Voladizos: proporción, ligereza y pesadez

Los voladizos de la Casa de la Cascada, de Frank Lloyd Wright, son parte crucial de esa obra. Proyectados sobre el salto de agua, directamente, conviviendo con éste, estas salientes horizontales producen percepción de ingravidez, y son un referente de las posibilidades del hormigón, a través de vigas de concreto armado empotradas, en un total monolítico con el resto de la estructura. El diseño de la casa resulta armónico con el contexto de los árboles y el cauce natural, reflejando el concepto de arquitectura orgánica. Los “cantilevers” (voladizos), suspendidos sobre la cascada, se consideran un hito de la arquitectura moderna.
https://prontubeam.com/articulos/articulos.php?Id_articulo=40
http://www.waterhistory.org/artinfo/fallingwater/

A pesar de la brillantez de Wright, sin embargo, el proyecto tenía un defecto crítico. El diseño original no proporcionaba suficiente apoyo para la sección en voladizo sobre el arroyo. Como consecuencia, las famosas terrazas comenzaron a hundirse tan pronto se construyen, causando grandes grietas en el hormigón, hundimiento que continúa durante las seis décadas siguientes. En 1995, la “Western Pennsylvania Conservancy”, propietaria del inmueble, contrata a la firma de ingeniería Robert Silman Associates, para examinar sus problemas estructurales. Los resultados de su investigación indicaron que las vigas que sostenían la casa seguían doblándose, y que el edificio terminaría derrumbándose de no hacerse nada.
Las reparaciones, de las principales vigas en voladizo, terminan en marzo de 2002. Las tensiones excesivas se resuelven a través del concepto de postensión. Así cables de acero, de alta resistencia, se fijan a ambos lados de cada viga, anclados en bloques de hormigón, y fijos al extremo de la viga (ilustración superior). Los cables, o cordones, se tensan a continuación desde el exterior, mediante una palanca hidráulica. La tensión en los hilos de postensado ejerce un momento de flexión positivo sobre la viga, contrarrestando el momento negativo causado por la acción del voladizo. El refuerzo de las vigas en voladizo del proyecto así garantiza su estabilidad estructural, durante años. Además, estabiliza la casa sin necesidad de apoyos permanentes, que se levanten del arroyo. Durante el tiempo de ejecución, se decidió colocar una celosía metálica bajo los voladizos, que frenara la caída (ilustración superior).
https://www.bbc.com/mundo/vert-cul-40341010

Proyecto de vivienda
Pasando a mis proyectos, y actividades, entre otros encargos, este año estuve resolviendo una casa, en Parral, al sur de la Región del Maule (VII), y fue interesante ir chequeando sus avances constructivos.

Croquis de una casa en Parral (2024), diseño propio.

Esta fue una casa que partió desde el principio como un encargo a partir de proporciones, de distribuir espacios arquitectónicos en un total, en un perímetro construible que se le ocurrió al cliente, trazando un rectángulo de 13x6m entre el acceso de su sitio, y sus sembrados. De hecho, partió desde las estructuras, y sus ejes, que fue lo primero que se hizo: el proyecto de cálculo. El encargo inicial.

Creo que fue afortunado partir la longitud en cuatro, en principio matemáticamente, con el comando “divide” de Autocad, y después irlo adaptando a los requerimientos, que la hicieron crecer. La planta de segundo piso construida finalmente se parece bastante a la original. En la imagen (arriba), primer esquema de distribución.

En su diseño se contempló un pasillo externo en segundo piso, que a la vez da sombra para un corredor en primer piso. A su vez, se genera un remate como terraza en el costado oriente, con vista sobre los sembrados. En un principio, se pensó con apoyo de pilares distribuidos en los mismos ejes, pero, como desafío, finalmente se contemplaron, tanto pasillo, como terraza, en volado, dando una impresión “flotante”.

Esquema de placa y pernos, presentados al cliente, a mediados de este año (arriba)

Fue realmente un reto generar este voladizo, dado que la vivienda se había contemplado con dos pisos, en una cáscara de albañilería reforzada, y ya consideraba un entrepiso de vigas metálicas. Mediante placa, y una viga más ligera, pudo resolverse este detalle. Con vigas, que se prolongan, continuas, sobre una transversal, a su vez, se generó un voladizo más largo, para la terraza.

Voladizo en sector de terraza, casa en Parral (diseño propio)

Desde esta terraza, finalmente, es posible apreciar, en la lejanía, los Nevados de Chillán, y el volcán Lonquimay.
En los cursos del profesor Astaburuaga, cercano de Juan Borchers, recuerdo que hablaba de la habilidad de dibujar el valle central de Chile, de memoria. Con el tiempo, él había aprendido a esbozarlo. Yo no lo sé, tengo que estar en el lugar, por eso ese conocimiento me llama la atención.

Vista desde la terraza.

Vista desde el sur.

Vista desde el nororiente (foto tomada en la tarde)

Diseño ideológico
Estos dias he estado pensando en la importancia y permanencia del tema. Ante la posibilidad de materializar, es bueno esforzarse en que la obra mantenga su criterio, antes que se diluya en casuística, en meros hechos, y posibles caprichos.
Nos debiera preocupar de dónde viene lo construido, de qué ideas. Qué tendencias nos alimentan, moviendo nuestra voluntad. Las temáticas sociales, por su parte, siempre debieran estar presentes.

Solicitación
El tema de la solicitación es muy importante.
Es muy distinto si, en una obra, está en voladizo una cubierta, que un piso transitable. También es distinto si la obra es privada o de uso público.
Ejemplo de este tema, es un puente en Estados Unidos, conocido como I-35W, cuyo colapso en 2007 fue noticia en los medios. Éste, duró 40 años en funcionamiento, porque sencillamente no estaba solicitado de la manera en que estaba cuando se derrumbó.
I-35W fue un puente de arco metálico, ubicado en la ciudad de Minneapolis. Un reticulado de acero, de largas luces, diseñado en la década de los 60. En determinado momento, se consideró que sus placas de conexión, eran demasiado delgadas para la carga y, teniendo la oportunidad, nunca se reparó aquello, y siempre se recargó más.
Las placas de "escudete" (elemento de construcción en puentes) así eran sólo la mitad de espesas de cómo deberían haber sido, según el dibujo inferior, parte de múltiples análisis que se pueden encontrar hoy en internet. Otro factor, que contribuyó a la caída, fueron las casi 300 toneladas de materiales de construcción almacenados en la cubierta, por las renovaciones. Luego, el intenso flujo vehicular, en la hora pico, que la desencadenó.
https://es.wikipedia.org/wiki/Puente_I-35W_del_r%C3%ADo_Misisipi
https://dev.thinkreliability.com/case_studies/root-cause-analysis-of-the-i-35-bridge-collapse/

En 2007, finalmente, el puente de la autopista Interestatal 35W, que cruzaba el Río Misisipi, colapsa por sobrecarga, provocando la muerte de 13 personas y unas 100 heridas. En 2006, se había planeado reforzar con acero, pero el proyecto había sido cancelado. Enumerando  las causas materiales del derrumbe, en conclusión: primero, placas de conexión muy delgadas, para manejar la carga de diseño, fallando por fractura. Segundo, se incrementó la carga estática, en un 20%, al añadir 2 pulgadas (5,08 cm) de concreto, a la superficie de rodadura. Tercero: excesivo peso en materiales y equipo de construcción, sobre el punto más débil, justo a la hora del derrumbe, alrededor de las 6 PM. Pero la causa determinante, que desemboca en la caída, es el inadecuado y equivocado mantenimiento, y falla en la observación continua, que pudo haber evitado el desenlace, en cualquier reparación intermedia. Sirve acá como contrapunto, de hecho, el primer ejemplo, de la Casa de la Cascada, como caso con supervisión, y observación permanente.

Control del peso
La arquitectura transita de la ligereza a la pesadez, y a veces son convenientes las estructuras reticuladas. No todo se resuelve con gran peso, y aquello muchas veces no es viable. Colgar, aligerar es un buen recurso. Y más que volado, un elemento suspendido es un “asomo”, de un cuerpo que ya está empotrado en gran parte en un soporte, casi como estirar un brazo, o una extremidad, de un “torso” bastante sustentable.

Me han llamado la atención casos cuyo tema parece ser el centro de gravedad. Éste es el punto en el que se ejerce el peso del cuerpo, conocido también como centro de balance, o de equilibrio, y que depende de la forma, y de la distribución de la masa. Se puede utilizar para calcular el equilibrio de un sistema, vale decir donde se considera ejercido el peso, para ver donde se aplique refuerzo.
La Torre de Observación de Aves, de GMP Architekten, en Graswarder-Heiligenhafen, Alemania, construida entre 2003 y 2005, destaca por su integración con el entorno, su simplicidad, y su capacidad para acoger a un gran número de visitas.
Construida en alerce siberiano, se contextualiza con la reserva de aves en que se emplaza, mediante un entramado escultórico de vigas, travesaños, y diagonales, que potencia una generación geométrica romboide, y a la vez representa la figura de un pájaro que se posa en el suelo. Una escalera permite subir a una torre de 15 metros, con una estación de observación vidriada, como remate. Así el aporte de esta obra puede estar en una construcción sencilla, que resuelve el ascenso con una pendiente de 30°, reflejada en el partido y su diseño estructural, que solucionan tanto voladizo como arriostramiento, garantizando la indeformabilidad de manera unitaria, con diagonales que refuerzan las verticales solicitadas.
https://www.archdaily.cl/cl/02-16403/torre-de-observacion-de-aves-gmp-architekten
Buscando referentes de equilibrio, también me ha parecido interesante la reinterpretación de la casa Gropius, y de los maestros de la Bauhaus, por ser quienes primero proponen estos temas. Y la famosa silla en voladizo de Breuer, que prescinde de patas traseras. Posiblemente aborde esas obras en algún artículo próximo.
https://www.goethe.de/prj/hum/es/dos/bau/20459317.html

Volviendo al proyecto de vivienda, al ver la casa construida, más allá de planimetrías, en pantallas, e impresiones, me gustaron sus proporciones, me parecieron armónicas. El hecho de que tenga lenguaje de “casa de campo”, a petición del cliente, más bien me gusta, y me pareció interesante resolver las cubiertas, con cuatro aguas. También diseñé los muebles de la cocina, que también se construyeron, pero eso es otra historia. Junto a otros proyectos, posiblemente exponga mejor este caso en próximos posteos.