Arquitectura en Tierra

1. Presentación: Julio Vargas Neumann
Profesor Investigador.
Desastres Naturales y
Construcciones con Tierra
Chan Chan – Archivo fotográfico Luis E. Valcárcel
CENTRO TIERRA

2. El Glacial de Winsconsin…el Holoceno y el hombre en América
Las cuevas, el barro, la piedra y la vegetación, crearon los primeros refugios
nómadas. El clima cálido duró desde los 9000 hasta hace unos 5000 años y en
este período las primeras civilizaciones de Euro-Asia, África y América
empezaron a florecer, creando ciudades de barro.
Una de las primeras civilizaciones sedentarias fue la de Mesopotamia, hace tal vez esos
mismos 9.000 años y construyeron con tierra. En el Éufrates medio, entre el 7500-5500
a.C. aparecen moldes de dos tablas paralelas que prensaban el barro. En el período de
El Obied (Irak), aparecen los moldes de cuatro lados hace más de 5700 años.
En Egipto, las mastabas de adobe con forma tronco piramidal y sección rectangular,
empezaron a ser construidas desde la primera era dinástica del periodo arcaico (3500
a.C.) y fue el género del edificio que precedió la construcción de las pirámides de
Guiza. Estas tumbas no usaban refuerzos.
Crédito: Jairo Martín.
Fueradeclase-blogs.pet.com

3. Culturas de América
• En América, en el centro norte del Perú, se generan los orígenes de la civilización en los
Andes centrales. Podrían haber aparecido una de las primeras culturas o civilizaciones
(pre-cerámico tardío) y donde se reportan los primeros adobes de forma ovoide,
rectangular y tronco piramidal (Sechín Bajo, 3.500 - 1300 a. C.), con dataciones de
alrededor de 5500 años, cerca al río Sechín a 12 km de la costa del Pacífico.
Crédito: Arqueologíadelperu.com. Arqueólogo Peter Fuchs
Evidencias arquitectónicas de
carácter monumental, y una larga
historia constructiva de,
aproximadamente 2000 años en
tres profundidades. Grafitis en un
muro exterior, muestra un motivo
de un ser mitológico complejo del
Periodo Formativo Temprano,
registrado por primera vez en un
contexto arquitectónico. Posible
contacto con periodos Arcaico
Tardío y Formativo del área andina

4. Los desastres telúricos:
Terremotos
Templo del Sol, Pachacamac
Crédito: J. Vargas N.
Los desastres atmosféricos e
Hidrológicos:
Fenómeno de El niño
Los Desastres Naturales y Nuestra Historia
Principales desastres naturales
Crédito: Henry Alexis
El Niño 1983 Paita, Piura

5. Los fenómeno de El Niño, se deben a
un aumento en la temperatura de las
corrientes oceánicas del pacífico que
vienen desde Australia provocando
evaporación, nubes y a otro cambio
en la fuerza de los vientos Alisios, que
pueden generar largos períodos de
lluvia intensa o sequías en todo el
planeta.
Evidencias sugieren que están
ocurriendo con mayor frecuencia,
como parte del cambio climático
global. Perú se afecto por 13 mega-
fenómenos desde la Colonia: 1578,
1721, 1828, 1877 - 1878, 1891, 1925 -
1926, 1982 - 1983, 1997 – 1998,
2017, con una recurrencia promedio
de 40 años, pero en los últimos 40,
han ocurrido ya 3 eventos fuertes!
DESASTRES ATMOSFERICOS E HIDROLOGICOS, EL NIÑO

6. Archivo fotográfico Luis E. Valcárcel
EFECTOS:
Lluvias,
Inundaciones,
Aluviones.
Sequías,
Hambruna,
Epidemias,
Conflicto Social,
Éxodos,
Crisis de Desarrollo
DESASTRES ATMOSFERICOS E HIDROLOGICOS, FENOMENO DE “EL NIÑO”
Chan Chan, Patrimonio de la Humanidad (600-1470 d.C.)

7. Terremotos Monumentos y sitios Patrimoniales Reservas Naturales
Centro de Investigaciones de Mitigacion de Desastres del Patrimonio Cultural Urbano.
Ritsumeikan University, Kyoto, Japan
PATRIMONIO DE LA HUMANIDAD UBICADO EN ÁREAS SÍSMICAS
Un número significativo de los bienes del Patrimonio Mundial Cultural
se encuentran en zonas de desastres sísmicos.

8. Estudios de Riesgo Sísmico revelan
que los daños son mayores en la
costa que en la sierra y disminuyen
notablemente en la selva.
El riesgo disminuye de Oeste hacia
el Este, debido a que el choque de
placas tectónicas se realiza en el
mar frente a la costa.
DESASTRES TELURICOS, TERREMOTOS
El Riesgo sísmico en el Perú

9. Sismo Resistencia: TIERRA REFORZADA
Zigurat de Uruk (3200-3000 a.C.) Irak
Pirámide escalonada
de capas sucesivas
de adobes y
refuerzos de cañas.
Llanura de escasez
de piedras..
Macedonia
Crédito: Ancient-Origins

10. Sismo Resistencia: TIERRA REFORZADA
Caral (3000-2000 a.C.). Influencia en 400 km de la costa del Pacífico.
Pirámide Mayor escalonada
Estructura mixta de Tierra, madera y caña (Quincha)
Crédito; J.Vargas y C.Iwaqui
Adobe ligero de paja-barro
Crédito: Christofer Kleihege
Refuerzo de bolsas reteniendo piedras
Innovación: Mampostería Flexible

11. Paper Number: xxxx
First Author et al.
SAHC 2018
INTERNATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL ANALYSIS OF HISTORICAL
CONSTRUCTIONS
11 th
Fisura vertical
Fachada
Norte
TEMPOL DEL SOL. Pachacamac
Fachada Norte.
DIFERENTES INTERVENCIONES
Por qué siempre vuelven a ocurrir de
la misma forma?
Base Superior de la
Plataforma
COLAPSO DE FACHADAS
Tecnología: Observación, explicación e innovación.
Destrucción sísmica de las fachadas de Pirámides
escalonadas
Ondas sísmicas
¿Cómo se remedia?

12. Paper Number: xxxx
First Author et al.
SAHC 2018
INTERNATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL ANALYSIS OF HISTORICAL
CONSTRUCTIONS
11 th
Continuación del proceso de fisuras y
volteos de fachadas
de plataformas
¿Cómo se remedia?

13. Paper Number: xxxx
First Author et al.
SAHC 2018
INTERNATIONAL CONFERENCE ON STRUCTURAL ANALYSIS OF HISTORICAL
CONSTRUCTIONS
11 th
Grava
LA GRAN INNOVACIÓN EN CARAL:
La mampostería flexible de piedra gracias a sogas vegetales (bolsas), en
vez de la mampostería rígida de piedra con morteros de tierra.
Sin grietas, controlando desplazamientos y disipando energía sísmica.
Núcleo de plataforma estable
y flexible, que permite giros,
desplazamientos y disipación
de energía sísmica
FACHADAS
INESTABLES
CON BAJA
DESTRUCCIÓN
(< 3 %)
Shicras: bolsas de sogas de
paja, rellenas de piedras, con
desplazamiento controlando
sus movimientos sin fisuras
¿Cómo se remedia?
¿Cómo romper el ciclo: Daño-Reparación-Daño?
Desde 30 Km al sur de Lima hasta 40 km al Norte de Casma se encontraron Shicras en las pirámides de
variados tamaños. Un protocolo obligatorio bajo influencia de Caral, en 400 km de la costa del Pacífico.

14. La Región Americana Occidental es
permanentemente afectada por terremotos.
Desde la Tierra del Fuego hasta Alaska.
Su inmenso y valioso patrimonio cultural es presa de
implacable destrucción.
Construir con materiales
frágiles, como tierra y
piedra, genera
construcciones muy
vulnerables frente a los
terremotos.
Solución: Tecnología.
Refuerzo compatible y
Aislamiento sísmico

15. Chan Chan – Archivo fotográfico Luis E. Valcárcel
EFECTOS:
Fisuras,
Colapsos,
Tsunamis,
Aluviones,
Epidemias,
Quiebra Cultural
de Chavín por
Sismo (500 a.C.)
DESASTRES TELURICOS, TERREMOTOS
Chavín
(1500-500 a.C.)
Crédito J. Vargas

16. Grave daño a la infraestructura y el desarrollo
Foto Diario El Comercio

17. 1a - Sechín Bajo, 1b -Tumshucaico
1c - Caral
2a - Cupisnique y 2b – Chavín de Huantar
3 – Huari
4 – Pucará (cultura puente.Puno)
5 – Tiahuanaco (Perú - Bolivia)
6 – Tahuantisuyo (Cusco)
HECHOS Y CONCLUSIONES
RELEVANTES
El riesgo sísmico y los fenómenos
destructivos de El Niño disminuyen de la
Costa hacia la Sierra.
Coincidentemente, la ubicación de los
principales centros de gobierno se
trasladan con el tiempo, de la Costa
hacia la Sierra.
1a
c
1b

18. La Cordillera Blanca
Tumshucaico http://www.publitours.com/huaraz-ancash/img/mapa-ancash2.jpg
Tumshucaico:
Plataformas de Muros curvos

19. Terremoto de Ancash. Perú 1970
80,000 muertes

20. Efectos de los Terremotos
Crédito:Bing Imágenes
Los sismos pueden producir vibraciones, desplazamientos
y aceleraciones en el suelo que las construcciones de
materiales naturales no pueden resistir
Sismo de Ancash, 1970
¿Y las vidas?

21. Efectos de los Terremotos
Crédito J.Vargas
Sismo de Pisco, 2007
Los sismos son recurrentes y los daños anteriores
se suman a los nuevos.
¿Y las vidas?

22. Colapso de techos de Iglesias
• Muros de tierra y techos de madera y caña

23. Catedral de Ica

24. Iglesia San Clemente de Pisco
Templo construido en tierra
y techo de quincha donde
murieron cerca de la mitad
de los 600 fallecidos en el
sismo de Ica, 2007.

25. Iglesia Compañía de Jesús
La más antigua de Pisco
ANTES Y DESPUES DEL SISMO

26. CHAVIN de HUANTAR: (1500-500 a.C.)
Galerias, Gradas, Drenes y Paramentos
• La solidez de la piedra es solo aparente, su debilidad
reside en el mortero de tierra

27. Mampostería de Piedra y Tierra
• La resistencia del mortero de tierra define la
resistencia de los muros y plataformas.
• Estructuralmente resulta en general más débil que la
mampostería de adobe.
• Más peso y menos adhesión.

28. Archivo Fotográfico L. Valcarcel
Los Terremotos quebraron La Cultura Chavín
(1500-500 a.C.)
La fachada de las falcónidas
Templo Nuevo.

29. Machu Picchu, reserva intangible sugerida por UNESCO
Hiram Bingham
encontró en 1911 una
obra inconclusa y
dañada por los
sismos.
Construido
alrededor de
1500, sufre un
sismo el año 1650,
que produce el
Colapso de
muchos muros.

30. Un refuerzo continuo y
compatible evita el colapso
de los muros de adobe
La vulnerabilidad de la Construcción con Tierra se ha
comprobado en las mesas vibradoras o simuladoras
sísmicas de laboratorio

31. SOLUCIONES:
Aislamiento Sísmico de Viviendas Rurales
• 1. ¿La gran innovación de disipación de energía, nos
conduce a construir muros con piedras embolsadas en
vez de Tierra?
• 2. Esta mampostería flexible de piedra se mantendrá
estable con muros esbeltos o solo en plataformas o
estructuras piramidales escalonadas?
• 3. Podrá utilizarse muros de tierra reforzados, con sobre-
cimientos de mampostería de piedra flexible, disipadora
de energía?

32. Investigación sobre un sobre-cimiento que disipe energía
sísmica y actúe como un aislante.
• El Ministerio de Vivienda financió la investigación.
• Se decidió realizar una 1ra etapa de ensayos cíclicos
estáticos de 7 muretes con distintos ensambles de shicras
en dos capas, bajo una solera de madera que impida
asentamientos verticales diferenciales, para apreciar la
disipación de energía.
El 2do y 7mo modelo tuvieron mejores resultados y con ellos se realizaron dos
nuevos ensayos a escala natural sobre mesa vibradora. El último tuvo éxito
1 2 3
4 5 6
7

33. Ensayo con señal Sismo Huaraz 1970.

34. Ensayo con señal Sismo Huaraz 1970.
Vista aumentada

35. Comparación de señales sísmicas de aceleración
entre el comando del sismo y la respuesta del modelo
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
0 5 10 15 20 25 30
Aceleración
(g)
Tiempo(s)
Comparación de aceleraciones - FASE 1
A0 (g)
A1 (g)
Como se aprecia, existe en la respuesta del modelo una atenuación de los picos
de aceleración que comanda el terremoto (señal de Sismo de Huaraz, 1970).
Estas atenuaciones concuerdan con los menores daños producidos en los muros
y se deben al filtro de energía generado en el sobrecimiento aislante

36. Excelente comportamiento (leves fisurasen color rojo)
ocasionadas por el mismo terremoto en Módulo de Tapial con
el sobre-cimiento tipo 7.
D max. 130 mm. A max 1.28 g.

37. Las construcciones sin refuerzos sufren
colapsos peligrando la vida
Bam, 2003
Los aisladores de Shicras son la solución rural
MUCHAS GRACIAS POR
SU ATENCIÓN