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Características mecánicas que determinan la resistencia de los adobes, según estudios hechos en los últimos 10 años.

Características mecánicas que determinan la resistencia de los adobes, según estudios hechos en los últimos 10 años. Mechanical characteristics that determine the resistance of adobes, according to studies done in the last 10 years. Gallardo Urrunaga, Anthony1; Mazzoni Inga, Anthonella2; Ruiz Olortegui, Jenny3 Resumen. El presente trabajo de investigación científica se llevó a cabo con ayuda de una base de datos que constó de 25 fuentes, de las cuales, con ciertos criterios de selección, trabajamos con 15 fuentes. Esta investigación se realizó con el objetivo de informar a la comunidad científica, y a los usuarios que aún utilizan adobes en construcción, de los implementos y métodos que se pueden utilizar en la elaboración de adobes para poder optimizar las características mecánicas de estos y de esta manera mejorar su calidad de vida, brindando seguridad y conformidad al usuario, el adobe es un material alternativo de construcción que en comparación con otros materiales no genera un gran impacto ambiental. Es importante tener en cuenta la relación arena-arcilla, en la elaboración de adobe se necesita suficiente arcilla en la mezcla para que la cohesión entre partículas pueda soportar las acciones a las que estará sometido, y si no hay suficiente arena, el adobe se fisura por retracción de la arcilla durante el proceso de secado. Los adobes elaborados con suelo arena-arcilloso son los más resistentes a compresión simple superiores a 1 MPa, ya que tienen en su elaboración un contenido de arena superior al 50%. Palabras clave: Adobe, características mecánicas, construcción, suelo.

Gallardo Urrunaga, A.; Mazzoni Inga, A.; Ruiz Olórtegui, J.

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Características mecánicas que determinan la resistencia de los adobes, según estudios hechos en los últimos 10 años.

Summary. The present work of scientific investigation was carried out with the help of a database that consisted of 25 sources, of which, with certain selection criteria, we work with 15 sources. This research was carried out with the objective of informing the scientific community, and the users who still use adobes in construction, of the implements and methods that can be used in the elaboration of adobes to be able to optimize the mechanical characteristics of these and in this way improve their quality of life, providing security and user compliance, the adobe is an alternative construction material that in comparison with other materials does not generate a large environmental impact. It is important to take into account the sand-clay ratio, in the elaboration of adobe, enough clay is needed in the mixture so that the cohesion between particles can withstand the actions to which it will be subjected, and if there is not enough sand, the adobe will crack by shrinking the clay during the drying process. The adobes made with sand-clayey soil are the most resistant to simple compression over 1 MPa, since they have a sand content in excess of 50%. Keywords: Adobe, mechanical characteristics, construction, soil.

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Características mecánicas que determinan la resistencia de los adobes, según estudios hechos en los últimos 10 años.

Introducción La presente investigación se llevó a cabo como parte del curso metodología de la investigación, realizada por los alumnos de la facultad de ingeniería, carrera profesional de ingeniería civil en la Universidad Privada del Norte sede Cajamarca, el tema del artículo científico es “Características mecánicas que determinan la resistencia de los adobes, según estudios hechos en los últimos 10 años”, mediante una revisión sistemática, tipo de investigación por la cual analizamos diferentes artículos científicos, valorando

su

contenido e información de acuerdo a la pregunta ¿Qué características mecánicas determinan la resistencia de los adobes? De esta manera se tomó en cuenta las variables ¨características mecánicas de adobes (tracción, compresión, absorción, flexión)¨ esto con el objetivo de dar pautas que ayuden a los pobladores que aún utilizan este material estructural, para conocer más sobre este elemento alternativo de construcción, ya que su elaboración es de bajo costo y sería una solución ante la escases de recursos, teniendo en cuenta siempre la Norma técnica peruana de edificaciones y de esta manera cumplir con los parámetros de seguridad establecidos por dicha norma

necesarios para tener un

vivienda segura; según Mohammad Shariful Islam and Kazuyoshi Iashita nos da los datos . Más de 3,6 millones de casas en Perú, un 47% del total, están construidas de barro, piedra y maderas. Las regiones que concentran el mayor número de casas con adobe y quincha son la zona andina. Debido a la intervención de agentes externos como la lluvia, viento y sismos, además de la naturaleza propia de los suelos con los que se elaboran, tienen una durabilidad muy limitada; su interacción con el agua reduce la resistencia mecánica y culmina en su desintegración. Sin embargo, se estima que alrededor del 50% de la población en los países en desarrollo vive en casas de tierra (Islam, 2008).

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Basándonos en los datos estadísticos antes mencionados, es de suma importancia dar a conocer a la comunidad científica este estudio. “Se sabe que el adobe es una unidad de tierra cruda, que puede estar mezclada con paja o otros implementos que ayudan mejorar su resistencia y durabilidad.” (RNE, 2017). “Es ampliamente utilizado por su abundancia de sus componentes, bajo costo, y la excelente protección que brinda ante condiciones climáticas adversas, asimismo consideremos que las construcciones con abobes son más amigables y sostenibles con el ambiente en comparación con las construcciones de ladrillo y cemento” (Arroyo, Sanchez & Catalan , 2013). Su proceso de fabricación consiste en elegir una zona cercana al predio de construcción para excavar y extraer la tierra, la cual se combina con pasto seco y agua hasta lograr una consistencia pastosa. La mezcla es vertida en moldes de madera y se deja secar al aire libre. La compactación manual o en prensas, o el empleo de estabilizantes o cementantes en la pasta son poco comunes. (Arroyo, Sanchez & Catalan , 2013). Es idóneo estudiar la resistencia de compresión de adobes elaborados con diferentes suelos, ya que dichos adobes son utilizados para edificaciones (Saroza, Rodríguez, Menéndez & Barroso, 2008). Estudiaron el sistema estructural en adobe y tapial pisado, utilizando las pruebas de resistencia a la compresión sobre piezas individuales de adobe, compresión sobre pilas de abobe, compresión sobre pilas de tapia pisada, flexión de muretes de adobe, flexión sobre elementos de tapia pisada y tracción diagonal sobre muretes en tapia y adobe, dicho sistema presenta una alta vulnerabilidad sísmica

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debido a la poca tensión del material y propone dos alternativas de rehabilitación sísmica: refuerzo con mallas, pañete y refuerzo con maderas de confinamiento. De acuerdo a Hernández. (2012), El comportamiento de las viviendas de adobe bajo solicitaciones sísmicas está regido por la flexión de los muros en la dirección normal a su plano, produciéndose un agrietamiento vertical principalmente en las esquinas o encuentro de muros. También es común el agrietamiento diagonal en las zonas aledañas a las esquinas, el agrietamiento vertical en la zona central de muros largos restringidos solo en los extremos, y la erosión de su base producida por humedad, viento y escurrimientos de agua. Diversos factores influyen en las características mecánicas del adobe como la tierra a usar, el tipo de zona sísmica, humedad a la que está expuesta, así como también los cambio de temperatura los cuales influyen en la dilación y contracción del adobe, siendo estos de consideración tomando en cuenta los cambios bruscos de temperatura estos alcanzando temperaturas bajo cero en zonas rurales y altas temperaturas en zonas como como en región costa y selva, afectando directamente a la resistencia a compresión, así como también agentes directamente humanos, esto debido a la falta de mantenimiento lo cual genera un rápido deterioramiento de la estructura y fallas en la resistencia a compresión.

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Metodología. La metodología que se siguió para la elaboración del presente artículo científico fue, en primer lugar, la determinación del tema a investigar, posteriormente el planteamiento de nuestro título y la pregunta “¿Qué características mecánicas afectan en la resistencia de los adobes?”. Previamente a la redacción se realizó la búsqueda de información por medio de bases de datos como Scielo, Library, CSIC (Consejo Superior de Investigaciones Científicas), Upcommons, Espacio I+D, Redalyc, Biblat, UNAM; lo que permitió identificar numerosos artículos de revistas indexadas, nacionales y extranjeras, utilizando para dicha búsqueda las variables (características mecánicas: resistencia, absorción, compresión, tracción, flexión, fallas). Para luego analizarlas y clasificarlas en una tabla Excel elaborado con los siguientes criterios: base de datos, accesibilidad, tipo de artículo, autores, título, palabras clave, resumen del artículo, país y año de publicación, ¿Qué variables se analizaron?, ¿Cómo se realizó la medición? (instrumento), criterios de inclusión de artículo , y criterio de exclusión del articulo; criterios que nos ayudaron a seleccionar los artículos que utilizamos en esta investigación, analizando primero el tipo de artículo, teniendo más en cuenta los artículos de tipo sistemático, pera para la naturaleza de nuestra investigación se hallaron más de tipo empírico. Luego se analizaron las variables de estudio de cada artículo como parte de los criterios de inclusión e exclusión tomando en cuenta los artículos con variables similares o con información de suma relevancia para nuestra investigación, luego se toma en cuenta el año de publicación siendo incluidos solo los que tengan una antigüedad no mayor a 10 años. Al tener seleccionados ya nuestros artículos se comienza con la redacción de nuestra investigación tomando en cuenta los criterios de referenciación (APA) para una óptima toma de información respaldada por las investigaciones estudiadas teniendo como base la experimentación.

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Resultados. El adobe es un material utilizado desde la antigüedad, gracias a su fácil elaboración, ya que se puede utilizar material (suelo) del mismo lugar de donde se va construir, los pobladores del sitio arqueológico de Zethé y de El sitio arqueológico de Sabina Grande, trabajaron con el suelo del mismo lugar de construcción, gracias a la tecnología, [ CITATION Gam12 \l 10250 ], pudieron determinar las características de los adobes que fabricaron los antiguos pobladores de estos sitios arqueológicos. Muestra Color

M1

S10YR 4/2 H10YR 3/2

M2

S10YR 4/2 H10YR 3/2

M3

S7.5YR5/4 H7.5YR3/ 2

M4

S7.5YR5/6 H7.5YR4/ 2

M5

S7.5YR5/6 H7.5YR4/ 2

M6

S10YR 4/2 H10YR 3/2

Textura (%)

D.A (g/cm3)

COLE

Consistencia

Retencio n de Agua (%)

A52.74 L32.86 C14.38 Franco A.52.45 L34.10 C13.42 Franco A.39.9 L44.39 C16.68 Franco A35.35 L44.27 C20.21 Franco A31.83 L45.50 C22.70 Franco A47.57 L31.35 C21.11

1.39

0.031 3%

S Ligeramente dura

33 kPa 28.84

1.38

0.02 2%

H Moderadamente friable

33 kPa 29.3

1.4

0.036 3.50%

S Ligeramente dura

33 kPa 28.29

1.43

0.052 5%

H Moderadamente friable

33 kPa 20.56

1.45

0.058 5.50%

S Dura

33 kPa 28.25

1.45

0.052 5%

H Moderadamente friable a firme

33 kPa 26.89

La tabla presentada nos da a conocer que para la fabricación de los adobes de los sitios arqueológicos Zethé y Sabina Grande utilizaron muy aparte de tierra, arcilla, limos y agua, otros minerales orgánicos e inorgánicos que reforzaron las características mecánicas de los adobes, predominando como característica mecánica la retención de agua, obteniéndose un promedio de retención de 27.02%. [ CITATION Gam12 \l 10250 ]

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Si bien es cierto, los adobes de los sitios arqueológicos Zethé y Sabina Grande son resistentes y por lo tanto durables, la búsqueda de nuevos materiales de construcción que aportan nuevas soluciones, sumado a la voluntad de hacer una Ing. Civil cada día más sostenible ha hecho emerger un material que se fue abandonando a lo largo del siglo XX. La sociedad y los técnicos han vuelto la mirada hacia la tierra que reivindica su lugar en una nueva cultura. Este resurgir como material más ecológico todavía no es generalizado, pero sin duda alguna se da en todo el mundo. No se localiza en un área geográfica concreta y su uso está claramente en expansión entre los países desarrollados. Este hecho es un incentivo para los países en vías de desarrollo, con una mirada atenta a recuperar su identidad.[CITATION Bes \l 10250 ] Ha este actualizado material se le llama adobe compactado, el cual tiene una mayor resistencia mecánica por la menor presencia de arcillas y mayor contenido de limos y arenas, sumado a una presencia menor de humedad, hacen normalmente innecesaria la adición de fibras, las cuales aún están presentes en los adobes artesanales que utiliza nuestra población.

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Se puede apreciar las características mecánicas del adobe compactado. La relación arcilla-arena del suelo es de gran importancia para el adobe debido a que, si no hay suficiente arcilla en la mezcla no se conseguirá la cohesión necesaria de todas las partículas para soportar las acciones a las que estará sometido, y se desmorona. Por el contrario, si no hay suficiente arena, el ladrillo se fisura por retracción de la arcilla durante el proceso de secado. Si el contenido de arena que presenta el suelo se encuentra por debajo de los parámetros requeridos para su uso como material de construcción se puede recurrir a la adicción de arena para mejorar sus propiedades.

% de grava % de arena % de limo % de arcilla Límite

S1 2 61 8 29 35,20

S2 9 56 12 23 36,80

S3 0 61 16 23 38,5

S4 0 68 16 16 31,8

S5 5 55 18 22 48,20

S6 0 57 26 17 30,40

S7 7 11 40 42 34,1

S8 0 36 22 52 35,40

S9 0 29 35 36 43,70

S10 37 32 10 21 40,2

S11 11 43 26 20 31,80

S12 4 45 36 15 38,20

Líquido Límite

19,20

19,20

0 19,6

0 17,7

23,80

16,60

0 28,8

24,10

25,70

0 28,0

17,20

23,10

0

0

18,9

14,1

14,60

15,10

0

0

7 32 26,3

5 31 26,8

4 28 26,90

5 30 26,90

0

0

47

45

69

54

41

61

56

59

39

43

16,05

17,29

18,9

16,74

17,34

17,3

19,37

18,83

Plástico Índice

de

16,00

18,30

Plasticidad Humedad (%) Porosidad (%) Peso

8 30 26,40

5 34 26,40

específico fase

0 24,40

13,80

5,30

0 11,30

18,00

12,2 0

7 41 27,20

3 35 26,60

4 29 26,7

4 38 27,00

6 36 27,10

0

3 37 27,6 0

sólida

(kN/m3) Índice

de

huecos (%) Peso

43

52

18,48

17,42

específico seco (kN/m Grado de

17,8

18,4

8

9

6

9

49

26

39

30

27

15

26

18

29

14

28

31

19,96

18,30

19,1

19,4

17,17

17,81

19,7

17,41

18,38

17,9

20,14

19,77

4

2

SC

SC

SC

SC

saturación (%) Peso específico

2

1

aparente (kN/m) S.U.C.S.

SC

SC

SC

SC

SM

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CL

SC

SM

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Los suelos S1 a S6 han ofrecido resistencias a compresión simple superiores a 1 MPa (10 kp/cm2), dándose la circunstancia de que todos ellos tienen un contenido de arena superior al 50%. Además, en todos los casos se trata de suelos “SC” según el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos. Los suelos S1 a S6 son en todos los casos aptos para la elaboración de adobes con fines constructivos. No obstante, es aconsejable añadirles una cantidad de fibra orgánica en una relación volumétrica suelo/fibra orgánica de 4, pues es la que en todos los casos ha conferido al adobe la mayor resistencia a compresión. A continuación se puede analizar la siguiente investigación donde se analiza la composición de arcillas y lodos y su relación de proporciones influyente en la resistencia a compresión. La caracterización de la arcilla y los lodos provenientes de la PTAR de la empresa GM COL-MOTORES, a partir DRX y FRX. COMPOSICION DE LODOS Y LADRILLOS

Fuente: Articulo ¨Resistencia Mecánica de ladrillos preparados con mezclas de arcilla y lodos provenientes del tratamiento de aguas residuales.¨

Fuente: Articulo ¨Resistencia Mecánica de ladrillos preparados con mezclas de arcilla y lodos provenientes del tratamiento de aguas residuales.¨

Gallardo Urrunaga, A.; Mazzoni Inga, A.; Ruiz Olórtegui, J.

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Características mecánicas que determinan la resistencia de los adobes, según estudios hechos en lo...