081_07 Aju 45-JL.Glez.Moreno

Actas del Quinto Congreso Nacional de Historia de la Construcción, Burgos, 7-9 junio 2007, eds. M.
Arenillas, C. Segura, F. Bueno, S. Huerta, Madrid: I. Juan de Herrera, SEdHC, CICCP, CEHOPU, 2007.
El caso de los de arbotantes de la cabecera de la iglesia gótica
de Castelló d’Empuries (la llamada
«catedral del Ampurdán»)
José Luis González Moreno-Navarro
La presente ponencia aporta las conclusiones sobre
lo indicado en el título, teniendo como base las investigaciones encargadas por la Generalitat de Catalunya.
La iglesia tiene una cabecera (ábside y dos crujías)
con un diseño típico del gótico francés, con arbotantes
y contrafuertes, a la que sigue un cuerpo de tres naves
que responde al modelo del gótico catalán. (fig. 1)
El encargo de la investigación surge como consecuencia de la voluntad del Obispado de Gerona de
restituir la imagen original de la cabecera, alterada
totalmente en la actualidad por los muros de ladrillo
que se construyeron cegando el espacio entre arbotantes durante los años ‘60 del pasado siglo. La razón
de esa operación de refuerzo fue la sospecha de que
el equilibrio del conjunto se encontraba muy amenazado por las deformaciones y roturas parciales de varios de esos elementos.
La investigación realizada se ha orientado a alcanzar la comprensión de los numerosos porqués
que se presentan. En primer lugar, la razón de la
sospecha de posible colapso, a partir del análisis realizado siguiendo los criterios de Heyman y Huerta1
del comportamiento estructural antes y después del
refuerzo. Y, precisamente, las conclusiones a las que
ha llevado (el diseño original ya presentaba defectos
importantes) han puesto de manifiesto la necesidad
de desarrollar una investigación histórico-documental y tipológica sobre su origen que ha permitido alcanzar una comprensión razonable de todos aquellos
porqués.
EL CASO DE LOS DE ARBOTANTES DE LA CABECERA
CASTELLÓ D’EMPURIES
DE LA IGLESIA GÓTICA DE
Reseña histórica básica
Según la investigación histórico-documental desarrollada paralelamente,2 la sección de las dos primeras
Figura 1
Sección longitudinal y planta en las que se destaca las dos
crujías objeto de estudio
480
J. L. González
Figura 2
Sección transversal de las dos crujías construidas por el maestro francés
Fluvià que también se ha relacionado con la obra
castellonense.
Se atribuye un segundo gran impulso de las obras
a partir de 1320–25, en que se extingue la dinastía
condal ampurdanesa y en que comienza una nueva
con el séptimo hijo de Jaume II, el conde Ramón Berenguer, de manera que se vinculaba ya para siempre
el condado de Ampurias con el Casal de Barcelona.
Quizás convenga situar hacia esta fecha el cambio
en el alzado (fig. 3) que se advierte, tanto en el interior como en el exterior del edificio: a partir del tercer tramo, las naves laterales se elevan casi a la altura de la central, lo mismo ocurre con los muros de las
capillas laterales, a la vez que los arbotantes quedan
reducidos a la mínima expresión.
Si se tiene en cuenta la posible cronología del
cambio, se advierte que no es gratuita: en este momento ya se habían iniciado las obras de Santa Maria
de la Aurora de Manresa y de Santa María del Mar
de Barcelona que siguen este mismo tipo de sistema
de alzado. También se habían iniciado hacía tiempo
las de Barcelona y Gerona.
Descripción de la morfología constructiva y de la
estructura portante
Figura 3
Sección transversal de las crujías con las que se construye
definitivamente la iglesia
crujías (fig. 2), la proyectó el maestro de obras francés Raimon de Chartres hacia el año 1261. El ábside
sin arbotantes se construyó poco después sin la ayuda de arbotantes, sólo con contrafuertes, según una
manera «a la catalana», como la utilizada en la iglesia de Santa Maria dels Turers de Banyoles, quizá
iniciada también a finales del siglo XIII, y dirigida
parcialmente por el maestro Pere de Torroella de
El conjunto de la cabecera objeto del presente estudio está formado por dos bóvedas de crucería con las
dimensiones propias de toda la iglesia y de las bóvedas que forman el ábside con un esquema general
muy común en el gótico, arcos torales y diagonales.
Los arcos formeros se sitúan sobre el claristorio. Por
lo que se ha podido saber inspeccionando desde el
trasdós, los senos, tanto de las bóvedas, como de los
arcos torales, están rellenos de obra de fábrica, de la
que no se ha podido conocer a fondo su constitución.
Las bóvedas del ábside se apoyan en contrafuertes
y en los dos primeros arcos torales en una doble batería de arbotantes. En la batería de arbotantes número 3 se da la superposición de los dos esquemas estructurales de la iglesia, de manera que en ellos
podemos observar la presencia de y también la sección del arco de las naves laterales y de sus arbotantes, siguiendo el esquema del resto de la nave.
Las fábricas que llenan el espacio entre los dos arbotantes de las cuatro baterías, objeto del estudio, (fig.
4) presentan algunas diferencias aunque en los cuatro
casos están hechas, o de piedra de mampostería o de
Los arbotantes de la cabecera de la iglesia de Castelló d’Empuries...
481
Figura 4
En primer término, la segunda batería de arbotantes del
lado norte. Se puede observar el relleno de mampostería y
fábricas de ladrillo macizo y doble hueco. Las dos primera
son del siglo XIX, la tercera del XX. Al fondo, el primer
contrafuerte del ábside
ladrillo doble hueco moderno. Todos los indicios y los
documentos indican que, en el caso de la mampostería
nos encontramos con los restos de una construcción
añadida en el siglo XIX en cuyos arbotantes quedan
los muros que daban apoyo a unas vigas que constituían la cubierta del conjunto. Los ladrillos modernos
fueron colocados en las restauraciones hechas en los
años 60.
ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA SOLUCIÓN ORIGINAL
Figura 5
Posible distribución de esfuerzos y las líneas de presión de
la solución original que no consigue el equilibrio
Primera aproximación
En la figura 5 se representa el esquema de distribución de esfuerzos y las líneas de presión. En relación
con el arbotante superior, si bien de una manera estricta se puede considerar que no produce ningún
efecto sobre les bóvedas, dada su situación en una
cota ligeramente superior a éstas, se ha considerado
conveniente incluirlo partiendo del hecho que la pilastra correspondiente dispone de suficiente rigidez
como para absorber el pequeño momento de giro que
origina. Es un arbotante en el que todo parece indicar
que el único papel que cumple es el de dar soporte a
la canal de desagüe de la cubierta. Estos arbotantes
superiores en los modelos originales franceses cumplían un papel de apeo de una cubierta muy empinada sometida a la acción del viento, lo que no es ese
nuestro caso, ya que todo indica que las pendientes
de la cubierta original fueron muy parecidas a las de
la actual.
En esta primera aproximación se ha considerado
que el efecto del arbotante inferior es el máximo que
puede producir como arco, dando un empuje hori-
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J. L. González
zontal sobre la pilastra que recoge al arco toral y los
dos arcos diagonales. Se puede comprobar, con sorpresa, que la componente horizontal de la resultante
RABC de los empujes del arco toral y de los arcos diagonales es desproporcionadamente grande en relación al pequeño empuje que produce el arbotante,
muy parecida a la del arbotante superior. Esto tiene
consecuencias importantísimas sobre el comportamiento del conjunto, pues, pese al efecto centrador
que tiene la bóveda de la nave lateral, la resultante final cae bien alejada de la base del pilar.
En consecuencia, se puede afirmar, de manera
bien taxativa que, si el único elemento actuante hubiera sido el arbotante como tal arco estrictamente, la
bóveda de crucería de la nave central se hubiese
abierto, desplomándose hacia el exterior el muro entero del claristorio. Obviamente, esta hipótesis no es
cierta y, por tanto, es imprescindible buscar otra configuración del comportamiento estructural que permita la estabilidad del conjunto.
Segunda aproximación
La investigación de una composición de fuerzas que
explique el equilibrio original del conjunto arbotante-contrafuerte no ha sido fácil. Y esta nueva hipótesis de comportamiento se basa en el otro papel que
pueden llegar a desempeñar, si es que pueden, los arbotantes, es decir, el papel de puntales actuando
como transmisores de esfuerzos a través de ellos. Y
esta es la hipótesis considerada en la figura 6.
Se puede asegurar que si no fuera por la fábrica de
sillería del seno situado encima del arco de dovelas,
este conjunto no estaría en equilibrio, ya que, como
consecuencia de su bajo empuje, no tiene otro remedio que actuar como un puntal que transmite la carga
total hacia el contrafuerte.
Esta hipótesis obliga a descomponer la resultante
RABC en dos líneas de acción hipotéticas que puedan
contenerse en la masa construida, una en la dirección
del arbotante-puntal y la otra hacia la parte inferior
del claristorio.
En principio, tal como es comprueba en el dibujo,
el empuje sobre el arbotante ha de atravesar también
les dovelas del arco y cargar mucho su intradós.
Utilizando cierta metáfora antropomórfica, podemos decir que la pilastra del claristorio, perdiendo el
equilibrio, busca un elemento rígido en el que apo-
Figura 6
Posible distribución de esfuerzos y las líneas de presión de
la solución original que sí consigue el equilibrio
yarse y lo encuentra, no en el arco del arbotante sino
en el conjunto formado por el propio arco de dovelas
más el conjunto de sillares que llenan sus senos; y,
en consecuencia, la carga o el esfuerzo producido por
la bóveda de crucería en parte se puede descomponer
en dos, uno lo absorbe el arbotante y el otro la propia
pilastra.
El valor asignado a este esfuerzo asumible por el
arbotante, se ha obtenido obviamente, tanteando cuál
es el que puede asumir sin salirse de su masa, cuál es
el que puede asumir el propio contrafuerte sin produ-
Los arbotantes de la cabecera de la iglesia de Castelló d’Empuries...
483
cir un exceso de excentricidad en la base, y se acaba
de comprobar cunado esta descomposición en dos
fuerzas genera un equilibrio en la base de la columna, soporte de todo el conjunto.
Y este es el valor que se ha adoptado, de manera
que siguiendo los criterios básicos del análisis límite,
definidos por Jacques Heyman, hemos conseguido
encontrar una solución razonable que genera un estado de equilibrio en todo el conjunto.
Es importante destacar que no se trata de afirmar
que es ésta la distribución de esfuerzos que realmente es va a producir en algún momento, sino que, si
nosotros la hemos sabido encontrar, el conjunto de la
fábrica también la encontrará.
El posible contraste de esta hipótesis de comportamiento la podemos encontrar en algunos de los daños
observados en el intradós del arbotante inferior en
los cuatro casos como son los efectos muy evidentes
de un exceso de compresión que produce fisuras longitudinales y pérdida de material.
Como consecuencia, es muy probable que sea ésta
una hipótesis razonable de comportamiento del arbotante inferior, es decir, como un puntal que tiene una
línea de presiones que forzosamente, dada su dimensión y la dirección de los esfuerzos provenientes de
la bóveda de crucería ha de pasar muy cerca de la
parte central del intradós con la consiguiente producción de los daños mencionados.
ANÁLISIS ESTRUCTURAL DE LA SECCIÓN
POR EL ÁBSIDE
A fin de comparar la solución estructural anterior
con otra bien diferente, resulta interesante, pese a
que no participe de la problemática global planteada
en el estudio, analizar el comportamiento de los contrafuertes en los que se apoyan las bóvedas del ábside. En la figura 7 se puede comprobar que, con un
empuje similar al que pueden recibir las secciones
transversales vistas anteriormente, el equilibrio se
consigue de una manera mucho más sencilla, ya que
el empuje de las bóvedas del ábside queda perfectamente desviado de su resultante hacia la base del
contrafuerte debido al peso de éste y a una geometría
muy favorable y muy sencilla a la vez. Dado que el
empuje de las bóvedas del ábside es más bajo, la resultante en la base del contrafuerte queda todavía
más centrada.
Figura 7
El empuje de las bóvedas del ábside se equilibra de una manera más sencilla mediante unos simples contrafuertes
484
J. L. González
CONCLUSIÓN DE ESTE PRIMER ANÁLISIS
ESTRUCTURAL
La comparación entre la sencilla solución del contrafuerte del ábside y la complejísima de los arbotantes
nos muestra que nos hallamos ante una solución de
arbotantes, como mínimo sorprendente, ya que está
provocando un comportamiento muy exigente respecto del arbotante inferior y muy poco exigente con
el arbotante superior.
En una primera aproximación, se puede concluir,
como consecuencia y a la vista de todo lo que se ha
expuesto anteriormente, que nos hallamos en un caso
en el que el diseño original del conjunto de arbotantes y contrafuertes no consigue, de manera homogénea y orgánica, aportar el sistema de equilibrio que
se da en otros ejemplos de catedrales góticas de dimensiones mucho mayores.
Se trata de una situación realmente sorprendente
de la que hay que concluir que el maestro arquitecto
que hizo la primera traza, Raimon de Chartres, no
supo adaptar sus conocimientos, procedentes del
Norte de Francia, a esta iglesia, mucho más pequeña
de las que eran habituales allí.
Pero también la simple visión del conjunto de los
arbotante de Castelló d’Empuries produce una cierta
sorpresa al tener su forma general muy diferente a lo
que estamos acostumbrados a contemplar en las soluciones habituales del gótico, como por ejemplo la ya
sección de la Catedral de Mallorca.
Este conjunto de hechos lleva obviamente a la necesidad de establecer una comparación tipológica
con los modelos de referencia, tanto de la época que
nos ocupa, como algunos posteriores. Lo cual nos
permitirá situar definitivamente en su contexto temporal el diseño que estableció el maestro francés.
de los edificios como si las bóvedas tuvieran la misma flecha y comparar sus sistemas de equilibrio.
Comparación con la Catedral de Chartres
La figura 8, con los dos edificios a la misma escala,
sirve para observar la característica propia de esta catedral francesa que no es otra que el arbotante doble
formado por dos arcos y una arquería intermedia. En
la figura 9 ya se ha hacho una transformación de la
dimensión de Castelló, aumentándola, a fin de conseguir una bóveda de crucería de la misma dimensión
en altura de las dos, situando a la misma cota, desde
la parte superior, las impostas de los arcos. La figura 10 supone una transformación de la sección de
Chartes con la intención de compararla con la
de Castelló. Se ha suprimido el arco superior y la arquería entre los dos arcos del arbotante doble, y también se ha transformado la nave lateral de Chartres
reduciendo a la mitad su altura, a fin de que sea perfectamente comparable con la de Castelló.
Los defectos del diseño de Castelló queda bien
claros. En primer lugar, la proporción entre la dimensión de la nave central y la de la nave lateral y, como
consecuencia, de la luz de los arbotantes, es claramente desfavorable ya que éstos, al tener menor luz,
COMPARACIÓN TIPOLÓGICA CON LOS ANTECEDENTES
DEL GÓTICO FRANCÉS
Consideraremos dos comparaciones con sendas catedrales francesas bien conocidas, la de Chartres, de
estudio obligado, dado el origen del maestro francés
de Castelló, y la de Reims.
Es importante destacar que, desde punto de vista
de la estabilidad, lo que resulta definitivo es la forma
del conjunto sin que la dimensión influya. De manera
que lo que hay que hacer es comparar las secciones
Figura 8
Comparación de los tamaños de la catedral de Castelló con
la de Chartres
Los arbotantes de la cabecera de la iglesia de Castelló d’Empuries...
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Quede bien entendido que, pese que en el dibujo
comparativo la luz de los arbotantes es la misma, la
luz de la nave es mayor la de Castelló y que al tener
la misma altura, el empuje tiene una dirección más
inclinada, con lo que son dos variables importantes
en contra de Castelló.
Comparación con la Catedral de Reims
Figura 9
Se ha situado la imposta de Castelló a la altura de la Reims
En la figura 11 se he ampliado la dimensión de Castelló y se ha situado en el mismo nivel la imposta de
las bóvedas, lo cual permite sacar conclusiones sobre
el conjunto de sistemas de equilibrio. Además de
constatar que el arco toral de Reims es mucho más
vertical y, como consecuencia, proporciona cargas
menos inclinadas que la de Castelló, se comprueban
otras cuestiones de interés en relación con la entrega
de los arbotantes y de su anchura y, consecuentemente, de la su importancia relativa en cuanto a sus empujes.
En relación con los arbotantes superiores, siempre
se ha dicho que su razón de ser en les catedrales francesas era la de aportar un sistema de estabilidad al
conjunto de la cubierta, resuelta, en general, con una
pendiente muy acusada, sobre la que los efectos del
viento podrían ser importantes, de manera que no tienen ninguna influencia en el equilibrio del conjunto
de las masas pétreas.
Si lo comparamos con Castelló vemos el error del
maestro francés, pues en Castelló no tienen papel alguno, ni uno ni otro, ya que no hay allí una cubierta
inclinada, sino que hay, por lo menos actualmente,
una cubierta de teja.
Figura 10
Se ha transformado la de Chartres
pueden dar bastante menos empuje. En segundo lugar, para que el esquema de Castelló funcionara bien
el arbotante inferior debería situarse bastante más
arriba.
Se puede pensar, por lo tanto, como hipótesis de
trabajo, en una transformación hecha por el maestro
Raimon de Chartres para adaptar un perfil propio de
su ciudad a la nueva ubicación en el Ampurdàn. Pero
sin los recursos de allí y sin entender el papel o la
importancia de la ubicación exacta de los arbotantes.
Figura 11
Comparación con Reims. La de Castelló se ha aumentado
para facilitar la comparación
486
J. L. González
También se puede ver que los dos arbotantes de
Castelló, pese a tener que estabilizar una bóveda parecida a la de Reims, son mucho más pequeños y,
por lo tanto, queda justificada esta constatación hecha por medio de la estática gráfica.
COMPARACIÓN TIPOLÓGICA CON LOS TIPOS PROPIOS
CORONA DE ARAGÓN
DEL GÓTICO DE LA
Comparación con la Catedral de Barcelona
La comparación de la segunda versión de Castelló,
situada a la derecha en la figura 12, con la de Barcelona, refuerza claramente la hipótesis de la influencia
de ésta.
Figura 13
Comparación a igual escala de Castelló con Mallorca
Figura 12
El orden de colocación de las medias secciones todas a la
misma escala, es, a la izquierda la primera versión de Castelló, en el centro la de Barcelona y a la derecha la definitiva de Castelló
La adopción del modelo de Barcelona supuso una
mejora en el esquema de su estabilidad. El hecho de
situar más arriba la bóveda de la nave lateral comporta que la resultante inclinada que proviene de la
combinación de la bóveda principal y el arbotante
quede desviada hacia el centro de la columna que separa ambas naves, al igual que ocurre en la catedral
de Mallorca, tal como se verá a continuación.
Comparación con la Catedral de Mallorca
La figura 13 permite comprobar un hecho objetivo,
pero que siempre es sorprendente. Las grandes di-
mensiones de la Catedral de Mallorca y la relativa dimensión de la de Castellón. Pero no se trata de comparar medidas sino de sistemas de organización del
equilibrio de las masas.
Analizando la figura 14 se detectan cuestiones importantes como las diferencias enormes que hay en
relación con la anchura de la nave y el perfil de la
bóveda, mucho más rebajado el de Castellón, lo cual
de entrada nos dice que, los empujes horizontales serán mayores. Por otro lado, también podemos considerar la diferente situación de los arbotantes y la brutal diferencia que hay entre la altura de las naves
laterales.
La figura 15 compara directamente el resultado de
las líneas de los empujes, (aprovechando el estudio
de Rubió y Bellver) y podemos sacar las siguientes
conclusiones.
En Mallorca el efecto de los dos arbotantes, consecuencia de la altura de su entrega con el edificio, está
influyendo en el equilibrio en la línea de empujes en
su recorrido por el arco toral, cosa que, en absoluto,
ocurre en Castellón, ya que el arbotante superior casi
no afecta a la bóveda y el arbotante inferior se entrega donde la bóveda ya ha hecho todo su recorrido.
Pero, además, como consecuencia de ser relativamente más estrecha la nave central que el espacio dedicado a los arbotantes, el empuje de éstos sobre la
Los arbotantes de la cabecera de la iglesia de Castelló d’Empuries...
Figura 14
Comparación con igual tamaño de las bóvedas
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vertical y, además, su resultante sobre el contrafuerte, es bastante más inclinada que la que está produciendo el arbotante inferior de Castellón sobre su
contrafuerte.
Esto nos lleva a destacar el papel extraordinariamente sofisticado que, en el diseño gótico, tienen los
arbotantes. En su entrega al arco toral consiguen verticalizar en parte la carga, pero en la su entrega al
contrafuerte, dada su inclinación mucho más reducida de la parte inferior del arco, están favoreciendo la
verticalización del conjunto de cargas del contrafuerte. Ésta es una consideración de tipo general que en
Castellón no tiene lugar, pues el efecto del arbotante
sobre el contrafuerte es un empuje muy inclinado, lo
cual impide que facilite el equilibrio en la base del
contrafuerte.
En relación con el efecto de las naves laterales, se
puede ver cómo en Mallorca tienen una influencia
extraordinaria en el conjunto del equilibrio, mientras
que en Castelló prácticamente no tienen ninguno o
muy poco al desviar hacia el interior de la nave la resultante sobre el pilar.
También es interesante destacar que Mallorca tiene un contrafuerte más profundo que Castelló.
CONCLUSIONES
Figura 15
Comparación de las posibles líneas de presiones
línea de presiones es mucho más influyente que en
Castellón, ya que al ser mucho más grande la parte
dedicada a la nave central, y más estrecha y más delgados los arbotantes, éstos producen un empuje bastante menor en comparación con la propia de Mallorca.
El arbotante inferior de Mallorca está produciendo
un empuje sobre el arco toral que consigue desviar la
Se puede asegurar que la traza de la iglesia de Castelló, si se la compara con sus análogas francesas o, incluso con la de Mallorca, tiene dos defectos fundamentales: el arbotante inferior está situado en una
cota muy baja y, además, en relación con la luz de la
nave principal, la luz del arbotante, que corresponde
a la achura de la nave lateral, no es o bastante grande
como para aportar un empuje suficiente. Lo cual no
fue impedimento para que la fábrica encontrara otra
manera de adquirir estar en equilibrio, tal como se ha
podido comprobar, aunque a nuestros ojos, con poco
margen de seguridad. La alternativa de adaptarse en
1325 a partir de la tercera crujía a la solución que hemos llamado barcelonesa supuso una solución definitiva desde todos los puntos de vista.
NOTAS
1.
Han sido especialmente útiles las indicaciones ya conocidas de las obras de Heyman y especialmente las dadas
488
2.
J. L. González
por Santiago Huerta. Arcos, bóvedas y cúpulas: geometría y equilibrio en el cálculo tradicional de estructuras
de fábrica. Madrid Instituto Juan de Herrera, 2004.
Fumanal, M. A. (Culturània S. C.) y Joel Colomer. La
Capçalera de l’Esglèsia de Santa Maria de Castelló
3.
d’Empúries. Estudi Históricoartístic. Freixa, Montse
(ATICS S. L.).
Se ha utilizado el levantamiento planimétrico efectuado
por el equipo dirigido por Fernando Álvarez Porozovich, arquitecto.