La Sagrada Familia: un templo monitorizado las 24 horas del día

Del mismo modo que en un hospital se monitoriza a los pacientes para registrar sus constantes vitales y, de esta manera, poder actuar cuando se detecta una variación que haga saltar las alarmas, en el mundo de la arquitectura y del patrimonio comienza a ser usual que se monitoricen edificios de relevancia o valor patrimonial. En estos casos, es importante obtener datos para garantizar que las posibles anomalías se detectan a tiempo de ser solucionadas.

Es el caso, por ejemplo, de las grietas. Antes, para controlarlas, se utilizaban testigos de yeso, es decir, una especie de parches rectangulares que se colocaban de través en la grieta en estudio. Al secarse el yeso, como quedaba muy rígido, si había algún movimiento de la grieta el testigo se rompía, lo cual suponía un aviso de que seguía activa y se desplazaba. Sin embargo, este sistema no proporcionaba ningún dato cuantificado sobre el movimiento. Más tarde, para evaluar la evolución de la anchura de una fisura, que, en cierta manera, también informa sobre su profundidad, se utilizó el pie de rey, una herramienta que permitía medir la distancia entre dos clavos dispuestos a cada lado de la fisura. Más recientemente, se comenzaron a utilizar unas regletas que se calibraban manualmente, instrumentos que después evolucionarían hacia los fisurómetros, unos aparatos que permiten obtener datos de una grieta con mucha más precisión. La Sagrada Familia, que tiene grietas desde tiempos de Gaudí, también ha seguido esta evolución en los sistemas de control de sus movimientos, y en este artículo os desvelaremos algunos detalles técnicos sobre esta cuestión.

Testigo de yeso                                                                   Regleta

EL INICIO DEL CONTROL EXHAUSTIVO Y CENTRALIZADO

Inicialmente, la lectura de los datos que nos daban los diferentes aparatos instalados en el edificio era una tarea que había que realizar en cada uno de ellos. La relación entre los datos y las conclusiones que se extraían de estos era un trabajo posterior, a cargo de los especialistas. Sin embargo, en el año 2010, a raíz de las obras del tren de alta velocidad por debajo de la calle de Mallorca, se implantó en el templo un sistema de control integral de los movimientos del edificio, aunque, en aquel caso, se enfocó especialmente a la zona de la fachada de la Gloria.

El sistema incluyó elementos nuevos, como una estación topográfica total que medía el movimiento de la estructura e inclinómetros, unos aparatos de alta precisión que permiten medir el desplome con respecto a la vertical que podía adoptar la fachada debido al movimiento del terreno. También se instalaron piezómetros, aparatos que, situados en el interior de un pozo de pequeño diámetro y mucha profundidad, medían el nivel del agua que hay dentro del terreno.

Acabada la fase de construcción del túnel, la de más riesgo, la puesta en servicio del tren no suponía ningún peligro, pero los técnicos del templo quisieron dar continuidad a la captación de datos y se inició una segunda campaña de instrumentación ampliada a otras zonas. Además, a los aparatos ya empleados se añadieron los extensómetros, con los cuales se detectan deformaciones.

Sin embargo, en ambos casos, el acceso a los datos era complicado para los técnicos del templo. Tenían que solicitar información con tiempo, del mismo modo que las respectivas empresas también lo necesitaban para emitir el informe correspondiente. Como se deseaba poder realizar consultas en tiempo real y disponer de datos de movimientos en cualquier momento, se decidió realizar una monitorización del templo que dependiese directamente de nuestros técnicos.

DATOS A TIEMPO REAL

La intención inicial de la captura permanente de datos era la de utilizarlos para el planteamiento adecuado de un futuro plan de restauración completo de la fachada del Nacimiento, pero pronto se vio que convenía monitorizar el templo completo, y no solamente la fachada Patrimonio de la Humanidad, ya que la inminente construcción de las torres centrales también lo requería.

Por lo tanto, actualmente se dispone de una instalación potente, capaz de vigilar el templo desde todas las perspectivas; para conseguirlo, se acordó con diversas comunidades de vecinos la instalación en sus azoteas de los aparatos necesarios para la captación de estos datos. En la mayoría de casos, se trata de pequeños elementos llamados prismas, que son puntos de referencia que el sistema asume como puntos fijos en la toma de medidas. Son como unos pequeños reflectores que no ocupan espacio y apenas suponen afectaciones de ningún tipo.

En otros casos, es necesario instalar la estación que emite los rayos ópticos hacia los diferentes prismas, instalados dentro y fuera del templo.

Estación interior

El conjunto de aparatos se compone de diferentes tipos de sensores. Por un lado, están los destinados a la captación de datos de los movimientos del edificio, entre los cuales destacan:

• los prismas, que detectan los desplazamientos;
• los fisurómetros, que detectan la apertura de fisuras;
• los extensiómetros, que detectan deformaciones;
• los acelerómetros, que detectan aceleraciones, es decir, movimientos dinámicos por influencia del metro o del tráfico rodado;
• los pezómetros, que detectan el nivel freático.

Cabe destacar, asimismo, que los diferentes aparatos progresan en cuanto a su sofisticación; es el caso, por ejemplo, de los fisurómetros: ahora hay de dos y de tres dimensiones; estos últimos son necesarios cuando una grieta tiene un desplazamiento perpendicular al plano de la fisura.

Por otro lado, hay sensores encaminados a captar datos del ambiente. Las estaciones meteorológicas completas captan datos como la temperatura, la humedad o la precipitación y, con anemómetros colocados a diferentes alturas, captan la velocidad y la dirección del viento a diferentes cotas. Además, también están los captadores de datos de contaminación, gases y partículas.

LA CORRELACIÓN DE DATOS

El control de los datos y la interrelación entre todos ellos es un tema complejo. Es necesario determinar si el movimiento de una grieta se debe a que el edificio se mueve por el efecto del viento o si se ha dilatado por efecto de la temperatura antes de determinar si se trata de un aviso estructural. Por eso es tan importante la centralización, sistematización y automatización de los datos captados para distinguir los movimientos cíclicos, es decir, los atmosféricos, del resto.

Así pues, por ejemplo, en cuanto a la contaminación se ha detectado que las primeras capas formadas sobre la piedra del edificio provienen de una época en la que en la ciudad se quemaba carbón para hacer funcionar las numerosas máquinas de vapor que había. Afortunadamente, hoy en día esto ya no es así, pero el control de los datos de contaminación servirá para prever qué capas se pueden ir formando sobre la piedra y determinar la mejor intervención para proceder a su limpieza periódica.
 

LOS PRIMEROS RESULTADOS

Después de casi dos años de funcionamiento de estos aparatos, se pueden comenzar a ver los primeros resultados: los cambios meteorológicos producen movimientos en el templo que se detectan de manera inmediata.

En el caso de la altura de las torres se ha detectado que, en el ciclo anual, solamente por efecto de la temperatura ambiental, la altura de las torres tiene una amplitud de oscilación de 1 cm, es decir, en el verano, con el calor, se dilatan y crecen unos 5 mm, y en el invierno, con el frío, se contraen y se encogen unos 5 mm. En la gráfica de temperaturas y de movimientos de todo un año se puede leer bien esta relación por el paralelismo entre ambas curvas en forma de onda sinodal.

Superposición de los movimientos en ciclos estacionales

En cambio, hay fisuras que se ven influenciadas por la temperatura de manera inversa. Cuando hace frío y baja la temperatura, los materiales se contraen y las fisuras se abren.

También se ha visto cómo afecta la construcción de las torres del crucero a las columnas de la cripta; el sistema, que tiene mucha precisión, ha detectado más movimientos en las columnas más próximas al crucero y menos afectación en el resto. Todas las columnas del interior están bajo control y vigilancia permanente desde una estación interior que, al mismo tiempo, está conectada con el exterior por unas pequeñas perforaciones que ha sido necesario realizar. De esta manera, los datos combinados del interior y del exterior del templo permiten distinguir qué parte de cada movimiento corresponde a una evolución natural ambiental o qué parte podría hacer saltar una alarma de mayor o menor relevancia.

La intención final es, por lo tanto, establecer un modelo informático y matemático que, a partir de un conjunto de ciclos mínimo, pueda extraer conclusiones más o menos automatizadas y ofrecer un cuadro ponderado de diferentes niveles de alerta para facilitar la anticipación en la detección, de modo que ninguna patología estructural pueda progresar mucho antes de que sea demasiado tarde para intervenir y repararla.