domingo, 14 de junio de 2020

El subsuelo de la iglesia San Francisco: ¿Una cimentación sismorresistente sobre un estrato prehispánico?


  

Resumen
¿Cómo ha logrado una iglesia de hace 4 siglos mantenerse en pie y resistir más de 15 sismos sobre magnitud 7? En base a dicha pregunta, esta investigación se adentra en el subsuelo de la iglesia para postular que sus fundaciones, construidas en 1586, serían una de las primeras estructuras sismorresistentes en Chile.
La iglesia y convento San Francisco de Santiago constituyen el conjunto edificado más antiguo de la capital y del país (fig. 1)(1), siendo «el único auténtico testimonio arquitectónico del siglo XVI que se conserva en Chile» (Benavides, 1988:128). El inmueble, que ha sufrido numerosas modificaciones, aún conserva la estructura original de piedra en forma de cruz latina (fig. 2), elemento que hoy forma la nave central y el transepto de la iglesia (fig. 3).
Fig. 1. Fotogrametría elevación poniente Iglesia y Convento San Francisco. Escala publicada 1: 500.Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 2. Planta actual iglesia San Francisco. En negro se destaca la planta de la iglesia original de piedra, estructura que permanece hasta nuestros días. Escala publicada 1: 1.000
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 3. Corte fotogramétrico longitudinal iglesia San Francisco. Nave central original. Escala publicada 1: 500.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 4a. Detalle mampostería de piedra original. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 4b. Detalle albañilería de ladrillo de las naves laterales, de construcción posterior.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 5. Plano de Santiago, 1600. En rojo se destaca la iglesia y convento de San Francisco.
Fuente: Imagen reelaborada a partir del croquis original de Tomas Thayer Ojeda, 1600. Colección Biblioteca Nacional.
Fig. 6. Planta con la ubicación de la excavación. Escala publicada 1: 1.000.
Fuent: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 7. Ubicación de la excavación en el actual corredor del Museo.
Fotografía : Claudio Zamorano. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 8. Planta detalle excavación. Escala publicada 1: 50.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 9. Vista frontal del sistema de cimientos.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 10. Vista superior del muro de contención lateral del sistema de cimientos.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 11. Corte detalle del sistema de cimientos, muro y fundaciones . Escala publicada 1: 50.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Leyenda: 1. Pavimento cerámico actual; 2. Radier; 3. Capa de alquitrán; 4. Pavimento colonial ladrillo panadero; 5. Muro de piedra Iglesia:
Sistema de cimentación: 6. Estrato de e= 15 cm de mortero de cal con grava Ø 1 cm; 7. Suelo de relleno muy arcilloso; 8. Estrato de e= 55 cm (aproximado) de piedras de canto rodado, dispuestas sobre tierra suelta; 9. Eje de piedras semi-canteadas de 60 × 60 × 60 cm (aproximado); 10. Piedras canteadas en forma de cuña; 11. Suelo natural.
Fig. 12a. Cimientos de piedra con argamasa de cal de la Catedral de Santiago.
Fotografía: Claudia Prado. Fuente: FONDECYT Nº 1090325
Fig. 12b. Cimientos de piedra con argamasa de cal del antiguo mercado de la Plaza de Armas de Santiago.
Fotografía: Claudia Prado. Fuente: FONDECYT Nº 1090325
Fig. 12c. Cimientos de piedra con argamasa de la ex Real Audiencia de Santiago. Excavaciones realizadas en el marco de la construcción de la Estación Metro Plaza de Armas.
Fotografía: Claudia Prado, 1997.
Fig. 13. Relación entre períodos y estratigrafía del suelo de la iglesia de San Francisco.
Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 14a. Fragmento cerámico de escudilla con motivo propio de la época Inka, de origen foráne.
Fotografía: Claudio Zamorano. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 14b. Fragmento cerámico con decoración roja sobre blanco, propio de épocas tardías de presencia Inka en la zona.
Fotografía: Claudio Zamorano. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Figs. 15 a y b.Fragmentos rojos engobados con escobillado interior, atributo propio de los tipos prehispánicos.
Fotografía: Catalina Soto. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 15c. Fragmento de negro decolorado sobre rojo, asociado a contextos Aconcagua tardíos.
Fotografía: Catalina Soto. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
Fig. 16. Punta de proyectil de base escotada, utilizada como pieza del conjunto arco y flecha, propia del período Intermedio Tardío y Tardío en la zona central de Chile.
Fotografía: Claudio Zamorano. Fuente: FONDECYT Nº 11130628
** Arqueóloga, Becaria CONICYT Programa de doctorado CECLA, Universidad de Chile, Santiago, Chile. cata.sotorodriguez@gmail.com

sábado, 24 de agosto de 2019

Excitación sísmica asíncrona en puentes: patrones de asincronismo, métodos de análisis y tipologías estudiadas








Desde sus comienzos, los análisis sísmicos lineales y no lineales realizados en puentes atirantados se llevaron a cabo mediante métodos determinísticos. En estos, se asume que los movimientos sísmicos llegan a todos los apoyos de la estructura al mismo tiempo, es decir, ocurre una excitación sísmica uniforme considerando velocidades de propagación de la onda sísmica infinita (Soyluk y Dumanoglu 2000). Según (Luco y Wong 1986), los registros sísmicos obtenidos a partir de arreglos de acelerómetros tales como el SMART1 en Taiwán, revelaron variaciones en la onda sísmica en el espacio y el tiempo, de allí que en la década de los sesentas se inició la inclusión de métodos en los cuales la excitación sísmica era asíncrona, es decir, que los movimientos sísmicos llegaban a los apoyos con un desfase temporal, debido a que las velocidades de propagación de la onda sísmica se asumen finitas en función de la rigidez del suelo (Valdebenito y Aparicio 2005) (Burdette et al. 2006).
Los primeros análisis asíncronos se llevaron a cabo en estructuras extensas y de múltiples soportes tales como líneas de transmisión de energía (Mehanny et al. 2014), (Ghobarah et al. 1996), las presas (Bayraktar et al. 1996), edificios simétricos y asimétricos donde se puede evaluar la componente torsional debido a la excitación múltiple en sus apoyos según (Hao 1997), y líneas de vida (Deodatis 1996).
Investigadores interesados en el fenómeno asíncrono han enfocado sus esfuerzos en estudiar su efecto en puentes de diversas tipologías. Algunos ejemplos de dichos estudios son: (Wang et al. 1999) analizando puentes de grandes luces; (Alvarez et al. 2012), (Álvarez y Aparicio 2003) incluyendo asincronismo en puentes de luces medias como los puentes arco; (Nuti y Vanzi 2005) interesados en puentes de poca longitud; y otros como (Fernandez et al. 2013) quienes encontraron de manera general que si la longitud del puente es mayor a la longitud de onda del movimiento sísmico o que si existe algún accidente topográfico considerable, entonces partes del puente estarán sujetas a excitaciones diferentes y considerables en sus apoyos. En la misma línea, (Kaiming et al. 2013) también resaltan la importancia de realizar análisis asíncrono en puentes sometidos a cambios topográficos bruscos.
La presente revisión pretende mostrar el estado actual del conocimiento respecto a los aportes realizados por diferentes investigadores, quienes han estudiado el comportamiento de puentes sometidos a la excitación sísmica asíncrona. Con lo anterior, se pretende reunir las evidencias necesarias para determinar bajo qué condiciones debe realizarse un análisis asíncrono en puentes y que herramientas existen para llevar a cabo el tipo de análisis mencionado. Para cumplir dicho fin, el documento rescata los antecedentes, es decir, daños en estructuras atribuidos al asincronismo; los métodos de análisis disponibles con sus ventajas y desventajas; los requerimientos plasmados en normativas y guías de diseño, los cuales introducen el análisis asíncrono teniendo en cuenta parámetros como la longitud total del puente, el tipo de suelo de apoyo, entre otros; y los resultados obtenidos de análisis asíncronos en puentes agrupados por tipologías. El documento finaliza presentando las conclusiones relevantes de la revisión realizada.

Antecedentes