Mejoramiento del adobe manufacturado en el valle del Colca con la incorporación de aditivos: Fibras de polipropileno y quitosano

Abstract

La actividad sísmica del mundo ha permitido comprobar el pobre desempeño sismorresistente de las edificaciones tradicionales de tierra. Las investigaciones que se han realizado con el objetivo de mejorar el comportamiento de éstas, han tenido como instrumento de estudio a: la unidad de adobe (ladrillo de adobe) y al muro de adobe (albañilería de adobe). La presente investigación está enfocada en el mejoramiento de las propiedades mecánicas de las “unidades” de adobe manufacturadas en los distritos ubicados a lo largo del Valle del Colca y subsecuentemente verificar si esa mejora se refleja en la “albañilería”. La investigación parte de la caracterización de la tierra utilizada en el Colca para la manufacturación de adobe. Para ello se han tomado muestras de viviendas designadas al azar y ubicadas en 3 distintos distritos: Yanque, Ichupampa y Cabanaconde. La caracterización de cada una de las muestras se realizó a través de los ensayos granulométricos correspondientes. Con las 3 granulometrías se conformó un huso granulométrico dentro del cual se ha ubicado a la tierra con la que se ha realizado los ensayos de esta investigación. Tal como se puede comprobar al revisar el estado del arte, a la fecha, se han llevado a cabo muchas investigaciones para el mejoramiento de las construcciones de tierra incorporando aditivos de distinta índole: naturales y artificiales. Por ejemplo, la incorporación de fibras al concreto se viene realizando desde tiempo atrás, con el objetivo de reducir su fisuración por contracciones. Este concepto ha sido llevado a la manufacturación de adobe dando lugar a una serie de investigaciones basadas en la incorporación de fibras de distinta índole. De otro lado, se cuenta con resultados de investigaciones preliminares relacionadas con la incorporación de biopolímeros; dichos resultados revelan mejoras sustanciales en las características mecánicas de las muestras de adobe. De acuerdo con estas investigaciones, los biopolímero reaccionan con el agua conformando cadenas de hidrogeles los cuales al deshidratar aumentan la cohesión de la tierra a través de una mejora de las condiciones de atracción a nivel molecular; lo que se traduce en un aumento de la resistencia. Para el desarrollo de la presente tesis, se tomaron dos investigaciones preliminares relacionadas con la incorporación de aditivos al adobe. Una que utiliza un aditivo artificial, el cual mejora las propiedades resistentes del adobe por acción mecánica: las fibras de polipropileno. Y la otra que utiliza un aditivo natural, el cual mejora las propiedades resistentes del adobe por acción química: el quitosano. El objetivo de nuestra tesis es llevar estas investigaciones preliminares a un nivel superior ensayando muretes de adobe estabilizados con estos aditivos que son de dos origines distintos, uno artificial y el otro natural; y utilizan dos acciones distintas para la mejora del adobe: la acción mecánica y la acción química. En conclusión, el objetivo es determinar si las mejoras registradas en las investigaciones preliminares se transfieren a la albañilería, la cual es en esencia el sistema estructural representativo de las edificaciones de adobe. Para ello, primero, se prepararon probetas, las cuales son representativas del material con el que se confeccionaron las unidades de adobe. Posteriormente se construyeron muretes con las unidades de adobe mejorado por la inclusión de los aditivos considerados por la investigación. Estos muretes son representativas de los muros de las edificaciones de adobe del Valle del Colca. El patrón de comparación fue el adobe sin aditivos. Nuestra investigación considera 3 casos: unidad y albañilería de adobe sin aditivos, unidad y albañilería de adobe en la que se ha incorporado fibras de polipropileno, unidad y albañilería de adobe en la que se ha incorporado quitosano. Con los resultados se concluye en: Primero. Con la incorporación de fibras de polipropileno, la resistencia de la “unidad” aumento en 59%, mientras que la resistencia del “murete” aumento en un 51%, respecto del adobe no estabilizado. Estos resultados nos permiten concluir en que las mejoras en la resistencia de la unidad se transfieren, prácticamente en igual proporción, a la albañilería. Segundo. Con la incorporación de quitosano, la resistencia de la “unidad” disminuyo en 10%, mientras que la resistencia del “murete” disminuyo en 64%, respecto del adobe no estabilizado. Los resultados prueban que las mejoras obtenidas en la resistencia de “probetas” estabilizadas con quitosano, no se transfieren ni a la unidad ni al murete. Este comportamiento se explica a través del efecto que tiene el quitosano en el proceso de hidratación del adobe.