volume 54, 2020, Pages
143-148. |
CONTENIDO DE LA
PUBLICACIÓN
|
Tipo Investigación |
|
Instrumentos |
Aspectos éticos |
Resultados |
Conclusión |
|
|
El tipo de
investigación es experimental- descriptivo |
|
Análisis de Probetas. |
Código de ética
en investigación |
El modelo se
escaló en diferentes amplitudes para evaluar los daños después de diferentes
intensidades de cargas sismicas.se concluyó registrando los daños que se pudo
lograr y se discutió el comportamiento sísmico, el cual fue favorable y nos
da una visión segura de este tipo de construcciones.Principio del formularioFinal del formulario |
Con los
resultados obtenidos anteriormente se concluye que las edificaciones con
tierra resultan ser una alternativa vernácula – sostenible, óptima y segura
para futuras construcciones, incentivando de esta manera el cuidado y
preservación cultural de los lugares en donde se implementarán. |
|
4.
Discusion
De acuerdo a la revisión de
los artículos, encontramos que del 100% de artículos estudiados, el 30% de
artículos presentados son de América latina, como lo son Argentina y Colombia,
el 70% restante engloba estudios realizados en Asia y Norte América. En lo que respecta a los diseños y tipos de estudios el 100% son
descriptivos.
En lo que concierne a las
propiedades sismo resistentes del tapial y la quincha se puede resaltar que
Cuitiño,G. Esteves,J., exponen que las
propiedades sismo resistentes de la quincha presentan variaciones según el
contexto natural y cultural en el que se construyen, por lo que es importante
reconocer cada zona, estudiar factores como el clima y disponibilidad del
material, para tomar decisiones tanto de diseño, como de construcción.. Por su
parte Zhou,T., Liu, B., demuestran la importancia que representa reforzar
interiormente los muros de tierra apisonada con varillas de madera, bambú o de
metal, para asegurar una construcción firme y segura ante posibles cargas
sísmicas en el futuro.
De igual forma Cuitiño,G.
Esteves,A., Maldonado. G. y Rotondaro,R., nos mencionan en su investigación que
las construcciones realizadas con paredes de quincha resisten de manera
favorable a cargas sísmicas, sin sufrir daños considerables, por lo que se
expone a este sistema constructivo como una alternativa segura. Además,
Shrestha, K, Aoki, T. nos muestran la efectividad de una intervención simple en
los muros, con la inserción de un anclaje de hormigón armado en los muros de
tierra apisonada, como medida de refuerzo demostrando así la resistencia al
corte frente a cargas sísmicas.
5.
conclusión o
CONSIDERACIONES finales
Existen numerosos estudios que
demuestran los beneficios que presentan las construcciones de tapial y quincha
ante fuerzas sísmicas, factores como; la diferencia de ejecución, elección de
materiales y técnicas constructivas adecuadas, son los principales componentes
que aportan dichas propiedades. Es preciso señalar también, que, la ubicación
geográfica o emplazamiento de la construcción, resulta ser uno de los puntos
más importantes a tomar en cuenta, ya que se tiene que evaluar meticulosamente condicionantes,
como el clima, disponibilidad de materiales e influencias socio-culturales propias
de cada lugar.
Actualmente la preocupación por el cuidado del
medio ambiente y reducir la huella de carbono en el ámbito constructivo, es muy
grande, por lo que representan una opción constructiva sustentable, por el bajo
impacto ambiental, y económico que este genera. Es por ello que el interés y
estudio de estos sistemas constructivos resulta ser de gran importancia, por
los beneficios intrínsecos que estos representan en distintos ámbitos.
6.
LISTA
DE REFERENCIAS
María
Guadalupe Cuitiño-Rosales, Rodolfo Rotondaro, & Alfredo Esteves. (2020).
Análisis comparativo de aspectos térmicos y resistencias mecánicas de los
materiales y los elementos de la construcción con tierra. Revista de
Arquitectura (Bogotá), 22(1), 138–151. https://doi.org/10.14718/RevArq.2020.2348
Canivell,
J., Martín del Río, J. J., Alejandre Sánchez, F. J., García Heras, J., &
Jiménez Aguilar, A. (2018). Considerations
on the physical and mechanical properties of lime-stabilized rammed earth walls
and their evaluation by ultrasonic pulse velocity testing.
Zhou, T., & Liu, B. (2019). Experimental study on
the shaking table tests of a modern inner-reinforced rammed earth structure.
Construction & Building Materials,203,567–578. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.070
Cuitiño, G., Esteves, A., Maldonado, G., &
Rotondaro, R. (2015). Analysis of thermal transmittance and resistance to soft
shock in wattle walls. [Análisis de la transmitancia térmica y
resistencia al impacto de los muros de quincha] Informes De La
Construccion, 67(537) doi:10.3989/ic.12.082
Esteves,
Matías Jose, & Cuitiño, Guadalupe. (2020). El sistema constructivo de la
quincha en zonas rurales del Norte de Mendoza (Argentina). Estoa.
Revista de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo de la Universidad de Cuenca, 9(17),
153-169. https://doi.org/10.18537/est.v009.n017.a08
Yang, X., & Wang, H. (2018). Seismic Behavior of
Rammed Earth Walls with Precast Concrete Tie Columns. Advances in
Materials Science & Engineering, 1–10.
https://doi.org/10.1155/2018/9739853
Zhang, K., Lu, B., Wang, Y., Lei, Z., & Yang, Z.
(2019). Experimental Strength of Earth-Based Construction Materials in
Different Regions of China. Advances in Materials Science &
Engineering, 1–9. https://doi.org/10.1155/2019/8130743
Khadka, B. (2020). Rammed earth, as a sustainable and
structurally safe green building: A housing solution in the era of global
warming and climate change. Asian Journal of Civil Engineering, 21(1),
119-136. doi:10.1007/s42107-019-00202-5
Retrieved from www.scopus.com
Bui, Q. -., & Bui, T. -. (2020). Seismic
behaviour of rammed earth walls: A time history analysis doi:10.1007/978-981-15-0802-8_19
Retrieved from www.scopus.com
Shrestha, K. C.,
Aoki, T., Miyamoto, M., Wangmo, P., & Pema. (2020). In-plane shear
resistance between the rammed earth blocks with simple interventions:
Experimentation and finite element study. Buildings, 10(3)
doi:10.3390/buildings10030