Estructura y textura. El futuro de la cerámica

Por: José María de Churtichaga. Arquitecto www.chqs.net

La arcilla, base de la cerámica, es uno de los materiales más antiguos utilizados por el hombre en sus construcciones y uno de los protagonistas de la historia de la arquitectura. Sin embargo, desde hace algún tiempo, su papel ha entrado en una etapa de redefinición y en muchos casos de franca retirada. Este hecho se acusa especialmente en el panorama arquitectónico más reciente, que no parece encontrar en la cerámica un aliado de futuro y la considera para tareas secundarias sin explorar todas sus posibilidades. Pero si analizamos la actividad constructora del planeta, con cientos de millones de personas que todavía utilizan la arcilla como material base de construcción, nos encontramos con una paradoja: aunque todavía hoy se construye con tierra, la arquitectura reconocida y publicada prescinde de ella.

En todo caso, este alejamiento intelectual de la cerámica del frente arquitectónico tiene raíces más profundas que no son sólo consecuencia de la moda, por lo que si este material quiere mantener y asegurar su presencia en el futuro está obligado a ‘reinventarse’. El primer paso para catalizar su transformación sería que el hombre constructor, que creía haberla dejado atrás, superada por técnicas más novedosas, se sacudiera los prejuicios y detuviera su mirada por un momento para comprender que la cerámica es alta tecnología, es decir, una relación de prestaciones para el aprovechamiento del hombre. Si se observa desde este punto de vista se descubre que la tecnología más puntera ha estado siempre con nosotros y que bastaría desarrollarla y estimularla para que pueda cumplir un nuevo papel liberada de visiones románticas.
Esta visión tecnológica de la cerámica se encuentra ya en pleno auge en el campo de la física de materiales y en aplicaciones de máximas exigencias como la industria automovilística, electrónica o aeroespacial, donde se esta produciendo una reinvención cerámica sin precedentes, pero ajena al ámbito de la construcción; un mundo de gigantescas inercias, de empecinado conservadurismo, que siempre reacciona con mucha lentitud y prevención a los futuros ya presentes y exitosos que se plantean en las áreas de conocimiento vecinas.

Cerámica

Tanto la exploración de su capacidad portante como la experimentación con sus acabados aseguran a la cerámica un protagonismo esencial en la paleta de materiales del futuro.

La introducción del acero y del hormigón armado como materiales de construcción indujeron de un modo progresivo una ‘secuencia constructiva’ que ya casi resulta obligada en los países industrializados: la separación entre estructura, cerramiento y acabado. En esta ecuación casi inamovible, la cerámica queda desterrada como elemento estructural pero se mantiene como gran invitado en tareas de cerramiento, revestimiento y acabados, sobre los que se centran casi todos sus avances hasta hoy; progresos notables y prometedores, pero que no cuentan con ella como sistema constructivo que defina por sí mismo la organización del espacio arquitectónico.

El hierro y el acero suponen el gran cambio mundial hacia la sociedad industrial, y como ‘materiales lineales’ por excelencia, hermanos de la madera, exigen organizar el espacio como un entramado, en el que se independiza la estructura y se genera un gran esqueleto lineal de esbeltez y tamaños desconocidos hasta entonces. En este panorama se instala el hormigón armado, un material absolutamente novedoso pues establece un binomio genial: unir un elemento estéreo y compresivo, una piedra artificial como el hormigón, a un material lineal y traccionable como el acero. El resultado ha sido un compuesto con ‘isotropía variable’, capaz tanto de desenvolverse con soltura y competencia en líneas y entramados, como de solucionar construcciones superficiales, masivas y estéreas, de cualquier complejidad y escala.

Este territorio isótropo y compuesto —que tan brillantemente ocupa el hormigón armado— es uno de los caminos que la cerámica puede transitar con mayor naturalidad, y donde una buena alianza puede reinventarla para vencer sus propias limitaciones. Ese recorrido ya lo ha realizado el hormigón armado y la cerámica también puede encontrar en él su acomodo con sus propias características, ventajas y fortalezas conceptuales.

Merece la pena detener un momento la mirada en uno de esos caminos cerámicos posibles: la cerámica armada, un trinomio capaz formado por cerámica, acero y mortero. Un nuevo material estructuralmente portante que es, simplificando, un hormigón armado casi un tercio más ligero, mejor aislante térmico y acústico, menos contaminante en su producción y reciclaje y que consume una mano de obra similar pero tiene menor necesidad de medios auxiliares.

Primeras experiencias

La utilización consciente y documentada de cerámica armada más temprana que conocemos la realiza, en 1813, el gran ingeniero Marc Isambard Brunel (1769-1849) en una modesta chimenea de fábrica y, doce años después, la adoptaría para la construcción de su pionero túnel bajo el Támesis en Londres. Posteriormente, una de las más depuradas aportaciones la realizó el gran Rafael Guastavino Expósito (1873-1950), quien en 1910 patenta un método de refuerzo metálico para elementos tabicados cerámicos con el fin de dotarlos de resistencia a flexión.

Pero la figura indiscutible, que verdaderamente dota a la cerámica armada de posibilidades estructurales inconcebibles, de un repertorio inmenso y de conocimiento técnico y resistente, fue el uruguayo Eladio Dieste (1917-2000), eminencia de la ingeniería mundial. Su repertorio estructural se desarrolla en la creación de elementos resistentes por la forma, buscando como él mismo decía «la forma de un problema y no el problema de una forma». Casi todos sus diseños adoptan curvaturas sencillas y dobles, de perfiles generalmente catenarios con secciones variables, como sus bellísimas ‘bóvedas gausas’ con las cuales cubrió millones de metros cuadrados a precios imbatibles, incluso en el desarrollado Brasil hacia 1980, probando su eficacia y economía, como en el depósito del puerto de Montevideo. Demostró las posibilidades casi mágicas de este sistema y le suministró la base teórica y de cálculo necesarias para afrontarlo, y aun con los precursores citados, puede considerarse sin ninguna duda el auténtico inventor y gran protagonista de la cerámica armada.

Piel cerámica

El túnel bajo el Támesis, realizado por Brunel en 1825, es una de las primeras obras de cerámica armada. La prefabricación ha sido un nuevo avance de esta técnica, como en la cubierta de Villá en Brasil (abajo), construida en obra, o los tejidos cerámicos enrollables, enhebrados con una malla de acero, de Sarrablo en España (a pie de página).

En la estela de Eladio Dieste, dentro del campo de los elementos resistentes por su forma, desarrollados normalmente en curvaturas sencillas o dobles, resulta oportuno mencionar trabajos recientes emparentados de latitudes y realidades sociales muy contrastadas y que consideran la prefabricación, aunque sea parcial, como base de un camino posible.

En Brasil existen avances cerámicos interesantes como los trabajos realizados por el arquitecto Joan Villá en la cubierta de la residencia universitaria de la Unicamp en São Paulo, para la que utilizó piezas dovela de extremada esbeltez construidas a pie de obra y que fueron colocadas con medios muy sencillos gracias a un montaje casi seco con apoyos en las uniones de las piezas, minimizando el uso de encofrados.

En España, por ejemplo, existen caminos más sofisticados pero muy interesantes, como los tejidos cerámicos estructurales realizados por el arquitecto Vicente Sarrablo. Éstos se confeccionan con elementos prefabricados secos formados por piezas cerámicas enhebradas en una malla de acero bidireccional que adoptarán la forma deseada en obra una vez realizado el hormigonado in situ, sirviendo a su vez como colaborante estructural.

Biblioteca

En la Biblioteca Pública de Villanueva de la Cañada, de Churtichaga y De la Quadra-Salcedo, las vigas-pared, con huecos de hasta 9m de luz, soportan los voladizos en rampa del patio de libros y la cubierta. Ésta se resuelve con dos voladizos inclinados de casi 5m de longitud que se cruzan en el espacio sin tocarse.

Uno y otro utilizan, aunque de distinto modo, la prefabricación, en un caso se prefabrica la forma y se monta en obra, y en el otro, se prefabrica un concepto flexible que adaptará su forma en obra.

Repertorio de cerámica armada

Para enmarcar su campo de posibilidades se propone ahora un catálogo sucinto de cerámica armada, ordenado según elementos constructivos y estructurales. Con este breve recorrido, la arquitectura aparecerá sin quererlo como espacio posible para una técnica que pueda estimular y empujar a la cerámica hacia su anhelada reinvención.

En la cerámica armada se utiliza la técnica del postesado en los casos en que las luces y las cargas son grandes y se quiere obtener la máxima capacidad resistente de la sección. Churtichaga y De la Quadra-Salcedo utilizaron este sistema en el Centro Cultural de Villa del Prado, edificio para el que también diseñaron unas vigas lucernario.

Los muros son los elementos más sencillos con los que se obtiene en una sola operación estructura, cerramiento y acabado; son capaces de soportar concentraciones de tensiones: flexión, pandeo y grandes cargas, pueden asumir asientos y dilataciones y, como su construcción es ‘aparejada’en vez de ‘vertida’, permiten prescindir de encofrados y minimizar los medios auxiliares. La ejecución de los muros es sencilla ya que basta aparejarlos disponiendo, según necesidades, armadura horizontal, vertical, o ambas, con la particularidad de que desaparece la traba y los ladrillos quedan alineados en una matriz rectangular de filas y columnas.

La fábrica de cerámica armada puede resolver ciertos problemas de un modo mucho más económico que el hormigón. Un ejemplo es el proyecto para una ‘microtorre’, de cinco plantas de una gran relación de esbeltez (4:1), donde la influencia del viento resulta crítica. Gracias a la cerámica armada, se ha construido todo el inmueble con un muro-hoja de ladrillo armado de 10,5 centímetros y que contiene, además, huecos generosos. La ausencia de encofrados y el sistema aparejado sin mano de obra especializada hizo posible resolver con un modesta envolvente el cerramiento,  el acabado interior y la estructura vertical sin ninguna otra ayuda complementaria.

Las vigas pared se encuentran a medio camino entre el muro y la viga, y se desarrollan en uno de los campos en los que mejor puede demostrar su eficacia la cerámica armada. De nuevo, la ausencia de encofrados para su ejecución, siendo tan sólo necesario sencillos apeos para ejecutar los grandes huecos, hace a estos elementos muy competitivos para resolver espacios donde los planos que definen sus límites son a su vez planos activos estructurales que, gracias a sus cantos y a una concepción estructural ‘dispersa’, en vez de concentrada en sistemas reticulares, permiten resolver extraordinariamente bien problemas que con otros sistemas sería muy engorroso acometer. Así, por ejemplo, una viga pared puede a la vez ser fachada, muro convencional y resolver grandes voladizos con cargas muy elevadas, como en la Biblioteca Pública de Villanueva de la Cañada en Madrid, donde la inmensa losa que cobija la sala de lectura cuelga literalmente de un muro-voladizo-fachada con tensiones cuatro veces menores a las del hormigón armado, debido precisamente a que utiliza como estructura todo el plano disponible.

Las losas son los elementos horizontales más sencillos, aunque para su ejecución sí es necesario utilizar encofrados. Se pueden ejecutar enteramente en cerámica armada pero lo habitual es emplear un sistema mixto de ladrillo armado con una capa de hormigón de espesor variable. De este modo, los elementos cerámicos estarán en la cabeza de compresión o de tracción según los esfuerzos de la losa. En el Centro Cultural de Villa del Prado en Madrid, la losa, con un espesor variable entre 10 y 18 centímetros, trabaja como voladizo en la parte interrumpida por el patio, mientras que en la zona continua funciona como un plano prácticamente biapoyado.

Elementos no convencionales

Gran Formato

Las posibilidades decorativas de la cerámica abren un extenso campo creativo por explorar. En las viviendas de Badalona de Toni Gironés se utilizan dinteles de gran formato como maceteros para
generar una segunda piel. Asimismo Archea recubre la fachada
de la biblioteca de Nembro con piezas cerámicas rojo carmín.
Photo: Pietro Savorelli

Los grandes voladizos también pueden resolverse con cerámica armada. En ellos los problemas de deformación adquieren más importancia que los de resistencia y por tanto el peso propio es un factor relevante. En la anteriormente citada Biblioteca Pública de Villanueva de la Cañada, el patio de libros central se resuelve con dos voladizos inclinados de casi cinco metros de longitud y un canto variable de 10 a 35 centímetros, que se cruzan en el espacio sin tocarse, permitiendo que penetre la luz este-oeste en el interior. Se dibuja un espacio definido por los planos inclinados de los voladizos y por las vigas pared, que se apoyan y suspenden según los tramos en sus lados longitudinales y transversales.

La técnica del postesado también puede colaborar al trinomio armado cerámico en casos en que las luces y cargas sean elevadas y se quiera obtener la máxima capacidad resistente de la sección sometiéndola a precompresiones de importancia. En el mencionado centro cultural se realiza una viga postesada de una gran luz, con cargas muy importantes y un canto contenido que al disponerse invertido resuelve el peto de protección entre los dos espacios en doble altura. Además, la viga tiene asociada una losa de doble hoja de ladrillo en voladizo que se convierte, en parte de su recorrido, en una escalera que desciende con la viga para entregar el segundo tramo a la viga-pared de fachada.

Elementos tan habituales como las escaleras pueden también resolverse con cerámica e incluso sorprender por su economía y sencillez, ya que adquieren en una sola operación la doble condición de estructura y acabado. En Villa del Prado se construye una escalera en voladizo y por tanto, con grandes sobrecargas de uso. Ésta se resuelve con dos hojas de ladrillo y una junta de mortero. La escalera asume también, como losa horizontal inclinada, parte de los empujes de la bóveda, lo que demuestra que, trabajando con superficies y planos activos, los mecanismos de respuesta son múltiples y puede hablarse por tanto de un espacio estructural distribuido, sencillo, capaz a la vez de resolver soluciones complejas.

En esta idea de estructura-espacio en la que esta técnica se desenvuelve con soltura, existe un campo infinito de reinvenciones espaciales que son a la vez elementos arquitectónicos y estructurales. En el Centro Cultural de Villa del Prado se inventó en obra, por exigencias económicas, una solución para unas vigas-lucernario huecas de perfil en ‘V’ que debían cubrir una sala y resolver a la vez la entrada de luz. La solución, extraordinariamente económica, permitió a dos cuadrillas, de dos personas cada una, ejecutar cuatro vigas al día y, unido a unos medios auxiliares mínimos, demostró cómo puede obtenerse de modo ingenioso un todo arquitectónico en una única operación, lo que otorga a la cerámica armada una sinceridad muy elocuente.

Este ha sido un panorama macrocerámico, es decir, vías posibles de impulso a las soluciones cerámicas futuras operando desde la macroescala, desde la organización constructiva de piezas y alianzas convencionales y arraigadas en los métodos constructivos. Pero falta, como se apuntaba al principio, otra revolución, la de la nanoescala, un territorio en que por ahora sólo se puede especular pero se encuentra ya en pleno auge en el campo de la física de materiales y en aplicaciones de máxima exigencia como la industria automovilística, que construye sus motores más sofisticados en cerámica o derivados de la misma. En las industrias electrónicas o aeroespaciales las alianzas entre materiales que suponen los composites —microcerámicas armadas— y el fabuloso panorama derivado de la nanotecnología están llevando a una reinvención cerámica sin precedentes.

‘Smart Materials’

Jugando con el futuro, quizá podamos ver cerámica en situaciones verdaderamente nuevas. Con los composites se podrán desarrollar piezas de gran tamaño con capacidades resistentes, aislantes y antifuego que ningún otro material pueda alcanzar.

También supone un campo fabuloso el de los llamados SM (Smart Materials): materiales inteligentes que reaccionan y pueden cambiar sus propiedades por estímulos externos inducidos. La cerámica potenciará así sus características más favorables, como son el aislamiento térmico, la durabilidad y casi nula corrosión, el trabajo a cualquier temperatura, la gran resistencia, la ligereza y el comportamiento a fuego excepcional. También inundará campos estructurales, servirá para cerramientos de durabilidad extrema, resolverá instalaciones sanitarias y de climatización, demostrará su inherente sostenibilidad, asistirá a instalaciones climáticas, eléctricas y electrónicas, y recubrirá materiales con películas inalterables ayudándoles a prolongar eficazmente su durabilidad.

La cerámica del mañana tendrá también un gigantesco campo silencioso, menos visible, pero será sin duda un material omnipresente, sosteniendo, protegiendo, mejorando o aislando las arquitecturas del futuro.

Smart ceramic materials

Photo: Rob’t Hart, Lluís Ros, Pedro Pegenaute

Ver publicación original de Arquitectura Viva

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