Sistemas de construcción
Existen diversas formas de construir, según el tiempo y el lugar. La forma de construir depende del nivel tecnológico de la sociedad que construye y de las necesidades que esa sociedad manifiesta. En cualquier caso, el sistema constructivo utilizado por una comunidad refleja parte de su personalidad, puesto que al construir se pretende transformar el medio natural en un medio artificial, adaptado a las necesidades del hombre, y el proceso de transformación revela las necesidades a cuya solución conduce.
Un arco es una construcción de forma curva que cubre un espacio entre dos pilares. Está formado por dovelas o piedras talladas en forma de cuña. La dovela central recibe el nombre de clave. El ancho del arco se llama luz, mientras que la altura o línea perpendicular trazada desde la línea de arranque del arco hasta la clave, se denomina flecha.
Según John Gloac, desde que el hombre abandonó el refugio que le brindaba la caverna hasta hoy, han ocurrido tres descubrimientos estructurales que han dado lugar a la aparición de otras tantas maneras de construir, a tres sistemas constructivos diferentes. En primer lugar, el hombre observó que dos elementos verticales pueden soportar un tercero horizontal y de aquí se derivó la arquitectura adintelada o arquitrabada, construida a base de pies derechos y dinteles o arquitrabes. El segundo descubrimiento fue el arco, del que nació la arquitectura abovedada. El arco permite salvar grandes espacios sin apoyos intermedios y transmitir el peso de grandes masas de piedra, por trayectoria curva, hacia las paredes y los contrafuertes. Tanto en el sistema adintelado como en el abovedado, los edificios son sustentados casi completamente por paredes o pilares que les dan una robusta estructura externa. El tercer descubrimiento cambió esta estructura externa, a modo de caparazón de crustáceo, por una estructura interna que convierte el organismo arquitectónico en vertebrado. El advenimiento del hierro, del acero y de las modernas variedades del hormigón, representó la posibilidad de dotar al edificio de un esqueleto interno y de crear audaces voladizos, con las transformaciones que todo ello conlleva.
El sistema adintelado, basado en el dintel y la columna o pie derecho, es el más antiguo. Su origen se halla en la arquitectura lignaria de la que no nos quedan testimonios. Las primeras muestras de arquitectura adintelada pétrea la encontramos en los dólmenes prehistóricos, en los que grandes losas de piedra verticales sostenían otras colocadas horizontalmente sobre ellas. Si la distancia entre las piedras verticales era demasiado amplia para una única losa, se realizaba la denominada falsa bóveda por el procedimiento de aproximación de hiladas: cada hilada de piedras está en saledizo con respecto a la inferior; así, dos muros paralelos en su base llegarán a tocarse en su parte alta.
También Egipto utilizó el sistema adintelado en sus grandes obras. Al igual que en la arquitectura megalítica, la elevación de los dinteles para su colocación representaba considerables dificultades: se realizaba mediante rampas de tierra, que se retiraban posteriormente. Grecia llevó el sistema adintelado a su perfección. Los bloques de piedra eran extraídos de la cantera y transportados a la obra, donde se acababan de tallar y sólo se pulimentaban una vez estaban colocados en su emplazamiento definitivo. Si bien se conocían los materiales aglomerantes, se prefirió reservar el perfecto ajuste de los sillares de los edificios a una idónea labor de esterotomía que aseguraba su solidez. La gran aportación griega a la arquitectura son los tres órdenes clásicos: dórico, jónico y corintio, u ordenaciones de las diversas partes del soporte y de la cubierta de los edificios. La cubierta de las construcciones adinteladas griegas es, obviamente, plana, si bien solía estar protegida por un tejado de doble vertiente. A lo largo de la historia de la arquitectura occidental el sistema adintelado coexiste con el abovedado, sin llegar a ser sustituido totalmente en ningún momento. Con el Neoclasicismo el sistema adintelado experimenta un notable resurgimiento formal pero que a nivel estructural carece de interés.
Dentro del sistema adintelado hemos de incluir la arquitectura del siglo XIX, que utiliza pies derechos y vigas de hierro, así como las actuales estructuras de hormigón armado. Pero, si bien estructuralmente podemos convenir que corresponden a un mismo principio, sus especiales cualidades y características posibilitan, y de hecho propician, soluciones absolutamente nuevas y por ello los trataremos más adelante. Otro sistema que sí podemos considerar una variedad del adintelado es el de los muros de carga, método mucho más económico, usado en especial en la arquitectura popular doméstica.
El sistema abovedado tiene su base en el arco o elemento sustentante de forma curva destinado a salvar un espacio más o menos grande, formado por dovelas o piedras talladas en forma de cuña, generalmente en número impar, que originan empujes laterales y desvían la carga vertical que soportan hacia los puntos de apoyo del arco o impostas. Partes básicas del arco son la luz, o dimensión horizontal máxima del mismo por su parte interior; la flecha, altura del arco desde su línea de arranque hasta la clave o dovela central del arco; el punto, lugar donde se unen la flecha y la luz de un arco; el arranque del arco o punto de transición entre el muro o la jamba y el arco; la línea de arranque es la recta que une los dos arranques del arco; el intradós es la superficie interior, cóncava, del arco, mientras que el extradós es la superficie convexa o exterior del mismo, siendo la línea formada por la parte alta de las dovelas.
El arco básico es el denominado de medio punto, también denominado formarete, que está formado por un medio círculo, con su centro en la línea de arranque. Existe una gran variedad de arcosos, tomando el nombre de su forma, de su función o de la forrma en que ha sido trazado. Así, algunos tipos de arco según su forma son: el arco ojival o apuntado, formado por dos arcos de medio punto que se cortan en la clave; el arco de herradura, típica forma árabe, es mayor que una semicircunferencia y su flecha es mayor que la semiluz; el peraltado, es un arco de semicírculo, cuya flecha o altura es mayor que la semiluz; el arco rebajado, o escarzano, tiene la flecha menor que la semiluz, etc. Diferenciándose por su función podemos señalar, entre otros muchos, los siguientes: el arco fajón, es el que sobresale del intradós de una bóveda, siendo perpendicular al sentido de la misma; el arco formero, es el que se halla en la intersección de una bóveda con el muro, es perpendicular al fajón; el arco de descarga, es el que se construye sobre un dintel para descargarlo del peso del muro; el arco toral, es el nombre de cada uno de los cuatro arcos sobre los que descansa una cúpula, o el del arco que, en una nave formada por bóvedas de arista o crucería, y perpendicular eje de ésta, separa dos bóvedas contiguas, etc. Por su trazado, podemos mencionar: el arco carpanel, el que teniendo forma de elipse se traza mediante una serie de arcos de circunferencia, cuyos centros son en número impar; el arco conopial, o arco apuntado cuyas ramas imitan la forma de un talón; el arco elíptico, es el formado por una semielipse, conocido también con el nombre de arco del hilo, debido al sistema del que se valían antiguamente para su trazado, etcétera.
Una bóveda es una obra de fábrica, de forma arqueada, cuya misión consiste en cubrir un espacio comprendido entre dos muros o soportes, creando un techo o una cubierta. Sus formas pueden ser múltiples, derivándose todas ellas de las dos fundamentales: la cilíndrica y la esférica. La bóveda de cañón es la más simple y es la generada por un arco directriz de medio punto, dando como resultado una bóveda de sección semicircular. Por extensión todas las bóvedas que se consideran generadas por un arco directriz, sea rebajado, carpanel, ojival, etc. dan lugar a las denominadas bóvedas de cañón seguido. Otros tipos de bóvedas son: la bóveda de arista, formada por la intersección de dos bóvedas de medio cañón, que al seccionarse forman cuatro aristas sobresalientes; la bóveda de crucería, es la derivada de la bóveda de arista, formada por cruce de arcos diagonales y nervios secundarios que se ornamenta con molduras; la bóveda vaída, la que formaría una semiesfera cortada por cuatro planos verticales dando lugar a una bóveda esférica sobre una planta cuadrada; la bóveda esférica, o bóveda de revolución, generada por un arco de medio punto que gira sobre su propio eje vertical, originando una cúpula de media naranja o semiesférica, etc.;
Los arcos y las bóvedas de piedra o ladrillo se deben construir con la ayuda de una cimbra, estructura desmontable de madera que sólo puede ser retirada cuando la estructura ha sido terminada, con la colocación de la clave o dovela central.
En sus orígenes, el sistema abovedado está ligado a la arquitectura de ladrillo aparecida en el Oriente Próximo, territorio en el que la escasez de piedra y de bosques obligó a la búsqueda de nuevas soluciones. Roma tomó el sistema abovedado de los etruscos, pueblo de procedencia oriental, y lo usó para cubrir impresionantes espacios. A nivel técnico hay que destacar el uso que los romanos hicieron del hormigón aplicado a arcos y bóvedas, haciendo posible, y de hecho propiciando, la construcción de grandes volúmenes arquitectónicos, intencionadamente representativos del poder y de la magnificencia romanos.
Mientras Grecia utilizó el sistema arquitrabado en sus construcciones, Roma conoció y aplicó el sistema abovedado, a base de arcos y bóvedas. En el exterior del Coliseo se combinan ambos sistemas constructivos. Los tres órdenes clásicos se superponen según su peso teórico: dórico, jónico y corintio, y en los intercolumnios se abren arcos de medio punto soportados por pilastras.
Tras Roma, Bizancio continuó el desarrollo de la arquitectura de arcos y bóvedas, transmitiéndola, a su vez, a una extensa área oriental, En Occidente, la caída de Roma coincide con la ascensión del Cristianismo y con la concretización de sus necesidades. Una de ellas, y no la menos importante, era crear espacios adecuados para la reunión de los fieles para escuchar la palabra de Dios. La planta elegida fue la de las basílicas romanas, edificios longitudinales, de tres naves, más alta la central, con ábsides en los extremos menores. Por otro lado, el proyecto germánico del Sacro Imperio desembocó en la creación de una nueva arquitectura, basada en la revisión del mundo clásico romano y de sus sistemas constructivos. La suma de estos elementos dio lugar a la aparición del Románico hacia el año 1000.
Técnicamente, las iglesias prerrománicas y románicas catalanas presentan rasgos peculiares. El grueso de los muros está en relación con el tipo de cubierta: de madera, ligeras y fáciles de construir, o bóvedas de piedra, más resistentes pero mucho más pesadas. Los materiales utilizados en la construcción son la piedra, el fango y el mortero de cal. Existen diversos tipos de aparejo, siendo uno de los más característico el denominado de reble o cascajo, en el que piedras, a menudo de formas irregulares, están calzadas por otras de pequeño tamaño.
La arquitectura románica utilizó el sistema abovedado. En sus cubiertas utilizaba la bóveda de medio cañón con arcos fajones. Cada arco fajón se corresponde en el exterior con un contrafuerte, que es el encargado de soportar las tensiones constructivas. En las zonas situadas entre los contrafuertes, y libres por tanto de empujes constructivos, se podían abrir ventanas. En los exteriores románicos encontramos columnas cuyas proporciones nada tienen en común con las clásicas, con fustes lisos y capiteles historiados o decorados con temas vegetales. Los soportes del interior de los templos, que reciben el empuje de los arcos fajones de la bóveda y de los arcos formeros o divisorios de las naves, deben aumentar su resistencia, por lo que acaban convirtiéndose en pilares de base cruciforme. Consolidada la arquitectura románica sobre estos principios, su evolución hacia la gótica será rápida.
El Gótico presenta evidentes diferencias con respecto al Románico: una diferente articulación espacial, una mayor número de aberturas, y la aparición en definitiva de un sistema que, si bien debe ser considerado dentro del denominado abovedado, presenta la peculiaridad de articularse a través de nervios y líneas de fuerza. El elemento sustentante del edificio gótico es el pilar, Un pilar constituido por un núcleo central, que puede ser circular o cuadrangular de hormigón, recubierto de piedra, y unas columnas adosadas que, cuando son muy finas, se denominan baquetones. Si el arco típico de la arquitectura románica era el denominado de medio punto, en la gótica es. el arco ería. El punto donde se cruzan los nervios de los arcos que forman una bóveda se llama clave, y el relleno de las mismas denomina plementería. Los robustos contrafuertes del Románico se aligeran por la introducción del sistema gótico de arbotantes que, trasladando los empujes de las cargas más allá de los muros del edificio, posibilita que éstos puedan hacerse más ligeros, presentar más y mayores aberturas: es el nacimiento de las grandes vidrieras.
Iglesia de Notre Dam (París): Los arbotantes utilizados en la arquitectura gótica pueden ser considerados herederos de los contrafuertes románicos. Un sistema basado en arcos y bóvedas sustentadas por pilares y muros, va evolucionando hasta convertirse en un sistema de nervios y líneas de fuerza. Estas forman un caparazón diáfano al que se sujetan los paramentos de pared o las vidrieras.
En el Renacimiento las formas retornadas del mundo clásico sustituyen a las propias del período gótico. A nivel estructural, ni el Renacimiento ni el Barroco aportan avances tecnológicos significativos.
La arquitectura basada en las líneas de fuerza, como la gótica, resurge en el siglo XIX con el advenimiento del hierro y de la ingeniería por una parte, y con la aparición del Neogótico por otra. Las nuevas construcciones, como el Cristal Palace (1851) o la torre Eiffel (1889), son una clara muestra de las posibilidades de los nuevos materiales aplicados a la vieja teoría de las líneas de fuerza.
Los orígenes del uso del hierro en arquitectura se sitúan en Francia y en Inglaterra. El Palacio de Cristal fue construido con motivo de la Gran Exposición de 1581 en Londres y reconstruido en Sydenham en el año 1853. A.W.N. Pugin se refirió a este edificio denominándolo «el monstruo de cristal» y Ruskin lo calificó de «estructura de pepino», pero lo cierto es que el Palacio de Cristal aceleró la aparición de una nueva arquitectura basada en materiales innovadores.
Al comenzar este capítulo mencionábamos tres descubrimientos estructurales de la humanidad: hemos visto los dos primeros, adintelado y abovedado; veamos ahora el tercero. Nos referimos a la arquitectura nacida del uso de nuevos materiales, y muy especialmente del hormigón armado que permite crear un esqueleto interno para el edificio, al tiempo que propicia la creación de voladizos que enriquecen las posibilidades compositivas en planta y en volumen. Al concentrarse los empujes en el esqueleto interior los muros exteriores no tienen otra razón de ser que la de acotar límites al espacio interior. Libres de cualquier función sustentante, los muros pueden convertirse en ligeras mamparas de vidrio, muros-cortina, y adoptar cualquier forma deseada. Junto a las posibilidades derivadas del uso de los nuevos materiales, deben destacarse los hallazgos realizados en el campo de los sistemas prefabricados, entendiendo como tales no sólo aquellos elementos constructivos realizados fuera de la obra, que serían prácticamente todos, sino al montaje en la misma de grandes paneles que se ensamblan como elementos de fachada, suelo, techo, etc. Otra variedad dentro del capítulo de los prefabricados es la que trabaja con elementos tridimensionales o «cajas» de hormigón, de fibra de vidrio, etc. que se van armando con la ayuda de grúas para formar un edificio. El mayor costo de estos sistemas reside hoy en el transporte y el montaje, tanto en la mano de obra como en la maquinaria necesaria para ello.
II. Elementos materiales y técnicos: Pág. 1 Pág. 2