Casas de Barro Antisísmicas — Manual de Gernot Minke, adaptado para Samaná y RD

Sobre este manual y su fuente

Este documento es una reescritura, en la voz y el criterio editorial de Somos Barro RD, del Manual de construcción para viviendas antisísmicas de tierra de Gernot Minke — arquitecto alemán, catedrático de la Universidad de Kassel y uno de los investigadores más citados del mundo en construcción con tierra.

Crédito completo Minke publicó este manual en 2001 y lo revisó y amplió en 2005 desde el Forschungslabor für Experimentelles Bauen (FEB) — el Instituto de Investigación de Construcciones Experimentales de la Universidad de Kassel, que dirige desde 1974. El contenido técnico de este documento —mecanismos de falla, sistemas de refuerzo, ensayos con modelos a escala, geometría de cúpulas y bóvedas— es su investigación, construida sobre décadas de prototipos ensayados en Alemania, Guatemala, Chile, Ecuador, Perú, Afganistán, la India e Irán. Nada de eso lo inventamos nosotros: lo heredamos, se lo agradecemos, y en este manual lo señalamos ficha por ficha para que quede claro de dónde viene cada dato.

Lo que sí hicimos nosotros: reorganizar el manual en la estructura y el diseño de nuestra propia serie de manuales técnicos, traducir su lenguaje de laboratorio alemán al lenguaje con el que trabajamos en Samaná, y — en cada capítulo — agregar una lectura sobre qué significa esto para quien construye con tierra en la costa norte de República Dominicana, con nuestras fallas sísmicas, nuestros huracanes y nuestra humedad, que no son las de los Andes ni las de Kassel.

Regla de este manual Todo el contenido técnico —cifras, ensayos, casos de estudio— es de Minke y está señalado como tal. Las secciones marcadas «Para Samaná y RD» son la lectura editorial de Somos Barro RD sobre ese contenido, no un ensayo ni una norma propia. No se completó ningún dato de Minke con una estimación nuestra: donde su manual da un rango, mantenemos el rango; donde advierte que algo es una propuesta suya sin ensayar en obra real, lo decimos igual de explícito que él.

Por qué este manual y no solo enlazar el original

Porque un PDF académico alemán, aunque esté traducido al español, no es lo que un autoconstructor, un maestro de obra o un arquitecto en Samaná abre en su teléfono en medio de una obra. Este manual mantiene los 16 capítulos originales completos —nada se resume ni se recorta— pero los presenta en el mismo formato que el resto de nuestra serie, con las mismas referencias cruzadas a nuestros otros manuales, y con una capa adicional pensada para quien construye acá: qué de esto aplica directo a Samaná, qué hay que adaptar y qué requiere revisión de un ingeniero antes de construirlo.

No reemplaza al original Si tu proyecto lo justifica, el manual original de Minke —Manual de construcción con tierra, Montevideo, Nordan, 2001, y este mismo Manual de construcción para viviendas antisísmicas de tierra, FEB/Universidad de Kassel, 2005— sigue siendo la fuente primaria. Esta adaptación no sustituye la consulta directa a su obra ni a la de investigadores que trabajen hoy junto a él o a partir de su método.

↓ Descargar el PDF original completo de Minke, sin editar →

Generalidades sobre los sismos

Localización, magnitud, intensidad — y qué de todo eso decide realmente cuánto daño hace un sismo en una vivienda de tierra.

Los sismos ocurren por el movimiento de las capas tectónicas o por actividad volcánica. Las zonas de mayor actividad en el mundo se concentran en el anillo del Pacífico —desde Canadá hasta Chile, con influencia en Nueva Zelanda, Japón y Nueva Guinea— y en una segunda franja a lo largo del anillo ecuatorial. En Asia se han registrado sismos de intensidad 8 en la escala de Richter, y en los Andes por encima de 8.7; cerca de cien sismos de magnitud mayor a 6 y veinte de magnitud mayor a 7 se registran cada año en el mundo.

La magnitud —medida casi siempre en la escala de Richter, logarítmica y sin límite superior— describe la energía liberada en el epicentro. Pero la magnitud es solo uno de varios factores que determinan el daño real en un lugar: la profundidad del foco y la distancia al sitio, la geología y topografía locales, el tipo de suelo y subsuelo, y la duración y frecuencia del movimiento en ese punto. Dos viviendas a la misma distancia de un mismo sismo pueden sufrir daños completamente distintos según estos factores.

Las edificaciones se ven afectadas sobre todo por los impactos horizontales del movimiento del suelo; los impactos verticales generan daños menores al 50% de los horizontales. El peligro central en una vivienda es que los muros tienden a colapsar hacia afuera, dejando caer la cubierta y los entrepisos hacia el interior. Por eso una solución antisísmica para construcciones de hasta dos niveles busca, ante todo, que los muros no se abran hacia afuera y que las cubiertas queden bien arriostradas al muro.

Para Samaná y República Dominicana República Dominicana está atravesada por dos sistemas de falla activos: la Falla Septentrional al norte —la más cercana a Samaná y la bahía de Puerto Plata— y la falla de Enriquillo–Plantain Garden al sur, la misma que rompió en Haití en 2010. Esto ya está documentado con más detalle, incluida la comparación de nueve sistemas constructivos frente a este riesgo, en nuestro Manual 02 — Tierra, sismo y huracán en el Caribe. Este manual (07) retoma esa base y profundiza en el cómo técnico: por qué falla un muro de tierra durante un sismo, y cómo se diseña para que no lo haga.

Dónde emplazar la vivienda

Antes de cualquier decisión sobre el muro, el sitio donde se para la vivienda ya definió buena parte de su seguridad sísmica.

En áreas propensas a movimientos sísmicos, el emplazamiento en el terreno es tan importante como el diseño del muro. Minke establece cinco reglas:

No emplazar la vivienda en el corte de una pendiente: los impactos horizontales de la tierra durante el sismo pueden provocar el colapso del muro adyacente al corte.
No emplazar la vivienda directamente sobre una pendiente, para evitar el deslizamiento del terreno bajo la edificación.
No emplazar la vivienda cerca de pendientes pronunciadas, para evitar daños por deslizamiento del terreno circundante.
Si es inevitable construir en un terreno con pendiente, crear una plataforma con distancia suficiente hacia los bordes de la pendiente (Minke recomienda no menos de 3 m de distancia al corte).
Evitar desniveles dentro de la misma vivienda; si son necesarios, separarlos al menos 1 m creando espacios estructuralmente autónomos.

Minke agrega un criterio de peso: las viviendas masivas y pesadas conviene emplazarlas en terrenos suaves y arenosos, que absorben parte del impacto; las viviendas livianas y flexibles —como el bahareque— toleran mejor un terreno rocoso.

Para Samaná y RD La costa de Samaná combina exactamente los dos escenarios que este capítulo trata con más cuidado: lomas con pendiente fuerte bajando hacia el mar, y terrenos bajos cercanos a cursos de agua o manglar. Un corte de terreno para «ganar vista al mar» sin dejar la distancia de seguridad al talud es, según esta misma regla, la construcción más expuesta que se puede hacer en la zona — independientemente de qué tan bien esté reforzado después el muro.

Forma de la planta

La geometría de la planta, antes que cualquier refuerzo, ya decide cuánta estabilidad tiene la vivienda.

Cuanto más compacta la planta, más estable es la vivienda: una planta cuadrada es mejor que una rectangular, y una planta circular es la forma óptima. Las plantas con ángulos entrantes no son recomendables; si son necesarias, la unión entre los espacios debe resolverse de forma flexible y liviana, no rígida.

Minke lo comprobó con un ensayo propio en la Universidad de Kassel: un péndulo de 5,5 m con un peso de 40 kg se dejó oscilar para golpear modelos de vivienda a escala, comparando una planta cuadrada con una circular. El modelo cuadrado mostró grietas en las esquinas después de dos golpes, quedó parcialmente dañado después de tres, y dos de sus muros colapsaron después de cuatro. El modelo circular resistió sin grietas hasta el tercer golpe, perdió parte de un muro recién en el sexto, y todavía no había colapsado después de siete golpes (Yazdani, 1985).

2golpes de péndulo para las primeras grietas en planta cuadrada

4golpes hasta el colapso de dos muros en planta cuadrada

3golpes para las primeras grietas en planta circular

7+golpes sin colapso en planta circular

Un camino alternativo cuando el programa arquitectónico pide ángulos: reforzar las esquinas con contrafuertes convexos. Syed Sibtain construyó viviendas antisísmicas en Afganistán con este método, con una estabilidad comparable a la de una planta circular (Sibtain, 1982).

Formas curvas en construcción con tierra — geometría antisísmica, render ilustrativo Somos Barro RD — **La geometría curva reduce el riesgo sísmico antes de cualquier refuerzo.** Render ilustrativo de Somos Barro RD sobre el principio de estabilidad por forma que describe Minke — no es una reproducción de sus figuras originales (planta cuadrada/circular y ensayo de péndulo, fig. 3-1 a 3-9 del manual original).

Para Samaná y RD La mayoría de las plantas que se construyen hoy en la zona son rectangulares, por costumbre y porque es más simple de replicar para un maestro de obra. Este capítulo no pide volver todo circular — pide algo más chico y aplicable ya: evitar plantas en L o en T sin junta estructural entre las alas, y si el diseño pide un ángulo entrante (muy común en casas con galería), resolverlo con una unión liviana en vez de esquinar el muro macizo ahí mismo.

Daños típicos y errores de diseño

Diez errores concretos que se repiten en viviendas de tierra dañadas por sismo — y que se pueden auditar en cualquier casa antes de que tiemble.

Ensayos con modelos a escala 1:5 sometidos a movimiento sísmico simulado (Tolles et al., 2000) muestran un patrón consistente: en los vanos de ventana aparecen grietas diagonales desde las esquinas inferiores hacia abajo; si el muro entre una ventana y una puerta es angosto, se debilita y tiende a derrumbarse primero; si los dinteles no penetran lo suficiente en la mampostería a los lados del vano, colapsan; y si no hay un encadenado (collarín) con traba sobre los dinteles, aparecen grietas horizontales que pueden partir el muro en dos.

Minke documenta también el caso de una vivienda diseñada intencionalmente como antisísmica, con esquinas reforzadas por contrafuertes, que igual resultó inestable en el ensayo de simulación por carecer de encadenado — a pesar de tener una cubierta muy liviana y estructuralmente aislada (Sibtain, 1982). La lección es directa: un refuerzo parcial bien pensado no compensa la ausencia de un encadenado continuo.

El listado completo de errores que Minke identifica en una vivienda rectangular típica de adobe:

Ausencia de un refuerzo horizontal (encadenado, collarín o viga cadena).
Los dinteles no penetran suficientemente en la mampostería.
El ancho de muro entre los vanos de ventana y puerta es demasiado angosto.
El ancho entre los vanos y las esquinas es demasiado angosto.
Ausencia de un sobrecimiento (zócalo).
El vano de la ventana es demasiado ancho.
El muro es muy largo y delgado, sin elementos de estabilización.
La calidad de la mezcla del mortero es pobre (baja capacidad aglutinante), con uniones verticales incompletas y uniones horizontales demasiado gruesas (más de 1,5 cm).
La cubierta es demasiado pesada.
La cubierta tiene un arriostramiento débil con el muro.

Cómo usar esta lista Minke la propone como una auditoría, no como una teoría: sirve para recorrer una vivienda ya construida —propia o de un cliente— y marcar cuántos de estos diez puntos está incumpliendo, antes de decidir qué reforzar primero. En nuestra experiencia con obra en Samaná, los puntos 5 (sin sobrecimiento) y 9-10 (cubierta pesada y mal arriostrada) son los que más se repiten en construcciones informales de la zona.

Aspectos estructurales: resistencia y ductilidad

Toda vivienda antisísmica resuelve la misma ecuación con dos variables — y elegir mal cuál de las dos privilegiar es el error de fondo detrás de la mayoría de los colapsos.

Minke plantea tres caminos posibles para una vivienda antisísmica: que los muros y la cubierta sean tan rígidos que no sufran deformación durante el sismo; que los muros toleren deformaciones menores, absorbiendo energía cinética mediante el cambio de forma, con la cubierta bien arriostrada al muro mediante un encadenado; o que los muros trabajen como en el segundo caso pero la cubierta se diseñe como un elemento estructural aislado, sobre columnas exentas del muro, de modo que ambos sistemas puedan moverse de forma independiente durante el sismo.

El primer camino exige una estructura de hormigón armado con columnas en esquinas y bordes de vano, conectada al encadenado superior y al cimiento — o, como variante, tensores cruzados entre esquinas, con el riesgo de que un impacto muy grande concentre la fuerza en un punto y rompa el tensor, provocando el colapso.

Los caminos segundo y tercero, con muros dúctiles (flexibles), pueden construirse sin hormigón armado y sin tensores, lo que los hace mucho más económicos. El bahareque (también llamado bajareque o quincha, wattle and daub en inglés) es el ejemplo central de esta ductilidad: Minke documenta una vivienda de bahareque en Guatemala que, tras un sismo, sufrió deformaciones visibles sin colapsar, y solo fue necesario apuntalar uno de sus muros (Minke, 2001).

La relación fundamental

Minke la resume como una relación aproximada:

«calidad» del comportamiento = resistencia × ductilidad

Cuanto menor la resistencia disponible, mayor la ductilidad necesaria para no colapsar — y viceversa. Ambas soluciones, en sus extremos, tienen probabilidades similares de resistir un sismo de gran intensidad sin colapsar.

Impactos paralelos vs. perpendiculares

Todo impacto horizontal sobre un muro se puede descomponer en dos componentes:

Paralelo al plano del muro — produce cizalladura y grietas oblicuas; empeora con la altura del muro y el peso de la cubierta.
Perpendicular al plano del muro — genera un momento que puede volcarlo; se controla con espesor suficiente o con muros intermedios, contrafuertes y encadenado.

El daño mayor ocurre así Los muros altos y delgados pueden colapsar incluso reforzados con contrafuertes o muros intermedios, porque se pandean y quiebran. El daño más grave en un sismo ocurre cuando el muro colapsa hacia afuera y deja caer la estructura de la cubierta sobre el interior. Por eso la tarea central del diseño antisísmico, según Minke, es asegurar que los muros no caigan hacia afuera, o directamente diseñar la cubierta como un sistema aislado sobre columnas exentas del muro (ver capítulo de Cubiertas).

Para Samaná y RD En República Dominicana no existe, con la información verificada en nuestro Manual 02, una norma específica que regule estas técnicas de tierra cruda para vivienda nueva. Eso hace que esta relación resistencia/ductilidad sea, hoy, un criterio de ingeniería a aplicar caso por caso y no un trámite administrativo — motivo de más, no de menos, para diseñar con esta lógica desde el primer boceto y no como un parche al final de la obra.

Muros antisísmicos de tapial (tierra apisonada)

El sistema monolítico por excelencia: sin juntas de bloque, pero con un punto débil propio — la junta entre tongadas de compactación.

Generalidades

La técnica del tapial consiste en rellenar un encofrado con capas de tierra de 10 a 15 cm, compactando cada una con un pisón. El encofrado tradicional está formado por tablones paralelos unidos por travesaños que atraviesan el muro; al desmoldar quedan espacios vacíos que deben rellenarse después. Para evitar un encofrado de la altura de un piso completo, el FEB de la Universidad de Kassel desarrolló un encofrado trepador, que usa un travesaño de espesor mínimo en la base y se va desplazando hacia arriba a medida que avanza el muro.

Frente al adobe, la ventaja del tapial es que la construcción resulta monolítica —sin las juntas de mortero entre bloques que concentran fisuras— y por lo tanto más estable. La desventaja aparece en la ejecución tradicional: el encofrado se desmonta y se vuelve a montar horizontalmente, capa por capa, de 50 a 80 cm de altura. La capa superior de un muro recién apisonado siempre está más húmeda que la inferior, ya parcialmente seca, y esa diferencia de retracción genera fisuras justo en la junta entre capas — un punto por donde puede filtrarse agua capilar y producirse humedecimiento y desintegración. Apisonar en sentido vertical, con encofrado trepador, evita este problema de fisuras horizontales de retracción.

Estabilización por la masa

Cuando el impacto horizontal del sismo golpea el muro de forma perpendicular, este tiende a colapsar; solo los muros de gran espesor resisten estas cargas sin refuerzo adicional. Existen residencias de tapial de dos plantas en Mendoza, Argentina, de más de 150 años, que resistieron todos los sismos que sufrió la región, mientras construcciones modernas vecinas —de menor espesor, con ladrillo y hormigón— colapsaron. Hoy ya no se construyen muros de 60 a 100 cm de espesor por el tiempo de ejecución que exigen; de ahí la necesidad de las soluciones de estabilización por forma y por refuerzo que siguen.

Estabilización por la forma

Cuando el espesor no alcanza, la estabilidad se logra con geometría: elementos de muro en L, T, U, X, Y o Z que, solo por su forma angular, ganan resistencia al volcamiento sin necesitar un solo refuerzo interno. Minke fija una regla de proporción para el extremo libre de estos elementos —con un muro de 30 cm de espesor, ese extremo debe medir entre 1/3 y 3/4 de su altura— y una regla de esquina: evitar el ángulo recto, dándole a la esquina un espesor mayor (del orden de 60 a 100 cm en las soluciones más reforzadas) para que absorba la concentración de fuerzas que se produce justo ahí. Entre dos elementos angulares, la unión puede ser machihembrada (mejor estabilidad lateral) o simple con anclaje arriba y abajo (más flexible, permite un movimiento independiente que disipa energía sísmica).

Estabilización de muros de tapial por geometría: muro delgado vs. muro grueso frente a impacto horizontal, las seis formas en planta L/T/U/X/Y/Z, detalle de esquina con las medidas de Minke, y los dos tipos de unión — infografía Somos Barro RD — **Estabilización del tapial por masa y por forma, con las medidas que da Minke.** Infografía de Somos Barro RD: (1) respuesta ante impacto horizontal según el espesor del muro; (2) las seis geometrías en planta (L, T, U, X, Y, Z) que Minke documenta como estabilizadoras por forma; (3) detalle de esquina en ángulo recto (extremo libre entre 0,33h y 0,75h para un muro de 30 cm) frente a esquina reforzada con mayor espesor; (4) los dos tipos de unión entre elementos, machihembrada y con anclajes superior e inferior. No es una reproducción de las figuras originales del manual de Minke — es una síntesis propia de ese mismo contenido técnico.

Refuerzos internos

Donde ni la masa ni la forma bastan, Minke documenta sistemas de refuerzo interno con dos casos de estudio centrales — en ambos, el refuerzo es vertical, no horizontal: los elementos horizontales dentro del tapial son, según su propia investigación, poco efectivos y hasta peligrosos (ver más abajo).

Guatemala, 1978. Elementos de tapial en sección T reforzados con 4 varillas de bambú verticales embebidas, ancladas a un zócalo de piedra en la base y a un encadenado de bambú en la parte superior — alternativa de bajo costo al hormigón armado, ensayada en una región de alta actividad sísmica.
Alhué, Chile, 2001. Vivienda de tapial en muros L y U de 40 cm, con la esquina en ángulo de 45° (no recto) y refuerzo vertical de coligüe (bambú chileno), anclado al cimiento y a un encadenado de rollizos de madera — construida y documentada por el equipo de Minke.

Refuerzo vertical de bambú en muros de tapial, casos Guatemala 1978 y Alhué Chile 2001 — render Somos Barro RD — **Refuerzo vertical de bambú en tapial.** Render ilustrativo, Somos Barro RD, sobre los dos casos de estudio de Minke: el elemento en T de Guatemala (1978), con varillas de bambú ancladas entre el zócalo de piedra y el encadenado superior, y las esquinas en L/U de Alhué, Chile (2001), con esquina a 45° y refuerzo de coligüe. No es una reproducción de las figuras originales del manual de Minke.

Para Samaná y RD El tapial no es, hoy, la técnica que priorizamos como primera opción en Samaná — nuestro Manual 05 ordena quincha y bahareque/tejemaní primero para la región, precisamente por su ductilidad sin necesidad de espesores de 60 cm o más. Pero para un muro perimetral pesado, un zócalo estructural o un proyecto que ya eligió tapial por otras razones (masa térmica, disponibilidad de tierra compactable en el sitio), este capítulo es la referencia técnica real: sin refuerzo interno o estabilización por forma, un tapial de espesor moderado en zona sísmica es exactamente el escenario que Minke describe como inestable.

Estabilización por la forma (6.3) y refuerzos internos (6.4) — el detalle técnico completo

Como los muros delgados son débiles frente a impactos horizontales perpendiculares y el refuerzo de hormigón armado es costoso, Minke propone estabilizar el tapial con la forma en planta del propio elemento: muros en L, T, U, X, Y o Z, que solo por su geometría angular ganan resistencia al volcamiento y al colapso. Hay una regla de proporción para el extremo libre de estos elementos: con un muro de 30 cm de espesor, el extremo libre debe medir entre 1/3 y 3/4 de su altura (l ≤ 0,75h, ≥ 0,33h) — esa longitud mínima es la que permite transmitir las fuerzas diagonalmente hasta el cimiento. Cuando el muro está anclado abajo al cimiento y fijado arriba al encadenado, se pueden usar elementos de mayor altura o menor espesor, pero la altura del muro no debe superar 8 veces su espesor.

Las fuerzas perpendiculares al muro se transfieren hacia la sección paralela a ellas y se concentran en la esquina del ángulo, que tiende a abrirse; por eso conviene diseñar la esquina con un espesor mayor que el del resto del elemento, evitando el ángulo recto. Para estabilidad lateral entre dos elementos de muro, Minke recomienda una junta machihembrada; para una estructura más flexible, se pueden usar elementos cortos con juntas sin machihembrar, ancladas arriba y abajo — durante el sismo esta unión puede abrirse sin colapsar, porque cada elemento se mueve de forma independiente, disipando la energía cinética sin que la unidad del muro se rompa.

Sobre refuerzos internos, Minke advierte algo poco intuitivo: los refuerzos horizontales dentro del tapial son poco efectivos y hasta peligrosos, porque no se puede apisonar bien la tierra justo debajo de ellos y debilitan la sección del muro en ese punto, favoreciendo quiebres horizontales durante el sismo. Lo que sí funciona son los elementos verticales de madera o bambú dentro del muro, anclados al sobrecimiento y fijados al encadenado superior.

Guatemala, 1978

Proyecto de investigación del FEB implementado con la Universidad de Francisco Marroquín (UFM) y el Centro de Tecnología Apropiada (CEMAT): elementos de tapial reforzado con bambú, de 80 cm de largo y un piso de altura, construidos con encofrado metálico en T de 80 cm de largo, 40 cm de altura y 14 a 30 cm de espesor. La estabilidad se logró con 4 varillas de bambú de 2 a 3 cm de espesor dentro de la sección en T, fijadas en la base a un encadenado de bambú dentro de un zócalo de mampostería de piedra (hormigón ciclópeo) y en la parte superior a un encadenado de bambú rectangular. Gracias a la nervadura integrada, el elemento resultó con aproximadamente cuatro veces más resistencia a impactos horizontales que un muro liso de 14 cm de espesor. Tras el secado aparecieron grietas verticales de 2 cm entre los elementos, que se rellenaron con barro y quedaron funcionando como juntas de fallo prediseñadas: permiten que la estructura se deforme —disipando la energía sísmica— sin que la unidad del muro se quiebre o colapse. La cubierta se apoyó en columnas ubicadas 50 cm hacia el interior del muro, de manera que su estructura fuera independiente del sistema de muros.

Alhué, Chile, 2001

En 1998 el FEB y científicos de la Universidad de Santiago de Chile diseñaron una vivienda antisísmica de tapial reforzado de 55 m² útiles, construida en 2001. El diseño separa por completo la estructura de la cubierta de la de los muros: la cubierta descansa sobre columnas independientes de los muros macizos de tapial, de modo que ambos elementos se mueven según su propia frecuencia durante el sismo. Los muros de tapial, de 40 cm de espesor, tienen forma de L y de U; el ángulo recto de estos elementos se sustituyó por un ángulo de 45° para rigidizar la esquina. El muro descansa sobre un sobrecimiento de hormigón ciclópeo de 50 cm; el refuerzo vertical lo dan cañas de coligüe (bambú chileno) de 2,5 a 5 cm de espesor, fijadas al encadenado superior y ancladas en el cimiento. El encadenado está formado por dos rollizos de álamo dispuestos en escalera sobre los muros. Ventanas y puertas van de piso a techo, para no dejar segmentos de muro macizo sobre los vanos, y el tímpano de las fachadas este y oeste se ejecutó como un tabique liviano estructuralmente aislado, para evitar el riesgo de caída de material macizo durante el sismo.

Para Samaná y RD Los dos prototipos comparten una misma idea de fondo que sí es trasladable directo a un taller nuestro: dejar juntas de fallo previstas (verticales, entre elementos angulares o segmentos cortos de muro) en vez de perseguir un muro perfectamente monolítico. En Samaná, donde la mano de obra suele tener más práctica con madera y bambú que con hormigón armado, un refuerzo vertical de bambú anclado al sobrecimiento y al encadenado es, técnicamente, mucho más accesible que replicar el hormigón ciclópeo de Alhué — el bambú es, además, un material que ya usamos en la zona.

Muros de adobe

Bloques secados al sol, la técnica de tierra más extendida del mundo — y la que Minke documenta con más variantes de refuerzo.

Generalidades

Los bloques de barro producidos a mano, rellenando moldes con barro y secados al aire libre, se llaman adobes. Cuando la tierra húmeda se compacta en una prensa manual o mecánica se llaman bloques de suelo; los producidos con un extrusor en una ladrillera, sin cocer, ladrillos crudos; y los bloques más grandes compactados en molde, bloques compactados o adobones. Las medidas más comunes en Latinoamérica son 38×38×8 cm o 40×20×10 cm.

Existen prensas manuales para elaborar bloques de tierra: la más conocida es la CINVA-Ram (Colombia), con variantes como la CETA-Ram, desarrollada en la Universidad Católica de Asunción del Paraguay, que permite elaborar tres unidades a la vez. Mientras que una persona produce a mano unos 300 adobes por día, con este tipo de prensa una sola persona produce aproximadamente 150 unidades — menos en cantidad, pero con medidas constantes y superficies lisas; a cambio, la resistencia a compresión y flexión es menor, por lo que suele ser necesaria una estabilización con cemento de entre 4% y 8%.

Para la ejecución de la mampostería, Minke fija cuatro recomendaciones que no dependen de qué prensa o molde se use: las capas horizontales de mortero no deben superar los 2 cm de espesor; las uniones verticales deben rellenarse completamente con mortero; el mortero debe tener un contenido de arcilla alto, para lograr buena adherencia y resistencia a la flexión; y los adobes deben mojarse antes de su colocación.

Refuerzos internos

El Instituto Nacional de Investigación y Normalización de la Vivienda de Perú (ININVI) desarrolló un sistema con dos tipos de adobe: unos con ranuras de 5 cm de diámetro en los extremos, y otros mitades de adobe con una sola ranura, para lograr la traba. Por estas ranuras atraviesan varillas de caña, reforzando los muros mediante contrafuertes integrados, intermedios y en las esquinas. Si un muro tiene una longitud 12 veces mayor a su espesor, se recomienda un contrafuerte (machón) intermedio; en cada intersección también se requiere un contrafuerte.

Un detalle que Minke marca como contraintuitivo Las cañas horizontales del sistema ININVI, colocadas sobre los adobes, pueden ser desventajosas: debilitan la resistencia del muro frente a un impacto sísmico en vez de reforzarlo, porque la unión entre las capas de adobe donde se ubican las cañas queda mal ligada —el mortero no alcanza el espesor necesario para una buena adherencia—. Hace falta una capa de mortero de 2 cm arriba y abajo de la caña, lo que da una junta de 6 a 8 cm; además, los adobes deben ser rugosos para que el mortero adhiera bien. Si no se cumplen estos dos requisitos, el elemento horizontal termina debilitando la estructura en vez de fortalecerla.

Cuando el diseño no prevé contrafuertes en las esquinas, hay que reforzarlas de otra forma, por ejemplo con hormigón armado: una traba cada 50 cm entre varillas de acero verticales y la mampostería de adobe, con varillas horizontales dobladas y enganchadas a la mampostería.

Muros de bloques machihembrados

Una solución para construir sin mortero: bloques de suelo-cemento que encajan entre sí mediante un sistema de machihembrado, producidos con prensa manual y tierra estabilizada con cemento. Resisten impactos sísmicos si reciben suficiente carga de la cubierta, si están reforzados con elementos verticales (caña o hierro) en cada intersección y en los espacios intermedios, y si esos elementos están arriostrados con el encadenado. La estructura resulta flexible: el perfil machihembrado tiene una tolerancia mínima que permite a los bloques moverse levemente en sentido horizontal, absorbiendo energía cinética del sismo.

El sistema fue desarrollado en el Asian Institute of Technology, Bangkok, y aplicado en la primera vivienda piloto en Tailandia (1984), rellenando los orificios con lechada de cemento y arena en proporción 1:3. Existe una variante desarrollada en la Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela, con refuerzos horizontales («rafas») de hormigón armado de 6 cm de espesor a 1,20 m de altura, ancladas con cañas a los machones verticales.

Una limitación que Minke señala de su propio sistema El anclaje entre bloques machihembrados tiene solo unos milímetros de espesor, por lo que la resistencia a impactos laterales es baja. Minke propone, como mejora propia, una unión de 40 mm de espesor que da resistencia tanto vertical como horizontal entre bloques — una propuesta suya, documentada como tal (FEB, 2001), no un estándar generalizado.

Muros con refuerzo horizontal y vertical de hormigón armado

El método más común para mejorar el comportamiento sísmico de una mampostería de adobe es rodearla con columnas verticales y encadenados horizontales de hormigón armado: primero se ejecuta la mampostería y después los refuerzos (mínimo 4 varillas de 14 mm y estribos de 6 mm cada 10 cm en los extremos), cuidando la traba entre las columnas de hormigón y la mampostería. Minke es directo sobre esta solución: es costosa, muy rígida, y no tiene la ventaja de la ductilidad que sí ofrecen el bahareque o el tapial con juntas de fallo prediseñadas.

Detalle de esquina de adobe reforzado — Somos Barro RD — **Refuerzo de esquina en adobe.** Render ilustrativo, Somos Barro RD — sobre los principios de refuerzo de esquina y contrafuerte que documenta Minke (sistema ININVI, Perú, y refuerzos con hormigón armado, cap. 7.2 y 7.4 del manual original).

Para Samaná y RD Nuestro Manual 05 ya desarrolla la ficha técnica de adobe reforzado para RD con datos de ensayo (+1,72×/+1,09× en capacidad de carga con refuerzo de malla o entramado de madera). Este capítulo la complementa con algo que no estaba ahí: la advertencia explícita de Minke sobre las cañas horizontales mal ejecutadas, que es exactamente el tipo de «refuerzo» que se ve en construcción informal en la zona —una caña o varilla metida entre hiladas sin la capa de mortero adecuada— y que, según su propia investigación, puede terminar debilitando el muro en vez de reforzarlo.

Muros de bahareque (quincha)

El sistema más dúctil de todos — y, mal ejecutado, el que más rápido esconde un problema de salud detrás de una grieta cosmética.

La técnica del bahareque —llamada quincha en varios países de Latinoamérica, wattle and daub en inglés— consiste en elementos verticales y horizontales que forman una malla doble, dejando un espacio interior que después se rellena con barro; existen también sistemas de una sola malla. Los elementos verticales suelen ser troncos de árboles; los horizontales, caña de bambú, caña brava o ramas. Es un sistema dúctil (flexible), lo que lo hace resistente a los impactos de los sismos.

La advertencia más seria de todo el manual de Minke La desventaja del bahareque es que, en la práctica, aparecen con frecuencia grietas y fisuras, porque el revoque sobre los elementos de madera no siempre tiene el espesor suficiente. Por esas grietas penetra agua de lluvia, provocando expansión y desprendimiento del revoque de barro. Y existe un riesgo mayor: en esos huecos pueden vivir vinchucas, contagiando el «mal de Chagas». Por eso Minke es explícito en que esta técnica se recomienda solo si la ejecución es perfecta, sin fisuras ni grietas, y que el sistema requiere control y mantenimiento — si aparecen grietas en la superficie, deben sellarse de inmediato.

La Centro de Pesquisas e Desenvolvimiento (CEPED), en Camari, Brasil, desarrolló un sistema con elementos de bahareque prefabricados que se ensamblan en obra y luego se rellenan con bolas de barro. Las arquitectas Kuhn, Poblete y Trebilcock propusieron una variante que usa el relleno de bahareque entre elementos de tapial que funcionan como columnas — combinando la ductilidad de uno con la masa del otro en el mismo muro.

La solución errónea que Minke marca explícitamente: un método muy usado de forma primitiva en Latinoamérica como alternativa al bahareque: rellenar entre columnas verticales con mampostería de adobes puestos de canto, tensando alambre de púas entre las columnas por dentro y por fuera para rigidizar el muro. Minke es tajante: este muro es muy frágil y no es recomendable. Si se usa igual, hay que reducir la distancia entre columnas, tensar mejor los alambres y revocar bien la superficie.

Sistema de bahareque / quincha — malla de entramado rellena con barro, render ilustrativo Somos Barro RD — **Bahareque / quincha: malla de entramado rellena con barro.** Render ilustrativo, Somos Barro RD — sobre el sistema de doble malla que describe Minke (fig. 8-1 a 8-5 del manual original).

Para Samaná y RD — la técnica que priorizamos, con esta advertencia sin recortar Nuestro Manual 05 pone la quincha y el bahareque/tejemaní como primera y segunda opción para República Dominicana, precisamente por esta ductilidad. Este capítulo agrega, sin suavizarlo, el motivo por el que Minke condiciona esa recomendación a una ejecución perfecta: en clima cálido y húmedo como el de Samaná —con más lluvia y más presencia de insectos que en los Andes donde Minke documentó buena parte de sus casos— el control de fisuras y el mantenimiento del revoque no son un detalle estético, son la diferencia entre una técnica dúctil y segura y una que además de la humedad estructural, puede alojar un vector de enfermedad. Revoque de cal (no solo de barro), inspección periódica y sellado inmediato de cualquier grieta son, según esta misma fuente, condición de uso, no una recomendación opcional.

Muros de elementos textiles rellenos con tierra

El antecedente directo del superadobe actual — desarrollado en Kassel casi dos décadas antes de que la técnica se popularizara.

Desde 1977, el Forschungslabor für Experimentelles Bauen (FEB) de la Universidad de Kassel investiga distintas posibilidades de construir muros con elementos textiles rellenos de tierra arcillosa, pómez o arena. En 1978 se construyó en la propia Universidad de Kassel el prototipo de una vivienda con muros antisísmicos hechos con mangueras textiles de yute rellenas de tierra y pómez: las mangueras se rellenaron con un embudo y se colocaron en hiladas en forma de U, fijándose verticalmente con cañas de bambú delgadas. El yute se cubrió con varias capas de pintura de cal, para prevenir la putrefacción del material, estabilizar la superficie e impermeabilizarla. La estructura de la cubierta, igual que en los prototipos de tapial reforzado, descansa sobre columnas exentas ubicadas hacia el interior del espacio, independientes del muro.

Como parte de un proyecto de cooperación entre el FEB, la Universidad Francisco Marroquín (UFM) y el Centro Mesoamericano sobre Tecnología Apropiada (CEMAT), ambos de Guatemala, se construyó en 1978 una vivienda prototipo de 55 m² usando mangueras rellenas para los muros — el mismo año y el mismo equipo detrás del prototipo de tapial reforzado con bambú del capítulo anterior.

Para Samaná y RD Esto es, técnicamente, el antecedente académico directo del superadobe que hoy se conoce por el trabajo de Cal-Earth (Nader Khalili) y que nuestro Manual 05 ya recomienda para formas curvas en RD. Vale la precisión histórica con crédito correcto: la investigación de Minke y el FEB sobre mangueras textiles rellenas con tierra es de 1977-1978, documentada en este mismo manual — el superadobe como lo conocemos hoy es un desarrollo posterior y paralelo, no el mismo proyecto, aunque comparten el principio estructural de fondo.

Uniones críticas de los elementos estructurales

Un muro perfecto no sirve de nada si falla la unión con lo que tiene arriba o abajo — este es, en la práctica, el capítulo más «de obra» de todo el manual.

Uniones entre cimientos, sobrecimientos y muros

Minke divide el cimiento en dos secciones inseparables: la sección de carga (h₁), que recibe las cargas de la construcción y las distribuye en un área mayor —dimensionada según la relación h/v = 2—, y la sección de soporte (h₂), que transmite esas cargas al suelo y no debe medir menos de 0,20 m. La altura mínima total del cimiento es de 0,40 m, y debe ser mayor si el suelo tiene baja resistencia o riesgo de congelamiento profundo. El espesor del cimiento suele ser 20 cm mayor que el del sobrecimiento; en un muro de tapial de 50 cm, cimiento y sobrecimiento pueden compartir el mismo espesor que el muro.

Los sobrecimientos suelen ejecutarse con ladrillo o piedra, pero deberían hacerse preferentemente con hormigón ciclópeo o armado, con una altura no menor a 0,30 m. Las uniones entre cimiento y sobrecimiento, y entre sobrecimiento y muro, deben tener buena traba para resistir los impactos horizontales del sismo sin quebrarse: las superficies no deben quedar lisas, sino con elementos de traba —piedras, cañas o madera— cada 30 a 50 cm. Si hace falta una barrera contra la humedad ascendente (cartón asfáltico o plástico) sobre el sobrecimiento, esa barrera debilita la unión, por lo que los elementos de traba verticales pasan a ser aún más importantes. En muros de adobe, el mortero de unión entre el sobrecimiento y la primera hilada debe tener la misma calidad aglutinante que el resto de las juntas.

Una propuesta del propio Minke, marcada explícitamente como no ensayada Minke plantea, como idea propia todavía sin comprobar en obra real, un cimiento flotante o fundación desplazable: la base del cimiento tendría un espesor mayor, de forma redondeada, apoyado en un canal relleno con canto rodado de 4 a 16 mm de diámetro, de modo que el impacto del sismo se absorba parcialmente porque el canto rodado puede desplazarse. Lo marcamos con el mismo cuidado que él: es una hipótesis de diseño, no una técnica validada por ensayo.

Encadenados de muros

Los muros deben coronarse con encadenados (viga cadena, collarín), que transmiten las fuerzas de flexión generadas por los impactos perpendiculares al muro y que además pueden actuar como soporte de la estructura de cubierta — es esencial un buen arriostramiento entre el encadenado y el muro de tierra. En muros de tapial, durante el apisonado se pueden dejar piezas de madera sostenidas por alambres de púas que después se fijan al encadenado; una mejor solución es usar elementos de madera o bambú dentro del muro, anclados al sobrecimiento y fijados al encadenado superior. En muros de adobe es más difícil lograr un arriostramiento suficiente entre el encadenado y la mampostería; cuando el encadenado es de hormigón armado, conviene dejar libres las juntas verticales de la última hilada de adobes para rellenarlas con la mezcla de hormigón y obtener así una buena traba. Cuando se usan elementos de madera, deben quedar cubiertos con mortero de cemento de al menos 2 cm de espesor. Como bajo la acción sísmica se generan momentos en las esquinas de los encadenados, estas deben resolverse rígidas — Minke documenta varias soluciones de esquina, tanto para encadenados de madera sobre adobe como para encadenados de hormigón armado sobre adobe y sobre tapial.

Encadenados que actúan como vigas soleras

Cuando el encadenado también funciona como solera de la cubierta, debe descansar sobre el eje del muro. Si la solera es angosta, conviene ejecutar la última hilada del muro con ladrillo cocido, para distribuir uniformemente la carga en la sección del muro; si la solera descansa directamente sobre adobes, existe el riesgo de que, durante el sismo, la última hilada se quiebre por su poca resistencia a la flexión. Es necesario que los tijerales de la cubierta repartan su carga uniformemente sobre el encadenado, para lo cual se ejecutan cuñas de madera o de hormigón entre ambos elementos; el arriostramiento entre el encadenado y el tijeral debe ser rígido.

Para Samaná y RD La regla de la traba «cada 30 a 50 cm» entre cimiento, sobrecimiento y muro es, en nuestra experiencia de obra en la zona, el punto que más se salta en construcción informal — se prioriza avanzar rápido en la base y se deja el encadenado como un tema «para después». Este capítulo confirma con la fuente de Minke lo que ya veníamos insistiendo en obra: el encadenado y su traba con el sobrecimiento no son un acabado, son el elemento que decide si el muro se abre o no durante un sismo.

Tímpanos

El triángulo de muro bajo un techo a dos aguas: geométricamente simple, estructuralmente uno de los puntos más frágiles de toda la vivienda.

Si los tímpanos se construyen como prolongación directa del muro, tienden a colapsar durante un sismo por los impactos horizontales perpendiculares a su propio eje —son, en los hechos, un muro alto y sin arriostramiento lateral suficiente en su parte más angosta—. La solución óptima es evitarlos directamente, con una cubierta a cuatro aguas. Cuando son necesarios, Minke recomienda construirlos como tabiques livianos, aislados del sistema de muros y fijados a la estructura de la cubierta, en vez de como mampostería continua. Si un tímpano debe ejecutarse en adobe o tapial de todas formas, tiene que estabilizarse con contrafuertes o con una estructura de hormigón armado — pero esta última solución es costosa y, por eso, no la recomienda.

Para Samaná y RD Las cubiertas a dos aguas con tímpano de mampostería siguen siendo muy comunes en la construcción popular de la costa norte. Este capítulo da un argumento técnico concreto para algo que en nuestros talleres ya recomendamos por experiencia de obra: un tímpano liviano —tabique de bahareque o de madera, no un triángulo de bloque o adobe macizo— reduce justamente el tipo de falla que más se ve después de un sismo o un huracán fuerte en este tipo de techo.

Cubiertas

Livianas, bien ancladas, y —siempre que se pueda— independientes del muro: las tres condiciones que Minke prioriza, en ese orden.

Generalidades

La cubierta debe ejecutarse tan liviana como sea posible. Las cubiertas de tejas o ripias de piedra no son recomendables, por su peso y por el riesgo de que caigan dentro de la vivienda si colapsan. Para el diseño antisísmico se recomiendan cubiertas a cuatro aguas: las cubiertas a dos aguas son más simples pero requieren tímpanos, que —como se vio en el capítulo anterior— no son recomendables si no están bien resueltos. Para espacios de menor luz, una cubierta a una sola agua resulta más económica, pero en ese caso las vigas sobre las que descansan los tijerales deben unirse formando un encadenado inclinado.

Cubiertas aisladas de la estructura de muros

Como durante el sismo la cubierta tiene una frecuencia de movimiento distinta a la de los muros, es recomendable que descanse sobre columnas exentas de la estructura del muro, separadas de él para permitir un movimiento independiente. Las columnas deben estar empotradas en los cimientos y ancladas a la cubierta mediante riostras semirrígidas, con la ductilidad suficiente para absorber ese movimiento diferencial. Minke documenta esta solución con las mismas secciones de Guatemala (1978) y Alhué, Chile (2001) descritas en el capítulo de tapial reforzado — en un caso las columnas quedan dentro del espacio interior, en el otro fuera del volumen de muros.

Caso de estudio completo — Pujilí, Ecuador, 1989 Una vivienda antisísmica de bajo costo, diseñada por el propio Gernot Minke junto con FUNHABIT (Quito). El sistema de muros está compuesto por dos elementos en forma de U, separados por una puerta y una ventana, de 40 cm de espesor, ejecutados en tapial con una mezcla de tierra arcillosa y piedra pómez para mejorar el aislamiento térmico. La cubierta a cuatro aguas descansa sobre una viga apoyada en cuatro columnas exentas que arriostran la cubierta; la unión entre vigas y columnas es semirrígida, para permitir la ductilidad necesaria durante el sismo. La estructura de cubierta se construyó con troncos de eucalipto cubiertos con caña brava, y el recubrimiento final es una mezcla de tierra arcillosa, pómez, estiércol, fibra de sisal y aceite de motor usado —una formulación explícitamente de bajo costo y con materiales de descarte— que tras el secado se pintó de blanco.

Para Samaná y RD La cubierta aislada sobre columnas exentas es, de todo este manual, el punto que más vale evaluar para proyectos de mayor tamaño en Samaná —salones comunitarios, aulas, espacios de hospedaje— donde de por sí se necesitan columnas para cubrir mayores luces. La receta puntual de Pujilí (estiércol y aceite de motor usado en el recubrimiento) es un dato histórico de una vivienda de bajo costo en los Andes de 1989, no una recomendación de materiales para nuestra costa húmeda — la incluimos completa porque es parte de lo que documentó Minke, no porque la estemos sugiriendo para acá.

Vanos para puertas y ventanas

Cada vano es, estructuralmente, un punto menos de muro — estas son las reglas de Minke para que no se convierta en el punto de colapso.

Los vanos para puertas y ventanas debilitan la estabilidad de los muros: durante el sismo se generan grietas diagonales desde sus esquinas, y grietas horizontales sobre los dinteles (ver capítulo de Daños típicos). Los dinteles deben empotrarse al menos 40 cm en la mampostería de adobe para lograr buena traba. Una mejor solución es ejecutar los dinteles de vanos contiguos a un mismo nivel, uniéndolos en un solo elemento continuo — aunque en ese caso la parte superior del dintel queda débil. Esa solución mejora todavía más si el dintel actúa a la vez como encadenado, y si el antepecho bajo la ventana no se ejecuta en mampostería sino con un elemento flexible —planchas de madera o bahareque—, de modo que la ventana cumpla la misma función que la puerta al separar los elementos macizos del muro. La solución óptima para muros de adobe consiste en reforzar los bordes de los vanos con columnas verticales ancladas en la propia mampostería.

Minke fija tres reglas dimensionales concretas:

Los vanos de ventana no deben tener una longitud mayor a 1,20 m, ni superar 1/3 de la longitud de la fachada.
La longitud de muro entre vanos, y entre estos y el borde del muro, debe ser de al menos 1/3 de la altura del muro, pero nunca menor a 1 m.
Las puertas deben abrirse hacia afuera; al lado opuesto de la puerta se recomienda ubicar otra puerta o una ventana que pueda usarse como salida de emergencia.

Elemento	Regla dimensional (Minke)
Ancho de vano (ventana), a	a ≥ h/3 ≥ 100 cm
Muro entre vano y borde / entre vanos, b (un vano)	b ≤ c/3 ≤ 120 cm
Muro entre dos vanos, b (dos vanos)	b ≤ h/2 ≤ 120 cm

h = altura del muro; c = longitud total del paño de muro considerado. Tabla adaptada de la fig. 13-5 del manual original de Minke (2001).

Para Samaná y RD Estas tres reglas son, de todo el manual, las más fáciles de aplicar directo en un plano sin necesitar cálculo estructural — y a la vez las que más se ignoran cuando el diseño prioriza ventanales grandes para vista al mar o a la montaña. Si un proyecto en Samaná necesita un vano más ancho que 1/3 de la fachada, la lectura correcta de Minke no es «ignorar la regla», es cambiar de sistema constructivo hacia uno con más ductilidad (bahareque/quincha) o resolver ese vano con un marco estructural aislado del muro macizo, como en el capítulo de cubiertas.

Cúpulas

La forma que mejor resiste un sismo por geometría pura — pero solo si la curva es la correcta, no cualquier media naranja.

El problema principal del diseño estructural de una cúpula es transferir sus empujes a la fundación. En el arranque, la fuerza resultante puede descomponerse en una componente vertical y una horizontal: cuanto más inclinada la resultante, menor su componente horizontal. El soporte de la cúpula debe ser un encadenado horizontal —de hormigón armado, acero o madera— arriostrado tanto con la cúpula como con el muro, para evitar que la cúpula se desplace durante el sismo; ese encadenado debe además tener un perfil inclinado hacia el interior que contenga el movimiento de la cúpula en caso de sismo.

Por el gran peso de una cúpula, suele ser necesario estabilizar el muro con contrafuertes. Si la cúpula arranca directamente sobre un sobrecimiento, la estructura resulta más estable; en ese caso el cimiento debe funcionar como encadenado, ejecutado normalmente en hormigón armado, y la resultante de la cúpula debe caer dentro del tercio medio de la superficie del cimiento —es decir, la excentricidad debe ser menor a 1/6 del espesor del cimiento—.

El detalle técnico más importante de este capítulo Una cúpula antisísmica necesita una sección especial que evite las fuerzas de anillo, tanto de compresión como de tensión, y la línea de presiones de la cúpula debe mantenerse en el centro de su espesor, con una excentricidad menor a 1/6. La sección semiesférica —la «media naranja» clásica— no es aplicable para el diseño antisísmico: en ella, la línea de presiones sale del centro del espesor y se generan fuerzas de anillo a tensión en los arranques, que tienden a abrirlos y producen el colapso de la cúpula.

La curva ideal para la sección de una cúpula —la que no produce fuerzas de anillo— se ubica entre las curvas de una parábola, una catenaria y un semicírculo, y fue derivada por Minke mediante un programa de computación. Puede obtenerse con la siguiente tabla de coordenadas, donde r es el radio y h la altura de la cúpula sin contar el sobrecimiento, medida hasta el centro del espesor:

Nr.	h=0,8r (y)	h=0,8r (x)	h=0,9r (y)	h=0,9r (x)	h=1,0r (y)	h=1,0r (x)	h=1,1r (y)	h=1,1r (x)	h=1,2r (y)	h=1,2r (x)	h=1,3r (y)	h=1,3r (x)	h=1,4r (y)	h=1,4r (x)
1	0,0000	1,0000	0,0000	1,0000	0,0000	1,0000	0,0000	1,0000	0,0000	1,0000	0,0000	1,0000	0,0000	1,0000
7	0,3005	0,8827	0,3061	0,8996	0,3123	0,9124	0,3139	0,9237	0,3164	0,9326	0,3195	0,9396	0,3180	0,9462
14	0,6124	0,6592	0,6402	0,6997	0,6613	0,7507	0,6733	0,7860	0,6827	0,8140	0,6905	0,8364	0,6924	0,8561
20	0,7680	0,3707	0,8384	0,4485	0,8957	0,5207	0,9369	0,5761	0,9667	0,6470	0,9883	0,6947	0,9998	0,7360
27	0,8000	0,0000	0,8998	0,0700	0,9974	0,1526	1,0894	0,2404	1,1719	0,3270	1,2415	0,4101	1,2933	0,4915
32-37	— (proporciones más altas: la tabla continúa hasta el vértice de la cúpula en cada columna, ver original)												1,4000	0,0000

Extracto de la tabla completa de 37 filas (fig. 14-7, Minke 2001) — mantenemos las filas de referencia rápida; la tabla íntegra está en el manual original y en la bibliografía de este documento. Para cada proporción, el manual original también da el ángulo α de arranque, la superficie A y el volumen V de la cúpula.

72,6°ángulo de arranque α para h = 0,8r (la más baja de las 7 proporciones)

81,6°ángulo de arranque α para h = 1,4r (la más alta de las 7 proporciones)

1/6excentricidad máxima permitida, como fracción del espesor del cimiento

Sobre los vanos: en una cúpula, ventanas y puertas convencionales desestabilizan la estructura, por lo que hay que diseñar las aberturas en forma de pequeñas bóvedas que intercepten la cúpula y transmitan las fuerzas en compresión hasta los cimientos, en vez de vanos rectangulares simples.

Caso de estudio completo — La Paz, Bolivia, 2000 Para construir una cúpula sin encofrado con la sección estructuralmente óptima, el FEB diseñó una guía rotatoria: un brazo fijado a un poste vertical central, con un ángulo recto ajustado a la curva ideal, que sirve de plantilla para colocar cada adobe en su posición exacta. Con esta técnica se construyó, en La Paz, Bolivia, en el año 2000, una cúpula de 8,80 m de luz libre y 5,50 m de altura libre. Los adobes se elaboraron a mano con un molde especial de esquinas redondeadas. Esta forma logra, además de la resistencia estructural, una buena distribución del sonido: profundizar las uniones verticales entre adobes genera un efecto de absorción acústica, y la inclinación de cada hilada evita el efecto de focalización del sonido dentro del espacio.

Comparación de la curva ideal antisísmica frente a parábola, catenaria y semicírculo, y construcción de una cúpula de adobe con guía rotatoria — render ilustrativo Somos Barro RD — **La curva ideal, y cómo se traza en obra sin encofrado.** Render ilustrativo, Somos Barro RD — arriba, la curva ideal antisísmica comparada con parábola, catenaria y semicírculo; abajo, la técnica de guía rotatoria (brazo fijado a un poste central) usada para construir la cúpula de La Paz, Bolivia (2000). No es una reproducción de las figuras originales del manual de Minke.

Para Samaná y RD Una cúpula de tierra bien diseñada es, aerodinámicamente, una de las formas de techo con mejor comportamiento frente a viento de huracán —algo que ya señala nuestro Manual 02 al hablar de la aerodinámica de las cúpulas frente al agua y el viento—. Este capítulo agrega la pieza que faltaba: la geometría exacta que además la hace sismorresistente no es la media naranja intuitiva, sino esta curva derivada específicamente para evitar las fuerzas de anillo. Para cualquier cúpula de uso habitable en Samaná —no un horno u hornillo, donde la escala hace menos crítico este cálculo— esta tabla es el punto de partida técnico, no una sugerencia estética.

Bóvedas

El hermano alargado de la cúpula — misma lógica de curva y encadenado, con un problema propio en las fachadas de los extremos.

Durante un sismo, las bóvedas tienen una estabilidad menor a la de las cúpulas del capítulo anterior: la viga cadena debe ser muy estable, porque las fuerzas resultantes de la bóveda le generan flexión. Es aconsejable que la planta de las bóvedas sea cuadrada; si el programa exige una planta rectangular, hacen falta tensores o contrafuertes que refuercen la viga cadena. Igual que en las cúpulas, se recomienda que las bóvedas arranquen directamente sobre el sobrecimiento, para una mejor estabilidad ante un sismo.

La sección transversal de una bóveda que trabaja cargada solo por su propio peso debe tener la forma de una catenaria invertida, de modo que solo contenga cargas de compresión. La regla de diseño es la misma que para cúpulas: la resultante de la bóveda debe bajar por el tercio medio de la superficie del cimiento —excentricidad menor o igual a 1/6 del espesor—; el cimiento debe tener un encadenado de hormigón armado capaz de resistir las fuerzas perpendiculares del sismo.

El error que Minke marca con un ejemplo propio Minke ilustra, con la sección de una bóveda mal ejecutada, el caso de un sobrecimiento mal resuelto: la resultante sale del material y crea un momento en el sobrecimiento que puede provocar su colapso durante el sismo. Las fachadas de una bóveda deben reforzarse igual que los tímpanos del capítulo 11 — la mejor solución es que sean elementos livianos y flexibles, por ejemplo de bahareque o de una estera de madera revocada, no mampostería continua.

Caso de estudio completo — vivienda antisísmica en Gujarat, India Un diseño propio de Minke para una vivienda antisísmica de bajo costo en la región de Gujarat, India: la bóveda se remata con un mortero de barro estabilizado o un recubrimiento de paja fijado sobre una capa de asfalto, y una malla de caña revocada con barro sobre la estructura de bóveda. El programa de la vivienda —cocina, baño, dos dormitorios y galería— se resuelve con dos secciones de bóveda separadas por un tensor central, sobre un sobrecimiento de mortero de cemento.

Caso de estudio completo — bóveda antisísmica reforzada con bambú, FEB Kassel, 2001 Para zonas sísmicas en Argentina e Irán, Minke desarrolló un sistema pretensado similar para bóvedas de adobe, ensayado en un prototipo propio en Kassel. La estructura de bambú se construyó con tres secciones de bambú cortadas longitudinalmente y sumergidas en agua durante tres días para facilitar su doblado; las secciones se doblaron sobre estacas clavadas en tierra formando la catenaria —la forma ideal para una bóveda— y se estabilizaron entre sí con alambre cada 50 cm. Una vez armado, el arco se montó en posición vertical sobre el sobrecimiento y se fijó a los hierros que sobresalen de este; el bambú requiere estar bien anclado ahí, porque durante el sismo esa unión puede recibir esfuerzos de tensión. Sobre los adobes se colocó una membrana de poliéster cubierta de PVC, fijada y tensada al sobrecimiento, con doble función: proteger la bóveda de la intemperie y pretensar el arco —a más pretensado, la sección óptima deja de ser una catenaria y pasa a ser una elipse—. Ante un sismo, las juntas entre adobes pueden abrirse sin que se produzca el colapso, gracias a la estructura de bambú: la estabilidad de la bóveda depende de su ductilidad.

Caso de estudio completo — escuela en Bam, Irán Un diseño para un colegio en Bam, Irán, con bóvedas de 30 cm de espesor, pretensadas mediante perfiles de metal fijados al encadenado de hormigón armado en la base de cada bóveda. Fuerzas iguales de pretensión se aplican en cada sección mediante una llave de esfuerzo de torsión. La sección óptima de la bóveda se derivó con un programa de computación, garantizando que las fuerzas resultantes de la carga muerta de la estructura y las fuerzas de pretensión desciendan por el medio de la sección del muro.

Corte de bóveda antisísmica de adobe reforzada con arco de bambú y membrana tensada, con planta esquemática de un edificio escolar de bóvedas paralelas — render ilustrativo Somos Barro RD — **Bóveda de adobe reforzada con bambú, y planta esquemática de un edificio con bóvedas paralelas tipo aula.** Render ilustrativo, Somos Barro RD — sobre el sistema de arco de bambú con membrana tensada (FEB Kassel, 2001) y el principio de la escuela en Bam, Irán, descritos en esta sección. No es una reproducción de las figuras originales del manual de Minke.

Para Samaná y RD El bambú (guadua o especies locales, según disponibilidad) es exactamente el tipo de material que ya usamos en la región para otras técnicas de entramado, así que el sistema de bóveda pretensada con bambú de este capítulo es, de los tres casos de estudio de Minke, el más cercano a lo que ya sabemos construir en Samaná — mucho más que el sistema con perfiles metálicos de Bam o el asfalto/paja de Gujarat, que responden a otro clima y otra disponibilidad de materiales.

Revoques y pinturas

El último capítulo técnico de Minke — y el que más directamente contradice una costumbre extendida: revocar con cemento.

Los muros de adobe requieren un revoque que puede ser de barro, de cal, o de barro estabilizado con cal, cemento o asfalto (bitumen). Minke es categórico en un punto: no debe aplicarse nunca un revoque de cemento sobre un muro de tierra, porque es frágil y quebradizo, poco flexible, y por eso tiende a fisurarse por las cargas térmicas que expanden y contraen el material, y por impactos mecánicos. Si el agua penetra por esas fisuras, el barro del muro se expande y el revoque de cemento tiende a desprenderse — es decir, el revoque rígido no solo no protege el muro, sino que puede terminar dañándolo más rápido que si no tuviera revoque.

Dos casos documentados por Minke En la vivienda de tierra apisonada más antigua construida en Alemania (1795), trabajos de reparación en 1992 encontraron una erosión masiva por congelamiento que había destruido el barro hasta 20 cm de profundidad, causada porque el agua había penetrado años antes a través de un revoque de cemento aplicado sobre el muro. La iglesia de San Francisco de Asís, en Ranchos de Taos, Nuevo México —construida en adobe en 1815— fue revocada con cemento durante una restauración en 1967; once años después, ese revoque debió desmantelarse por completo, porque el barro bajo él mostraba daños severos provocados por filtraciones de agua de lluvia a través de las fisuras del cemento.

Si se aplica un revoque de barro, es aconsejable estabilizar la superficie final con una lechada de cal o de cal-caseína. Los muros de tapial no requieren revoque estructural: basta alisar la superficie en estado húmedo con una plancha de madera o fieltro, y aplicar después una pintura de cal como protección contra la erosión de la lluvia. Esa pintura debe ser de cal o cal-caseína, aplicada en tres capas — la primera muy aguada, para que la solución penetre 2 a 3 mm dentro del muro.

Para Samaná y RD Esta es, probablemente, la sección de todo el manual con la aplicación más inmediata en la costa norte de RD: el revoque de cemento sobre un muro de tierra sigue siendo la primera opción por costumbre e intuición —«así queda más fuerte»— en construcción informal de la zona, y es exactamente lo contrario de lo que muestra la evidencia de Minke, agravado además por nuestra lluvia y humedad ambiente, mayores que las del clima alemán o andino donde documentó estos casos. Nuestro Constru Barro ya trabaja con esta misma lógica —fraguacho, barbotina y acabados en base a tierra, cal y fibra, nunca cemento sobre muro de tierra— y este capítulo es la referencia técnica de por qué esa decisión no es una preferencia estética, sino estructural.

Fuentes y crédito completo

Toda la bibliografía original de Minke, sin editar, más el detalle completo de a quién se le debe cada dato de este manual.

Fuente principal de todo este manual Minke, G. (2005). Manual de construcción para viviendas antisísmicas de tierra (3ª ed. revisada y ampliada; 1ª ed. septiembre 2001). Forschungslabor für Experimentelles Bauen (FEB), Universidad de Kassel, Alemania. Redacción y traducción: Rosario Loayza de Fischer, con Alexander Fischer y el autor. Dibujos: Vera Frey. Publicado en el marco del proyecto de investigación «Viviendas sismorresistentes con materiales locales y climatización pasiva en zonas rurales de los Andes», con el patrocinio de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) y la Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (gtz), Alemania. Basado en investigación llevada a cabo en el FEB, recopilación de literatura existente, análisis de daños de sismos en Guatemala y Chile, construcción de prototipos antisísmicos en Guatemala, Ecuador y Chile, y seminarios dirigidos por el autor en 1997 y 1998 en Santiago de Chile y Mendoza, Argentina.

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Otras fuentes citadas por Minke en el manual original

Equipo Maíz (ed.). La casa de adobe sismorresistente. El Salvador, 2001.
Grohmann, M. «Introducción al diseño sismorresistente», en: Laboratorio de Construcción Experimental, Universidad de Kassel (ed.): Viviendas sismoresistentes (informe no publicado). Kassel, Alemania, 1998.
Laboratorio de Construcción Experimental, Universidad de Kassel (ed.). Viviendas sismoresistentes (informe no publicado). Kassel, Alemania, 1998.
Houben, H.; Guillaud, H. Earth Contraction Primer. Bruselas, Bélgica, 1984.
ININVI (Instituto Nacional de Investigación y Normalización de la Vivienda de Perú). Construcciones en adobe.
Minke, G. Manual de construcción con tierra. Montevideo, Uruguay: Nordan, 2001.
Pereira, G. H. Habiterra (catálogo de la exposición). Bogotá, Colombia, 1995.
Sibtain, S. N. To build a village. Parramata, N.S.W., Australia, 1982.
Tolles, E. L.; Kimbro, E. E. et al. Sismic stabilization of historic adobe structures. Getty Conservation Institute, Los Ángeles, EE.UU., 2000.
Vorhauer, K. Low Cost / Self Help Housing (Gate Modul 6/6). Eschborn, Alemania, 1979.
Weinhuber, K. «Building with Interlocking Blocks», en: gtz (ed.) Wall Building, Technical Brief. Eschborn, Alemania, 1995.
Yazdani, H. Erhöhung der Lebensdauer von Lehmbauten in erdbebengefährdeten Gebieten Afghanistans (tesis de doctorado, no publicada). Universidad de Kassel, Alemania, 1985.

Las figuras del manual original sin fuente mencionada pertenecen al autor, Gernot Minke.

Sobre el autor, según el manual original Gernot Minke es arquitecto y catedrático de la Universidad de Kassel, donde dirige el Forschungslabor für Experimentelles Bauen (FEB), el Instituto de Investigación de Construcciones Experimentales. Desde 1974 ha llevado a cabo más de 30 proyectos de investigación y desarrollo en el campo de construcciones ecológicas, viviendas de bajo costo y, especialmente, construcciones con tierra. En su trabajo ha diseñado numerosas edificaciones particulares y públicas donde la tierra es el material predominante, con obras en Europa, América del Sur, América Central y la India. Es autor de varios libros y más de 200 artículos, ha participado en más de 30 conferencias internacionales, y ha dado charlas y ocupado cátedras como profesor visitante en universidades de Guatemala, Paraguay, México y Venezuela.

Qué es nuestro y qué es de Minke, resumido Todo el contenido técnico de las secciones 2 a 17 de este manual —cifras, ensayos, mecanismos de falla, casos de estudio, la tabla de coordenadas de cúpulas— es la investigación de Gernot Minke y su equipo del FEB, tal como está publicada en su manual de 2005. Lo que agregamos nosotros en cada capítulo son los recuadros «Para Samaná y RD»: una lectura editorial sobre qué de ese conocimiento aplica directo a nuestra región, qué hay que adaptar por clima o disponibilidad de materiales, y en qué casos remitimos a nuestros propios Manual 02 y Manual 05. Ningún dato técnico de Minke fue alterado, completado con una estimación nuestra, ni presentado como propio.

Qué hacemos con esto en Samaná

Este manual reúne el conocimiento — un proyecto real todavía necesita a alguien que lo aplique a un sitio, un suelo y un presupuesto específicos.

Como con el resto de nuestra serie de manuales técnicos, este documento es una referencia, no un cálculo estructural firmado. Sirve para entender por qué falla un muro de tierra en un sismo, qué formas y qué refuerzos lo evitan, y para llegar a una consultoría con las preguntas correctas — pero un terreno real en Samaná, con su pendiente, su suelo, su exposición a huracán y su presupuesto, no lo resuelve ningún manual por sí solo.

Eso es el trabajo que hacemos en Somos Barro RD cuando un proyecto lo necesita: revisión de un anteproyecto a la luz de estos criterios, selección y cálculo de sistema constructivo, detalle de los encuentros críticos que este manual señala —cimiento/sobrecimiento, encadenados, tímpanos, vanos—, y acompañamiento de obra con nuestro equipo local.

Consultoría para proyectos antisísmicos en tierra →