Una visión estructural de la Sagrada Familia

La Sagrada Familia, iniciada en 1861 por Josep María Bocabella, fue una iglesia innovadora en construcción, estructura y funcionalidad. Tras adquirir el terreno en 1881, el arquitecto Francisco de Paula del Villar comenzó las obras en 1882 pero abandonó el proyecto al año siguiente. Antoni Gaudí asumió el diseño, presentando una propuesta ambiciosa y llena de simbolismo tras varios años, marcando un hito en la arquitectura.

Desafiando estilos en la construcción de la Sagrada Familia

Cuando Su Majestad el rey Alfonso XIII visitó las obras de la Sagrada Familia en abril de 1904, Antoni Gaudí, sintiéndose incomprendido por la falta de conocimiento arquitectónico del monarca, respondió con rapidez y firmeza cuando este le preguntó acerca del estilo del templo:

¿Y qué estilo se adopta en este templo?

¡Gótico! - contestó raudamente en castellano Gaudí (Gaudí era monolingüe)

A pesar de las risas contenidas, al salir al exterior por los pórticos del templo, el rey volvió a inquirir:

¿Gótico me ha dicho antes? volvió a inquirir su majestad

Sí, gótico, volvió a responder.

Gaudí, autodenominado el último arquitecto romano, sostenía que su obra era una continuación de la arquitectura bizantina (romana oriental), llevándola más allá de donde la arquitectura anterior la había dejado.

Con sus colaboradores Rubió y Jujol, Gaudí recibió el encargo de rehabilitar la Catedral de Mallorca por parte del obispo Campins, un íntimo amigo. La Seu de Mallorca se destacó como uno de los mejores edificios litúrgicos construidos durante el periodo de la Corona de Aragón. A pesar de su aprecio por la arquitectura antigua, Gaudí no tenía en buen concepto del sistema gótico, al que consideraba fabril, repetitivo y mecánicamente defectuoso.

Muletas del arco ojival

En relación con la estructura de la Sagrada Familia, Gaudí cuestionaba el uso del arco ojival, basado en estructuras auxiliares  (o muletas, como él las llamaba). Según él, si el arco ojival requería soportes adicionales, era indicativo de una estructura defectuosa. Solo aquellos arcos que seguían el trazado antifunicular de cargas cumplían correctamente su función resistente y estática.

Gaudí criticaba el arco ojival como una unión irregular de dos arcos de circunferencia, un arco "bastardo" que no obedecía ninguna ley estructural. Insistía en que las estructuras debían seguir leyes basadas en momentos flectores y esfuerzos cortantes. Matemáticamente, argumentaba que las curvas ideales como la parábola y el paraboloide eran aplicables en teoría, pero la realidad de la arquitectura estaba regida por la catenaria, una curva física que incorpora el peso y la gravedad.

Este árbol cercano a mi obrador, este es mi maestro

La estructura mecánica del Templo de la Sagrada Familia

Partía, cuando fue planteada inicialmente en 1898, del tipo gótico, con sus grandes defectos, pero corregidos. En el primer estudio se obtenía la verticalización de los esfuerzos mediante el extraordinario peralte de los arcos, que tomaban una forma parecida a la parábola o a una catenaria, de modo que la clave se encontraba a una altura dos veces y media a la luz.

La arquitectura no es estabilidad; esta es una parte de aquella, no es el todo. La arquitectura es arte

La forma de estos arcos era la misma forma de la resultante de las presiones de sus componentes; esto permitía un trabajo mecánico excelente y una exacta localización de las presiones. La casi verticalidad era el resultado únicamente de una acertada combinación geométrica entre la altura y la luz de la nave central y de las dos naves laterales, y podía prescindir de los arbotantes y contrafuertes del sistema gótico.

Corregía, de este modo, el principal defecto de la estructura medieval: los esfuerzos no se disgregaban hacia el exterior, los elementos vitales del edificio no quedaban expuestos a una fácil destrucción, el organismo mecánico del edificio coincidía con el organismo arquitectónico. No obstante, en su interior subsistía lo esencial del principio gótico, puesto que la estabilidad de todos los arcos dependían del arco contiguo, de modo que si uno de ellos falla por cualquier accidente exterior o interior, arrastra posiblemente en su caída alguno de los colaterales. 

Los pilares 

Debido a la lenta marcha de su construcción, Gaudí pudo meditar largamente sobre el sistema estructural final. Llegó a la solución arborescente, buscando que los elementos resistentes sean del todo internos, no externos, ni siquiera epidérmicos; de manera que va más allá de la solución anterior, que solo buscaba los arbotantes. Ahora las presiones que vienen del peso de las cubiertas, van directamente al suelo, directamente con su trayectoria interior, separada de la fachada del edificio.

Para conseguirlo recurre a la concreción de masas de los elementos sostenidos (cubiertas, sus pesos interiores, arcos interiores de las naves); busca los centros de gravedad de cada elemento; compone así sus pesos y encuentra su resultante vertical, la cual inclina a conveniencia para hacerlas pasar por los elementos sustentantes (columnas).

Pilares inclinados en la Sagrada Familia inspirados en una secuoya.

Esta innovación de las columnas inclinadas interiores de las naves, respecto a alza columnas verticales, fue el resultado de su experimentación en la Colonia Güell, donde Gaudí modula las cargas para obtener el perfil deseado, es decir, en el templo se aúna el organismo arquitectónico con el organismo mecánico, en cada uno de los elementos del edificio.

Las cubiertas exteriores

Las cubiertas con partes resistentes de madera obligan a una reparación continua

Las cubiertas exteriores (tejados) son mucho más importantes, en cuanto a su resistencia que las interiores (bóvedas y arcos de la nave), a diferencia de lo que ocurre en los edificios góticos, donde las bóvedas y arcos interiores son las resistentes, mientras que las exteriores acostumbraban a ser de madera, fácilmente destruibles.

En la Sagrada Familia, las cubiertas exteriores, con sus entramados horizontales, pesan unas tres veces más que las bóvedas interiores de las naves. En la nave central las bóvedas se comportan como un triple compartimento estanco resistente, mientras que en las laterales tienen un doble compartimento.

Estructura interior gótica y bóveda envolvente cerámica 

En cambio, las bóvedas de las naves, toman el carácter envolvente del volumen interior, y pueden ceñirse a embellecer el volumen, siendo ellas geométricamente bellas, y a regularizar de manera armoniosa la luz interior con el objetivo de conseguir el máximo efecto plástico. 

“Las cubiertas no pueden ser modestas como suelen hacerse, porque como están en los puntos mas altos de las construcciones, disminuyen mucho visualmente”

La cubierta interior envolvente

Para construir las bóvedas y otros elementos cohesivos concrecionados, el procedimiento utilizado consistía en armar con acero el ladrillo, piedra o cemento de cada uno de los elementos con los que están hechos, y en el sentido de la generatriz de las superficies regladas, que son rectas. De este modo se aprovechan sus propiedades. 

El armado de las bóvedas, teniendo en cuenta el acorde de la columna con el hiperboloide cóncavo central, se hace mediante un hiperboloide convexo y se empieza de manera radial. Los hierros hacen de armadura y de regle director para recoger el ladrillo, lo que permite suprimir el encofrado y los moldes destinados a resistir los pesos muertos de toda la bóveda que gravitarían sobre ellas hasta que estuviera perfectamente acabada y fuera auto estable.

Esto supondría un coste elevadísimo que nos ahorramos, tal como sucedía en la construcción gótica. Aquí solo son necesarios unos ligeros contrachapados, que actúan como guías y que solo deberán aguantar pesos relativamente pequeños, ya que cuando el hierro, el material aglomerante y el ladrillo trabajan solidariamente, una vez fraguado el mortero, no solo son capaces de soportar su peso propio, sino también los elementos que se apoyan en ellos. La construcción puede avanzar en ménsulas sucesivas, pero estando arriostradas por las dos generatrices.