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Una visión estructural de la Sagrada Familia

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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

Si gótico, volvió a responder en español, pero completado según la visión de nuestros días.
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.

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Crédito: Lluis Gene/afp via Getty Images

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.

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Fuente: Dossier informativo de la Sagrada Familia

Este árbol cercano a mi obrador, éste es mi maestro

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Formas naturales inspiradoras
Fuente: Unsplash / Fuente: Ojolince

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.

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Interior de la nave central con los pilares arborescentes / Fuente: sagradafamilia.org

La arquitectura no es estabilidad; ésta 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 de las resultantes finales, al descansar sobre las columnas, 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 pues de éste 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. Subsistía, no obstante, en su interior , 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. 

Debido a la lenta marcha de su construcción al principio, permitió a Gaudí 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).

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Pilares inclinados en la cripta de la colona Güel / Gaudi structure chapel - Google Search

Pilares inclinados en la Sagrada Familia inspirados en una secuoya.

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Foto de archivo de la Sagrada Familia / Fuente: descubriendohojas.blogspot.com

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 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.

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Fuente: Catedral MCA / Gaudi Club

Estructura interior gótica y bóveda envolvente cerámica en la Sagrada familia

En cambio las bóvedas de las naves, toman el carácter de 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”

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Fuente: skyscrapercity.com
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Fuente: fr.wikipedia.org

La cubierta interior como envolvente

Para construir las bóvedas y otros elementos cohesivos concrecionados, el procedimiento utilizado consistían 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, se empieza de manera radial; los hierros hacen de armadura y de regle director para recoger el ladrillo, se puede por tanto 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 necesarias 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.

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Bóvedas en hiperboloides armadas / Estructura del inicio de la torre del evangelista Mateo. © TSF

 

 

 

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Autor

Carles Romea

Co-director del Máster Internacional en Estructuras de Edificación con CYPE y Director del Máster de Estructuras Metálicas y Mixtas en Edificación en en Zigurat Global Institute of Technology.