Análisis mediante simulaciones numéricas de daños estructurales asociados al agrietamiento superficial en el "Museo de la Insurgencia", Pabellón de Hidalgo, Rincón de Romos, Aguascalientes

Abstract

Según estudios realizados a partir de los años ochenta, desde 1985 se reportó la aparición de grietas y fallas geológicas superficiales en el valle de Aguascalientes. Las hipótesis más aceptadas que existen en cuanto a las causas de este fenómeno son, entre otras, los movimientos tectónicos, la extracción de agua subterránea o el arrastre de materiales granulares por efectos gravitatorios. Mientras que algunas de las consecuencias que genera el fenómeno del agrietamiento son por mencionar los más importantes, la contaminación del acuífero por infiltración de aguas negras, daños en infraestructura urbana y daños en edificaciones. Siendo éste último, el problema que se aborda en el presente documento. Los hundimientos y agrietamientos producen inestabilidad en la estructura de inmuebles. Algunos de ellos son considerados patrimonio y tienen un valor histórico, social y cultural por lo que es necesario promover su preservación. Tal es el caso del Museo de la Insurgencia localizado en la comunidad de Pabellón de Hidalgo, Rincón de Romos, Aguascalientes, que está siendo severamente afectado por una falla geológica. Por lo anterior, fue necesario realizar una evaluación de daños y una propuesta de solución para salvaguardar su estabilidad estructural. La metodología de análisis consistió primero en revisar el estado actual estructural del Museo de la Insurgencia que resultó de la última adecuación estructural realizada al edificio para que éste conviviera con la falla que lo afecta. Con base en este análisis, se determinaron los daños estructurales que sufre el inmueble vía cuantificación de los desplazamientos inducidos por la falla, esto se logró mediante la colocación de varios testigos fijos colocados estratégicamente a lo largo de la falla en su traza dentro del museo, fue necesario realizar un monitoreo de los desplazamientos a lo largo del Museo por medio de testigos fijos. Los resultados obtenidos indican que estructuralmente, el edificio presenta desplazamientos tanto verticales como horizontales del orden del 3 mm y 10 mm, respectivamente, durante el periodo de medición que comprendió los meses de Febrero a Agosto del presente año, y que están afectando la integridad de la estructura. Se concluye que la falla sigue activa, que sus desplazamientos continuarán afectando paulatinamente y que los daños serán cada mas graves en la estructura. Con base al análisis presentado de desplazamientos y esfuerzos simulados en este trabajo se estima que bajo las condiciones actuales el edificio está en riesgo de colapso a partir de los siguientes 5 años, por tal motivo en este trabajo se propone como adecuación estructural el desligar totalmente los dos bloque en los arcos y columnas más afectados, y si es posible incluir nuevas columnas para impedir que los arcos queden en voladizo.

After 1985 the existence of cracks and surface faults in the valley of Aguascalientes was reported. The more accepted hypotheses regarding the occurrence of this phenomenon are, among others, the tectonic movements, extraction of groundwater or the drag of granular materials by gravitational effects. While some of the most important consequences of the phenomenon of cracking are, aquifer pollution by sewage infiltration, urban infrastructure damage and damage to buildings. The later is the problem addressed in this document. The subsidence and cracking produce instability in the structure of buildings. Some of them are considered to have an important inheritance as well as historical, social, and cultural values, thus, it is necessary to promote their preservation. This is the case of Insurgency Museum, located in the community of “Pabellón de Hidalgo”, Rincón de Romos, Aguascalientes. This historical building is being strongly affected by a geological fault. Therefore, in order to contribute with the preservation of this building, this investigation includes a series of analysis methodologies in order to propose a potential solution for structural safety and stability. The analysis methodology consisted first in reviewing the current structural state of the Insurgency Museum, which resulted from the last structural rearrangement for the building to coexist with the fault that affects it. Based on this revision, the structural damages suffered by the building were determined. This was accomplished through the quantification of the fault-induced displacements in fixed witnesses strategically placed throughout the trace of the fault into the building. Structural results indicate that the building suffers both vertical and horizontal displacements of the order of 3 mm and 10 mm, respectively, resulted after the period of monitoring (February to August of 2013), and which are affecting the integrity of the structure. It is concluded that the fault is still active, that its movements will gradually continue affecting and that the damages will become more serious in the structure. Based on the analysis presented in this paper it is estimated that under the current conditions, the building is in risk of collapse after the following five years, for this reason, in this work is proposed an structural adequacy consisting in completely decouple the two block in the most affected arches and columns, and if possible, to include new columns to prevent cantilevered arches.