El mirador – reloj solar de Ordino: el reto del planteamiento de un sistema de esfuerzos y compresión “Tensegrity”​

El reloj-mirador de Creussans, en Ordino, combina la construcción de un reloj solar, como réplica del de la Coma del Forat y su connotación solar, con la formación de un mirador en el pico de Creussants. Esta combinación trae consigo a plantearse una pasarela circular para viandantes elevada en el terreno y rodeando al Gnomon, de manera que este último proyecte su sombra sobre la primera, en la que hay marcadas una serie de referencias que equivalen a las de las horas según el huso horario solar particular. Aprovechando las características orográficas del lugar, el hilo conductor de la propuesta se ha fundamentado en el reto de que el paseo del observador por el mirador le provoque una fuerte sensación de ingravidez.

En este contexto, su estructura, como elemento primordial de una pieza arquitectónica casi escultórica, no podía quedar relegada a cumplir su misión sin más. La intención de trasladar al observador desde tierra firme hasta un punto del espacio que le causara flotabilidad, únicamente se podía llevar a cabo rechazando los elementos pesados como medio para hacerlo; esto es descartando los elementos que se leyeran de entrada sobradamente capacitados para materializar la solución estructural.

Pero en este caso, este planteamiento conceptual se ha convertido en necesidad. La condición inhóspita del lugar, en la cima del Pico de Creussans, a 2.700 msnm, con una accesibilidad extremadamente limitada, ha obligado a someter el diseño a una condición minimalista, no solo en el concepto arquitectónico en sí, sino también en los recursos para materializarlo: el emplazamiento del mirador está a 350m de cualquier punto accesible mediante medios mecánicos, y se ha de salvar un desnivel de unos 75m por un sendero que carena la montaña para llegar. Esto condiciona el suministro de materiales y equipos, restringiéndolo a hacerlo sólo mediante helicóptero y con remesas de fardos que en ningún caso pueda superar los 900kg de peso.

Todo ello descarta el diseño del conjunto a partir de elementos que trabajen en flexión. A pesar de que gran parte de los antecedentes de elementos de este tipo sugieren proponer la pasarela mediante un elemento en voladizo, por tanto en flexión, y empotrado en el terreno, basar la solución del conjunto en esta forma de trabajo no resulta óptimo. La flexión, habitualmente relegada a cómo trabajan las vigas y los voladizos, mecánicamente no es nada selectiva: mientras que unos puntos muy concretos de su configuración quedan sometidos a situaciones límite, la mayor parte del resto quedan en regímenes de trabajo claramente por debajo de sus posibilidades, lo cual cosa comporta grandes cantidades de material derrochado. Tampoco la orografía del lugar en la dirección de las vistas predominantes no acababa de ser radical, ya que no presentaba un corte repentino que marcara claramente el momento en el que provocar este voladizo, por lo cual, buscando la espectacularidad, la solución en voladizo también se iba haciendo cada vez menos oportuna.

Mecánicamente, la alternativa a la flexión es el esfuerzo axial. Cuando este resulta en tracción, todos los puntos que constituyen un determinado elemento resistente sometido a este régimen quedan en las mismas condiciones mecánicas, obteniéndose así la excelencia en el aprovechamiento máximo del material; cuando quedan en compresión, sin dejar de quedar en una situación similar, es necesario prestar atención a ciertos efectos de inestabilidad que distorsionan la pureza del planteamiento anterior, pero aún con unas condiciones de rentabilidad mecánica comparada con la flexión muy aventajadas. No es necesario decir  entonces, que un planteamiento estructural basado en este principio, desde el punto de vista de la optimización de recursos, posiciona de forma inmejorable una determinada solución arquitectónica que no la de trabajar mediante elementos flectados. Si esto es una premisa, el reto en la concepción arquitectónica recae en cómo materializar un concepto de elemento volado mediante mecanismos basados en provocar únicamente tracciones y compresiones en los elementos estructurales.

El análisis del pretexto funcional del conjunto ha permitido identificar la creación de un punto fuerte en el espacio. El posicionamiento del Gnomon, que su dirección ha de ser paralela al eje de rotación de la tierra y que, por tanto, obliga a situarlo según una alineación precisa en la dirección norte-sur solar y con una inclinación exacta de 42°37’55” respecto al plano horizontal, fuerza a construir un sistema estable que lo mantenga en esta posición incluso a pesar de los embates de las afectaciones climáticas. La solución ha sido afianzar su posición mediante dos puntales que, juntamente con el Gnomon, actúan formando un tetraedro invertido y, por tanto, consolidando en el espacio un vértice capacitado para recibir carga que actúe en cualquier dirección. Establecido este punto, el hecho de que esta carga tenga más o menos intensidad, solamente ocasiona mayores o menores esfuerzos axiales en sus elementos constituyentes, nada más; en definitiva, un buen lugar para hacer fuerte el soporte principal de la pasarela.

Si el juego es el de que la pasarela reciba la proyección del Gnomon en el plano horizontal, la forma circular de esta es la oportuna, y esto genera una multitud de recursos de tipo estructural para ser explotados, entre ellos el principio de la rueda de bicicleta. Como es sabido, este modelo estructural permite resolver la formación de una estructura plana y capacitada para absorber esfuerzos transversales respecto a su plano mediante el planteamiento de un sistema complejo de esfuerzos de tracción y compresión de sus elementos constituyentes, en órbita de lo que ahora se conoce por el concepto de Tensegrity.

En base a esto, la propuesta ha sido la de disponer una circunferencia de 25m de diámetro colgada por sus radios del vértice del tetraedro formado por el Gnomon y los puntales. Los radios, por su naturaleza concéntrica y con una clave de 6,0 m respecto al plano de la pasarela, gracias a la acción de la gravedad generan el carácter activo del sistema, evitando esquemas más complejos de puesta en carga interna de la estructura. Aun así, la llanta, y en forma de compresión, resuelve la reacción interna del sistema a la activación de las acciones en los radios. Esta está compuesta por un perfil principal en forma de anillo de directriz poligonal que se sujeta directamente de los radios, y un sistema complementario que configura el plano de la pasarela y que consolida la geometría del perfil principal en este mismo plano.

La estabilidad general de todo ello, radios y llanta, se obtiene sujetando el sistema descrito, que ahora se encuentra en equilibrio indiferente, a una serie de puntos fijos solidarios al terreno, los cuales consolidan un estado de equilibrio determinado, apto para hacer frente a los casos de alternancia de cargas gravitatorias o de solicitaciones laterales propiciadas por el viento.

A partir de este planteamiento global, internamente es preciso resolver determinados problemas de equilibrio en el anillo principal. Se han identificado dos: la estabilidad del perfil que lo configura y el control del efecto de torsión que provoca la posición de la pasarela respecto a su eje. En cuanto al primer anillo, el que recibe directamente la acción de los radios, presenta de problemas de inestabilidad propiciados por la forma arqueada de su geometría en planta. Por la morfología de todo ello, el perfil que lo constituye está sometido a una compresión que es consecuencia directa del valor de la tracción de les radios e inversa a su curvatura. El hecho de que el perfil describa una casi circunferencia (en realidad es una figura poligonal de 24 lados), genera que en el plano horizontal, entre los puntos de sujeción de dos radios consecutivos, se provoquen problemas de segundo orden contenidos en el plano horizontal. Estos problemas se controlan mediante la pasarela propiamente dicha, ya que, estructuralmente hablando, este elemento es una viga transversal triangulada, formada por unos perfiles tipo CPN que acompañan el perfil del anillo principal, por unos elementos perpendiculares que los vinculan entre sí y por unas cruces de San Andrés que consolidan su geometría. De esta forma, unida al anillo, lo dotan de la suficiente rigidez transversal, tanto para absorber los efectos del segundo orden como para hacer frente a los efectos derivados del comportamiento descompensado del conjunto frente a situaciones de carga combinada de acciones gravitatorias y viento.

Con relación a la torsión, en sección, las rectas soporte de las acciones gravitatorias resultantes en la pasarela y la de la reacción inmediata de éstas en su soporte no coinciden. Esto produce un efecto de torsión sobre el perfil principal que, por sí solo, no es capaz de soportar. Para el control de este fenómeno nuevamente se utiliza el principio de la rueda de bicicleta. Los perfiles que salen en voladizo del perfil principal y que soportan la pasarela a la vez son solidarios a unos otros perpendiculares que hacen la función de montantes de la barandilla interior, los cuales, en su coronación, son solidarios al pasamano de la barandilla. El giro virtual que ocasiona el efecto de torsión descrito provoca, gracias a este montante, una tendencia a desplazar el pasamanos de la barandilla hacia el exterior; este efecto, al producirse simultáneamente en todos los montantes, genera un efecto de expansión en a la barandilla que es contrarrestado por el pasamanos, provocando el él un esfuerzo de tracción para el cual ha sido dimensionado.

Todos estos elementos de reflexión no solo han sido referencia para la concepción del conjunto sino que también han sido patentes en el momento del diseño de sus partes y en especial del diseño del proceso constructivo para materializarlo. En este aspecto vuelven a ser de referencia los elementos primordiales del diseño de la pasarela: el trabajo según el modelo de rueda de bicicleta y los factores de inestabilidad por compresión y torsión de los elementos de la pasarela propiamente dicha. Así, pues, el reto principal ha sido, al margen de constituir el tetraedro conformado por el Gnomon y los puntales, el de conformar lo antes posible el anillo principal, esto es el perfil poligonal HEA-280, y los tirantes que consolidan su posición en el espacio. Situado esto, el proceso constructivo ha seguido en la idea de generar el mecanismo de absorción de la torsión del perfil principal (barandilla interior) y, después, en el de montar la pasarela propiamente dicha, en una secuencia que introdujera en el sistema el mínimo desequilibrio posible.

Según lo anterior, inmediatamente después de cerrar la geometría del perfil principal, se han incorporado la serie de cartelas que habrán de recibir la pasarela propiamente dicha y con esto, se ha instalado el pasamano de la barandilla interior, cerrando así el mecanismo diseñado para hacer frente al control de la torsión general.

En estas condiciones el sistema ha ido ganando rigidez, en concreto en una cantidad suficiente para ir instalando las diferentes bandejas que configuran la pasarela y los elementos de acabado pertinentes: barandilla exterior y pavimento.

La configuración de cada una de estas partes ha sido hecha considerando dos puntos de referencia: su manipulación mediante helicóptero y la facilidad de encaje de sus partes. El primer elemento de referencia condiciona estas partes en sus proporciones geométricas y de peso: las partes, una vez elevadas, debían de adoptar posiciones paralelas a las que tendrían una vez instaladas, de manera que la misión del helicóptero solamente fuera su transporte, no facilitar su encaje. El segundo se había de tener presente de forma que las piezas se pudieran depositar en la estructura sin que los mecanismos de unión tuvieran que de formar parte de esta primera fase de manipulación. La primera condición ha sido posible realizarla determinando los centros de gravedad de los conjuntos pre-montados en talleres y garantizando que ninguno de estos conjuntos superara el peso máximo compatible con la capacidad de elevación del helicóptero; la segunda se ha materializado mediante el diseño de uniones soldadas en taller para la configuración de los conjuntos y uniones atornilladas a pie de obra para su ensamblaje.

El contacto con el terreno también ha sido un elemento de reflexión en aras de minimizar los recursos. Si en la concepción estructural de la pasarela ha sido un referente constante la reducción de la cantidad de los elementos sometidos a flexión, la cimentación no ha sido un elemento ajeno a esta circunstancia. En este sentido, dado que los elementos principales de la estructura, Gnomon y puntales, trasmiten esfuerzos axiales a la cimentación, ésta solamente es necesario que responda en las mismas condiciones.

Por esto se han dimensionado soluciones exclusivamente capacitadas para trasmitir esfuerzos axiales al terreno, imponiendo que la directriz de los elementos de transmisión de las cargas al suelo fuera la misma que la de la respuesta del sistema de cimentación.

En este sentido, para cada elemento de cimentación, la solución adoptada ha sido la de anclar unas barras de acero corrugado de alta resistencia contra el terreno y éstas quedar ancladas en el hormigón interior ubicado dentro de unos conos sobresalientes del terreno, sobre los cuales se instalan los elementos principales de la estructura. La solución así planteada, además de resolver el problema estructural primero, permite una extraordinaria holganza respecto a la posición finalmente adoptada por los anclajes dispuestos en el terreno, ya que estos se han de instalar en obra orientados respecto a referencias nada inmediatas.

La posición privilegiada del mirador de Creussans ha sido motivo de formular su diseño en el marco de la economía circular, de la minimización de residuos de obra y de la sostenibilidad. El primer factor ha quedado avalado por el hecho de que el sistema constructivo propuesto es totalmente desmontable. Como se ha dicho, sus partes se incorporan al conjunto mediante uniones atornilladas, de manera que, con la misma facilidad que han estado puestas en obra, pueden desmontarse en cualquier momento. El segundo factor se garantiza gracias a la reducción de los residuos de obra que la utilización del acero laminado de alta resistencia implica. Como es sabido, este material es, de los utilizados en estructuras de edificación, el que cierra de forma más eficaz e inmediata el círculo económico de su generación, manipulación, montaje, uso, desmontaje y reciclaje; incluso el hecho de incidir con el reciclaje fomenta el concepto del producto de proximidad, dado que la obtención y suministro de la materia primera ya no quedan ligadas a la localización de los puntos de extracción del mineral primero. Finalmente en lo relativo a contribuir en la sostenibilidad, ésta se ha abordado reduciendo al máximo posible la cantidad de material y recursos, lo cual ha sido posible gracias a la concepción de la estructura en el marco del Tensegrity y la reducción máxima del trabajo a flexión de sus elementos constituyentes.

Autores del artículo: Lluís Moya Ferrer y Cristian Fernández Sedas