EDUARDO TORROJA MIRET
Torroja fue un ingeniero español que probablemente haya sido el máximo especialista en su tiempo en la construcción de hormigón armado, generaciones y generaciones de ingenieros siguen estudiando hasta hoy sus ideas, planteamientos y obras.
Tenía amplios conocimientos de geometría, teoría de estructuras y del comportamiento del hormigón armado, y gracias a ello pudo crear una gran variedad de estructuras con gran belleza y elegancia.
De entre su multitud de obras, aquí se analizará de forma simple el Hipódromo de Zarzuela con énfasis en su cobertura de estructura laminar por ser una las más icónicas y reconocidas.
Preliminares
Antes de entrar de lleno en el análisis de la obra en sí, conviene hacer un breve resumen sobre las superficies geométricas y de las estructuras laminares.
Las superficies curvas pueden dividirse en dos tipos: curvatura simple, donde una de las secciones principales es recta(y se pueden desarrollar en un plano), por ejemplo conos o cilindros y las superficies de doble curvatura, donde las dos superficies principales son curvas(no se pueden desarrollar en un plano)
Los tipos de superficies más usados por Torroja fueron el cono de revolución, el cilindro de revolución y el hiperboloide hiperbólico de revolución.
Junto con el cilindro de revolución, una de las superficies más usadas por Torroja
Comportamiento de las láminas de H.A.
Una estructura laminar es un tipo de elemento estructural cuya característica principal es ser un solido con un grosor muy pequeño en comparación a sus otras dimensiones y en cuanto a su característica estructural, que resiste las cargas de peso propio y exteriores mediante esfuerzos de compresión y/o tracción, es decir, sin esfuerzos de flexión.
El hipódromo de la Zarzuela
Primero una breve descripción esquemática de la estructura
La estructura se resuelve a base de pórticos de hormigón armado separados entre si por 5m, paralelos entre sí y situados transversalmente a la dirección de la tribuna con la sección de la figura
Se tiene una losa inclinada que funciona cómo gradería (A), dos secciones a distinto nivel (B) y (C) que son galerías cubiertas.
La losa de la gradería se extiende para formar una terraza plana (D) que sirve de cobertura al hall o sala de apuestas (E), tanto la gradería como la terraza están cubiertas por una cubierta (F) que se apoya en dos elementos, el soporte (G) y el tirante (H)
Anotados con los números (1), (2), (3), (4) se tienen los soportes, el primero (1) y el ultimo (4) fue eliminados del proyecto original, Torroja explica los cambios de esta forma:
“Casi todo el peso de la cubierta sobre la sala de apuestas carga sobre el tirante posterior, y la carga sobre las columnas que sujetan la cubierta de la sala de apuestas será ligera. Por tanto, pueden eliminarse estas columnas para así mejorar la circulación hacia el exterior y dotar a este espacio de continuidad con el espacio abierto circundante” (1999: 4). Por lo que respecta al soporte más próximo a la pista(1), añade que “por el lado de la pista tampoco es necesario colocar soportes a lo largo del borde inferior del graderío, porque hay suficiente altura desde ella para poner una ménsula” mirar croquis final .
El cambio más importante
Sin embargo, el cambio realmente importante entre el proyecto y la obra finalmente construida se dio en la cubierta, que originalmente consistía, en sectores de bóvedas cilíndricas apoyadas en vigas contiguas, esta solución implicaba un importante sobrecoste en el encofrado.
Este sobrecoste se debía a que “toda la cubierta funciona como una estructura completa, de la que no puede eliminarse ningún elemento intermedio, y que precisa del trabajo de todos ellos para permanecer estable. Esta disposición planteaba una dificultad de orden constructivo, ya que era preciso terminar la construcción de toda la cubierta, incluyendo los contrafuertes, para que el conjunto fuera estable, lo que obligaba a mantener el encofrado tanto del piso como de la cubierta, que representaba en torno a 2400 m2 , hasta que todas las partes alcanzasen la resistencia necesaria”
La solución
La solución que Torroja encontró fue utilizar módulos de estructura laminar que funcionaban como ménsulas(vigas) en voladizo, como argumenta: “para una hilera longitudinal de soportes, la solución más obvia sería una serie de bóvedas de soporte a soporte.
Sin embargo, el problema es más complejo que la simple construcción de un arco o bóveda desde un soporte hasta el siguiente. La principal función estructural de tales bóvedas es la de actuar como ménsulas de sección curva.
Para que tales ménsulas alcancen la necesaria resistencia es conveniente que su relación canto/ancho sea máxima sobre los soportes principales y decrezca hacia los bordes libres. De los muchos tipos básicos posibles, la superficie resultante podría haber sido un conoide, pero no resultaba una solución muy atractiva.
Parecía preferible buscar otra superficie de doble curvatura. Entre las formas más conocidas, ninguna parecía tan adaptable como el hiperboloide; por tanto, las bóvedas tomaron la forma de sectores de hiperboloide”
Comportamiento estructural de la cubierta
Según Torroja, “en cada falsa bóveda los riñones se pueden asimilar al alma de una viga en la que la coronación de la bóvedas responden al cordón de tracción y los bordes de encuentro de cada dos bóvedas al cordón de compresión” , y añade que: “en realidad, el fenómeno es al mismo tiempo más complicado y más sencillo que esa similitud. Como suele ser habitual, la mejor descripción de la situación se obtiene con un diagrama de líneas isostáticas.
Aquí el esquema concreto es una familia de arcos en compresión, mantenidos en equilibrio mediante una familia ortogonal de cables en tracción, y todo el conjunto enlazado en el espacio sobre una superficie de doble curvatura”
Todas estas soluciones constructivas y estructurales surgen cómo Torroja indica “buscando la máxima compenetración entre los elementos estructurales y los arquitectónicos” y teniendo muy en cuenta el componente económico de la obra.
En lo que respecta al cálculo de la estructura, a pesar de que “la teoría de la elasticidad no ha desarrollado aún procesos matemáticos adecuados para el análisis de esfuerzos en una estructura de este tipo, se sabe que poseen buenas propiedades estructurales en el espacio” (Torroja, 1999). Esto motivó que se hicieran pruebas con un modelo a escala real. Además, también sirvió para instruir a los operarios en el procedimiento de montaje de encofrado, colación de armaduras y vertido del hormigón. Durante la fase de ensayo se observó que la estructura tenía el triple de la resistencia prevista en el proyecto
Conclusiones
Esta obra de arte estructural fue construida en el año 1941, hace ya más de 80 años y hoy en día sigue aún en funcionamiento.
Torroja en un alarde del domino de la teoría de la estructuras y del comportamiento del hormigón armado proyecta y calcula una estructura altamente racional debido al uso eficiente de todos sus componentes estructurales relacionándolos para alcanzar un equilibrio en todos sus componentes.
La tendencia al vuelco de la cubierta en voladizo de hormigón se equilibra con el peso del techo de la sala de apuestas del nivel inferior(que está suspendido de un tirante) y este tirante en combinación con el soporte central soporta la cubierta de la sala o hall posterior.
Para la cobertura de la gradería utiliza una estructura laminar de concreto en forma de secciones de una hiperboloide apoyado en solo dos puntos, el soporte central y un tirante, el diseño de esta cobertura laminar se hizo aun sin contar con normas ni especificaciones para el calculo de este tipo de estructuras
Fuentes
- Torroja, E., Salvadori, M., & Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas. Las Estructuras De Eduardo Torroja. Ministerio de Fomento, Madrid, 1999.
- Antuña Bernardo, Joaquín. Las estructuras de edificación de Eduardo Torroja Miret, Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid, Madrid, 2002, pp. 1-15; 223-267.
- Francisco Rubén; Esparcia Cañada. (2018). Análisis estructural de la cubierta del Hipódromo de la Zarzuela de Eduardo Torroja mediante SAP2000
No responses yet