Con el fin de aportar a la solución del problema sísmico de las edificaciones en tierra, se han realizado investigaciones en las mejores universidades de Colombia sobre las propiedades de los materiales y el comportamiento de los sistemas estructurales en tierra ante fuerzas sísmicas. Estas investigaciones han sido innovadoras y se han apoyado en estudios a nivel internacional. Sin embargo para que estos estudios tengan un real impacto deben incluirse en la norma sismo resistente (NSR-10), la cual actualmente no incluye apartados específicos sobre la manera de rehabilitar sísmicamente las construcciones en tierra. Por esta razón los autores, que han trabajado por más de una década en rehabilitación y restauración de edificaciones en tierra, presentan en este documento un borrador de propuesta de normativa para la rehabilitación de edificaciones en tierra para que sea incluida en las siguientes actualizaciones de la Norma Sismo Resistente de la República de Colombia.
El presente documento es un borrador de una propuesta de normativa que los autores quieren, en un futuro próximo, poner a consideración de la Asociación Colombiana de Ingeniería Sísmica, de la Sociedad Colombiana de Ingenieros y de la Asociación Colombiana de Ingeniería Estructural para ser estudiada, analizada y trabajada como una base de desarrollo que reglamente la rehabilitación sísmica de las construcciones patrimoniales en tierra en Colombia. Asimismo, los autores desean agradecer a la Pontificia Universidad Javeriana y en especial a las Facultades de Arquitectura y Diseño e Ingeniería por el apoyo brindado para la realización de la presente propuesta.
Las construcciones en tierra constituyen una parte fundamental del patrimonio construido de nuestro país. De la mano del adobe y de la tapia pisada se desarrolló la arquitectura urbana y residencial en Colombia durante cuatro siglos. De acuerdo con el listado de la Dirección de Patrimonio del Ministerio de Cultura, se han declarado 1.133 Monumentos Nacionales y 47 Centros Históricos, de los cuales el 80% se encuentra construido en tierra. Dentro de estos Centros Históricos se encuentra La Candelaria en Bogotá, Zipaquirá, Villa de Leyva, Popayán, Barichara, Salento, etc. Dentro de los Monumentos Históricos se puede nombrar la Casa de la Moneda, el Colegio Mayor del Rosario, el Colegio Helvetia, Hacienda Montes (Museo Antonio Nariño), el Convento del Santo Ecce Homo (Boyacá), entre otros.
En la actualidad este patrimonio se ve amenazado y deteriorado por diversos factores medio ambientales, destacándose entre ellos los procesos de deterioro por humedad y los eventos sísmicos. Con respecto a este último es importante mencionar que terremotos dentro del ámbito colombiano, el sismo del eje cafetero del 25 de enero de 1999, el sismo de Popayán de 1983, o el sismo de Cúcuta de 1875 (Figura 1) han ratificado la vulnerabilidad sísmica de las edificaciones en tierra.
Los terremotos pueden derrumbar en unos pocos segundos las edificaciones patrimoniales en tierra que llevan siglos de haber sido construidas. En relación a lo anterior es importante resaltar que el hecho de que algunas edificaciones lleven varios siglos en pie (como algunas del Barrio La Candelaria en Bogotá) no es garantía de que sean sismo resistentes. Prueba de ello es el sismo ocurrido en 1rán a finales de 2003 (magnitud de 6.5 en la escala de Richter), el cual prácticamente destruyó Arg-é-Bam (véanse las fotografías de la Figura 2) que era patrimonio histórico de la humanidad según la UNESCO. Esta fortificación tenía más de 2.500 años de antigüedad y era la mayor construcción de adobe del mundo, colapsó en pocos segundos.
Con el fin de aportar a la solución del problema sísmico de las edificaciones en tierra, se han realizado investigaciones en algunas de las mejores universidades del país en torno al conocimiento de las propiedades de los materiales y del comportamiento de los sistemas estructurales en tierra ante fuerzas sísmicas. Ejemplo de esto son los estudios realizados por los grupos de investigación Estructuras (Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería) y GR1ME de la Pontificia Universidad Javeriana (PUJ) en conjunto con el grupo G1MEC1 de la Escuela Colombiana de 1ngeniería (EC1), haciendo ensayos como los que se muestran en la Figura 3. Asimismo el grupo C1MOC de la Universidad de los Andes (Uniandes) ha realizado investigaciones importantes al respecto.
El documento se basa en los estudios de los grupos de investigación colombianos Estructuras, GIMECI y CIMOC, los cuales a su vez, iniciaron sus estudios con base en procesos desarrollados en el exterior. En este documento se presenta una primera aproximación que se espera sirva como semilla para una futura inclusión en la normatividad
PROPUESTA DE NORMA
A continuación se presentan los principales apartados de la propuesta de normativa para la rehabilitación sísmica de edificaciones en tierra patrimoniales.
1. PROPÓSITO
Los requisitos establecidos en este título, están dirigidos a lograr un comportamiento apropiado de las construcciones patrimoniales (como conjunto estructural y en sus elementos) y su integridad estructural bajo las condiciones de carga vertical permanente o transitoria, bajo condiciones de fuerza lateral, de viento o de sismo y bajo estados ocasionales de fuerzas anormales.
2. ALCANCE
El presente título del reglamento establece los lineamientos generales para la intervención de Bienes de Interés Cultural (BIC) edificados en tierra. La intervención al patrimonio deberá además ceñirse a su nivel de protección y al tipo de intervención establecidas en la normativa vigente, emanada por las entidades encargadas de la protección del patrimonio. Con ellas se buscará no solo hacerlas menos vulnerables ante eventos sísmicos, protegiendo la vida de quienes la ocupan, sino además conservar el patrimonio construido, como memoria y aporte tecnológico apropiado a nuestro territorio.
Para efectos del presente capitulo se entiende por intervención lo determinado por la Ley General de Cultura 1185 de 2008:
Intervención. Por intervención se entiende todo acto que cause cambios al bien de interés cultural o que afecte el estado del mismo. Comprende, a título enunciativo, actos de conservación, restauración, recuperación, remoción, demolición, desmembramiento, desplazamiento o subdivisión, y deberá realizarse de conformidad con el Plan Especial de Manejo y Protección si este fuese requerido.
La intervención de un bien de interés cultural del ámbito nacional deberá contar con la autorización del Ministerio de Cultura o el Archivo General de la Nación, según el caso. Asimismo, la intervención de un bien de interés cultural del ámbito territorial deberá contar con la autorización de la entidad territorial que haya efectuado dicha declaratoria.
La intervención solo podrá realizarse bajo la supervisión de profesionales en la materia debidamente registrados o acreditados ante la respectiva autoridad. La autorización de intervención que debe expedir la autoridad competente no podrá sustituirse, en el caso de bienes inmuebles, por ninguna otra clase de autorización o licencia que corresponda expedir a otras autoridades públicas en materia urbanística.
Quien pretenda realizar una obra en inmuebles ubicados en el área de influencia o que sean colindantes con un bien inmueble declarado de interés cultural, deberá comunicarlo previamente a la autoridad que hubiera efectuado la respectiva declaratoria. De acuerdo con la naturaleza de las obras y el impacto que pueda tener en el bien inmueble de interés cultural, la autoridad correspondiente aprobará su realización o, si es el caso, podrá solicitar que las mismas se ajusten al Plan Especial de Manejo y Protección que hubiera sido aprobado para dicho inmueble.
El otorgamiento de cualquier clase de licencia por autoridad ambiental, territorial, por las curadurías o por cualquiera otra entidad que implique la realización de acciones materiales sobre inmuebles declarados como de interés cultural, deberá garantizar el cumplimiento del Plan Especial de Manejo y Protección si este hubiere sido aprobado (Ley 1185, 2008).
En caso de estar construidas con otros materiales diferentes a la tierra cruda, se regirán por lo determinado en el capítulo correspondiente de la NSR 10.
3. NOMENCLATURA
f'a = Resistencia a la compresión de piezas individuales de adobe en MPa
f'ma = Resistencia a la compresión de la mampostería de adobe en MPa
f'mt = Resistencia a la compresión de la tapia pisada MPa
ya = Peso específico del adobe en kN/m3
yt = Peso específico de la tapia pisada en kN/m3
fta = Resistencia a la tensión de la mampostería de adobe en MPa
ftt=Resistencia a la tensión de la tapia pisada en MPa
fva = Resistencia al corte de la mampostería de adobe en MPa
fvt = Resistencia al corte de la tapia pisada en MPa
Ea = Módulo de elasticidad de la mampostería de adobe en MPa
Et = Módulo de elasticidad de la tapia pisada en MPa
Ga= Módulo de cortante de la mampostería de adobe en MPa
Gt= Módulo de cortante de la tapia pisada en MPa
f'ma = Resistencia a la compresión de la mampostería de adobe en MPa
f'mt = Resistencia a la compresión de la tapia pisada MPa
ya = Peso específico del adobe en kN/m3
yt = Peso específico de la tapia pisada en kN/m3
fta = Resistencia a la tensión de la mampostería de adobe en MPa
ftt=Resistencia a la tensión de la tapia pisada en MPa
fva = Resistencia al corte de la mampostería de adobe en MPa
fvt = Resistencia al corte de la tapia pisada en MPa
Ea = Módulo de elasticidad de la mampostería de adobe en MPa
Et = Módulo de elasticidad de la tapia pisada en MPa
Ga= Módulo de cortante de la mampostería de adobe en MPa
Gt= Módulo de cortante de la tapia pisada en MPa
4. CARACTER1ZAC1ÓN DE MATERIALES
4.1 Investigación experimental del material constitutivo de los muros
Antes de iniciar un proceso de rehabilitación de edificaciones patrimoniales en tierra se deberá investigar las propiedades mecánicas mediante pruebas destructivas sobre los materiales que componen los muros de carga. Para ello se deberán extraer muestras de la mampostería con el fin de realizar pruebas de resistencia (mecánicas), físicas y químicas. Se deberán investigar las propiedades de al menos el 50 % de los muros de carga en el caso del adobe. Para cada muro se deberán extraer al menos dos muestras representativas del muro, donde el tamaño de cada muestra deberá ser el mínimo, se unos 5 cm o del tamaño de una pieza individual en el caso de muros de adobe. Asimismo, en el caso de muros de adobe se deberán extraer muestras suficientes de morteros de pega y de revoque para realizar una caracterización física y química en los términos definidos más adelante (si es posible se sugiere realizar pruebas mecánicas sobre el mortero de pega y revoque). A las muestras así extraídas se les deberá realizar una caracterización física, química y mecánica como se presenta a continuación:
4.2 Caracterización física
A las muestras extraídas se les deberán realizar las siguientes pruebas de acuerdo con las normas técnicas de referencia:
- INV E 123: Composición granulométrica: Granulometría por tamizado con lavado sobre tamiz No. 200, análisis granulométrico método del hidrómetro.
- INV E 128: Peso especifico: Peso específico de sólidos, método del picnómetro.
- INV E 121: Contenido de materia orgánica, método ignición.
- INV E 122: Determinación de la humedad.
- INV E 125: Determinación del límite líquido
- INV E 126: Determinación del límite plástico
4.3 Caracterización mecánica
Se deberán extraer suficientes muestras para realizar pruebas de compresión sobre los materiales. Si es posible, se deberán realizar las pruebas que permitan obtener los parámetros mecánicos de resistencia y flexibilidad indicados en la Tabla 1. Para el caso de la tapia pisada se deberán usar los valores indicados en la Tabla 1 en el caso de que haya imposibilidad demostrada de extraer muestras representativas para efectuar pruebas mecánicas de resistencia. En el caso de los muros de adobe, se debe extraer al menos un adobe por cada cuatro metros cuadrados de muro.
4.4 Caracterización química
Para las muestras extraídas se deberán determinar los elementos químicos existentes en las muestras del material estructural (espectrofotometría por absorción atómica), también será necesario determinar patrones de dilución de los componentes químicos. El número de muestras lo determinará el especialista que tenga a su cargo dicho estudio.
4.5 Morteros de pega y de revoque
A los morteros de pega y los morteros de revoque se les deberá realizar un estudio físico químico para determinar sus principales componentes.
4.6 Rangos de propiedades para el adobe y la tapia pisada
De acuerdo con investigaciones realizadas a nivel nacional, en la Tabla 1 se presenta un resumen de los rangos de variación de algunas propiedades físicas y mecánicas del material en tierra. Estas propiedades corresponden a estructuras existentes y no consideran ningún tipo de adición o estabilizante.
Los nombres de las anteriores normas (adaptadas para ejecutar ensayos en tierra) se presentan a continuación:
- ASTM C642 - 06. Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete
- ASTM E519 / E519M - 10. Standard Test Method for Diagonal Tension (Shear) in Masonry Assemblages
- NTC 4017. Métodos para muestreo y ensayos de unidades de mampostería y otros productos de arcilla
- NTC 3495. Método de ensayo para determinar la resistencia a la compresión de muretes de mamposteria.
- NTC 4109. Prefabricados de concreto, bordillos, cunetas, y topellantas de concreto (apartado de flexión).
4.7 Bloques de suelo estabilizado
En el caso en que por deterioro o por solicitaciones estructurales se requiera reemplazar por completo piezas de adobe, se deberán usar bloques estabilizados los cuales deberán ser fabricados de acuerdo con la Norma NTC 5324.
4.8 Investigación de las maderas de edificaciones patrimoniales: cubiertas y entrepisos
Para el caso de las maderas constitutivas de cubiertas y entrepisos se deberá realizar un estudio fitosanitario con el fin de establecer la tipología de madera, el estado de conservación de la madera, la sección remanente después del ataque físico, químico y biológico. Para ello el estudio lo deberá realizar un especialista en el área. El contenido del informe emitido por el especialista deberá incluir la sección remanente de los elementos de cubierta y entrepiso, la clasificación de las maderas y el rango de propiedades mecánicas de acuerdo con la NSR 10.
5. N1VELES DE INTERVENCIÓN
Los niveles de intervención son las pautas o criterios relacionados con la conservación de los valores del inmueble y su zona de influencia. De acuerdo a lo determinado por el Decreto 763 de 2009, articulo 20, los niveles de intervención, sin perjuicio de la facultad del Ministerio de reglamentar por vía general otros niveles de intervención para BIC del ámbito nacional y territorial son:
I. Nivel 1. Conservación integral: Se aplica a inmuebles del grupo arquitectónico de excepcional valor, los cuales, por ser irremplazables, deben ser preservados en su integralidad. En éstos, cualquier 1ntervención puede poner en riesgo sus valores e integridad, por lo que las obras deben ser legibles y dar fe del momento en el que se realizaron. Si el inmueble lo permite, se podrán realizar ampliaciones, en función de promover su revitalización y sostenibilidad.
En relación con los Inmuebles del Grupo Urbano debe garantizarse la preservación del trazado, manzanas, paramentos, perfiles, alturas, índices de ocupación, vías, parques, plazas y pasajes, entre otros. Se permite la modificación de los espacios internos del inmueble, siempre y cuando se mantenga la autenticidad de su estructura espacial: disposición de accesos, vestíbulos, circulaciones horizontales y verticales.
Tipos de obras permitidos en el Nivel 1: Restauración, reparaciones locativas, primeros auxilios, rehabilitación o adecuación funcional, reforzamiento estructural, reintegración, ampliación, consolidación y liberación.
II. Nivel 2. Conservación del tipo arquitectónico. Se aplica a Inmuebles del Grupo Arquitectónico con características representativas en términos de implantación predial (rural o urbana), volumen edificado, organización espacial y elementos ornamentales las cuales deben ser conservadas. Se permite la modificación de los espacios internos del inmueble, siempre y cuando se mantenga la autenticidad de su estructura espacial: disposición de accesos, vestíbulos, circulaciones horizontales y verticales.
Tipos de obras permitidos en el Nivel 2: Restauración, reparaciones locativas, primeros auxilios, rehabilitación o adecuación funcional, remodelación, reforzamiento estructural, reintegración, ampliación, consolidación y liberación.
III. Nivel 3. Conservación contextual. Se aplica a inmuebles ubicados en un Sector Urbano, los cuales, aún cuando no tengan características arquitectónicas representativas, por su implantación, volumen, perfil y materiales, son compatibles con el contexto.
De igual manera, se aplica para inmuebles que no son compatibles con el contexto, así como a predios sin construir que deben adecuarse a las características del sector urbano.
Este nivel busca la recuperación del contexto urbano en términos del trazado, perfiles, paramentos, índices de ocupación y volumen edificado.
Tipos de obras permitidos en el Nivel 3: Demolición, obra nueva, modificación, remodelación, reparaciones locativas, primeros auxilios, reconstrucción, reforzamiento estructural, consolidación y ampliación (Decreto 763 de 2009, art. 20).
6. TIPOS DE OBRAS PERMITIDAS
Las obras permitidas dentro de los Bienes de Interés cultural, basadas con el Decreto 763 de 2009, artículo 41, previa autorización de la autoridad competente son:
Primeros auxilios: Obras urgentes a realizar en un inmueble que se encuentra en peligro de ruina, riesgo inminente, o que ha sufrido daños por agentes naturales o por la acción humana. Incluye acciones y obras provisionales de protección para detener o prevenir daños mayores, tales como: apuntalamiento de muros y estructuras, sobrecubiertas provisionales y todas aquellas acciones para evitar el saqueo de elementos y/o partes del inmueble, carpinterías, ornamentaciones, bienes muebles, etc.
Reparaciones locativas: Obras para mantener el Inmueble en las debidas condiciones de higiene y ornato sin afectar su materia original, su forma e integridad, su estructura portante, su distribución interior y sus características funcionales, ornamentales, estéticas, formales y/o volumétricas. Incluye obras de mantenimiento y reparación como limpieza, renovación de pintura, eliminación de goteras, remplazo de piezas en mal estado, obras de drenaje, control de humedades, contención de tierras, mejoramiento de materiales de pisos, cielorrasos, enchapes, y pintura en general. También incluye la sustitución, mejoramiento y/o ampliación de redes de instalaciones hidráulicas, sanitarias, eléctricas, ventilación, contra incendio, de voz y datos y de gas.
Reforzamiento estructural: Es la consolidación de la estructura de uno o varios inmuebles, con el objeto de acondicionarlos a niveles adecuados de seguridad sismo-resistente de acuerdo con los requisitos de la NSR10.
Rehabilitación o adecuación funcional: Obras necesarias para adaptar un inmueble a un nuevo uso, garantizando la preservación de sus características. Permiten modernizar las instalaciones, optimizar y mejorar el uso de los espacios.
Restauración: Obras tendientes a recuperar y adaptar un inmueble o parte de éste, con el fin de conservar y revelar sus valores estéticos, históricos y simbólicos. Se fundamenta en el respeto por su integridad y autenticidad.
Obra Nueva: Construcción de obra en terrenos no construidos.
Ampliación: Incremento del área construida de una edificación existente, entendiéndose por área construida la parte edificada que corresponde a la suma de las superficies de los pisos, excluyendo azoteas y áreas sin cubrir o techar.
Consolidación: Fortalecimiento de una parte o de la totalidad del inmueble.
Demolición: Derribamiento total o parcial de una o varias edificaciones existentes en uno o varios predios.
Liberación: Obras dirigidas a retirar adiciones o agregados que van en detrimento del inmueble ya que ocultan sus valores y características. El proceso de liberación de adiciones o agregados comprende las siguientes acciones:
- Remoción de muros construidos en cualquier material, que subdividan espacios originales y que afecten sus características y proporciones.
- Demolición de cuerpos adosados a los volúmenes originales del inmueble, cuando se determine que éstos afectan sus valores culturales.
- Reapertura de vanos originales de ventanas, puertas, óculos, nichos, hornacinas, aljibes, pozos y otros. Retiro de elementos estructurales y no estructural es que afecten la estabilidad del inmueble.
- Supresión de elementos constructivos u ornamentales que distorsionen los valores culturales del inmueble.
Modificación: Obras que varían el diseño arquitectónico o estructural de una edificación existente, sin incrementar su Mea construida.
Reconstrucción: Obras dirigidas a rehacer total o parcialmente la estructura espacial y formal del inmueble, con base en datos obtenidos a partir de la misma construcción o de documentos gráficos, fotográficos o de archivo.
Reintegración: Obras dirigidas a restituir elementos que el Inmueble ha perdido o que se hace necesario reemplazar por su deterioro Irreversible.
Parágrafo. En el caso de inmuebles también son objeto de esta autorización las intervenciones en las áreas de influencia, bienes colindantes con dichos bienes y espacios públicos localizados en sectores urbanos declarados BIC e Identificados en el PEMP (Planes Especiales de Manejo y Protección). (Decreto 763 de 2009, art. 41).
7. ALTERNATIVAS DE REHABILITACIÓN PARA MUROS Y DIAFRAGMA
Como alternativas de rehabilitación se presentan las estudiadas por la Asociación Colombiana de 1ngeniería Sísmica (AIS, 2004). Asimismo se presentan las alternativas estudiadas por los grupos GRIME, Estructuras y Construcción, y GIMECI resumidas en el artículo de López et. al. (2007). Vale la pena aclarar que todos estos estudios están basados en propuestas nacionales e internacionales.
Las alternativas de rehabilitación propuestas tienen por objetivo disminuir el riesgo sísmico al que están sometidas las edificaciones en tierra. Se pretende evitar el colapso de la edificación durante el evento sísmico, o en lo posible, retardar dicho colapso para permitir la salida de los ocupantes y evitar con esto la pérdida de vidas humanas. Debe quedar claro que el objetivo de estas medidas de rehabilitación no están centradas en la protección de la propiedad ni en la minimización de los daños, ya que debido a las características mismas del adobe y la tapia pisada, es bastante improbable generar un nivel de seguridad similar al de una edificación nueva.
Las edificaciones de adobe y tapia presentan dos grandes deficiencias que las hacen altamente vulnerables ante la acción de los sismos. La primera de ellas es la falta de un diafragma rígido en el plano de los entrepisos y de la cubierta. La segunda deficiencia es la poca capacidad a flexión de los muros de tierra sin carga vertical. Con estas disposiciones las medidas de rehabilitación que se proponen se orientan principalmente a generar una estabilización de las edificaciones más que a un reforzamiento estructural. Por ello se propone lo siguiente:
- Proporcionar un diafragma rígido en el plano con adecuadas conexiones y contactos a los muros perimetrales tratando de minimizar las sobrecargas asociadas.
- Proporcionar capacidad a la flexión de los muros estructurales principales de la edificación, tanto en el plano del mismo como fuera del plano, tratando de garantizar así una cantidad mínima de muros en las dos direcciones principales de la edificación.
- En el caso que no exista, ubicar una viga de coronación adecuadamente unida a los muros estructurales.
- Disminuir la masa de las edificaciones de manera estratégica, ya que al ser el adobe y la tapia pisada materiales cohesivos friccionantes, se debe tener en cuenta la disminución del esfuerzo cortante resistente en la medida que se disminuye la fuerza axial.
A continuación se presentarán detalles de cada uno de estas alternativas:
7.1 DIAFRAGMAS RÍGIDOS
1ndependientemente de la alternativa de rigidización del diafragma que se utilice, se debe tener en cuenta que lo importante es garantizar una adecuada unión del diafragma con los muros de la edificación. Algunas alternativas para generar mecanismos de diafragma rígido se presentan a continuación.
Plaqueta de concreto
Construir una plaqueta de concreto de mínimo 8 cm de espesor (Véase la Figura 4) con una malla de refuerzo en las dos direcciones con alambrones de mínimo 5 mm de diámetro cada 15 cm. Se colocarán conectores de cortante conformados por pequeños tramos de varillas de refuerzo del No.2 al menos cada 40 cm a lo largo de las vigas principales de apoyo de manera que entren totalmente a la plaqueta de concreto y simultáneamente queden ancladas a los elementos principales del entrepiso. En los bordes laterales se deberán abrir regatas a los muros con el fin de que la plaqueta quede embebida en el muro y al menos exista un refuerzo longitudinal de la misma en la zona de la regata. El tamaño minió de la regata será de un tercio o 30 cm ( la mayor de las dos) del espesor total del muro de apoyo.
Entablado complementario
En este caso se construye un entablado en las dos direcciones principales de la losa de entrepiso o en la dirección perpendicular en caso de que ya exista un entablado previo que se encuentre en buen estado. El entablado deberá ir adecuadamente conectado a los elementos de soporte mediante puntillas espaciadas, por lo menos cada 20 cm. Las puntillas de conexión deberán entrar a los elementos principales de soporte. El nuevo entablado deberá conectarse a los elementos perimetrales de madera o vigas corona existentes, en especial a las que van en dirección paralela a los elementos de entrepiso existentes. En caso de que no existan elementos de borde en madera, deberá de nuevo realizarse una regata en las bases de los muros y embeber allí un elemento de madera con dimensiones mínimas de 10 cm de altura por un tercio (1/3) del espesor del muro. Este elemento debe empotrarse en el muro mediante un mortero de pega. Estos elementos deberán prolongarse hasta las esquinas del muro, que se anclarán a los elementos de madera transversales existentes o se conformará un nuevo elemento de madera transversal para lograr un anclaje efectivo en la unión de los muros.
La madera a utilizar deberá ser mínimo de la clase ES4 según NSR 10 y deberá estar libre de defectos, fisuras, agrietamientos, acción de insectos o cualquier otro defecto o imperfección que pueda afectar la función estructural que se le va a dar.
7.2 Alternativas de reforzamiento de muros
Mallas con vena por franjas horizontales y verticales:
En las zonas críticas de los muros principales. Los tramos de malla se instalan en la cara interna y externa del muro en forma simultánea (Véase la Figura 6). Las mallas de las dos caras se interconectan con alambrones de 8 mm colocados en orificios previamente perforados, que se rellenan con mortero de cal y arena. El amarre del alambrón y la malla se realiza únicamente en las venas de la malla. Los alambrones van espaciados cada 20 cm en promedio en las dos direcciones y los orificios previamente perforados se rellenan con mortero de cal y arena en proporción 1:2. Posteriormente la malla se recubre con mortero de cal y arena en proporción 1:2.
Refuerzos horizontales y verticales en madera:
Esta alternativa pretende aumentar la resistencia a flexión de los muros y mantener la unidad de la estructura (Véase la Figura 7). Los elementos deben colocarse tanto por la cara externa como por la cara interna del muro. Los elementos horizontales de los muros se unen mediante platinas de acero, de manera que se pueda evitar la desarticulación de los diferentes muros y se mantenga siempre unida la edificación. En principio, no se pretende rigidizar los muros sino reforzarlos de manera que la sección del muro trabaje como una sección compuesta de tierra y madera. La compatibilidad de deformaciones entre los dos materiales se garantiza mediante pernos colocados cada 50 cm y mediante puntillas convencionales clavadas sobre las tablas utilizadas en el reforzamiento de manera que se proporcione una superficie de contacto rugosa. Los requerimientos mínimos de la alternativa de reforzamiento con maderas propuesta son los siguientes:
- Las tablas horizontales se instalarán a 50 cm medidos desde la viga de cimentación hasta arriba y a 20 cm medidos desde la viga corona de entrepiso hasta abajo. Se colocarán tablas horizontales adicionales de manera que la separación vertical entre las mismas no exceda 11/2 m.
- Las tablas verticales se instalarán a 10 cm de las esquinas. Se colocaran tablas verticales adicionales a separaciones de máximo 11/2 m. Además se colocarán tablas verticales en los bordes de las aberturas de puertas o de ventanas y en las esquinas de intersección con otros muros contiguos.
- A nivel de los entrepisos, las tablas verticales en ambas caras del muro se conectan con un tornillo, atravesando el muro al nivel de la viga corona de entrepiso. 1gual procedimiento se seguirá en la parte superior de los muros, a nivel de las cubiertas, interconectando las tablas de madera mediante tornillos que atraviesan la viga corona correspondiente. Igualmente se colocará un perno de conexión a nivel de la viga de cimentación.
- El ancho de las tablas de madera confinante debe ser superior a la altura del muro dividida entre 15, nunca menos de 20 cm. Se deben utilizar tablas con espesor mínimo de 2 cm. Estas deben ser de buena calidad y deben estar libres de fisuras, grietas, desgarres, defectos o nudillos.
- El ancho de las platinas de esquina debe ser del orden de 3/4 del ancho de la tabla de madera de refuerzo. El espesor de estas platinas debe ser de 1/4" o superior.
- Cuando se trate de muros de tapia pisada, los orificios de los mechinales se rellenan con una matriz de mortero de cal, arena y roca, o ladrillo. Para lograr un mejor llenado se recomienda clavar una cuña de madera en el orificio apenas unos minutos después de haberlo llenado.
- El espaciamiento máximo entre pernos de conexión a las tablas de madera debe ser de 50 cm.
Barras de acero horizontales y verticales postensadas:
Se usan para generar una precompresión Para generar una precompresión en los muros, tanto en la dirección vertical como en la horizontal y de esta forma mejorar el comportamiento esperado, tanto del muro como del conjunto de muros (Véanse las Figuras 8 y 9). Las barras deben instalarse a manera de anillos perimetrales (verticales y horizontales) que controlan la flexión perpendicular al plano del muro con continuidad en las esquinas para mitigar la posibilidad de fisura por corte en esos sitios. El cable envuelve el muro verticalmente y cruza sobre la estructura de cubierta a la altura de la viga corona y se unen sus extremos con tensores de tornillo. Para la instalación de los tensores se hace una caja en el muro. Las fuerzas de tensión deben calcularse para que anulen o minimicen los esfuerzos de tensión ocasionados por las fuerzas sísmicas. Los tensores deberán llevarse como máximo hasta el 40% de su esfuerzo de fluencia y la fuerza de tensión deberá reaccionar contra perfiles metálicos cuya área de contacto deberá calcularse para evitar el aplastamiento del muro y/o la falta de los perfiles.
7.3 VlGA DE CORONACIÓN EN MUROS PRINCIPALES
Se debe instalar una viga 'corona' en la parte superior de todos los muros principales y alrededor de todo el perímetro de la edificación de adobe o de tapia pisada. Esta viga corona puede ser de madera o de concreto con una zona de transición entre el concreto y la tierra para evitar cambios bruscos de material. Asimismo, en caso de que la viga de coronación sea de concreto, puede ser necesario instalar elementos de borde en las esquinas de los muros con el fin de garantizar un mejor comportamiento. Esta alternativa va acompañada de elementos de confinamiento verticales embebidos en el muro.
8. SANCIONES
Para el efecto de sanciones y faltas contra los Bienes de interés cultural, se regirá de acuerdo con lo determinado por la Ley 1.185 de 2008, articulo 15, Numeral 2:
Si la falta consiste, ya sea por acción o por omisión, en la construcción, ampliación, modificación, reparación o demolición, total o parcial, de un bien de interés cultural, sin la respectiva licencia, se impondrán las sanciones previstas en el artículo 66 de la Ley 9a de 1989 y en los artículos 103 y 104 de la Ley 388 de 1997, o en las normas que las sustituyan o modifiquen, aumentadas en un ciento por ciento (100%), por parte de la entidad competente designada en esa ley.
Numeral 4
Si la falta consiste en la intervención de un bien de interés cultural sin la respectiva autorización en la forma prevista en el numeral 2 del artículo 11 de este título, se impondrá multa de doscientos (200) a quinientos (500) salarios mínimos legales mensuales vigentes por parte de la autoridad que hubiera efectuado la respectiva declaratoria. En la misma sanción incurrirá quien realice obras en inmuebles ubicados en el área de influencia o colindantes con un inmueble de interés cultural sin la obtención de la correspondiente autorización. También será sujeto de esta multa el arquitecto o restaurador que adelante la intervención sin la respectiva autorización, aumentada en un ciento por ciento (100%). La autoridad administrativa que hubiera efectuado la declaratoria de un bien como de interés cultural podrá ordenar la suspensión inmediata de la intervención que se adelante sin la respectiva autorización, para lo cual las autoridades de policía quedan obligadas a prestar su concurso inmediato a efectos de hacer efectiva la medida que así se ordene. En este caso, se decidirá en el curso de la actuación sobre la imposición de la sanción, sobre la obligación del implicado de volver el bien a su estado anterior, y/o sobre el eventual levantamiento de la suspensión ordenada si se cumplen las previsiones de esta ley. Lo previsto en este numeral se aplicará sin perjuicio de la competencia de las autoridades territoriales para imponer sanciones y tomar acciones en casos de acciones que se realicen sin licencia sobre bienes inmuebles de interés cultural en virtud de lo señalado en el numeral 2 del mismo. (Ley 1185, 2008)
9. COMISIÓN ASESORA PERMANENTE PARA LAS CONSTRUCCIONES PATRIMONIALES Y CONSTRUCCIONES EN TIERRA
9.1 Comisión Asesora Permanente
La Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Patrimoniales y Construcciones en Tierra fue creada para la interpretación y aplicación de las normas sobre construcciones patrimoniales, estará adscrita al Ministerio de Desarrollo Económico y formará parte del Sistema Nacional para la Atención y Prevención de Desastres.
9.1.1 1ntegración de la Comisión
La Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Patrimoniales y Construcciones en Tierra estará conformada por tres ingenieros y tres arquitectos restauradores con reconocida experiencia en el ámbito del patrimonio con las siguientes características:
- Título profesional
- Experiencia certificada de más de diez años en estudios, investigación, consultoría o construcción de edificaciones patrimoniales.
Los miembros de la Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Patrimoniales y Construcciones en Tierra serán designados para períodos de un (1) año y podrán ser reelegidos hasta por dos periodos consecutivos.
9.1.2 Funciones
La Comisión Asesora Permanente para el Régimen de Construcciones Patrimoniales y Construcciones en Tierra , tendrá las siguientes funciones:
- Atender y absolver las consultas que le formulen las Entidades Oficiales y los particulares.
- Dirigir y supervigilar las investigaciones que se lleven a cabo sobre aspectos relacionados con la Ley y su desarrollo.
- Enviar las Comisiones de estudio que considere necesarias a las zonas del País que se vean afectadas por sismos o movimientos telúricos y publicar los resultados de tales estudios. Coordinar las investigaciones sobre las causas de fallas de estructuras y emitir conceptos técnicos.
- Coordinar y realizar seminarios y cursos de actualización sobre las normas de construcción sismo resistentes.
- Servir de Órgano Consultivo del Gobierno Nacional para efectos de sugerir las actualizaciones en los aspectos técnicos que demande el desarrollo de las normas sobre reforzamiento estructural de edificaciones patrimoniales.
- Fijar los procedimientos por medio de los cuales, periódicamente, se acrediten la experiencia, cualidades y conocimientos que deben tener los profesionales que realicen los diseños y las intervenciones a BIC.
- Las demás que le fije la Ley y las que le asigne el Gobierno Nacional, según su competencia.
La Comisión Asesora Permanente, para el Régimen de Construcciones Patrimoniales y construcciones en tierra será un cuerpo exclusivamente consultativo del Gobierno Nacional y no podrá asumir funciones que invadan la competencia constitucional que tienen los Distritos y Municipios en materia de vigilancia y control de las actividades relacionadas con la construcción.
CONCLUSIONES
En el presente documento se han referenciado las principales investigaciones a nivel nacional sobre la rehabilitación sísmica de edificaciones patrimoniales y no patrimoniales en tierra. Con base en lo anterior se propuso el borrador del texto a incluir en las futuras actualizaciones de la Normativa Sismoresistente de la República de Colombia. Los capítulos que se incluyeron en la propuesta de normativa fueron: propósito, alcance, nomenclatura, caracterización de materiales, niveles de intervención, tipos de obras permitidas, alternativas de rehabilitación de muros y diafragmas.
Se propone la creación simultánea de la normativa en conjunto con una Comisión asesora permanente para las construcciones patrimoniales y construcciones en tierra. En la propuesta de normativa, se procuró vincular las investigaciones, a nivel nacional desde el punto de vista de la arquitectura y la ingeniería, con la Ley General de Cultura. Este documento se pone a disposición de la comunidad de arquitectos e ingenieros restauradores para recibir las críticas y aportes que permitan su futura inclusión en la Normativa Sismoresistente de la República de Colombia.
Via:Daniel Ruiz Valencia, Cecilia López Pérez, Juan Carlos Rivera Pontificia Universidad Javeriana
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