CONTROL DE MERITOS (MF)
2.3. Estrategias de diseño estructural.
2.3.2. Nivel de legibilidad y eficiencia de la estructura.
Un factor que determina el planteamiento estructural de un proyecto es el proceso de búsqueda y elección de un sistema que resulte adecuado a los distintos requisitos funcionales, arquitectónicos y estructurales. Para un mismo proyecto existen numerosos sistemas capaces de resolver positivamente estos condicionantes, por lo que el ingeniero y el arquitecto deben colaborar para determinar aquél que consideren más adecuado.
En este proceso una estrategia de diseño de gran relevancia viene determinada por el nivel de legibilidad de la estructura. Es decir, el grado de claridad o de ambigüedad con que se muestra el funcionamiento global de la estructura y de sus distintos elementos.
En función del nivel de legibilidad que presente la estructura el efecto obtenido en el proyecto puede ser muy diverso, como queda de manifiesto en el análisis comparado del trabajo y los planteamientos de Anthony Hunt y Peter Rice.
En primer lugar, para Anthony Hunt la estructura debe mostrarse de manera clara y precisa, evitando artificiosos sistemas que la hagan parecer lo que no es:
No me gustan las estructuras en las que no se comprende qué es lo que ocurre en el edificio al mirarlo. Pienso que hay que buscar una cierta claridad de la estructura, una evidencia.17
Hunt busca que el funcionamiento de la estructura resulte comprensible por el espectador, de manera que cada elemento muestre claramente y sin ambigüedad la función que realiza, y que los nudos de conexión ofrezcan una imagen precisa de los distintos elementos que conectan y del grado de vinculación de los mismos (articulado, empotrado, parcialmente empotrado). Así, por ejemplo, el esquema estructural de la fábrica de Reliance Controls está formado exclusivamente por cuatro tipos de elementos que evidencian el funcionamiento del sistema: pilares, vigas principales, correas y rigidizadores de arriostramiento18 (Fig. 2.14.). Así mismo, los
nudos de conexión muestran claramente la jerarquía de los distintos elementos que conectan y su grado de vinculación (las correas apoyan de manera evidente sobre las vigas principales), y fueron realizados mediante soldadura en obra, a fin de simplificar y refinar al máximo su apariencia.
Este interés por evidenciar el funcionamiento de la estructura se hace patente incluso en esquemas de mucha mayor dificultad, como el estadio Don Valley, donde a pesar de la complejidad del sistema se busca que cada elemento ofrezca una imagen precisa de la función que desempeña (Fig. 2.14.).
Fig. 2.14. Claridad de la expresión estructural. Fábrica de Reliance Controls. Swindon, 1966. Team 4 y Anthony Hunt. Esquema estructural estadio Don Valley, 1987. (Macdonald, 2000: 25 y Hunt, 1999: 86).
17 Anthony Hunt en entrevista con Alain Pélissier. “Anthony Hunt ou l’esprit architectural d’un constructeur” (Pélissier,
1984: 135).
18 En realidad la disposición de cruces de arriostramiento en las fachadas laterales no es estrictamente necesaria desde
un punto de vista estructural, sino que se debe a criterios estéticos. Sin embargo, aún en ese caso, el tratamiento de estos elementos muestra claramente su posible funcionamiento como tirantes de arriostramiento. Ver apartado I.3.3. Anthony Hunt, ingeniero de la “high-tech”.
Contrariamente a estos planteamientos de claridad y evidencia de la estructura Peter Rice defiende el interés de que exista un cierto misterio. Rice busca que el funcionamiento de la estructura resulte sorprendente, desafiando y poniendo en cuestión algunos de los convencionalismos estructurales clásicos.
Esta intriga del funcionamiento estructural puede proceder de la utilización no convencional de determinados materiales, como en el caso del pabellón itinerante de IBM o del pabellón del Futuro de la Expo de Sevilla, o del propio esquema estructural, planteando estructuras de cables tensionadas que juegan con la idea de inestabilidad y no resultan fácilmente comprensibles, como en los invernaderos de la Villette o en la nube de la Défense (Fig. 2.15.).
Fig. 2.15. El misterio estructural. Pabellón itinerante IBM, 1981. Arco triarticulado de madera y policarbonato. Nube de la Défense. París, 1988. Maqueta. (Brown, 2001: 170 y Cagnoni, 1996: 87).
Rice pretende así evitar las soluciones inmediatas o estándar, buscando un empleo de los materiales, un sistema de funcionamiento o una disposición de los distintos elementos no habituales, que inviten al espectador a detenerse y pensar:
Modificando un aspecto general de la forma de proyectar, cambiando la forma de pensarlo y desafiando los aspectos normales del proyecto, se puede atraer la atención del espectador, obligándolo a una mirada más atenta que lo implique personalmente. No importa tanto que el resultado sea de su gusto o no, sino que esté íntimamente intrigado para acercarse a observarlo. La tecnología está en una posición única, como parte integrante del ambiente arquitectónico, para aceptar este desafío.19
Sin embargo, a pesar de la evidente oposición de las propuestas de Hunt y Rice, no sería adecuado considerar que una sea correcta y la otra no. Cualquiera de los dos planteamientos puede ser válido, dependiendo de los condicionantes específicos y los intereses arquitectónicos y formales de cada proyecto concreto.
También dentro de las estrategias de definición y elección de los sistemas estructurales un aspecto a considerar es la importancia que otorgan determinados ingenieros al nivel de eficiencia de la estructura. En efecto, para algunos ingenieros como Felix Samuely o Anthony Hunt – discípulo de Samuely y en gran medida deudor suyo de estos planteamientos-, uno de los objetivos fundamentales del ingeniero es lograr un sistema estructural que optimice al máximo su funcionamiento, realizando su función con el mínimo empleo de material posible:
Un diseñador tiene que aspirar generalmente a lograr la solución óptima en el sentido de obtener el máximo beneficio con el mínimo empleo de material, dentro de los límites de resistencia, rigidez y estabilidad. El resultado será la eficiencia, combinada idealmente con la elegancia y la economía.20
Es la idea de mínima estructura que, en extremo, busca reducir la estructura a su esencia y ajustar al máximo el dimensionado de sus elementos, planteando sistemas de extremada esbeltez que a menudo llevan al límite la capacidad de los materiales y de la propia estructura. Sin embargo, esta búsqueda de la eficiencia puede llevar a adoptar sistemas de gran complejidad estructural y constructiva. Estos dos parámetros, eficiencia y simplicidad de la estructura, son generalmente opuestos, de manera que cuanto más eficaz es el empleo de material más complejo es su sistema estructural y, por lo tanto, más costosa su ejecución y su mantenimiento. Así, es este conflicto entre eficiencia y simplicidad el que el ingeniero debe resolver positivamente en cada caso, pudiendo ser las soluciones adoptadas muy diversas. Así, por ejemplo, es en la forma de resolver este conflicto donde reside la principal divergencia conceptual a nivel de diseño entre los planteamientos de Felix Samuely y de Ove Arup21. Para
Arup, contrariamente a los planteamientos de Samuely, el concepto de eficiencia estructural no debe prevalecer con respecto a otros condicionantes y requisitos del proyecto, y en particular el proceso constructivo, sino que debe ser valorado y sopesado en conjunto con el resto de factores, considerando el diseño como un todo22:
Poco a poco me fui dando cuenta de que su acercamiento [el de Samuely] al diseño estructural era en cierto modo diferente al mío. El era un típico ingeniero profesional; su principal interés se centraba en diseñar una estructura que realizara su función con el mínimo empleo de material
19 Citado en Cagnoni, Mauricio. “Peter Rice e l’innovazione técnica. Archittetura, tecnología e strutture nella letture di 4
opere”. (Cagnoni, 1996: 136).
20 Hunt, Anthony. “Tony Hunt’s structures notebook”. (Hunt,2003 : 3).
21 Felix Samuely trabajó brevemente con Arup en los años treinta en Kiers, realizando los cálculos de la rampa de
hormigón armado de la piscina de pingüinos en el zoo de Londres. Ver apartado I.2.2. Orígenes de la colaboración ingenieros – arquitectos en Gran Bretaña: Owen Williams, Ove Arup y Felix Samuely.
22 A esta idea se refería Ove Arup como “diseño total”, que englobaba la colaboración entre ingenieros y arquitectos, la
importancia del proceso constructivo, y la responsabilidad de la ingeniería y la arquitectura en la sociedad como factores clave en el desarrollo de los proyectos. Campbell, Peter. “Ove Arup 1895 – 1988”. (Campbell, 1995: 36).
posible, aplicando en ello su considerable conocimiento de las teorías estructurales, en el cuál tenía una gran fe. Para mí el aspecto importante del proyecto era el coste y la validez del conjunto; el diseño, los materiales y la construcción. Mi primera pregunta era: ¿Cómo podemos construir esto mejor? La suya era: ¿Cómo puedo hacer una estructura elegante con el mínimo material? Las dos preguntas no coinciden necesariamente.23
Así, para Arup, el planteamiento de un proceso constructivo adecuado es uno de los factores clave a tener en cuenta en el proceso de diseño de una estructura, como queda patente, por ejemplo, en el proyecto de viviendas de Highpoint, en el que utilizó un sistema de encofrados deslizantes heredado de la construcción de silos, o en el sistema de ejecución de sótanos “ascendente-descendente” que propuso para la construcción de un refugio antiaéreo (Fig. 2.16.). También en el proyecto de la ópera de
Sydney el sistema constructivo resultó de vital importancia, siendo éste uno de los factores que obligó a modificar la forma inicial de la cubierta diseñada por Utzon, que presentaba una geometría no uniforme de extremada complejidad, para posibilitar la utilización de sistemas constructivos prefabricados.
Fig. 2.16. Refugio antiaéreo, 1938. Tecton y Ove Arup. Sistema constructivo ascendente descendente. (Institution of Civil Engineers, 1995: 73).
Finalmente, dentro de esta valoración de los planteamientos estructurales eficientes, resulta necesario también hacer referencia al trabajo de Frei Otto, realizado en muchas ocasiones en colaboración con el ingeniero Edmund Happold. La fascinación y el interés de ambos por las formas de la naturaleza les llevó a buscar sistemas estructurales de gran eficiencia que, al igual que ocurre con las estructuras de la naturaleza, optimizaran geométricamente el empleo del material. En esta búsqueda de sistemas estructurales eficientes resultó clave la investigación y la experimentación con modelos físicos, que les permitieron generar y analizar formas de geometría extremadamente compleja.
Así, Otto y Happold utilizaron modelos de finas partículas de jabón para definir superficies de mínima tensión estructural, modelos de mallas suspendidas para generar sistemas de cables de igual tensión o modelos de cadenas colgadas para determinar la forma óptima de una estructura comprimida (Fig. 2.17.). En todos estos casos, el ejemplo y la referencia de las leyes físicas que gobiernan la naturaleza fueron utilizados para definir sistemas estructuralmente eficientes.
Fig. 2.17. Modelo físico de pompas de jabón y malla suspendida. (Walker, 1997: 56).