ANÁLISIS ESTRUCTURAL, DIAGNOSTICO Y RECUPERACIÓN DEL …

Revista Madeira Arquitetura e Engenharia, n. 17, ano 6, Set.- Dez. 2005. ISSN 1806-6097

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ANÁLISIS ESTRUCTURAL, DIAGNOSTICO Y RECUPERACIÓN DEL TECHO DE LA CAPILLA DOMESTICA

DE LA RESIDENCIA JESUÍTICA – SIGLO XVII

José Luis Gomez1 María Edel Ruata2

Iván Edgardo Salgado3 Resumen: En el año 1668 habría finalizado la construcción de esta bellísima obra cuyo techo es uno de los elementos mas llamativos de la Capilla, donde el recubrimiento inferior esta armado con cañas tacuara y cuero de vaca posteriormente pintado. Esta obra forma parte de la manzana Jesuítica declarada Patrimonio Cultural de la Humanidad en la Ciudad de Córdoba- Argentina. La estructura principal, totalmente de madera, esta compuesta por arcos de directriz circular de sección compuesta por dos tablas apareadas, que se completan con vigas rectas inclinadas para materializar los faldones donde se asienta el entalonado y cubierta de bovedillas. Con el fin de solucionar problemas de humedad, al no tener un acceso a la parte interna entre el cielorraso y el techo se tuvo que levantar la cubierta para alcanzar la estructura que además de tener problemas por humedad se encontraron daños muy importantes causados por la acción de insectos sociales (termitas). Habiendo previamente procedido a la tipificación de la madera utilizada, con modernos procedimientos de análisis se resuelve la tipología estructural y se realiza la verificación y condiciones de seguridad, de los elementos con su sección original y como así también de las secciones deterioradas APOLLO y LUENGAS(1995); PHILIBERT (1951). Del estudio del comportamiento estructural de esta obra de 337 años de antigüedad, se pudo proyectar los trabajos necesarios para su recuperación y extraer conclusiones orientadas a la conservación y mantenimiento de este importante patrimonio cultural. Palabras claves: Estructura, capilla, termitas Abstract: The construction of this beautiful roof, probably concluded in 1668, one of the most attractive elements of the Chapel, where the inner coating is assembled with bamboo canes and cow leather painted afterwards. This building is part of the Jesuit Block, declared Humanity’s Cultural Patrimony, in Córdoba – Argentina. The main roof structure, completely built of wood, consists on circular guideline arches of a section made up by two matched up boards completed with straight beams bowed down to materialize the laps, where the plancks and tiles are settled. With the intention of solving problems of water filtration, when not having an access to the internal space between the ceiling and the roof, there had to be raised up the cover to reach the structure, spoiled by the humidity besides the very important damages caused by the action of social insects (termites). Previously, the tipe of the wood is identified; by modern analysis procedures there is solved the structural tipology and is carried out the verification and security conditions of the various elements, in their original section, and in the actual deteriorated section too. From the analysis of the structural behavior of this 337 year-old roof, there could be projected the necessary actions towards its recovery, and to extract useful summations for conservation and maintenance of this important cultural patrimony. Keywords: Structure, chapel, termites

1 Facultad. de Arquitectura, Universidad Nacional de Cordoba (UNC) email: [email protected] 2 Facultad. de Arquitectura, Universidad Nacional de Cordoba (UNC) email: [email protected] 3 Facultad. de Arquitectura, Universidad Nacional de Cordoba (UNC) email:[email protected]


1.Introduccion El presente trabajo surge de una intervención realizada en la Capilla Domestica de la Residencia Jesuítica, que forma parte de la manzana de las luces, declarada Patrimonio Cultural de la Humanidad ubicada en la ciudad de Córdoba – Argentina. La finalización de la construcción de esta obra se monta al año 1668, en la que se cree que se verifico el método constructivo que luego se realizaría en la Iglesia Principal.

Figura 1 – Vista interior Figura 2 – Vista exterior La estructura de madera del techo de la Capilla esta conformado por una bóveda semicircular de 6,50 m libre entre apoyos por 13,15 m en el sentido de la generatriz. La misma esta sustentada por muros de mampostería de piedra de 1,00 m de espesor.

Figura 3 – Dibujos técnicos

Los arcos de madera separados cada 65 cm. que constituyen la bóveda, se completan con vigas rectas que sirven para materializar los faldones planos, sobre los que se montan los tablones y capas de bovedillas que constituyen la cubierta externa.


Figura 4 – Plano resistente

Figura 5 – Plano resistente desarrollado

Figura 6 – Corte estructural de la bóveda Figura 7 – Volumetría de la estructura de madera

2. Primera inspeccion ocular Con el fin de solucionar filtraciones de agua que estaban dañando el recubrimiento interior de la bóveda, se procedió a levantar la cubierta exterior conformado por capas de bovedillas en los dos primeros módulos. Previamente se realizo un sobretecho metálico que cubriría la zona dañada para procurar su protección. En esta primera inspección se pudo constatar el deterioro total del entablonado de 2 1/2 pulgadas y perdida de la escudaría en algunas zonas estructurales.

Figura 8 – Apertura de la cubierta Figura 9 – intersección entre faldón y arco


Se verifico el método constructivo a semejanza de la Iglesia principal y el armado del cielorraso para su posterior pintado. El cielorraso son cañas tacuaras dispuestas en el sentido de la generatriz del arco una consecutiva a la otra, con mortero y terminación interior de cuero de vaca posteriormente pintado. Estas cañas se van atando a una estructura conformada por un grupo de cañas tacuara que acompañan la curvatura del techo, Esta ultima mediante tientos de cuero, se atan a las liernes con una modulación de dos entre los arcos principales de madera.

Figura 10 – Vista entre cielorraso y faldón Figura 11 Sujeción del cielorraso

3. Segunda inspeccion ocular En esta segunda inspección luego de una limpieza de los elementos de la cubierta, se observaron zonas muy puntuales atacadas por la acción de insectos sociales (termitas). No se pudo encontrar ningún insecto vivo. Estos ataques se concentraron en la intersección entre las dos tablas que conforman el arco y la viga recta del faldón, justamente donde la sección de madera es la mas grande de todo el conjunto. Se observa una falta de material importante en estos puntos a los que se denomino “nidos”.

Figura 12 - Ataque Puntuales de las termitas Figura 13 – Vista general del entablonado 4.Tercera inspeccion ocular Se extrajo todo el entablonado, se limpio de toda basura sobre el cielorraso y se saco todo el material suelto de la madera afectada hasta el punto que se pudiera denominar madera sana capaz de considerársela estructural. Luego de esto se desinfecto toda la madera que estaba a la vista rociándola con insecticidas.


Figura 14 – Vista del cielorraso

Figura 15 – Entablonado afectado

Se comprobó que en la zona más afectada del cielorraso interior que era a la derecha del retablo de la capilla, se encontró una perforación del mismo de dimensiones importantes, lo que no se delato desde el interior ya que este esta por detrás del retablo.

Figura 16 - Apertura en el cielorraso Figura 17 – Detalle del cielorraso

5.Toma de datos Se realizo un prolijo relevamiento de la estructura propiamente dicha y de todos los volúmenes de madera faltantes en los diferentes elementos estructurales. Se midió el contenido de humedad de los tablones que fue de 17,7%. Se obtuvieron muestras para identificar la madera de cada elemento estructural, que fueron enviadas para tal fin a la Facultad de Ingeniería Forestal de la Universidad Nacional de Santiago del Estero.


Figura 18 – Arcos sobre calle caseros

Figura 19 – “nido” con lierne sana

Figura 20 – Detalle del ataque Figura 21 – Arco de borde

Figura 22 – Volumetría de la mitad del arco Figura 23 – Desarrollo del Arco 6. Resultados de la identificacion Se identificaron de 3 muestras de madera en una primera etapa pertenecientes a la Capilla Doméstica. En un segundo envió luego de ir avanzando en los trabajos de extracción de tablones, en la limpieza de los residuos existentes se observaron nidos de termitas justo en la intersección de las dos tablas que conforman el arco, con la viga recta que conforma el faldón. Lo curioso es que el nido de la termita tomaba las tres secciones, dejando intacta la lierne que estructuralmente unía las tres piezas. Con el fin de ver si era una madera más toxica que las otras se la envió para su estudio


6.1. Material a Clasificar Muestra 1 Arco Capilla doméstica Muestra 2 Viga recta. Capilla Doméstica Muestra 3 Tablones Capilla Doméstica Muestra 4 liernes de la estructura del techo 6.2. Método de Análisis

La muestra fue analizada macro y microscópicamente para la identificación de la misma.

El Análisis macroscópico se realizo con lupa estereoscópica x 100, 160 aumentos. El Análisis microscópico Se procesó la muestra de 1 cm3, orientada en tres

secciones. Se cortó la muestra con xilótomo para poder obtener una superficie lisa que permita ver los elementos.

Las muestras fueron montadas. Las observaciones se realizaron con microscopio óptico y las imágenes tomadas con video cámara.

6.3. Resultados Muestra 1, Arco Capilla doméstica Madera en muy buen estado por la gran cantidad de sustancias gomosas en los vasos del duramen. Leño con porosidad difusa a semicircular, parénquima paratraqueal confluente en bandas anchas. Vasos ocluidos por gomas pardas, placa de perforación simple. Radios acroheterogéneos, con predominio de multiseriados, menos tetraseriados, cortos. Cristales de oxalato en series de parénquima septado. M1: Prosopis sp. (Mimosaceae), Madera de algarrobo:

Figura 24 – Muestra por Microscopio

6.4. Resultados Muestra 2, Viga recta. Capilla Doméstica La muestra está muy deteriorada. La madera está quemada externamente, se desfibra al cortar. Pertenece al ge: Prosopis sp. (Mimosaceae), madera de algarrobo:



6.5. Resultados Muestra 3, Tablones Capilla Domésticas Leño con porosidad difusa a semicircular, parénquima paratraqueal confluente en bandas anchas. Vasos ocluidos por gomas pardas, placa de perforación simple. Radios acroheterogéneos, con predominio de multiseriados, menos tetraseriados, cortos. M3: Prosopis sp. (Mimosaceae), Madera de algarrobo:


6.6. Resultados Muestra 4, liernes de la estructura del techo Madera en muy buen estado por la gran cantidad de sustancias gomosas en los vasos del duramen. Leño con porosidad difusa a semicircular, parénquima paratraqueal confluente en bandas anchas. Vasos ocluidos por gomas pardas, placa de perforación simple. Radios acroheterogéneos, con predominio de multiseriados, menos tetraseriados, cortos. Cristales de oxalato en series de parénquima septado. M1: Prosopis sp. (Mimosaceae), Madera de algarrobo:


7. Analisis y calculos ejecutados La organización estructural de la bóveda es exactamente la misma que la de la Iglesia principal. Cada hemiciclo (arco) esta conformado por una sección compuesta lograda por


dos tablas apareadas de 7,5cm x 28 cm., enhebradas por elementos perpendiculares denominados liernes de 13,5cm x 5,15cm, separadas cada 75cm y trabadas por clavijas a ambos lados del arco. Los planos resistentes conformados por cada hemiciclo, separados cada 65cm se completan con elementos rectos de 13,5cm x 28cm que sirven para apoyar los tablones de 3,6cm de espesor y cubierta de bovedillas de 18 cm. de espesor, materializando los faldones planos que se visualizan desde el exterior. El análisis de carga por m2 en proyección de la estructura de madera dio por resultado 161,3Kg/m2. Calculamos la carga repartida a lo largo del plano inclinado en cada hemiciclo: Peso propio de la madera 161,3 x 0,65 x cos 35º = 86,00 kg/m Capa de bovedilla 1,00 x 0,65 x 1400 = 163,80 kg/m

g = 249,80 kg/m Sobrecarga variable p 15 x 0,65 = 9,75 kg/m Combinación 1,3 x 249,8 + 1,4 x 9,75 = 338,4 kg/m De acuerdo a los detalles constructivos relevados se moduló la estructura principal, procesando computacionalmente la misma y obteniendo las solicitaciones máximas de las distintas barras que la conforman, lo que permitió realizar la verificación seccional de acuerdo a las prescripciones de la norma NBR 7190 (1997)(1). 8.Verificion Material = madera de algarrobo Resistencia característica = fcok = 379 kg Modulo de elasticidad = Em = 63667 kg/cm2 Resistencia de cálculo fc0d = Kmod1 * Kmod2 * Kmod3 * fcod/y fc0d = 0,7 * 0,8 * 0,8 * 379/1.4 = 121,28 kg/cm2

Figura 28 – Esquema computacional Figura 29 – Diagrama de momento flector

Figura 30 – Diagrama de esfuerzos normales

Esfuerzo Axial en la zona más dañada: 0,87 t

Momento flector en la zona más dañada: 0,206 tm


Verificación en la zona no dañada W = 980 cm3 (correspondiente a una sola tabla, por considerar la apareada articulada en esa sección) A = 420 cm2 (correspondiente a dos tablas) Solicitación M = 0,373 tm N = 1,52 t Tensión de trabajo σtr = 1520 / 420 + 37300/980 = 41,08 Kg / cm2 < fBc0dB= 121,00 kg / cm2 En el lugar de mayor daño, que es donde se monta la viga recta con el arco, la sección compuesta total (zona no rayada) es de: A = 105 + 105 = 210 cm2 W = 245 cm3 (un solo triángulo) Solicitación M = 0,206 tm N = 0,87 t Tensión de trabajo σtr = 870 / 210 + 20600/245 = 88,22 Kg / cm2 < fBc0dB= 121,00 kg / cm2 Evidentemente el sobredimensionado original de la estructura permite que las secciones actuales continúen siendo suficientes para las cargas que deben soportar, sin embargo una situación de mayor deterioro en la parte aún no investigada, podría comprometer la seguridad de la estructura de esta obra de importante valor patrimonial. 9.Actuación La terapéutica elegida para este caso fue la de transformar la sección en otra mixta de madera-mortero epoxi. Se eligió esta solución ya que las sustituciones de las piezas dañadas eran imposibles y un incremento de las características mecánicas con escuadrías de madera o acero mediante operaciones de cocido o grapado quedaría improlijo para una obra tan delicada, aunque luego la cubierta exterior tapara toda la intervención. Luego de limpiar bien la zona afectada, la unión entre el mortero y la madera sana se aumenta insertando varillas en perforaciones de un diámetro 8 mm mayor que las mismas, así se consigue que el mortero epoxidico ocupe dicho espacio. Así una vez perforada la madera sana una longitud de 15 cm. se rellenan dichos orificios con resina epoxi, allí se introducen varillas de acero galvanizado de un diámetro de 12 mm. Las varillas ocupan todo el desarrollo del nido que es posteriormente rellenado con mortero epoxi, hasta recuperar la sección original. El segundo arco que da sobre la calle caseros fue el mas afectado de todos, aquí el “nido” afectó tanto a las tablas del arco como a la viga recta del faldón.


Una de las tablas del arco, que en la sección compuesta conformaba el elemento del medio estaba totalmente desaparecida en un largo de 50 cm. La otra tabla del arco y la viga recta estaban afectadas en un 50% de la sección en forma diagonal (sección verificada en apartado anterior) Esto se agudiza ya que la tabla central desaparecida era la tabla que pasaba entera, y la tabla que se encuentra a un 50% de la sección es la que se articula:

Figura 31 – Reparación del 2º arco sobre calle caseros El resto de los “nidos” eran muy semejantes, la tabla del arco central era la más atacada pero este ataque disminuye de un 50% a un 25% del área dependiendo el caso. Aquí solamente se inserto una varilla de cobre en la parte superior. Además de estos “nidos” hay lugares donde la escudaría perdió su regularidad pero estos no afectan la integridad estructural, lo mismo se le devolvió su escudaría rellenándolas con mortero epoxi:

Figura 32 – Reparación del 2º arco sobre la residencia


Figura 33 – Reparación del 3º arco sobre calle caseros

Figura 32 – Actuación en los “nidos “ Figura , 33 – Actuación en los “nidos”

Figura 34 - Actuación en el arco de medianera


Figura 35 – Vista general de la actuación

10.Conclusiones El análisis estructural y la verificación seccional realizada nos indican que el sobredimensionamiento original ha sido la causa de que la estructura a pesar de los importantes deterioros no colapse. El proyecto de recuperación que se esta realizando en la actualidad esta dirigido a los tres módulos abiertos por los problemas originales de humedad. Se supone que el deterioro causado por las termitas puede ser mas generalizado, por lo que en etapas sucesivas se iran analizando y tomando soluciones acordes. 11.Bibliografia Consultada (1) APOLO G. L., LUENGAS A. L. M. (1995), Reestructuración En Madera. Madrid (2) PHILIBERT De L.(1951), Des Oevres et Nouvelles Inventions Pour Bien Bastir. Paris. (3) ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (1997). NBR 7190 – Projeto de Estruturas de Madeira. ABNT. Rio de Janeiro.

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