parte 1 EL DIAGNOSTICO y las PROPUESTAS
Condición encontrada.
Arco de Medio Punto ubicado en el EJE 5 entre ejes A y C, Crujía Oeste de la Casa de Los Blanco
La edificación ubicada en la Esquina Nor-Oeste de la Cuadra de San Jacinto, identificada como perteneciente a la familia ascendente por línea materna de El Libertador Simón Bolívar, a pesar de los deterioros antrópicos causados, de acuerdo a las condiciones constructivas encontradas, presenta la característica de ser altamente representativa de la forma de distribución espacial de las viviendas importantes en las manzanas fundacionales de Caracas.
Se ha logrado identificar su constitución edificada, realizada con muros de tapia y rafa, arcos de medio punto elaborados con dovelas de ladrillos en lo que corresponde a las crujías Norte y Oeste, y un patio con columnas y arcadas realizados con material cerámico fundamentalmente. Se ha previsto restituir la cubierta de techo en madera y tejas.
Sistema constructivo-estructural empleado en los arcos
El sistema constructivo-estructural empleado en la construcción de los arcos se denomina Fábrica. Es una construcción de piedras en su basamento y ladrillos, cuyo comportamiento deriva directamente de las propiedades del material y donde el mortero, débil en su origen y deteriorado con el tiempo, no contribuye a aumentar la resistencia de la construcción1. Su comportamiento estructural puede analizarse a la luz de tres hipótesis simplificadoras:
1. No tienen resistencia a tracción.
2. Resistencia a la compresión ilimitada.
3. Imposibilidad de fallar al deslizamiento.
Se utilizó mampostería de ladrillos unidos con mortero de cal para construir los Arcos de medio punto, los cuales vinculaban transversalmente los muros longitudinales externos e internos, espacio que se designa con la lo denominación de crujía.
Referencia de historiografía sísmica.
Es conocido que el evento sísmico importante de Caracas de 1812 destruyó la mayor parte de las edificaciones de la Caracas de ese entonces, entre ellas el Convento de San Jacinto, sobre cuyas ruinas El libertador hizo la famosa
afirmación de fé en su visión libertaria. Otros sismos de importante magnitud (1893,1900,1967 y 1997) han causado alarma y daños en las edificaciones del centro de Caracas, sin que exista un registro pormenorizado de daños.
Conformación Geológica.
El área de la cuadra de San Jacinto está formada por una zona de Unidad de sedimentos fluvio-torrenciales y fluvio-paludales de las partes distales del abanico del casco viejo de la ciudad (marcado punteado) y de materiales coluviotorrenciales en los apéndices aluviales del valle de Caracas (Mapa geológico del cuaternario y de las fallas cuaternarias del valle de caracas. Singer et al. Funvisis. 2008). En el terreno donde está implantada la Cuadra de San Jacinto, la roca se encuentra a una profundidad promedio de 60m, conforme al plano de actualización de la información en el Valle de Caracas, medida desde la superficie, elaborado por la Weston Geophisical Engineers Int. Inc., por encargo de la Comisión Presidencial para el estudio del sismo de 1967.
La Fundación Venezolana de investigaciones sismológicas en la búsqueda de contribuir a la mitigación del riesgo sísmico en Caracas desarrolló el proyecto de Microzonificación Sísmica, cuyo objeto fundamental es la identificación de zonas de similar respuesta ante los movimientos sísmicos, de manera de poder ajustar el diseño de las edificaciones a la diversidad de escenarios en la ciudad.
El riesgo sísmico que corresponde a la zona de Caracas, es elevado, por lo que en caso de deterioros que afecten la condición sismo-resistente, las reparaciones a que haya lugar, deben considerarse urgentes, porque es impredecible cuándo ocurrirá otro sismo de magnitud similar o mayor al de 1967.
Los suelos donde está asentada esta obra, son alúvionales, producto de la degradación de las rocas de origen sedimentario metamórfico. Presenta una sismicidad histórica que la clasifican como zona 5 (considerada elevada) con fines de Ingeniería civil. (Funvisis).
Ubicación aproximada de la Cuadra de San Jacinto
Unidad indiferenciada de sedimentos fluvio-torrenciales y Fluvio-paludales de las partes distales del abanico del casco viejo de la ciudad (marcado punteado) y de materiales coluvio-torrenciales en los apéndices aluviales del
valle de Caracas (Funvisis. Singer et al)
Comportamiento estructural del arco.
El arco construido con dovelas idénticas, en este caso de ladrillos, conforma una geometría que ajusta perfectamente en los estribos. En el proceso constructivo original, se utiliza una cimbra o encofrado donde se van colocando los ladrillos unidos con la argamasa mínima necesaria para asentar y/o garantizar la transmisión de esfuerzos. Cuando la cimbra se retira, el arco empujará horizontalmente y los estribos cederán produciéndose un pequeño desplazamiento.
En el instante del descimbrado, deberá producirse:
a. Condiciones de equilibrio: Los esfuerzos internos equilibrarán las cargas externas.
b. El material trabajará: a compresión, no se presentarán esfuerzos de tracción, no se deslizará
c. Se presentarán movimientos de magnitud desconocida en los estribos.
Existen dos posibilidades: el colapso o el acomodo a la nueva medida incrementada. El acomodo implica grietas (el material no es elástico) por rotación de los puntos de contacto, tanto en el intradós como en el trasdós. Estas grietas son inevitables y naturales y por lo tanto no son señales del inicio de algún colapso.
Un caso conocido es el arco agrietado en tres articulaciones, similar al mostrado en la figura 1b), que es una estructura isostática conocida, perfectamente determinable en cuanto sus esfuerzos, basado en ecuaciones de equilibrio; pero esta condición es una en un infinito número de posibilidades.
Existen a su vez dos formas de que un arco interactúe con el entorno, cuando está solo (caso de un puente de una sola luz) o cuando el arco es parte de una serie de ellos (caso de las arcadas). En el primer caso, el empuje sobre los estribos será mínimo (fig 2 a), en el segundo, el empuje de los otros arcos hará que este trabaje al máximo desarrollando a su vez el máximo empuje posible sobre los estribos (fig 2 b).
Cuando debido a los esfuerzos de compresión o aplastamiento a que quedan sometidos las dovelas se producen desportilladuras o roturas en ellas, se está en presencia de un reacomodo de los esfuerzos de manera de buscar mayor área de contacto; esto puede ocurrir por sobrecargas en obras en servicio o por movimientos sísmicos con un efecto similar al “latigazo”.
Como se sabe, el arco de tres articulaciones es estable, por cuanto no hay la posibilidad de formación de un mecanismo, siempre que las condiciones del entorno no varíen. Caso contrario, cuando se presenta un asentamiento o un desplazamiento de los estribos (como en un eventual sismo), entonces ocurrirá la aparición de nuevas grietas, requiriéndose un mínimo de cuatro grietas que es la condición de aparición del mecanismo y la posibilidad de que la aplicación de una solicitación exterior ubique la línea de empuje por fuera de los limites geométricos del arco. Solo en este caso se presentará el colapso del arco.
Figura 3: Formación del mecanismo
(mínimo cuatro rotulas) previo al colapso.
Se expone a continuación la situación encontrada y los procedimientos que deberán emplearse para su rehabilitación y reacondicionamiento.
Registro fotográfico
Vista Norte-Sur de la situación actual del Arco Ubicado en el Eje 5 entre ejes A y C. Se han observado 3 fisuras grandes que abarcan sección completa y una gran grieta con perdida de material (argamasa y ladrillos)
Detalle de 2 Fisuras (Izq.) ubicadas en la zona central del arco, que por las características mostradas parecieran ser de sección completa. La grieta (Der.) es grande (de 3 a 5 cm), se nota desplazamiento del intradós del arco y perdida de material (ladrillo y argamasa).
Vista bajo el arco (Intradós). Se observa la perdida de material, desprendimiento de frisos y elementos fracturados.
Como se observa en el registro fotográfico y conforme a lo descrito, para que existiera el típico comportamiento y apareciera el mecanismo de colapso que se produjo, debió ser como consecuencia de un probable sismo, que permitió el movimiento de uno de los pilares que hacen de estribos, sometiendo a tracción el arco, por el cual este ha colapsado y como tal, no puede prestar el servicio para lo cual se había construido.
Como la falla no es activa, si no eventual, puede y debe establecerse la técnica apropiada para el caso, a fin de estar preparado para otro evento sísmico de muy probable ocurrencia.
Se propone en consecuencia:
A. Rehabilitar el arco Cuyo procedimiento se describe adelante.
B. Arriostrar el Sistema Estructural de la casa.
Se ha hecho la propuesta estructural, su análisis y corridas de cálculo, ajustándola conforme a las decisiones de hallazgos arqueológicos y propuestas arquitectónicas, la cual se entregará en planos y memoria aparte.
A. Procedimiento para la rehabilitación del arco.
Para ello, se debe seguir lo siguiente:
1. Remoción cuidadosa del friso original del arco, tanto en el intradós como en las caras externas. Se requiere demoler la parte superior de la pared de bloques de arcilla hasta liberar totalmente el arco.
2. Completamiento de faltantes (ladrillos recuperados fijados con argamasa epóxica) utilizando Epocret 3C de Tecnoconcret o similar, tanto en la grieta como en el resto del arco.
3. Sellado externo de fisuras y grieta utilizando Epocret 3C de Tecnoconcret o similar, colocando tubos de inyección (niples) inclinados 45° con respecto a la vertical, de L=15cms, embebidos mínimo 5cm, separados 10cm en vertical. (usar tubería PVC Agua Caliente).
4. Remoción cuidadosa del relleno de tapia pisada en el trasdós, hasta dejar al descubierto la superficie del mismo.
5. Inyección del epóxico de baja viscosidad Epocret IV de Tecnoconcret o similar. Para ello se usará una bomba manual tipo grasera y se comenzará por el niple inferior, inyectando hasta que salga por el inmediato superior, comprobándose que hasta ese nivel penetró el material inyectado. Se continuará con el 2° superior y se repetirá el procedimiento indicado.
6. Una vez que se hayan sellados las fisuras y grieta, y se haya producido el retiro de los niples, se podrá proceder a preparar la superficie del trasdós, utilizando el esmeril para eliminar las protrusiones en caso que las hubiere, dejando la superficie sin salientes que puedan romper la tela de fibra de carbono
7. Colocación del sistema FRP de Sika, a toda la longitud del trasdós del arco (10m de longitud con un ancho de 0,50 m), incluyendo los salmeresterminación de los pilares. El sistema consiste en el saturante base + fibra de carbono + sellante, utilizando el epóxico Sika 301C y la fibra Sikawrap 300. Como alternativa se recomienda el sistema Embrese de MBT.
8. Reposición del relleno del trasdós hasta el nivel de base de la viga de corona recomendada a ejecutar.
NOTA: Como se quiere exponer a la vista la composición de ladrillos de los arcos y pilares, se debe proceder a la limpieza cuidadosa de los mismos, utilizando cepillo de acero de cerdas suaves y reponiendo la argamasa deteriorada entre ladrillos, con morteros a base de cal y adhesivo, indicados antes. Posterior a la limpieza se aplicará el consolidante Silicato de Etilo en todas las caras expuestas del arco y pilares, por lo menos en 2 manos.
parte 2 El proceso de ejecución de la REHABILITACIÖN
Proceso de ejecución de la rehabilitación del Arco de Medio Punto Eje 5(A-C) de la Cuadra de San Jacinto.
Conforme se muestra, se procedió:
1. Demolición-Remoción cuidadosa del relleno de tapia pisada en el trasdós (parte superior del arco) y de los restos de friso existente en el arco.
2. Completamiento de faltantes (ladrillos recuperados fijados con argamasa epóxica). En este caso se utilizó como epóxico, el producto Sikadur 32 tanto en el complemento de la grieta, como en el resto del arco. Se observa el proceso de colocación de ladrillos para el posterior sellado de juntas.
3. Eliminado el relleno de tapia pisada en el trasdós, se constató la existencia de una depresión (con perdida de material) en el arco hacia el estribo del lado Oeste, la cual debió ser rellenada con argamasa epóxica.
4. Se observa al operario colocando la capa con la argamasa epoxica, De igual forma, se procede a conformar la superficie donde se colocará la fibra de carbono. La superficie se prepara para evitar que salientes o protrusiones puedan romper la fibra.
5. Inyección de un epóxico de baja viscosidad, que en este caso se uso el producto Colmadur Inyeccion de Sika. Para ello se utilizó una pistola de inyección manual con cartucho reusable.
6. Se utilizó el sistema Mbrace de MBT.
7. La colocación del sistema de refuerzo con fibra de carbono amerita preparar la superficie (En este caso la longitud total del trasdós del arco incluyendo los salmeres-terminación de los pilares) y mezclar bien el epoxico.
8. El sistema consiste en el saturante base + fibra de carbono + sellante, utilizando el epóxico Mbrace y la fibra CF130 Producida por MBT.
9. Se aplicó una capa de sellante y antes de que seque totalmente se le coloca material de silice (arena lavada) para garantizar la adherencia con el material que va a estar en contacto con el arco.
Obsérvese como el arco adquiere una prestancia al exponerlo a la vista, siempre que se le de un adecuado y cuidadoso tratamiento de limpieza utilizando cepillo de acero de cerdas suaves.
Es imprescindible aplicar el consolidante Silicato de Etilo en todas las caras expuestas del arco y pilares, por lo menos en 2 manos,
para garantizar su permanencia en el tiempo.
foto Arq.Alexander Villarroel
foto Arq.Alexander Villarroel
fotos Arq.Alexander Villarroel
Ing. MSc. Alfonso C. Olivares Garcés.
Comments