El ladrillo cerámico cocido como materializador de la estructura en

Resumen: T-083
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDEST E
Comunicaciones Científicas y Tecnológicas 2006
El ladrillo cerámico cocido como materializador de la estructura
en la edificación arquitectónica.
Jacobo, Guillermo J.
Cátedra “Estructuras II” – Facultad de Arquitectura y Urbanismo – Universidad Nacional del Nordeste
Avenida Las Heras N° 727 - (3500) Resistencia - Provincia del Chaco, Argentina
E-Mail: [email protected]
ANTECEDENTES
Se pueden comentar dos sucesos históricos en las construcciones arquitectónicas ejecutadas con ladrillos cerámicos
cocidos comunes, los cuales evolucionaron en su uso en obra a partir de las experiencias artesanales de la “prueba y el
error”, y también, de la “intuición” del constructor, hasta evolucionar en la técnica constructiva de los refuerzos
metálicos, mediante cálculos (teóricos y/o gráficos) rigurosos. El primer hecho a destacar es el largo proceso evolutivo
que tuvo el ladrillo común como material estructural, por medio de la prolífica tarea profesional desarrollada por el
catalán Rafael Guastavino en las últimas décadas del siglo XIX, quien fue un pionero en la aplicación de los métodos
gráficos de la estática, nueva disciplina científica desarrollada entre 1850 y 1880, para determinar las formas y
dimensiones de los elementos estructurales en obras de arquitectura. Rafael Guastavino diseñó y construyo diferentes
obras de arquitectura con el material “ladrillo común”, como material estructural principal, con un carácter singular
algunas de ellas, con el uso de los métodos gráficos de la estática como una herramienta de diseño arquitectónicoestructural-tecnológico. El segundo hecho histórico, en el campo del ladrillo común como material estructural, es el
caso de las obras de otro catalán, Antonio Gaudí, quien también utilizo la misma metodología de diseño y el mismo
material de construcción, ladrillo común, y también, piedras talladas. Algunos otros contemporáneos de Gaustavino y
Gaudí, también utilizaron el método gráfico de la estática como herramienta de diseño, pero optaron por otros
materiales, más revolucionarios que el tradicional ladrillo común, como ser Gustaf Eifel con los perfiles y chapas
metálicas, Robert Maillart con el hormigón armado. Todos estos pioneros del diseño estructural dejaron una escuela de
conocimientos desarrollados para la siguiente generación de emprendedores dentro del campo del diseño estructural en
obras de arquitectura, como ser Freysinnet, Eduardo Torroja y Eladio Dieste. La estructura de ladrillos comunes más
tradicional y con historia en la cultura occidental fue conformada por el “arco”, la “bóveda” y la “cúpula”, producto
de la herencia dejada por la arquitectura romana en Europa Occidental en los últimos 2000 años. La “técnica romana”
del mampuesto se basaba en la “geometría del círculo” para materializar diferentes obras de arquitectura y de
ingeniería (“acueductos romanos”), utilizando un repertorio de soluciones tecnológico-estructurales conformadas por el
“arco de medio punto” como elemento estructural básico para luego ampliarse a las bóvedas y cúpulas (de “medio
punto” como forma generadora). Estos elementos estructurales se ejecutaban con la ayuda de “cimbras” (encofrados
temporarios), que daban la forma necesaria sobre las cuales se ubicaban los ladrillos cocidos de punta. La “estructura
romana” se caracterizaba por las dimensiones importantes que poseía y también por la gran masa de material (piedras
talladas, ladrillos cocidos y adobe) que utilizaban, lo que generaban “imágenes pesadas”, pues se hacia también
necesario el uso de grandes “contrafuertes laterales” para absorber las reacciones horizontales de la forma (medio
círculo). Sin embargo, en Medio Oriente se desarrolla otra tendencia utilizando otro material, el bloque de adobe no
cocido, (por ausencia de madera para “cocinar” los bloques y para utilizar en las cimbras, además es una zona
geográfica con un clima seco, por tal motivo los bloques de adobes no se desintegran), pero bajo la misma técnica del
mampuesto, considerada como una “evolución de la técnica romana”, pues se erigieron (y todavía se lo ejecuta así,
sino ver las obras de Hassan Farhy en Egipto y en África del Norte) arcos y bóvedas sin utilizar cimbras, pues la forma
no es “semicircular” (romana) sino “parabólica”, por lo que los esfuerzos internos son casi de compresión pura y la
reacción horizontal no necesita de grandes refuerzos laterales para ser absorbida. La concreción de la forma parabólica
se realiza a partir de la técnica constructiva, pues se “inclinan las fajas de ladrillos de punta hacia un lateral”, en el
caso de las bóvedas, en cambio para las cúpulas se ejecuta según una direccional en “espiral” (vale aclarar que en todos
los casos se hacen necesarios contrafuertes laterales, la reacción horizontal nunca desaparece, solo es de menor
magnitud). Estas “estructuras arábicas” se caracterizan por tener menores espesores que las “romanas” por ser
ejecutadas en bloques de adobe cocido de
dimensiones mínimas. Una tercera variante del uso
el ladrillo como material estructural es según la
“técnica catalana” (una suerte de mezcla de la
técnica romana y la árabe, reacuérdese que España
estuvo ocupada por los árabes durante casi 800
años), originaria de la región de Cataluña en
España, con la gran característica de su extrema
liviandad. La técnica catalana para ejecutar
estructuras de ladrillos comunes cocidos se basa en
Técnica romana
Técnica arábica
Técnica catalana
la “superposición en diferentes dirección de
múltiples capas de ladrillos con mínimos espesores”. Los ladrillos se ubican de plano y no se necesitan encofrados para
su ejecución, resultado formas cuasi planas (arcos, bóvedas y cúpulas rebajadas con flechas que no superan el 10% de
la luz estructural), en estos casos se necesitan refuerzos laterales, debido a la gran magnitud del la reacción horizontal.
Con la técnica catalana se han ejecutado (y se ejecutan todavía) arcos, bóvedas, cúpulas, escaleras y entrepisos (las
famosas “bovedillas” con separaciones de no más de 50 cm). Antes de la aparición del cemento como material
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comercial, se utilizaba el yeso mezclado con cal como material de unión entre los ladrillos, pero debido a las
precipitaciones y la humedad del aire perdían consistencias las juntas y se hacían inestables. Luego con el uso cemento
se pudo evitar, utilizándolo en las capas superficiales como aislante a la humedad.
MATERIALES Y MÉTODOS
El trabajo se desarrolla partiendo de la información brindada por la bibliografía
consultada y trabajos precedentes (ver bibliografía). Se estudian casos concretos
relacionados al diseño estructural en edificación arquitectónica y sus impactos,
evaluando los resultados obtenidos en diferentes experiencias internacionales, con el
objetivo de formular recomendaciones y soluciones concretas. Se utilizan los recursos
que se crean apropiados para la comprensión de la temática para que sea una
herramienta de consulta accesible por cualquier interesado.
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
En general, hasta fines del siglo XVII no se comprendía de manera científica el
comportamiento mecánico de las estructuras de compresión (arcos, bóvedas y cúpulas),
pues la transmitían los conocimientos (no científicos) por la manera tradicional del
“maestro y el aprendiz”, o sea como “artesanía” de práctica intensiva a partir de la
técnica de la “prueba y el error”. En 1748 publico Giovanni Polenni un tratado de
estática denominado “El descubrimiento de la forma adecuada para cúpulas”, pero
recién un siglo después, en 1866, se desarrolla un método científico para estudiar la
“forma estructural”, y se publica “Die Graphische Statik” (la estática gráfica) por
parte del Prof. Dr. Ing. Kart Cullmann de la Universidad Politécnica Federal de Zürich
(ETH-Zürich, Suiza). Esta publicación fue el primer tratado científico de un “método
gráfico” (con usos de escalas) para diseñar estructuras, con formas optimizadas según
las acciones externas predeterminadas (análisis de estados de cargas) y sus
transmisiones internas (determinación de los esfuerzos dominantes) para establecer las
dimensiones adecuadas según el material utilizado. El “método de Culmann” se basa en
la construcción de polígonos (de fuerza y funicular), dibujados a escalas
representativas, que como resultado “muestran la forma ideal” de la transmisión de las
cargas externas por los “caminos internos” de un elemento estructural hasta sus apoyos
(sea en otros elementos estructurales o en el suelo de fundación). Estos “caminos
interno de las cargas externas” no son ni más ni menos que los esfuerzos internos que
se materializan de manera “funicular” (del Latín: “funiculus” = “línea”), todo esto
significa: “la línea principal interna de los esfuerzos” de un elemento estructural. Con
este método científico se pudo determinar la forma estructural óptima para
edificaciones arquitectónicas, evitando la aparición de la flexión y haciendo trabajar al
objeto a esfuerzos simples (tracción y compresión). Así la morfología final del objeto Método Gráfico de Karl Cullmann
arquitectónico responde a la forma óptima estructural, la cual está en función del
estado de carga (acciones externas) y de los tipos de vínculos
(fundaciones). Este método de trabajo fue adoptado por la gran
mayoría de ingenieros, arquitectos y constructores a partir de
1870. Uno de los que adopto este método de trabajo científico fue
Rafael Guastavino, quien desde 1860 ejecutó muchas obras en
Barcelona y alrededores (España), pero siguiendo la técnica
catalana empirista tradicional.
En 1881 decide Guastavino radicarse en New York (USA), donde
se estable como empresario de la construcción, utilizando la
técnica catalana para ejecutar sus obras, pero diseñadas según el
método científico de Cullmann, así materializo un gran números de
obras en toda Norteamérica (USA y Canadá), la gran mayoría
importantes y singulares, como constructor y calculista de
proyectos de arquitectura
realizados
por
importantes
arquitectos de la
época. Vale citar que
solo en Manhattan,
New York, construyo
cerca
de
100
edificios, entre los
que se encuentran la
Catedral St John
(1911), la Gran
Central
Station
(1913), Ellis Island
Inmigrant
may
Rafael Guastavino
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(1917), The Federal Reserve Bank (1924), The Riverside Church (1930). También, en Boston (USA) construyo Boston
Library(1898), el Capitolio en Minnesota (1903) y en Nebrasca (1932). Se encuentran edificios de Guastavino en 41
estados federales de USA, y en cinco de Canadá. La “ventaja comparativa” de Rafael
Guastavino, desde el punto de vista comercial-empresarial, fue la de aplicar una tecnología
constructiva ventajosa (el ladrillo común con la técnica catalana, material noble, bajo consumo
de material, barato, de uso sencillo, casi sin residuos) según un diseño científico (Método
Gráfico de Cullmann), que le posibilito ejecutar obras importantes bajo costos acotados y en
adecuados tiempos de ejecución.
Rafael Guastavino construyó el edificio de la “Fabrica Batllo” en Barcelona (1869-75), el cual
fue visitado por anualmente, como ejemplo de buena arquitectura regional, por los estudiantes
de la “Escuela Superior Técnica de Arquitectura de Barcelona”, entre los que se encontraba un Antonio Gaudí
joven estudiante catalán, Antonio Gaudí (1852-1926), quien se interesaba por la “arquitectura
natural”. Gaudí estaba impresionado por los resultados prácticos que posibilitaba la “Estática
Ing. Maurice Koechlin:
Gráfica”, por esto, se dedica de por vida a la búsqueda de la “forma natural” para sus obras de
diseño la “forma
arquitectura, a las que denomino “formas funiculares”. Así, Gaudi diseñó y construyo “formas estructural” de la “Torre
Eiffel”, París.
no ortogonales” (naturales), cuyo real objetivo eran ser soportes de entrepisos y cubiertas,
evitando el uso de columnas y vigas tradicionales, como las que
se encuentran en el Campo Güell (1900-14), la Capilla Güell
(1898-1915) y en la iglesia (inconclusa) de la Sagrada Familia,
iniciada en 1884 en Barcelona. Además, desarrolla su propio
método de trabajo, modelos experimentales (maquetas) de hilos
colgados de ambos extremos para conformar “formas
naturales” (estructurales), a las que posteriormente, las invertía
y verificaba su comportamiento estructural con el método
gráfico de Cullmann. Posteriormente construía sus obras
previamente diseñadas con la técnica catalana, utilizando
ladrillos cocidos, y también piedras talladas.
Otros contemporáneos a Gaustavino y Gaudí utilizaron también
el método de Cullmann como herramienta de diseñó estructural,
tal es el caso un alumno de Kart Cullmann, el Ing. Maurice
Koechlin (1856-1946), quien trabajaba junto al Ing. Gustav Eiffel
en París (Francia). El Ing. Koechlin fue quien diseñó
estructuralmente la famosa “Torre Eiffel”, pues determino el
estado de las cargas externas (acciones laterales por viento) y
Ing. Robert Maillart:
luego determino la “forma óptima” de la torre según el método
puentes de h° a°.
gráfico de Cullmann. La “Torre Eiffel” es una ménsula vertical
empotrada en el terreno, a la que accionan cargas dinámicas externas horizontales instantáneas, que aumentan de
magnitud a medida que aumenta la altura de la torre (la acción del viento). El sucesor del Prof. Cullmann en el cargo
docente fue el Ing. Wilhelm Ritter, quien tuvo un alumno destacado, el Ingeniero Suizo Robert Maillart (1872-1940),
quien aplico comercialmente los conceptos del método gráfico de Cullmann, perfeccionado por el Prof. Ritter, (método
gráfico de Ritter), para el diseño de todos los puentes en hormigón armado que construyó en Suiza y Francia.
En todos los casos citados (“Guastavino-Gaudi” con “ladrillos”, “Eiffel-Koechlin” con “acero”, y “Ritter-Maillart”
con “hormigón armado”) se observa que la aplicación de un “método científico de diseño” (Estática gráfica de
Cullmann) es independiente del material de construcción que se utilice. Otros que aplicaron una metodología similar,
pero perfeccionada con el método numérico de cálculo fueron Félix Candela (1910-1997) y Eduardo Torroja (18991961), siempre con el “hormigón armado” como material estructural principal, dejándose de lado paulatinamente el uso
del “ladrillo común” como material estructural, solo como cerramiento de espacios, más que nada debido a las
limitaciones tensionales del mismo (nulo a la tracción y mínimo a la compresión), además, la evolución tecnológica que
tuvieron los materiales “hormigón” y “acero”, los hicieron casi ilimitados en sus aplicaciones. Sin embargo a
mediados de la década de 1940 resurge el uso del “ladrillo común” como material principal para estructuras de
edificaciones arquitectónicas, con el ingeniero
uruguayo Eladio Dieste (1917-2000), quien
utilizo el legado de “Cullmanm-Ritter” para
diseñar sus obras, luego verificarlas con el
método numérico de “Leonhardt-Torroja-Löser”
y por último construirlas concientemente según
la situación del sitio de implantación, o sea
utilizar el material de construcción abundante y
Eladio Dieste: Casa Berlingieri e
tradicional, la mano de obra existente, en el
Iglesia del Cristo Obrero, Uruguay.
caso de Uruguay, el “ladrillo cocido común”.
Su primera obra importante fue la “Casa
Berlingieri” en Punta Ballenas, Uruguay
(1946), quien la construyo junto con el
arquitecto catalan Antonio Bonet (1913-1989),
quien era un emigrado catalán por razonas
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políticas en Argentina y fue quien intereso a Dieste en la “técnica catalana”, pues se tenia un presupuesto mínimo para
la ejecución de obra.
Por tal motivo, a partir de dicha obra Eladio Dieste aplico la técnica catalana en sus obras, pero las adapto al material
ladrillo cocido existente en Uruguay y a la mano de obra autóctona, además, desarrollo su propia técnica reforzando sus
estructuras con barras de acero, así que las obras de ladrillo cocido de Dieste, trabajan también a la Flexión y con
formas audaces. La obra que le dio trascendencia internacional a Dieste fue la “Iglesia de Cristo Obrero” (1958-60) en
la localidad de Atlantida, Uruguay.
Dieste diseñó la Iglesia según el principio del “pórtico”, pero como “una serie de pórticos ligados unos con otros”
(conformados por planos verticales laterales ondulados y la superficie ondulada superior de la cubierta, o sea el uso del
concepto de la doble curvatura), pero materializada con “ladrillos cerámicos cocidos comunes”. Esta técnica la aplicó
en todas las obras posteriores que realizo en Uruguay y Brasil.
CONCLUSIONES
Como se observa en todo lo antes
citado, no existe un material
estructural específico para la
edificación arquitectónica, por lo
que el “ladrillo cocido común”
tiene todavía una posibilidad
práctica
de
ser
utilizado
masivamente en la construcción y
no solo como un mero elemento
de cerramiento perimetral de
espacios
arquitectónicos.
El
ladrillo cerámico común es un
“material autóctono” de la región
nordeste de Argentina (NEA), sin
embargo es reemplazado por otros
materiales foráneos (cemento y
acero) para concretar estructuras
La “técnica catalana” aplicada escaleras, cubiertas y entrepisos, con ladrillos cerámicos cocidos.
en la edificación.
Además, estos materiales foráneos tienen un costo superior en todos sentido (ecológico, económico, transporte, mano
de obra, etc.), por lo que la región NEA produce una constante transferencia de divisas, que podrían ser invertidas en la
misma región con solo aplicar métodos científicos de diseño para verificar la capacidad estructural del material ladrillo
cerámico común. Los métodos científicos son conocidos por muchos profesionales de la construcción, pero la falta de
incentivos oficiales, como para utilizar el material autóctono, hace que el mismo sea relegado a una función secundaria,
solo cerramiento perimetral, pero vale comentar que algunos profesionales, con vida académica universitaria activa, tal
es el caso del Ing. Jorge Bernal en la ciudad de Resistencia, Chaco, Argentina, han ejecutado obras de arquitectura,
algunas importantes, con el material autóctono regional: ladrillo cocido común, como material estructural principal
reforzado. Evidentemente hace falta una decisión política regional, para desactivar los lobyes que ejercen ciertas
agrupaciones empresariales y comerciales, que “cuasi obligan” al consumo comercial de los materiales foráneos,
principalmente en la obra pública oficial. El uso del ladrillo común en la edificación no tiene límites, ni constructivos ni
estructurales, como se comento anteriormente, es un material que no requiere una alta especialización de la mano de
obra, es mantenible y reparable a bajo costo económico y tecnológico, posibilita una expresión estética arquitectónica y
es de bajo costo de producción, pero lo más importante, puede producir beneficios sociales de alto impacto, pues se
caracteriza de uso intensivo de mano de obra regional.
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