Muros de ductilidad limitada li mitada - Entrevista al Dr. Genner Villareal
Submitted by Adalberto on Fri, 08/07/2015 - 21:14
1. En el Perú, ¿qué experiencias se tiene en la aplicación del sistema constructivo de muros de ductilidad limitada? Bueno, en el país ya hemos tenido una experiencia desde hace muchísimos años, pero ha recobrado mucha importancia a partir del año 2000. Desde el 2000 para adelante la construcción de (edificaciones) MDL ha sido muy, pero muy alta y sobretodo está dedicado a las clases de niveles C, D porque este sistema de MDL son a su vez todos muros portantes y muros de corte. Tienen Tienen un doble comportamiento, ante carga vertical y ante el efecto sísmico. Tenemos una norma que habla muy poco acerca de este sistema MDL. En estos muros, en inicio del año 2000, se empezó con la malla electrosoldada en la parte interior era una sola malla, muros de 10 cms de espesor, Respecto al número de pisos nuestra norma nos limita hasta 7 pisos, pero también tiene un acápite en el cual nos indica que se puede construir un poco más. En cuanto al sistema constructivo se entiende que es un sistema industrializado, con ausencia de vigas, columnas, es decir muros con losas de entrepiso y cimentación. Nos han traído muchas ventajas desde el punto de vista económico, porque te puede reducir reducir hasta un 50% lo que es el proceso constructivo en tiempos, comparado con el número pisos del sistema constructivo de albañilería confinada, que es el sistema tradicional, y el que más se ha investigado. También nos reduce costos, por lo tanto es muy preferido en el mercado nacional, sobre todo en los niveles socioeconómicos C, D y hasta E.
Fig. 1. Edificaciones con muros de ductilidad limitada MDL en Chiclayo – Perú
2. Desde el punto de vista Sismoresistente, ¿cómo es el comportamiento de este sistema estructural y porqué es importante tener un nivel de calidad óptimo en la etapa de diseño y construcción de este tipo de edificaciones? Dentro del punto de vista sismoresistente este sistema no ha tenido un comportamiento óptimo en sismos de larga duración. Si nosotros hacemos una memoria, los sismos peruanos del año 1970, el caso de Chimbote, tuvo una aproximado de 80 segundos de duración y casi todos los sismos antiguos han tenido 80, 90 segundos de duración, sin embargo en los últimos tiempos los sismos peruanos han sido mucho más severos en cuanto a lo que es el comportamiento inelástico de los materiales, me refiero a eso, en cuanto a la duración del mismo sismo. El sismo de Pisco del año 2007 tuvo una duración de más de 3 minutos, consecuentemente este tipo de material ya no trabaja dentro de un rango elástico, sino trabaja dentro de un rango inelástico, por lo tanto no solamente la calidad en cuanto a lo que es la supervisión.
Empezamos por un sistema de muros de ductilidad - donde inclusive en muchos sectores de Perú se ha utilizado una sola losa de fundación para varias viviendas de un solo nivel y los propietarios han utilizado otro sistema estructural en el segundo nivel de su vivienda. Esta mala práctica o mal uso del sistema lo hace altamente vulnerable. La mano de obra tampoco era calificada, entonces con el tiempo la supervisión ha ido mejorando, pero de nada serviría que tengamos una buena calidad en la construcción cuando realmente su comportamiento sismorresistente no es el óptimo. Mi propuesta personal es que para ese tipo de sistemas dentro de un análisis sismoresistente se tiene que hacer un análisis de diseño por desempeño para ver la performance de la estructura y de acuerdo a ello ver el nivel de riesgo en el cual se encuentra con esta cantidad de acero.
Fig. 2. Preparación del terreno para la losa de cimentación de las edificaciones MDL.
Probablemente
nos
va
a
requerir
una
mayor
cantidad
de
acero, consecuentemente vamos a requerir el uso de acero corrugado más el acero de la malla electro soldada y estas viviendas por ser de categoría C, según la norma peruana , con un factor de uso de importancia de 1, vamos a tener que no sólo utilizar un espectro sino mejor ir a lo que es el nivel de performance o nivel de desempeño estructural y debería diseñarse para un sismo raro con un nivel de desempeño de seguridad, esa es la matriz en la cual el comité VISION en la cual nosotros deberíamos de dirigirnos dentro del análisis y diseño sismoresistente de este tipo de sistema estructural.
- ¿ Qué tanto ayuda colocar varillas corrug adas en los extremos de los muros? Nosotros sabemos que en todos los muros en las esquinas vamos a tener la gran concentración de esfuerzos, por el movimiento sísmico hay tracción y compresión en los muros, consecuentemente esto nos van a ayudar a disipar toda esa concentración de esfuerzos. Generalmente estos muros cuando vamos a tener , porque son muros pequeños tipo modulares en donde no existen columnas en absoluto, entonces en el movimiento sísmico, en esa tracción donde empiezan a fallar o en esa compresión es donde empiezan a fallar, más aun yendo a un comportamiento inelástico eso se va a generar, no es una rótula plástica pero si es un esfuerzo, una energía no disipada, consecuentemente el acero corrugado lo que va a tener como función es no solamente ayudar en cuanto a lo que es el mejoramiento del comportamiento sísmico sino sobre todo a incrementar el amortiguamiento que se va a tener con este sistema.
- ¿De ser muy largos los muros, ayuda colocar varillas corrugadas durante la extensión? Como es un sistema de MDL con malla electro soldada, no se recomienda que sean muy largos. Los muros deben de tener una longitud similar a los muros de albañilería, entonces estamos hablando de 4 mts de espaciamiento de longitud como tal, para lograr un mejor comportamiento, una mejor perfomance estructural.
Fig. 3. Colocación de malla electrosoldada y varillas de acero corrugado en un proyecto en Lima.
3. De la experiencia constructiva podría señalarme algunas patologías o defectos constructivos que puedan presentarse en las edificaciones construidas con este sistema? Voy a hablar de 3 experiencias en forma general. En la ciudad de Piura hicieron un proyecto con este sistema con EMDL y la gran experiencia es que este sistema tienen ambientes pequeños como lo que es la albañilería e inclusive en algunos casos muchos más pequeños, ¿qué es lo que sucedió?, pues que las personas no querían en absoluto adquirir este sistema , porque los departamentos tenían un calor sofocante (en la zona de Piura), más poca iluminación, poco ingreso de ventilación, y se ha convertido en una edificación que no se ha podido vender en la totalidad. El número 2, lo que sucedió en la ciudad de Trujillo: se construyó una edificación de 16 pisos utilizando este sistema de MDL, como la norma nos dice 6 primeros pisos de acero corrugado
más 7 de MDL , serían 13, pero también se dice que queda a criterio del ingeniero estructural y habrían requerido al ing. estructural, los 16 pisos, y éste de repente forzado a eso hizo el diseño y finalmente lo que sucedió fueron asentamientos y agrietamientos en los muros, y cuando hay agrietamientos como tal se convierte en una alarma para la búsqueda de los propietarios, al final no se logró vender en absoluto. Se vio que no era asentamiento sino un sobrepeso que no había sido absorbido por los muros , entonces ante una sobrecarga excesiva estos muros no trabajan también que digamos en cuanto lo que es netamente carga axial. La tercera experiencia en Chimbote cuando se construyó y aparecieron las primeras fisuras en los muros, los propietarios, porque la responsabilidad civil del contratista en el Perú es ahora en 7 años significa que toda la falla que ocurra debe ser reparada por el contratista y los propietarios, cuando empezaron a haber esas pequeñas fisuras la alarma que existió fue que es estructural. Hicimos la evaluación y resultado que no era estructural sino una falla estética normal de este tipo de sistema y empiezan a haber una serie de fisuritas por varias partes de los muros, pero también lo que genero un problema en cuanto que los pidieron peritajes técnicos y eso es lo que genera. Es un sistema que patológicamente tiene muchas cosas por corregir.
Fig. 4. Vaciado de concreto premezclado con pluma en proyecto en Lima.
Dr. Genner Villareal Castro Ingeniero Civil. Universidad Nacional de Ingeniería Civil y Arquitectura de Kiev (KNUBA). Ucrania. Doctor en Ingeniería Sismo-Resistente. Universidad Nacional de Ingeniería Civil de Moscú (MSCEU). Rusia. Doctor Honoris Causa otorgado por la Universidad San Pedro. Premio Nacional otorgado por la Asamblea Nacional de Rectores en los años 2006, 2007 y 2008. Profesor Visitante de la Universidad de San Francisco Xavier de Chuquisaca (Bolivia). Profesor Visitante de la Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí (Ecuador). Profesor Visitante de la Universidad Peruana Unión (UPeU).
Profesor Principal de pregrado y postgrado en la Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas (UPC), Universidad de San Martín de Porres (USMP), Universidad Privada Antenor Orrego (UPAO) y Universidad Privada del Norte (UPN). Profesor Principal en los Diplomados y Cursos de Ingeniería Estructural para ESI, IPCI, CAPI, KAIZEN, ECIC y otras instituciones nacionales y extranjeras. Conferencista a nivel nacional e internacional con más de 200 conferencias dictadas. Autor de 12 Libros de Estática, Resistencia de Materiales, Análisis Estructural e Ingeniería Sismo-Resistente. Miembro del Comité Científico de Ingeniería Estructural de Sudamérica. Asesor de la Tesis ganadora del Premio "Vicente Delfín Tizon" otorgado por el CIP-CDLL
Los muros de ductibilidad limitada, su mismo nombre lo dice. Son muros portantes y de corte (espesor = 10cm) No hay columnas ni vigas, a la alta densidad de muros los desplazamientos serán mas pequeños. Su sistema esta formado por muros+losas+cimiento, y se utiliza malla electro-soldada para este sistema. Ventajas en la parte constructiva, por ser un sistema industrializado reduce el tiempo de ejecución de la obra hasta en un 50% y reduce el costo en un 40% comparado con albañilería. Desventaja es que la malla electro-soldada llega al colapso rápidamente y no permite la evacuación. En este sistema han existido problemas en sismos intensos y de larga duración lo cual llega rápido a la rotura. Algunas propuestas de mejoras: -En la parte constructiva el primer piso tiene q ue ser de acero corrugado y luego malla electro-soldada. -En los pisos posteriores en los extremos se combina con acero corrugado para disipar energía y esfuerzos acumulados en los extremos) -Ojo la norma dice que con este sistema se debe construir máximo 7 pisos. y si deseas mas piso los 6 primeros tienen que ser de acero corrugado y del 7 al 13 de MDL, osea de malla electro-soldada. Bueno mi estimado comparte la información, lo mejor que puedes hacer. Espero que te ayude. y investiga que lo fácil nunca es bueno
