Reparan con tierra y agua fisuras en muros históricos y casas de adobe

Investigadores de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) han desarrollado un método para reparar muros agrietados por su contracción con el tiempo, los ciclos de humedecimiento y secado, o por acción de los terremotos.

El método consiste en inyectar pastas de barro líquido, con distintos grados de finura por tamizado del suelo, y diferentes contenidos de agua en la mezcla según el espesor y profundidad de las fisuras y de las paredes a reparar.

Se aplica tanto en las obras patrimoniales de arquitectura en tierra, como en la más humildes casas que sirven de alojamiento a alrededor de la tercera parte de los habitantes del planeta, lo que significa que podría evitarse la destrucción y colapso de construcciones y obras de arte, especialmente en áreas sísmicas.

Los experimentos demuestran que se restituye al 100% la resistencia original de los muros. Después del primer año de investigación, el proyecto contó con la colaboración del Getty Conservation Institute (GCI).

El método de reparación por inyección de barro líquido se presenta en el “V Congreso Internacional de Arquitectura en Tierra. Tradición e Innovación”, que se celebra en Valladolid, España, del 20-21 de Septiembre.

Inyecciones líquidas de barro

En el extenso mundo de la construcción con tierra y en especial en las áreas sísmicas, es crucial estar alerta a la presencia de fisuras en los muros de las construcciones de adobe, pues son ellos los elementos estructurales más importantes. Las fisuras estructurales pueden disminuir significativamente la rigidez y resistencia de los muros y por tanto aumentar el riesgo de colapso con el paso del tiempo o durante la ocurrencia de nuevos terremotos, con las consiguientes pérdidas de vidas y daños materiales graves, si no la pérdida irreparable del patrimonio cultural.

Gracias a estudios y experimentos realizados en el Departamento de Ingeniería de la Universidad Católica del Perú, hoy es factible reparar muros de tierra agrietados, mediante inyecciones líquidas (grouts) de barro. El daño de un terremoto tras otro es acumulativo. Este método permite restituir la resistencia original de cada muro, después de cada sismo y así evitar que éste se acumule y se llegue a producir un colapso.

Tres fases

Los estudios comprendieron varias fases. La primera fue la observación del agrietamiento en filmes de barro contenido entre dos placas de vidrio y papel celofán, con distintas composiciones de tierra tamizada por las mallas # 10, 30 y 48 combinadas con distintos porcentajes de contenido de agua en relación al peso de las partículas sólidas (entre 30 y 80 %) y distintos espesores de filmes. A los filmes se les regulaba el tiempo de secado que está directamente asociado al proceso de agrietamiento. La demora del tiempo de secado evita el agrietamiento y por ende garantiza la mayor adherencia o resistencia a tracción entre el grout y las caras de una fisura.

En una segunda fase se construyeron ensambles de dos bloques de adobe unidos por un mortero o grout con espesores variables de las distintas combinaciones estudiadas previamente. Los ensambles eran ensayados a tracción indirecta en una prensa hidráulica con un dispositivo especialmente diseñado. Se medía la resistencia a tracción entre bloques y grouts que no debía ser inferior a la resistencia de ensambles usando morteros de tierra sin tamizar de 15 mm de espesor, para no ser descartado el grout (13 kPa).

En una tercera etapa se comprobaron los grout exitosos con ensayos de compresión diagonal (ASTM) de muretes cuadrados de mampostería de adobe de 700 mm de lado y 150 mm de espesor. Primero se ensayaron los muretes, luego se reparó las fisuras con los distintos grouts exitosos. Luego de secarse 21 días, se volvieron a ensayar los muretes. La resistencia final reparada resultó ser superior a la resistencia inicial, es decir, se restituye la resistencia original. Cuando la reparación no lograba superar la resistencia original, se abría la muestra reparada para estudiar la falla en la reparación.

Proceso de Inyección

El proceso de reparación por inyección de grouts de barro se hace en las siguientes etapas:

1. Sellar las caras de la fisura con yeso o silicona (la silicona es cuatro veces más resistente a la presión interior del grout y se usa en las fisuras más finas que requieren más presión para penetrar). Además se colocan, atravesando el sello, tubos plásticos de 3 mm de diámetro para formar las boquillas por donde se inyectará el grout. Una vez endurecido el yeso secada la silicona, se retiran los tubos para dejar las boquillas libres.

2. Inyectar agua en las boquillas. Este procedimiento se realiza con el fin prevenir que el material fino existente en la superficie interior de las fisuras trabaje como aislante al grout inyectado. También se busca proporcionar mejor lubricación para la inyección del grout. Se consigue además aumentar la humedad en las paredes de la fisura, disminuir la velocidad de secado y reducir la formación de microfisuras en el material de relleno.

3. Inyectar inmediatamente el grout de abajo hacia arriba, a través de las boquillas. Se inyecta por una boquilla hasta que el material haya repletado el nivel de la siguiente boquilla superior y empiece a salir. Se debe continuar sucesivamente hasta concluir con todas las boquillas.

4. Retirar el sello y retocar la superficie exterior de la fisura inyectada hasta conseguir un acabado aceptable.

El equipo más simple utilizado es un inyector cilíndrico desechado, cuyo original se expende en las ferreterías para colocar masilla para vidrios o silicona. Este equipo funciona para inyectar pocas cantidades de grout. Fisuras más anchas podrán requerir inyectores con mayor capacidad para almacenar al grout. Fisuras más finas o profundas requerirán equipos de inyección de mayor presión.

La GCI organizó dos reuniones de expertos internacionales en inyecciones para reparación de fisuras en albañilerías (Lima 2007 y Bath 2008), para colaborar con el proyecto e incrementar la actividad de estudio e investigación en el tema, de manera de resolver cada día problemas más complejos de inyección.

Primeras aplicaciones

El método ya ha empezado este año a utilizarse en algunos monumentos históricos de Lima, que cuenta con más de 300 sitios históricos en la propia ciudad y en sus alrededores. El método también se aplicará en los sitios históricos seleccionados en un convenio entre el Instituto Nacional de Cultura del Perú y la PUCP. Los primeros sitios seleccionados son Pachacamac, Mateo Salado, Cajamarquilla y los muros de un camino preincaicas de la civilización Maranga en el Campus de la PUCP.

Adicionalmente, la PUCP aplicará el nuevo método en colaboración técnica con CARE PERU y la Agencia Internacional de Desarrollo de Canadá. Se trata de un nuevo proyecto de reparación de 500 casas rurales de adobe dañadas por el sismo del 15 de Agosto, en la zona de Huancavelica. Las casas serán reparadas por inyección y luego reforzadas con geomallas de polímeros, otro método desarrollado por investigadores de la PUCP en 2004-2005.


Julio Vargas-Neumann y Marcial Blondet son profesores investigadores de la PUCP.