la construcciÓn de san francisco y su resistencia …

Dra. Arq. Natalia Jorquera S.

Académica Facultad de Arquitectura y Urbanismo Universidad de Chile

MUSEO DE ARTE COLONIAL DE SAN FRANCISCO

VIERNES 07 DE SEPTIEMBRE 2018

LA CONSTRUCCIÓN DE SAN FRANCISCO Y SU

RESISTENCIA FRENTE A LOS TERREMOTOS

INTRODUCCIÓN

La iglesia de San Francisco es un hito arquitectónico que desde siempre ha acompañado el desarrollo de

la ciudad de Santiago. Es un edificio tan cotidiano, que pocos se han preguntado cuándo fue construido

y cómo ha hecho para estar aún en pie en uno de los países más sísmicos del mundo.

La iglesia de San Francisco en 1860-1870. Autor: Eugène Maunoury. Fuente: http://www.archivovisual.cl/

La versión actual de San Francisco fue construida entre 1586 y 1618.

La iglesia de San Francisco es “el único auténtico testimonio arquitectónico del

siglo XVI que se conserva en Chile”

(Benavides, 1988 [1941], La arquitectura en el virreinato del Perú y en la capitanía general de

Chile, p. 128.

INTRODUCCIÓN El edificio más antiguo de Santiago

Mag

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INTRODUCCIÓN El edificio que ha sobrevivido más terremotos

INTRODUCCIÓN A pesar de estar construido con técnicas “frágiles”

MAMPOSTERÍA DE PIEDRA IRREGULAR

ALBAÑILERÍA LADRILLO CERÁMICO ALBAÑILERÍA ADOBE

INTRODUCCIÓN A pesar de estar construido con técnicas “frágiles”

INTRODUCCIÓN A pesar de numerosas transformaciones

ANÁLISIS“DESDE LA MATERIA”

INTRODUCCIÓN Múltiples análisis efectuados

Muros, materiales y composición, como fuente de conocimiento para comprender su

resiliencia sísmica

El edificio como fuente directa de información

LEVANTAMIENTO arquitectónico estado actual

Fachada poniente acceso principal

LEVANTAMIENTO arquitectónico estado actual

16,7

9,8

14,5

46,4

13,58,2

21,7

Fachada norte por Alameda

LEVANTAMIENTO arquitectónico estado actual

64,6

4,1

10,4

14,5

16,7

9,8

14,5

46,4

LEVANTAMIENTO arquitectónico estado actual

LEVANTAMIENTO arquitectónico estado actual

FUENTES CONSULTADAS

- Archivo franciscano

- Benavides Courtois, Juan, Márquez de la Plata,

Rodrigo y Rodríguez Valdés, León. 1977.

- Benavides Rodríguez, Alfredo. 1941.

- Boldrini, Gustavo. 2000.

- Labbé, Ernesto y Fernández, Cristián. 1976.

- Consejo de Monumentos Nacionales (Chile).

2010.

- Pérez Oyarzún, Fernando, et al. 2000.

- De Ramón, Armando. 2000.

- Dirección de Obras Municipales,

Departamento de Urbanismo. Ilustre

Municipalidad de Santiago, Chile. 2009.

- Gaceta Ministerial de Chile. 1822-1823.

- Gross Fuentes, Patricio. 2015.

- Figueroa Hernández, Abel y Tapia Chuaqui,

William. 1957.

- Laborde, Miguel. 1987.

- León Echaiz, René. 1975.

- Montandón, Roberto. 1950.

- Montandón, Roberto y Pirotte, Silvia. 1998.

- Ilustre Municipalidad de Santiago (Chile). 2008.

- Rodríguez Villegas, Hernán. 2012.

- Rovegno S., Fr. Juan Ramón. 2009.

- Pereira Salas, Eugenio. 1953.

- Pereira Salas, Eugenio. 1965.

- Peña Otaegui, Carlos. 1956.

- Sahady Villanueva, Antonio. 2014.

- Secchi, Eduardo. 1941.

- Valenzuela Solís de Ovando, Carlos. 1991.

- de Rosales, Diego. 1878.

- Villalobos R., Sergio, et al. 1990.

- Pena, M. J. 1969.

- Peña Otaegui, Carlos. 1944.

EVOLUCIÓN histórica de la iglesia

EVOLUCIÓN histórica de la iglesia

EVOLUCIÓN histórica de la iglesia

Fase 1 (1586 – 1647)

EVOLUCIÓN histórica de la iglesia

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA IGLESIA

Fase 2 (1647 – 1698)

EVOLUCIÓN histórica de la iglesia

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA IGLESIA

Fase 3 (1698 – 1799)

EVOLUCIÓN histórica de la iglesia

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA IGLESIA

Fase 4 (1799 – 1857)

EVOLUCIÓN histórica de la iglesia

EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA IGLESIA

Fase 5 (1857 – actualidad)

EVOLUCIÓN histórica de la iglesia

MUROS DE MAMPOSTERÍA DE PIEDRA DE 1,7M DE ESPESOR

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

MUROS DE MAMPOSTERÍA DE PIEDRA ESTUCADOS PREVIO A 1977

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

Fuente: Catálogo

fotográfico MHN

Inventario:

FB-3638

IDENTIFICACIÓN DE TÉCNICAS Y ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

IDENTIFICACIÓN DE MUROS DE MAMPOSTERÍA DE PIEDRA BAJO REVOQUES MEDIANTE

TERMOGRAFÍA

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

IDENTIFICACIÓN DE TÉCNICAS Y ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

MUROS DE ALBAÑILERÍA DE LADRILLO CERÁMICO

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

IDENTIFICACIÓN DE TÉCNICAS Y ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

MUROS DE ALBAÑILERÍA DE ADOBE

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

IDENTIFICACIÓN DE TÉCNICAS Y ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

BASE DE LA TORRE EN PIEDRA Y ALBAÑILERÍA DE LADRILLO

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

IDENTIFICACIÓN DE TÉCNICAS Y ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

PARTE SUPERIOR DE LA TORRE EN ENTRAMADO DE MADERA

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

IDENTIFICACIÓN DE TÉCNICAS Y ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

ENTREPISO “ARTESONADO” ORIGINAL DE MADERA

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

IDENTIFICACIÓN DE TÉCNICAS Y ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS

ELEMENTOS DE MADERA QUE AYUDAN A MEJORAR CONEXIONES

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

IDENTIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS

REFUERZOS DE HORMIGÓN ARMADO EN ARCOS TRANSVERSALES DE LADRILLO

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

IDENTIFICACIÓN DE LAS TÉCNICAS

IDENTIFICACIÓN DE BARRAS DE ACERO EN REFUERZOS MEDIANTE DETECTOR DE METALES

IDENTIFICACIÓN de técnicas y elementos constructivos

SÍNTESIS de técnicas presentes en San Francisco

EXTRACCIÓN DE DOS TESTIGOS DE MUROEjecución: IDIEM

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

CARACTERIZACIÓN DE TÉCNICAS Y MATERIALESCARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

CARACTERIZACIÓN DE TÉCNICAS Y MATERIALES

ANÁLISIS MINERALÓGICO PETROGRÁFICO para determinar tipo de piedra y proveniencia.

Ejecución: Geólogo Universidad de Chile Camilo Sánchez y SERNAGEOMÍN.

Piedra blanca: Andesita de biotita 2300 kg/m3 ; proveniencia Cerro Blanco

Piedra gris oscuro: Andesita basáltica de clinopiroxeno 2600 kg/m3 ; proveniencia Cerro Blanco

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

ANÁLISIS MECÁNICO TESTIGOS DE MURO para determinar resistencia a la compresión y módulo elástico.

Ejecución: Ing.David Veloso, Laboratorio de Mecánica de Rocas, Departamento de Ingeniería de Minas FCFM U. de Chile.

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

CARACTERIZACIÓN DE TÉCNICAS Y MATERIALES

ANÁLISIS DE MORTEROS DE MURO para determinar composición y granulometría.Ejecución: Geólogo Fabio Fratini, Istituto per la Conservazione e Valorizzazione dei Beni Culturali, Italia

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

CARACTERIZACIÓN DE TÉCNICAS Y MATERIALESCARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

CARACTERIZACIÓN DE TÉCNICAS Y MATERIALES

HIPÓTESIS DE APAREJO DE MURO DE PIEDRA

PESO ESPECÍFICO DE MURO DE MAMPOSTERÍA DE PIEDRA: 2250 kg/m3

Considerando 2300 kg/m3 para piedra blanca, 2600 kg/m3 para piedra negra, 1400 kg/m3 para mortero,

2100 kg/m3 para piedras pequeñas de relleno y asumiendo un porcentaje de piedras del 80%.

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

PESO TOTAL MUROS DE LA IGLESIA

Parte original de piedra en planta cruz latina 5.295 ton. Zona naves laterales en albañilería 2.289 ton.

TOTAL = 7.584 ton (equivalente a 1516 elefantes)

CARACTERIZACIÓN DE TÉCNICAS Y MATERIALESCARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

ANÁLISIS TAXONÓMICO DE MADERAS para determinar tipo de madera y características principales.

Ejecución: Arqueóloga Daniela Estévez, Especialista arqueobotánica y anatomía de la madera

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

ANÁLISIS TAXONÓMICO DE MADERAS para determinar tipo de madera y características principales.

Ejecución: Arqueóloga Daniela Estévez, Especialista arqueobotánica y anatomía de la madera

Nothofagus sp. (Roble)Diafragma nave central - Techumbre nave central

Techumbre nave lateral sur - Diafragma nave lateral sur

Primer cuerpo madera torre

Pseudotsuga mensiesii (Pino oregón)Diafragma nave lateral sur - Vigas nave lateral sur

Austrocedrus chilensis(Ciprés de la Cordillera)Diafragma nave central - Techumbre nave lateral sur

Aextoxicon Punctatum (Olivillo)Parte superior torre

CARACTERIZACIÓN DE TÉCNICAS Y MATERIALES

EXCAVACIÓN ARQUEOLÓGICA para conocer y caracterizar las fundaciones de la iglesia.

Ejecución: Arqueóloga Universidad de Chile Catalina Soto.

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

ANÁLISIS MINERALÓGICO PETROGRÁFICO para determinar tipo de piedra y proveniencia.Ejecución: Geólogo Universidad de Chile Camilo Sánchez y SERNAGEOMÍN.

Piedra gris oscuro: Andesita basáltica de clinopiroxeno 2600 kg/m3 ; proveniencia Cerro Blanco

CARACTERIZACIÓN de técnicas y materiales

ANÁLISIS SÍSIMICO identificación de daños

Elaborado por: Prof. Ugo Tonietti, prof. Luisa Rovero y Nuria Palazzi, Universidad de Florencia.

Evalúa la

ACELERACIÓN

necesaria para

activar un

MECANISMO

DE FALLA

EN EL PLANO Y

PERPENDICULAR AL PLANO

Evalúa el

DESPLAZAMIENTO

necesario para

que un macro-

elemento llegue al

COLAPSO

ANÁLISIS SÍSIMICO integración de tres análisis

ANÁLISIS CINEMÁTICO LOCAL

LINEAL NO LINEAL

Evalúa los MODOS DE

VIBRACIÓN DEL EDIFICIO

ANÁLISIS GLOBAL(MODAL ESPECTRAL)

(Finite Element MethodFEM)

(MIT, 2008)* (MIT,2009)**

*Ministro delle Infrastrutture e dei Trasporti (MIT) italiano. 2008. Decreto Ministeriale 14/01/2008, Norme Tecniche per la Costruzion. Italy.**Ministro delle Infrastrutture e dei Trasporti (MIT) italiano. 2009. Circolare 617 del 02/02/2009, Istruzioni per l’applicaz ione delle nuove Norme Tecniche per le Construzioni. Italy.

ROCKING

Evalúa la

VELOCIDAD que

adquiere un

macro-elemento

de piedra y su

posible pérdida de

ESTABILIDAD

ANÁLISIS SÍSMICO- LOCAL LINEALANÁLISIS SÍSIMICO local lineal

ANÁLISIS SÍSIMICO local no lineal-síntesis futuros mecanismos de daños

ANÁLISIS SÍSMICO- LOCAL LINEALANÁLISIS SÍSIMICO Rocking analysis

ANÁLISIS SÍSMICO- GLOBALANÁLISIS SÍSIMICO global

CONCLUSIONES DESEMPEÑO SÍSMICO IGLESIA

Los elementos más favorables de su “diseño” sísmico son:

• Adecuadas proporciones de elementos estructurales y arquitectónicos.

• Eficientes técnicas constructivas a pesar de la aparente fragilidad visual, sobre todo en el caso de la mampostería

de piedra.

• Rol del entrepiso de madera que actúan como diafragma uniendo los muros de piedra.

• Presencia de elementos transversales que ayudan a disminuir las longitudes libres de muro, actuando como

contrafuertes: arcos de ladrillos de naves laterales y tímpanos de adobe sobre éstos.

• Uso y mantención ininterrumpida.

Las vulnerabilidades de la iglesia actual

La gran cantidad de terremotos sufridos han debilitado algunas partes del edificio, tal cual se ha evidenciado en la

investigación, los cuales afortunadamente son mecanismos de falla locales, mejorables. En especial:

• Desconexiones entre partes construidas en distintas fases y con distintos materiales

• Tendencia al volcamiento de las partes superiores de fachadas y transeptos.

CONCLUSIONES LAS FORTALEZAS SÍSMICAS DE LA IGLESIA

HALLAZGOS ARQUEOLÓGICOS una arista inesperada

HALLAZGOS ARQUEOLÓGICOS una arista inesperada

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¡Muchas gracias por su atención!EQUIPO INVESTIGACIÓN

Arq. David Cortez – Arq. María de la Luz Lobos – Arq. Chiara Palazzi – Prof. Luisa Rovero – Prof. Ugo Tonietti

PROFESIONALES QUE PRESTARON SUS SERVICIOS

Geólogo Fabio Fratini – Geólogo Camilo Sánchez – Ing. Rodolfo Veloz – Geofísicos Sergio Ruiz y Felipe Leyton– Arqueóloga Catalina Soto -IDIEM