2015 1 / 18 UNIVERSIDAD VERACRUZANAFACULTAD DE INGENIERA
CIVILCAMPUS XALAPA AMENAZA SSMICA EN MONUMENTOS HISTRICOS EN MXICO
DESDE LA PERSPECTIVA DE LA INGENIERA CIVIL. PRESENTA:RODRGUEZ
FIGUEROA JOS NGEL DE JESS ASESOR:ING. MUOZ MUOZOMAR XALAPA, VER.
2015 La portada o portada interior (o pgina de ttulo); en un libro,
pgina donde figuran el nombre del autor, el ttulo y los datos de la
editorial de circulacin escritas. 2015 2 / 18 DEDICATORIA: Este
trabajo lo dedico a dios que sin su ayuda no sera nadie, a mi
familia; mis padres y mi hermana por todo el apoyo brindado y
finalmente a mis amigos. Se llama dedicatoria a la carta o breve
nota con la que se encabeza una obra, dirigindola y ofrecindola a
una persona o a varias, o eventualmente a un colectivo. 2015 3 / 18
AGRADECIMIENTOS: A mi familia: Mis padres:
Porapoyarmedurantetodamicarreraentodoslosmbitosquesepresentaron,por
sus consejosy orientacin que me brindaron. Mi hermana: Por realizar
un papel muy importante en mi vida, al tomar por un tiempo el lugar
de mi madre,porademsdeunahermanaserunaamigaquesiempreestpresenteen
cualquier situacin que se me ha presentado. A mis amigos:
Queestuvieronpresentes para motivarmeenmomentos complicados y en
dudas que
sepresentaronconalgunoscontenidosdemateriasayudndomeenlacomprensin
de estos. Y en general por aceptarme tal y como soy. Muchas gracias
familia y amigos. La gratitud, agradecimiento o apreciacin es un
sentimiento, emocin o actitud de reconocimiento de un beneficio que
se ha recibido o recibir. 2015 4 / 18 AMENAZA SSMICA EN MONUMENTOS
HISTRICOS EN MXICO DESDE LA PERSPECTIVA DE LA INGENIERA CIVIL. 2015
5 / 18 NDICE AMENAZA SSMICA EN MONUMENTOS HISTRICOS EN MXICO DESDE
LA PERSPECTIVA DE LA INGENIERA CIVIL.
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1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
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6 JUSTIFICACIN
...................................................................................................................................................
7 INTRODUCCIN
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7 PANORAMA GENERAL
.........................................................................................................................................
8 CASOS EN MXICO
...........................................................................................................................................
12 GLOSARIO
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17 REFERENCIAS
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18 2015 6 / 18 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Construcciones
destrozadas a causa de malos anlisis de las condiciones del
ambiente en
elqueseconstruircomocentrodeinvestigacintomarelaamenazassmicaen
monumentos histricos.
Comoingenierocivilenformacin,queesloquedeboconocer,reforzardeloquellevo
cursado en la vida acadmica. 2015 7 / 18 JUSTIFICACIN
Lassociedadesmodernasestnconscientesdelaimportanciadelapreservacindesu
patrimoniocultural.Laactividadssmicaenciertasregionesesunadelasprincipales
amenazasalapermanenciaylasupervivenciademonumentosarquitectnicos.Eneste
trabajoserevisanbrevementelasmedidasdeprevencindisponiblesquesepueden
tomar o que sehan adoptado para eliminar o contra restar los
efectos delos terremotos en monumentos arquitectnicos, desde el
punto de vista de la ingeniera Civil apoyado en la ingeniera
geotcnica. INTRODUCCIN
TeniendoencuentaqueunIngenieroCivilsedesenvuelveendistintosmbitospero
generalmenteelfindeesadisciplinallegaalaconstruccin,elpropsitodeesta
investigacinesconocerdeterminadoscasoselerroringenierilporelcualalgunas
edificaciones han sido devastadas y dar determinadas
especificaciones a tomar en cuenta antes y durante la realizacin
del proyecto as como analizar algunos casos.
Sismologa:eselestudiodelasondasssmicas,lasismologa(seismossacudida;ologyestudiode),datadelosintentosrealizadosporloschinos,hacecasi2.000aos,para
determinarladireccindesdelaqueseoriginabandichasondas.(J.Tarbuck&Lutgens,
2005) 2015 8 / 18 PANORAMA GENERAL a conservacin de los edificios,
construcciones y sitios de valor histrico o artstico es una tarea
en la que especialistas de muchas disciplinas trabajan de manera
conjunta.
Encuantoalosaspectosdeingenieraparalaconservacindeedificiospatrimoniales,
gelogos,ingenierosestructuritas,ingenieroshidrulicosygeotecnistasamenudose
centran en un proyecto.
Muchasconstruccionesyedificiospresentandaosporterremotos,loscuales
accidentalmente pueden contribuir a poner en duda su permanencia.
Adoptando el punto
devistadelaingenierageotcnica,enestetrabajoserevisalaformaenlaquelos
eventos ssmicos ponen en peligro la integridad de los monumentos
arquitectnicos. Para
ellodebetenersepresentequelosingenierosgeotecnistasbuscanelorigendel
comportamiento no deseado deun edificio en sucimentaciny en los
estratos del sueloque subyace, incluyendo el entorno geotcnico
general del sitio.
Losproblemasenlacimentacindemonumentosarquitectnicos,comoencualquier
otra estructura, se pueden relacionar con su capacidad de carga o
bien con asentamientos o diferenciales de asentamiento. La
acumulacin de estos ltimos da lugar a inclinaciones y eventualmente
a daos estructurales. Incluso si un monumento se asienta ms o menos
uniformementesinsufrirdaosestructuralessignificativos,lasdepresionesporlos
asentamientosasualrededorpuedeninterrumpirlaslneasdeservicios(gas,telefona,
agua y alcantarillado) y daar estructuras vecinas o la
infraestructura urbana. Los asentamientos diferenciales aumentan la
vulnerabilidad a peligros ambientales tales
comoterremotosoinundaciones.Sisetienenasentamientosdiferencialesimportantes
comolosquesepresentanenmuchosedificiosantiguos,elimpactodeellos,vistoen
trminosdesuefectoperjudicial,dependertantodelascondicioneslocalesdelsuelo
comodelascaractersticasestructuralesygeomtricasdeledificio.Lainfluenciayel
efecto de los materiales de construccin, de las tcnicas de
construccin y de los sistemas estructurales deben ser estudiados e
investigados, as como los de muchos otros factores
quepodraninfluirenlaaparicin,evolucinyconsecuenciasdelosasentamientos
diferenciales.Elpuntoclaveeneltratamientodeunproblemarelacionadoconasentamientos
diferenciales consiste en identificar los factores que los
originan. Sin embargo, en muchos
casosesimposiblesealarunasolafuentedeorigendebidoaquelosfactoresque
originanlosasentamientosdiferencialessuelenaparecercombinados.Algunosdelos
factores que originan su aparicin se describen a continuacin.L 2015
9 / 18
Erroresconstructivosodediseo.Porlogeneralafectanaunaestructuraenelcorto
plazo,demanerainmediataodurantelaconstruccin;algunosdesusefectosyconse-cuenciaspuedenmanifestarseenperiodosdetiempomuchomslargos.Losfactores
externos o antrpicos pueden aumentar su influencia
perjudicial.Cambios estructurales o en el uso del edificio. En
general se refieren a las modificaciones
enlascargassoportadasporlaestructuraysudistribucindentrodeella.Las
modificacionesestructuralestambinpuedenmodificarlascargastransmitidasalos
elementos de cimentacin y, finalmente, al subsuelo. En general, no
sepermiten en
mo-numentosarquitectnicos,amenosqueseaestrictamentenecesariocomomediode
preservacin.Vulnerabilidadssmica.Aumentaalapardeldeteriorodeunedificioconeltiempo.
Tambin se incrementa por factores externos, como excavaciones en la
vecindad del
edi-ficiooporcortesenterrenosconpendiente.Alenfrentarlaamenazassmicasedebe
recurrir a medidas
preventivas.Laintroduccinoeliminacindelavegetacin,principalmenterboles,modificala
distribucin de contenido de agua dentro de la masa del suelo
subyacente. Este factor se pasa por alto con
frecuencia.Sedebenidentificaryprevenirlasprdidasoroturadeductosdeaguasresidualesode
abastecimiento deagua a travs deprogramas demantenimiento
adecuados, y deigual
formalosprocesoserosivos.Lasestructurassubterrneasdecualquiertipocercanasa
monumentosdebenestardiseadasdemaneraqueseevitecualquierdaoala
estructura.Laexistenciadeestructurasenterradasoanomalasgeotcnicasimportantessedebe
identificarenlasinvestigacionesdecampo.Tratndosedeedificiospatrimoniales,los
geotcnicosaplicantcnicashabitualesparadefinirlaestratigrafa,laspropiedadesdel
sueloylascondicioneshidrulicas,eidentificarlosprocesosgeolgicosoestructuras
geolgicasqueafectanalmonumento.Sinembargo,lainvestigacindelascondiciones
geotcnicastambindebeapuntaralareconstruccindelahistoriadelsubsueloinsitu,
es decir, la investigacin histrica no debe limitarse al estudio de
la estructura del edificio.
Loshistoriadoresylosarquelogospuedenproporcionardatoseinformacintiles.
Tambin se requiere investigacin documental.
Sedebendeterminarlascondicionesdelsueloylacimentacinconelmayordetalle
posible mediantela utilizacindesondeos, pozos a cielo abierto,
pozosdeexploraciny socavones. La investigacin de campo debe ser
planificada y ejecutada con cuidado para no daar el monumento. Los
arquelogos deben estar presentes en el lugar para supervi-sar el
trabajo y para registrar cualquier dato significativo. 2015 10 / 18
PROBLEMAS RELACIONADOS CON LA CAPACIDAD DE CARGA. n los edificios
antiguos, los problemas de capacidad de carga son, con mucho, menos
frecuentes,yaqueocurrenenelcortoplazo,peropuedenpresentarseencualquier
otromomentosisurgealgnagentequeperturbelascondicionesgeotcnicas
imperantes.Laslluviastorrenciales,inundacionesoterremotos,inclusolostsunamisen
zonascosterassonalgunosdelosagentesnaturalescuyosefectospuedenreducirla
resistenciaalcortanteoaumentarelesfuerzoaplicadoconduciendoaunafallapor
capacidaddecarga.Losagentesantrpicospuedenserigualmenteperturbadores.Se
asocianprincipalmenteacambiosinducidosporelhombreenelcontenidodeagua
dentrodemasasdesuelo,debidosafugasdeaguaentanques,tuberasdeaguade
cualquiertipooflujosprovenientesdepresasocanales.Lasexcavacionesensitios
vecinos, la construccindeedificios en lasinmediaciones o la
excavacindesde un tnel
bajoelmonumentotambinpuedenalterarelestadodeesfuerzosenelsubsueloe
inducir la falla por falta de capacidad de carga PROBLEMAS
RELACIONADOS CON HUNDIMIENTOS O HUNDIMIENTOS DIFERENCIALES. Adems
de los problemas de capacidad de carga, existen los que se refieren
al desarrollo
dedeformacionesenelsubsueloquedanlugaraasentamientosenlasestructuras;
cuandostosocurrannouniformementeaasentamientosdiferencialesproducirn,
eventualmente,daoestructuralysonlosqueconstituyenlaprincipalamenazaparael
patrimonio arquitectnico.
Ademsdelosfactoresmencionadosanteriormente,laseleccindeltipo,magnitudy
naturalezadelasposiblesmedidascorrectivasparaeliminar,contrarrestaromitigarlos
efectosdelosasentamientosdiferencialesoparaaumentarlacapacidaddecargaesun
proceso que depende del grado de dao presente en el monumento. En
el mbito de la ingeniera geotcnica se han desarrollado tcnicas para
corregir o bien
parapreveniroaminorarlosefectosnocivosdeloshundimientosdiferenciales.Las
medidascorrectivaspuedensertemporalesopermanentes.Estasmismasmedidas
puedenadoptarelcarcterdemoderacinodeprevencin.Esposiblequeeldaosea
tanintensoquehaganecesarialaadopcindemedidasdrsticas,aunqueencualquier
casodebernpreferirselastcnicasnodestructivas.Lasmedidascorrectivaspueden
actuarduranteperiodoslimitados,puedensersolucionesprovisionalesotemporales,o
puedentenerefectosirreversiblesyserpermanentes.Asimismo,lasrestricciones
econmicaspuedenlimitarelnivelyelalcancedelaintervencinaniveldela
cimentacin. E 2015 11 / 18 Las soluciones provisionales o
temporales pueden ser adoptadas si las causas del dao no
seconocenonosehanidentificadoconprecisin.Silascausasespecficasquedieron
lugaralproblemahansidoidentificadasyestnbienestablecidas,sepuedenadoptar
soluciones de este tipo como parte de un proyecto bien definido. La
colocacin de lastre
endeterminadaszonasenunmonumentooalladodelparainducirlacorreccinde
asentamientosycompensarinclinacionesmuyraravezseconcibecomounasolucin
permanente. El bombeo deagua en sitiosseleccionados y
laelectrsmosis tambin son, por su naturaleza, soluciones
provisionales o temporales. La aplicacinde estas medidas
seextiendeduranteperiodoslimitadosybiendefinidos,peroalgunosdesusefectos
puedenprevalecerosereficacespormuchomstiempo.Enloqueserefiereasus
efectos,tambindestinadosaproducirasentamientoscorrectivos,lasubexcavacines
igualmente una medida temporal que puede incluso requerir su
aplicacin peridica. Las soluciones permanentes se refieren a las
que implican modificaciones irreversibles en la cimentacin original
sin que en el proyecto se consideren otras. Como ejemplos de este
tipodemedidasseencuentranlaconstruccindenuevoscimientos,laampliacinde
zapatas o la adicin de nuevas, la instalacin y colocacin de pilas,
pilotes o micro pilotes y, finalmente, las intervenciones para
modificar las propiedades del suelo.
Lasmedidasdemitigacinreducen,minimizanomitiganlosefectosdelos
asentamientos diferenciales y las inclinaciones o daos
estructurales que surgen de ellos. Es posible que no eliminen los
factores que originan los asentamientos diferenciales. Las
medidascorrectivassonnecesariasenocasionescuandolosfactoresimprevistos
modificanlascondicionesenelsitio(porejemplo,fugasdelascisternas,delneasde
suministro de agua o de lneas de alcantarillado; eliminacin o
adicin de rboles). Puede ser necesario aplicar peridicamente la
subexcavacin, por ejemplo, ya que no elimina el factor que da lugar
a los asentamientos diferenciales.
Lasmedidaspreventivasestndestinadasaprevenirlosefectosperjudicialesdelos
asentamientosdiferencialesoaevitarunamayoracumulacindedao.Lasmedidas
preventivaspuedenseraplicablescuandolascondicionesgeotcnicasenellugarsehan
modificado (por ejemplo, por excavaciones cercanas o por la
construccin de tneles). En muchos casos, la adopcin de estas
medidas tambin implica la eliminacin o la anulacin del factor de
origen. 2015 12 / 18 CASOS EN MXICO
nnuestropasbuenapartedelosedificiospatrimonialesestnexpuestosala
amenaza ssmica y, por desgracia, su vulnerabilidad ha ido
aumentando pues muchos de ellos se han deteriorado o acumulado daos
importantes. ANTECEDENTES HISTRICOS Los aztecas y otros pueblos
prehispnicos en la cuenca de Mxico registraron terremotos,
yalgunasdescripcionesdelosdaoscausadosllegaronaloshistoriadoresmodernos,
peronoesposibleevaluarlasintensidadesssmicasoelgradodedaoapartirdeestas
descripciones.Losdatosarqueolgicoshandemostradoquelaspirmidesde
Tenochtitln,construidasapartirdearcillacompactadamanualmentereforzadacon
celdasformadasconmurosdemampostera,sufrieronfallaslocalesenlostaludes,
fenmeno probablemente favorecidopor asentamientos diferenciales
(Barrera, 1999) Se
puedeespecularquealgunasdeestasfallaslocalespuedenhaberocurridodurante
temblores, pero la probabilidad de una falla masiva de taludes
inducida por un terremoto
esmuypequea,dadalapresenciademurosderefuerzodemamposteradentrodel
ncleodelaspirmides.Lascasasylospalaciosdelaaltajerarquaaztecaeran
estructurasrgidasdemamposteradebajaalturaquetambinestuvieronexpuestasa
asentamientosdiferenciales.Suvulnerabilidadseguramentetambinaumentacausa
de sus techos pesados
LosalbaileseuropeosprontoaprendieronqueenlaCiudaddeMxicolasestructuras
pesadasydelgadasnopodansoportarlasfuerzasssmicas,especialmentesiestaban
inclinadas. En sus Dilogos (Cervantes de Salazar, 1555) estableci
la primera regla para la
construccindeestructurasresistentesalossismosenlasAmricas,queconsisti
simplemente en limitar su altura a dos pisos. Por supuesto, las
iglesias, especialmente sus
torresyespiras,nocumplanconestaregla.Otroshistoriadoresregistraronrelatosde
torres delas iglesias cadas, inclinadas o colapsadas
duranteterremotos (Garca Acosta, 1996).La inclinacin y distorsin
producidas por asentamientos diferenciales condujo, por
ejemplo,alareparacindelacpulacentraldelaiglesiadeSantaTeresalaAntigua,la
cualcolapsdespusduranteeltemblorde1845enquelatorredelcampanarioenotra
iglesia, San Lorenzo, se inclin y se agriet diagonalmente.
Aunas,losobservadoresobjetivosquevisitaronelpasaprincipiosdelsigloXIX
consideraron que los daos por temblores en la Ciudad de Mxico eran
pequeos en com-paracinconel dao y la destruccinsufridos en otras
ciudades (Humboldt, 1822;Ward,
1828).Dehecho,lamayorpartedelosdaosseconcentrenlastuberasdealcanta-rilladosyacueductos.Losdesastresenlaciudadrealmentenocomenzaronaproducirse
hastabienentradoelsigloXX,cuandoseconstruyeronnuevasestructurasms
vulnerables. E 2015 13 / 18 SISMICIDAD EN MXICO Ilustracin 1.Placas
que generan terremotos en Mxico Se determina por los terremotos que
tienen varios mecanismos distintos, como se ilustra en la figura 1
(Hartmut, 1991) A)Temblores locales
Seoriginandentrodelvasoquecontieneelsistemadelantiguolagooque
encierra el Valle de Mxico.B)Temblores que se originan en la placa
de Norteamrica. Ver (recuadro1)
ElgranterremotodeAcambayde1912seoriginenunafallatectnicaunos70
kmalnoroestedelaCiudaddeMxico.Esafallaestodavaunaamenazaparala
ciudad y los sismlogossigueninvestigando si unevento similarpuede
ocurrir en un futuro cercano. 2015 14 / 18 2015 15 / 18 C)Temblores
de subduccin a lo largo de la costa del Pacifico
Mexicano.stosseoriginanporlasubduccindelaPlacadeCocosdebajodelaPlacade
Norteamrica.Sonloseventosquehancausadolosmayoresdaosenlaciudad,
como los originados en Guerrero en 1909, 1957 y 1979, as como los
de Michoacn de 1911 y 1985. D)Temblores de la placa subducida de la
placa de Cocos
Soneventosdefallasnormalesqueseoriginanenprofundidadesintermediasde
50 a 100 km. Han producido daos en los estados de la Repblica y en
el este de la
CiudaddeMxico;portalmotivonopuedenomitirseenlaevaluacindelriesgo
ssmico en la capital. 2015 16 / 18 2015 17 / 18 GLOSARIO
Electrsmosis subsuelo in situ factores externos o antrpicos 2015 18
/ 18 REFERENCIAS Barrera, J. A. (1999). Excavaciones en la Catedral
y el Sagrario Metropolitanos, Programa de Arqueologa Urbana
(Eduardo Matos, coord.). Mxico: Instituto Nacional de Antropologa e
Historia. Obra Diversa. Cervantes de Salazar, F. (1555). La vida en
Mxico en 1554. Mxico: Porra (1978). Garca Acosta, V. y. (1996). Los
sismos en la historia de Mxico. Mxico: UNAM/CIESAS/FCE. Hartmut, S.
A. (1991). Anatomy of an evolving island: tectonic and eustatic
control in the south Central American fore-arc area. Sedimentation,
tectonics and eustasy. Sea-level changes at active margins.
Londres: Blackwell Scientific Publications.