#48 Sistema de Shicras: cimentaciones sismorresistentes sin cemento
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Retomamos el hilo de nuestra anterior gaceta en el punto en el que lo dejamos: preguntándonos por el origen del empleo de aisladores sísmicos en las edificaciones.
Después de décadas centrando el esfuerzo investigador en el refuerzo de muros, especialmente en el caso de edificaciones de tierra, una observación puso el ojo en un hecho irrefutable:
En Perú, una de las zonas más afectadas por los movimientos sísmicos, las pirámides del área norcentral, cuna de la civilización andina, siguen en pie.
El valle de Supe, en la actual provincia de Barranca, en el departamento de Lima, seis pirámides catalogadas por la Unesco como Patrimonio Cultural de la Humanidad siguen desafiando los terremotos.
https://viajes.nationalgeographic.com.es/a/maravillas-arqueologicas-peru_11161 (Foto: Michael Tweddle)
Allí tuvo su asentamiento la cultura Caral, la civilización compleja más antigua del continente, simultáneamente con las surgidas en Egipto, Sumeria, China o India, pero sin ningún contacto con ellas.
Un poco de historia
Julio Vargas Neumann, ingeniero y docente del Departamento de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica del Perú, comprendió durante su trabajo en la redacción de la norma de Construcción con Tierra Reforzada, la necesidad no sólo de reforzar los muros de tierra, sino de disminuir los costos de la cimentación de las construcciones actuales.
Como él mismo dijo entonces “los programas de vivienda rural del Estado y su acción de reconstrucción después de los sismos empleaban cerca de la mitad del presupuesto al hacer cimentaciones y sobrecimentaciones de cemento, arena y piedras”.
Sobre la base de estudios arqueológicos que sacaron a la luz el empleo de bolsas de fibras vegetales rellenadas con piedras en cimentaciones, el Ing. Vargas comenzó a investigar en Caral en 2011.
Un año después, con motivo de la XI Conferencia Internacional sobre el Estudio y Conservación del Patrimonio Arquitectónico de Tierra (Lima, 2012), Vargas pudo ya confirmar el empleo de esta técnica como medida constructiva de protección contra los sismos.
El uso de la shicras, nombre con el que se conoce el tejido de soguillas utilizado para confeccionar las bolsas encontradas, supone un hito tecnológico de más de 5.000 años de antigüedad en la disipación de energía y aislamiento sísmico para las construcciones de piedra y tierra.
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Las shicras son bolsas de tejidos milenarios hechos a partir de fibras naturales, las cuales se rellenan de piedras y fueron utilizadas como base de las antiguas pirámides de la cultura Caral, Perú. Este tipo de cimentaciones ofrecen cualidades sismorresistentes que permitieron la perdurabilidad de sus monumentos.
Nuestro ponente para este curso, el ingeniero peruano Germán Becerra, te presenta el curso en este vídeo:
Sesión 1: Origen, características y ventajas del sistema Shicras
Origen del sistema de shicras. Conceptos básicos de sismo resistencia. Ventajas constructivas de la cimentación de shicras. Descripción del sistema constructivo.
Sesión 2: Detalles constructivos del sistema Shicras
Reconocimiento y clasificación de los distintos tipos de suelos. Detalles del sistema constructivo. Alternativas constructivas según el tipo de suelo.
Sesión 3: Desempeño y diseño sismo resistente del sistema shicras
Ensayos experimentales realizados en Perú. Estimación del peso portante de la cimentación. Diseño sismo resistente de la cementación corrida.
Sesión 4: Proceso constructivo, puesta en obra y casos de estudio
Proceso constructivo de la propuesta shicras. Las cimentaciones antiguas de Caral y Chavín en Perú. La Casa Mandala, primer proyecto construido en Chile con el sistema de shicras.
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Ensayos, pruebas y errores
Después de las pruebas iniciales sobre 6 modelos de muros y módulos de vivienda sobre la mesa vibradora, empleando la señal grabada del sismo de Huaraz, que significó la pérdida de 70.000 vidas humanas en 1970, un último ensayo sobre un modelo en el que se ajustaron algunas disposiciones en base al método de prueba-error confirmó claramente las bondades del sistema de shicras al producirse únicamente pequeñas fisuras leves en las paredes con ventanas.
Fuente: Modelo de sobrecimientos evaluados en el Proyecto MVCS (Fuente: MVCS, sin publicación).
En la última fase de la experimentación, se instaló un prototipo de casa sismorresistente reforzada con shicras en la localidad de Orduña, provincia de Lampa, departamento de Puno.
Como explicó el Ing. Vargas tras el sismo ocurrido en Orduña el 1 de diciembre de 2016, clasificado como de grado VII (destructivo) en la escala de Mercalli, “los daños en las casas reforzadas son leves, fisuras o grietas finas, pequeños desprendimiento del enlucido, etc. Todos los casos son fácilmente reparables con muy bajo costo”.
Como demostraron los estudios, el pico de aceleración sísmica se redujo hasta en un 60% con el empleo de esta técnica ancestral que, además, supone una protección frente a las humedades por capilaridad y una reducción importante del impacto ambiental frente a soluciones convencionales a base de hormigón de cemento.
Grabación del ensayo de un modelo de vivienda apoyado sobre una cimentación corrida ejecutada son el sistema de shicras
El detalle constructivo
Pero veamos cómo se configura a nivel constructivo la versión del sistema de shicras que produjo los mejores resultados en estos ensayos.
Como podemos ver en la siguiente imagen, el sistema está conformado básicamente por 3 capas:
1. Capa inferior de piedras de río de un espesor de entre 10 y 15 cm.
2. Capa intermedia de piedras de río de una altura de entre 4 y 7 cm.
3. Viga de collar superior de madera de 8 cm de espesor.
Fuente: Proyecto MVCS-PUCP
La capa inferior del sobrecimiento constituye la base rodante del sistema. Piedras redondeadas de unos 12 cm de diámetro se embolsan de dos en dos, separadas apenas, para configurar un apoyo típico de unos 25 cm para muros de tierra.
Una segunda capa intermedia de shicras rellenas de piedras de poco más de 1 cm embolsadas primero en tela tejida se envuelven en otra shicra hasta conformar almohadillas de piedra que se colocan desfasadas respecto a la primera capa y así proporcionar un desplazamiento controlado.
El conjunto se completa con una capa superior o viga collar de madera compuesta por un entramado de largueros de 5 x 10 cm y diagonales de 5 x 7 cm.
Una vez más, se demuestra que para todo hay un precedente y que una mirada sin complejos a nuestro pasado nos muestra nos muestra el avance cíclico de la historia, haciendo bueno aquello de que no hay nada nuevo bajo el sol.
¿Nos vemos este miércoles 16 de marzo para seguir aprendiendo sobre cimentaciones corridas sin cemento?
