Evaluation of Reinforced Adobe Techniques for Sustainable Reconstruction in Andean Seismic Zones

Abstract

This research presents a methodological process for selecting the most appropriate construction technique for the reconstruction of housing after a seismic disaster in a rural and heritage context. This process, which is applicable to a large part of the Andean region, incorporates sustainability criteria to guarantee the economic, social and environmental balance of the intervention. The methodology was developed on a case study: the Colca Valley in Arequipa, Peru. In 2016 an earthquake affected this zone, where traditional unreinforced earthen buildings suffered serious damage. The objective of this research focuses on comparing six traditional building techniques strongly related to self-building: four techniques for adobe housing—reinforced with cane (CRA), wire mesh (WMRA), geogrid (GRA) and halyard ropes (HRRA)—and two techniques for masonry buildings— confined (CM) and reinforced (RM). For this purpose the authors used the Integrated Value Model for Sustainable Assessment (MIVES), a Multiple Criteria Decision Analysis (MCDA) model used to compare alternatives by assigning a “sustainability index” to each evaluated construction technique. This research study includes two types of variables: quantitative, such as economy ($/m2) and environmental impact (kgCO2/m2), among others, and qualitative, such as perception of safety, respect for the urban image and popular knowledge. The research results show that reinforced adobe techniques are a viable and competitive option, highlighting the cane reinforced adobe technique (CRA), with a value of 0.714 in relation to industrialized materials such as masonry. This technique has the same safety characteristics, but at almost half the price, with the additional advantage of using traditional materials and construction methods, having less environmental impact and showing better thermal performance in cold climates.

A systematic review on MIVES: A sustainability-oriented multi-criteria decision-making method

“…Self-promoting housing has a study adapted to single-family homes [52]. Finally, the building's reconstruction considers adobe buildings in seismic zones [53]. Event nowadays is the most dominant cluster with a current value of 22.39%.…”

Caracterización y Patología de los Muros de Tierra de las Construcciones Andinas Ecuatorianas

“…Se pueden citar: las cerchas prefabricadas de acero galvanizado insertadas en las juntas del cerramiento de adobe cada 90cm para conseguir construcciones sismo resistentes, módulo que permite abrir puertas, ventanas y escaleras (Orta et al, 2009); la aplicación de mallas de fibras sintéticas a ambos lados del muro y unidas con cuerdas (Solis et al, 2015); la ayuda de perfiles angulares de PVC en la fijación de una red para mejorar la capacidad de deformación y ductilidad frente a solicitaciones horizontales inducidas por un seísmo (Varum et al, 2011); o bien construcciones híbridas de hormigón y tapiales prefabricados (Zawistowski et al, 2020), aunque la arcilla sufre cambios dimensionales por retracción o dilatación ante variaciones de humedad y temperatura, afectando su adherencia al hormigón (Velarde et al, 2021). En cualquier caso, en áreas rurales, el adobe reforzado con diversas técnicas es una alternativa viable y competitiva por su menor impacto ambiental en lugar de reemplazarlas con mamposterías (Cárdenas et al, 2021).…”

Elaboración de bloques tradicionales incorporando material reciclado para la mejora del acondicionamiento térmico y acústico en viviendas rurales de Ecuador

“…A través del tiempo se ha visto la necesidad de mejorar las propiedades del adobe, por lo que, se ha experimentado con la adición de residuos. En una investigación [7], se usó el aserrín donde se ensayaron un total de 36 probetas, 18 de las cuales fueron cubos ensayados para resistencia a la compresión y los restantes fueron probetas prismáticas ensayadas para resistencia a la flexión. Los cubos tenían un tamaño de 150 mm × 150 mm × 150 mm, mientras que las muestras prismáticas tenían un tamaño de 150 mm × 150 mm × 500 mm.…”

“…Luego, la mezcla de adobe se vertió en moldes para la preparación de las probetas. El ensayo de compresión se muestra en la Figura 2.2a, mientras que el ensayo de flexión se muestra en la Figura 2.2b [7].…”