LA REPRESENTACIÓN GRÁFICA TRIDIMENSIONAL EN LA SOLUCIÓN ESTRUCTURAL Y CONSTRUCTIVA DE CERCHAS DE MADERA: LA CUBIERTA DE LA FACULTAD DE BIBLIOTECONOMÍA DE LA UNIVERSIDAD DE GRANADA
La Facultad de Biblioteconomía de la UGR se encuentra en un edificio del s. XIX, ubicado en las proximidades del Monasterio de la Cartuja de Granada, en la zona extramuros de la ciudad. Su traza se debe al arquitecto Francisco Rabanal. El conjunto de la edificación responde a las tendencias propias de la época en la que fue construido, representando un claro exponente del historicismo mudéjar.
El inmueble fue construido entre 1891 y 1894 para noviciado y Colegio de la Compañía de Jesús.
Fig 1. Imagen aérea del edificio. Bing Maps.
La fachada principal está enmarcada por dos torres centrales que dan paso al pórtico de acceso compuesto por tres arcos de herradura con alfiz, cuyas albanegas y trasdós se ornamentan mediante el empleo de listones radiales de ladrillo bordeados de espinillas. Las torres de la fachada siguen el mismo esquema de las torres angulares, sólo que con una fila de arcos de herradura y tres en la parte superior.
En 1916-17, con la colocación en su fachada de un grupo escultórico presidido por la imagen del Sagrado Corazón, en sustitución de la primitiva balaustrada de ladrillo del pórtico, se alteró la unidad y seriación de esa parte de la fachada.
El edificio se coronó con una cubierta inclinada a dos aguas de teja curva cerámica. Estructuralmente está constituida por un sistema de cerchas de madera (pino rojo gallego) de par y tirante con un pendolón central que parte desde la hilera que forma la cumbrera y descansa en el tirante a través de unas bridas de hierro. Los pares se consolidan a través de los puentes de rigidización que apoyan en el pendolón y sobre ellos, perpendicularmente, las correas, de sección rectangular que se sustentan mediante ejiones y que constituyen la base donde se apoya la tablazón.
En los años 70 fue adquirido por la Universidad de Granada y en 1982 se solicitó al Ministerio de Cultura la calificación del mismo como de interés artístico y fue declarado Bien de Interés Cultural por el Real Decreto 19 de enero de 1983.
Los numerosos usos que ha albergado, han provocado múltiples intervenciones para su adaptación espacial a los mismos. Las principales actuaciones realizadas sobre él las llevaron a cabo los arquitectos Castro Padilla y Gallego Roca.
A finales de los años 80, la saturación del edificio era tal que en 1989 hubo que adaptar el antiguo refectorio y acondicionar uno de los patios interiores para impartir clases. A pesar de los cambios de uso y las transformaciones sufridas, la tipología y características originales del inmueble se han mantenido casi intactas hasta nuestros días.
En el año 2006 la Universidad de Granada encargó la rehabilitación unitaria de las cubiertas del inmueble. El proceso de intervención abarcaba la rehabilitación y saneamiento de todo su conjunto además de algunas actuaciones puntuales en zonas que presentaban patologías graves, tales como deformaciones, rotura de elementos estructurales y problemas de humedades, que dañaban la imagen del edificio además de crear problemas funcionales y de seguridad en el desarrollo de actividades docentes.
El acceso al interior de la cubierta era complicado y peligroso. Además, las condiciones físicas de la misma impedían una visión completa de todo el conjunto. De ahí que se hiciera aún más conveniente un levantamiento tridimensional de la misma para un mejor y más detallado conocimiento tanto de su estado real como de los trabajos a acometer para su rehabilitación.
OBJETIVOS: USO DEL LENGUAJE GRÁFICO TRIDIMENSIONAL EN LAS FASES DE REHABILITACIÓN DE LAS CUBIERTAS.
El objetivo principal tenía un fin dual: como profesionales era la rehabilitación de una interesante cubierta de cerchas de madera bajo las teorías de restauración y reconstrucción asumidas por la legislación vigente en materia de patrimonio; y como docentes de la expresión gráfica era la oportunidad de aplicar nuevos conocimientos gráficos en la práctica real y experimentar la presencia de éstos novedosos métodos en todas las fases del proyecto y de la ejecución, desde las ideas hasta la materialización.
Una de las premisas de la actuación era la de realizar la consolidación de la cubierta con los mínimos trabajos posibles, para lo cual era fundamental tener un conocimiento global y detallado de su geometría y funcionamiento.
Además, las condiciones de ocupación del edificio y la ya mencionada dificultad en el acceso a la misma, afianzó el interés y la necesidad de utilizar los sistemas de dibujo tridimensional con medios informáticos desde el origen de la intervención, comenzando con el levantamiento del estado actual.
Podemos terminar este apartado con lo que Fuentes y Ureña (2011) indican en el capítulo dedicado a “El proyecto digital” en el libro “Dibujo y construcción de la realidad”: “El proyecto realizado con medios digitales tiene como objetivo resolver problemas nuevos, complejos, o enfrentarse a soluciones antiguas con rapidez, posibilitando nuevas formas de hacer”.
Fig 2. Encuentro de cuatro faldones. 2010. García-Asensio-Medina.
CONTENIDO: EVOLUCIÓN DE LA REPRESENTACIÓN TRIDIMENSIONAL Y APLICACIÓN PRÁCTICA.
Ante el problema complejo que había que resolver, se apostó por la expresión gráfica y el levantamiento tridimensional como sistema para afrontarlo.
A continuación se expone un breve repaso de como la representación arquitectónica ha ido evolucionando y adaptándose a los problemas de cada época con diferentes técnicas gráficas y procedimientos científicos.
La aparición de signos gráficos como abstracción de las formas, llevó a la aparición del lenguaje gráfico y, en concreto, el arquitectónico. Este lenguaje nace como vínculo entre los signos gráficos y la comunicación.
Centrándonos en la representación tridimensional podemos constatar como en las civilizaciones mesopotámica, egipcia, griega y romana los modelos tridimensionales eran básicamente de dos tipos: de carácter simbólico y votivo, no fieles a la representación de la arquitectura, y modelos en piedra, mármol… a modo de maquetas de trabajo más semejantes a la realidad. Éstos últimos eran propios de la cultura romana.
Es en esta época, en el siglo I a.C., cuando la representación de la arquitectura adquiere un verdadero nivel de comunicación con la aparición del tratado de Arquitectura de Vitruvio.
En la Edad Media se manifiestan las presentaciones arquitectónicas tridimensionales en relieves y objetos con formas arquitectónicas como relicarios, escudos, baldaquinos, retablos…
La mayor complejidad constructiva del gótico hizo necesario el uso de nuevos métodos de representación gráfica, apareciendo la perspectiva gótica.
En el Renacimiento y con la especialización del arquitecto, se empezó a utilizar el dibujo arquitectónico de forma habitual, tanto para estudiar arquitecturas anteriores como para la construcción de sus propios edificios, época en la que adquirió también una gran importancia el uso de la maqueta.
Además, fue durante el Renacimiento cuando se produjo un descubrimiento que marcó un hito en la evolución en las técnicas gráficas, “la perspectiva”, cuya codificación se suele atribuir a Brunelleschi, y que supuso una nueva concepción del espacio.
El recurso de la perspectiva como método tridimensional de representación gráfica y su mayor economía frente a los modelos y maquetas materiales, así como su fácil modificación, la convirtió en un medio eficaz para la transmisión de información a los operarios.
A finales del s. XVI y s. XVII y con el desarrollo de la óptica se crearon nuevas formas para la representación arquitectónica mediante métodos con ilusiones ópticas tales como el uso de la malla o red, que tensa e interpuesta entre el dibujante y el modelo, facilita el dibujo de composiciones.
En el siglo XVII y XVIII, se usaban tanto para prever la obra a ejecutar como para establecer contratos para la realización de la misma, por lo que cada vez se hacía más necesaria una normalización de la misma.
Es en el siglo XVIII cuando se da el hecho clave para el Dibujo Arquitectónico, con la publicación de la obra del matemático francés Gaspard Monge, que hizo que la representación gráfica adquiriera ese grado de convencionalidad necesario para que todo aquel que conociera sus reglas pudiera comprender perfectamente lo representado.
Gracias a esta evolución en la geometría, esta ciencia se pudo aplicar a más campos. De esta forma, la transformación de los proyectos arquitectónicos, urbanísticos e industriales del siglo XIX, promovieron las nuevas técnicas gráficas y de comunicación atendiendo a las nuevas necesidades técnicas y científicas de esta sociedad.
Estas nuevas necesidades hicieron que apareciera un nuevo tipo de dibujo de arquitectura dirigido al cliente no preparado, perspectivas hechas con acuarelas u óleos que trataban de reflejar la futura realidad. Unos dibujos de Arquitectura muy cuidados que en el siglo XX con el movimiento moderno, volvieron a sufrir una profunda modificación, apostando por una representación más pura y limpia, motivada en gran parte por las necesidades de producción en serie, mecanización y reproducción.
Por todo lo expuesto, podemos decir, que desde que fue posible la reproducción de imágenes, estás se convirtieron en una parte fundamental de la expresión teórica de la Arquitectura y de sus mecanismos de elaboración y difusión. Por lo que no sólo evolucionó la manera de representar, sino también los diferentes usos en los que se aplicaba.
En nuestros días, la representación virtual tridimensional, se utiliza principalmente para la visualización de espacios, pero en este trabajo, la rehabilitación de las cubiertas de cerchas de madera, se decidió comprobar cómo esta nueva forma de representar podía ayudar en la resolución de los problemas estructurales y constructivos. Manteniendo así la idea de que técnica y uso están en constante evolución adaptándose a las necesidades de cada época.
Fig 3. Encuentro de esquina y detalles. 2010. García-Asensio-Medina.
El primer paso fue realizar el levantamiento exacto del estado actual de la cubierta, para lo que, previamente, se decidió hacer un estudio de las herramientas de representación arquitectónica de las que se disponía, y cuales se adaptaban mejor a las necesidades.
Los sistemas CAD (diseño asistido por ordenador) constituyen una herramienta para un diseño más eficaz, con menores errores y que puedan ser probados antes de su ejecución acortando tiempos y abaratando costes. Permiten una evaluación completa del proceso antes de la materialización. No obstante, la tecnología BIM (diseño tridimensional directo) está empezando a desplazar o complementar el CAD y trata de reintegrar de alguna manera gestos del diseño manual.
El sistema BIM, es de gran ayuda para el análisis y soluciones proyectuales de problemas y situaciones en rehabilitación de unidades específicas como es el caso de la rehabilitación de la cubierta de la Facultad de Biblioteconomía de la Universidad de Granada.
Modelar en 3D supone pensar volumétricamente y permite resolver cuestiones constructivas de una forma muy similar a como se resuelven al construir físicamente las unidades y los encuentros. Con estas herramientas gráficas, no se trabaja con imágenes sino con formas.
Aquí se ha efectuado una representación 3D de las cerchas sin inclusión de otros elementos del entorno para ver el sistema constructivo y estructural de las mismas de forma más teórica. Más tarde se incluirían otras variables que ligaban este sistema estructural a su posición física real.
Se pudo comprobar que ciertas soluciones realizadas, no tanto en su origen como en posteriores intervenciones, no eran las más adecuadas. Con el modelo tridimensional se constató que había uniones y maclas que provocaban un reparto de fuerzas no homogéneo ni equilibrado en ciertos puntos, generando daños en las propias cerchas, cesiones en los faldones de teja y empujes en los muros de carga perimetrales en los que se apoyaban.
Fig 4. Cerchas de torreón y detalles. 2010. García-Asensio-Medina.
El factor temporal (poder obtener vistas desde cualquier perspectiva en tiempo real) ayudó sobremanera a detectar los desajustes mencionados y a poder ensayar múltiples opciones que llevaron a la adopción de las medidas correctoras finales de una forma más rápida que con la tradicional representación bidimensional.
Igualmente, con el levantamiento tridimensional de los nudos donde se actuó y en los que se adoptaron las nuevas soluciones, se comprobó como el reparto de fuerzas y, en definitiva, el comportamiento tensional general de los mismos era más sencillo y coherente.
En la fase de ejecución de las soluciones, esta metodología también fue muy eficaz en la transmisión y lectura de la información por parte de todos los operarios y armadores que participaron en la obra.
El uso de esta técnica combinada con otras técnicas tradicionales como el levantamiento planimétrico y la toma de fotografías, agilizó el proceso proyectual y constructivo. Frente a estas técnicas tradicionales, las herramientas informáticas ofrecen numerosas ventajas.
Respecto al levantamiento planimétrico, la posibilidad que ofrece la realidad virtual de poder visualizar desde distintos puntos de vista el objeto 3D en el que se trabaja, permite una mayor comprensión de los problemas a la vez que la visualización de perspectivas que por las condiciones físicas de la cubierta, no sería imposible.
Esta metodología es flexible y permite alterar e introducir variables de un modo más rápido, así como hacer saltos hacia atrás o adelante en la introducción de datos. Por tanto, la linealidad del proceso se elimina. Es factible una evaluación a cada paso del proceso desde varios puntos de vista, con inmediatez… con la introducción del movimiento en el proceso y su consulta.
La representación utilizada fue intencionada, selectiva y muestra de forma simplificada los elementos que conforman la cubierta y sus interconexiones.
Fig 5. Unión Cola de Júpiter y nudo metálico. 2010. García-Asensio-Medina.
Incluso la fotografía, introduce muchas distorsiones en la descripción del objeto, como las deformaciones debidas a las propiedades físicas del objetivo, o las derivadas por la propia morfología de la cubierta, es decir, la poca distancia de la que se dispone para la toma de las mismas, la falta de luz, las propias cerchas que obstaculizan la visión de los nudos… Como dice Fernando Valderrama en su artículo “Proyecto Cibernéticos. De la Visualización a la Simulación”, “Por extraño que suene, el ordenador puede conseguir una imagen más cercana a la realidad que la fotografía”. Para poder realizar esta labor, sólo hay que tener la información necesaria sobre el objeto, el dominio de la geometría descriptiva para poder construir la estructura objeto de nuestro estudio, y los conocimientos de un programa de visualización adecuado.
Si este estudio se hubiese realizado con técnicas tradicionales únicamente, hubiese sido mucho más costoso y laborioso llegar a los mismos resultados y calidad.
Como decía el francés Poincaré “La geometría es el arte de razonar bien con dibujos mal hechos”, por tanto, por qué no usar las nuevas tecnologías para que la geometría sea el arte de razonar bien pero con dibujos mejor hechos.
CONCLUSIONES: LA IMPLICACIÓN DEL LENGUAJE GRÁFICO TRIDIMENSIONAL EN EL PROCESO PROYECTUAL Y CONSTRUCTIVO.
Así pues, como conclusión, mostramos este ejemplo para incentivar el uso de estas técnicas gráficas, muy extendidas en el ámbito del diseño y en la obtención de imágenes de resultados finales, para las fases proyectuales y de ejecución de obra en lo concerniente al diseño y definición estructural y constructiva.
El análisis detallado de los modelos digitales, permitió llegar a conclusiones sobre los trabajos a acometer y al por qué de varias de las patologías que presentaba y que eran motivadas fundamentalmente por inadecuadas reparaciones estructurales llevadas a cabo con anterioridad a nuestra intervención.
En la actualidad, el desarrollo de la realidad virtual y los métodos gráficos posibilitados por el avance informático, hacen que la representación tridimensional de todas las fases proyectuales, desde los bocetos e ideas hasta la muestra realista de la futura realidad arquitectónica, pasando por las fases proyectuales para detallar el proceso constructivo a seguir, se hayan convertido en una herramienta muy útil de comunicación, ya que además de llegar a un mayor número de personas por su fácil comprensión, estas representaciones se pueden hacer de una forma sencilla y eficaz, abaratando los costes que supondría hacerlo con técnicas tradicionales.
En el caso de la rehabilitación todos estos procesos se interrelacionan aún de una forma más íntima ya que la representación de la realidad es aún más necesaria para ver desde qué punto se parte, cuáles son las necesidades a cubrir y cuáles los procesos y métodos para la reparación, rehabilitación o restauración.
Los avances informáticos han colonizado todos los procesos creativos. En la arquitectura también, constituyendo una herramienta imprescindible para el proceso proyectual y técnico.
Se trata de un lenguaje globalizado y entendido por diferentes profesiones. Es una nueva forma de expresión y desarrollo de las ideas, y un gran aliado y complemento a otras formas gráficas tradicionales.
Podemos decir que desde el inicio de la representación arquitectónica, ésta ha ido evolucionando con las necesidades de cada época, por lo que es necesario que esta evolución siga su curso natural y vaya adaptándose e incluyendo los nuevos avances y técnicas actuales, para que ese carácter divulgativo sea lo más eficaz posible y la cultura arquitectónica llegue al mayor número de personas.
“Los ordenadores son inútiles, sólo pueden darte respuestas”.
Pablo Ruiz Picasso.
Fig 6. Levantamiento del encuentro de esquina. 2010. García-Asensio-Medina.
ENGLISH ABSTRACT
The three-dimensional representation is used as a method of approach and analysis of the current state of the structure. It was observed that certain solutions carried out at its origins, and the subsequent interventions, were not the most appropriate solutions.
In the three-dimensional representation of the nodes on which the new solutions were adopted and implemented, it was discovered how the distribution of loads and the general tension performance thereof, was simpler and more consistent.
This representation was useful in the preliminary studies and design phase of the project and it was also highly effective in the transmission of the solutions to the assemblers during the execution phase of the project.
This example is given to encourage the use of these graphical techniques in the projective phases and in the execution of the works, with regard to the structural and constructive design and definition.
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Antonio GARCÍA BUENO
Francisca ASENSIO TERUEL
Karina MEDINA GRANADOS
Universidad de Granada
Departamento de Expresión Gráfica Arquitectónica y en la Ingeniería
Mas información en www.antoniogarciabueno.com
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