Diseño de soluciones estándar en ingeniería (II). La importancia de la ingeniería de detalle.

En la primera parte de esta serie de tres artículos, se expuso la necesidad de ampliar las metodologías proyectuales a las soluciones estándar, como estrategia de mejora de la calidad de la ingeniería de proximidad.

En esta segunda entrega se profundizará en la necesidad de enfatizar en la ingeniería de detalle en estas soluciones estándar, como vía para la consecución de la excelencia en el desarrollo del proyecto.

La calidad de la obra estándar. El tiempo empleado en la ingeniería de detalle.

Para el ingeniero de estructuras enfrentarse a una estructura no (sólo) debe limitarse al cálculo de la misma para satisfacer un marco normativo, garantizando unos niveles de servicio y seguridad expresados en dicho marco normativo legal. Cómo ya se ha mencionado en la primera parte de este artículo, y en otros artículos de este blog, el ingeniero de estructuras debe asumir cada nueva estructura, o conjunto de estructuras como un proceso proyectual, encaminado a desarrollar una estructura que satisfaga un problema multivariable, más allá de cumplimiento de unos códigos normativos.

En las soluciones «ad-hoc», este discurso se adopta rápidamente, pues la metodología proyectual se encamina a entender todas las particularidades que rodean a la obra que debe proyectarse, para que esta se adapte a dichas singularidades de la manera más completa posible. Son estas propias singularidades (programáticas, estéticas, constructivas…) las que ayudan a ver la estructura como hito.

Construcción del Puente de Cortegada sobre el río Miño. Pondio Ingenieros.

Infinity Bridge. Expedition Engineering. Ejemplo de soluciones Ad-hoc con un gran desarrollo de ingeniería de detalle.

Pero, ¿qué ocurre con las soluciones estándar?. En este caso, no podemos planificar el proyecto para generar una obra con una calidad sublime más allá del cumplimiento de unos códigos en base a la consecución de unos objetivos muy concretos, ¿cómo dotar de calidad a la obra? ¿cómo dotarle de valor añadido al proyecto, más allá del rigor técnico de la solución planteada?. En este caso, durante el desarrollo de la solución general, que más adelante se adaptará a la solución de múltiples problemas de paso, es importante establecer un doble diálogo:

• Estética vs Durabilidad.
• Cálculo vs Concepción.

Las soluciones estándar no suelen caracterizarse por la importancia de la estética como variable fundamental del problema a resolver, en contraposición, la economía de las soluciones suele ser un parámetro fundamental. Por este motivo es muy importante que, a la hora de desarrollar una solución de este tipo se piense mucho en la durabilidad de la estructura, pensando en todo el ciclo vital de la misma. Es en ese estadio cuando se hace necesario pensar no solo en el dimensionamiento de elementos, su ensamblaje o construcción, sino también en las estrategias que minimicen el mantenimiento de estas en el futuro, evitando su degradación (drenaje, servicios afectados, situaciones especiales durante su explotación…).

Por tanto, invertir tiempo en el desarrollo de detalles constructivos generales evitará el desarrollo (u omisión) de los mismos en las futuras adaptaciones de estas soluciones a un proyecto concreto. Aunque no se busque un desarrollo único de estos detalles, con un marcado carácter estético, ello no implica que no se pueda (o no se deba) invertir tiempo en conjugar todos estos elementos bajo una misma idea, de tal forma que congenien entre ellos, dotando a la estructura de una entidad estética.

También es importante diferenciar entre cálculo y concepción. Es bastante común enfocar actualmente el proceso de proyecto como un proceso de cálculo o análisis de la estructura en base a un marco normativo. Antes de calcular debe concebirse la estructura, pensando en sus distintos elementos y su comportamiento estructural ante las acciones que debe resistir. Esta fase es muy importante, puesto que sirve para determinar el marco de aplicación de nuestra solución. De esta manera se determinarán los rangos de aplicación de los distintos elementos. Por ejemplo, en España un paso superior de vigas prefabricadas de luz moderada puede tener estribos «durmientes», pero seguramente en zonas de alta sismicidad es más recomentable ejecutar estribos con alzados y cimientos potentes capaces de transmitir las acciones sismicas del tablero al terreno. Este tipo de decisiones deben de tomarse en la fase de concepción, tanto si nos enfrentamos a una solución ad-hoc, como si estamos desarrollando de manera general una solución estándar. En el caso de las segundas, durante la fase de adaptación de la solución a la resolución de un problema concreto, existirá una segunda fase de concepción de la solución.

Como ejemplo citaremos el sistema de vigas «hueso» desarrollado por Miguel Fisac.

Cubierta prefabricada mediante «vigas hueso». Centro de estudios hidrográficos. Miguel Fisac. Vigas prefabricadas de «catálogo» de sus series de vigas hueso. Referencia.

Catálogo de «vigas hueso» de Fisac para ejecución de vigas prefabricadas postesadas ejecutadas mediante dovelas. Referencia.

Fisac se plantea un sistema constructivo estándar en la época en España (vigas prefabricadas postesadas ejecutadas mediante dovelas), pero desarrollando su diseño más allá de aspectos meramente técnicos. Fisac es capaz de intuir distintos usos para sus «huesos», y establece la relación de estos con otros elementos de la estructura, pero también de elementos arquitectónicos tales como los cerramientos. Piensa en el elemento como un producto «completo» que debe tener una gran capacidad de adaptación sin perder su marcado valor estético.

La utilidad de las soluciones «estándar» en el proceso proyectual. El tiempo de proyecto y la calidad de la obra terminada.

Como ya se trato en la serie de artículos sobre metodología proyectual, es evidente que disponer de un tiempo de realización del proyecto acorde a la magnitud del problema a resolver, es el cimiento sólido de la correcta realización del mismo, puesto que de dispondrá de tiempo suficiente para realizarse las preguntas pertinentes, a partir de las cuales se resolverán los problemas estructurales, funcionales, económicos y estéticos que hayan motivado el desarrollo del proyecto. Actualmente, incluso los grandes proyectos de Ingeniería adolecen de plazos y honorarios ajustados, que dificultan enormemente su desarrollo. Por tanto, en la ingeniería de proximidad este problema se amplifica aún más, siendo el plazo y los honorarios los causantes de soluciones tipo «churrera» donde no se invierte tiempo en resolver todos los aspectos del proyecto. Como ya se ha mencionado anteriormente, la Ingeniería Civil como gremio ha focalizando sus esfuerzos en resolver únicamente los aspectos técnicos de las soluciones estándar; en el caso de los ingenieros de estructuras desarrollando automatizaciones para el cálculo de estructuras y los ingenieros contratistas desarrollando métodos de construcción rápidos y baratos.

Ampliación del by-pass en Valencia. MC 2 Estudio de Ingeniería.

La ampliación de un carril por sentido en el by-pass obligó a cambiar la posición de todas las pilas de los pasos superiores, desarrollando un gran proyecto de ingeniería, motivado por una falta de previsión durante la fase de proyecto de la infraestructura original. MC 2 Estudio de Ingeniería.

Si por contra, se asume como paso previo el desarrollo de «colecciones de soluciones estándar», las oficinas de cálculo estructural pueden invertir tiempo suficiente en desarrollar herramientas de cálculo que acorten plazos, pero además pueden desarrollar la ingeniería de detalle asociada a estas obras, definiendo de manera completa los detalles constructivos, el drenaje, las juntas, el paso de servicio y el aspecto estético de las obras. Además se pueden determinar distintas variaciones de estas obras  dependiendo del entorno en el que se vayan a desarrollar: si hay sismo, si está en entorno urbano, prediseños de subestructuras en base a su altura, etc…

Ejemplo de pasarela de vigas prefabricadas de hormigón pretensado donde se han cumplido los objetivos técnicos pero no los estéticos, durables, etc. Grupo Pacadar.

Otro ejemplo de pasarela de vigas prefabricadas. Grupo Pacadar.

La prefabricación en su concepto primigenio buscaba estas ideas: acercar la obra civil a la producción industrial, mejorar los procesos de fabricación, abaratar costes y aumentar la calidad. Debemos de volver a retomar esta filosofía, extendiéndola a todos los aspectos que conforman el desarrollo del proyecto de una estructura, aplicándolo a la ingeniería de proximidad, tan necesaria para la sociedad. Al invertir el tiempo de ingeniería de detalle al desarrollo de la solución estándar, será más fácil que los plazos y honorarios reducidos nos limiten el alcance de nuestro trabajo al desarrollar pequeños proyectos, pues muchas cuestiones ya habrán sido resueltas o enfocadas en la concepción inicial de la «colección de obras estándar» y simplemente habrá que realizar una fase de interpretación de los condicionantes de proyecto para determinar la solución que debe adoptarse y adaptarse.

Para aundar en esta idea, en el artículo tercero bucearemos en las colecciones de obras de paso desarrolladas por el Ministerio de Fomento, para entender qué eran, que objetivo perseguían y que vigencia pueden tener hoy en día, enlazándo con conceptos ya expuestos.