Bases teórico – científicas

2.2.1. El adobe compactado como material compuesto

La tierra es uno de los materiales de construcción naturales más utilizados en todo el mundo, y la tierra sin cocer es un material común utilizado para la construcción de casas en regiones cálidas y áridas, con estimaciones que indican que un tercio de la población mundial y el 50% de los países en desarrollo viven en casas hechas de materiales a base de tierra cruda. El ladrillo de barro sin cocer (adobe) es un material abundante y disponible localmente que se usa sin requerir habilidades extensas o herramientas costosas y se asocia principalmente con una construcción de bajo costo y ritmo rápido (Dormohamadi & Rahimnia, 2020). Sin embargo, además de la falta de normas y códigos para la caracterización del suelo y la preparación del adobe, el uso de la tierra en la construcción se ha visto limitado por cuestiones técnicas, que adolece de la débil resistencia mecánica (Aymerich et al., 2016), lo que, hace que, las construcciones de tierra sean particularmente vulnerables a los altos niveles de fuerzas sísmicas que se dan durante los sismos.

Pero, algunas de las preocupaciones mencionadas se están abordando explorando el uso de bloques de tierra comprimida, que son más confiables y dimensionalmente más estables en comparación con los bloques de adobe tradicionales (Donkor & Obonyo, 2016) . El bloque de tierra comprimida es el descendiente moderno del adobe. La mayor densidad se logra a través de la compactación, que disminuye significativamente la porosidad de los ladrillos de tierra al aumentar los contactos entre los granos y aumenta la resistencia a la compresión de los bloques, así como su resistencia a la erosión y al daño por agua (Dormohamadi & Rahimnia, 2020).

29 No obstante, entendiendo que, se considera material compuesto a todos aquellos materiales que, se han formado por la unión de diversos tipos de materias primas sin importar el proceso que, se haya empleado para su producción (Car et al., 2000), tal como, el adobe compactado que, se integra por diferentes dosificaciones de arena-arcilla-limo; la cantidad y las características (físicas, mineralógicas, químicas y mecánicas) de las materias primas que, forman el material compuesto inciden en las características físico mecánicas finales de este material, tal como, lo fundamentan dos teorías: la teoría de homogenización y la teoría de mezclas serie/paralelo, por lo que, al momento de producir un material compuesto se debe tener un control de la cantidad de materiales a adicionar y las características de los mismos, es decir, se debe definir con anticipación una dosificación adecuada.

2.2.2. Teoría de homogeneización para materiales compuestos

La teoría de la homogeneización propone una solución diferente a otras teorías, basada en dividir el problema de los compuestos en dos escalas de diferente orden denominadas macroscópica o global y microscópica o local. La microescala se utiliza para analizar la estructura interna o microestructura de materiales compuestos y obtener variables de estado para problemas micro mecánicos. Estas variables de estado permiten entonces determinar las variables de marco del problema. La escala macro se utiliza para analizar problemas globales donde los materiales compuestos se consideran materiales homogéneos (Car et al., 2000).

La representación del comportamiento homogéneo de los materiales se realiza mediante leyes o ecuaciones matemáticas formuladas a nivel macroscópico en el contexto de la mecánica del continuo. Por lo tanto, la mayoría de las ecuaciones se derivan de este concepto, y el comportamiento de los materiales compuestos se entiende desde el punto de vista macroscópico, aunque esto no siempre es posible.

30 Sin embargo, desde un punto de vista macroscópico, se descuida lo que ocurre a nivel de los materiales constitutivos (Quinteros, 2014). En el caso del estudio se han analizado las propiedades de los componentes: Arena-arcilla-limo, y las propiedades del material compuesto producido: Adobe compactado.

2.2.3. Teoría de mezclas serie/paralelo

Neamtu et al. (1995) describen una generalización de la teoría de mezclas clásica en pequeñas deformaciones para representar compuestos cuyos componentes participan según una combinación de comportamientos serie/paralelo lo que, implica un ajuste automático de las propiedades del compuesto teniendo en cuenta cada componente y su distribución topológica (Car et al., 2000). La teoría se basa en los siguientes supuestos: En cada volumen infinitesimal de un compuesto, todos sus constituyentes participan juntos, es decir, la distribución de los constituyentes es homogénea; los componentes tienen la misma deformación en la dirección paralela (condición de deformación equivalente); los componentes tienen la misma deformación en la dirección del tándem; la adherencia entre los componentes es perfecta; el volumen ocupado por cada uno de los materiales constituyentes es inferior al volumen total del composite. Esta formulación propone combinar el comportamiento de los materiales constituyentes para producir una respuesta compuesta. De este modo, la anisotropía global del compuesto se ve como resultado de la interacción de los componentes. Además, esta teoría permite analizar los materiales de los componentes que, presentan cualquier tipo de no linealidad, como el daño y la ductilidad (Molina et al., 2009).

Siendo así, se plantea inicialmente el estudio de las características de los componentes arena-arcilla-limo por separado y como mezcla para tratar de explicar su efecto en el material compuesto “Adobe”.

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