Caracterización mecánica de componentes estructurales en construcciones arqueológicas de tierra: El caso de Huaca de La Luna
Las construcciones arqueológicas forman parte del legado de una nación, tienen
importancia histórica y son generadoras de ingresos económicos debido a la actividad del
turismo, para mantenerlas en el tiempo se requieren realizar tareas de preservación y
difusión. En el Perú existen gran cantidad de construcciones arqueológicas hechas de tierra
y dentro de estas una tipología observada es aquella que le corresponde a las huacas, las
cuales son estructuras masivas compuestas generalmente por adobes y mortero de barro o
tapial. Una de las huacas de tierra más representativas del Perú es la Huaca de La Luna, la
cual se encuentra en el departamento de La Libertad a cinco kilómetros de la ciudad de
Trujillo. Este monumento viene siendo estudiado por más de veinte años y durante este lapso
se ha podido evidenciar daño global como local en la estructura, por lo que el diagnóstico
estructural de este es necesario. Para poder realizar este diagnóstico uno de los primeros
pasos es conocer las propiedades mecánicas de los componentes estructurales de la Huaca.
El principal objetivo de esta tesis es conocer el comportamiento mecánico del
material de Huaca, de modo que se tengan datos que puedan ser utilizados para su evaluación
estructural. Para esto se realizaron ensayos de compresión uniaxial, flexión en tres puntos y
compresión diametral en especímenes elaborados a partir del adobe y mortero original de
Huaca. Además se realizaron ensayos de compresión uniaxial y corte cíclico en la
mampostería construida a partir de materiales originales de esta estructura.
Todos los ensayos se realizaron bajo control de desplazamiento y para el control de
deformación se hizo uso de sistemas de medición intrusivos (transformadores diferenciales
de variación lineal-LVDTs) y sistemas no intrusivos de correlación de imágenes (DIC). Para
el adobe y mortero se obtuvieron parámetros mecánicos correspondientes a su resistencia a
compresión, módulo de elasticidad, energía de fractura a compresión, módulo de ruptura,
energía de fractura a tracción y resistencia a la compresión diametral. Para la mampostería
de adobe se obtuvo en laboratorio su resistencia a compresión, módulo de elasticidad y se
evaluó su comportamiento ante cargas laterales cíclicas analizando las curvas fuerzadeformación,
modos de falla y disipación de energía.
Adicionalmente se desarrolló un modelo numérico en elementos finitos que simuló
el ensayo de compresión realizado en laboratorio sobre la mampostería usando el programa
comercial DIANA, se asumió la mampostería como un material continuo e isotrópico. A
través de técnicas de macro modelamiento que simulan la evolución del agrietamiento se
pudo obtener valores de las propiedades mecánicas de comportamiento post pico como la
energía de fractura a compresión y tracción. Para esto se elaboraron modelos que presentaron
curvas esfuerzo-deformación y modos de falla parecidos a los obtenidos en laboratorio.
Los estudios realizados encontraron parámetros mecánicos del material que
conforma el sistema estructural de Huaca de La Luna, como era de esperarse el
comportamiento mecánico del adobe y mortero fue diferente al de la mampostería. El
modelamiento numérico demostró que es una herramienta poderosa para poder realizar la
caracterización mecánica con base en ensayos básicos de laboratorio. Los datos encontrados
y la metodología propuesta pueden ser utilizados como base para analizar el comportamiento
mecánico de materiales que son parte de sistemas estructurales de construcciones de tierra.
importancia histórica y son generadoras de ingresos económicos debido a la actividad del
turismo, para mantenerlas en el tiempo se requieren realizar tareas de preservación y
difusión. En el Perú existen gran cantidad de construcciones arqueológicas hechas de tierra
y dentro de estas una tipología observada es aquella que le corresponde a las huacas, las
cuales son estructuras masivas compuestas generalmente por adobes y mortero de barro o
tapial. Una de las huacas de tierra más representativas del Perú es la Huaca de La Luna, la
cual se encuentra en el departamento de La Libertad a cinco kilómetros de la ciudad de
Trujillo. Este monumento viene siendo estudiado por más de veinte años y durante este lapso
se ha podido evidenciar daño global como local en la estructura, por lo que el diagnóstico
estructural de este es necesario. Para poder realizar este diagnóstico uno de los primeros
pasos es conocer las propiedades mecánicas de los componentes estructurales de la Huaca.
El principal objetivo de esta tesis es conocer el comportamiento mecánico del
material de Huaca, de modo que se tengan datos que puedan ser utilizados para su evaluación
estructural. Para esto se realizaron ensayos de compresión uniaxial, flexión en tres puntos y
compresión diametral en especímenes elaborados a partir del adobe y mortero original de
Huaca. Además se realizaron ensayos de compresión uniaxial y corte cíclico en la
mampostería construida a partir de materiales originales de esta estructura.
Todos los ensayos se realizaron bajo control de desplazamiento y para el control de
deformación se hizo uso de sistemas de medición intrusivos (transformadores diferenciales
de variación lineal-LVDTs) y sistemas no intrusivos de correlación de imágenes (DIC). Para
el adobe y mortero se obtuvieron parámetros mecánicos correspondientes a su resistencia a
compresión, módulo de elasticidad, energía de fractura a compresión, módulo de ruptura,
energía de fractura a tracción y resistencia a la compresión diametral. Para la mampostería
de adobe se obtuvo en laboratorio su resistencia a compresión, módulo de elasticidad y se
evaluó su comportamiento ante cargas laterales cíclicas analizando las curvas fuerzadeformación,
modos de falla y disipación de energía.
Adicionalmente se desarrolló un modelo numérico en elementos finitos que simuló
el ensayo de compresión realizado en laboratorio sobre la mampostería usando el programa
comercial DIANA, se asumió la mampostería como un material continuo e isotrópico. A
través de técnicas de macro modelamiento que simulan la evolución del agrietamiento se
pudo obtener valores de las propiedades mecánicas de comportamiento post pico como la
energía de fractura a compresión y tracción. Para esto se elaboraron modelos que presentaron
curvas esfuerzo-deformación y modos de falla parecidos a los obtenidos en laboratorio.
Los estudios realizados encontraron parámetros mecánicos del material que
conforma el sistema estructural de Huaca de La Luna, como era de esperarse el
comportamiento mecánico del adobe y mortero fue diferente al de la mampostería. El
modelamiento numérico demostró que es una herramienta poderosa para poder realizar la
caracterización mecánica con base en ensayos básicos de laboratorio. Los datos encontrados
y la metodología propuesta pueden ser utilizados como base para analizar el comportamiento
mecánico de materiales que son parte de sistemas estructurales de construcciones de tierra.
CIENCIACTIVA