La ciència a l’enginyeria estructural

Quan parlem de ciència poques vegades ho relacionem amb l’enginyeria, i menys quan estem en el món de la contrucció i de l’enginyeria civil. El meu punt de vista és contrari a aquesta visió habitual, si ens centrem en la construcció d’estructures i la ciència que hi ha darrere, és a dir la resistència de materials, veiem que és una branca científica que no té res a envejar a d’altres disciplines de la ciència i de la tècnica.

Es fascinant veure com des del naixement fins a la posterior evolució i maduració la resistència de materials ha seguit els mateixos passos que la resta de branques clàssiques de la ciència. Més encara si seguim els noms propis dels qui han contribuït.

Molts consideren a Galileo (s. XVII) com el primer gran científic, les seves aprotacions sobre astronomia, física i mecànica són prou conegudes, però és menys coneguda la seva aprotació en el camp de la resistència de materials. En el seu llibre ‘Dos noves ciències’ es recull el seu treball sobre el camp de la mecànica, Galileo va observar que la resistència d’un element sotmés a tracció és proporcional a la seva secció i independent de la seva longitud. També va explicar el mecanisme resistent d’una biga en voladiu sotmesa a flexió. Ara sabem que la seva teoria no era correcta però aquesta primera publicació va servir de punt de partida i el seu testimoni va passar a tants d’altres.

Il·lustració de Galileo d’una assaig a flexió (font)

Posteriorment Robert Hooke, coetani i rival de Newton, va evaluar que l’allargament de cables i resorts es proporcional al pes que aguanten. La llei de Hooke, que porta el seu propi nom, és la base quan tractem amb elements elàstics.

La resistència de materials va evolucionar com la resta de branques de la ciència, va avançar a mesura que el pensament científic i les eines teòriques i técniques evolucionaven. Actualment tothom pot tenir accés a al coneixement però a finals del segle XVII el càlcul (sí l’assignatura sobre derivades i integrals) era l’eina més potent de l’època i només quatre homes estaven familiaritzats amb aquesta branca de les matemàtiques. Aquests eren Leibnitz, Newton i els dos germans Jacob i Johann Bernoulli. Aquests dos últims són prou coneguts al món de les matemàtiques però també van treballar en el camp de les estructures estudiant la deformació de bigues. El fill de Johann, Daniel Bernoulli va seguir les passes del seu pare, la seva publicació més important va ser ‘Hidrodinàmica’ on va postular el principi de Bernoulli però de les seves converses amb Euler en van sortir grans constribucions a la resistència de materials.

Jacob, Johann i Daniel Bernoulli i Leonhard Euler (d’esquerra a dreta)

Leonard Euler (s. XVIII) un dels matemátics i físics més coneguts i prolífics va compartir pis amb Daniel Bernoulli que el va encoratjar a resoldre de forma analítica l’equació diferèncial de la biga. També va obtenir la càrrega crítica de vinclament per pilars comprimits, que és la base per el cálcul de la inestabilitat d’una estructura.

Durant el segle XVIII tot estava per fer en el món de la ciència i pràcticament encara no hi havia divisió entre disciplines. Un mateix pensador tocava diferents branques de la física i de les matemàtiques, és habitual trobar que grans científics en certes disciplines també van treballar en la resistència de materials.

Coulomb (1736 – 1806) va contribuir com ningú a la mecànica de sòlids elàstics durant el segle XVIII però les seves aportacions més conegudes van ser en el camp de l’electricitat i el magnetisme. Thomas Young (1773 – 1829) és conegut per el seu experiment d’interferència de la llum (1801), des del meu punt de vista un dels experiments més influents de la història de la ciència, anys més tard introduía el mòdul d’elasticitat (o mòdul de Young) com a propietat intrinseca del material i independent de la secció. Lord Kelvin (1824 – 1907) i James Clerk Maxwell (1831 – 1879) grans personalitats en els camps de la termodinàmica i de l’electromagnetisme respectivament també van treballar en l’elasticitat i la resistència de materials.

Coulomb, Young, Kelvin i Maxwell (d’esquerra a dreta)

Aquests són alguns del noms propis de la resistència de materials però n’hi han molts més i sinò els he citat abans no és perquè siguin secundaris, podria haver parlat també de Navier, Cauchy, Poisson, Stokes, Lamé, Saint-Venant, Mohr o de Stephen Timoshenko, considerat el pare de la resistència de materials moderna i autor del llibre ‘History of strength materials’. Llibre d’on he tret la major part de la informació de l’artícle i que recomano pel qui vulgui ampliar la informació de les persones que han conformat la ciència de les estructures.

History of strength materials. Autor: Stephen P. Timoshenko

José Antonio Fernández Ordóñez. Pont cap a l’art (3a part: enginyer humanista)

“És molt fàcil pensar; obrar és molt difícil. I obrar d’acord amb el pensament és el més difícil del món” Johann Wolfgang von Goethe

L’aportació de José Antonio Fernández Ordóñez a l’Enginyeria Civil no només es limita al seu aspecte professional que, tal i com s’ha vist en les dues primeres parts d’aquesta sèrie d’articles sobre la seva figura, va abastar molts i variats fronts. José Antonio Fernández Ordóñez també ens ha deixat per escrit una gran quanitat de reflexions sobre la professió.

El segle XX no ha produït molta reflexió teòrica per part dels enginyers de camins, ell és una de les excepcions.

El seu pensament es podria assemblar al pont de doble sentit que uneix l’art amb la tècnica. Era un pensament lliure, crític i girava sobretot entorn de la Naturalesa i la Cultura, incidint de forma molt moderna en la relació entre funcionalitat i bellesa, fins a tal punt que el seu discurs d’entrada a la Real Acadèmia de Belles Arts de Sant Fernando es va titular “El Pensamiento Estético de los Ingenieros. Funcionalidad y Belleza” [1].

El discurs separa conceptualment la històrica dicotomia entre forma i funció per donar més contingut al seu enteniment com a conjunt, ja que segons ho entenia ell, tant en les seves reflexions com en les seves obres, els dos conceptes formen un tot, l’obra construïda.

Valorava tant aquesta idea d’unitat entre forma i matèria que va estudiar de manera molt exhaustiva el llegat de l’enginyeria civil. Va escriure gran quantitat de llibres, catàlegs i articles, la majoria dels quals estaven relacionats amb grans obres del passat o amb il·lustres enginyers com Cerdà, Torroja, Telford, Freyssinet, José Eugenio Ribera, etc. D’ells no volia recordar les seves obres i el seu nom només de forma contemplativa, al contrari, volia a partir de la seva assimilació poder llançar altres propostes. “Los ingenieros de hoy no deben olvidar el valor y el ejemplo de los grandes ingenieros del pasado”[1]. Aquesta mentalitat ja provenia del seu pare, que juntament amb altres enginyers espanyols va heretar l’esperit d’Agustín de Betancourt.

Pont de Lothian de Thomas Telford. Pathhead, Midlothian. Escòcia (font).

El seu exhaustiu coneixement de les obres d’enginyeria civil al llarg de la història i la seva gran cultura històrica-filosòfica li permetia citar en els seus textos a molts autors, sobretot a grans enginyers del passat i als escriptors de la Il·lustració. Va escriure en revistes com “El Ciervo”, “Hogar y Arquitectura”, “Hormigón y Acero”, entre d’altres, deixant petjada de la seva enorme capacitat i talent, compaginant articles tècnics i de crítica estètica. L’antologia dels seus textos és recopilada en el llibre “Pensar la Ingeniería” [2].

Fernández Ordóñez tenia una enorme sensibilitat, un bon gust i sobretot una gran passió pel seu treball. En paraules de Mercedes López García, historiadora de l’art que va començar a treballar conjuntament amb ell a l’Escola de Camins de Madrid al 1983, “José [Antonio Fernández Ordóñez] tenía ilusión y amor a su profesión, era un apasionado de todo lo que hacía. No se daba nunca por satisfecho, estaba muy atento a todo y era capaz de asimilar gran cantidad de información para después quedarse con lo que necesitaba. Era un hombre muy culto, sabía tratar con la gente, sabía valorar las cosas, entenderlas y entender a todo el mundo. Su gran cultura le acercaba a la gente” [Mercedes López, 2005].

Tota la seva investigació teòrica anava dirigida a la recerca incessant de la perfecció estètica i constructiva. No permetia el gris en la seva escala creadora. La categoria de bellesa clàssica va imperar en la concepció de totes les seves obres. Simplicitat, puresa de línies, adequació a l’entorn i visió urbanística van ser factors d’importància per a José Antonio Fernández Ordóñez quan volia transmetre tota la seva poètica reflexiva en els seus projectes.

Escultura d’Atenea. Museu Pergamon. Berlí.

José Antonio Fernández Ordóñez no entenia com en l’enginyeria es podia menysprear la forma enfront de la funció utilitària i estructural. Per a ell, no només era un error estètic sinó també ètic, és a dir, de falta d’enteniment sobre el que s’està construint. Veia l’enginyeria com un coneixement tècnic necessari per endinsar-se al món poètic, defensant la forma de treballar del mestre d’obres de romànic i del gòtic.

No volia subordinar la bellesa a l’estructura, és a dir, a aspectes tècnics. Treia tot el llenguatge tècnic dels dominis de la lògica per aprofundir en el terreny de la inspiració poètica. Amb això no menyspreava cap element propi de qualsevol construcció civil, només veia en ells les paraules capaces per donar llenguatge, enteniment i integració a qualsevol projecte constructiu.

La definició final de la forma dels seus ponts provocava llargues discussions amb el seu company de treball Julio Martínez Calzón. No tenien un mètode particular per canalitzar els seus projectes, en la majoria de les ocasions, es deixaven anar oblidant el seu passat per endinsar-se millor en noves propostes. Tampoc és que es despreocupessin pels petits detalls, al contrari, tots els components de les seves obres estaven cuidats minuciosament però sempre des d’un punt de vista integrador, d’idea global. Julio Martínez Calzón deia en el seu homenatge: “Creo que en los puentes proyectados y construidos junto con José [Antonio Fernández Ordóñez] existe una creatividad formal y estructural muy singular y personalizada, que diferencia esta obra del resto de los puentes de otros autores”[3].

Capitell de les columnes de l’Apadana de Susa. Pèrsia (font).

Referències:

[1] FERNÁNDEZ ORDÓÑEZ, José Antonio (1990). “El Pensamiento Estético de los Ingenieros. Funcionalidad y Belleza.” Discurso del Académico electo Excmo. Sr. D. José Antonio Fernández Ordóñez. Leído en el acto de su Recepción Pública el día 25 de marzo de 1990 y contestación del Excmo. Sr. Duque de Alba. Real Academia de Bellas Artes de San Fernando.

[2] FERNÁNDEZ ORDÓÑEZ, JOSÉ ANTONIO (1933-2000). “Pensar la ingeniería: antología de textos de José Antonio Fernández Ordóñez”. Edición de José Ramón Navarro Vera. Colección: Ciencias, humanidades e ingeniería, 90. Editorial Fundación Juanelo Turriano.

[3] AA.VV.(2002) JAFO. Homenaje a José Antonio Fernández Ordóñez. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Colección Ciencias, Humanidades e Ingeniería. Nº 66.

La major part de l’informació d’aquest article forma part de la tesina d’especialitat “Relación entre la obra de José Antonio Fernández Ordóñez y Eduardo Chillida Juantegui”, escrita per Guillem Collell Mundet y dirigida per Salvador Tarragó Cid en 2005.