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PROYECTO FIN DE MASTER BIOCONSTRUCCION - 3ª ED- I. E. BAUBIOLOGIE - Vicente Morant Castillón - 30/11/2013

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INDICE DEL PROYECTO FIN DE MASTER

0.1.- LISTADO DE PALABRAS CLAVE

0.2.- INTRODUCCION

0.2.1.- JUSTIFICACION DEL TEMA ELEGIDO: ¿PORQUE BOVEDAS CERAMICAS?

0.2.2.- OBJETIVOS DEL PROYECTO

0.2.3.- METODOLOGIA DEL PROYECTO

DESARROLLO DEL PROYECTO

1.- TIPOS DE BOVEDAS

A/ BOVEDAS DE ROSCA

B/ BOVEDAS TABICADAS

2.- CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES SOBRE BOVEDAS

2.1.- GEOMETRIA Y EQUILIBRIO

2.2.- CONDICION DE ESTABILIDAD

2.3.- CIMENTACIONES

2.4.- EMPUJES LATERALES

3.- ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS DE LAS BOVEDAS SIN CIMBRA

3.1.- CONTROL DE LA GEOMETRIA DE LA BOVEDA

A/ CORDEL FIJADO AL CENTRO DE LA CUPULA

B/ CORDELES HORIZONTALES PARALELOS A LA LINEA DIRECTRIZ

C/ CERCHA DESLIZANTE CONTENEDORA DE LA CURVA GENERATRIZ

D / VARIANTE DE CERCHA DESLIZANTE EN BOVEDA DE 4 PUNTOS

E/ CERCHAS DIAGONALES Y CORDELES PARALELOS A DIRECTRICES

3.2.- ELEMENTOS EQUILIBRADORES DE EMPUJES LATERALES

A/ ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS CONTIGUOS A LA BOVEDA

B/ AUMENTO DE LA COMPONENTE VERTICAL

C/ TIRANTES O ESTRIBOS

3.3.- SENOS

3.4.- LENGÜETAS

4.-AUTOESTABILIDAD DE LAS BOVEDAS SIN CIMBRA

4.1.- PESO DEL LADRILLO

4.2.- TIEMPO DE FRAGUADO

4.3.- SUPERFICIE DE JUNTA

4.4.- INCLINACION DE LA JUNTA

5.- ESTRATEGIAS UTILIZADAS EN LA EJECUCION DE BOVEDAS SIN CIMBRA

5.1.- COLOCACION DE LADRILLOS A BOFETON

5.2.- BOVEDA NUBIA

5.3.- CUPULAS ESFERICAS

5.4.- CUPULAS AFGANAS Y PERSAS

5.5.- BOVEDAS NERVADAS

6.- ESTUDIO DE BOVEDAS CONTEMPORANEAS

6.1.- LA BOVEDA TABICADA CATALANA 6.1.1.- AREA GEOGRAFICA 6.1.2.- ANTECEDENTES 6.1.3.- GEOMETRIA 6.1.4.- DESCRIPCION 6.1.5.- COMPOSICION DE CAPAS 6.1.6.- MATERIALES A/ LADRILLO B/ MORTERO C/ MEDIOS AUXILIARES 6.1.7.- PROCESO CONSTRUCTIVO


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A/ MUROS B/ SENCILLADO C/ DOBLADO D/ RELLENO SUPERIOR 6.2.- LA BOVEDA TABICADA EXTREMEÑA 6.2.1.- AREA GEOGRAFICA 6.2.2.- DESCRIPCION 6.2.3.- GEOMETRIA 6.2.4.- COMPOSICION DE CAPAS 6.2.5.- MATERIALES A/ LADRILLO B/ MORTERO 6.1.7.- PROCESO CONSTRUCTIVO A/ REPLANTEO B/ PECHINAS C/ COMIENZO DE LA BOVEDA D/ CERRADO DE LA BOVEDA E/ DOBLADO F/ RELLENO SUPERIOR 6.3.- LA BOVEDA MEXICANA 6.3.1.- AREA GEOGRAFICA 6.3.2.- DESCRIPCION 6.3.3.- GEOMETRIA 6.3.4.- COMPOSICION DE CAPAS 6.3.5.- MATERIALES A/ LADRILLO B/ MORTERO C/ APOYOS Y ESTRIBOS 6.3.7.- PROCESO CONSTRUCTIVO A/ COMIENZO B/ TERMINACION DE ESQUINAS C/ CERRADO DE LA BOVEDA D/ RELLENO SUPERIOR 6.4.- LAS CUPULAS ESFEROIDALES 6.4.1.- AREA GEOGRAFICA 6.4.2..- GEOMETRIA 6.4.3.- DESCRIPCION 6.4.4.- COMPOSICION DE CAPAS 6.4.5.- MATERIALES A/ ADOBES B/ MORTERO C/ APOYOS Y ESTRIBOS 6.4.6.- PROCESO CONSTRUCTIVO 7.- RECOMENDACIONES GENERALES SOBRE BOVEDAS TABICADAS 8.- ANALISIS COMPARATIVO MEDIOAMBIENTAL ENTRE BOVEDA CERAMICA Y LOSA DE HON. ARMADO 8.1.- INTRODUCCION 8.2.- METODOLOGIA 8.3.- HIPOTESIS DE PARTIDA 8.4.- ENERGIA INVERTIDA EN EL PROCESO CONSTRUCTIVO 8.5.- EMISION DE CO2 REALIZADA EN EL PROCESO 8.6.- CANTIDAD Y CALIDAD DE LA MANO UTILIZADA 8.7.- CANTIDAD DE RESIDUOS GENERADOS EN EL PROCESO 8.8.- COSTE ECONOMICO DE LA CONSTRUCCION 8.9.- CONCLUSIONES


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9.- EJEMPLOS DE BOVEDAS CONSTRUIDAS EN EDIFICIOS ACTUALES 9.1.- ANTONIO GAUDI (BARCELONA - ESPAÑA) 9.2.- HASSAN FATY (EGIPTO) 9.3.- GERNOT MINKE (KASSEL - ALEMANIA) 9.4.- RAUL SANDOVAL (LA PAZ - BOLIVIA) 9.5.- PETER RICH (MAPUNGUBWE - SUDAFRICA) 9.6.- GABI BARBETA. (SANTA EULÁLIA DE RONCANA - BARCELONA) 9.7.- ALFONSO RAMIREZ PONCE ( MEXICO DF - MEXICO) 10.- BIBLIOGRAFIA


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0.1.- LISTADO DE PALABRAS CLAVE.- Bóveda, cúpula, tabicada, cerámica, equilibrio, empujes

0.2.- INTRODUCCION

0.2.1.- JUSTIFICACION DEL TEMA ELEGIDO: ¿PORQUE BOVEDAS CERAMICAS?.- Las razones de recuperar un sistema

constructivo de milenaria tradición y sin embargo prácticamente ausente en la arquitectura actual pueden resumirse así:

A/ LA TIERRA ES UN MATERIAL ABUNDANTE Y BARATO EN NUESTRO PAIS.- En los países ribereños del Mediterráneo no tenemos frondosos bosques, pero disponemos de tierra abundante a la puerta de nuestra casa.

B/ EL ESPACIO ABOVEDADO ACOGE AL HABITANTE Y ENFATIZA SU DIMENSION VERTICAL.- La bóveda o la cúpula acogen al habitante del mismo de una forma más expresiva que un techo horizontal, tal como sentimos al visitar una iglesia o una cueva. La cubrición abovedada establece la línea curva como pauta de diseño en el cerramiento vertical de un espacio, frente al monopolio actual de la recta en nuestros techos horizontales. En contraste con la pobreza de la arquitectura adintelada actual, monopolizada por el rectángulo, los edificios abovedados ofrecen al observador el estímulo de "saborear" un espacio que valora la dimensión vertical del mismo merced al foco de interés creado por el techo curvo.

C/ LA BOVEDA EXPRESA CON SU GEOMETRIA LA FORMA EN QUE SE HA SALVADO UN VANO.- Con la cubrición abovedada se alcanza la expresividad arquitectónica inherente al hecho de mostrar explícitamente cómo un material resiste a la fuerza de la gravedad al cubrir un vano basándose exclusivamente en su geometría y no en su espesor o la resistencia de su material constituyente. Así, arquitectura y construcción quedan unidas en un solo gesto constructivo.

D/ SIMPLICIDAD BASADA EN LA ECONOMIA DE MATERIALES.- Esta opción constructiva permite levantar edificios a base de un sólo material, donde todos los elementos definitorios del espacio ( suelo, paredes y techos) están formados por un sólo elemento, en éste caso el cerámico. El resultado es un espacio de una fuerza y una integridad resultante de dicha economía de medios, frente a la construcción convencional que se apoya en una multiplicidad de materiales

E/ LA TIERRA ES UN MATERIAL HUMANO.- La tierra, sea en forma de tierra cruda o cocida, tiene para el hombre una cualidad de "cercanía" e idoneidad que la hace muy adecuada como material constructivo. En contraste con el hormigón o al acero, las personas sentimos la tierra como algo natural. Los paramentos de cerámica invitan a ser tocados

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y recorridos visualmente, lo cual incrementa la implicación del habitante con su edificio. Resultan cálidos tanto física como psicológicamente, lo cual los hace ideales como superficies interiores de un edificio.

F/ MEJORA DE LAS CONDICIONES AMBIENTALES INTERIORES.- Los paramentos cerámicos tienen unas excelentes cualidades para mejorar el ambiente interior de los edificios

a/ Equilibran la humedad interior del espacio interior b/ Incrementan la resistencia térmica de los cerramientos c/ Poseen una elevada inercia térmica d/Crean una zona interior elevada capaz de albergar el aire caliente e/ Incrementan la resistencia al ruido de los cerramientos G/ MEJORA DEL BALANCE ECOLOGICO.- Los pisos construidos exclusivamente con elementos cerámicos presentan un balance ecológico claramente favorable frente a los habituales construidos a base de hormigón armado, bovedillas de hormigón o viguería de acero. La tierra cruda (adobes) o los ladrillos cocidos conllevan una energía de elaboración muy inferior a los materiales habituales (hormigón armado o acero), reducen la presencia de CO2 atmosférico (efecto invernadero) respecto a éstos últimos y son más fácilmente reciclables H/ AUMENTA LA IMPLICACION DE LOS AGENTES INTERVINIENTES EN LA OBRA.- Construir una cubierta abovedada implica un proceso constructivo con una interacción de los agentes (técnicos, constructor, oficial, peones, etc) diferente a la establecida en la construcción de un forjado convencional. Mientras en ésta última el papel de todos los agentes tiende a ser más mecánico e impersonal, la construcción abovedada exige una implicación mayor de todos ellos en el proceso constructivo. Los albañiles que levantan una bóveda adquieren un protagonismo superior al que tienen en la construcción de un forjado convencional, mientras que constructor y técnicos deben resolver "in situ" cuantos problemas o incidencias se presenten, lo cual aumenta la implicación cercana de todos ellos en el proceso constructivo, alejándolos del papel que actualmente representan como meros administradores o controladores económicos de la obra. Una obra ejecutada exclusivamente con elementos cerámicos favorece la creatividad personal de los agentes intervinientes en el proceso constructivo, lo cual redunda fuertemente en la calidad del edificio construido

I/ LA CONSTRUCCION ABOVEDADA RECUPERA UN ESLABON PERDIDO CON NUESTRA HISTORIA.- Nuestros antepasados cubrieron los espacios significativos que hemos heredado de ellos con el material que tenían más a mano (la tierra) y con la sabiduría reflejada en su dominio de la geometría. Construir una cubierta abovedada implica profundizar en un sistema constructivo que tiene sus raíces en nuestra historia, como demuestra nuestro rico patrimonio construido, y por tanto recupera una tradición casi abandonada en nuestro mundo occidental. Ello nos enseñará a conocerlo mejor,



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valorarlo y mantenerlo adecuadamente como herencia que hemos recibido de las generaciones precedentes y nos permitirá dejarlo a las que vendrán después de nosotros

2.2.- OBJETIVOS DEL PROYECTO A/ Establecer y fijar una METODOLOGÍA DE CONSTRUCCIÓN de esta técnica constructiva, ya que , frente a la abundancia de literatura disponible sobre otros sistemas constructivos más "modernos" como el hormigón o el acero, la referida al sistema abovedado carece en gran medida de un cuerpo teórico que informe acerca de sus características específicas, condiciones de utilización, opciones disponibles, ventajas y dificultades, contribuyendo con ello a cubrir un vacío teórico, tarea absolutamente necesaria y urgente a nuestro juicio. Es por ello que, en contraste con la construcción en hormigón o acero, la construcción con bóvedas cerámicas se encuentra en buena medida en un estado que podríamos designar como artesanal o pre-científico, al fundarse en técnicas, métodos de construcción, dimensionamientos, materiales, etc. previamente ensayados y con una escueta base teórica, más basada en recetas dispersas aportadas por la experiencia que en fórmulas o cálculos matemáticos contrastados B/ Difundir y PONER EN VALOR una técnica de tradición milenaria y sin embargo prácticamente ausente de las corrientes dominantes de la arquitectura actual en los países de nuestro entorno, con objeto de promover su difusión y recuperación como una opción constructiva plenamente válida para nuestro tiempo y nuestras características culturales, sociales y nuestra tradición constructiva. 2.3.- METODOLOGIA DEL PROYECTO Y DATOS EMPLEADOS Tras un análisis de los antecedentes históricos de esta técnica y de los arquitectos recientes que la han utilizado, se han elegido cuatro ejemplos de estos últimos representativos de cuatro sistemas distintos de utilizarla, como medio de fijar cuatro alternativas concretas de sus posibilidades. Cada uno de ellos ha trabajado en una zona geográfica concreta que posee sus propias características culturales, sociales, tradicionales y artísticas, por lo que inevitablemente su trabajo refleja las particulares condiciones en las que se desarrolló. Dado que este trabajo se realiza en España, y aunque como veremos esta opción constructiva viene desde una tradición milenaria en la que nuestro país ha sido y es receptor, elaborador y exportador de esta técnica, se han elegido tres zonas de nuestro país y una cuarta que en nuestra opinión la recibe de nosotros y posteriormente la desarrolla según sus propios parámetros culturales.


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DESARROLLO DEL PROYECTO

1.- TIPOS DE BOVEDAS

A/ BOVEDAS DE ROSCA.- Las bóvedas denominadas "de rosca" constituyen el sistema original con el cual se descubrió (alrededor del III milenio A.C.). esta técnica estructural ancestral de cubrir un vano disponiendo pequeñas piezas rígidas geométricamente ordenadas para resistir la fuerza de la gravedad. Se designan como bóvedas de rosca las realizadas colocando el ladrillo DEJANDO VISTAS LAS CARAS MENORES DEL MISMO (CANTO O TESTA). Esto supone que el mortero de agarre se aplica sobre las caras mayores del mismo , lo cual implica mayor cantidad de mortero y mayor peso de la bóveda. Son las bóvedas tradicionales mediante las cuales nació y se desarrolló históricamente la construcción abovedada. - MATERIALES: 1/ DOVELAS.- Los materiales tradicionalmente utilizados como constituyentes de las bóvedas de rosca han sido los pétreos y los cerámicos, y dentro de éstos últimos, el ladrillo macizo sin cocer, simplemente desecado al sol (adobe), el ladrillo de tierra comprimida y el ladrillo cocido. 2/ MORTEROS.- Tradicionalmente se han utilizado el barro (arcilla y agua con aditivos diversos como paja, arena, etc) y el mortero de cal. Modernamente se ha recurrido al mortero de cemento buscando un aumento de resistencia aunque resultando a la vez una merma en la flexibilidad de la bóveda.

B/ BOVEDAS TABICADAS.- En épocas más recientes no exactamente datadas (¿siglo XII?) aparecieron en nuestro país, dentro de las bóvedas cerámicas, las bóvedas tabicadas como una evolución alternativa a las tradicionales bóvedas de rosca cuando éstas ya contaban con una historia milenaria. Se designan así a las que colocan el ladrillo "de plano" o "a tabla", dejando vista una de sus caras mayores (tabla) , y por tanto la unión de los ladrillos se realiza por sus dos caras menores (canto y testa). Su mayor ventaja reside en su menor peso, al colocar los ladrillos con la superficie de junta menor que en las tradicionales y consecuentemente emplea menor cantidad de mortero. Esta evolución de la bóveda precisó como condición imprescindible contar con un aglomerante diferente a los tradicionales, con una viscosidad tal que sea capaz de unir los ladrillos con tan pequeña superficie y que fragüe tan rápido que los mantenga en su posición a los pocos segundos de ser colocados por el albañil : el yeso. Gracias a su rapidez de fraguado, los ladrillos recién colocados son capaces de recibir a continuación a sus compañeros, que se van uniendo a los ya colocados por el canto y la testa. Esta disposición en forma de tabique (de ahí su denominación como bóveda "tabicada") disminuye gran parte del peso de la bóveda a costa de reducir su canto al grueso del ladrillo que la forma. Este riesgo se contrarresta doblando inmediatamente la primera hoja con una segunda, una tercera o las hojas que se considere necesario para dotarla del


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espesor necesario, cambiando para estas hojas el mortero de yeso por otro de mayor resistencia final: tradicionalmente las hojas del doblado se unían con mortero de cal. Por otra parte, para aumentar la cohesión de la bóveda y su resistencia al esfuerzo cortante, se evita la creación de juntas que atraviesen la sección transversal de la bóveda, adoptando la norma de "matar las juntas" entre las distintas hojas constituyentes, consiguiendo de esta forma una estructura más solidaria. - MATERIALES: 1/ LADRILLOS.- Buscando en su ligereza su principal ventaja frente a las anteriores, el material exclusivo para ejecutarlas es el ladrillo cocido de pequeño espesor y escaso peso, sea en formato de ladrillo macizo, o en ladrillo hueco. 2/ MORTEROS.- La primera hoja se realiza con mortero de yeso, y la(s) hoja(s) de doblado se unen con mortero de cal. Modernamente, se ha utilizado el sustituido el yeso por morteros de cemento rápido y la cal por mortero de cemento normal 2.- CONSIDERACIONES ESTRUCTURALES SOBRE BOVEDAS 2.1.- GEOMETRIA Y EQUILIBRIO .- La bóveda / cúpula es un elemento discontinuo formado por pequeños elementos rígidos cohesionados por un aglomerante, motivo por el cual es capaz de resistir GRANDES ESFUERZOS DE COMPRESIÓN PERO MUY ESCASOS DE TRACCIÓN, y cuyo mecanismo resistente no se basa tanto en la resistencia de sus componentes cuanto en LA GEOMETRÍA con la que está dispuesta. Es decir, que su cálculo debe hacerse no tanto por resistencia (normalmente sobredimensionada respecto a las tensiones que soporta) cuanto por estabilidad. La geometría ideal de la bóveda es la que sigue la línea de fuerzas (resultante de las fuerzas que acometen a cada pieza componente) a la que está sometida: sólo ella asegura que todas las piezas trabajan exclusivamente a compresión. Lógicamente la línea de fuerzas depende de LA GEOMETRÍA de la sección transversal de la bóveda y de LA CUANTÍA DE LAS ACCIONES que la acometen (fundamentalmente, las cargas propias, sobrecargas y las reacciones que proporciona el resto de elementos constructivos hasta llegar al terreno). Como ya demostró Gaudí con sus maquetas funiculares, es la línea CATENARIA INVERTIDA (la forma que toma espontáneamente una cuerda sometida a su propio peso) la forma geométrica ideal de la bóveda. Cualquier otra línea que se aparte de la catenaria, obligará a ésta a trabajar a tracción, motivo por el cual la pieza necesitará ser reforzada con diversos elementos estructurales que aseguren el mantenimiento de la citada línea de fuerzas dentro de la sección de la bóveda

En el caso de directriz semicircular , respecto al punto de la bóveda en el que comienzan a actuar las tracciones,

no existe unanimidad entre los expertos en cuanto a su ubicación concreta , aunque la mayor parte de ellos la sitúan a

partir de la intersección de la curva con una línea inclinada un ángulo de 51º ó 52º con la vertical

ESQUEMA DE DISTRIBUCION DE ESFUERZOS EN BOVEDAS Y CUPULAS

Habitualmente se asigna a la mitad superior de la bóveda semicircular (hasta aproximadamente 52º desde la vertical) (1) como la zona sujeta a ESFUERZOS DE COMPRESIÓN, quedando la parte restante inferior sujeta a los (1) Santiago Huerta, P. 7


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peligrosos ESFUERZOS DE TRACCIÓN. Este es el motivo de que sea la zona inferior de la bóveda la que precisa de elementos suplementarios que contrarresten dichas tracciones (relleno de senos, "lenguetas" y estribos o tirantes). 2.2.- CONDICION DE ESTABILIDAD .- Una primera condición de estabilidad de la bóveda consiste en asegurar que la línea de fuerzas de cada pieza componente se encuentre contenida DENTRO de las aristas de la pieza: Si la bóveda es capaz de encontrar un camino DENTRO DE ELLA para enviar los esfuerzos que la cargan hacia sus apoyos, la bóveda será estable; en caso contrario, existe riesgo de ruina. El margen de seguridad suficiente para ello suele establecerse al asegurar que la línea de fuerzas se mantenga en todo momento DENTRO DEL TERCIO CENTRAL de la sección transversal de la bóveda (2)

2.3.- CIMENTACIONES.- La regla habitual de dimensionamiento de cimentaciones de bóvedas establece que el sistema alcanza una seguridad suficiente si la excentricidad de la resultante de las fuerzas en el punto de contacto de la cimentación con el terreno es igual o menor que 1/6 del ancho del cimiento (4). Si esta condición conduce a dimensiones excesivas de cimientos, puede optarse por incluir sistemas de contrarresto mencionados en el apartado 4 del punto anterior (tirantes en cimentación).

2.4.- EMPUJES LATERALES.- Este es con toda seguridad el factor clave a resolver en toda estructura abovedada y , en caso de no ser tratado adecuadamente, el causante de la mayor parte de los problemas que posteriormente puedan aparecer. Como dice el antiguo proverbio árabe: "El arco nunca duerme" La fuerza resultante que la bóveda transmite al elemento inferior que la sustenta puede descomponerse, geométricamente hablando, en dos componentes: una vertical y otra horizontal. La componente vertical no suele representar problema alguno para el muro o viga sustentante, pero no así la componente horizontal, que dependiendo de su entidad introduce una excentricidad en la carga que deberá ser resuelta por el elemento sustentante. Y aquí surge el problema: mientras los elementos superficiales de tipo muro aguantan muy bien los esfuerzos en su plano (verticales), son mucho menos eficaces frente a esfuerzos perpendiculares al mismo (horizontales), pues para mantener la estabilidad deben vencer la tendencia al vuelco. Por tal motivo deben dotarse de los mecanismos constructivos suficientes para resolverlo. Dos factores determinan la relación entre ambas componentes (y por tanto su ángulo). El primer factor es geométrico: EL ÁNGULO con el que la bóveda acomete al elemento sustentante inferior que la sostiene determina la relación entre las componentes vertical y horizontal de la fuerza que la bóveda envía a dicho elemento sustentante. Cuanto más inclinado respecto a la vertical sea dicho ángulo (bóveda con arranque cercano a la horizontal), más importante será la componente horizontal de dicha fuerza, componente que deberá ser contrarrestada mediante el correspondiente mecanismo estabilizador. (2) G. Minke. P. 153 (4) G. Minke. P. 152


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El segundo factor determinante del ángulo de dicha fuerza es gravitatorio: la PROPORCION entre la fuerza vertical (fundamentalmente debida al peso propio y las sobrecargas) y la fuerza horizontal que llega (fundamentalmente debida a la geometría de la bóveda y a las fuerzas horizontales actuantes, como el viento o las sobrecargas asimétricas). En conclusión, el elemento de soporte inferior de la bóveda (sea muro o viga) deberá estar dotado para responder adecuadamente a dicho esfuerzo horizontal transmitido por la bóveda en la coronación del muro que la sustenta

3.- ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS DE LAS BOVEDAS SIN CIMBRA 3.1- CONTROL DE LA GEOMETRIA DE LA BOVEDA.- Construir la bóveda en el espacio sin apoyos exige disponer de referencias geométricas precisas que indiquen al operario la situación exacta de cada pieza a colocar. Dependiendo de la geometría de la bóveda se han desarrollado diversos mecanismos e ingenios para que el trazado de la bóveda en el espacio responda a la figura deseada. A/ CORDEL FIJADO AL CENTRO DE LA CUPULA ( EN CUPULAS DE SECCION SEMICIRCULAR)

B/ CORDELES HORIZONTALES PARALELOS A LA LINEA DIRECTRIZ


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C/ CERCHA DESLIZANTE CONTENEDORA DE LA CURVA GENERATRIZ

D/ VARIANTE DE CERCHA DESLIZANTE EN BOVEDA DE CUATRO PUNTOS

E/ CERCHAS DIAGONALES Y CORDELES SIGUIENDO LAS LINEAS DIRECTRICES ( BOVEDAS DE ARISTA)

3.2.- ELEMENTOS EQUILIBRADORES DE EMPUJES HORIZONTALES.- Los elementos o estrategias corrientemente utilizados con objeto de controlar los empujes horizontales que SIEMPRE provoca la bóveda en su apoyo son los siguientes : A/ ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS CONTIGUOS A LA BOVEDA.- La mejor forma de oponerse a los esfuerzos horizontales creados por la bóveda es la disposición adecuada de elementos anexos a la misma, tales que por su forma y peso sean capaces de oponer la resistencia horizontal necesaria para equilibrarlos. Estos elementos pueden ser otras bóvedas, contrafuertes, arbotantes, etc.


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B/ AUMENTO DE LA COMPONENTE VERTICAL(Fig. A).- Aumentar el peso actuante sobre la base de la bóveda) reduce el ángulo de acometida de la resultante al aumentar la componente vertical. Esta es la razón por la que tradicionalmente se haya empleado el sistema abovedado en la planta primera de los edificios, donde cuenta a su favor con el peso de las plantas superiores, y no en la planta última, donde al carecer de dicho peso se encuentra frente a una componente horizontal mayor. C/ TIRANTES O ESTRIBOS (Fig. D, E) .- Si el edificio no cuenta con elementos anexos a la bóveda capaces de absorber por su propio peso los empujes horizontales de aquélla, será preciso disponer elementos horizontales específicos (cadenas, tirantes ) capaces de soportar esfuerzos de tracción (hormigón armado, metálicos o de madera), sea embebidos en los elementos constructivos o sea exentos, para absorber dichos esfuerzos horizontales. La situación ideal de los mismos debe ser próxima a la base de la bóveda y coronación del muro de apoyo, o en la zona de transición entre la base del muro de apoyo y la coronación de la cimentación. Habitualmente, la bóveda suelen apoyar en todo su perímetro sobre cadenas de hormigón armado o de perfil metálico de acero, formando un anillo cerrado que absorbe los empujes horizontales gracias a su resistencia a flexión. Las cadenas trabajan como vigas biempotradas en sus extremos y sometidas a una carga uniforme horizontal que es el empuje horizontal de la bóveda


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3.3.- SENOS.- Se denominan "senos" a las zonas situadas justo por encima de la zona inferior de la bóveda, lugar donde ésta acomete al elemento inferior que la sostiene, sea éste un muro o una viga. Por la razón descrita en el apartado 2.1, es una zona estructuralmente delicada de la bóveda sujeta a esfuerzos de tracción que deben ser contrarrestados mediante algún elemento que los equilibre y ayude a transmitirlos, a través del resto de elementos constructivos, hasta el terreno. La estrategia habitual consiste en el relleno de la zona situada sobre las partes inferiores de la bóveda (la tradición señala usualmente la conveniencia de rellenar los senos hasta una altura de 1/3 de la flecha total de la misma) 3.4.- LENGÜETAS.- Se denominan lengüetas a los muretes apoyados sobre la parte superior de la bóveda realizados con una doble función: 1.- ESTRUCTURAL, puesto que la dotan de rigidez para absorber esfuerzos horizontales


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(debidos al viento o a cargas asimétricas). 2.- CONSTRUCTIVA.- Permiten soportar un elemento situado en la zona inmediatamente superior a la bóveda, sea una cubierta o un forjado de piso.

4.- AUTOESTABILIDAD DE LAS BOVEDAS SIN CIMBRA .-

Pero construir bóvedas apoyando las piezas sobre un elemento provisional que al terminar debe ser retirado (la cimbra o molde, normalmente hecha de madera) implica en primer lugar disponer de madera abundante, y encarece gravemente el coste final (la cimbra cuesta a veces tanto como la bóveda que apoyará sobre ella). Y es en países con escasez de madera (Oriente Medio) donde el ingenio humano se planteó y resolvió por primera vez prescindir de tal apoyo provisional.

La ejecución de las bóvedas AL AIRE (sin cimbras de apoyo) descansa sobre una condición imprescindible en su proceso de ejecución: LA ESTABILIDAD DE LA BOVEDA EN CADA FASE DE CONSTRUCCION. En efecto, la fábrica debe ser autoestable por sí misma en cada fase de su construcción y no sólo al terminarse. Si no disponemos de apoyo debajo de la bóveda, es preciso conseguir que EL ROZAMIENTO que se crea entre las piezas y el mortero que las une COMPENSE AL PESO PROPIO de éstas, y de esta forma se mantengan en su posición inicial cuando el operario las vaya colocando sucesivamente en la bóveda. Para cumplir esta condición son críticos los siguientes aspectos:

4.1.- PESO DEL LADRILLO.- Obviamente cuanto menor sea LA DENSIDAD DEL MATERIAL que lo forma y menores SUS DIMENSIONES, menor peso será necesario compensar con el rozamiento descrito. 4.2.- REDUCIR EL TIEMPO DE FRAGUADO DEL MORTERO.- La rapidez de fraguado del mortero es otro factor crítico para permitir la ejecución sin apoyos: a mayor rapidez de fraguado, menos tiempo tarda el mortero en actuar como adherente entre piezas y el conjunto en empezar a funcionar como bóveda. Este aspecto es, como veremos, uno de los aprovechados por las técnicas de bóveda tabicada, al emplear en la primera vuelta el mortero de mayor rapidez de fraguado: el yeso. 4.3.- SUPERFICIE DE JUNTA.- El tamaño de la SUPERFICIE COMÚN entre ladrillos contiguos determina la cantidad de rozamiento que podemos obtener para compensar el peso de las piezas. A mayor superficie, mayor rozamiento


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4.4.- INCLINACION DE LA SUPERFICIE DE JUNTA RESPECTO A LA VERTICAL.- La orientación de ésta respecto a la vertical determina la cantidad de rozamiento que podemos obtener para compensar el peso de las piezas. Cuanto más vertical sea la junta (obviamente, en las zonas próximas a la clave de la bóveda), menor rozamiento podemos conseguir. Esta circunstancia es la aprovechada por las técnicas más antiguas de abovedamiento sin cimbra que aparecieron (bóveda núbica) 5.- ESTRATEGIAS UTILIZADAS EN LA EJECUCION DE BOVEDAS SIN CIMBRA

5.1.- COLOCACION DE LOS LADRILLOS "A BOFETON" CON MORTERO DE YESO SOBRE LA HILADA ANTERIOR.- Técnica de origen oriental, ya utilizada en el Egipto faraónico, la Persia sasánida y la arquitectura islámica, consiste en sentar los ladrillos con mortero de yeso "a bofetón" sobre la hilada anterior, iniciando el proceso sobre uno de los muros testeros. La condición imprescindible de esta técnica es la rapidez de fraguado del mortero, en este caso el yeso. Para ello es necesario disponer de un elemento inicial de apoyo de las primeras hojas, consistente en un muro testero con inercia (o peso) suficiente sobre el que se iniciará la bóveda. Esta se comienza adosada a dicho muro y avanza alejándose de él mediante el adosado de hojas inclinadas sucesivas que se van apoyando en la hoja anterior.

5.2.- BOVEDA NUBIA.- Según parece se trata de una invención nacida en el antiguo pueblo nubio y utilizada en Egipto desde al menos el año 3000 AC. Consistente en inclinar las hojas de la bóveda, de ladrillo o adobe, respecto de la vertical un ángulo comprendido entre 60º y 75º, con objeto de conseguir el rozamiento suficiente entre ellas para permitir que las piezas permanezcan en su posición tras ser colocadas.

La técnica consta de los siguientes pasos:


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1.- CONSTRUCCION DEL ELEMENTO INICIAL DE APOYO (sea muro testero o arco central). Debe tener el peso suficiente para soportar el empuje lateral de la bóveda que apoyará en él. Sobre él puede trazarse el perfil de la bóveda para tener una referencia geométrica que sirva para ejecutarla con el dibujo deseado 2.- INICIO DE LA BOVEDA. Consiste en iniciar las primeras hojas incompletas y apoyadas en dicho elemento, dispuestas con una inclinación comprendida entre 60º y 75º respecto del plano horizontal 3.- EJECUCION DE LA BOVEDA.- La bóveda se va ejecutando por hojas sucesivas inclinadas, apoyando cada una de ellas en la anterior. El arco directriz de la misma debe ser el de la catenaria invertida para asegurar que las piezas trabajan exclusivamente a compresión. La precisión de la ejecución puede optimizarse utilizando como referencias cordeles paralelos a la generatriz de la bóveda fijados al muro testero 4.- TERMINACION.- Una vez ejecutada la bóveda, puede perforarse el muro testero para abrir huecos en el mismo Una alternativa a lo anterior consiste en iniciar la bóveda sobre un arco relleno situado en la zona central de la misma con el mismo perfil que aquélla, que debe ser el de un arco catenario. En este caso la bóveda avanza desde este elemento central en dos direcciones opuestas que equilibran sus empujes entre sí.

5.3.- CUPULAS ESFERICAS.- En el caso de las cúpulas esféricas, una alternativa para realizarlas sin cimbra consiste en colocar las hiladas no radiales sino con la inclinación suficiente para conseguir que el rozamiento entre las piezas sea suficiente para impedir el desplazamiento de las mismas al ser colocadas


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5.4.- CUPULAS AFGANAS Y PERSAS

5.5.- BOVEDAS NERVADAS.- Se trata de una técnica de origen islámico, consistente en realizar primero mediante cimbras unos arcos que dividen el espacio a cubrir, y sobre éstos se disponen bóvedas ejecutadas al aire. Buscando la ligereza para reducir la carga que reciben dichos arcos y los muros inferiores de apoyo, éstas últimas son de tipo tabicado


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6.- ESTUDIO DE BOVEDAS CONTEMPORANEAS 6.1.- BOVEDA TABICADA CATALANA

6.1.1.- AREA GEOGRAFICA.- Los territorios orientales de la antigua Corona de Aragón, que actualmente forman

las comunidades autónomas de Cataluña y País Valenciano, con extensión a sus zonas limítrofes (Franja Oriental

aragonesa al Este, el Rosellón al Norte).

6.1.2.- ANTECEDENTES.- Las bóvedas realizadas en esta zona provienen de una fértil tradición , mantenida a lo

largo de los siglos hasta mediados del siglo pasado, época del despegue económico y constructor en que la irrupción y el

monopolio casi exclusivo del hormigón la ha arrinconado desde la opción predominante entre las técnicas constructivas

disponibles hasta dejarla en la posición marginal que hoy ocupa, limitada prácticamente a la rehabilitación de bóvedas

existentes, predominantemente en el ámbito rural.

6.1.3.- GEOMETRIA .- Dada la cantidad de ejemplos realizados, su geometría es amplia y variada, demostrando

ser un sistema constructivo versátil capaz de adaptarse a cualquier requerimiento , edificio, tipología edificatoria o

geometría .

La geometría más común es la bóveda cilíndrica (de cañón) de planta rectangular, formada al desplazar

horizontalmente la curva generatriz a lo largo de una línea recta. Otra bóveda de amplia tradición en esta zona es la "de

quatre punts", designada en la tradición centroeuropea como bóveda "bohemia", en la que tanto las generatrices como

las directrices son curvas elipsoidales o en arco de círculo trazados en los cuatro muros circundantes.


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a/ Bóveda de cañón b/ Bóveda de "quatre punts" o "bohemia"

Por razones de espacio, en el presente estudio elegiremos el tipo más habitual de bóveda: la bóveda tabicada

cilíndrica (de cañón) de planta rectangular

6.1.4.- DESCRIPCION.- Bóveda tabicada de ladrillo cerámico colocado "a tabla" sin cimbra, con refuerzo superior..

6.1.5.- COMPOSICION DE CAPAS.- La primera hoja bóveda ("sencillado") se realiza con una sola hoja de ladrillo

puesto en posición horizontal. En caso de que las dimensiones del vano a cubrir o la importancia de las cargas lo

aconsejen, suele doblarse esta primera hoja con otra u otras sucesivas, cuidando siempre de evitar la continuidad de

juntas entre las hojas (colocación "a matajunta"), ocasionando esta disposición una multiplicidad de soluciones en función

de los despieces del ladrillo elegidos para las distintas hojas. Por último, la zona situada inmediatamente encima de las

zonas inferiores de la bóveda tradicionalmente se rellena con una capa de mortero de cal o cemento , con la función

estructural de aumentar su espesor en las zonas inferiores que más lo necesitan.

6.1. 6.- MATERIALES

A/ LADRILLO.- Suele utilizarse la denominada "rasilla" maciza (no confundir con la denominada como rasilla en

el resto del Estado español, que es un ladrillo hueco de una sola fila de huecos), con unas dimensiones de 29x14,5x1,5

cm y con un peso aproximado de 1,20 kg. Su amplio formato, escaso peso y buena adherencia le permiten ser colocada

"al aire" con mortero de yeso, manteniéndose en su posición a los pocos segundos de ser colocada y mejorando las

condiciones de ejecución. La rasilla se coloca a la manera tabicada, es decir "a tabla", tangente al intradós de la bóveda.

B/ MORTERO.- La primera hoja de la bóveda tabicada ("sencillado") se realiza habitualmente con mortero de

yeso, mientras que las hojas posteriores (suele doblarse con una o dos hojas más, en función de la luz y las cargas a

soportar) se ejecuta con mortero de cal. Entre las hojas suele disponerse asimismo una capa de mortero de cal de un

espesor aproximado entre 1,5 y 2 cm. El relleno superior de la bóveda se ejecuta asimismo con mortero de cal.

En la época que vivimos de monopolio exclusivo del cemento como "única opción fiable", se ha tendido a la

sustitución de los morteros de yeso y cal por los modernos morteros de cemento rápido, buscando mejorar su

comportamiento frente al agua, su resistencia estructural y manteniendo su rapidez de fraguado. No obstante lo anterior,

debe replantearse el proyectista la conveniencia de aceptar siempre dicho cambio en cada caso concreto, pues en

muchos casos la opción tradicional funciona suficientemente bien con un menor coste y menor consumo de energía.

C/ MEDIOS AUXILIARES.- Al tratarse de una bóveda de geometría sencilla, la bóveda de cañón puede ejecutarse

con escasas referencias geométricas siempre que los operarios sean buenos profesionales. Aprovechando que son

bóvedas de directriz recta, resulta suficiente la utilización de unos cordeles horizontales tirados entre puntos de igual cota

de las curvas generatrices (ver Fig. **). Otro sistema posible consiste en el uso de una cercha deslizante que contenga la

curva generatriz de la bóveda. Las rasillas de la 1ª hoja se van apoyando en la pieza correspondiente del arco anterior y en

dicha cercha, que deberá ir deslizándose en cada arco de la bóveda a lo largo de la línea directriz . Como apoyo de la

cercha suelen realizarse rozas en los muros de apoyo o bien pueden colocarse unas guías fijadas a los muros de apoyo, de

las cuales deberán desprenderse fácilmente la cercha al finalizar la bóveda, para lo cual se interponen entre las guías y la

cercha unas cuñas de madera


20

6.1.7.- PROCESO CONSTRUCTIVO.-

A/ MUROS.- Dado que la bóveda ejercerá todo su empuje horizontal sobre la cabecera de los muros de apoyo,

interesa que éstos ejerzan desde el principio toda su capacidad de contrarresto de dichos empujes. Por ello interesa que

antes de comenzar a soportar la bóveda, los muros transmitan toda su carga vertical . Por tal motivo, es preferible que

los muros hayan sido terminados en toda su altura antes de comenzar a soportar la bóveda, en vez de seguir el orden

habitual de construcción por plantas.

Asimismo, antes de ser cargados por la bóveda, los muros de apoyo deben ya incluir todos los elementos de

contrarresto de empujes previstos: tirantes, contrafuertes, elementos constructivos anejos, etc.

B/ SENCILLADO.- La primera hoja se ejecuta mediante arcos paralelos a la curva generatriz, que deben

comenzarse por los apoyos y terminar en la clave. Para ejecutar la primera hoja de la bóveda deberá elegirse en primer

lugar un despiece adecuado. Suele elegirse un despiece recto con las rasillas bien colocadas con su longitud máxima en el

sentido de la curva generatriz (despiece B) o en sentido de la línea directriz (despiece A)


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Un aparejo muy frecuente es el realizado en diagonal respecto a la directriz (a 45º), muy apreciado por su

resultado estético pero con mayor complicación al exigir mantener la alineación inicial a lo largo de la fábrica.

Si es preciso cortar piezas, éstas deben situarse junto a los apoyos y lejos de la clave, ya que será aquélla la zona

menos visible de la bóveda una vez terminada. Cuando el mortero aún no ha fraguado completamente debe rejuntarse la

bóveda por su cara inferior, operación más fácil en ese momento que si se espera a una fase posterior.

C/ DOBLADO.- En caso de que la luz a salvar o las cargas a soportar por la bóveda tengan tal entidad que hagan

aconsejable el doblado de la bóveda, éste debe acometerse de forma simultánea a la primera hoja, sobre una capa de

mortero de 1,5 - 2 cm dispuesto sobre la primera hoja, teniendo la precaución de romper la junta entre ambas (para

evitar la continuidad vertical de juntas) y utilizando en esta segunda hoja un mortero más resistente que el yeso y que no

precise de tanta rapidez de fraguado. El doblado debe ejecutarse inmediatamente después de cerrar el arco del sencillado

sobre el que apoyará, para dar a la bóveda la rigidez y espesor suficiente, cuidando de que el operario que lo ejecuta

acceda con facilidad a la zona de apoyo.


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APAREJOS DE LAS HOJAS "A MATAJUNTA"

Tradicionalmente se realiza el doblado con mortero de cal, y modernamente se utiliza también el mortero de

cemento , que resulta menos aconsejable que la cal por su mayor rigidez y su mayor consumo energético.

D/ RELLENO SUPERIOR.- En la zona inmediatamente superior a la bóveda se realiza un relleno que puede tener

razones tanto estructurales (relleno de senos en el tercio inferior de la bóveda) como funcionales (para obtener un plano

horizontal encima de la misma que permita su utilización como espacio habitable). El relleno debe realizarse de forma

simétrica respecto del eje de la bóveda para cargarla equilibradamente cuando todavía no ha fraguado completamente.

Como norma general, debe adaptarse el ritmo de la obra a la velocidad de fraguado del mortero, evitando cargar

la bóveda antes de que su mortero haya alcanzado la resistencia suficiente para absorber la carga que se le aplica.

Si se desea obtener un plano horizontal encima de la bóveda ejecutada, suelen disponerse sobre ésta unos

tabiques en dirección paralela a la curva generatriz (costillas) con una doble función: estructural, ya que incrementan la

rigidez de aquélla y aumentan su resistencia a las cargas asimétricas, y funcional, ya que sirven de apoyo a un forjado en

la planta superior


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6.2.- BOVEDA EXTREMEÑA

6.2.1.- AREA GEOGRAFICA.- Cuenca del río Guadiana a su paso por la Baja Extremadura (comarcas de Mérida,

Tierra de Barros y La Serena

6.2. 2.- DESCRIPCION.- Bóveda de ladrillo cerámico colocado "a tabla" sin cimbra, con relleno superior de

mortero

6.2.3.- GEOMETRIA.- Son bóvedas de doble curvatura de tipo compuesto, formadas por unión de dos geometrías

simples. A/ NACIMIENTO.- La mitad inferior es una bóveda de arista que parte de cuatro pechinas y cuatro arcos laterales

elípticos. B/ COMIENZO DE BOVEDA.- A partir de dichos arcos laterales se trazan generatrices inclinadas, tales que la

clave central de la bóveda está situada a cota superior de la clave de arcos laterales, denominándose allí a esta diferencia

de cota entre las claves como RETUMBO. C/ CERRADO DE LA BOVEDA.- Partiendo de esta forma en la zona inferior, la

bóveda va sutilmente cambiando hacia una bóveda esférica, de tal forma que las aristas diagonales que salen de las

pechinas se van poco a poco perdiendo al acercarnos a la clave.

6.2.4.- COMPOSICION DE CAPAS.- La bóveda extremeña se comenzó realizando colocando los ladrillos en

posición vertical (a "rosca") para posteriormente evolucionar hacia las bóvedas de ladrillos colocados en posición

horizontal ( bóvedas tabicadas). En este estudio nos ceñiremos a éste último tipo de bóvedas. Por tanto, la bóveda se

realiza con una sola hoja de ladrillo puesto en posición horizontal. En caso de que las dimensiones del vano a cubrir o la

importancia de las cargas lo aconsejen, en ocasiones se dobla la bóveda en las aristas disponiendo sobre la cara superior

de éstas unos arcos ocultos (arcos diagonales) que aumentan su espesor y resistencia.

Por último, la zona situada inmediatamente encima de la bóveda tradicionalmente se rellenaba con un mortero

de cal en su zona inferior (relleno estructural) y sin relleno o con un relleno aligerado con elementos de derribo en la

zona superior.

6.2.5.- MATERIALES

A/ LADRILLO.- Para las pechinas se utiliza el ladrillo cerámico macizo, mientras que para el resto de la bóveda se

suele cambiar al ladrillo hueco (rasilla) que mejora las prestaciones de aquél al reducir sustancialmente el peso de la

bóveda.

B/ MORTERO.- Para ejecutar las pechinas se utiliza mortero de cal, mientras que la bóveda tabicada se realiza

con mortero de yeso. El relleno superior de la bóveda se ejecuta con mortero de cal en su zona inferior (relleno con

función estructural), mientras que el de la zona superior se aligera introduciendo en el mortero materiales más livianos.

6.2.6.- PROCESO CONSTRUCTIVO.-

A/ REPLANTEO DE BOVEDA.- Una vez terminados los muros, se comienza por replantear sobre ellos las curvas

directrices de la bóveda (línea intersección de ésta con aquéllos), que suelen ser arcos elípticos con una relación

flecha/luz de 1/4 ó 1/5 de la luz del vano menor (a esa flecha se le denomina PUNTO de la bóveda).

Asimismo debe fijarse la diferencia de cotas entre el punto más alto de dichas curvas directrices y el punto más

elevado de la bóveda (RETUMBO). Para ello se unen mediante hilos horizontales las claves de dichas curvas y sobre el

punto de intersección se coloca una plomada en la cual se fija el punto más alto de la bóveda.

B/ PECHINAS.- Las pechinas se realizan en las esquinas de los muros de apoyo, a la altura de la zona inferior de

las curvas directrices de la bóveda. Para ello debe abrirse un cajeado en dichas esquinas (o dejarlas previstas al levantar

los muros) de altura suficiente para encajar en él las hiladas de ladrillo que formarán la pechina, (habitualmente de 4 a 6

hiladas en el caso de bóvedas tabicadas), y con una profundidad aproximada de la soga del ladrillo menos el vuelo del

primero de ellos (unos 3 ó 4 cm). La pechina se comienza sentando un ladrillo horizontal con un vuelo de 3 ó 4 cm, sobre

el que se sienta el siguiente, simétrico


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C/ COMIENZO DE BOVEDA.- Una vez finalizada la ejecución de las pechinas y fijadas las referencias geométricas

de la bóveda (dibujados los arcos de directriz elíptica sobre los cuatro muros circundantes), se comienza ejecutando el

primer arco de la bóveda situado entre dos pechinas contigüas dándole el punto o flecha correspondiente, colocando el

ladrillo en posición horizontal (a tabla) y cogiéndolo con mº de yeso, para lo cual es preciso mantener manualmente cada

pieza unos segundos hasta que el yeso comienza a fraguar y es capaz de mantenerlo en la posición deseada una vez

retiramos la mano. La misma operación se repite en los cuatro lados de la bóveda.

D/ CERRADO DE BOVEDA.- El cerrado de la bóveda repitiendo la operación anterior siguiendo la referencia

geométrica utilizada, tradicionalmente resuelta mediante una `plomada fijada en el punto más elevado de la bóveda

donde se ha marcado dicho punto (retumbo), hasta completar la totalidad de la bóveda.

La ejecución de la bóveda se facilita si el "retumbo" de la misma (la diferencia entre la cota de comienzo y la

clave) no supera los 150 cm, ya que en tal caso el andamiaje necesario no precisa de elevaciones suplementarias en la

zona central de la misma.

E/ DOBLADO.- En caso de que la luz a salvar o las cargas a soportar por la bóveda tengan tal entidad que hagan

aconsejable el doblado de la bóveda, éste debe acometerse de forma simultánea a la primera hoja, sobre una capa de

mortero de 1,5 - 2 cm dispuesto sobre la primera hoja, teniendo la precaución de romper la junta entre ambas (para

evitar la continuidad vertical de juntas) y utilizando en esta segunda hoja un mortero más resistente que el yeso y que no

precise de tanta rapidez de fraguado. Tradicionalmente se realiza el doblado con mortero de cal, y modernamente se

utiliza también el mortero de cemento , que resulta menos aconsejable que la cal por su mayor rigidez y su mayor

consumo energético.

F/ RELLENO SUPERIOR.- En la zona inmediatamente superior a la bóveda se realiza un relleno que puede tener

razones tanto estructurales (relleno de senos en el tercio inferior de la bóveda) como funcionales (para obtener un plano

horizontal encima de la misma que permita su utilización como espacio habitable). El material de relleno tradicional para

ello es una capa de mortero de cal para los rellenos estructurales y un mortero aligerado para el resto de rellenos, ya que

reduce la carga que colocamos sobre la bóveda y los empujes consecuentes.


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6.3.- BOVEDA MEXICANA

6.3.1.- AREA GEOGRAFICA.- Mexico. Zona central

6.3.2.- DESCRIPCION.- Bóveda de una hoja de ladrillo cocido cerámico colocado "a rosca" sin cimbra

6.3.3.- GEOMETRIA.- TIPO DE BOVEDA.- Bóvedas esferoidales ( superficies semejantes a esferas) utilizadas para

cubrir un vano de forma rectangular. En el caso de cubrir un vano de planta cuadrada o rectangular con la relación entre

lados L mayor / L menor < 1,5 , el trazado se inicia desde las cuatro esquinas del vano. En el caso de vano rectangular con

la relación entre lados L mayor / L menor > 1,5 , el trazado se inicia desde los lados menores del vano. En el ejemplo que

describiremos aquí nos ceñiremos a una planta cuadrada.

FLECHA DE BOVEDA.- La flecha de la bóveda está comprendida entre 1/4 y 1/5 de la luz del vano menor.


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6.3.4.- COMPOSICION DE CAPAS.- La bóveda se realiza con una sola rosca de ladrillos colocados dejando vistos

sus cantos y unidos por sus tablas y testas. Por su cara superior se aplica una capa de compresión del mismo mortero de

unión. Por tanto, el espesor de la bóveda resultante es el del tizón del ladrillo (10 cm de ladrillo más el espesor de la capa

superior de compresión).

6.3.5.- MATERIALES.-

A/ LADRILLO.- Ladrillo cocido cerámico, de tipo macizo, hecho a mano, de dimensiones 5x10x20 cm, allí

conocido comercialmente como "cuña"

B/ MORTERO.- Se utiliza un mortero de cemento, cal y arena en las proporciones 1:1:8, aunque la proporción de

arena puede variar según las características específicas de la misma.

C/ APOYOS Y ESTRIBOS .- La bóveda suelen apoyar en todo su perímetro sobre cadenas de hormigón armado o

de perfil metálico de acero, formando un anillo cerrado que absorbe los empujes horizontales gracias a su resistencia a

flexión. Las cadenas trabajan como vigas biempotradas en sus extremos y sometidas a una carga uniforme horizontal que

es el empuje horizontal de la bóveda

6.3.7.- PROCESO CONSTRUCTIVO

A/ COMIENZO.- La construcción se inicia por las esquinas del vano a cubrir. El proceso comienza realizando

cuatro "pechinas" (triángulos conoides) formados desde dichas esquinas mediante la construcción de arcos sucesivos

inclinados 45º respecto de la vertical , realizados de tal forma que todos ellos comienzan desde las cadenas de apoyo y se

van apoyando en el arco inmediato anterior.


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La primera hilada se inicia cortando el ladrillo por la mitad y apoyándolo con dicha inclinación (45º) sobre la

esquina de ambas cadenas para dar así inicio a la bóveda. A continuación se coloca el 2º arco apoyado en el anterior

mediante dos ladrillos a los que se cortan las esquinas para continuar formando la superficie conoide de la pechina. El

proceso se va repitiendo mediante arcos inclinados sucesivos, cada uno mayor que el anterior al ir avanzando la base de

los mismos a lo largo de la cadena desde la esquina hasta el centro del vano. Los ladrillos se colocan en seco (sin haber

sido previamente mojados) para facilitar su adhesión al arco anterior.

En la realización de los arcos se procura rellenar bien de mortero las juntas por su parte inferior y dejarlas

abiertas por su parte superior a fin de facilitar su adherencia para recibir la capa superior de mortero de terminación que

se aplicará como operación final de la bóveda. Durante todo el proceso , mientras el oficial va colocando los ladrillos en la

bóveda, el peón va limpiando de restos de mortero la cara inferior de la misma, mediante un cepillo de púas metálicas

que deja terminada dicha cara inferior.

B/ TERMINACION DE LAS ESQUINAS DE LA BOVEDA.- El proceso anterior se repite en las cuatro esquinas del

vano, hasta que las bases de los arcos se encuentran en el centro del vano. Con ello tenemos realizadas las cuatro

esquinas de la bóveda.

C/ CERRADO DE LA BOVEDA.- El cerrado del resto de la bóveda puede realizarse mediante diversos trazados:

bien continuando la bóveda apoyando sucesivamente cada arco en el contigüo


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o bien realizando los arcos sucesivos mediante trazados a 45º de los arcos anteriores hasta cerrar totalmente la bóveda

o realizando un despiece en espiral que va apoyando sucesivamente en los cuatro arcos extremos de las cuatro pechinas

anteriormente realizadas.

D/ RELLENO SUPERIOR.- La bóveda se termina aplicando por su cara superior una capa de mortero similar al

utilizado para unir los ladrillos, dentro de la cual suele colocarse una armadura soldada de acero que cosa y haga solidaria

toda la bóveda.

6.4.- CUPULAS ESFEROIDALES

6.4.1.- AREA GEOGRAFICA.- A diferencia de los tipos anteriormente descritos, la cúpula de directriz esferoidal

no cuenta con una zona geográfica concreta, ya que su ubicuidad en los lugares más distantes del globo la definen como

un tipo universalmente utilizado por multitud de culturas a lo largo de nuestro planeta.

6.4.2- GEOMETRIA.- Partiendo de la base de la sección semicircular, pueden introducirse variables tanto en

sentido de aumentar su altura (apuntadas) como de reducirla (rebajadas), con las consecuencias estructurales

correspondientes , de las que ya se ha comentado en el apartado correspondiente del presente estudio (Ap. ****). Tal

como se ha detallado en el Apartado 3.2 A del presente trabajo, es la línea catenaria invertida la figura geométrica ideal

para resistir esfuerzos de compresión, al asegurar la ausencia de esfuerzos de tracción dentro de la bóveda. Cualquier

otra figura de bóveda presentará esfuerzos de tracción en alguna parte de ella, y en el caso de la semicircular, las

tracciones se presentan en su zona inferior, junto a los apoyos .

Pero la forma catenaria dificulta y encarece la ejecución de la bóveda pues no es una forma fácil de replantear

en obra. Tradicionalmente se ha preferido en la mayor parte de las veces la forma semiesférica por su mayor facilidad de

ejecución, amén de consideraciones de tipo estético. Por tal motivo es preciso añadir sobre dichas zonas inferiores un

relleno estructural que mantenga la línea de fuerzas comprendida dentro de la sección de la bóveda

6.4.3.- DESCRIPCION.- Cúpula de sección semicircular de adobe colocado sin cimbra

6.4.4.- COMPOSICION DE CAPAS.- La cúpula se ejecuta con una sola hoja de piezas de adobe, con capa superior de protección de mortero, con una función de solidarizar las piezas de la cúpula amén de incrementar su protección frente a las inclemencias del tiempo. 6.4.5.- MATERIALES.- A/ ADOBES.- Las piezas que componen la cúpula son ladrillos de arcilla de forma prismática que pueden ser simplemente secados al sol (adobes) o prensados (BTC) si se desea aumentar su resistencia mecánica. En cuanto a sus dimensiones no existe unanimidad al tratarse de una técnica tan extendida geográficamente. Medidas frecuentes de las piezas son de 20x20x6 cm. En cuanto a la composición de la mezcla de arcillas, debe encontrarse la proporción adecuada entre la cantidad de grava y arena, que aportan la resistencia mecánica y la resistencia al agua, y la arcilla y limo, que aportan la cohesión a la mezcla, pero cuyo exceso aumenta el riesgo de retracción al secarse. Una proporción adecuada puede rondar los siguientes proporciones (1) (1) G. Minke - Pág. 76


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Material % en peso del total ARCILLA 14 LIMO 22 ARENA 62 GRAVA 2 B/ MORTERO.- El mortero de unión entre las piezas es asimismo el barro, al que puede añadirse algún componente que mejore su resistencia mecánica (fibras vegetales) o su resistencia al agua

C/ MEDIOS AUXILIARES.- La ejecución de la cúpula exige algún tipo de referencia geométrica que indique

exactamente al operario la situación precisa de cada pieza a colocar y la inclinación que debe dársele para asegurar su

estabilidad y la perfección geométrica de la cúpula. Tradicionalmente se utilizaba el cordel fijado al centro geométrico de

la semiesfera (ver Apartado 3.1.A) , procedimiento de escasa precisión que puede ser mejorado mediante la utilización

de elementos rígidos giratorios tanto sobre el eje vertical colocado sobre el centro de la semiesfera como sobre el eje

horizontal que va marcando la inclinación creciente de cada hilada según va avanzando la ejecución de la cúpula.

La informática nos ofrece hoy las herramientas necesarias para precisar con detalle suficiente la situación y el

ángulo de cada pieza , con la precisión necesaria para ejecutarla.

7.- RECOMENDACIONES GENERALES SOBRE BOVEDAS TABICADAS.- A continuación se transcriben, por su

interés como resumen general de condiciones de ejecución, parte de las recomendaciones generales sobre construcción

de bóvedas tabicadas reseñadas por D. Angel Truñó en su tratado de construcción sobre este tipo de construcciones (1)

(1) Angel Truñó - Pág 26)


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- Empleo de materiales de primera calidad, convenientemente preparados, manipulados y experimentados.

- Empleo de una excelente mano de obra.

- Buen trazado de la bóveda en la obra, con los elementos auxiliares precisos bien colocados.

- Llevar la construcción con todos los gruesos siguiendo arcos o anillos completos.

- Adaptar la rasilla con los mínimos recortes posibles a la forma del intradós, formando una envolvente del mismo.

- Dejar el sencillado como si la bóveda debiese quedar vista por el intradós.

- Colocar la rasilla a escuadra con la hilada anterior, evitando la formación de resaltos y la consiguiente

<<serreta>>.

- Toda rasilla mal colocada debe arrancarse.

- La bóveda en curso de ejecución sólo debe aguantarse a si misma y por lo tanto debe prohibirse cargar andamios

encima de ella.

- Como la bóveda se aguanta a sí misma, no deben emplearse medios auxiliares de sustentación.

- Empleo de andamios independientes para el apoyo de cerchas de los de trabajo, constituidos estos por tablones

cortos o bien apoyados en travesaños próximos.

- Abrir rozas sólo en la región donde NO hay empujes.

-Buscar discontinuidad absoluta de juntas entre las hojas que forman la bóveda.

- Cargar la bóveda simétricamente al pasar cada u no de los gruesos y proceder al rellenado de juntas.

- Tener los empujes contrarrestados.

- Reforzar los encuentros y puntos singulares de las bóvedas para que puedan soportar las cargas y contrarresten

empujes.

- Adaptar el ritmo de trabajo al del fraguado de los aglomerantes.

8.- ANALISIS COMPARATIVO MEDIOAMBIENTAL ENTRE BOVEDA CERAMICA Y LOSA DE HORMIGON

ARMADO .- El presente apartado resume el estudio realizado por los profesores de la Universidad de Extremadura D.

Justo García Salcedo, D. Manuel Fortea Luna y D. Antonio M. Reyes Rodríguez redactado en fecha 20/09/2011, referente

a la comparación, desde el punto de vista de su sostenibilidad ambiental, de dos sistemas alternativos de cubrición, el

primero basado en una bóveda compuesta por ladrillos cerámicos y el segundo basado en un forjado convencional de

losa de hormigón armado .

8.1.- INTRODUCCION.- La energía consumida en los procesos de fabricación y construcción es un factor

inherente a cualquier tipo de actividad e implica una serie de impactos ambientales universalmente aceptados. El sector

de la construcción representa uno de los factores de mayor incidencia en la emisión de CO2 a la atmósfera y su consumo

energético incide asimismo como uno de los elementos de importancia capital en la energía total consumida por la

actividad humana.

8.2.- METODOLOGIA.- El estudio se realiza analizando el Ciclo de Vida de ambos sistemas constructivos,

analizando para ello cinco factores:

A/ ENERGIA INVERTIDA EN EL PROCESO CONSTRUCTIVO

B/ EMISION DE CO2 REALIZADA EN EL PROCESO

C/ CANTIDAD Y CALIDAD DE LA MANO UTILIZADA

D/ CANTIDAD DE RESIDUOS GENERADOS EN EL PROCESO

E/ COSTE ECONOMICO DE LA CONSTRUCCION

8.3.- HIPOTESIS DE PARTIDA.- Se analizan dos sistemas estructurales para cubrir un espacio de planta cuadrada

de distintas luces : 4x4, 5x5, 6x6, 7x7, y 8x8 m.

A/ TIPO ABOVEDADO.- El sistema abovedado estudiado se basa en bóvedas de arista de sección elíptica de flecha

1/5 de la luz, formadas con ladrillos huecos (tipo rasilla) ,de 24x12x3 cm, compuesta por varias hojas con un canto de 6

cm (bóveda tabicada), la primera de ellas con el ladrillo colocado de canto y tomada con mortero de yeso , y las sucesivas

tomadas con mortero de cal. No precisa cimbra auxiliar gracias a la utilización del yeso debido a su rápido fraguado, y se

supone con un relleno estructural de los senos de la bóveda. Los empujes laterales se resuelven mediante tirantes

metálicos.


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B/ LOSA DE HORMIGON.- Se utiliza un forjado de losa de hormigón armado de 25 cm de canto, con nervios

situados cada 72 cm, entrevigado de bloques huecos de hormigón aligerado de 60x60x25 cm y capa de compresión de 5

cm de espesor. El hormigón utilizado es de tipo HA-25/B/16/I de 25 N/mm2, consistencia blanda, Tmáx= 16 mm en

ambiente normal elaborado en central, con malla electrosoldada de acero B 500T de 5 mm en retícula 20x30 cm

8.4.- ENERGIA INVERTIDA EN EL PROCESO CONSTRUCTIVO.- Este factor resulta de sumar toda la energía

invertida en la construcción de la estructura, incluyendo la utilizada en la fabricación de todos los materiales utilizados, su

transporte y su colocación en obra, calculada en función del inventario del Ciclo de Vida de los productos que intervienen

en la obra

8.5.- EMISION DE CO2 REALIZADA EN EL PROCESO.- En este apartado se cuantifica la cantidad de CO2 emitido a

la atmósfera a lo largo de todo el proceso constructivo, incluyendo los procesos de fabricación, transporte y ejecución de

la estructura


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8.6.- CANTIDAD Y CALIDAD DE LA MANO UTILIZADA.- En este apartado se cuantifica la cantidad de horas de

trabajo utilizada, desglosada en horas de oficial y horas de ayudante.

8.7.- CANTIDAD DE RESIDUOS GENERADOS EN EL PROCESO.- En este apartado se cuantifica la cantidad media de

residuos generados en el proceso de construcción, expresada en kg por ud. de superficie y desglosados en residuos

provenientes de embalajes y residuos de construcción, efectuado en base al inventario del ciclo de vida de los productos

8.8.- COSTE ECONOMICO DE LA CONSTRUCCION.- En este apartado se cuantifica el coste del proceso

constructivo (PEM) incluyendo la mano de obra, materiales y medios auxiliares necesarios, referidos todos ellos a nuestro

país y a la fecha de redacción del estudio (2011)


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8.9.- CONCLUSIONES.- Aunque funcionalmente equivalentes, no resultan ser dos sistemas constructivos

homogéneos en su balance medioambiental. Para evidenciar las diferencias se ha elaborado el cuadro siguiente, que

evidencia las diferencias entre ambas en cada uno de los aspectos analizados:

Como se aprecia en el cuadro anterior, la estructura abovedad precisa de más mano de obra y está sujeta a

mayores riesgos para sus operarios, al estar ejecutada sin cimbra , lo cual precisa de una vigilancia mayor en cuanto a

cumplir estrictamente las precauciones de seguridad, especialmente en la ejecución de la primera hoja de la bóveda.

Obviamente, la cantidad de mano de obra depende de la especialización de ésta. Una mano de obra muy cualificada

reducirá ostensiblemente el tiempo necesario.

En contrapartida, los materiales que forman la bóveda consumen una cantidad claramente menor de energía

en su fabricación , transporte y puesta en obra, emiten menor cantidad de CO2, dejan menor cantidad de residuos y su

coste de ejecución es inferior al del forjado de hormigón armado, aunque este último factor puede variar en función del

coste de la mano de obra en cada zona. Es obvio que el empleo de más mano de obra incrementa las ventajas del sistema

abovedado en zonas con elevadas tasas de paro, períodos de recesión económica y donde los costos de mano de obra

sean menores.


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Como conclusión, se demuestra la perfecta idoneidad de la estructura abovedada frente a la estructura de

hormigón en la época que vivimos de recesión económica, altas tasas de paro, mayor conciencia medioambiental y

aumento de los costes de la energía, conformándose como una opción plenamente viable capaz de convivir con las

estructuras convencionales propias de los períodos pasados de crecimiento económico.

9.- EJEMPLOS DE EDIFICIOS ABOVEDADOS.- A continuación se reseñan siete ejemplos de edificios

contemporáneos que incluyen el sistema de cubrición abovedado, demostrando así su perfecta idoneidad para nuestra

época . Tanto sus programas como su ubicación son muy diversos a lo largo del planeta, demostrando así su capacidad

de convertirse en una opción constructiva plenamente viable en los escenarios y los programas constructivos más

variados.


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9.1.- ANTONIO GAUDI (BARCELONA - ESPAÑA).- El pequeño edificio de las Escuelas de la Sagrada Familia

constituye, pese a su pequeño tamaño, un ejemplo diáfano de sencillez constructiva y sutileza estructural, consiguiendo

un interior sumamente sugestivo basado en una idea tan simple como efectiva. Una bóveda tabicada de doble hoja de

rasilla está apoyada sobre vigas de madera que van girando apoyadas en los muros exteriores de carga y en una viga

metálica horizontal que discurre a lo largo del eje mayor, formando una superficie conoide.


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9.2.- HASSAN FATY (EGIPTO).- El arquitecto egipcio Hassan Fathy destaca, entre otros valores, como un

recuperador de la técnica constructiva ancestral de la bóveda nubia (ver Apartado 5.2) que estudió y aplicó con maestría

en numerosos edificios contemporáneos, demostrando con su ejemplo la vigencia y utilidad actual de una técnica de

3000 años de antigüedad


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9.3.- GERNOT MINKE (KASSEL - ALEMANIA) .- El edificio, destinado a vivienda y estudio, está semienterrado y ha

sido cubierto con cúpulas esferoidales de adobe cogido con mortero de barro de 5,20 m de luz libre y 4,60 m de altura,

rematadas en la clave por óculos circulares cubiertos por pirámides de doble capa de vidrio acrílico


39

9.4.- RAUL SANDOVAL (LA PAZ - BOLIVIA).- Un ejemplo de cómo la escueta estructura sustentante abovedada

conforma un espacio expresivo y potente, consiguiendo con austeridad de medios un resultado notable. La bóveda está

formada por adobes cogidos con mortero de barro , revocados exteriormente con mortero de barro, sellada con un

polímero acrílico, impermeabilizada con una película elástica y acabada con una pintura a base de resina acrílica


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9.5.- PETER RICH (MAPUNGUBWE - SUDAFRICA).- Un ejemplo claro de utilización de una técnica constructiva

tradicional para levantar un edificio actual basado en la memoria colectiva del lugar. Cubierta formada por una bóveda de

sección parabólica elaborada con ladrillo colocado "de plano" (bóveda tabicada) y levantada exclusivamente con

referencias geométricas formadas por cerchas de madera situadas en las diagonales de las bóvedas





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9.6.- GABI BARBETA. (SANTA EULÁLIA DE RONCANA - BARCELONA).- Se trata de una Escuela infantil que cuenta con una

serie de aulas de planta exagonal cubiertas con cúpulas de sección elipsoidal realizadas con bloque de tierra comprimida

(BTC) cogidas con mortero de barro, ejecutadas al aire con ayuda de una herramienta giratoria fijada en el eje de la

cúpula.


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9.7.- ALFONSO RAMIREZ PONCE ( MEXICO DF - MEXICO).- Se trata de una Clínica situada en un barrio de clase

baja de la ciudad de México DF en la que se resuelve un programa convencional mediante una serie de bóvedas

apoyadas en muros de carga con un despliegue espacial sorprendente que culmina en el espacio de doble altura

destinado a vestíbulo, cubierto con dos cúpulas semiesféricas rematadas por óculos que las iluminan cenitalmente


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9.- CONCLUSIONES

10.- BIBLIOGRAFIA

indice del proyecto fin de master 0.1.- listado · pdf filec/ cercha deslizante contenedora de...

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