Alejandro Bernabeu Larena

Tesis doctoral

Estrategias de diseo estructural en la arquitectura contempornea

El trabajo de Cecil Balmond.

Por

Alejandro Bernabeu Larena Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Ingnieur des Ponts et Chausses

presentada en el

Departamento de Estructuras de Edificacin

Escuela Tcnica Superior de Arquitectura

Universidad Politcnica de Madrid

Madrid, 2007

Director:

Ricardo Aroca Hernndez-Ros Catedrtico de Proyectos, Diseo y Clculo de Estructuras III

Departamento de Estructuras de Edificacin

Escuela Tcnica Superior de Arquitectura

Universidad Politcnica de Madrid

Resumen

iii

Resumen.

Si en pocas anteriores las posibilidades y los desarrollos arquitectnicos estuvieron marcados

por condicionantes tcnicos, constructivos y econmicos, actualmente estos factores han dejado

de ser determinantes, generando una situacin de libertad arquitectnica prcticamente total en

la que casi cualquier planteamiento formal puede ser resuelto y construido.

El origen y desarrollo de nuevas formas estructurales y arquitectnicas en los siglos XIX y XX

estuvo ntimamente ligado a la aparicin de nuevos materiales y sistemas estructurales. En

contraste, el origen de las formas fracturadas, informes y angulosas que caracterizan la

arquitectura de finales del siglo XX y comienzo del XXI no se debe a la aparicin de nuevos

materiales, sino al extraordinario desarrollo tecnolgico de las tcnicas auxiliares de proyecto y

ejecucin, a la profundizacin del entendimiento estructural y a la mejora de las propiedades de

los materiales estructurales conocidos, as como al menor peso que actualmente tienen los

factores econmicos en el proyecto.

Este nuevo contexto arquitectnico ha modificado radicalmente los parmetros que rigen el papel

de la estructura en el proyecto y la relacin entre ingenieros y arquitectos, planteando la cuestin

sobre si los ingenieros pueden y deben adoptar una posicin creativamente activa, proponiendo

nuevos sistemas y estrategias de diseo estructural que permitan guiar la nueva libertad formal

adquirida por los arquitectos. Para dar respuesta a esta cuestin, defendiendo el potencial

compositivo y formal de la estructura resistente en la arquitectura contempornea, se propone un

anlisis en tres niveles.

Por una parte se plantea un estudio razonado de los antecedentes histricos de la relacin

ingenieros arquitectos, identificando los principales aspectos que han influido histricamente en

la evolucin de esta relacin y analizando detalladamente en particular el trabajo de los

ingenieros que establecieron las bases de colaboracin con arquitectos en Gran Bretaa en la

segunda mitad del siglo XX. Se define as el marco en el que se sita el trabajo de los ingenieros

contemporneos, destacando los principales planteamientos y estrategias desarrolladas por

otros ingenieros precedentes, a fin de establecer una serie de referencias que permitan

comparar y valorar las propuestas actuales.

En segundo lugar se analiza y valora el trabajo desarrollado por el ingeniero Cecil Balmond, de

especial relevancia en el contexto arquitectnico y estructural actual al haber colaborado con

algunos de los arquitectos contemporneos de mayor influencia y repercusin, y representar una

posicin extrema de reivindicacin del papel activo del ingeniero en el diseo del proyecto.

A partir de este estudio razonado se plantea el tercer nivel de anlisis, en el que se establecen

cuatro estrategias de diseo estructural que permiten dotar de rigor, coherencia e integridad

conceptual a las formas libres de la arquitectura contempornea, desarrollando herramientas de

Estrategias de diseo estructural en la arquitectura contempornea.

iv

diseo que abren vas de investigacin capaces de sugerir nuevos planteamientos formales y

conceptuales, ampliando el abanico de posibilidades proyectuales.

Las cuatro estrategias propuestas son: alteracin de la estructura, optimizacin de la estructura,

identificacin de estructura y cerramiento, y definicin algortmica de la estructura. Estos

sistemas son resultado en gran medida de dos procesos paralelos, que se superponen y

relacionan entre s: el paso de la organizacin a la arbitrariedad en la ordenacin de la

estructura, y el proceso de localizacin, relacin e identificacin de la estructura con la

envolvente exterior.

En primer lugar, las posibilidades tcnicas y constructivas actuales hacen que no sea necesario

unificar y ordenar los rdenes estructurales, lo que ha propiciado un proceso de distorsin del

orden arquitectnico clsico y los sistemas estructurales tradicionales. As, las estructuras

alteradas encuentran en estas distorsiones el recurso con el que sorprender y provocar

intencionadamente al espectador, definiendo sistemas poco frecuentes y espacios

desconcertantes que no le dejan en modo alguno indiferente. Este deseo de provocacin se

vuelve ms sutil en las estructuras optimizadas, que se apoyan en la optimizacin del

funcionamiento de la estructura para alterar justificadamente la configuracin del proyecto,

planteando nuevas formas y sistemas de gran complejidad. Finalmente, el empleo de algoritmos

en la definicin y configuracin de los proyectos supone la culminacin de este proceso,

ofreciendo el ltimo argumento con el que plantear de manera justificada la generacin de

formas distorsionadas, relacionando adems este proceso con los rdenes matemticos y

geomtricos que rigen muchas de las formas y los fenmenos de la naturaleza.

Por otra parte se ha producido recientemente en la arquitectura un inters por la vuelta de la

estructura a la piel del edificio, identificando nuevamente estos dos elementos estructura

resistente y piel exterior-, que el movimiento moderno haba disociado. Las estructuras

contenedoras exploran el potencial de esta identificacin, que ofrece una relacin inequvoca

entre forma y estructura, garantizando que no existe desvinculacin posible entre el espacio

interior y el volumen exterior, a la vez que define un nuevo modelo arquitectnico que plantea la

estructura como un contenedor capaz de albergar cualquier uso y cualquier funcin.

Finalmente, la aplicacin de estas estrategias y el desarrollo del potencial compositivo y formal

de la estructura en la arquitectura contempornea implican una forma de trabajar y un

planteamiento del proceso de diseo determinados, basados en la colaboracin y la

complementariedad en los sistemas de trabajo y en la concepcin evolutiva e integradora de los

procesos de diseo.

El resultado son sistemas de colaboracin multiplicadora en los que a los conceptos y los

intereses formales del arquitecto se unen los planteamientos y las estrategias estructurales del

ingeniero, definiendo conjuntamente un proyecto que es mucho ms que la suma de arquitectura

y estructura.

Abstract

v

Abstract.

Architectural developments of other times were limited by technical, construction and economical

factors. Nowadays these conditions are not so important, creating a situation of architectural

freedom where almost any imaginable shape can be solved and built.

The origin and development of new structural and architectural shapes during the nineteenth and

twentieth centuries is deeply linked to the introduction of new structural systems and materials. In

opposition, the fractured, formless and twisted shapes that characterise the architecture of the

end of the twentieth century and of today are not based on the development of new materials or

systems. Indeed, these new shapes of contemporary architecture have been possible because of

the extraordinary technological development in the auxiliary design and construction techniques,

the profound structural knowledge, the improvement of the properties and characteristics of the

existing materials, and to the lesser importance of the economical factors during the design

process of projects.

This new architectural context has radically changed the parameters that determine the role of

the structure in the project and the relationship between engineers and architects. The question

arising now is whether engineers shall adopt a creative role in the project design, proposing new

systems and structural design strategies to guide the new architectural freedom. To answer this

question, considering the composition and creative potential of the structure in the contemporary

architecture, a three-level analysis is proposed.

First of all, a reasoned research is made about the historical precedents of the relationship

between engineers and architects, identifying the main factors of the historical evolution of this

relationship and analysing in detail the work of the main engineers that established the

collaboration with architects in Great Britain in the second half of the twentieth century. The

purpose is to establish the framework where the work of contemporary engineers takes place,

highlighting the main proposals and strategies developed by precedent engineers, in order to

establish a number of references to compare and value current proposals.

Secondly, the work of the engineer Cecil Balmond is analysed in detail, since his proposals are of

great importance in the contemporary architectural and structural context. He h