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La Clave | El diseño en la obra pública 2
Diseño de pasarelas: paisaje, simplicidad y forma estructural
El incremento de población y la promoción de nuevos hábitos de transporte más sostenibles, como el peatonal y el ciclista, conllevan la ejecución de pasarelas cuyo diseño debe entroncar directamente con las nuevas necesidades de la sociedad contemporánea que las sufraga. Partiendo de una ética basada en lo estricto, la utilidad social y la preeminencia de lo estructural, el autor expone un enfoque de diseño de pasarelas basado en tres fundamentos básicos: integración en el paisaje, búsqueda continua de la simplicidad y empleo de formas unitarias que emanan del comportamiento estructural.
Palabras clave: Diseño, estética, elegancia, paisaje, simplicidad, viga.
The increase in population and the promotion of new sustainable transport habits, such as pedestrians and cyclists, entail the execution of footbridges whose design must directly connect with the new needs of the contemporary society that pays for them. Starting from an ethic based on the strict, the social utility and the pre-eminence of the structure, the author exposes a design approach based on three basic fundamentals: integration in the geometry of the terrain, permanent search for simplicity and unitary shapes that emerge from the structural behavior.
Keywords: Design philosophy, aesthetics, elegance, landscape, simplicity, beam.
Mario Guisasola Ron
Doctor ingeniero de caminos.
Director de ANTA
Una vez descartada la objetividad científica en el diseño estructural, resulta útil repasar algunos fundamentos que han ido esculpiendo un pensamiento del ingeniero, basado en la resistencia, eficiencia, economía y utilidad, que considera que la belleza es el resultado de estas bases. Así, Pier Luigi Nervi expresa que “la corrección estructural es la condición suficiente que engendra resultados estéticos satisfactorios, pues equivale a la veracidad funcional, técnica y económica”. [1]
Esta corriente de pensamiento no es nueva, como prueban las palabras grabadas en el templo de Delfos: “Lo más exacto es lo más bello”, “Respeta el límite”, “Odia la insolencia” y “De nada, demasiado”, o las ideas de Tomás de Aquino, quien no duda en considerar feo un martillo de cristal porque, a pesar de la belleza superficial de la materia de que está hecho, resulta inadecuado para su función. [2]
En el primer tercio del siglo XX la modernidad se alinea con la estética de la ingeniería y arquitectos como Louis Sullivan, Berlage, Otto Wagner, Adolf Loos y, sobre todo, Franck Lloyd Wright, Walter Gropius, Mies van Der Rohe y Le Corbusier cristalizan un pensamiento que figura desde entonces en el imaginario del diseño estructural, con máximas como “la forma sigue la función”, “solo puede ser bello lo que es práctico”, “menos es más”, o “forma y función es una sola cosa”. [3]
Expresiones que han sido adoptadas por los ingenieros de una manera acrítica algunas veces, como señala Carlos Fernández Casado, quien considera que el ingeniero estructural está absorbido por farragosos cálculos que no le permiten ocuparse del diseño de las formas, “por lo que no pudo reaccionar contra el lamentable axioma de incompatibilidad entre belleza y utilidad, o todo lo más argumentó con verdadera pereza mental, que la belleza de una obra de ingeniería reside en su utilidad, lo cual, aunque parezca una conclusión positiva invalidando el axioma, supone realmente el total desentenderse con respecto a las artes bellas”. [4]
Una ética basada en lo estricto, la utilidad social y la preeminencia de lo estructural es muy positiva, pero tal vez demasiado genérica y por sí sola no se considera una garantía de éxito, pues su aplicación se encuentra ligada a interpretaciones muy variadas, dependiendo de las capacidades, posibilidades y preferencias de cada ingeniero. El diseño de una pasarela peatonal debe responder eficientemente a las necesidades sociales y fundamentarse en la resistencia de materiales, pero en último término es el resultado de las preferencias del proyectista. Las del autor se basan en tres fundamentos básicos: integración en el paisaje, búsqueda continua de la simplicidad y empleo de formas unitarias que emanan del comportamiento estructural. [5, 6 y 7]
Paisaje
La esencia de un lugar viene dada por los elementos que lo componen, su geometría, y el uso que le dan los seres vivos. Algunos lugares son tan únicos y especiales que una mínima actuación puede acabar con ellos. Otros pueden reforzar su carácter con una intervención afortunada. También existen entornos que son totalmente anodinos y una exitosa transformación puede convertirlos en algo especial. Por último, existen espacios que han sido perjudicados por actuaciones previas y deben ser reparados.
La aproximación al paisaje debe ser respetuosa, pues se trata de patrimonio público que debe ser preservado y gestionado con una perspectiva a largo plazo. El espacio geográfico ha sido perfilado y configurado durante décadas y permanecerá tras el paso del diseñador, quien debe sopesar si es merecedor de actuar sobre el territorio y si su legado resultará socialmente valioso. Por ello, se debe actuar modestamente, preservando los lugares de alto valor y tratando de recomponer las costuras de los espacios rotos.
El entorno de una pasarela no es únicamente el paisaje en el que se inserta, sino el conjunto de condiciones de contorno que la convierten en lo que es. El espacio geográfico debe ser considerado como el protagonista de la solución a adoptar, no como un sujeto pasivo. La forma del puente debe tener su origen en el paisaje y este debe ser concretado geométricamente, definiendo así una serie de geometrías específicas a las que es posible adaptarse y con las que será posible definir un nueva silueta de la que el terreno formará parte. Su papel no debe restringirse a un mero pedestal. El proyectista debe entender las características del entorno para adaptarse a él e integrarlo en el diseño de la obra.
El paisaje es un protagonista que debe ser comprendido e integrado en el diseño de manera natural. Su comprensión se inicia con el análisis de su morfología y su interpretación en unas líneas básicas que permiten identificarlo e integrarlo en la geometría del diseño. La geometría de la obra corresponde al conjunto formado por la silueta de la pasarela y las líneas previamente definidas por el terreno. Una buena combinación de ambas es sinónimo de éxito, mientras que prescindir de la morfología del terreno en el diseño del puente dará lugar a diseños incongruentes y mal encajados. La ocultación de los estribos en el terreno ayuda a transmitir la idea de un puente que surge directamente del terreno con la idea de preservar el paisaje y fundirse con él.
Los puntos de conexión de la estructura con el terreno definen el tipo de apoyo de la misma y, por tanto, su esquema estructural. Un muro vertical es un límite abrupto que se convierte estructuralmente en un apoyo simple. Un talud inclinado enmarca suavemente al puente y este puede fundirse en el terreno mediante el empotramiento en un estribo que queda oculto. Un promontorio llama a la disposición de una pila.
El espacio geográfico establece las condiciones de contorno que configuran el carácter de la estructura. Una simetría del terreno se convierte en una simetría de la estructura, una asimetría del lugar, en una asimetría del puente. La existencia de un paisaje carente de simetría puede reforzarse con un diseño asimétrico que potencie una de las márgenes.
Simplicidad
La búsqueda continua de la simplicidad es un proceso que permite obtener una solución sencilla que da respuesta de forma única a todas las necesidades de la obra. Se eligen correctamente los elementos que componen el puente, se sustrae todo elemento obvio, la dificultad resulta inapreciable y se logra una obra grácil y bien proporcionada. El resultado, en definitiva, es un producto elegante, pues, como señala Ortega y Gasset, la elegancia es el arte de elegir bien: ética y elegancia son sinónimos. [8]
El concepto de elegancia se encuentra ligado a la correcta elección de los elementos indispensables, la claridad y la simplicidad; sin embargo, diversos experimentos realizados demuestran que las personas, para mejorar objetos, ideas o procesos, tienden a aportar cambios aditivos en lugar de sustractivos. Se tiende a pasar por alto soluciones que simplifiquen los conceptos y estos se vuelven así más complejos. [9] El diseño ligado a la simplicidad no puede considerarse una actitud reflejo, sino una muy meditada; un enfoque que exige comprensión del problema y concreción y disciplina en su respuesta. El proceso de diseño debe basarse en una permanente búsqueda de la sencillez, eliminando paso a paso todo elemento superfluo. Este proceso es complejo pues deben analizarse de manera global todos los elementos desde un punto de vista funcional, constructivo, estético, estructural y económico, para posteriormente estilizarlos, integrarlos y en algún caso ocultarlos. [10] Si algo puede ser sencillo, ¿por qué hacerlo difícil? Si una elección de diseño da lugar a un elemento complejo de definición o construcción, se adopta una nueva visión que lo evite. El proceso de diseño puede llegar a ser complejo, pero nunca su resultado. Tal como indica Christian Menn, el proceso de diseño “termina cuando nada más puede ser añadido ni eliminado”. [11] En ello coincide con creadores de otras disciplinas, como Cristóbal Balenciaga (“La elegancia es eliminación”) o Antoine de Saint-Exupéry (“La perfección no se alcanza cuando no hay nada más que añadir, sino cuando no hay nada más que quitar”).
Se trata de adoptar esquemas estructurales básicos, cuyo funcionamiento sea evidente, y de dotar a la obra del menor número de elementos posibles. Muchos de estos cumplen varias funciones para minimizar así su número. La existencia de pocos componentes permite fijar mejor la atención en los que permanecen, logrando que la estructura se exprese y la forma del puente resulte legible.
La calidad de sus detalles logra imprimir carácter a una obra: uniones de miembros estructurales, conexión dintel-estribo, fijación de barandilla a estructura, acceso a elementos ocultos como el cableado eléctrico, integración del drenaje, prolongación del recorrido en el terreno, iluminación, replanteo del pavimento,.… El buen encaje tectónico de estos elementos da una idea al usuario de que la obra ha sido pensada para poder ser construida y para durar.
Es necesario clasificar claramente los elementos que componen un puente y modularlos de manera precisa empleando la estructura como renglón. Los detalles deben resolverse de manera global, ideando un encaje entre los mismos que sea válido para las distintas geometrías de la obra. La apariencia de una pasarela viene dada por su encaje en la geometría del terreno y por los elementos que lo componen (estructura y superestructura). Su carácter surge de los elementos que son más significativos. Se considera fundamental que el tablero estructural sea el elemento visualmente más significativo, mientras que las superestructuras deben exhibir un diseño neutro. Los elementos no estructurales deben seguir el patrón impuesto por la modulación estructural sin sobresalir de ella. Estos elementos son a menudo los primeros en degradarse, perdiendo el propósito para el que fueron diseñados y degradando la apariencia general del puente. Los componentes de la superestructura deben ser robustos para ser duraderos y poder asegurar la durabilidad de la propia estructura.
Los detalles deben pasar desapercibidos en una vista lejana, pero ser percibidos en su totalidad por los peatones. El empleo de tableros intermedios permite al usuario apreciar los elementos en detalle al caminar a través de la estructura.
La apariencia de los componentes del puente debe ser concisa y simple. Un elemento complejo puede reflejar un detalle insuficientemente estudiado o una decisión de diseño mal considerada. Los buenos detalles son simples, ingeniosos, ejecutables, robustos y perdurables.
Un diseño basado en el paisaje, la búsqueda continua de la simplicidad y el empleo de formas que emanan del comportamiento estructural da lugar a pasarelas apreciadas socialmente
Forma
La génesis de la forma conlleva necesariamente la comprensión del fenómeno resistente de modo que pueda ser sintetizado y concretado en una silueta que resuelva la necesidad de cruce con el mínimo posible de recursos. Existen cuatro maneras de lograr la eficiencia deseada: minimizar los esfuerzos de flexión obteniendo una estructura que trabaje por forma, descomponer la estructura en elementos comprimidos y traccionados, suprimir el material en zonas poco solicitadas y, por último, acompasar la forma del puente a los esfuerzos de solicitación.
Existen dos tipologías altamente eficientes que, trabajando por forma, consiguen minimizar la flexión: el arco y el puente colgante. La descomposición de la estructura en elementos traccionados y comprimidos da lugar a estructuras trianguladas, cuya eficiencia dependerá de la correcta disposición geométrica de los elementos de alma (montantes y diagonales) y la directriz de los cordones superior e inferior buscando una solicitación constante de los mismos. Los potentes medios de cálculo actuales permiten detectar de manera precisa zonas de baja tensión, eliminándolas en un proceso iterativo hasta lograr una estructura de tensión muy homogénea. La adopción de siluetas que se adaptan a los esfuerzos que solicita la estructura genera igualmente estructuras muy eficientes de aspecto muy dinámico. Además esta última manera de enfocar la búsqueda de la forma no ha sido tan empleada como pudiera pensarse en un primer momento. Así, puede considerarse que la variación de canto tradicionalmente adoptada para los tableros a flexión no es la más eficiente desde un punto de vista resistente. Habitualmente, una viga continua de canto variable de varios vanos presenta un perfil parabólico o circular con canto máximo en pilas y mínimo en centro de vano. De esta forma puede obtenerse la sección óptima en los apoyos y a mitad de luz, pero el resto de las secciones no presentarán el canto óptimo. Por ejemplo, en el punto de momento nulo, bajo una carga uniformemente repartida, el canto de la sección es superior al canto en centro de vano, donde se producen esfuerzos de flexión elevados.
Se han construido diversas pasarelas viga que adoptan los esfuerzos de solicitación de la estructura como silueta. Conociendo el esquema estructural básico, las fuerzas que actúan sobre la estructura se convierten en fuente de inspiración. Los diagramas de esfuerzos son expresiones visuales de la estructura. La adopción de estos gráficos como silueta estructural aumenta su eficiencia, muestra su esquema resistente y genera formas fluidas y orgánicas, que presentan una buena integración en la naturaleza.
La geometría del paisaje establece las condiciones de apoyo que definen el esquema estructural. La existencia de un talud inclinado propicia la adopción de un empotramiento. Este se logra mediante la disposición de un vano auxiliar lateral de continuidad, que da lugar a dos ejes de apoyo contiguos, comprimido el interior y traccionado el exterior. Este sistema crea un momento negativo en estribos y logra una reducción de la flexión en centro de vano muy cercana a la correspondiente a un empotramiento perfecto.
La expresividad de la estructura puede incrementarse mediante la adopción de dos familias de chapas alabeadas. Cada familia corresponde a una superficie reglada y la intersección de ambas es la fibra comprimida de cada sección que traza así la ley de momentos de la viga bajo una carga repartida. Se generan de esta manera formas resistentes de aspecto fluido y reminiscencias navales.
Un diseño estricto enfocado en el usuario que lo sufraga, basado en la geometría del paisaje, la búsqueda continua de la simplicidad y el empleo de formas unitarias y rotundas que emanan del comportamiento estructural da lugar a pasarelas bien integradas en el entorno y apreciadas socialmente.
Referencias
1
Nervi, P. L. (1955). Construire correttamente. Caratteristiche e possibilità delle strutture cementizie armate. Milán (Italia). Editore Ulrico Hoepli.
2
Eco, U. (2004). Historia de la Belleza. Barcelona (España). Debolsillo.
3
Giedion, S. (2009). Espacio, Tiempo y Arquitectura. Barcelona (España). Editorial Reverte
4
Fernández Casado, C. (2005). La Arquitectura del Ingeniero. Estética de las Artes del Ingeniero. Madrid (España). Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Madrid (España), 2005.
5
Romo, J. (2020). Diseño en Puentes. Madrid (España). Cinter Divulgación Técnica y Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.
6
Guisasola Ron, M. (2021). Design Philosophy Based on the Span’s Internal Forces. Structural Engineering International.
7
Guisasola Ron, M. (2021). Desarrollo de nuevas Formas Parametrizadas para Pasarelas Eficientes y Elegantes. Tesis Doctoral. Valencia (España). Universidad Politécnica de Valencia.
8
Ortega y Gasset, J. (1968). Principio en Leibniz. Madrid (España). Editorial: Revista de Occidente, Colección El Arquero.
9
Adams, G., Converse, B., Hales, A. y Klotz, L. (2021). People systematically overlook substrative changes. Nature. Vol 592.
10
Maeda, J. (2006). The Laws of Simplicity. Massachusetts (Estados Unidos). The MIT Press. Cambridge.
11
Schärer, C. y Menn, C. (2015). Bridges. Brücken Scheidegger & Spiess.