Les Travaux de Mars ou l’Art de la guerre (1671)

Serie DE LA DÉFENSE DES PLACES À LA POUSSÉE DES TERRES (De la defensa de las plazas al empuje de tierra) - Primera parte

Por: Santiago Osorio R.

… Viene del Libro VI

Contenido del Libro VII

Discusiones alrededor de las murallas
La cimentación en los tratados históricos de construcción

Discusiones alrededor de las murallas

Uno de los temas de mayor polémica entre los tratadistas a lo largo de muchos años, será precisamente el de determinar cuál de todos los materiales resultaba más conveniente para su elaboración. El español Cristóbal de Rojas (1598) defiende el uso del ladrillo por encima de la piedra, en virtud de los distintos efectos que sobre ellos tienen las balas de cañón: ante el proyectil, el ladrillo se desmorona sólo en el área misma del impacto y se fragmenta en unidades pequeñas, en tanto que, sobre la piedra, afecta la estabilidad del conjunto por tratarse de unidades más sólidas y de mayor tamaño.

En De Re Aedificatoria, publicado en Venecia en 1485, Leon Batista Alberti (1404-1472) abandona la clasificación tradicional de los elementos que componen la muralla (torres, cortinas, contrafuertes), tal como lo habían declarado ya Vitruvio y Vegecio; Alberti explica que la muralla es un sistema complejo donde las razones constructivas más que las estratégicas, inciden en la forma y la disposición del conjunto. En 1472 había aparecido en Verona el texto de Roberto Valtuario (1405-1475), De Re Militari libri XII, seguido de autores como: Giovanni Battista Zanchi (1515-1586) (Del modo di fortificar le cittá, Venecia, 1554); Girolamo Cattaneo (1540 - 1584) (Dell arte militare libri cinque, Brescia, 1584); Girolamo Maggi (c.1523-1572) y Giacomo Fusto Castriotto (1501-1562) (Della fortificatione delle citta, libri tre, Venecia, 1564); Gabriello Busca (1540-1605) (Della expugnatione et difesa delle fortezze, Torino, 1585). Ellos insisten en la utilidad del conocimiento abstracto y la exhibición del repertorio de formas y soluciones constructivas concretas. Para algunos como Giacomo Lanteri:

La primera cosa que es necesaria y sin la que no debemos hablar de la fortificación, es la comprensión de la forma, la cual no se puede poseer sin la ayuda de la Geometría...

Lo que complementará Girolamo Maggi diciendo que:

Nadie pone en duda, que la fuerza de la muralla consiste más en la forma que en la materia; de tal manera que si ella no se hace con la guía del ingenio del Arquitecto, por gruesa que se haga, y de cualquier clase de piedra, o de ladrillo, que valientemente resiste a los impactos, será inútil ante los golpes de la artillería...

Y sin dejar de hacer tampoco las referencias concretas a la necesidad de hacer los muros siguiendo los preceptos de la tríada vitruviana:

Son tres las principales consideraciones en la obra del muro, como Vitruvio lo advierte, conviene haber guardado la estabilidad y firmeza del edificio frente a la utilidad y al decoro....

Pero si los tratadistas italianos conceden una justificada importancia a la necesaria relación entre la materia del muro y su trazado geométrico, serán los dos autores españoles de fines del siglo XVI los que intentarán explicar en sendas obras aspectos más prácticos de la edificación de murallas mediante secciones dibujadas en las cuales expresan sus requerimientos constructivos. Cristóbal de Rojas (1555-1614) (Teoría y práctica de fortificación ..., 1598) y Diego González de Medina Barba (1550-1600) (Examen de fortificación, 1599), conciben la muralla como un elemento complejo que busca ser inexpugnable mediante la firmeza del recinto lograda mediante la correcta disposición de los materiales (Figura 91).

Figura 91. Frontispicio de Teoría y práctica de fortificación... de Cristóbal de Rojas (1598) (izquierda). Perfil de perfil de una muralla de defensa (centro). Imagen de una ciudadela amurallada (derecha)

En el siglo XVI existió un predominio de tratados de fortificación italianos; a partir del siglo XVII la proporción fue encabezada por Francia y España. Matemáticos, soldados y sacerdotes configuran la base heterogénea de sus autores: los primeros empeñados en resolver el arte de la guerra mediante principios numéricos controlables, los segundos con un conocimiento directo de los hechos constructivos que les permitía evaluar las soluciones técnicas empleadas y los últimos consagrados a la recopilación de los saberes de su época con el fin de dejados atrapados en las páginas de extensas obras enciclopédicas. Para nuestro estudio, son particularmente interesantes los dos primeros grupos; autores que dedican varios apartados a buscar respuestas a los problemas más urgentes relacionados con la construcción de murallas, como, Jean Errard de Bar-Le-Duc (La fortification demonstrée et reduicte en art, París, 1594); Antoine De Ville (Les fortifications, Lyon, 1628); Allain Manesson Mallet (Les travaux de Mars ou l’Art de la Guerre, París, 1672); Simon Stevin (Architecture von Festugen, Estrasburgo, 1589); Samuel Marolois (Opera mathematica ..., Den-Haag, 1614-l7); Adam Fritach (Architectura militaris ..., Leyden, 1631); Cristóbal Lechuga (Discurso en el que trata de artillería, con un tratado de fortificación ..., Milán, 1611); Vicente Mut (Arquitectura militar, Mallorca, 1664); Alonso Cepeda (Epitoma de la fortificación moderna ... Bruselas, 1669); y Francisco Larrando (Estoque de la guerra ..., Barcelona, 1699).

En algunos autores se encuentra el eco de viejas polémicas acerca de cuál ha de ser la geometría que deberán adoptar los contrafuertes de la muralla a fin de que demanden la menor cantidad de materiales posibles y sean a la vez más efectivos. Jean Errard de Bar-Le-Duc (1594), por ejemplo, reclama la necesidad de unir los contrafuertes mediante arcadas, tanto en su plano vertical como horizontal, en tanto que De Ville (1628) incluye un repertorio de diez tipos distintos de contrafuertes (Figura 92), explicación que será retornada literalmente por el sacerdote jesuita George Fournier (Architetura Militar, París, 1649).

Figura 92. Tipos de contrafuertes en el tratado Les fortifications de De Ville (1628)

Con el advenimiento del siglo XVIII, los ingenieros militares franceses se pusieron en la tarea de obtener recintos más complejos, dispuestos a la manera de un intrincado laberinto para el enemigo, con el fin de obtener “más tiempo” de resistencia. La “durabilidad de las murallas” se transformó en un intento por minimizar los efectos de la acción de las balas enemigas alejando la artillería atacante mediante un sinnúmero de obras exteriores. Los llamados Sistemas Vauban, desarrollados por Sébastien Le Prestre mariscal de Vauban, son una clara muestra del nivel de complejidad formal al que llegó la conocida fortificación permanente abaluartada; sin embargo, las preocupaciones de este militar francés alcanzaron también asuntos de orden técnico, poco conocidos debido al carácter de secreto de estado que cobijó sus escritos.

El mariscal de Vauban presentó en 1704 el Traité de l’attaque des places (Tratado del ataque de las plazas), obra compuesta a lo largo de las guerras ofensivas del rey Luis XIV, y cuando éste conoció los reveses de Höchstädt y Romillies. Luego escribió el Traité de la défense des places (Tratado de defensa de las plazas), que aparecerá en 1706, un año antes de su muerte. En estas obras no se encuentran grandes detalles sobre las reglas de construcción de todos los grandes muros de contención o “muros empinados” que son las piezas centrales de las fortificaciones de Vauban; sus instrucciones eran a menudo verbales, pero procedían de una mente intuitiva que era la de un gran ingeniero; su juicio es severo con respecto a Guillaume de Lafon de Boisguérin (1621-1693) (Deshoulières) que escribió ante él en 1675 un discurso sobre la Défense des Places (la Defensa de las plazas). Al margen de una copia de este discurso, anotó Vauban:

Este escrito es de un oficial inteligente y fácil de entender. . . pero quien no tiene principio y quien, en fin, no es ingeniero;

Y también:

Aquí hay un autor que promete decir maravillas y que, básicamente, no dirá mucho; porque, al no ser agrimensor ni ingeniero, no podrá representar pensamientos para hacerlos palpables, ni medir los sapes (trincheras cavadas bajo un muro, una obra, etc., para socavarla) que deben utilizarse en las obras que propone; de modo que sólo hablará de ello de manera muy general y como un hombre que no entiende mucho al respecto.

En el año 1667 era común el envío oficial a los servicios de ingeniería locales, del perfil general de Vauban para los muros de contención de las fortalezas. Pero no se llevó un registro escrito de este documento fundamental, ya que los trabajos de Vauban hacían referencia a 500.000 toises cúbicos (3.700.000 m3) de mampostería construidos en 150 lugares diferentes (con una altura superior a 30 m en algunos casos), que desafiarían la prueba de los siglos. Puede encontrarse una tabla de las dimensiones de los muros de Vauban en La manière de fortifier selon la méthode de Maréchal de Vauban (La forma de fortificación según el método de Maréchal de Vauban), del abbé du Fay, una obra a la que Vauban dio su aprobación (ver la memoria de Chauvelot (1783) y las discusiones de la Real Academia de Ciencias sobre esta tesis) (Figura 93).

En la tabla, que se refiere a los muros con revestimientos exteriores inclinados a 1 en 5 en la vertical, se dice que el mariscal Vauban adoptó un ligero voladizo para poner los revestimientos en condiciones de resistir más a las baterías del sitiador y también para hacerlos menos costosos para una resistencia igual. Los muros de Vauban incluían contrafuertes espaciados 5,75 m entre sí y tenían un espesor de base de 0,20H+1,48 m, siendo H la altura de los revestimientos. Para grandes alturas, los muros de Vauban son muros 1 : 4 (1 a 4 en la vertical), lo que sigue siendo muy atrevido.

Figura 93. Perfiles de Revestimientos de Murallas. Tabla de dimensiones dadas por M. de Vauban, a los perfiles del revestimiento en mampostería ordinaria bien adheridos para colocar los muros a fin de resistir el empuje de la tierra promedio (pieds = pies; pouces = pulgadas. En aquella época 1 pie = 0.3248 m y 1 pulgada = 0.0271 m)

Vauban es uno de los mayores talentos y, sobre todo, uno de los personajes más sublimes, que ha producido no solo Francia, sino el mundo entero. Su filantropía, su horror a la sangre, sus virtudes cívicas y militares, igualan a las de George Washington. A los 25 años adoptó la especialidad de fortificaciones para dar a la guerra a les voies les moins ensanglantées (las formas menos sangrientas). La definición que legó de fortificación se transmitirá a las generaciones futuras, hasta el día auspicioso en que este crimen omnímodo, que se llama Guerra, desaparezca del mundo. El afirmó que las fortificaciones están hechas “para disminuir el consumo de hombres (pour diminuer la consommation des hommes)”. Sólo esa santa devoción a la causa de la humanidad explica que Vauban haya podido realizar importantes obras de renovación y restauración de 300 fortalezas; construir 33 campos de batalla completamente nuevos; dirigir 53 sitios y asistir 140 batallas. En los breves intervalos de paz, el experto ingeniero abrió los canales de Saint-Ouen, de La Branche y de Neuf-Brisach; mejoró los puertos de Honfleur, Saint-Valery, Ambleteuse, Antibes y creó el puerto militar de Dunkerque, construyó el Aqueduct de Maintenon y llevó a cabo obras de mejora en los ríos Sâone y Loire.

Después de haber acumulado así el renombre y la gloria, suficientes para ilustrar una docena de ingenieros, Vauban, en el último período de su vida, se embarcó en la más ardua de las campañas a favor de la libertad de conciencia y el bienestar del pueblo francés. Sus tres Memorias contra la revocación del Edicto de Nantes; sus esfuerzos personales para disuadir al fanático Luis XIV de tal intención satánica; su trabajo con el angelical Fénélon para reformar los abusos sociales, económicos y administrativos que deshonraron a Francia; este libro sagrado, al que tan modestamente llamaron La Dixme Royale, coloca a Vauban junto a los predecesores más heroicos de 1789; entre los más santos Patriarcas de las Ciencias Económicas y en el asiento etéreo de los más devotos Benefactores de la Humanidad.

Fue el 16 de mayo de 1687, en el apogeo de su gloria como ingeniero, cuando Vauban redactó en Traben, cerca de Coblentz, el “Perfil general que se utilizará para la ejecución de las obras de fortificación de la Place de Sarrelouis (Profil General pour servir à l’Execution des Travaux de fortification de la Place de Sarrelouis)”. Las reglas, aquí dadas, se siguieron escrupulosamente hasta la organización de la Teoría del Empuje de Tierra y todavía son un criterio para determinar los coeficientes prácticos, indispensables para las fórmulas teóricas. Sólo hasta 1716, con la aparición en París del libro de Henry Gautier, Traité des Ponts, se harán públicos algunos de los métodos de Vauban para dimensionar el espesor de los muros: un sistema gráfico que el propio mariscal había ido desarrollando con la práctica y que incluso le llevaba a la formulación de una tabla síntesis (Figura 94).

Figura 94. Método gráfico para determinar dimensiones en los arcos y espesores en los muros de contención de Henri Gautier en Traité des Ponts (1716)

Pero, como señalaría el general Poncelet (1840), nada sugiere que el perfil de Vauban, despojado de sus contrafuertes, hubiera resistido la acción del empuje en todos los casos. Si los contrafuertes se hubieran sustituido por un espesor uniforme de mampostería del mismo volumen en el mismo lugar, los muros no ofrecerían las mismas posibilidades de estabilidad. El perfil de Vauban es, por tanto, el resultado de las observaciones de una larga práctica que economizó notablemente la mampostería al reducir el empuje mediante refuerzos en las caras de los contrafuertes. Por lo tanto, aparentemente Vauban es uno de los primeros en haber aprovechado sistemáticamente los fenómenos del arriostramiento de la tierra (por contención del efecto de arco).

Después de Vauban, muchos investigadores trataron de encontrar, a nivel teórico, la justificación de las dimensiones empleadas por él. Mayniel (1808), subdirector de fortificaciones de guerra, en su Traité expérimental analytique et pratique de la poussée des terres et murs des revêtements (Tratado experimental analítico y práctico sobre el empuje de tierra y los muros de revestimientos), se comprometió a hacer un balance de todas las teorías y experimentos publicados durante el siglo XVIII y todavía nos asombra la extensión de las publicaciones realizadas durante esos cien años.

Sucesivamente, Bullet (1691), Buchotte (1716), Couplet (1726), Bélidor (1729), Lemaire (1737), Querlonde (1743), Gadroy (1745), Cormontaigne (1749), Sallonyer (1767), Blaveau (1767) ), Rondelet (1767), Trincano (1768), a su vez, publicaron teorías y precedieron a Coulomb en la investigación sobre el valor del empuje de tierra: estudios teóricos en general que parten a menudo de ideas a priori como un plano de ruptura constantemente inclinado en 45° con la horizontal (Bullet, Couplet, Bélidor, Gadroy, Cormontaigne, Rondelet, Trincano), o que no tienen en cuenta las circunstancias físicas reales.

La concepción estructural, hasta la primera mitad del siglo XVIII, estará dominada por el sobredimensionamiento de la mayor parte de los elementos portantes, pensados siempre en términos de proporciones y asegurados mediante un sentido de lo macizo que se reafirmaba continuamente bajo el pretexto de la acción de las armas de fuego. La superación de los métodos gráficos como recurso para el dimensionado de elementos estructurales se logrará gracias al completísimo tratado de Bélidor (1729), quien con métodos de orden numérico fue capaz de definir un modelo útil en la comprensión estructural de arcos, bóvedas y muros de contención:

Así, para comenzar a seguir el método según el cual me parece que el arquitecto deba ser tratado [...] hemos de enseñar en este libro, una nueva teoría para reglar el espesor de los revestimientos de mampostería (1729, vol. 1, p. 4).

Bélidor (1729) en su tratado titulado La Science des Ingénieurs dans la conduite des travaux de fortification et d’architecture civile (La ciencia de los ingenieros en la conducción de obras de fortificación y arquitectura civil), en 1729 dio Tablas, que en parte retoman la de Vauban antes mencionada, y el Capítulo II de su libro se titula: Où l’on enseigne comment on trouve l’épaisseur des murs que l’on veut mettre en équilibre par leur résistance avec les puissances qui agiraient pour les renverser (Donde enseñamos cómo encontrar el espesor de los muros que queremos equilibrar por su resistencia con las potencias que actuarían para colapsarlos). Para calcular estas “potencias” (fuerzas) asume, cuando los muros se levantan “a plomo” por ambos lados (es decir con caras paralelas y verticales), que actúan de forma horizontal y que equivalen a la mitad del peso del triángulo BED, siendo BCDE (Figura 95) un cuadrado cuya diagonal BE representa para Bélidor una pendiente natural media admisible para todos los terrenos.

Figura 95. Diagrama de la teoría de Bélidor

Las demostraciones de Bélidor serán corregidas y desarrolladas posteriormente en la Real Academia de Ciencias, expresadas en completos tratados que vislumbran que el futuro del quehacer del ingeniero está en la industria (Gaspard Marie Riche, barón de Prony: Nouvelle Architecture Hydraulique, París, 1790). y traducidas a numerosos idiomas, entre ellos al castellano, gracias al español Miguel Sánchez Taramas (1769), quien, en la presentación de su propio libro, explica acertadamente la importancia que para la fortificación tenía el conocimiento de las propiedades mecánicas de arcos y bóvedas. Después de Bélidor, se encuentran algunos tímidos esfuerzos experimentales, para verificar las teorías y dar cuenta de las propiedades de los suelos.

En la segunda mitad del siglo XVIII se produce una radical transformación en los principios de la fortificación moderna: los elevados costos de las obras militares, la reorganización de los ejércitos y las nuevas tácticas de guerra abogan por unos edificios más compactos y austeros, que requieren de los ingenieros soluciones técnicas económicas y de rápida construcción. Félix Prósperi (1689-1756), ingeniero militar italiano al servicio de la corona española y destinado a las entonces remotas tierras mexicanas reflexiona:

No puedo menos de admirarme en ver que hombres de primer nota están empeñados en gastar a los Príncipes cantidades considerables en la erección de unas Murallas, que muchas veces arruina el peso intolerable de sus terraplenes, quales a fuerza de contrafuertes, que entran en dichas tierras las mantienen en equilibrio... (La Gran Defensa, México, 1744, pág.64)

A cambio, Prósperi propone una muralla más corta, inclinada sobre el terraplén y acabada en su tercio superior con tepes; mediante una demostración gráfica, concluye que su ejemplo soporta menos peso y vence la misma altura que las murallas convencionales (Figura 96). Incluso Prósperi va más allá y sustenta en el libro un completo sistema defensivo basado en su respuesta constructiva. Al nunca ser atendidas sus cartas por el rey de España, Prósperi regresaría a terminar sus días en Europa, dejando en manos del francés Montelembert (la fortification perpendiculaire, París?, 1777-96) la tarea de sacar adelante en los ejércitos alemanes los efectos de su novedosa propuesta.

Figura 96. Murallas en el tratado La Gran Defensa de Félix Prosperi (1744)

Figura 96. Murallas en el tratado La Gran Defensa de Félix Prósperi (1744)

Los principales experimentadores de la presión producida por el terreno en el siglo XVIII son Gadroy, Gauthey y Rondelet, ellos buscaron en el experimento una verificación de los valores teóricos del empuje. El dispositivo ya era el de la caja sin tapa con un lado pivotante que recibía el empuje a medir; era en cierto modo el antepasado del cuerpo utilizado por Karl Terzaghi en el MIT en 1936. Pero era un antepasado atrofiado, porque todos estos experimentos del siglo XVIII están viciados por un ancho insuficiente de la caja de pruebas, que conducirá a arcos de alivio de esfuerzos hacia las paredes laterales y a los fenómenos de efecto de arco que son la base del éxito de las elegantes construcciones de Vauban. Al mismo tiempo, otros investigadores del siglo XVIII intentaban analizar las propiedades físicas de varios suelos. Bélidor (1729) y Lemaire (1737) hacen tímidos intentos de vocabulario y proponen calificar con la palabra “tenacidad” las propiedades de los suelos que no solo son arenosos.

Querlonde (1743) propone registrar tres tipos de suelo: tierra vegetal con pendiente natural de 1 en altura sobre 1 en longitud, arcilla escarpada con pendiente 3 en 2, y arena con pendiente 2 en 1. Rondelet, con toda su autoridad como un gran constructor, cierra esta clasificación al traerlo de regreso a la tierra y las arenas solamente, y desafortunadamente la clasificación demasiado simplista de este constructor ejercerá una gran influencia durante mucho tiempo. Tal era el estado de la Mecánica del Suelo, en vísperas de la Revolución Francesa, cuando Coulomb (1773) presentó su famosa Mémoire (disertación) a la Real Academia de Ciencias.

La cimentación en los tratados históricos de construcción

Entrando en el análisis de los documentos donde se desarrollan los aspectos relacionados con la cimentación de las estructuras, hay que indicar que en dichos textos se incluyen instrucciones precisas de cómo dimensionar y ejecutar las cimentaciones. En su tratado De Architectura del siglo I a. C., Vitruvio indica:

Se cavará hasta hallar suelo firme si se puede y allí se tomará mayor anchura de la que se le quiere dar a la pared de fuera de tierra, en aquel tanto que pareciere conveniente, atendida la magnitud y la calidad de fábrica; y este hueco se irá llenando de estructura solidísima (Vitruvio, 1787, p.18).

En su tratado, Vitruvio muestra la cimentación como parte integrada de la estructura del edificio:

Los edificios sobre terreno macizo, haciendo los fundamentos según advertimos en los libros antecedentes hablando de muros y teatros, serán firmes y aptos sin duda alguna para la duración; pero si debaxo han de quedar sótanos y bóvedas, los fundamentos se harán más anchos de las paredes de encima, y estas, los pilares y columnas sentarán perpendicularmente en medio de los cimientos; pues si el peso de las columnas y pilares sienta sobre pendiente podrán permanecer poco (Vitruvio, 1787, p. 158).

Y, además, refleja el comportamiento estructural que tiene la cimentación como parte relevante de la construcción:

Sobre la tierra se edifiquen las paredes por debajo de las columnas del medio grueso más anchas que las columnas, que se han de poner encima, para que sean más firmes los fundamentos que lo de arriba, los cuales se llaman piedestales, porque éstos reciben la carga de las columnas, las salidas de las basas no huellen fuera de lo sólido de la pared (Vitruvio, 1787, p. 160).

León Batista Alberti, en el Renacimiento, retoma las consideraciones de Vitruvio, y las desarrolla indicando:

Para designar los fundamentos conviene que te acuerdes que los primeros principios o zócalos de las paredes, que también llaman fundamentos, han de ser por una parte alícuota más anchos de lo que ha de ser la pared, a imitación de aquellos que en los Alpes de la Toscana andan por las nieves, porque estos aplican a los pies unos crivos con soguillas texidas para este uso con cuya anchura se hundan menos las pisadas (Alberti, 1582, pp. 63-64).

En el tratado de Alberti se aborda un aspecto relevante, como es la nivelación del terreno previo a la cimentación:

que por ninguna parte esté cuesta abajo, para que las cosas que se hubieren de poner estén balanzadas con pesos iguales, porque el peso tiene esto en sí por instinto natural de agravar, y apremiar las cosas más bajas (Alberti, 1582).

En los diferentes tratados se encuentran referencias concretas a la importancia del conocimiento de la naturaleza del suelo. Así Athanasio Genaro Brizguz y Bru, a mitad del siglo XVIII, advierte y pone de manifiesto la importancia que el conocimiento del subsuelo y de los tipos de terreno había adquirido en ese momento. En el capítulo II de su libro Escuela de Arquitectura (“De los fundamentos, y de algunas condiciones que se deben observar para firmeza y seguridad de los edificios”), se advierte en su comienzo:

E1 primer conocimiento de que el Arquitecto debe estar prevenido, es de la naturaleza de los terrenos, que se hallan profundando en la tierra; y aunque sea grande su variedad, se podrán reducir a tres especies principales. La primera es la de Tufo ó piedra arenisca y de roca. Este terreno último es fácil de conocer por la resistencia que hallan los Cavadores cavando.

La segunda especie de terreno es arenisca, del qual se hallan dos especies. La una es de arena firme y dura, sobre la qual no se pone la menor duda en asentar los fundamentos. La otra es de arena floxa y movediza, cuya poca firmeza no permite que se trabaje encima sin tomar alguna precaución para prevenir los accidentes que pueden suceder. Distínguese la arena movediza de la firme por medio de una Sonda de hierro, que remata en una punta como de barrena, para poder ver quando se saca el terreno que ha taladrado. Quando el terreno resiste, y la barrena entra con dificultad, es señal que el terreno es duro y firme; si entra y sale con facilidad, es señal que· la arena es floxa y movediza. Hállase tambien en algunos lugares que abundan de agua una especie de arena, de la qual sale agua quando se anda sobre ella. Esta no se debe confundir con la movediza, pues muchas veces es tan firme, que sobre ella se pueden levantar fundamentos muy firmes y sólidos, como veremos en adelante.

La tercera especie de terreno es de tierra, de la qual se distinguen quatro especies, que son de tierra ordinaria, de tierra grasa; de argila y de tourba. La tierra ordinaria se halla en lugares secos y altos. La tierra grasa no se halla casi sino en lugares baxos, y es una especie de barro de muy poca firmeza, sobre el qual no se puede fabricar sin tomar antes grandes precauciones. La argila se halla indiferentemente en lugares altos y baxos. Quando es firme y forma un banco de bastante espesura, se puede fundar sobre ella sin rezelo, con tal que haya seguridad de que se halla por todas partes de igual espesura y firmeza, sin cuya noticia será menester tomar todas las medidas convenientes, según la necesidad. La tierra tourba no se halla sino en los lugares que abundan de agua, y es una especie de tierra negra grasa y bituminosa, que se consume en el fuego después de haberla secado. Tampoco se puede fabricar sobre ella, sin tomar las precauciones que el arte y la industria sugieren en semejantes casos.

Los fundamentos que se hacen en terreno seco, o se levantan sobre roca, ó sobre un fondo firme y sólido. Quando se levantan sobre roca, si es menester subir y baxar, se asientan las hiladas por resaltes, dándoles siempre el mayor asiento que es posible, y un dedo, ó dedo y medio de inclinación de delante hacia atrás, para que la obra que se quiere levantar, se sostenga con mayor firmeza. Si la obra es muy lisa, y se rezela que la mampostería no se pegue y agarre bien, se hacen unos hoyuelos picando la roca, y después de haberla limpiado bien del polvo y astillas que saltáron picándola, se asientan los sillares ó hiladas con baño de buen mortero, procurando encaxar las piedras dos ó tres dedos dentro la roca. Si la roca sobre que se ha de hacer el fundamento está dispuesta de modo, que su altura puede hacer parte de la pared, se le aplica y pega la mampostería, y se hacen en ella algunas desgajaduras que son como adarajas, que sirven para travar bien la mampostería con la roca.

Quando se han de levantar los fundamentos sobre una roca muy desigual y lisa, la mayor dificultad consiste en travar bien con la roca las primeras hiladas de mampostería, y en levantarlas hasta cierta altura. De todos los modos que han llegado á mi noticia, y de que qualquiera se puede servir en semejante caso, quiero explicar el que se sigue, que es el mejor, cuya práctica ha salido acertada en la construcción de muchas fábricas de importancia.

Después de haber señalado el terreno del modo que se juzgare conveniente, y de haber determinado la espesura que se debe dar á los fundamentos, segun la altura de las paredes, es menester poner en la anchura de los fundamentos arcas grandes de Carpintería; de suerte que las tablas superiores esten lo mas orizontalmente que puedan; pero las inferiores, ó las de abaxo deben seguir los resaltes, concavidades y convexidades que tiene la roca. Habiendo recogido un monton de piedras pequeñas como el puño, métanse dentro del mortero, bien batido: al otro dia, ó dos dias despues de haber apilado el mortero (que por la mezcla del cascajo mediano que tiene, le llamarémos mazacote) es menester un buen número de Peones, de los cuales los unos llenarán las arcas de mortero ó mazacote, mientras que los otros pisan la mampostería al paso que sube con pisones del peso de 30. libras, aforrados de hierro. La primera hilada de mazacote debe estar metida 7. ú 8. dedos dentro la roca.

Quando esta mampostería está bastantemente seca y ha hecho cuerpo, se quitan las arcas para servirse de ellas en otra parte. Si en la roca se ha de hacer alguna cascada para subir ó baxar, se sostiene la mampostería por los lados con otras arcas dispuestas por la parte de abaxo en forma de gradas; y de este modo se continúa en levantar los fundamentos sobre la roca, dándoles la figura que se quisiere. Advirtiéndose que llamo fundamento á la mampostería que sirve de suela, y rodapie á la otra que se ha de levantar por hiladas regladas, aunque esta suela ó rodapie no esté empotrado en la tierra, como los cimientos ordinarios. La altura de estos fundamentos será de quatro pies poco mas ó ménos.

Para que todas las partes de los fundamentos esten bien travadas y unidas con la roca, es menester llenar las arcas sin interrupcion sobre toda la extension de la obra, procurando hacerla pisar igualmente por todas partes, especialmente al principio, á fin de que el mortero y las piedras se introduzcan en las desgajaduras de la roca que se hallaren acaso, ó que se hubieren hecho adrede para hacer la travazon mas fuerte.

Quando la roca es muy escarpada, se pondrán tablas bien ajustadas delante, para sostener la mampostería de mazacote, y se llenará de este material el espacio que hay entre la roca y las tablas, y la obra que se hiciere de este modo será muy sólida y fuerte (Brizguz, 1738).

Vitruvio pone énfasis en que las cosas se hagan bien para después tener menos problemas:

la mayor diligencia del Architecto debe ser en orden a la estructura de los cimientos (Vitruvio, 1787).

Fray Laurencio San Nicolás muestra su preocupación por el riesgo de posibles asientos diferenciales en el caso de bancadas. Este tratado tiene un marcado carácter docente, utilizando múltiples ejemplos, abarcando aspectos teóricos y prácticos, usando un lenguaje sencillo y claro; indica:

levantar todo el edificio a nivel (…) sin dejar en ellos bancos, sino es el caso que arrimado a un templo o en el edificio de alguna casa se hiciera una torre (San Nicolás, 1639).

Respecto de la definición de cimentación, Palladio, citando a Vitruvio, define la cimentación como la parte soterrada del edificio. Advierte el cuidado que hay que tener con ella indicando:

de todos los errores que se pueden cometer en el arte de edificar son extremadamente perniciosos los cometidos en los fundamentos, porque causan la ruina de toda la obra, y no pueden enmendarse sin mucha dificultad y gasto (Palladio, 1797).

Alberti no considera la cimentación como una parte del edificio:

El cimiento no es manera alguna parte del edificio, y que donde se ha de echar se ha muy bien de linear, y la define como ir hacia lo hondo y cavar donde se ha de buscar el suelo firme y estable (…) y por ventura de piedra (Alberti, 1582).

… tantas son las cosas que van debajo de tierra sin saberse, a las cuales no seguramente someteréis el peso y el gasto del edificio para que le sostengan, y cierto conviene así en todo el edificio, como principalmente en los fundamentos no menospreciéis cosa en que se puede echar de menos la razón y diligencia de un cauto y bien mirado edificador; pues si en algo se hierra en las demás cosas, daña más livianamente y se enmienda más fácilmente y sufre más cómodamente que no en los fundamentos, en los cuales no se puede admitir ninguna causa de error (Alberti, 1582, p. 64).

Rieger en el capítulo III, define la cimentación de un edificio. Diferencia por primera vez en un tratado el carácter estructural de las dos partes que lo componen:

fundación y cimiento. Fundación es el mismo foso, dentro del cual se constituye la ínfima parte del muro. El cimiento es la estructura, o construcción del sustentante, basa, o asiento, en que estriba todo el edificio (Rieger, 1763).

Espinosa concibe tan solo dos tipos de terrenos: los terrenos firmes (compuestos por terrenos naturales de tierras compactas, arcilla, pedregosos compactos y rocas); y los terrenos flojos o compresibles, los cuales estarían formados por:

los terrenos fangosos, los de arena suelta si no está encajonada o contenida por los costados, los terraplenes que no están bastante consolidados por la acción del tiempo, etc. (Espinosa, 1859).

Se puede concluir que para una correcta cimentación solo es necesario dimensionarla correctamente, así como la utilización de diversos sistemas auxiliares para no tener futuros problemas. En el tratado de Fornes y Gurrea también se identifican dos tipos de terrenos: flojo y fuerte. Si bien su referencia al dimensionado es una opinión:

tengo por preferible que se dé mayor extensión que profundidad a su planta (…) cuanto mayor sea la base o planta de los cimientos, menor debe ser la presión (Fornes, 1841).

A diferencia de otros, que primeramente examinan el terreno, y después comienzan las excavaciones, Marcos y Baussa primero propone excavar, y posteriormente comprobar si el terreno encontrado es válido:

… hallado el terreno que se cree firme se procede a sondearle, es decir, a investigar si a mayor profundidad cambia de naturaleza, lo que se hace con la tienta o varilla de hierro, terminada por un extremo en punta dentada y por el otro en un travesaño, también de hierro; la tienta se mete en el suelo verticalmente con precaución para que no se tuerza, untando antes con sebo los dientes y una vez introducida por completo se la da un pequeño movimiento giratorio como de barrena, para sacarla con cuidado y salgan pegados al sebo granos de tierra de los sitios más profundos a que haya llegado (Marcos, 1879, p. 129).

Aunque insiste en que no solo es suficiente conocer si las capas inferiores donde se va a cimentar son constantes, e igualmente resistentes. Sino que también es necesario conocer la existencia o no de socavones que pudieran hundir los cimientos. Para esto propone dos ensayos por rebote:

… se da un fuerte golpe con un madero o pisón; y se juzga por el sonido hueco o macizo que produzca: también suele emplearse un cubo lleno de agua colocado en el terreno, con un pedacito de papel fino en la superficie del líquido, de modo que no se moje su cara superior, se da un fuerte golpe con el pisón al lado del cubo, y si el agua queda tranquila y no moja el papel por arriba, el terreno será macizo (Marcos, 1879, pp. 129-130).

En una primera aproximación, Ger y Lobez, en su capítulo denominado “De los cimientos y terrenos para fundar”, divide a los cimientos en dos grandes grupos en función de la presencia de agua. Son los “Ordinarios si se establecen en terreno seco donde es fácil excavar hasta encontrar un suelo suficientemente sólido sin que lo impida el agua”, y por otro lado los “Hidráulicos cuando estos trabajos se tienen que ejecutar en terrenos llenos de filtraciones y manantiales o que se hallan cubiertos de agua” (Ger, 1898). Es el primero que basa sus cálculos no solo en la experiencia, sino partiendo de una cierta base científica. A pesar de esto, sus dimensionados no son válidos para todos los terrenos ni para la totalidad de modos de ejecutar las cimentaciones. Plantea en su primer método basar el dimensionado en la resistencia de la fábrica y no de la resistencia del terreno. De este modo, el edificio puede sufrir asientos insoportables por el conjunto estructural. El segundo método solo sería válido para el apisonado sobre terrenos compresibles. No serviría si este tuviese una calidad muy baja, o fuese un terreno “paludoso”.

El primer autor en mostrar abiertamente un ejemplo claro y preciso del dimensionado de los cimientos es Barberot. Relaciona la capacidad resistente del terreno con la carga que, aproximadamente, transmite el edificio al terreno. Esto lo hace válido para todos los tipos de terrenos. Para ello es necesario conocer las resistencias características de los terrenos, y en su tratado presenta un cuadro con las resistencias aproximadas.

Continúa en el Libro VIII …

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2022

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