Los paneles de piedra tesada: estructura y componentes

Autor: Jaume Serrallonga.

El esqueleto estructural de las seis torres centrales de la Sagrada Familia está formado por una red de líneas horizontales y verticales. Las verticales quedan justo donde desde fuera se ven los aristones de granito azul Bahia, en el caso de la torre de María, o de pórfido granítico rojo en el resto de cimborrios, y están formadas por una estructura mixta de acero y hormigón, ambos de altas prestaciones: en el caso del acero, empleamos acero inoxidable dúplex, más resistente que los aceros convencionales, mientras que el hormigón que lo envuelve y lo protege también tiene una compacidad y una resistencia muy superior a la del empleado en la obra civil. De esta manera, podemos decir que garantizamos que este conjunto estructural tendrá una durabilidad excepcional.

Por su parte, las líneas horizontales van formando una especie de cinturón en cada nivel, el cual se puede ver al observar la separación existente entre cada grupo de tres ventanas, y tiene una importancia capital para conseguir mayor rigidez en el conjunto.

En este caso, no había espacio para el recurso del hormigón, y se confió plenamente en la piedra tesada para resolver los requisitos de resistencia estructural. De este modo, los paneles de piedra tesada no solo facilitan la construcción, ya que permiten la prefabricación y el registro de existencias, sino que son parte relevante en el reparto del cálculo estructural global. Por lo tanto, hoy en día la piedra todavía tiene un papel estructural en la Sagrada Familia.

 

DEL CIERRE DE LAS TORRES AL PROTAGONISMO EN LA ESTRUCTURA

De hecho, los paneles de piedra podrían haber sido concebidos simplemente como un cierre, secundario desde el punto de vista estructural, que solo se encargase de transmitir los esfuerzos hacia su perímetro, es decir, hacia la estructura principal. Pero la realidad es que se han concebido en piedra para que colaboren como estructura principal: ayudan a la descarga hacia la base y los cimientos y, en la hilera superior, incorporan unos tensores horizontales que actúan como enlace estructural horizontal de la torre.

Además de las cargas gravitatorias, las cargas del viento también se deben tener muy en cuenta en edificios como este, de gran altura, como ya explicamos en un artículo anterior, y en esta cuestión los paneles de piedra tesada también desarrollan un papel estructural importante. Asimismo, en nuestro caso, la captación de los esfuerzos del viento se acentúa al no tratarse de torres caladas, pues todas las aperturas triangulares están cerradas con vidrio para protegerse de la entrada de agua de lluvia.

Cuando un edificio de obra de fábrica o de sillares se dobla o se tuerce por efecto del viento, las juntas horizontales entre sillares se deforman y se pueden llegar a abrir. En ese caso, de todo el grueso del muro solo trabajaría la parte no fisurada que mantiene el contacto entre sillares. Esto motivaba la sobredimensión del grueso de los muros en el sistema gótico, aunque, en la práctica, solo trabajaba una parte. Actualmente, en el templo, con la ligera estructura arbórea ya construida bajo las bóvedas sobre las que nacen las torres, unos muros muy gruesos conllevarían demasiado peso. El recurso de los paneles de piedra tesada ha permitido reducir este grueso a valores razonables y de peso asumible, y consigue que se optimice todo el grueso del muro, ya que los cables tesados prensan las piezas de piedra y no permiten que las juntas se abran en ningún caso. Siempre trabaja todo el grueso.

En cuanto a la estructura, lo más singular es el tesado de estos paneles de piedra. Para llevar a cabo el tesado de la piedra necesitamos diferentes elementos. Veamos los principales:

 

CABLES DE TESADO

Aunque hablamos a menudo de cables de tesado, en nuestro caso realmente son barras rígidas de diversos diámetros, según su función, con los extremos roscados para su fijación en las cabezas de tesado, que se introducen en el interior de la piedra. Para que puedan pasar a través de hasta once hileras de piedra, es necesario hacer unas perforaciones en todas las piezas, de tal manera que queden perfectamente alineadas y que la barra de tesado, al pasar por ellas, no se encuentra con ningún hueco descentrado.

Las perforaciones en los paneles se realizan en ambos sentidos: horizontal y vertical. Los puntos de cruce entre ambas direcciones son los más críticos, y requieren más atención por el hecho de que, para asegurar la efectividad, todas las barras deben quedar lo más centradas posible en el grueso de la piedra. Por eso hay siempre un máximo de tres barras en los cruzamientos: en el caso de los paneles más pequeños, se cruzan dos en sentido horizontal con una en sentido vertical; en los paneles grandes, los de la torre de Jesucristo, es a la inversa, pues se cruzan dos en sentido vertical y una en sentido horizontal.

Todo esto obliga a que la piedra tenga el grueso suficiente para que, en el punto crítico, se puedan cruzar las perforaciones sin que se toquen y se garantice un margen de seguridad suficiente.

CABEZAS DE TESADO

Las cabezas de tesado son bloques macizos de acero inoxidable dúplex en los que se anclan las barras de tesado. Se sitúan en la primera y en la última fila de cada panel, y el agujero necesario para que estos entren dentro de las piedras más resistentes debe realizarse con precisión milimétrica. La unión entre las cabezas de tesado y la piedra se realiza por medio de unas resinas de unión muy especiales.

Los paneles más pequeños, los de las torres de los Evangelistas o los de la torre de la Virgen María, tienen tres cabezas de tesado abajo y dos arriba cuando su forma es en m, o al revés, si su forma es en w. En cambio, los paneles de la torre de Jesucristo, que son mucho más grandes, tienen ocho cabezas de tesado en total: los paneles con forma de m tienen tres arriba, ya que se necesita una central para absorber la mayor curvatura de estos paneles, y cinco abajo; en el caso de los paneles en forma de w, también se invierte la disposición de las cabezas de tesado.

 

ESPIGAS

Para que un panel encaje perfectamente con el de debajo, se prevén unos elementos metálicos salientes, con forma de bola, que emergen como un macho de la cabeza de tesado inferior y encajan con el vacío practicado en la cabeza de tesado del panel superior. A estos elementos se les conoce como espigas, un término que hace referencia a los ensamblajes de caja y espiga de la construcción tradicional y de la rama de la carpintería.

Las espigas tienen una función centradora, ya que son realmente útiles para posicionar el panel de piedra cuando baja con la grúa. Esta maniobra, muy repetida en el templo, es realmente delicada, e incluso la tenemos prohibida cuando hace demasiado viento, debido al riesgo que conlleva el movimiento de péndulo o de rotación del panel suspendido en el aire.

Por otra parte, aunque las espigas suponen una ayuda para posicionar la pieza, también son un problema cuando es necesario casar de manera simultánea caja y espiga en más de dos puntos. De hecho, los paneles de los Evangelistas y la Virgen María se realizaron con dos y tres espigas en cada nivel, de manera alterna, mientras que en los paneles de Jesucristo, mucho más grandes, se previeron solo uno o dos alternadamente para facilitar el encaje. Es necesario tener en cuenta que, cuanto más grande y pesado es un panel, más difícil resulta moverlo, y pasa a ser muy conveniente facilitar esta maniobra, asegurando siempre la correcta posición.

HANGERS

Este término hace referencia a los elementos que sobresalen en los extremos laterales superiores de cada panel para permitir su agarre y su levantamiento con la grúa y, posteriormente, su encaje en los receptáculos dispuestos en las columnas de la estructura principal.  Serían como unos colgadores de ropa; gracias a estos elementos, los paneles pasan de colgar de la grúa a colgar de la estructura, en la que finalmente quedan inmovilizados.

 

SHIMMINGS

Cuando un panel va bajando con la grúa para su colocación en el lugar correspondiente, debe pasar entre dos columnas de la estructura principal, previamente montada. El panel tiene que bajar hasta que encajen tanto las espigas como los hangers. Para que no haya roce lateral se necesita una tolerancia mínima de unos 8 milímetros por cada lado. Esta tolerancia mínima siempre es necesaria, ya que en la obra puede existir alguna pequeña desviación, de manera que, por ejemplo, podrían quedar 4 milímetros a un lado y 12 milímetros a otro.

El término shimming se extrae directamente del inglés shimming plate (cuña de ajuste), y se refiere a las planchas de acero de diferentes grosores que sirven para completar el espacio que finalmente queda entre los hangers de las cabezas superiores y las columnas de la estructura principal. De esta manera, con los shimmings se garantiza que se rellena el vacío de tolerancia y se consigue el contacto total, necesario para aplicar la tensión en los cables horizontales que pasan por los dinteles, los cuales son los que cierran cada nivel de las torres a modo de coronas circulares.

Por lo tanto, todos estos elementos forman parte de los paneles de piedra tesada con los que estamos levantando las torres centrales. Como hemos visto, se trata de un entramado de piezas de acero que se convierten en el esqueleto estructural y que, a pesar de que en muchos casos no resultan visibles, también juegan un papel muy importante en la construcción de la Sagrada Familia.

 

Jaume Serrallonga
Doctor en Arquitectura por la Universidad Politécnica de Cataluña con la tesis doctoral Geometría y mecánica en los modelos de Gaudí. Es miembro del Departamento de Proyecto de la Sagrada Familia y ha sido profesor en diferentes universidades.
En la Basílica, entre otras cosas, ha sido el encargado de los proyectos de las bóvedas del ábside y de la sacristía de Pasión. Después de trabajar en el gran hiperboloide de la torre de la Virgen María y en el núcleo de la torre de Jesucristo, actualmente lo hace en el proyecto de la fachada de la Gloria.

 

Comentarios

  1. Es el trabajo arquitectónico más complejo y ambicioso del mundo .Una estructural belleza ,que da paso a millones de personas de diferentes latitudes para admirar tanta construccion y continuar con el proyecto de Gaudí .que debería ser catalogado como una maravilla del mundo .Nos encanto y fue una visita maravillosa !

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