Articulating the value of student-teacher relationships
3. Students can learn only once their emotional needs have been met.
Es muy importante aclarar la diferencia entre estos dos conceptos según (Gomez, 2007):
a) La magnitud es una medida de la energía liberada por un sismo, con base en la amplitud de las ondas elásticas que genera; esta magnitud es una para un mismo sismo que sea registrado en una u otra parte del mundo
b) La intensidad es una medida subjetiva de los daños que causa un sismo, por tanto, la intensidad si puede variar.
2.2.6. ESCALAS SISMOLÓGICAS
De un terremoto también llamado seísmo o sismo o, simplemente, temblor de tierra podemos medir su magnitud y su intensidad. Para ello, se utilizan varias escalas; las más comunes son la de Richter y la de Mercalli.
a) Richter Mide la Magnitud = Causa b) Mercalli Mide la Intensidad = Efecto
ESCALA DE RICHTER
Figura N° 6
Sismograma para la determinación de una magnitud en la escala de Richter.
Como se muestra en la figura N° 6, en esta reproducción de un sismograma, las ondas P se registran antes que las ondas S: el tiempo transcurrido entre ambos instantes es Δt.
La escala sismológica de Richter, también conocida como escala de magnitud local (ML), es una escala logarítmica arbitraria denominada así en
honor del sismólogo estadounidense Charles Richter (1900-1985).
La escala de Richter mide la magnitud de un sismo. A través de ella se puede conocer la energía liberada en el hipocentro o foco, que es aquella zona del interior de la tierra donde se inicia la fractura o ruptura de las rocas, la que se propaga mediante ondas sísmicas.
Es una escala logarítmica, no existiendo límites inferior ni superior. De acuerdo a esta escala, un sismo tiene un único valor o grado Richter.
La magnitud Richter se calcula mediante una expresión matemática, cuyos datos se obtienen del análisis de los registros instrumentales.
Debido a su carácter logarítmico, cuando la amplitud del movimiento o energía liberada por el sismo varía por un factor de 10, la magnitud cambia en una unidad.
Así, un sismo de magnitud 7 será diez veces más fuerte que un evento de magnitud 6, y cien veces más fuerte que uno de magnitud 5.
Debido a ciertas limitaciones en la escala de Richter, esta ha sido sustituida en la actualidad por la escala de magnitud de momento (MW), la cual es
completamente independiente del tipo de instrumento.
La escala de Richter sigue siendo ampliamente usada debido a que se puede calcular rápidamente.
El sismo más grande, registrado instrumentalmente en el mundo, alcanzó una magnitud momento (MW) de 9.5 Richter el 22 de mayo de 1960 en
Cuadro 7:
Equivalencia de Energía Liberada en la escala Richter MAGNITUD
RICHTER
EQUIVALENCIA DE
ENERGÍA TNT REFERENCIAS
-1.5 1 gramo Ruptura de una roca en una mesa de laboratorio.
1.0 175 gramos Pequeña explosión en un sitio de construcción.
1.5 910 gramos Bomba convencional de la II guerra mundial.
2.0 6 kilogramos -
2.5 29 kilogramos -
3.0 181 kilogramos -
3.5 455 kilogramos Explosión de una mina
4.0 6 toneladas Bomba atómica de baja potencia. 4.5 32 toneladas Tornado promedio.
5.0 199 toneladas Terremoto de Albolote, Granada España (1956).
5.5 500 toneladas
Terremoto de Little Skull Mountain, Nevada EE.UU (1992)
6.0 1.2 T
Terremoto de Double Spring Flat, Nevada EE.UU. (1994).
6.5 31 – 55 T Terremoto de Northridge, California EE.UU (1994)
7.0 199 T Terremoto de Hyogo-Ken Nambu Japon (1995)
7.5 1,000,000 T Terremoto Landers, California (1992).
8.0 6,270,000 T Terremoto de San Francisco, California (1906)
8.5 31.55 millones de T
Terremoto de Anchorage, Alaska (1964).
9.0 200 millones de T Terremoto de Valdivia, Chile (1960).
10.0 6,300 millones de T Falla de tipo de San Andrés 12.0 1 billón de T Fractura de la tierra por el centro. Fuente: Cuantitativa: Richter y derivados; actividad sismológica y sus consecuencias.(2005)
ESCALA DE MERCALLI
Los sismólogos usan un método diferente para estimar los efectos de un sismo, conocido como su intensidad. La intensidad no debe confundirse con la magnitud. Aunque cada sismo tiene un solo valor de magnitud, sus efectos varían de un lugar a otro, y habrá muchos estimados diferentes de intensidad.
La intensidad es la violencia con que se siente un sismo en diversos puntos de la zona afectada. La medición se realiza de acuerdo a la sensibilidad del movimiento, en el caso de sismos menores, y, en el caso de sismos mayores, observando los efectos o daños producidos en las construcciones, objetos, terrenos y el impacto que provoca en las personas.
El valor de la intensidad de un sismo en un cierto lugar se determina de acuerdo a una escala previamente establecida. Se han desarrollado varias escalas para medir la intensidad de un sismo pero la más usada es la escala de Mercalli, que ha estado en uso desde 1931.
Debe su nombre al vulcanólogo italiano Giuseppe Mercalli. Ha sido modificada varias veces y en la actualidad la escala se conoce como la Escala de Mercalli Modificada, abreviada comúnmente como MM.
Es una escala cualitativa, mediante la que se mide la intensidad de un sismo. Constituye la percepción de un observador entrenado para establecer los efectos de un movimiento telúrico en un punto determinado de la superficie de la tierra. La escala modificada de Mercalli va desde el grado I hasta el XII.
A un mismo sismo, con un único grado Richter, se le pueden otorgar distintos grados en la Escala de Mercalli, de acuerdo a la percepción o efectos de ese movimiento en cada punto donde se ha percibido.
Esto explica el por qué a un mismo sismo sensible, con un único grado Richter, se le otorgan distintos grados Mercalli en los distintos puntos geográficos donde se ha dejado sentir. (Se expresan en los números romanos del I al XII)
Por lo tanto, el uso de la Escala de Mercalli requiere:
Tener en cuenta los efectos que distorsionan la percepción de la intensidad (percepción personal), que depende del lugar en que uno se encuentra: altura, tipo de edificación, tipo de suelo, modalidad de construcción, entre otros factores.
Junto con tener presente lo anterior, al momento de precisar la Intensidad, se sugiere consultar a otras personas con qué intensidad percibieron el sismo. De preferencia no deben encontrarse en el mismo lugar.
Esta medición cualitativa es la que orienta directamente las acciones de protección civil frente a la ocurrencia de sismos mayores o destructores (terremotos).
Cada sismo sensible se manifiesta, en cada punto donde se ha dejado sentir, de determinada manera. Observar tales características permitirá otorgar un determinado grado al sismo en la Escala de Mercalli.
Cuadro 8:
Niveles de Medición en la Escala Mercalli Modificada.
Fuente: Modificado de las páginas de la oficina Nacional de Emergencias (ONEMI) Chile. (2009)
INTENSIDAD DESCRIPCIÓN
I. Muy Débil No se advierte si no por unas pocas personas y en condiciones de perceptibilidad especialmente favorables.
II. Débil
Se percibe solo por algunas personas en reposo, particularmente aquellas que se encuentran ubicadas en los pisos superiores de los edificios.
III. Leve Se percibe en los interiores de los edificios y casas.
IV. Moderado Los objetos colgantes oscilan visiblemente. La sensación percibida es semejante a la que producirá el paso de un vehículo pesado.
V. Bastante Fuerte
La mayoría de las personas lo percibe aun en lo exterior. Los péndulos de los relojes alteran su ritmo o se detienen.
VI. Fuerte
Lo perciben todas las personas. Se quiebran los vidrios de las ventanas, la vajilla y los objetos frágiles. Los muebles se desplazan o se vuelcan.
VII. Muy Fuerte
Se producen daños de consideración de estructuras de albañilería mal construidas o mal proyectadas. Caen trozos de ladrillos, cornisas y diversos elementos arquitectónicos. Se producen ondas en los lagos.
VIII. Destructivo
Se hace difícil o inseguro el manejo de vehículos. Se producen daños de consideración y aun el derrumbe parcial en estructuras de albañilería bien construidas. Se quiebran las ramas de los árboles. Se producen cambios en las corrientes de agua y en la temperatura de las vertientes y pozos.
IX. Ruinoso
Pánico generalizado. Todos los edificios sufren grandes daños. Las viviendas sin cimentación se desplazan. Se quiebran algunas canalizaciones subterráneas, la tierra se fisura.
X. Desastroso Se destruye gran parte de las estructuras de albañilería de toda especie. El agua de canales, ríos y lagos sale proyectada a las riberas.
XI. Muy Desastroso
Muy pocas estructuras de albañilería quedan en pie. Los rieles de las vías férreas quedan fuertemente deformados. Las cañerías subterráneas quedan totalmente fuera de servicio.
XII.
Catastrófico
El daño es casi total. Se desplazan grandes masas de roca. Los objetos saltan al aire. Los niveles y perspectivas de las construcciones quedan distorsionados.
2.2.7. ALBAÑILERÍA ESTRUCTURAL
La albañilería es un material estructural compuesto que en su forma tradicional, está integrado por unidades asentadas con mortero. En consecuencia es material de unidades débilmente unidas o pegadas. Este hecho permite afirmar que se trata de un material heterogéneo y anisotropico, y que tiene, por naturaleza, una resistencia a la compresión elevada, dependiente principalmente de aquella de la propia unidad, mientras que la resistencia a la tracción es reducida y está controlada por la adhesión entre la unidad y el mortero.
En las últimas décadas la albañilería se ha integrado también con unidades huecas (asentadas con mortero o apiladas sin utilizar mortero), que se llenan con concreto líquido. Las características antes señaladas de heterogeneidad, anisotropía y debilidad en tracción se aplican igualmente es estos casos (Arango, 2002).
2.2.8. UNIDAD DE ALBAÑILERÍA
La unidad de albañilería es el componente básico para la construcción de la albañilería.
Ella se elabora de materias primas diversas; la arcilla, el concreto de cemento Portland y la mezcla de sílice y cal son las principales. Se forma mediante moldeo, empleado en combinación con diferentes métodos de compactación, o por extrusión. Finalmente, se produce en condiciones extremadamente disimiles: en sofisticadas fábricas, bajo estricto control industrial, o en precarias canchas, muchas veces provisionales, incluso al pie de obra donde será utilizada, mediante procedimientos rudimentarios y sin ningún control de calidad. No debe extrañar, entonces, que las formas, tipos, dimensiones y pesos sean de variedad prácticamente ilimitada, y que la calidad de las unidades (medida por el valor y por el coeficiente de variación de sus propiedades significativas) cubra todo el rango, desde pésimo hasta excelente.
Los ladrillos se caracterizan por tener diferentes dimensiones (particularmente el ancho) y pesos que los hacen manejables con una sola mano en el proceso de asentado. El ladrillo tradicional es una pieza pequeña que usualmente no tiene un ancho mayor de 12 a 14 cm, y cuyo peso no excede los cuatro kilos.
Los bloques están hechos para manipular con las dos manos, lo que ha determinado que su elaboración se ha tomado en cuenta el que puedan pesar hasta unos quince kilos (en algunos casos más), que en el ancho no sea definido basándose en condiciones ergonómicas y que se provean, más bien, alveolos o huecos, que permitan asirlos y manipularlos sin maltratarse los dedos o la mano. Estos alveolos, a su vez, sirven para permitir la colocación de armadura, y, luego, de concreto líquido.
Los fabricantes proveen al mercado de la construcción, en una proporción muy importante del total, de unidades que no son identificables como ladrillos ni bloques, y para cuyo manejo no basta una mano y sobran las dos. Este hecho, por sí solo, ha constituido un factor decisivo en la construcción de la albañilería mal asentada y en la reducción de la productividad de la mano de obra, y ha provocado la pérdida de los valores y destrezas de la artesanía constructiva de la albañilería (Arango, 2002).
TIPOS DE UNIDADES DE ALBAÑILERÍA
La tipología de las unidades de albañilería se realiza casi universalmente basándose en el área neta, medida en proporción a la superficie bruta de la cara de asiento, y en las características de los alveolos. La tipología no tiene que ver ni con el tamaño de las unidades, es decir, para el mismo tipo puede haber ladrillos o bloques, ni con la materia prima con la que elaboran (Arango, 2002).
En la figura N° 7 se ilustra los diferentes tipos de unidades de albañilería que son las siguientes:
a) UNIDADES SÓLIDAS O MACIZAS
En estas unidades los alveolos necesariamente perpendiculares a la cara de asiento, no deben alcanzar más del 25% del área de la sección
bruta. En otras palabras, las unidades solidas no son solo aquellas que no tienen alvéolos, sino que son también aquellas que los tienen hasta un límite determinado. En la aplicación de este tipo de unidades se consideran, para todas las propiedades, las de la sección bruta; el área, el modulo resistente y el momento de inercia se calculan en función del espesor y el largo de la unidad, sin tener en cuenta los alvéolos.
b) UNIDADES HUECAS
En la unidad hueca el área alveolar excede el 25% del área bruta, y los alvéolos tienen dimensiones tales que pueden llenarse con concreto líquido. En este caso todas las propiedades de la sección corresponden a las de la sección neta. Cuando los alvéolos de estas unidades, en su aplicación, se llenan íntegramente con concreto líquido, las albañilería para ser tratada como sólida.
c) UNIDADES PERFORADAS
Las unidades perforadas tienen, como las unidades huecas, más del 25% del área bruta ocupada por alvéolos; se diferencian de ellas por el hecho de que los tamaños de los alvéolos son reducidos (menores de 4 x 5 cm), y, consecuentemente, o pueden alojar armadura y llenarse con concreto líquido.
d) UNIDADES TUBULARES
En estas unidades los alvéolos no son como las unidades sólidas, huecas o perforadas, perpendiculares a la cara de asiento de la unidad, sino paralelos a la misma. El tamaño de los alvéolos y la proporción del área de los mismos con relación al área bruta de la cara lateral de la unidad varían grandemente en la producción industrial.
Figura N° 7
Tipos de Unidades de Albañilería. Fuente: Arango (2002).
Al margen del valor de la resistencia a la compresión de las unidades de los diversos tipos, la diferencia del comportamiento radica en la fragilidad de la falla. Las unidades solidas son las únicas que muestran un comportamiento razonablemente „‟dúctil‟‟, sin fallas explosivas, mientras que todas las otras presentan, al ser rotas en compresión (ya sea como unidades individuales o como componentes de un muro) fallas explosivas frágiles. La consecuencia de este hecho es que las unidades huecas y perforadas son admitidas con condiciones y las tubulares no son admitidas para la construcción de muros portantes, particularmente en zonas sísmicas.
Los ladrillos son, en general, sólidos, perforados y tubulares y, en muy pocos casos, huecos. Los bloques son siempre huecos (Arango, 2002).
FABRICACIÓN DE LAS UNIDADES DE ALBAÑILERÍA
El formado de las unidades de albañilería se realiza para todas las materias primas (arcilla, concreto y sílice – cal) mediante el moldeo, acompañado y asistido por algún método de compactación compatible con cada material. En el caso exclusivo de la arcilla se utiliza también la extrusión. El método de formado define decisivamente la calidad de la unidad de albañilería, la variabilidad de sus propiedades y su textura (Arango, 2002).
Para la producción industrial controlada se tiene:
a) El formato mediante moldeado con asistencia de presión elevada se emplea para las mejores arcillas y para la sílice – cal. Las unidades producidas son las más perfiladas y de dimensiones y propiedades más uniformes. La textura de estas unidades tiende a ser suave y de poro cerrado. Este método de formado produce unidades sólidas, huecas y perforadas.
b) Las unidades moldeadas con asistencia de presión y vibración son de concreto. Si la graduación y dosificación del agregado es correcta, ellas serán bien perfiladas, con poca variación de dimensiones en planta. Este método de formado produce unidades macizas y tubulares.
c) Las unidades extruidas son, como se ha dicho, siempre de arcilla. Dependiendo de la calidad de estas, se puede obtener dimensiones de sección transversal con poca variación. Este método de formado produce unidades macizas, perforadas y tubulares.
Las unidades de arcilla son usualmente ladrillos, y se les llama ladrillos de arcilla o ladrillos cerámicos. Se fabrican ladrillos de arcilla sólidos, perforados y tubulares. El formado de las unidades de arcilla se realiza por todos los métodos de moldeo, con la asistencia de presión (no es posible fabricar unidades de arcilla por moldeo asistido con vibración), y por extrusión. En consecuencia, la gama de productos, su calidad y su
variabilidad son prácticamente ilimitadas. El color de las unidades de arcilla va normalmente de amarillo a rojo.
La materia prima básica son arcillas compuestas de sílice y alúmina con cantidades variables de óxidos metálicos y otros ingredientes. Las arcillas se presentan en la naturaleza puras, derivadas directamente de la degradación natural de las rocas ígneas o de los feldespatos o en depósitos aluviales o eólicos, mezcladas con cantidades apreciables de arena y limo. En general, las mejores arcillas para fabricar ladrillos son las impuras, con alrededor de 33% de arena y limo, pues estos reducen la contracciones y agrietamientos al momento del secado y la quema
En la figura N° 8 se muestra, esquemáticamente, la secuencia del proceso de fabricación de las unidades de arcilla (Arango, 2002).
Aspectos importantes del proceso de fabricación son los siguientes:
a) Cuando las unidades van a ser moldeadas a presión elevada se añade una cantidad muy reducida de agua (usualmente no más del 10% en peso), para producir una consistencia seca y tiesa
b) Todos los métodos de formado debe tenerse en cuenta el hecho de que las unidades, al secarse, se contraen (entre 4 y 16% en volumen).
Consecuentemente, las unidades crudas son hechas de un tamaño mayor, de modo tal que, después de secadas y quemadas, el producto final tenga el tamaño deseado.
Figura N° 8
Proceso de Fabricación de Unidades de Arcilla. Fuente: Arango (2002).
c) Las unidades recién prensadas o extruidas tienen exceso de agua, que debe ser removida antes del quemado. Esta operación se puede hacer en hornos de secado a temperaturas del orden de 200 °C, tomando más tiempo, al aire libre.
El quemado es la etapa central de proceso de fabricación. Los hornos pueden ser artesanales muy sofisticados, de producción continua. La quema se efectúa a temperaturas entre 900 y 1300 °C y dura entre dos y
cinco días, dependiendo de las propiedades de la arcilla, el tipo de unidad y las especificaciones de producto terminado (Arango, 2002).
ENSAYOS DE LAS UNIDADES DE ALBAÑILERÍA ENSAYO DE COMPRESIÓN
La unidad de albañilería es, por si sola, la principal propiedad de la unidad de albañilería. Los valores altos de la resistencia a la compresión señalan buena calidad para los fines estructurales y de exposición. Los valores bajos, en cambio, son muestra de unidades que producirán albañilería poco resistente y poco durable. Lamentablemente, esta propiedad es difícil de medir adecuadamente. De un lado, la gran variedad de formas y dimensiones de las unidades, principalmente de sus alturas, impide relacionar el resultado del ensayo de compresión con la verdadera resistencia de la masa componente. Esto se debe a los efectos de la forma y de la esbeltez en el valor medido y a la restricción, ocasionada por los cabezales de la máquina de compresión, que modifica el estado de esfuerzos en la unidad.
El ensayo de compresión se realiza usualmente en testigos de medias unidades secas. La carga de compresión se aplica perpendicular a las superficies de asiento. El testigo, si es muy irregular es rellenado o aislado con pasta de cemento portland poco antes de colocar el recubrimiento (normalmente azufre), para lograr el contacto uniforme con los cabezales de la máquina de compresión. El ensayo se realiza hasta la rotura.
La resistencia a la compresión ( ) se determina dividiendo la carga de