Metodología para el diseño de luciones de reforzamiento de uniones carpinteras : Aplicación en tipologías de uniones características de los sistemas constructivos tradicionales de entramado de madera en Valparaíso, Chile

Abstract

Una parte importante del patrimonio construido en el área histórica de la ciudad de Valparaíso (Chile) utiliza la técnica conocida como tabique-adobillo. Estas construcciones se caracterizan por su sistema portante de tabiquería de madera noble rellena con bloques de adobillo, donde las piezas se conectan a través de complejas uniones carpinteras. A pesar de su valor patrimonial, en la actualidad muchas de estas construcciones están experimentando acelerados procesos de deterioro debido a factores como el daño producido por termitas y al daño mecánico ocasionado por el efecto cumulativo de los sismos. Cuando el deterioro de los marcos es irreversible se deben llevar a cabo intervenciones radicales en las estructuras, siendo común el reemplazo de piezas estructurales y el vaciado de los bloques de adobillos para facilitar su reparación. En este tipo de estructuras las uniones son las áreas más críticas al ser las principales áreas de disipación de energía, lo que las vuelve más propensas a sufrir daños por sobrecargas. Reforzar las uniones permite recuperar y mejorar la capacidad estructural de los edificios de entramado, incrementando su estabilidad y seguridad, para así, evitar el desmantelamiento de las obras originales. Esta investigación propone una metodología semicuantitativa, para abordar el diseño y prototipado de soluciones de reforzamiento para las uniones carpinteras, alineadas con los principios modernos de la rehabilitación, integrando soluciones removibles, mínimas y sostenibles. La metodología propuesta busca guiar el desarrollo de soluciones efectivas, que sean removibles, mínimas y sostenibles, alineadas con los principios modernos de rehabilitación, y se divide en dos partes. La primera integra métodos cualitativos y cuantitativos para la resolución de problemas de inventiva para analizar las necesidades específicas de cada tipo de unión. En esta etapa se ejecuta un análisis comparativo y cuantitativo, integrando aproximaciones como el diagrama de caja, comparación de pares y la resolución de contradicciones TRIZ, donde se evalúan diferentes técnicas de reforzamiento existentes en la literatura, en contraste con las necesidades específicas de la unión que se desea reforzar para buscar las opciones que mejor se ajusten a sus requerimientos específicos. La segunda etapa se enfoca en el diseño y prototipado definitivo del reforzamiento en la unión. En este caso, la metodología se aplica para el estudio y reforzamiento del ensamble tipo caja y espiga, una unión característica de los edificios tipo tabique-adobillo de Valparaíso, resultando en dos propuestas de refuerzo. Ambas integran un sistema de placas conectadas por un cable tensor de acero, variando su disposición en las caras frontales y laterales de la unión. Finalmente, se establece el diseño de un programa experimental para verificar la efectividad de las soluciones mediante la aplicación de una carga axial pre-comprimida, que simula el efecto del peso propio y la sobrecarga de uso de la pieza, y de cargas laterales que simulan la fuerza sísmica a la que podría estar sometida la unión en condiciones de servicio en una estructura real.