FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Civil Tesis Influencia del Estabilizador Z y el Cemento Portland tipo IP en las propiedades físicas y mecánicas del adobe comprimido en el distrito de San Jerónimo – Cusco -2024 Jose Domingo Valderrama Perez Rogelio Paja Yucra Para optar el Título Profesional de Ingeniero Civil Cusco, 2025 Esta obra está bajo una Licencia "Creative Commons Atribución 4.0 Internacional" . INFORME DE CONFORMIDAD DE ORIGINALIDAD DE TRABAJO DE INVESTIGACIÓN A : Decano de la Facultad de Ingeniería DE : Mgt. Ing. EIGNER ROMAN VILLEGAS Asesor de trabajo de investigación ASUNTO : Remito resultado de evaluación de originalidad de trabajo de investigación FECHA : 11 de Junio de 2025 Con sumo agrado me dirijo a vuestro despacho para informar que, en mi condición de asesor del trabajo de investigación: Título: Influencia del Estabilizador Z y el Cemento Portland tipo IP en las Propiedades Físicas Y Mecánicas del Adobe Comprimido en el Distrito De San Jerónimo – Cusco -2024 Autores: 1. Jose Domingo Valderrama Perez – EAP. Ingeniería Civil 2. Rogelio Paja Yucra – EAP. Ingeniería Civil Se procedió con la carga del documento a la plataforma “Turnitin” y se realizó la verificación completa de las coincidencias resaltadas por el software dando por resultado 20 % de similitud sin encontrarse hallazgos relacionados a plagio. Se utilizaron los siguientes filtros: • Filtro de exclusión de bibliografía SI XX NO • Filtro de exclusión de grupos de palabras menores SI X NO Nº de palabras excluidas (en caso de elegir “SI”): 25 • Exclusión de fuente por trabajo anterior del mismo estudiante SI NO X En consecuencia, se determina que el trabajo de investigación constituye un documento original al presentar similitud de otros autores (citas) por debajo del porcentaje establecido por la Universidad Continental. Recae toda responsabilidad del contenido del trabajo de investigación sobre el autor y asesor, en concordancia a los principios expresados en el Reglamento del Registro Nacional de Trabajos conducentes a Grados y Títulos – RENATI y en la normativa de la Universidad Continental. Atentamente, La firma del asesor obra en el archivo original (No se muestra en este documento por estar expuesto a publicación) SI X SI X SI NO X NO NO i AGRADECIMIENTOS Deseo expresar mi profundo agradecimiento a la Universidad Continental, por haberme proporcionado una formación académica sólida, sustentada en el compromiso con la calidad, la innovación y el crecimiento integral de sus estudiantes. Reconozco con aprecio el esfuerzo de sus autoridades, docentes y personal administrativo, quienes contribuyeron con dedicación y profesionalismo a crear un entorno educativo colaborativo que favoreció mi desarrollo. Agradezco de manera especial a mi compañero y amigo Rogelio, por haber estado presente durante esta etapa académica, compartiendo no solo conocimientos, sino también momentos de esfuerzo, motivación y compañerismo. Jose D. Valderrama Mi sincero agradecimiento a la Universidad Continental, que representó mucho más que un espacio de formación académica. Fue un escenario de transformación personal y profesional, donde cada día estuvo lleno de aprendizajes, desafíos superados y momentos que marcaron mi vida. Gracias, especialmente, a los docentes que acompañaron este trayecto. Su compromiso, exigencia y constante respaldo dejaron huella en mi formación. Me enseñaron que la excelencia se construye con disciplina, pasión y convicción, y que cada meta es posible cuando se trabaja con dedicación y propósito. No puedo dejar de mencionar a mi grupo de amigos del mismo código: Alina, José Domingo, José Roel y Edmundo. Fueron mi sostén, mi motivación y mi refugio en los momentos difíciles. Compartimos risas, desvelos, frustraciones y logros, y hoy, más que compañeros, los considero parte esencial de esta etapa que guardo con profundo cariño. Rogelio Paja Yucra ii DEDICATORIA A mis padres, Orfelina y José, les agradezco de corazón por su apoyo constante, sacrificio y amor incondicional. Ustedes han sido mi guía y fortaleza, siempre brindándome el valor necesario para seguir adelante. Gracias por su confianza y por enseñarme el verdadero significado de la perseverancia. A mis hermanos, Anderson, Avimael, Lisbeth y Yessenia, gracias por estar siempre a mi lado, por su apoyo constante y por compartir conmigo las alegrías y desafíos en este camino. Su presencia ha sido una fuente de motivación y alegría en todo momento. Este logro es posible gracias a cada uno de ustedes, que me han acompañado con amor y dedicación. Les dedico este esfuerzo con todo mi cariño. Jose D. Valderrama A Dios, por ser mi guía constante, por darme fortaleza en los momentos difíciles y por brindarme la oportunidad de alcanzar esta meta con fe y esperanza. A mis queridos padres, Mario Paja Huayhua y Aurelia Yucra Choqueconza, por su amor incondicional, su ejemplo de lucha y los sacrificios que han hecho por mí. Gracias por enseñarme a nunca rendirme. A mi esposa, Enik Teresita Cantoral Centeno, y a mis hijos, Darek Santiago y Luciano Dariel, por ser mi mayor inspiración, por su compañía en los momentos más duros y por su amor que me impulsa a seguir adelante cada día. A mis hermanos, Yovana, Fanny, Oshin, Gilmar, Maxbel y Chaska, por su apoyo constante, por sus palabras de aliento y por creer en mí en cada etapa de este camino. Este logro es fruto del amor, la fe y el esfuerzo compartido con cada uno de ustedes. Rogelio Paja Yucra iii ÍNDICE GENERAL AGRADECIMIENTOS ............................................................................................... i DEDICATORIA .......................................................................................................... ii ÍNDICE GENERAL .................................................................................................. iii ÍNDICE DE TABLAS ............................................................................................... vii ÍNDICE DE FIGURAS .............................................................................................. ix RESUMEN .................................................................................................................. xi ABSTRACT ............................................................................................................... xii INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 13 CAPÍTULO I ............................................................................................................. 14 PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO ..................................................................... 14 1.1. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................ 14 1.1.1. Problema general.............................................................................................. 15 1.1.2. Problemas específicos ....................................................................................... 15 1.2. OBJETIVOS ......................................................................................................... 16 1.2.1. Objetivo general ............................................................................................... 16 1.2.2. Objetivos específicos ........................................................................................ 16 1.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ............................................................... 17 1.3.1. Justificación técnica ......................................................................................... 17 1.3.2. Justificación económica ................................................................................... 17 1.3.3. Justificación ambiental .................................................................................... 17 1.4. DELIMITACIÓN DEL PROYECTO ................................................................ 18 1.4.1. Delimitación temática ....................................................................................... 18 1.4.2. Delimitación espacial ........................................................................................ 18 1.4.3. Delimitación temporal del estudio ................................................................... 19 1.4.4. Delimitación poblacional ................................................................................. 20 1.4.5. Cantera .............................................................................................................. 20 1.4.6. Normas .............................................................................................................. 20 1.5. HIPÓTESIS Y VARIABLES .............................................................................. 21 1.5.1. Hipótesis general .............................................................................................. 21 1.5.2. Hipótesis específicas ......................................................................................... 21 1.6. VARIABLES ........................................................................................................ 22 1.6.1. Operacionalización de variables ...................................................................... 23 iv CAPÍTULO II ............................................................................................................ 24 MARCO TEÓRICO .................................................................................................. 24 2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN ................................................. 24 2.1.1. Antecedentes nacionales ................................................................................... 24 2.1.2. Antecedentes locales ......................................................................................... 26 2.2. BASES TEÓRICAS ............................................................................................. 28 2.2.1. El Adobe ............................................................................................................ 28 2.2.2. Estabilizador Z ................................................................................................. 30 2.2.3. Cemento portland (tipo IP) .............................................................................. 31 2.2.4. ENSAYOS DE COMPORTAMIENTO FISICO DEL ADOBE ................... 33 2.2.4.1. Absorción ...................................................................................................... 33 2.2.4.2. Succión .......................................................................................................... 34 2.2.4.3. Erosión Acelerada Swinburne (SAET) ....................................................... 35 2.2.5. ENSAYOS DE COMPORTAMIENTO MECÁNICO DEL ADOBE .......... 36 2.2.5.1. Resistencia a la compresión de unidades de adobes ................................... 36 2.2.5.2. Resistencia a la compresión de pilas de adobe ............................................ 37 2.2.5.3. Resistencia a la compresión diagonal para muretes de adobe ................... 38 2.2.5.4. Resistencia a la tracción del mortero .......................................................... 39 2.2.6. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS ......................................................... 40 CAPÍTULO III .......................................................................................................... 41 METODOLOGÍA ...................................................................................................... 41 3.1. MÉTODO, TIPO O ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN ........................... 41 3.1.1. Método de la investigación ............................................................................... 41 3.1.2. Tipo de investigación ........................................................................................ 41 3.1.3. Diseño de la investigación ................................................................................ 42 3.1.4. Diseño de ingeniería ......................................................................................... 44 3.1.5. Alcance o nivel de investigación ...................................................................... 44 3.1.6. Población ........................................................................................................... 45 3.1.7. Muestra ............................................................................................................. 47 3.1.8. Criterios de muestreo e inclusión .................................................................... 50 3.1.9. Justificación técnica por la imposibilidad de ejecutar las seis muestras establecidas en la Norma Técnica Peruana E.080.......................................................... 50 3.2. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................ 51 3.2.1. Técnicas de recopilación de datos ................................................................... 51 3.2.2. PROCESAMIENTO DE DATOS EN ENSAYOS DE COMPORTAMIENTO FÍSICO Y MECÁNICO .......................................................... 53 v 3.2.2.1. ENSAYOS DEL COMPORTAMIENTO FÍSICO..................................... 54 3.2.2.1.1. Análisis granulométrico por tamizado MTC E-107-200 ............................ 54 3.2.2.1.2. Absorción ...................................................................................................... 56 3.2.2.1.3. Succión .......................................................................................................... 59 3.2.2.1.4. Erosión acelerada Swinburne ...................................................................... 63 3.2.2.2. ENSAYOS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO ............................ 66 3.2.2.2.1. Resistencia a la compresión de adobes ........................................................ 66 3.2.2.2.2. Resistencia a la compresión de pilas de adobe ............................................ 68 3.2.2.2.3. Resistencia a la compresión diagonal en muretes de adobe ...................... 70 3.2.2.2.4. Resistencia de la tracción del mortero ........................................................ 72 3.2.2.2.5. Análisis y de costos unitarios del adobe tradicional y mejorado ............... 74 CAPÍTULO IV ........................................................................................................... 78 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................... 78 4.1. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS .............................................................. 78 4.1.1. RESULTADOS DEL COMPORTAMIENTO FÍSICO ................................ 78 4.1.1.1. Ensayo de la Absorción ................................................................................ 78 4.1.1.2. Ensayo de la Succión .................................................................................... 80 4.1.1.3. Ensayo Erosión Acelerada Swinburne ........................................................ 82 4.1.2. RESULTADOS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO ........................ 84 4.1.2.1. Ensayo resistencia a la compresión de adobes (NTP E. 080) ..................... 84 4.1.2.2. Ensayo resistencia a la compresión de pilas de adobes (NTP E. 080) ....... 86 4.1.2.3. Ensayo resistencia a la compresión diagonal de muretes de adobe (NTP E. 080) 88 4.1.2.4. Ensayo resistencia a la tracción del mortero (NTP E. 080) ....................... 90 4.1.3. RESULTADOS DE ANÁLISIS DE COSTO UNITARIO ............................ 92 4.2. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ....................................................................... 94 4.2.1. Discusión de resultados respecto a antecedentes ............................................ 94 4.2.2. Resultados respecto a los objetivos específicos ............................................... 99 4.2.3. Resultados estadísticos ................................................................................... 105 CAPÍTULO V .......................................................................................................... 134 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................... 134 5.1. CONCLUSIONES .............................................................................................. 134 5.2. RECOMENDACIONES .................................................................................... 137 5.2.1. Recomendaciones técnicas ............................................................................. 137 5.2.2. Recomendaciones ambientales ...................................................................... 137 5.2.3. Recomendaciones sociales .............................................................................. 138 vi 5.2.4. Recomendaciones económicas ....................................................................... 138 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................. 140 ANEXOS .................................................................................................................. 142 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS DE LAS UNIDADES DE ADOBES .. 143 PRUEBAS DE LABORATORIO .......................................................................... 148 CERTIFICADO DE CALIBRACIÓN DEL EQUIPO ........................................ 207 PANEL FOTOGRÁFICO ...................................................................................... 231 vii ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Matriz de operacionalización ................................................................. 23 Tabla 2. Composición química del cemento ......................................................... 32 Tabla 3. Composición química del cemento ......................................................... 44 Tabla 4. Cálculo de la Población total de unidades de adobes ................................ 46 Tabla 5 (a). Cálculo de muestras total – ensayos no destructibles .......................... 48 Tabla 6 (a). Formato: Cálculo de % de absorción para los diferentes especímenes .. 57 Tabla 7 (a). Formato: cálculo de % de succión para los diferentes especímenes ..... 60 Tabla 8 (a). Formato: Cálculo de % de erosión para los diferentes especímenes .... 64 Tabla 9. Formato: Cálculo de compresión del adobe tradicional, comprimido y mejorado ........................................................................................................... 67 Tabla 10. Formato: Cálculo de compresión en pilas del adobe tradicional, comprimido y mejorado ...................................................................................... 69 Tabla 11. Formato: Cálculo de resistencia a la compresión diagonal en muretes de adobe ................................................................................................................ 71 Tabla 12 (a) Formato: Cálculo de resistencia de la tracción del mortero ................ 73 Tabla 13 . Presupuesto de construccion con adobe tradicional ............................... 76 Tabla 14. Presupuesto de construcción con adobes mejorados ............................... 76 Tabla 15. Presupuesto de construcción con adobe tradicional y mejorado. Comparativo de costo para una vivienda utilizando adobe tradicional y adobe mejorado ........................................................................................................... 77 Tabla 16. Resultados (ensayo de absorción) ......................................................... 78 Tabla 17. Gráfico de columnas (ensayo de absorción) .......................................... 79 Tabla 18. Resultados (ensayo de succión) ............................................................ 80 Tabla 19. Gráfico de columnas (ensayo de succión) ............................................. 81 Tabla 20. Resultados (erosión acelerada) ............................................................. 82 Tabla 21. Gráfico de columnas (ensayo de erosión acelerada) ............................... 83 Tabla 22. Resultados (resistencia a la compresión de adobes) ............................... 84 Tabla 23. Gráfico de columnas (ensayo de compresión de adobes) ........................ 85 Tabla 24. Resultados (resistencia a la compresión de pilas de adobe) ..................... 86 Tabla 25. Gráfico de columnas (ensayo de compresión de pilas) ........................... 87 Tabla 26. Resultados (resistencia a la compresión diagonal de muretes de adobe) ... 88 Tabla 27. Gráfico de columnas (ensayo de compresión diagonal de muretes de adobes) ............................................................................................................. 89 Tabla 28. Resultados (resistencia a la tracción del mortero) .................................. 90 Tabla 29. Gráfico de columnas (ensayo de resistencia a la tracción del mortero) ..... 91 Tabla 30. Gráfico de columnas (variación de precios de unidades de adobe) .......... 93 Tabla 31. Gráfico de columnas (Resultados de absorción de agua) ........................ 99 Tabla 32. Gráfico de columnas (resultados de succión de agua) .......................... 100 Tabla 33. Gráfico de columnas (Resultados de erosión) ...................................... 101 Tabla 34. Gráfico de columnas (resultados de compresión de unidades de adobes) 101 Tabla 35. Gráfico de columnas (Resultados de compresión de pilas de adobes) ....................................................................................................................... 102 Tabla 36. Gráfico de columnas (resultados de compresión en muretes de adobes) . 103 Tabla 37. Gráfico de columnas (Resultados de tracción del mortero) ................... 103 Tabla 38. Gráfico de columnas (resultados de análisis de precios unitarios) ......... 104 Tabla 39. Análisis Estadístico Descriptivos: Absorción de agua .......................... 106 Tabla 40. Pruebas de normalidad: absorción de agua .......................................... 108 viii Tabla 41. Anova: Absorción de agua ................................................................ 109 Tabla 42. Análisis Estadístico Descriptivo: Succión de Agua .............................. 109 Tabla 43. Pruebas de normalidad: Succión de agua ............................................ 112 Tabla 44. Anova: Succión de agua .................................................................... 113 Tabla 45. Análisis Estadístico Descriptivos: Resistencia a la erosión acelerada .... 113 Tabla 46. Pruebas de normalidad: Resistencia a la erosión .................................. 116 Tabla 47. Anova: Erosión acelerada .................................................................. 116 Tabla 48. Análisis estadístico Resistencia a la Compresión Uniaxial ................... 117 Tabla 49 Pruebas de normalidad: Resistencia a la Compresión Uniaxial ............... 119 Tabla 50. Anova: Resistencia a la compresión uniaxial ....................................... 120 Tabla 51. Análisis Estadístico Descriptivos: Resistencia a la compresión en pilas . 120 Tabla 52. Pruebas de normalidad: Resistencia a la compresión en pilas ............... 123 Tabla 53. Anova: Resistencia a la compresión en pilas .................................... 124 Tabla 54. Análisis Estadístico Descriptivos: Resistencia a la Compresión Diagonal en Muretes ........................................................................................................... 124 Tabla 55. Pruebas de normalidad: Resistencia a la compresión diagonal en muretes ....................................................................................................................... 127 Tabla 56. Anova: Resistencia a la compresión diagonal en muretes ..................... 128 Tabla 57. Análisis Estadístico Descriptivos: Resistencia a la tracción del mortero 128 Tabla 58. Pruebas de normalidad: Resistencia a la tracción del mortero ............... 131 Tabla 59. Anova: Resistencia a la tracción del mortero ....................................... 132 Tabla 60. Apu adobe tradicional 0.30 x 0.20 x 0.10 cm ...................................... 144 Tabla 61. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm al 0 % .......................... 144 Tabla 62. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm + 2 % cemento .............. 144 Tabla 63. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm + 4 % cemento .............. 145 Tabla 64. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm + 5 % Estabilizador Z .... 145 Tabla 65. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm + 10% Estabilizador (Z) 145 Tabla 66. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm + 5 % Estabilizador (Z) + 4 % cemento. ...................................................................................................... 146 Tabla 67. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm + 10 % Estabilizador (Z) + 2 % cemento ....................................................................................................... 146 Tabla 68. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm + 10 % Estabilizador (Z) + 4 % cemento ....................................................................................................... 146 Tabla 69. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm + 5 % Estabilizador (Z) + 2 % cemento ....................................................................................................... 147 Tabla 70. Apu adobe compactado 0.30 x 0.20 x 0.10 cm + 7.5 % Estabilizador (Z) + 3 % cemento .................................................................................................... 147 ix ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Departamento de Cusco .................................................................... 18 Figura 2. Distrito de San Jerónimo ................................................................... 19 Figura 3. Cantera de Pillao Matao ..................................................................... 20 Figura 4. Dimensiones del adobe ........................................................................ 29 Figura 5. Proceso para efectuar el ensayo de absorción. ....................................... 33 Figura 6. Procedimiento para realizar el ensayo de succión .................................. 34 Figura 7. Procedimiento para realizar La prueba de desgaste por erosión rápida. ... 35 Figura 8. Procedimiento para realizar el ensayo de compresión ............................ 36 Figura 9. Procedimiento para realizar el ensayo de compresión en pilas de adobe .. 37 Figura 10. Proceso para ejecutar el ensayo de esfuerzo diagonal en muretes de adobe ......................................................................................................................... 38 Figura 11. Procedimiento para realizar el ensayo de tracción de mortero ............... 39 Figura 12. Herramientas y equipos para la elaboración del adobe tradicional y comprimido ....................................................................................................... 53 Figura 13. Cuarteo del material seleccionado de cantera San Jerónimo, Cusco ....... 54 Figura 14 (a). Dispositivos de ensayo granulométrico .......................................... 54 Figura 15 (a). Dispositivos de prueba de Límite líquido ....................................... 55 Figura 16 (a). Ensayo de Absorción de adobes .................................................... 56 Figura 17. Obtención de datos de la succión de agua en adobes ............................ 59 Figura 18. Ensayo de erosión acelerada ............................................................... 63 Figura 19. Ensayo de compresión de adobes ........................................................ 66 Figura 20. Ensayo de compresión de pilas en adobes ............................................ 68 Figura 21. Ensayo de compresión diagonal de muretes de adobe ........................... 70 Figura 22. Desarrollo de ensayo resistencia de la tracción del mortero ................... 72 Figura 23. Casa típica de adobe en la zona de San Jerónimo - Cusco ..................... 75 Figura 24. Histograma resultante para la capacidad de absorción del agua ........... 108 Figura 25. Histograma resultante para la capacidad de succión del agua .............. 112 Figura 26. Histograma resultante para la resistencia a la erosión acelerada ........... 115 Figura 27. Histograma resultante para la resistencia a la compresión uniaxial ...... 119 Figura 28. Histograma resultante para la resistencia a la compresión en pilas ....... 123 Figura 29. Histograma obtenido de la resistencia a la compresión diagonal en muretes ....................................................................................................................... 127 Figura 30. Histograma resultante para la resistencia a la tracción del mortero....... 131 Figura 31. Análisis granulométrico cuarteo del suelo ......................................... 232 Figura 32. Análisis granulométrico cuarteo del suelo ......................................... 232 Figura 33. Peso unitario del suelo – peso del recipiente ...................................... 233 Figura 34. Peso unitario del suelo – peso del recipiente con el material................ 233 Figura 35. Análisis granulométrico por tamizado ............................................... 234 Figura 36. Análisis granulométrico por tamizado ............................................... 234 Figura 37. Análisis granulométrico – peso específico ......................................... 235 Figura 38. Análisis granulométrico – peso específico ......................................... 235 Figura 39. Análisis granulométrico - determinación de la humedad del suelo ....... 236 Figura 40. Análisis granulométrico – determinación de la humedad del suelo ...... 236 Figura 41. Análisis granulométrico - determinación del límite líquido ................. 237 Figura 42. Análisis granulométrico - determinación del límite líquido ................. 237 Figura 43. Estacionamiento y pruebas en la máquina de fabricación de adobe comprimido ..................................................................................................... 238 x Figura 44. Materiales para la fabricación del adobe ............................................ 238 Figura 45. Mezclado de Estabilizador (Z) con agua ............................................ 239 Figura 46. Pesaje de cemento Portland (tipo IP) para el mezclado con tierra para adobes ............................................................................................................. 239 Figura 47. Mezclado de cemento Portland (tipo IP) para el mezclado con tierra para adobes ............................................................................................................. 240 Figura 48. Ensayo de absorción de unidades de adobe ........................................ 240 Figura 49. Pesado de unidades de adobes después de estar sumergidos ................ 241 Figura 50. Ensayo de adsorción de unidades adobes sumergidos ......................... 241 Figura 51. Ensayo de erosión (Pesado de unidades de adobes para determinar succión) .......................................................................................................... 242 Figura 52. Ensayo de Resistencia a la erosión acelerada en unidades adobes ........ 242 Figura 53. Ensayo de resistencia a la compresión en unidades adobes ................. 243 Figura 54. Verificación de corte producido en unidades adobes .......................... 243 Figura 55. Ensayo de Resistencia a la compresión en pilas de adobes .................. 244 Figura 56. Verificación de corte producido en compresión de pilas de adobes ...... 244 Figura 57. Elaboración de muretes de adobes para ensayo de compresión diagonal ....................................................................................................................... 245 Figura 58. Ensayo realizado de corte diagonal en muretes .................................. 245 Figura 59. Ensayo de Resistencia a la tracción del mortero ................................. 246 Figura 60. Ensayo de Resistencia a la tracción del mortero ................................. 246 xi RESUMEN Este trabajo investigó el comportamiento de los adobes comprimidos al ser modificados con cemento portland tipo IP y un aditivo conocido como estabilizador Z, utilizando suelo proveniente del distrito de San Jerónimo, en Cusco. Para ello, se realizaron ensayos de laboratorio que incluyeron el análisis de las características del suelo y pruebas específicas como absorción de agua, succión capilar, resistencia a la erosión, compresión axial, compresión en pilas, esfuerzo diagonal en muros y tracción del mortero. Después de un proceso de curado de 28 días, se fabricaron 704 unidades de adobe, agrupadas en once categorías. Entre ellas: 64 unidades de adobe tradicional, 64 de adobe comprimido sin aditivos, 64 con 5 % de estabilizador Z, 64 con 10 % de estabilizador Z, 64 con 2 % de cemento Portland tipo IP, 64 con 4 % de este mismo cemento, y un conjunto de 320 unidades que combinaban diferentes proporciones de ambos aditivos. Los resultados revelaron que todos los adobes tratados con cemento portland tipo Ip y estabilizador Z superaron la resistencia mínima exigida de 10.2 kgf/cm², lo que los hace adecuados para construcciones en tierra. Además, la prueba de erosión acelerada Swinburne (SAET) arrojó niveles muy bajos de desgaste superficial, especialmente en las combinaciones más eficientes. En cuanto a la absorción y la succión de humedad, los adobes estabilizados mostraron una notable mejora en su capacidad de impermeabilización frente a los adobes convencionales, lo cual indica una vida útil mayor y una menor susceptibilidad a la humedad. Destacó especialmente la mezcla con 10 % de estabilizador Z y 4 % de cemento Portland tipo IP, que ofreció el mejor desempeño general. Palabras clave: cemento portland tipo IP, estabilizador Z, adobe comprimido, ensayos de laboratorio xii ABSTRACT This study investigated the behavior of compressed adobe bricks when modified with IP-type Portland cement and an additive known as Z-stabilizer, using soil from the San Jerónimo district of Cusco. Laboratory tests were conducted, including analysis of soil characteristics and specific tests such as water absorption, capillary suction, erosion resistance, axial compression, pile compression, diagonal stress in walls, and mortar tensile strength. After a 28-day curing process, 704 adobe units were manufactured, grouped into eleven categories. These included: 64 units of traditional adobe, 64 compressed adobe without additives, 64 with 5% Z-stabilizer, 64 with 10% Z-stabilizer, 64 with 2% IP-type Portland cement, 64 with 4% of the same cement, and a set of 320 units that combined different proportions of both additives. The results revealed that all adobes treated with Type IP Portland cement and Z stabilizer exceeded the minimum required strength of 10.2 kgf/cm², making them suitable for earthwork construction. Furthermore, the Swinburne Accelerated Weathering Test (SAET) showed very low levels of surface wear, especially in the most efficient combinations. Regarding moisture absorption and suction, the stabilized adobes showed a significant improvement in their waterproofing capacity compared to conventional adobes, indicating a longer service life and lower susceptibility to moisture. The mixture with 10% Z stabilizer and 4% Type IP Portland cement stood out, offering the best overall performance. Keywords: Type IP Portland cement, Z stabilizer, compressed adobe, laboratory tests 13 INTRODUCCIÓN El adobe ha sido empleado como material de construcción tradicional en muchas regiones del mundo y, en el caso del Perú, continúa siendo esencial en la edificación popular de zonas rurales. Este material, conformado principalmente por una mezcla de tierra, agua y elementos orgánicos como la paja, es valorado por su capacidad térmica, ya que permite mantener interiores frescos durante el día y cálidos por la noche. A pesar de sus ventajas en términos de bajo costo, disponibilidad y respeto al medio ambiente, el adobe presenta deficiencias importantes, sobre todo en lugares expuestos a lluvias intensas o condiciones climáticas adversas. Su vulnerabilidad frente a la humedad y la erosión ha motivado una creciente búsqueda de métodos y materiales que fortalezcan sus propiedades físicas y mecánicas. En el distrito cusqueño de San Jerónimo, el uso del adobe en la construcción de viviendas es común, reflejando una herencia arquitectónica ancestral. Sin embargo, factores como las precipitaciones intensas y las inundaciones han puesto en evidencia la urgente necesidad de mejorar la resistencia del adobe frente a tales condiciones. Ante esta problemática, se plantea como alternativa el uso de aditivos como el estabilizante (Z) combinado con cemento Portland tipo IP en la fabricación de adobe comprimido, con el fin de incrementar su durabilidad frente a la humedad, la erosión y la carga compresiva. El objetivo de esta investigación es analizar cómo influyen ciertos aditivos en las características físicas y mecánicas del adobe comprimido elaborado con suelos del distrito de San Jerónimo. En particular, se examina el efecto del estabilizador Z y del cemento Portland tipo IP sobre propiedades clave como la absorción de agua, la succión capilar, la resistencia a la erosión y la capacidad de soportar cargas de compresión. A través de pruebas experimentales, el estudio busca contribuir al desarrollo de un material de construcción más duradero y sostenible, pensado especialmente para mejorar la calidad de las viviendas rurales. Esta iniciativa no solo aspira a elevar el nivel de seguridad y confort en las comunidades locales, sino que también podría ofrecer soluciones replicables en otras zonas del país que enfrentan desafíos similares debido a la vulnerabilidad de sus construcciones tradicionales. 14 CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO 1.1. PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA En el distrito de San Jerónimo, ubicado en la región Cusco, el adobe continúa siendo el principal material utilizado en la construcción de viviendas, sobre todo en las zonas rurales, debido a su disponibilidad local y su profunda vinculación con las tradiciones culturales. No obstante, a pesar de sus cualidades históricamente valoradas, las construcciones hechas con adobe enfrentan serias dificultades, especialmente por su escasa resistencia ante condiciones ambientales adversas, como la humedad y las lluvias intensas, que afectan negativamente sus características físicas y mecánicas. Esta situación representa un riesgo potencial tanto para la integridad estructural de las viviendas como para la seguridad de quienes las habitan. El adobe, que se elabora tradicionalmente a partir de una mezcla de tierra, paja, agua y en ocasiones cal, es apreciado por su capacidad para mantener un ambiente interior confortable. Sin embargo, cuando estas construcciones se exponen de manera prolongada a la humedad y las precipitaciones, el material tiende a deteriorarse con rapidez, debilitando la estructura y comprometiendo su estabilidad. Por ello, se vuelve imprescindible aplicar métodos de mejora que refuercen la resistencia del adobe frente a estos factores climáticos adversos. A pesar de los avances globales en el uso de aditivos para fortalecer la durabilidad del adobe, en el contexto local persisten técnicas de fabricación tradicionales que no han evolucionado sustancialmente. La falta de formación técnica y el uso de métodos empíricos en la producción de adobes contribuyen a que las construcciones sean susceptibles a daños por agua, lo cual genera problemas significativos en la seguridad de las viviendas. Investigaciones previas (1) sobre la vulnerabilidad sísmica de viviendas de adobe, señalan que la falta de impermeabilización y refuerzo estructural en las viviendas de adobe las hace susceptibles al colapso bajo condiciones de humedad intensa. Este deterioro afecta no solo a la estructura de las viviendas, sino también a la seguridad de las personas que habitan estas construcciones. La presente investigación plantea optimizar las características del adobe a través de la incorporación del aditivo estabilizador (Z) y cemento Portland tipo IP, con el propósito de incrementar su resistencia a la compresión, reducir su absorción de agua y mejorar su comportamiento frente a la erosión. Estas mejoras buscan evitar el deterioro prematuro de las viviendas, particularmente en zonas como San Jerónimo, donde las precipitaciones intensas y la alta humedad representan un desafío constante para las construcciones tradicionales. 15 El objetivo del estudio es analizar los efectos de dichos aditivos en adobes comprimidos, evaluando su eficacia en el fortalecimiento de las propiedades físicas y mecánicas del material. Esto resulta crucial para mejorar la seguridad estructural y la vida útil de las viviendas elaboradas con adobe. La investigación propone un enfoque que equilibra la conservación del valor cultural asociado al uso del adobe con la aplicación de soluciones técnicas contemporáneas que permitan edificar estructuras más resistentes y seguras ante condiciones climáticas extremas propias de la región. En definitiva, la fragilidad de las edificaciones de adobe frente a la humedad y las lluvias abundantes resalta la necesidad apremiante de perfeccionar las técnicas constructivas tradicionales, asegurando así tanto la protección de los habitantes como la preservación del patrimonio cultural que representa este ancestral material de construcción. 1.1.1. Problema general ¿En qué medida influye el Estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en las propiedades físico mecánicas del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024? 1.1.2. Problemas específicos 1. ¿Cuál es el impacto del estabilizador (Z) y del cemento portland (tipo IP) en la absorción de agua del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024? 2. ¿Cómo inciden el estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la succión de agua del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024? 3. ¿Qué efecto tienen el estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) sobre la resistencia a la erosión acelerada del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024? 4. ¿Qué repercusión tienen el estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la resistencia a la compresión del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024? 5. ¿Cómo repercuten el estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la resistencia a la compresión en pilas de adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024? 6. ¿De qué manera inciden el estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la resistencia a la compresión diagonal en muretes de adobe comprimido elaborados con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024? 16 7. ¿Cuál es el impacto del estabilizador (Z) y del cemento portland (tipo IP) en la resistencia a la tracción del mortero elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024? 8. ¿Qué impacto tiene el uso del estabilizador (Z) y del cemento portland (tipo IP) en los costos unitarios de producción del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024? 1.2. OBJETIVOS 1.2.1. Objetivo general Determinar la influencia del estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en las propiedades físico mecánicas del adobe comprimido elaborado con el suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024 1.2.2. Objetivos específicos 1. Analizar el impacto del estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la absorción de agua del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 2. Establecer la incidencia del estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la succión de agua del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 3. Determinar el efecto del estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la resistencia a la erosión acelerada del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 4. Identificar la repercusión del estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la resistencia a la compresión del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 5. Analizar la repercusión del estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la resistencia a la compresión en pilas de adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 6. Establecer la incidencia del estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la resistencia a la compresión diagonal en muretes de adobe comprimido elaborados con el suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 7. Identificar el impacto del estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en la resistencia a la tracción del mortero elaborado con el suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 17 8. Evaluar el impacto del uso del estabilizador (Z) y del cemento portland (tipo IP) en los costos unitarios de producción del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 1.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA 1.3.1. Justificación técnica La mejora del adobe tradicional mediante la suma de cemento portland (tipo IP) y estabilizador (Z) busca reforzar su resistencia y durabilidad, especialmente en zonas con alta humedad como el distrito de San Jerónimo en la ciudad de Cusco. Si bien el adobe ha sido un material ampliamente usado en viviendas rurales, presenta debilidades frente a la humedad y limitaciones estructurales. La incorporación de estos aditivos y la compresión del material permiten aumentar su resistencia mecánica, reducir la absorción de agua y mejorar su comportamiento frente a la erosión. Esto se logra al densificar su estructura y sellar sus poros, reduciendo así su vulnerabilidad a la intemperie. Este estudio plantea una alternativa técnica y sostenible, al optimizar un material local sin abandonar las técnicas tradicionales, mejorando la seguridad y comodidad en las construcciones de tierra. 1.3.2. Justificación económica El empleo de adobe mejorado con cemento portland tipo IP y el estabilizador (Z) constituye una opción constructiva accesible y rentable para viviendas en áreas rurales, como el distrito de San Jerónimo, Cusco. A diferencia de materiales industrializados, cuya adquisición e instalación suelen implicar altos costos, el adobe permite aprovechar recursos locales de bajo costo. La incorporación de aditivos, si bien supone una inversión inicial adicional, incrementa significativamente la durabilidad del material, reduciendo los gastos en mantenimiento y reparación a mediano y largo plazo. Además, la producción de adobe comprimido estabilizado puede realizarse con equipos manuales de bajo costo, facilitando su implementación en comunidades con recursos limitados. Este enfoque permite mejorar la calidad de la construcción sin elevar significativamente el presupuesto, convirtiéndolo en una solución accesible y eficiente para el desarrollo de viviendas sociales en contextos económicamente vulnerables. 1.3.3. Justificación ambiental La propuesta de estabilizar el adobe utilizando cemento Portland tipo IP y el aditivo estabilizador (Z) también genera beneficios ambientales, ya que fomenta el uso de materiales sostenibles y de origen local. El adobe es un material natural, no tóxico 18 y de bajo impacto ambiental, cuya fabricación requiere menos energía en comparación con materiales convencionales como el ladrillo cocido o el concreto. Al reducir el transporte de materiales industriales, se disminuye también la huella de carbono asociada al proceso constructivo. La durabilidad que se logra con los aditivos propuestos prolonga la vida útil de las edificaciones, lo que significa menor generación de residuos y menor consumo de recursos a largo plazo. Además, el uso del adobe contribuye a un mejor comportamiento térmico de las viviendas y a reducir el consumo de energía en climatización. En conjunto, esta técnica favorece la construcción responsable con el medio ambiente, alineándose con principios de desarrollo sostenible y arquitectura ecológica. 1.4. DELIMITACIÓN DEL PROYECTO 1.4.1. Delimitación temática El estudio se enfoca en evaluar cómo influyen el estabilizador (Z) y el cemento Portland tipo IP en las propiedades físicas y mecánicas del adobe comprimido elaborado con suelos provenientes del distrito de San Jerónimo, Cusco. 1.4.2. Delimitación espacial La investigación se llevará a cabo en el distrito de San Jerónimo, ubicado en la región Cusco, Perú. Teniendo en cuenta: • Ubicación geográfica específica: San Jerónimo, Cusco. Figura 1. Departamento de Cusco Fuente: Google Earth 19 Nota: El departamento del Cusco está ubicado en la sierra sur del Perú, con altitudes entre 500 y 4,800 m. s. n. m. Presenta clima variado y suelos de origen aluvial y volcánico. Es una región de gran riqueza cultural, arqueológica y turística, con la ciudad del Cusco como capital histórica y económica. Figura 2. Distrito de San Jerónimo Fuente: Google Earth Nota: El distrito de San Jerónimo, ubicado al sureste de Cusco a 3,244 m. s. n. m. Tiene clima templado y suelos franco-arcillosos. Combina áreas urbanas y agrícolas, siendo una zona en crecimiento urbano y educativo. • Contexto climático: Zona con lluvias frecuentes y prolongadas, lo cual es relevante, porque afecta directamente la durabilidad del adobe. • Entorno rural: La investigación está orientada a mejorar las viviendas de adobe típicas de zonas rurales del distrito. • Relevancia local: El estudio responde a una necesidad concreta de la comunidad local, donde el adobe sigue siendo un material de construcción tradicional y muy utilizado. 1.4.3. Delimitación temporal del estudio La investigación se llevó a cabo a lo largo del año 2024, incluyendo el proceso de preparación, secado por 28 días de los adobes comprimidos, y la ejecución de los ensayos de laboratorio. Esta información permite ubicar la investigación en un marco temporal concreto, clave para la validez de los resultados y su reproducibilidad. 20 1.4.4. Delimitación poblacional La delimitación poblacional comprende al distrito de San Jerónimo, donde el uso del adobe en la construcción es una práctica habitual, y cuyos habitantes serán los principales beneficiarios de los resultados, enfocados en mejorar la calidad, resistencia y seguridad de las viviendas en esta zona. 1.4.5. Cantera El suelo arcilloso, utilizado en esta investigación, fue extraído de una cantera local ubicada en sector de Pillao Matao del distrito de San Jerónimo, Cusco. Esta cantera fue seleccionada por su proximidad a las zonas de producción de adobe y por la calidad de su suelo, clasificado como arcilloso limoso con buena cohesión, características adecuadas para la elaboración de adobes comprimidos. La ubicación cuenta con fácil acceso vehicular, lo cual facilita el transporte del material y su aplicación en contextos constructivos rurales. Las coordenadas aproximadas del sitio son 186374.00 m E, 8499833.00 m S. Figura 3. Cantera de Pillao Matao Fuente: Google Earth Nota: Una cantera de tierra para adobes es una zona de extracción superficial, donde se obtiene suelo arcilloso, franco o limoso, apto para la fabricación de adobes. Estas canteras suelen ubicarse en terrenos con buena cohesión natural, bajo contenido orgánico y granulometría adecuada para el moldeado y secado del adobe sin aditivos inicia. 1.4.6. Normas Técnicamente, se aplicaron metodologías basadas en normas nacionales e internacionales para evaluar las propiedades del adobe. La Norma Técnica Peruana E.080 establece los requisitos para construcciones con tierra reforzada, mientras que la 21 NTP E.070 regula aspectos de albañilería que complementan la caracterización estructural. La NTP 399.604:2002 y la NTP 399.613:2003 proporcionan los procedimientos para determinar la absorción de agua y otras propiedades físicas del adobe. Asimismo, la norma internacional UNE 41410:2008 fue utilizada para evaluar la resistencia a la erosión acelerada del material. El aporte de este trabajo de investigación es el desarrollo de un adobe mejorado mediante estabilización, lo cual garantiza un notable incremento en sus propiedades físicas y mecánicas, haciéndolo más resistente y durable frente a agentes ambientales. 1.5. HIPÓTESIS Y VARIABLES 1.5.1. Hipótesis general La incorporación del estabilizador (Z) y del cemento portland (tipo IP) en la elaboración de adobe comprimido, utilizando suelo del distrito de San Jerónimo, Cusco, mejora las propiedades físico-mecánicas del adobe comprimido con el suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 1.5.2. Hipótesis específicas 1. El estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) tienen un impacto en la capacidad de absorción de agua del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 2. El estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) afectan la succión capilar del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 3. El estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) influyen en la resistencia a la erosión acelerada del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 4. El estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) aumentan la resistencia a la compresión del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 5. El estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) mejoran la resistencia a la compresión en pilas de adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 6. El estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) optimizan la resistencia a la compresión diagonal en muretes de adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 22 7. El estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) incrementan la resistencia a la tracción del mortero elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 8. El uso del estabilizador (Z) y del cemento portland (tipo IP) genera un aumento en los costos unitarios de producción del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024. 1.6. VARIABLES Variables independientes • Estabilizador (Z) • Cemento portland (tipo IP) Variables dependientes • Propiedades físicas del adobe • Propiedades mecánicas del adobe • Costo de producción del adobe 23 1.6.1. Operacionalización de variables Tabla 1. Matriz de operacionalización MATRIZ DE OPERACIONALIZACIÓN Influencia del estabilizador (Z) y el cemento portland (tipo IP) en las propiedades físicas y mecánicas del adobe comprimido en el distrito de San Jerónimo – Cusco, 2024 Variables Dimensiones Indicadores Unidad de medida Instrumentos de investigación Independientes Estabilizador (Z) La proporción del estabilizador será con relación a la cantidad de agua. Volumen ml Fichas de observación Porcentaje % Fichas de observación Independientes Cemento portland (tipo IP) La proporción de cemento, será con relación a la cantidad de tierra. Peso gr Fichas de observación Porcentaje % Fichas de observación Dependientes Propiedades físicas del adobe Absorción Peso del agua absorbida gr Fichas de observación Succión Peso del agua succionada por capilaridad gr Fichas de observación Resistencia a la erosión Profundidad de la oquedad mm Fichas de observación Dependientes Propiedades mecánicas del adobe. Resistencia a la compresión uniaxial Resistencia a la compresión del adobe (kgf/cm2) Fichas de observación Resistencia a la compresión en pilas Resistencia a la compresión en pilas (kgf/cm2) Fichas de observación Resistencia a la compresión en muretes Resistencia a la compresión en muretes (kgf/cm2) Fichas de observación Resistencia a la tracción del mortero Resistencia a la tracción del mortero (kgf/cm2) Fichas de observación Dependientes Costo del adobe Análisis de costos unitarios Costos unitarios s/. Fichas de análisis de costos unitarios Fuente: Elaboración propia Nota: La matriz de operacionalización establece las variables del estudio, identificando al estabilizador (Z) y al cemento portland tipo IP como variables independientes, cuyos efectos se analizan sobre las propiedades físicas, mecánicas y el costo del adobe comprimido. Los indicadores se cuantifican a través de unidades específicas utilizando fichas de observación y análisis económico. 24 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN 2.1.1. Antecedentes nacionales ROJAS, Molina, en su investigación sobre ladrillos de tierra comprimida estabilizados con cemento, se propuso evaluar tanto sus características físicas como mecánicas mediante un enfoque científico basado en observación, experimentación, medición y análisis de datos obtenidos en campo. Se trabajó con mezclas que contenían porcentajes de cemento del 0 %, 5 %, 8 %, 12 %, 15 % y 18 %, sin realizar pruebas que pudieran impactar negativamente la biodiversidad. Los bloques con contenidos de cemento entre el 5 % y el 18 % mostraron una considerable mejora en su resistencia a la compresión después de 28 días de curados, alcanzando valores de 29.61, 33.39, 40.96, 52.90 y 60.45 kg/cm², respectivamente. En cuanto a la resistencia a la flexión, los valores fluctuaron entre 27.97 y 41.95 kg/cm² en función de la proporción de cemento, mientras que la resistencia diagonal máxima en los muros varió entre 3.56 y 6.91 kg/cm². El estudio concluyó que las mezclas con 15 % y 18 % de cemento cumplen con los requisitos mínimos establecidos por la Norma Técnica E.080 para el diseño y construcción de ladrillos. Además, se determinó que la composición del material evaluado contenía un 93.3 % de arena y un 5.3 % de arcilla y limo, lo que favorece la absorción. Mientras que las pruebas físicas se realizaron con ladrillos que no cumplían con dicha norma, los ensayos mecánicos demostraron que los bloques sin estabilización no alcanzaban niveles de resistencia adecuados, a diferencia de los estabilizados con cemento, que evidenciaron una mejora significativa en cohesión y durabilidad. Las dimensiones de los bloques fueron 22.5 cm de largo, 11.5 cm de ancho y 9.5 cm de alto, cumpliendo con los parámetros de la Norma E.080 sobre estructuras reforzadas. Además, según la normativa E.070 sobre albañilería, los ladrillos con 15 % y 18 % de cemento presentan las propiedades mínimas necesarias para edificaciones de calidad. Al no requerir cocción, estos ladrillos comprimidos estabilizados se presentan como una alternativa resistente, ecológica y viable en el sector de la construcción. Los mejores desempeños mecánicos se lograron con las proporciones de 15 % y 18 % de cemento, superando considerablemente a los ladrillos sin estabilizar (2). Cabrera y Huaynate, como parte de su investigación para optar por el título de Ingeniero Civil, realizaron un estudio titulado «Mejoramiento de las construcciones de adobe ante una exposición prolongada de agua por efecto de inundaciones», cuyo 25 principal objetivo fue proponer alternativas efectivas para fortalecer las viviendas de adobe frente a los efectos erosivos causados por las frecuentes inundaciones en el país. En este contexto, desarrollaron tres soluciones para mitigar la alta susceptibilidad del adobe tradicional al contacto prolongado con el agua. La metodología utilizada fue de carácter comparativo-experimental, con el fin de evaluar la eficacia de las soluciones propuestas frente a una muestra estándar representativa de las técnicas constructivas convencionales. La primera propuesta (MC) consistió en sustituir la base inferior del muro de adobe por una capa de concreto simple, material con alta resistencia a la humedad. La segunda alternativa (ME) implicó la utilización de adobes estabilizados con cemento para reforzar la estructura interna del material. La tercera solución (MT) consistió en la aplicación de una capa protectora de yeso y cemento portland Tipo I sobre la superficie exterior del adobe. Para replicar condiciones de inundación reales y analizar el rendimiento de las distintas configuraciones, se llevaron a cabo pruebas de laboratorio que incluyeron ensayos de absorción, succión e inmersión total en paredes construidas con cada tipo de muestra. Los resultados obtenidos permitieron cuantificar el deterioro generado por la exposición al agua y evaluar la efectividad de las soluciones, demostrando que estas técnicas pueden ser implementadas como medidas viables para mejorar la durabilidad del adobe frente a inundaciones, un desafío recurrente en diversas zonas del Perú (3). En el 2019, Rojas, llevó a cabo una investigación en la ciudad de Huánuco como parte de su tesis para obtener el título de Ingeniero Civil. Su estudio se centró en el análisis del impacto del aditivo Duraseal en las propiedades físicas y mecánicas de los bloques de adobe, con el objetivo principal de evaluar cómo la adición de Duraseal en concentraciones de 10 %, 15 % y 20 % podría mejorar estas características en comparación con el adobe tradicional. Entre los objetivos específicos se incluyó la mejora de la resistencia a la compresión, la reducción de la absorción de agua y un mejor desempeño frente a la saturación total, todo dentro de los parámetros establecidos por la normativa E.080. Para ello, se prepararon 105 muestras: 30 bloques estándar sin aditivos, 30 con un 10 % de Duraseal, 15 con un 15 % y 30 con un 20 %. Se realizaron diversas pruebas para cada grupo de muestras, siguiendo un diseño cuasi-experimental con enfoque cuantitativo y alcance descriptivo-explicativo. Los resultados más relevantes mostraron que, aunque el uso de Duraseal incrementó en un 2.53 % el porcentaje de absorción, también se logró una mejora significativa en la resistencia a la compresión. En particular, los bloques con un 20 % de Duraseal alcanzaron una resistencia promedio de 11.64 kg/cm², superior a los 9.45 kg/cm² de los bloques convencionales. Además, las unidades tratadas con Duraseal mostraron un mejor 26 comportamiento ante la saturación, experimentando menos deterioro por la exposición al agua en comparación con los adobes tradicionales. En conclusión, la adición de Duraseal resultó ser una alternativa efectiva para mejorar las propiedades físicas y mecánicas del adobe, lo que lo hace más adecuado para aplicaciones constructivas que requieren mayor durabilidad (4). 2.1.2. Antecedentes locales En el año 2023, Ccorimanya Usca llevó a cabo una investigación en el distrito de San Sebastián como parte de su tesis para obtener el título de Ingeniero Civil. El estudio tuvo como objetivo principal realizar una comparación de las propiedades físicas y mecánicas de bloques de adobe compactado reforzados con cemento y aquellos tratados con el aditivo impermeabilizante Sika 1. La metodología aplicada fue experimental, de enfoque cuantitativo y con carácter descriptivo. Los resultados obtenidos mostraron que los adobes con cemento presentaron una resistencia promedio a la compresión de 13.11 kg/cm², mientras que aquellos tratados con Sika 1 alcanzaron un promedio superior de 16.02 kg/cm². Sin embargo, a pesar de la mayor resistencia a la compresión de los adobes con Sika 1, los bloques reforzados con cemento demostraron una mayor durabilidad estructural, particularmente en condiciones de erosión. Las pruebas de resistencia a la erosión, realizadas durante el estudio, indicaron que ambos tipos de bloques conservaron su integridad frente al impacto del agua, con una mínima formación de cavidades en sus superficies, lo que sugiere una reducción considerable en la pérdida de material. Estas observaciones fueron reflejadas en las gráficas del estudio, que mostraron una adecuada resistencia al desgaste, tanto en los adobes con cemento como en aquellos con Sika 1. Ambos materiales cumplieron con los estándares establecidos por la normativa técnica en cuanto a la tolerancia a la erosión. No obstante, los resultados apoyan la hipótesis principal de que los adobes con cemento ofrecen mejores propiedades físico-mecánicas en comparación con los tratados con Sika 1. Además, la investigación validó una de las sub-hipótesis, ya que se observó que el porcentaje de absorción fue ligeramente mayor en los adobes con cemento (12.80 %) en comparación con aquellos con Sika 1 (12.50 %). Esta diferencia, aunque pequeña, reafirma el impacto del tipo de aditivo utilizado en las características finales del adobe y su desempeño ante factores como la humedad (5). En 2021, Vargas Saire, llevó a cabo una investigación en el distrito de San Jerónimo, Cusco, como parte de su tesis para obtener el título de Ingeniero Civil. El objetivo principal fue evaluar el impacto de la adición de cemento portland (tipo IP) en las propiedades físico-mecánicas del adobe andino, elaborado de manera artesanal y 27 compactado manualmente. Para lograr este fin, se realizaron tanto ensayos de campo como de laboratorio, iniciando con el análisis del suelo utilizado como materia prima, mediante técnicas como granulometría, pruebas de compactación Proctor y la determinación de los límites de plasticidad, entre otros. Posteriormente, se llevaron a cabo pruebas de compresión axial y de resistencia a la erosión por goteo, utilizando el método Swinburne SAET, tras un periodo de secado de 30 días de las unidades de adobe. La muestra estuvo compuesta por ochenta bloques: veinte de ellos con diferentes proporciones de cemento IP (4 %, 10 % y 16 %), y los restantes 60 sin aditivos. Los resultados obtenidos indicaron que los adobes con adición de cemento alcanzaron una resistencia mínima de 10.2 kgf/cm², cumpliendo con los parámetros requeridos para su utilización en estructuras de mampostería en suelos secos. Además, se observó que estos adobes mostraron una notable resistencia a la erosión por goteo, ya que las pruebas revelaron una baja formación de cavidades, lo que sugiere una mínima pérdida de material. En conclusión, el estudio corroboró que la combinación de cemento IP con el suelo clasificado como SC proporciona una base adecuada para la producción de adobes con buenas características estructurales y durabilidad frente a la erosión (6). Del Castillo, En el año 2021, llevó a cabo una investigación experimental de enfoque cuantitativo y nivel descriptivo-aplicado, con el propósito de analizar el comportamiento físico y mecánico de unidades de adobe estabilizadas mediante la incorporación de cemento y fibras de celulosa derivadas del reciclaje de cartón, procesadas mediante técnicas de desfibrado y desmenuzado. El estudio se centró en el distrito de Huancarani, Cusco, y se estructuró mediante la comparación de distintas muestras: M1, M2 y M3, con una proporción constante de 2 % de cemento y variables de 10 %, 12 % y 14 % de celulosa reciclada, respectivamente, frente a una muestra patrón convencional elaborada con adición de paja (M4). Los resultados obtenidos evidenciaron que la muestra M1 alcanzó una mejora significativa del 68.68 % en su resistencia a compresión uniaxial, mientras que M3 registró un incremento del 8.65 % en su resistencia a flexión, en comparación con los valores mínimos establecidos por la Norma Técnica Peruana E.080. Se constató que, si bien el incremento del contenido de celulosa induce una disminución progresiva en la resistencia a la compresión, favorece considerablemente el comportamiento estructural ante esfuerzos de flexión. Adicionalmente, los ensayos de compresión diagonal reflejaron incrementos en la capacidad resistente entre 48 % y 128 %, y los análisis de absorción evidenciaron rangos entre 14 % y 22 %. Se observó también que las probetas tratadas con fibras celulósicas presentaron mayor retracción volumétrica en comparación con la muestra patrón. Estos resultados respaldan el potencial del uso de materiales reciclados como 28 refuerzo fibroso en la mejora de elementos de construcción sostenibles, promoviendo prácticas más ecológicas sin comprometer el desempeño mecánico de los adobes (7). 2.2. BASES TEÓRICAS 2.2.1. El Adobe Según lo señalado por Gama, el término "tierra reforzada" o "adobe" hace referencia a una mezcla compuesta principalmente por arcilla, limo y arena, a la que se suma un elemento más fino que contribuye a su cohesión. Este tipo de material se distingue por ser un ladrillo sin cocer, aunque también es común encontrarlo nombrado como "ladrillo de barro" o simplemente "adobe". Una de sus particularidades es su capacidad de actuar térmicamente, ya que absorbe y retiene el calor en sus paredes, especialmente durante los meses cálidos. Esta propiedad es especialmente notable en muros de gran espesor, de aproximadamente 30 centímetros, los cuales ofrecen un excelente desempeño térmico. (8). Saroza sostiene que el adobe es un tipo de bloque constructivo elaborado a partir de una mezcla de suelo previamente seleccionado, combinando proporciones adecuadas de arcilla, arena, limo, ichu y agua. La relación entre arcilla y arena resulta fundamental: una cantidad insuficiente de arcilla impide una adecuada cohesión del material, mientras que un déficit de arena puede provocar la aparición de grietas durante el proceso de secado. Por su parte, el ichu una fibra vegetal cumple una función importante, ya que contribuye a minimizar los cambios de volumen del adobe, ayudando así a prevenir fisuras a medida que se seca. (9). Tipos de adobes 1. Adobe andino Se refiere a una técnica de construcción tradicional utilizada en la región de los Andes. Este tipo de adobe se caracteriza por su adaptación a las condiciones climáticas y geográficas de la zona andina, lo que incluye resistencia a la humedad y variaciones térmicas. El adobe andino es parte de un legado cultural y arquitectónico que ha sido transmitido a través de generaciones, y su uso sigue siendo relevante en la construcción de viviendas y edificaciones en muchas comunidades indígenas de América Latina (8). Se logra a través de la compactación, que disminuye significativamente la porosidad del ladrillo de tierra al aumentar los contactos entre los granos y aumenta la resistencia a la compresión de los bloques, así como su resistencia a la erosión y al daño del agua (8). 29 2. Adobe Estabilizado Se agrega cemento u otros materiales estabilizadores a la mezcla de adobe, lo que mejora su capacidad para soportar esfuerzos de compresión, flexión y su nivel de absorción de agua. En ese sentido Tejaswini, indica que los bloques de barro estabilizado se están utilizando en todo el mundo para la construcción de edificios. Existe la necesidad de promover la concienciación de las tecnologías de construcción adecuadas en la sociedad civil y el sector privado. Las tecnologías adecuadas se refieren a materiales, métodos y prácticas que ayudan a proteger el medio ambiente natural. La inspiración de los valores y prácticas culturales de la zona hace uso de los recursos locales y contribuye al desarrollo económico local. Las estructuras de tierra son un material más respetuoso con el medio ambiente, de fácil acceso y asequible que ofrece un vínculo cultural habitual con la naturaleza. Además, trabajar con tierra es fácil de manejar y requiere menos habilidades. Esto anima y facilita que las personas y los grupos no cualificados participen en la construcción de viviendas de forma autosuficiente (10). Dimensiones del adobe El tamaño de los bloques de adobe utilizados en la edificación de muros puede variar considerablemente. Habitualmente, estos ladrillos tienen unas medidas aproximadas de 30 cm de largo, 15 cm de ancho y 8 cm de altura, aunque también es frecuente hallar versiones de mayor tamaño que pueden llegar a los 40 cm de largo, 20 cm de ancho y 10 cm de altura (11). Figura 4. Dimensiones del adobe Nota: Los bloques de adobe pueden tener forma cuadrada o rectangular, y cuando se unen en ángulos distintos de 90 grados, pueden adoptar formas especiales (11). En caso de adobes rectangulares, la longitud debe ser aproximadamente el doble del ancho, y la relación entre la longitud y la altura debe ser de al menos 4 a 1. Además, se recomienda que la altura sea mayor de 8 cm, siempre que sea posible (11). 30 2.2.2. Estabilizador Z Cumple con la norma MTC 1109-2004 para estabilizadores químicos. Definición Producto líquido de color blanco con base en polímeros acrílicos, destinados a cohesionar las partículas de suelos en materiales de prestación (Afirmado) como en suelos naturales. Brinda un mayor tiempo de vida útil a las vías no asfaltadas, reduce la erosión en temporadas de lluvias y en temporadas secas reduce la polución y contaminación del medio ambiente. Cumple con la norma MTC 1109 – 2004 (12). Ventajas • Mejora la cohesión y compactación en materiales de prestación (Afirmado) y en suelos naturales (12). • Brinda mayor tiempo de vida útil en las vías no pavimentadas (12). • Evita la generación de polvo en las vías no pavimentadas (12). • Evita la erosión por efectos de lluvias. Fácil preparación y aplicación (12). Usos • En la construcción de pavimentos rígidos o flexibles (12). • En la construcción de vías no asfaltadas (12). • En el mejoramiento de vías de suelo natural (12). • En aplicaciones superficiales como supresor de polvo (12). • En zonas de estacionamiento que no contemplen losa de concreto o carpeta asfáltica (12). Aplicación El producto debe mezclarse con el agua de preparación del material de prestación, en una proporción de 1:4 (Estabilizador Z con polímeros: agua) (12). • Adicionar la mezcla antes preparada en partes, brindar los tiempos establecidos de mezclado con el material de afirmado o suelo natural, hasta alcanzar una homogeneidad de la humedad en toda la mezcla (12). • Cargar a los camiones que transportaran el material hasta la zona de trabajo (12). • Vaciar, extender el material con una motoniveladora, para luego realizar su proceso de compactación con rodillo (12). • Material de afirmado o suelo natural (12). 31 Como supresor de polvo • Preparar la mezcla de ESTABILIZADOR Z CON POLIMEROS con agua en una proporción de 1:4 puede ser en volumen o en peso (12). • Brindar los tiempos adecuados para que se mezclen ambos líquidos hasta conseguir una mezcla homogénea, libre de segregación o sedimentación (12). • Cargar toda la mezcla preparada a un camión cisterna que realice el regado en la vía o zona en que se quiere suprimir el polvo (12). • Aplicar el producto mediante el camión cisterna en 2 etapas para garantizar que el producto cubra por completo la zona que se desea mejorar (12). Envases • Balde por 1 galón (13) • Balde por 5 galones (13) • Cilindro por 55 galones (13) • Ficha técnica (13) 2.2.3. Cemento portland (tipo IP) Definición El cemento Portland tipo IP es un cemento hidráulico compuesto que contiene una mezcla de clínker Portland y una proporción de puzolana natural, generalmente entre 15 % y 40 %. La puzolana, al reaccionar con el hidróxido de calcio liberado durante la hidratación del cemento, mejora la durabilidad, reduce la permeabilidad y aumenta la resistencia química del material endurecido. Es adecuada para construcciones expuestas a ambientes agresivos, como suelos sulfatados o humedad constante (14). Composición Química del cemento La composición química del cemento Portland tipo IP, que incluye puzolana, está basada en los componentes principales del clínker Portland más los compuestos de la puzolana natural. Los principales compuestos químicos del cemento Portland son (14): 32 Tabla 2. Composición química del cemento Composición química típica del cemento Portland tipo IP: Componente Símbolo Rango aproximado (%) Silicato tricálcico C₃S (3CaO·SiO₂) 45 – 60 % Silicato bicálcico C₂S (2CaO·SiO₂) 15 – 30 % Aluminato tricálcico C₃A (3CaO·Al₂O₃) 6 – 12 % Ferrito aluminato tetracálcico C₄AF (4CaO·Al₂O₃·Fe₂O₃) 6 – 10 % Óxido de calcio CaO 60 – 67 % Óxido de silicio SiO₂ 17 – 25 % Óxido de aluminio Al₂O₃ 3 – 8 % Óxido de hierro Fe₂O₃ 0.5 – 6 % Óxido de magnesio MgO 0.1 – 4 % Anhídrido sulfúrico (yeso añadido) SO₃ 1 – 3 % Material puzolánico (ceniza volcánica, etc.) — 15 – 40 % (en tipo IP) Nota: La proporción de puzolana en el cemento Portland tipo IP puede variar entre 15 % y 40 %, según la norma ASTM C595 y la NTP 334.082 (norma peruana) (14). Cemento portland (tipo IP) como estabilizador El cemento Portland tipo IP, al contener adiciones puzolánicas, actúa como un estabilizador eficaz al mezclarse con suelos, mejorando sus propiedades mecánicas y reduciendo su susceptibilidad a la humedad. Esta mezcla, conocida como suelo-cemento, genera una matriz endurecida que incrementa la resistencia y durabilidad del terreno tratado. (15) 33 2.2.4. ENSAYOS DE COMPORTAMIENTO FISICO DEL ADOBE 2.2.4.1. Absorción Figura 5. Proceso para efectuar el ensayo de absorción. Nota: Adaptado a NTP E.070 y la NTP 399.604:2002, que establecen el método de medición durante un tiempo determinado. 34 2.2.4.2. Succión Figura 6. Procedimiento para realizar el ensayo de succión Nota: Adaptado a la NT, E.080 que regula la construcción con tierra y, aunque no detalla ensayos de succión para adobe, establece lineamientos generales para asegurar su calidad y durabilidad. 35 2.2.4.3. Erosión Acelerada Swinburne (SAET) Figura 7. Procedimiento para realizar La prueba de desgaste por erosión rápida. Nota: Adaptado al criterio UNE 41410:2008, que evalúa la resistencia del adobe a la erosión superficial aplicando un chorro de agua constante durante un tiempo definido. 36 2.2.5. ENSAYOS DE COMPORTAMIENTO MECÁNICO DEL ADOBE 2.2.5.1. Resistencia a la compresión de unidades de adobes Figura 8. Procedimiento para realizar el ensayo de compresión Nota: Adaptado al Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú — Norma Técnica E.080, Construcciones con Tierra, Artículo 8.1, para evaluar la resistencia a la compresión de unidades de tierra (adobe o tapial), garantizando que cumplan con los criterios mínimos de calidad estructural. 37 2.2.5.2. Resistencia a la compresión de pilas de adobe Figura 9. Procedimiento para realizar el ensayo de compresión en pilas de adobe Nota: Adaptado conforme a lo establecido en la Norma Técnica E.080 del Reglamento Nacional de Edificaciones, en particular lo señalado en el Artículo 8.4, que regula el procedimiento para el ensayo de compresión en pilas de adobes. 38 2.2.5.3. Resistencia a la compresión diagonal para muretes de adobe Figura 10. Proceso para ejecutar el ensayo de esfuerzo diagonal en muretes de adobe Nota: Adaptado conforme a lo dispuesto en la normativa vigente para el ensayo de compresión diagonal en muretes de adobe, según lo establecido en el Artículo 8.5 de la Norma Técnica E.080 del Reglamento Nacional de Edificaciones. 39 2.2.5.4. Resistencia a la tracción del mortero Figura 11. Procedimiento para realizar el ensayo de tracción de mortero Nota: Adecuado a los lineamientos establecidos para el ensayo de tracción del mortero, conforme a lo señalado en el Artículo 8.3 de la Norma Técnica E.080 del Reglamento Nacional de Edificaciones. 40 2.2.6. ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS Descripción: 1. Determinación de materiales y cantidades Se identifican los insumos requeridos para cada tipo de adobe. • El adobe tradicional emplea principalmente tierra, agua y paja. • El adobe mejorado incluye aditivos como cemento portland (tipo IP) y estabilizador Z, además del suelo. 2. Rendimiento y mano de obra Se establecen los tiempos y recursos humanos necesarios por unidad producida, considerando actividades como preparación del suelo, mezcla, moldeado, desmoldeo y secado. 3. Cálculo del costo por unidad Se calculan los costos parciales y totales por unidad de adobe o por volumen, considerando: • Materiales (según cantidad y precio local) • Mano de obra (tarifas diarias u horarias) • Herramientas y equipos • Costos indirectos (transporte, agua, otros) 4. Comparación económica Finalmente, se realiza la comparación entre ambos tipos de adobe, identificando el porcentaje de incremento de costos en el adobe mejorado y evaluando su rentabilidad frente a sus ventajas técnicas. 41 CAPÍTULO III METODOLOGÍA 3.1. MÉTODO, TIPO O ALCANCE DE LA INVESTIGACIÓN 3.1.1. Método de la investigación La presente investigación sigue un enfoque cuantitativo, dado que busca analizar, medir y establecer relaciones entre las variables involucradas: el estabilizador (Z), el cemento portland (tipo IP) y las propiedades físicas y mecánicas del adobe comprimido. Un enfoque cuantitativo es aquel que permite la recolección y el análisis de datos numéricos, con el fin de probar hipótesis o responder preguntas de investigación basadas en variables específicas y medibles (16). En este caso, se utilizará un diseño experimental, en el cual se someterán muestras de adobe comprimido a diferentes tratamientos con estabilizador (Z) y cemento portland (tipo IP), y se medirán diversas propiedades físicas y mecánicas. 3.1.2. Tipo de investigación Este estudio se enmarca dentro de la investigación aplicada, ya que parte de fundamentos teóricos y normativos establecidos en la investigación básica, específicamente en lo referente al diseño y construcción con tierra reforzada. Su objetivo principal fue trasladar estos conocimientos al ámbito práctico, buscando soluciones que optimicen y mejoren los procesos constructivos relacionados con el uso del adobe. A través de este enfoque, se pretendió no solo validar la aplicabilidad de estos lineamientos en contextos reales, sino también contribuir al desarrollo de técnicas más eficientes y sostenibles en la edificación con materiales tradicionales. El método científico es una técnica de investigación empleada principalmente para generar nuevo conocimiento en el ámbito de las ciencias. Es un conjunto de procedimientos precisos, organizados y sistematizados que se utilizan para descubrir y presentar la verdad. Es un conjunto organizado de pasos que se utilizan en el estudio científico para aumentar nuestra comprensión de los conocimientos. Al establecer una relación entre los datos y las conclusiones a las que se llega para abordar un tema, el método científico sirve como herramienta que permite explicar los hechos. Para que un método de investigación pueda considerarse científico, debe respetar ciertos principios de prueba lógica y basarse en mediciones y datos empíricos. Por lo tanto, todos los procedimientos empleados y aceptados como legítimos por la comunidad científica al avanzar para proponer y validar sus teorías se consideran parte del proceso científico. Todas las disciplinas científicas, esto es, todos los diversos conjuntos de conocimientos 42 que son considerados ciencias, emplean el método científico. Todas ellas se proponen ampliar el conocimiento sobre la realidad siguiendo los pasos del método (17). El presente estudio adoptó el método científico como herramienta clave para investigar la influencia de distintos materiales en las propiedades del adobe. Este enfoque no solo permite una comprensión profunda del comportamiento del material, sino que también refleja un compromiso con una investigación estructurada y aplicada dentro del ámbito de la ingeniería civil. La estructura del proceso científico comprende etapas esenciales como la definición del problema, la construcción del marco teórico, la formulación de hipótesis y variables, así como el desarrollo de una metodología coherente y precisa. 3.1.3. Diseño de la investigación Con el fin de alcanzar los objetivos planteados en esta investigación, se ha optado por un enfoque experimental en el que se modifican de forma controlada ciertas variables independientes. Estas incluyen la incorporación del estabilizador (Z) en proporciones, así como del cemento portland (tipo IP). También se han considerado formulaciones combinadas que integran ambos aditivos en proporciones específicas, estas mezclas se aplican directamente al barro destinado a la fabricación de las unidades de adobe. El objetivo de esta estrategia experimental fue examinar cómo dichas combinaciones afectan las características físicas y mecánicas del adobe, centrándose en su resistencia estructural y vida útil. Desde el punto de vista metodológico, se ha adoptado un diseño cuasi-experimental con grupo de control, lo cual permite realizar comparaciones entre las condiciones iniciales y los resultados obtenidos tras la aplicación de las modificaciones (pre y post prueba). El estudio se estructuró bajo un diseño cuasi-experimental, el cual implica la modificación intencionada de una o más variables independientes con el propósito de observar su efecto sobre variables dependientes, sin que los participantes o elementos se asignen de manera aleatoria (18). En esta investigación, se controlarán las proporciones del estabilizador (Z) y del cemento portland (tipo IP) para analizar su incidencia sobre las propiedades mecánicas y físicas del adobe comprimido en el distrito de San Jerónimo, Cusco. Esta modalidad de diseño resulta adecuada, ya que permite trabajar con grupos previamente definidos, lo cual es compatible con la producción planificada de unidades de adobe bajo condiciones constantes. Asimismo, se aplicará un esquema de evaluación con preprueba y posprueba utilizando un grupo control, lo que permitirá realizar comparaciones antes y después de la incorporación de 43 los estabilizantes, facilitando así una valoración objetiva del efecto de cada tratamiento sobre las propiedades del material. Siguiendo: GC= O1 GE X O2 Donde: GC = Grupo Control O1 = Pre-test GE = Grupo Experimental • Cemento portland (tipo IP) (2 %, 4 %) • Estabilizador (Z) (5 %, 10 %) • Combinaciones cemento portland (tipo IP), estabilizador (Z) (4 % + 5 %), (2 % + 10 %), (4 % + 10 %), (2 % + 5 %) y el promedio al (3 % + 7.5 %). • O2= Post-test 44 3.1.4. Diseño de ingeniería Tabla 3. Composición química del cemento Fuente: Elaboración propia 3.1.5. Alcance o nivel de investigación Se optó por un enfoque de tipo correlacional, ya que el propósito fue examinar la relación entre las variables independientes la incorporación del Estabilizador Z y del 45 cemento portland tipo IP y diversas variables dependientes. Estas últimas incluyeron propiedades físicas como la absorción de agua, la succión capilar y la resistencia a la erosión acelerada. Asimismo, se evaluaron propiedades mecánicas, entre ellas la resistencia a la compresión en pilas, la resistencia a tracción indirecta mediante compresión diagonal en muretes, y la resistencia a tracción en morteros. Además, se llevó a cabo una comparación entre el adobe tradicional, que actuó como patrón, y las muestras de adobe estabilizado, con el fin de caracterizar sus propiedades y evaluar el efecto de los aditivos aplicados. Para Ramos (19), este estudio se ubica dentro del nivel explicativo, ya que no solo busca identificar relaciones entre variables, sino también entender las causas que las generan. En este caso, se analiza cómo la presencia del Estabilizador Z y del cemento Portland tipo IP influye sobre las propiedades físicas y mecánicas del adobe comprimido elaborado con suelo del distrito de San Jerónimo, Cusco. Este nivel de investigación permite intervenir deliberadamente en las variables independientes, manipulando los porcentajes de los aditivos mediante un diseño experimental, con el objetivo de observar sus efectos sobre el comportamiento del material. A través del contraste de hipótesis y el análisis cuantitativo de los resultados, se pretendió no solo establecer relaciones estadísticas, sino también explicar los procesos que se desencadenan con la incorporación de estos componentes, lo que posibilita anticipar los cambios en las propiedades del adobe bajo condiciones controladas. 3.1.6. Población La población considerada en esta investigación estuvo compuesta por un total de 704 unidades de adobe comprimido, distribuidas en 11 grupos experimentales. Entre estos se incluyen: 64 unidades de adobe tradicional, 64 unidades de adobe comprimido sin ningún tipo de aditivo, 64 unidades con un 5 % de estabilizador Z, otras 64 con un 10 % del mismo estabilizante, 64 unidades con un 2 % de cemento Portland tipo IP, y 64 unidades con un 4 % de dicho cemento. Además, se elaboraron 320 unidades adicionales que integran diversas combinaciones de estabilizador Z y cemento Portland en distintas proporciones. Todas las unidades fueron producidas utilizando suelo del distrito de San Jerónimo, en la ciudad del Cusco, y compactadas con una prensa artesanal especialmente diseñada para la fabricación de este tipo de adobe. Esta población representa un grupo específico, restringido y alcanzable, que cumple con criterios predefinidos de selección. Su definición clara permite que, una vez aplicada la metodología sobre una muestra representativa, los resultados puedan ser extrapolados al conjunto total de la población o universo de estudio. En este contexto, la población incluye únicamente adobes fabricados bajo condiciones 46 controladas de dosificación y compactación, lo que garantiza la validez de las conclusiones dentro del marco experimental propuesto. Tabla 4. Cálculo de la Población total de unidades de adobes Fuente: Elaboración propia E st ab il iz ad or " Z " al 5 % E st ab il iz ad or " Z " al 1 0% E st ab il iz ad or " Z " al 1 0% E st ab il iz ad or " Z " 5% E st ab il iz ad or " Z " al 7 .5 % 5% 10 % 2% 4% C em en to P or tl an d T ip o IP a l 4% C em en to P or tl an d T ip o IP a l 2% C em en to P or tl an d T ip o IP a l 4% C em en to P or tl an d T ip o IP a l 2% C em en to P or tl an d T ip o IP a l 3% 1 E ns ay o de A bs or ci ón 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 33 2 E ns ay o de S uc ci ón 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 33 3 E ns ay o de R es is te nc ia a la E ro si ón 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 33 4 E ns ay o a la C om pr es ió n 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 44 5 E ns ay o de R es is te nc ia d e C om pr es ió n en P il as 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 6 E ns ay o de R es is te nc ia d e C om pr es ió n D ia go na l en M ur et es 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 39 6 7 E ns ay o de R es is te nc ia a la T ra cc ió n de l m or te ro 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 66 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 6 4 7 0 4 T o ta l P O B L A C IO N D E A D O B E S N ° D es cr ip ci ón A do be T ra di ci on al A do be C om pr im id o E st ab il iz ad or " Z " C em en to P or tl an d T ip o IP T O T A L 47 3.1.7. Muestra La presente investigación se enmarcó bajo los requerimientos establecidos por la NTP E.0.80. Para ello, se analizaron un total de 242 muestras, las cuales estuvieron conformadas por diferentes combinaciones entre el cemento portland (tipo IP) y estabilizador (Z). Las muestras se dividieron de la siguiente manera: • 2 % y 4 % de cemento portland (tipo IP) • 5 % y 10 % de estabilizador (Z) Así como combinaciones específicas de ambos componentes en las siguientes proporciones: • 5 % estabilizador (Z) + 4 % cemento portland (tipo IP) • 5 % estabilizador (Z) + 2 % cemento portland (tipo IP) • 10 % estabilizador (Z) + 2 % cemento portland (tipo IP) • 10 % estabilizador (Z) + 4 % cemento portland (tipo IP) • 7.5 % estabilizador (Z) + 3 % cemento portland (tipo IP) Estas muestras fueron sometidas a diversas pruebas de laboratorio, las cuales se clasifican en dos grupos principales: 1. Pruebas no destructivas: • 33 muestras para la prueba de absorción. (unidades de adobes de 30 x 20 x 10 cm) • 33 muestras para la prueba de succión. (unidades de adobes de 30 x 20 x 10 cm) • 33 muestras para la prueba de resistencia a la erosión. (unidades de adobes de 30 x 20 x 10 cm) 2. Pruebas destructivas: • 44 muestras para la prueba de compresión (unidades de adobes de 30 x 20 x 10 cm) • 33 muestras para la prueba de compresión en pilas (30 x 20 x 33cm) • 33 muestras para la prueba de resistencia diagonal en muretes (61.50 x 20 x 64 cm) • 33 muestras para la prueba de resistencia a la tracción del mortero (30 x 20 x 21.50 cm) El tipo de muestreo utilizado en esta investigación fue por juicio, lo que implica que las muestras se seleccionan según los criterios establecidos por el investigador. En este caso, dado que la materia prima necesaria para la producción de adobe puede obtenerse de diversas canteras (Pillao Matao) en el distrito de San Jerónimo, Cusco, se ha elegido el suelo de este distrito, debido a su fácil acceso y las ventajas que ofrece para la producción de unidades de adobe. Este enfoque asegura que las muestras sean representativas de las condiciones locales y las características del material disponible, facilitando así la obtención de resultados relevantes y aplicables a la producción de adobes en dicha región. 48 Tabla 5 (a). Cálculo de muestras total – ensayos no destructibles Fuente: Elaboración propia E st ab il iz ad o r "Z " al 5 % E st ab il iz ad o r "Z " al 1 0 % E st ab il iz ad o r "Z " al 1 0 % E st ab il iz ad o r "Z " 5 % E st ab il iz ad o r "Z " al 7 .5 % 5 % 1 0 % 2 % 4 % C em en to P o rt la nd T ip o I P a l 4 % C em en to P o rt la nd T ip o IP a l 2 % C em en to P o rt la nd T ip o IP a l 4 % C em en to P o rt la nd T ip o I P a l 2 % C em en to P o rt la nd T ip o IP a l 3 % 1 E ns ay o d e A b so rc ió n 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 E ns ay o d e S uc ci ó n 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 E ns ay o d e R es is te nc ia a la E ro si ó n 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 T o ta l M U E S T R A S P A R A E N S A Y O S N O D E S T R U C T IB L E S N ° D es cr ip ci ó n A d o b e T ra d ic io na l A d o b e C o m p ri m id o E st ab il iz ad o r "Z " C em en to P o rt la nd T ip o I P T O T A L 49 Tabla 5 (b). Cálculo de muestras total – ensayos destructibles Fuente: Elaboración propia E st ab il iz ad o r "Z " al 5 % E st ab il iz ad o r "Z " al 1 0 % E st ab il iz ad o r "Z " al 1 0 % E st ab il iz ad o r "Z " 5 % E st ab il iz ad o r "Z " al 7 .5 % 5 % 1 0 % 2 % 4 % C em en to P o rt la nd T ip o I P a l 4 % C em en to P o rt la nd T ip o IP a l 2 % C em en to P o rt la nd T ip o IP a l 4 % C em en to P o rt la nd T ip o I P a l 2 % C em en to P o rt la nd T ip o IP a l 3 % 1 E ns ay o a l a C o m p re si ó n 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 2 E ns ay o d e R es is te nc ia d e C o m p re si ó n en P il as 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 E ns ay o d e R es is te nc ia d e C o m p re si ó n D ia go na l en M ur et es 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 E ns ay o d e R es is te nc ia a la T ra cc ió n d el m o rt er o 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 4 3 T o ta l M U E S T R A S P A R A E N S A Y O S D E S T R U C T IB L E S N ° D es cr ip ci ó n A d o b e T ra d ic io na l A d o b e C o m p ri m id o E st ab il iz ad o r "Z " C em en to P o rt la nd T ip o I P T O T A L 50 3.1.8. Criterios de muestreo e inclusión Para asegurar una ejecución adecuada de la investigación, se eligieron bloques de adobe en condiciones óptimas, es decir, que no presenten grietas, irregularidades o imperfecciones que puedan influir negativamente en los resultados de los ensayos. Asimismo, se verificó que la cantidad mínima de especímenes utilizados cumpla con lo dispuesto en la NTP E.080. la cual establece los criterios técnicos y de calidad que deben cumplir los adobes destinados a la construcción. (11) Este procedimiento de selección resulta esencial, ya que permite garantizar la representatividad de las muestras evaluadas, asegurando que los ensayos físicos y mecánicos reflejen con precisión el comportamiento del material. De esta forma, se contribuye al perfeccionamiento de