MASTER DE ESTRUCTURAS-UNIVERSIDAD DE GRANADA Trabajo final de Máster 2011-2012 ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL PATRIMONIO HISTÓRICO TORRE DEL HOMENAJE DE LA ALHAMBRA Tutores: Enrique Hernández Montes Víctor Compán Cardiel Rafael Castro Trigueros Alumno: David Villegas Cerredo Análisis estructural del patrimonio histórico. Torre del Homenaje de la Alhambra Trabajo Final de Máster. Máster de Estructuras – Universidad de Granada David Villegas Cerredo [Septiembre 2012] ÍNDICE INTRODUCCIÓN 5  CONTEXTO HISTÓRICO Y CULTURAL DEL EDIFICIO 7  AL-ANDALUS 7  LOS CUATRO PERÍODOS NAZARÍES 8  LA ALCAZABA 8  ESTILOS ARQUITECTÓNICOS 10  DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO 13  NIVEL 1 16  NIVEL 2 17  NIVEL 3 18  NIVEL 4 19  NIVEL 5 20  NIVEL 6 Y TERRAZA 22  ESTRUCTURAS DE OBRA DE FÁBRICA. ASPECTOS GENERALES 23  SISTEMAS CONSTRUCTIVOS EMPLEADOS EN EL EDIFICIO 25  ASPECTOS GENERALES 25  EJECUCIÓN DEL TAPIAL CALICOSTRADO 27  LA DIVERSIDAD DE APAREJOS 28  LA CONSECUCIÓN DEL PISO HORIZONTAL 29  LA EJECUCIÓN SIN CIMBRA 31  CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES 33  EL TAPIAL CALICOSTRADO 33  RESISTENCIA DE LAS FÁBRICAS 34  ANÁLISIS GLOBAL DEL FUNCIONAMIENTO DEL EDIFICIO 37  PATOLOGÍAS DOCUMENTADAS HASTA LA FECHA 39  ANÁLISIS LÍMITE. LÍNEAS DE EMPUJE 41  BREVE DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO 41  ANÁLISIS POR NIVELES 44  ANÁLISIS DE SECCIONES PRINCIPALES 48  ESTIMACIÓN DE LA RESISTENCIA 51  ANÁLISIS ESTÁTICO 55  DESCRIPCIÓN DE LOS MODELOS EMPLEADOS 55  ANÁLISIS POR NIVELES 55  CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS POR NIVELES 61  3 Análisis estructural del patrimonio histórico. Torre del Homenaje de la Alhambra Trabajo Final de Máster. Máster de Estructuras – Universidad de Granada David Villegas Cerredo [Septiembre 2012] ANÁLISIS GLOBAL DE LA TORRE 62  INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES DE CONTORNO EN LA TORRE 65  ANÁLISIS MODAL 69  DESCRIPCIÓN DEL MODELO EMPLEADO 69  OBTENCIÓN DE LAS FRECUENCIAS FUNDAMENTALES DEL EDIFICIO 69  DISCUSIÓN DE RESULTADOS 73  CONCLUSIONES GENERALES Y TRABAJO FUTURO 75  CONCLUSIONES GENERALES 75  TRABAJOS FUTUROS 76  BIBLIOGRAFÍA 77  ANEXO I. PLANIMETRÍA DEL EDIFICIO 79  4 Análisis estructural del patrimonio histórico. Torre del Homenaje de la Alhambra Trabajo Final de Máster. Máster de Estructuras – Universidad de Granada David Villegas Cerredo [Septiembre 2012] INTRODUCCIÓN En el presente trabajo se pretende profundizar en la documentación de la Torre del Homenaje de la Alhambra, uno de los casos más paradigmáticos por su configuración y construcción del medievo hispanomusulmán. En este trabajo se ofrece un análisis del patrimonio histórico desde un punto de vista técnico y desde la perspectiva del análisis estructural de edificio. Se tratará de establecer el estado de la estructura general, a partir del análisis pormenorizado de sus elementos, así como se formularán hipótesis a cerca de algunas de las incertidumbres que rodean su construcción y las técnicas empleadas. En un primer lugar se realizará un estudio detallado del edificio, describiendo todos sus elementos y detallando los procesos constructivos empleados, así como las sucesivas etapas de construcción de las que tenemos constancia en la actualidad. El conjunto se someterá a un análisis estático, con el que obtendremos las conclusiones principales del trabajo y estableceremos las tensiones de trabajo a que está sometida la torre. El estudio se completará con un análisis modal donde se calcularán las frecuencias propias de vibración de la estructura, partiendo de un modelo numérico. 5 Análisis estructural del patrimonio histórico. Torre del Homenaje de la Alhambra Trabajo Final de Máster. Máster de Estructuras – Universidad de Granada David Villegas Cerredo [Septiembre 2012] CONTEXTO HISTÓRICO Y CULTURAL DEL EDIFICIO El edificio se enmarca dentro del medievo hispanomusulmán. Su construcción data de principios del siglo XIII, siendo uno de los edificios más antiguos de cuantos se conservan en el conjunto monumental de la Alhambra. A continuación se apunta brevemente el contexto histórico y cultural del edificio para su correcta contextualización. AL-ANDALUS A la conquista de la Península Ibérica por parte de los musulmanes en el año 711 le siguieron 45 años en los que el gobierno local dependía del califato de los Omeya, en Damasco. A la caída de la dinastía la familia del califa fue masacrada, aunque uno de sus hijos ‘Abd al-Rahman I’ consiguió escapar y se asentó en la Península Ibérica, fundando un emirato independiente en el año 756. El dominio musulmán de la península puede dividirse en tres períodos principales, en los que Al-Andalus ha tenido diferentes extensiones (se conoce como Al-Andalus al territorio conquistado). El primer período (756-1031) abarca el Emirato y el Califato de los Omeyas, con capital en Córdoba. El segundo período (1031-1232) abarca tres fases políticas: En un primer momento se disuelve la soberanía de los Omeyas en reinos independientes, conocidos como reinos Taifas. En un segundo momento, se produce la invasión Almorávide, con la consiguiente reunificación de Al-Andalus bajo la autoridad del Maghrib, con capital en Marrakush y con segunda capital en Sevilla. Por último, en un tercer momento cae la dinastía Almorávide, el conjunto vuelve a dividirse en reinos taifas y la conquista Almohade provoca, de nuevo, la reunificación del territorio bajo el poder del Norte de África, manteniendo las capitales. El tercer período (1232-1492) abarca el sultanato de los nazaríes, que controlaban una porción ya muy pequeña de territorio, concentrada en una región montañosa al sur-este de la península, Granada. Fig.01 - Plano general de la Alhambra, con la Alcazaba resaltada 7 Análisis estructural del patrimonio histórico. Torre del Homenaje de la Alhambra Trabajo Final de Máster. Máster de Estructuras – Universidad de Granada David Villegas Cerredo [Septiembre 2012] LOS CUATRO PERÍODOS NAZARÍES Dentro del califato nazarí, es frecuente hablar de cuatro períodos claramente diferenciados en cuanto a estilo arquitectónico y decorativo se refiere: El primer período (1231-1314) abarca un período de marcada influencia almohade. Tras la conquista de Córdoba, Jaén y Sevilla; muchos artistas almohades se trasladaron a Granada en busca de refugio. Aunque la aportación estilística se hace notar en algunos edificios, especialmente en los primeros palacios nazaríes, la mayor parte de los edificios levantados en esta época fueron de carácter defensivo. Se completó la muralla de la Alcazaba, se levantaron torres defensivas y se construyó, al menos parcialmente, la muralla perimetral que protegía todo el cerro de la Sabika (nombre con que se designa en la literatura musulmana al cerro donde se ubica la Alhambra). En el segundo período (1314-1354) se llevaron a cabo construcciones de carácter mucho más monumental, con ornamentos mucho más clásicos, donde se desarrolló enormemente el arte de las ‘armaduras’ (techos de madera), cuya geometría y complejidad alcanzó su máximo esplendor. En el tercer período (1354-1391) la decoración alcanza su máxima evolución con el uso continuado de los mocárabes, produciendo decoraciones muy barrocas, con complejas distribuciones en planta y alzado, produciendo efectos ilusorios y perspectivas y espacios de enorme complejidad. El cuarto período (1392-1492) es un período de decadencia, con una breve etapa de ornamento, seguida de un período de colapso artístico muy marcado por las incesantes e intensas guerras que se venían librando. LA ALCAZABA Algunos restos arqueológicos encontrados o reutilizados en las murallas hacen pensar que el origen de este asentamiento puede remontarse a época romana o visigoda tardía, aunque no hay datos suficientes para aseverarlo. Los primeros escritos que sí dejan constancia de la existencia de una pequeña fortaleza en la colina de Sabika se remontan al siglo VIII. Desde entonces hasta el siglo XIII la Alhambra (castillo rojo) fue uno de tantos otros castillos a las afueras de poblaciones andaluzas. Fig.02 - Plano general de la Alcazaba (según B.Pavón) con la Torre del Homenaje resaltada 8 Análisis estructural del patrimonio histórico. Torre del Homenaje de la Alhambra Trabajo Final de Máster. Máster de Estructuras – Universidad de Granada David Villegas Cerredo [Septiembre 2012] Entre el siglo IX y el siglo XII se encuentran documentados varios episodios donde tropas musulmanas se cobijaban en este pequeño recinto para protegerse de la población local primero y para defenderse de invasiones almorávides y almohades después. Su existencia se limitaba a un refugio ocasional o a un enclave vigía de la ciudad. La configuración que, probablemente tendría en el siglo XI comprende un recinto trapezoidal (parecido al que se conserva en la actualidad) amurallado y alguna construcción a modo de pequeño castillo del que no se tiene constancia. A principio del siglo XIII, el monarca Mohamed Ibn ben Alhamar había sido obligado por el rey Fernando III a participar en el asedio de Sevilla, a cambio del control de la ciudad de Granada; donde fundaría la primera dinastía Nazarí, iniciando el tercer período de Al- Andalus. El monarca usó el emplazamiento del antiguo castillo de la Alhambra como lugar donde erigir el centro gubernamental y defensivo de su reino. A tal efecto, la primera tarea fue dotar al conjunto de un importante poder defensivo. Esto condujo a una primera campaña constructiva donde se reforzaron las murallas existentes y se levantaron algunas nuevas hasta completar el recinto y mejorar el adarve. Se levantaron también dos importantes torres (la de la Vela al Oeste y la del Homenaje al Este), inusuales por su envergadura en la época, hasta conformar la alcazaba como ciudad castrense a la defensa del reino, de la medina y de la zona palatina. Casi al mismo tiempo se fue levantando el palacio nazarí. Sendas campañas serían terminadas por su hijo Mohammad II, que conformó el aspecto general de la Alcazaba en los siglos XIII y XIV. Son atribuibles al siglo XIII los actuales adarves, las barbacanas existentes entre el muro exterior e interior, las caballerizas y las dos torres antes mencionadas. Más tarde, a finales del siglo XIV Isma’il I levantó la Puerta de las Armas, lo que tuvo que suponer necesariamente una reestructuración de la zona norte, demoliendo parte de las caballerizas y habilitando una entrada para las subidas desde Granada. Otra modificación importante se atribuye a Yusuf I, que construyó la Torre Quebrada y el adarve del flanco Este, cerrando el recinto superior. Fig.03 - Alzado Este en el siglo XV 9 Análisis estructural del patrimonio histórico. Torre del Homenaje de la Alhambra Trabajo Final de Máster. Máster de Estructuras – Universidad de Granada David Villegas Cerredo [Septiembre 2012] Parece ser que la cimentación del flanco Este, entre la Torre del Homenaje y la Torre del Adarguero (vaciada en el siglo XVI) era bastante pobre, por lo que tuvieron que ser reforzadas para completar adecuadamente el lienzo. Muy probablemente el acceso desde el nivel cinco de la torre hacia el adarve date de esta fecha. En el siglo XV, la fortaleza nazarí fue de nuevo reforzada con un gran bastión de artillería en la zona oeste (revellín) que venía a adaptar a la Alcazaba a un nuevo sistema defensivo en el nivel inferior contra la artillería de fuego. Además, se construyó una entrada en la esquina noreste, conocida como puerta de la Tahona. Ya en época cristiana, algunos muros de la Alcazaba fueron reconstruidos. Son de especial mención las intervenciones en la zona sur de la Torre de la Vela y la reconstrucción y mejora, empleando la muralla existente, del muro exterior del flanco Este; sustituyendo además la Puerta de la Tahona por la Torre del Cubo y realizando una nueva entrada a la barbacana, más centrada en el alzado Este. También fueron reconstruidas en el siglo XVI las torres de los Hidalgos y de la Pólvora. ESTILOS ARQUITECTÓNICOS Dos fases pueden diferenciarse claramente en los edificios granadinos de la época: La primera, que pudiéramos llamar de resistencia, está compuesta con arcos, bóvedas y su decoración es prácticamente nula. La segunda, se caracteriza por ser efectista, con estructuras engañosas, a base de carpinterías murales, mocárabes y todo lujo de detalles y adornos. Como resulta evidente, las torres defensivas de la época están enmarcadas dentro del primer tipo de edificios “lisos”. Mucho se ha escrito a cerca de estos llamativos recursos de los edificios “efectistas” y mucha ha sido la atención prestada a todo lo relacionado con el arte decorativo hispanomusulmán de la época, sin embargo, se ha dejado muy de lado todo aspecto técnico que pudiera atribuirse a los edificios, descuidando enormemente el lugar en la historia que pudieron tener los alarifes y constructores de la época. Fig.04 - Alzado Este en el siglo XVII 10