La geometría está en todas partes. Primero en la naturaleza, y después en todo lo que hemos ido construyendo: los edificios en los que vivimos, las calles por las que caminamos, la red de transportes que utilizamos. ¡Prácticamente todo es geométrico! Las formas geométricas, en nuestro día a día, nos importan más de lo que pensamos.
La geometría une lugares tan dispares entre sí como la Colonia Güell y el Eixample de Barcelona, o la red de metro de Madrid y la Ciudad de las Artes y las Ciencias de Valencia. Incluso esa bici, que a menudo usas para desplazarte, es geometría.
¿Qué es la geometría?
Ya sabemos que la geometría es una rama de las matemáticas que se ocupa del estudio de las propiedades de las líneas, ángulos, planos y formas. Pero, detrás del estudio de esas líneas, ángulos, planos y formas hay artistas. Hay ingenieros que convierten todo eso en arte y en ciudades.
Los cálculos geométricos pueden con todo. Figuras que levantan edificios de formas increíbles, los soportan y estructuran. Con algunas formas y figuras geométricas, la resistencia y la estabilidad está asegurada.
¿Por qué la geometría es importante en la construcción?
La geometría influye mucho en la resistencia de los materiales. Las formas geométricas son muy importantes para que las construcciones soporten y tengan eficiencia estructural.
Un ejemplo:
Cogemos una hoja (un folio), y lo colocamos liso, tal cual, de forma que quede en el aire (apoyando las cuatro esquinas en cuatro puntos de apoyo).
Si con la hoja colocada de esa forma intentamos colocar un peso encima, el folio se hunde de inmediato. Pero si esa misma hoja la colocamos igual, pero antes la plegamos (como si fuera un acordeón), soportará el peso cuando lo coloquemos encima.
¿Cuál fue la primera construcción basada en formas geométricas?
Desde que el hombre salió de la caverna, quizá la primera forma geométrica que utilizó para poder soportar sus chozas o lugares donde vivir fue el triángulo: dos palos inclinados para poder soportar la cubierta de esa choza o cabaña que ellos podían utilizar para resguardarse del frío.
El triángulo es en sí el elemento geométrico más resistente que puede existir
El triángulo tiene una forma resistente muy particular que confiere resistencia a cualquier estructura, a diferencia de otras formas geométricas. Es el único polígono que no se deforma cuando le aplicamos una fuerza encima (es indeformable), y confiere una rigidez a todo el conjunto que permite resistir mejor las cargas.
Los tres lados que tiene el triángulo se van traspasando las cargas unos a otros, y para deformarse ¡no hay manera! (tendría que cambiar la longitud de las barras).
El cuadrado en cambio, al aplicarle una carga lateral, cimbrea, se deforma o incluso se puede llegar a romper. Un cuadrado o un rectángulo, si lo movemos, si empujamos un poco, vemos que puede convertirse en un rombo.
En cualquier estructura o construcción el triángulo marca la diferencia
Mejora muchísimo, por ejemplo, la estabilidad de estructuras como puentes (que normalmente son metálicas). Lo que el triángulo hace sobre todo es que esas estructuras soporten mejor las cargas horizontales (como es el caso del viento o de un terremoto).
La triangulación, además de ser clave en estructuras metálicas, la encontramos en muchas otras construcciones
El triángulo es un elemento que encontramos en las cerchas de las naves industriales (la cercha es la armadura que sostiene la cubierta de un edificio), o a veces incluso en edificios enteros. En la fachada, de arriba a abajo, encontramos varios triangulitos que al final lo que hacen es que, estas barras, en lugar de estar trabajando a flexión trabajen a tracción y a compresión, y eso es como más sencillo de soportar.
Las estructuras metálicas son además muy ligeras: con poco material podemos cubrir grandes distancias o grandes luces (las luces estructurales son las distancias entre un pilar y el siguiente).
Ejemplos de estructuras triangulares
La torre Eiffel es el ejemplo arquetípico de estructura triangulada. Tenemos también el hotel Arts en Barcelona (que es toda la fachada). Cualquier puente. Las naves industriales… ¡Realmente las formas geométricas triangulares están en todas partes!
Ciudad de las Artes y las Ciencias de Valencia
Si hay una construcción en el mundo que esté asentada sobre bases de figuras geométricas (triángulos, cuadrados, círculos…) es, sin duda, esta macrociudad futurista.
¡Todo lo que vemos en esta construcción es geométrico! Probablemente no haya otro sitio en el mundo donde podamos encontrar todas las formas planas, volumétricas y curvas.
Los cálculos son esenciales, pero también son muy importantes las formas geométricas
A la hora de concebir en un lugar una construcción de semejante envergadura, la geometría sirve para poder utilizar los espacios y sacar la mayor eficacia de todos ellos.
El Hemisférico
Si en la Ciudad de las Artes y las Ciencias nos fijamos en el Hemisférico podemos apreciar que es un ojo. En realidad la base de la construcción es un triángulo que lleva las cargas de lo que es la cubierta a lo que es la cimentación del suelo.
El Hemisférico fue concebido como un cine y un planetario al mismo tiempo. Dentro del concepto de planetario (una vista hacia el firmamento) salió la idea de un ojo que contempla el universo. Se aprecia claramente con el lago y toda la parte acristalada y superior del párpado.
El Museo de las Ciencias
Aquí también encontramos varias estructuras trianguladas. Son para soportar las cerchas de la parte de la cubierta. Incluso en el interior, en los pasillos, hay más estructuras triangulares.
En el largo edificio que es el Museo de las Ciencias, vemos como prácticamente todos sus apoyos tienen la forma de triángulos isósceles. Pero no solo eso. Los triángulos están presentes de alguna manera en todos sus niveles, uno tras otro, dando al edificio no solo un aspecto futurista, sino también demostrando las increíbles ventajas del armazón basado en formas triangulares de esta enorme construcción de 42.000 m² que se distribuyen en tres pisos.
El Oceanográfico
El diseño de la cubierta del Oceanográfico, otra de las construcciones dentro de la Ciudad de las Artes y las Ciencias, es realmente singular. Vemos una superficie reglada muy compleja, porque es una superficie de doble curvatura que se llama paraboloide hiperbólico (se aprecia una curvatura en un sentido y otra curvatura en otro sentido).
El ejecutar esta cubierta, que aparentemente se tendría que hacer con moldes curvos, al ser una superficie reglada se puede discretizar con rectas para formar esa superficie.
Aparte de la singularidad que tiene la lámina por su forma, está el material que la compone
Es la primera vez que se utilizaron fibras de acero como elemento estructural. En el interior de la masa del hormigón están como una especie de grapas (de grapadora) metidas dentro para que la estructura pueda soportar determinadas condiciones de carga.
Por la forma de esta cubierta, las cargas gravitatorias (que son las verticales) las soporta muy bien. Pero cargas que puedan empujar en horizontal (como podría ser el viento o un seísmo) no las soporta. Entonces, para que la construcción pueda aguantar ese tipo de cargas, se colocan esos pequeños «pelos» para que ese acero sea capaz de soportar esas fuerzas horizontales (porque el hormigón por sí solo es frágil, es como si fuera una tiza de pizarra que la puedes romper fácilmente)
El Oceanográfico, que alberga el mayor acuario de Europa, es un notorio ejemplo de eficiencia estructural
Además, nos recuerda claramente a un nenúfar. No solo por su forma geométrica sino también por su belleza y esa sensación de limpieza, que consigue una perfecta armonía con el resto de la Ciudad de las Artes y las Ciencias.
Esa superficie curvada, que se genera gracias a la paraboloide hiperbólica, es una especie de cáscara estructural perfectamente calculada y que envuelve los muros vidriados del cerramiento con curvaturas opuestas. Todo ello consigue que este edificio tenga un aspecto de ligereza y de movimiento casi perfecto.
La geometría y las formas geométricas están presentes en la naturaleza y en las construcciones humanas
El Oceanográfico es un ejemplo perfecto de esa unión. La cubierta nos recuerda claramente a una flor de nenúfar, a una flor de loto o a un cascarón. De hecho así se les llama a este tipo de estructuras: estructura laminar o cáscara estructural.
Son estructuras muy curiosas. Son unas cubiertas sólidas, que normalmente son de poco grosor. Están hechas de hormigón armado (aunque también se pueden hacer de ladrillo), y la gracia es que son muy ligeras pero cubren grandes superficies gracias a la geometría, gracias a esas curvas.
Está hecho con paraboloides hiperbólicos, que es una forma geométrica super compleja (para simplificarlo, es como la silla de montar de un jinete). En el caso del Oceanográfico aplicaron una innovación muy interesante, y es que aparte de ser hormigón armado (con barras de acero en su interior) también lo reforzaron con fibras de acero.
El Palacio de las Artes
El Palacio de las Artes es uno de los edificios más majestuosos que encontramos en la Ciudad de las Artes y las Ciencias. Su origen es bastante curioso. Al principio se pensaba construir una torre de comunicaciones justamente en ese lugar.
Se ejecutaron las cimentaciones de lo que iba a ser una torre con una base casi triangular. Era un diseño muy particular de Santiago Calatrava, y, por diversos motivos, se rechazó el proyecto de la torre. Pero la cimentación ya estaba ejecutada.
Se habían hecho unos muros muy profundos, porque se trata de un terreno bastante malo (está en el lecho del río Turia, en el antiguo cauce del río). Se utilizaron lo que se llama muros pantalla, que son muros enterrados clavados dentro del terreno.
Ese muro enterrado lo que hace es intentar buscar una superficie más profunda en el terreno, más resistente para apoyarlo. Y en el caso que no sea suficientemente resistente tienes más superficie para soportar el rozamiento que pudiera ocurrir entre intentar hundir la pantalla con el terreno.
El proyecto inicial y la ejecución final
El proyecto original incluía una torre de comunicaciones con una altura de 370 metros. Una construcción que sería la tercera más alta del mundo en aquel momento. Sin embargo el proyecto fue transformado, y la torre de telecomunicaciones nunca se llegó a edificar.
La sala principal acabó siendo todo lo contrario. Ahora es un espacio espectacular, totalmente diáfano y que a la vez transmite sencillez. Ese estilo es uno de los valores fundamentales de la arquitectura de Santiago Calatrava, como es capaz de, los esfuerzos que generan todos estos edificios, el llevarlo fuera a unas formas geométricas que son bonitas de ver. Y ver casi prácticamente como esas formas van descansando esos esfuerzos en lo que es la cimentación del edificio.
Por la dimensión de esta construcción nos podemos imaginar cuán complejos debieron ser los cálculos geométricos. Sin lugar a dudas es un alarde de arquitectura y de ingeniería.
Las dos conchas laminadas son las que soportan la estructura del edificio, en concreto su peso es de 30.000 toneladas (lo que equivaldría al peso de unos 6 aviones). Una gran escultura de hormigón, vidrio y mosaicos que se sostiene gracias a un cálculo estructural de altos vuelos. Es un espacio generado por un laborioso diseño geométrico para transmitir al mundo el carácter artístico de las actividades desarrolladas en su interior.
