(Basado en una presentación en el Congreso de la GRCA por Carl Stein, Elemental Architecture, EE. UU.)
CONTEXTO
En 1986, el estudio de arquitectura The Stein Partnership (actualmente Elemental Architecture, LLC) recibió el encargo de investigar posibles estrategias para la reconstrucción de la envoltura de cerramiento de Shepard Hall, la emblemática estructura neogótica de 36 000 m2 que era el edificio principal del City College of New York. Finalizada en 1907, la envoltura de Shepard Hall incluía más de 72 000 piezas individuales de terracota arquitectónica incorporadas a los muros estructurales externos de mampostería.
La terracota se utilizó indistintamente de la piedra primaria, un esquisto local; el esquisto es una piedra metamórfica relativamente blanda de estructura marcadamente laminar y alto contenido en hierro. Las unidades de terracota abarcaban desde paneles planos y sencillas molduras extruidas hasta esculturas de bulto redondo muy complejas, la mayor de las cuales medía más de 2 m de alto.
Al principio del proyecto, el Gran Salón, con una superficie de 1275 m2 y techos de 18 m de altura, estaba cerrado porque algunos fragmentos de terracota del interior de la tracería de los ventanales —de más de 12 m de alto cada uno —se habían caído al suelo y suponían un peligro importante para la seguridad pública.
Por la gran cantidad de piezas que sería necesario replicar, la envergadura de la primera fase por sí sola era tres veces mayor que cualquier otro proyecto similar jamás llevado a cabo en todo el territorio de los EE. UU. y posiblemente en el mundo entero. Además, la primera fase representaba menos del 20 % de toda la reconstrucción. Para complicar aún más las cosas, mientras que la mayoría de proyectos anteriores de sustitución de terracota se habían llevado a cabo para clientes privados mediante contratos pequeños ampliados gradualmente, la obra de Shepard Hall era para una organización pública y se iba a someter a un proceso de licitación con contratos por un importe fijo con todo incluido. Esto exigía una documentación muy precisa de todo el trabajo a realizar para evitar costosos cambios tras la concesión del contrato.
Aunque a primera vista parecía que el edificio no necesitaba más que una reforma general y una limpieza, en realidad estaba en mucho peor estado de lo que aparentaba. Antes del comienzo del contrato, más de un tercio de la terracota original se había agrietado, y se había retirado y sustituido por ladrillo y estuco, y para 1986 muchas de estas reparaciones también estaban empezando a fallar. Aún más preocupante era que muchos de los elementos de acero encastrados en la mampostería presentaban indicios de rotura, y las sondas indicaban que parte del acero estaba completamente oxidado. El edificio se estaba cayendo, literalmente. Si Shepard Hall había de sobrevivir, por no hablar de seguir siendo una parte integral del campus de City College, haría falta un plan de reconstrucción exhaustivo.
Las causas del fallo estructural eran varias. Aunque existían problemas asociados con defectos de fabricación y la instalación incorrecta de la terracota, muchos de los fallos se debían a que el edificio se había diseñado sin juntas de expansión ni ningún otro medio de dar cabida al movimiento térmico, y, como se dijo anteriormente, la terracota estaba intercalada con la piedra. El movimiento del edificio fue aplastando la terracota, lo que permitió que el agua atacara el acero. Al oxidarse, el acero se expandió, agrandando los huecos y aumentando la cantidad de agua que llegaba hasta el acero. Al congelarse en invierno, el agua ejercía una tremendo acción de palanca, lo que ocasionó roturas repentinas. En algunos casos, piezas de terracota de más de 10 kg de peso se habían desplomado desde una altura de más de 30 m. Sorprendentemente, nadie resultó herido, aunque había áreas de los tejados inferiores que mostraban los efectos de haber sido golpeadas por los escombros al caer.
La reconstrucción tenía que imitar con precisión los detalles y replicar la misma impresión de solidez que la terracota, pero al mismo tiempo tenía que incorporar un sistema que diera cabida al movimiento del edificio para evitar la acción trituradora que había destruido prácticamente la construcción original. La solución era eliminar toda la terracota y sustituirla por ladrillo o piedra en un plano de unos 10 cm por detrás de la fachada final terminada. Las réplicas en GRC de las molduras de terracota se acoplaron de una en una a la nueva mampostería mediante canales y abrazaderas de acero galvanizado que permitían su ajuste en tres planos.
Todas las juntas entre las unidades de GRC utilizan un sistema tripartito, compuesto de cinta de espuma expansiva, una varilla de soporte de células cerradas, y un sellador de poliuretano. (Juntas de tipo "A" y "D"). Las juntas entre las unidades de GRC y la mampostería de piedra varían considerablemente a causa de la irregularidad de la piedra rústica. Para adaptarse a estas variaciones se utilizaron juntas de mortero tradicional pero, entre el mortero y el GRC, hay una cinta de espuma expansiva de 8 mm de grosor con una tira despegable que permite la aplicación de sellante en el hueco. De este modo, cada junta entre dos unidades de GRC, o el GRC y la piedra, puede acomodar aproximadamente 2,5 mm de movimiento. Puesto que cada lienzo de GRC tiene varias juntas, el sistema utilizado para la reconstrucción de las zonas decorativas del edificio es más que capaz de absorber todo el movimiento del edificio.
SELECCIÓN DE MATERIALES
El estudio de viabilidad de 1986 identificó varios criterios para el revestimiento de repuesto de Shepard Hall. Tres de los más importantes de ellos dieron lugar a la preselección de réplicas de hormigón reforzado con fibras de vidrio de pared delgada. Estos criterios eran:
El material debía se compatible con un sistema de unión en el que cada unidad de repuesto contara con un soporte independiente. Esto era necesario para crear un diseño que diera cabida a la expansión del edificio y para permitir el alto grado de ajuste necesario para instalar las piezas de réplica en la mampostería circundante de piedra basta. Al ir acoplada cada pieza individualmente, se puede llevar a cabo la reconstrucción estructural antes de instalar el revestimiento decorativo, y la futura sustitución de piezas si fuera necesario resultaría más fácil.
El material debía ser apto para crear unidades relativamente delgadas. De esta forma, al cambiar la mayoría del volumen de terracota con mampostería en buen estado estructural y dejando una cavidad estrecha en la superficie exterior, las piezas de réplica se pueden instalar con un sistema de unión de acero ajustable para imitar fielmente el perfil del acabado original. El área situada detrás de las réplicas sería fraguada e impermeabilizada, formando así un paralluvias neogótico. Una vez seleccionado el sistema de GRC, se determinaron las dimensiones: un espesor nominal del material de 16 mm con un borde vuelto de 50 mm para rigidizarlo y dar cabida a un sistema de sellado con juntas tripartitas.
El material, que había de imitar una superficie blanca lisa, debía ser monolítico para que la posible erosión de la superficie a largo plazo no alterara el color.
A causa del pequeño tamaño de las unidades con soporte individual, la estabilidad ambiental de las superficies arquitectónicas resultaba igual de importante que sus propiedades estructurales. El estudio de viabilidad incluía varias series de ensayos de envejecimiento acelerado, que hacían hincapié en la estabilidad ambiental de la superficie y las propiedades cromáticas de diversos materiales reforzados con fibra de vidrio.
Cuando estaba a punto de completarse la primera fase de construcción en 1990, el cliente encargó una nueva serie de ensayos para determinar si existía una alternativa más sencilla de obtener y fácil de fabricar que ofreciera una durabilidad comparable. Se sometieron a ensayo 13 fórmulas de GRC distintas. Uno de los sistemas, que contenía metacaolín y pequeñas cantidades de polímero, obtuvo muchos mejores resultados que el resto de las muestras. Se aplicó un sellante de silano "puro" transpirable a la superficie terminada para minimizar la acumulación de suciedad y reducir el cambio de color temporal del material al mojarse. Aparte de eso, no se aplicó ningún otro tratamiento a la superficie.
Al principio se previó que el 80 % restante de la reconstrucción de la envoltura se llevaría a cabo en cuatro fases, cada una de ellas de escala similar a la del proyecto de reconstrucción inicial. El plan original era que las obras estuvieran finalizadas en 1999. Los documentos y planos de las cuatro fases se completaron en 1995. Sin embargo, la financiación del proyecto era esporádica y ya en 1992 las cuatro fases previstas originalmente se subdividieron en varios contratos de menor envergadura. Las últimas piezas de GRC se instalaron en 2013. Aunque los retrasos fueron a veces motivo de frustración, han permitido vigilar el comportamiento del GRC a lo largo de un período de tiempo prolongado.
El sistema de GRC descrito anteriormente se utilizó exclusivamente para las ocho fases de construcción siguientes, y se ha especificado para la novena y última fase. La primera instalación del material tuvo lugar en 1993. Sin contar el material de la primera fase, las unidades de GRC han sido suministradas por cuatro proveedores distintos, fabricadas en siete plantas distintas, e instaladas por tres contratistas distintos. Hay zonas del edificio donde se han instalado unidades de GRC justo al lado de otras que ya llevaban más de 15 años in situ.
Las aplicaciones de GRC en Shepard Hall son atípicas desde varios puntos de vista. A causa de la complejidad de las formas y los requisitos de imitar con los nuevos modelos los elementos esculpidos originales, el coste de las materias primas es una parte relativamente pequeña del coste total del GRC acabado, y una parte aún más pequeña del coste total del proyecto. Algunos de los métodos de economizar material que se aplican en la mayoría de instalaciones de GRC se omitieron intencionadamente en Shepard Hall.
Además, puesto que las áreas de GRC debían integrarse con la mampostería irregular, la capacidad de hacer ajustes finos sobre el terreno era mucho más importante que el ahorro que habría aportado el premontaje a gran escala. A pesar de esto, la estabilidad dimensional intrínseca del proceso de fabricación del GRC, sobre todo en comparación con los productos de barro cocido, ha permitido el uso de modelización tridimensional para obtener una vista previa del encaje y la alineación entre las unidades de GRC, y entre los conjuntos de GRC y la piedra circundante.
OBSERVACIONES
El primer lugar, el sistema de GRC desarrollado para la construcción de la envoltura de Shepard Hall y las reparaciones estructurales asociadas ha dado un resultado excelente.
Además del rendimiento del material en sí, el desarrollo y aplicación de un sistema riguroso que integraba las cuestiones de la producción de materiales, los procedimientos de construcción e instalación y la documentación han creado un proyecto que, aunque llevó mucho más tiempo de lo previsto a causa de la presión presupuestaria y de una contratación mucho más fragmentada de lo esperado, ha logrado mantener una sorprendente coherencia. Toda la preparación previa hizo posible la firma de contratos de construcción de menor envergadura de lo previsto originalmente con relativamente poca antelación, lo que a su vez permitió adaptarse a la naturaleza ligeramente imprevisible de la financiación del proyecto y el programa de construcción de la Universidad.
El sistema de construcción, así como el enfoque general del diseño, la licitación y la contratación, no habrían sido posibles sin las capacidades de un material de alta calidad, bien controlado y predecible como lo es el GRC. No solo ha sustentado la base tecnológica de la solución, sino que ha producido un resultado acabado que ha gozado de la aceptación sin reservas del cliente. Además, ha confirmado la idoneidad del GRC para complejos proyectos de reconstrucción de edificios históricos, una práctica que se está extendiendo cada vez más tanto en EE.UU. como en el resto del mundo.
El sistema ha dependido también de la disponibilidad de expertos artesanos capaces de cumplir los estrictos criterios de los patrones y moldes necesarios para la conservación histórica. Estas habilidades, combinadas con la capacidad del GRC de reproducir detalles muy delicados, ha generado miles de réplicas escultóricas únicas llenas de matices para la reconstrucción de Shepard Hall. Como quizás no sea de extrañar, a lo largo de las dos décadas de uso del GRC en Shepard Hall, la aplicación de este material en la reconstrucción de edificios históricos deteriorados ha pasado de ser una novedad a ser una práctica común.
CONCLUSIÓN
Más de 30 años después del comienzo del mayor proyecto de reconstrucción de la envoltura de terracota de un edificio con un material alternativo, la decisión de utilizar GRC ha demostrado ser la correcta. Además de su éxito técnico, ha permitido el suministro de material por diversos fabricantes y ha logrado la unidad visual a pesar de una secuencia de construcción muy fragmentada a lo largo de un período de tiempo muy dilatado.
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