Al final del último artículo del blog explicábamos cómo Antoni Gaudí, después de darse cuenta de que las columnas esbeltas de piedra maciza del interior de la Sagrada Familia requerirían un diámetro demasiado grande, decidió recurrir al hormigón armado para realizar su estructura interior. Pero, ¿qué es este material y por qué se utiliza en el templo?
Características y componentes del hormigón armado
El hormigón se elabora con grava, arena, agua (necesaria para que el cemento entre en reacción y empiece el proceso de endurecimiento) y cemento, que es lo que actúa como adhesivo para el resto de componentes.
El hormigón, como cualquier roca, puede ser muy resistente cuando se comprime, pero no lo es a la hora de resistir el esfuerzo de tracción. Por este motivo, para suplir esta carencia y obtener un material final resistente a todos los esfuerzos, se introduce acero dentro de la masa de hormigón, lo que permite producir el hormigón armado.
¿Cuándo se empezaron a utilizar estos materiales?
Construir con cemento y hormigón puede parecer algo muy moderno, pero estos elementos ya se utilizaban en tiempos de los romanos. Podemos mencionar el cemento puzolánico, utilizado por los ingenieros romanos en la construcción de conductos hidráulicos, muelles y molinos de agua al descubrir que este material podía endurecerse bajo el agua. Su nombre proviene de la roca que se extraía de la población de Pozzuoli, en las faldas del Vesubio, Italia, y el ejemplo más vistoso construido con este tipo de cemento es el Panteón de Agripa (123 d. C.). Una gran cualidad de este material es que es resistente, a pesar de su ligereza, por lo que se usó en la construcción de la gran cúpula del Panteón: con sus 43,3 metros de diámetro, todavía hoy es la más grande del mundo construida con hormigón sin armar.
Hicieron falta casi dos mil años para superar este tamaño, y se hizo gracias a las innovaciones del hormigón armado, comenzado a utilizar por el arquitecto italiano Pier Luigi Nervi a partir de la década de los sesenta del siglo XX.
La primera fábrica de cemento en Cataluña, la de Eusebi Güell
Eusebi Güell, mecenas y protector de Gaudí, fue el industrial catalán que promovió en 1901 la primera fábrica de extracción y producción de cemento industrial de Cataluña y de todo el Estado español. Se trata de la fábrica de cemento Asland, en Castellar de n’Hug, cerca del nacimiento del río Llobregat.
La cercanía de Gaudí con el Sr. Güell, también en relación con esta empresa, queda patente en las obras del arquitecto que permanecen en la zona, entre las cuales se encuentra el chalé de Catllaràs, la casa de los ingenieros que dirigían las obras de extracción del carbón necesario para alimentar los hornos de la fábrica de cemento. Gracias a una especia de vagonetas y funiculares, bajaban el material desde la sierra de Catllaràs hasta el Clot del Moro, donde se encontraba la fábrica.
(Izquierda) Estado actual de la antigua fábrica de cemento Asland, en Castellar de n'Hug / (Derecha) Chalé de Catllaràs, en La Pobla de Lillet, proyectado por Antoni Gaudí en 1902 y reformado en el 2020
Sugranyes, colaborador de Gaudí y experto en el cálculo de hormigón
No obstante, la figura de Eusebi Güell no es la única cercana a Gaudí que le sirvió de nexo con el hormigón. También lo fue Domènec Sugranyes, quien era un estrecho colaborador del arquitecto, hasta el punto de convertirse, a partir de 1914, en su mano derecha.
Sugranyes fue nombrado profesor de la Escuela del Trabajo en 1923. Impartió clases de Construcción, Mecánica Elemental y Geometría, y en los apuntes que redactó para sus asignaturas podemos ver que, mediante el cálculo gráfico, no solo transmitió a sus alumnos los conocimientos adquiridos en el taller de Gaudí sobre el descenso funicular en el cálculo de arcos y bóvedas, sino que evolucionó estos conocimientos y, con las mismas herramientas (la regla y el compás), desarrolló el cálculo gráfico de los elementos de hormigón armado.
Gaudí, pionero del hormigón armado
Tanto por la proximidad a las primeras extracciones y fábricas de cemento del Estado como por el hecho de disponer de su taller de expertos en el cálculo del hormigón, resulta plausible y coherente la suposición de que Gaudí fue un pionero en el uso del hormigón armado en nuestro país. Las descripciones de Joan Bergós, biógrafo de Gaudí, así como las incluidas en la revista de la Sagrada Familia, documentan con detalle que Gaudí utilizó el hormigón relleno de elementos metálicos en La Pedrera, en los pabellones de entrada del Park Güell o en las edificaciones anexas al taller de la Sagrada Familia, entre otros. También afirma César Martinell, otro de los grandes biógrafos de Gaudí, que el arquitecto abandonó la idea inicial de resolver las bóvedas de la Sagrada Familia con paraboloides para pasar a hacerlo con hiperboloides al descubrir las posibilidades crecientes del hormigón armado.
En la Sagrada Familia, un ejemplo de la presencia del hormigón armado son los terminales de las torres de la fachada del Nacimiento.
Además, Gaudí propuso utilizar el hormigón en la construcción de las columnas interiores y las bóvedas de las naves, y así lo hizo, tal y como demuestra la conferencia sobre el sistema estructural de este último proyecto de Gaudí impartida por Sugranyes en la Associació d’Arquitectes de Catalunya en 1923. En su exposición, detalló que la descarga del peso del edificio debía ser absorbida por los armados de hormigón presentes dentro de los tres niveles superpuestos de bóvedas y cubiertas que tienen las naves.
Estructura de armado para la construcción de las columnas interiores de la Basílica del año 1995 (izquierda) y de las bóvedas de la nave central (derecha)
El hormigón armado de hoy en día y el de la Sagrada Familia
El hormigón armado que utilizaba Gaudí, sin embargo, es diferente al actual, que ha evolucionado gracias a la tecnología.
Un ejemplo de esta mejora la encontramos en el valor de resistencia a la rotura por compresión simple. Hacia los años setenta del siglo XX, era habitual en el mundo de la construcción utilizar hormigones de 175 kg/cm² de resistencia característica, especialmente en obras de cimientos. De todos modos, poco tiempo después la normativa comenzó a exigir valores de 200 kg/cm² en cualquier estructura. Hoy en día, toda obra civil debe garantizar un valor mínimo de 250 kg/cm² en cualquier estructura de hormigón.
En el caso de la Sagrada Familia, sin embargo, se trabaja con hormigones de 350 kg/cm² para estructuras pequeñas y de 600 kg/cm² para estructuras importantes que se están haciendo actualmente, como la torre de Jesús. Los resultados del laboratorio a menudo confirman que en la obra se hace un hormigón cuatro veces más resistente que el convencional. Además, al ser un hormigón mucho más compacto y denso, también resulta mucho más resistente a la erosión y al deterioro por agentes atmosféricos.
Este hormigón ha sido posible gracias al trabajo en colaboración con los centros de investigación de las universidades, los cuales han introducido nuevas fórmulas en su composición.
De esta manera, la realidad es que las normativas vigentes han ido aumentando sucesivamente los requisitos que se piden a una estructura, y el crecimiento extraordinario de las exigencias de la obra ha supuesto también el de la necesidad de mejorar el hormigón de uso corriente. En este sentido, aumentar la resistencia ha sido casi la única alternativa para hacer frente a los nuevos requisitos, sobre todo ante seísmos y viento, ya que el tamaño de los elementos estructurales (el diámetro de las columnas, el grosor de los muros, etc.) no se podía alterar si se quería conservar la fidelidad absoluta al diseño original de Gaudí.
Estructura de hormigón armado en la construcción de las bóvedas de la nave lateral, del año 1995.
