Eduardo Torroja: Der Mann, der Beton dünn machte

Die Markthalle in Algeciras, fertiggestellt im Jahr 1935, ist mit einer neun Zentimeter dicken Betonschale überdacht, die eine Spannweite von 47,62 Metern überbrückt und auf acht schlanken Säulen ruht. Das entspricht einem Verhältnis von Dicke zu Spannweite von etwa eins zu fünfhundert – proportional weit dünner als eine Eierschale, bei einem Material, das die meisten Menschen mit Masse und Gewicht assoziieren. Eduardo Torroja baute sie, bevor jemand zuverlässig berechnen konnte, ob sie halten würde. Stattdessen testete er ein Modell.

Eine Familie von Mathematikern

Torroja wurde am 27. August 1899 in Madrid in einen Haushalt hineingeboren, in dem so etwas normal war. Sein Vater, Eduardo Torroja Caballé, war Architekt und Mathematiker, Professor in Valencia und Madrid und Mitglied der Königlichen Akademie der Naturwissenschaften. Alle drei seiner Brüder wurden bedeutende Persönlichkeiten: ein Bauingenieur und Astronom, ein Bergbauingenieur, der Vizekanzler der Universität Barcelona wurde, und ein Physikdoktor, der ein nationales Forschungsinstitut leitete.

Er trat 1917 in die Madrider Bauingenieurschule ein, die 1802 nach dem Vorbild der Pariser École des Ponts et Chaussées gegründet wurde, und machte 1923 seinen Abschluss. 1926 heiratete er Carmen Cavanillas Prosper und trat in das Bauunternehmen Hidrocivil unter dem Ingenieur José Eugenio Ribera ein.

Beton lernen an Aquädukten und Brücken

Seine frühen Arbeiten waren Infrastrukturprojekte, und diese waren bereits ungewöhnlich. Der Tempul-Aquädukt bei Jerez de la Frontera von 1927 verwendete dünnen Stahlbeton und vorgespannte Träger. Für die San-Telmo-Brücke in Sevilla gründete er die Pfeiler auf konzentrischen hyperboloiden Ziegelschalen. 1927 in das technische Komitee für den neuen Campus der Universität Madrid berufen, lieferte er die Strukturen für drei Viadukte, eine Straßenbahnstation, die Fakultäten für Wissenschaft, Medizin und Pharmazie, das Wohnheim, das Kraftwerk und das Krankenhaus.

Dann, zwischen 1935 und 1936, kamen drei Gebäude, die seinen internationalen Ruf begründeten.

Die Schale

Eine Betonschale funktioniert nach dem Prinzip einer Eierschale. Wenn eine Fläche richtig gekrümmt ist, wandern die aufgebrachten Lasten durch die Fläche selbst als Druck und Zug innerhalb ihrer Ebene, anstatt sie zu biegen. Biegung ist das, was eine Struktur dick macht – ein Balken benötigt Tiefe, um ihr zu widerstehen. Eliminiert man die Biegung aus dem Problem, kann das Material erstaunlich dünn werden, da Beton sehr gut darin ist, Druck aufzunehmen, und kaum Masse benötigt. Die ganze Kunst liegt darin, eine Geometrie zu wählen, die die Kräfte in der Fläche hält.

Torroja gehörte zu den größten Praktikern dieser Kunst. Der Markt von Algeciras (1935) ist eine neun Zentimeter dicke sphärische Schale über einem Durchmesser von 47,62 Metern auf acht Umfangssäulen. Der Recoletos-Jai-Alai-Platz in Madrid (1936) überdachte eine Spannweite von 55 Metern zwischen seinen Wänden mit zwei sich schneidenden Zylindern, die eine acht Zentimeter dicke Schale bildeten. Die Tribüne der Rennbahn Zarzuela (1935) ist die eleganteste der drei: eine Reihe horizontaler Hyperboloide, die 12,80 Meter über die Zuschauer hinausragen und an der freien Kante auf fünf Zentimeter zulaufen – am dünnsten genau dort, wo die Kräfte am geringsten sind. Nichts an diesen Dächern ist dekorativ. Jedes ist die Form, die die Kräfte verlangten.

Spätere Arbeiten erweiterten das Spektrum: Verbundbrücken aus Stahl und Beton um 1940; das Martín-Gil-Viadukt von 1941, dessen 209 Meter langer Mittelbogen jahrelang den Weltrekord hielt; doppelgekrümmte Ziegelschalen in der Kirche von Pont de Suert im Jahr 1954; und der Wasserturm von Fedala in Marokko 1956, ein vertikales parabolisches Hyperboloid, dessen Vorspannverankerungen er im Inneren der Struktur versteckte, um die Außenseite glatt zu halten.

Modelle statt Mathematik

Der Grund, warum Torroja diese bauen konnte, als andere es nicht konnten, ist methodisch, und das ist das Lehrreichste an ihm. In den 1930er Jahren war die Mathematik der doppelt gekrümmten Schalen manuell praktisch nicht zu bewältigen. Also gründete er in diesem Jahrzehnt ein Unternehmen, Investigaciones de la Construcción, um Strukturmodelle im Maßstab eins zu zehn zu bauen und sie bis zum Versagen zu belasten.

Dies ist ein Experiment, das die Analyse ersetzt. Es erlaubte ihm, Formen zu entwerfen, deren Verhalten er physikalisch verstand, aber noch nicht niederschreiben konnte, und deshalb wurde das Zentrallabor für Materialprüfung im Bauwesen, das er ebenfalls leitete, zum europäischen Maßstab für die strukturelle Analyse von Modellen. Sein Buch Philosophie der Strukturen (1958) ist derselbe Instinkt in Prosa: eine Erklärung, wie sich Strukturen tatsächlich verhalten, in Bezug auf Materialien und Konstruktionsmethoden, bewusst ohne Rückgriff auf mathematische Berechnungen, und enthält ein Kapitel über strukturelle Ästhetik. Es wurde ins Englische, Französische, Deutsche, Italienische und Japanische übersetzt. Seine Ansicht war, dass jedes Material seine eigene spezifische Persönlichkeit hat und dass eine Struktur die Persönlichkeit ihres Entwerfers widerspiegeln sollte; seine Arbeitswerte waren Funktionalität, strukturelle Wahrhaftigkeit und formale Einfachheit.

Das Institut

Torroja baute Institutionen mit der gleichen Energie, mit der er Dächer baute. 1934 war er Mitbegründer des Instituto Técnico de la Construcción y Edificación, der ersten privaten spanischen Einrichtung, die sich der Erforschung, Förderung und Veröffentlichung der Bauforschung widmete; 1935 die Zeitschrift Hormigón y Acero; 1948 Informes de la Construcción, in der Saarinen, Nervi und Le Corbusier veröffentlichten. Ab 1939 unterrichtete er Bauingenieurwesen an seiner alten Schule in Madrid und leitete nach 1946 das Institut, das zum Eduardo-Torroja-Institut für Bauwissenschaft wurde.

International war er überall: Präsident der RILEM ab 1945, Nachfolger von Eugène Freyssinet als Präsident der Fédération Internationale de la Précontrainte im Jahr 1958, aktiv im Comité Européen du Béton und 1959 Mitbegründer und erster Präsident der International Association for Shell Structures (IASS) – vieles davon bewusst getan, um ein isoliertes Spanien zurück in die europäische technische Welt zu holen.

Warum Eduardo ein Genie genannt wird

Das Wort wird offiziell für ihn verwendet: Sein eigenes Institut betitelt sein historisches Projekt Eduardo Torroja: Vida, Obra y Legado de un genio – Leben, Werk und Vermächtnis eines Genies. Die spezifische Qualität ist strukturelle Intuition, was bedeutet, die Fähigkeit zu sehen, wie Kräfte durch eine Form wandern, bevor eine Berechnung vorgenommen wird, und die Form entsprechend zu wählen. Algeciras und Zarzuela sind keine klugen Lösungen für gegebene Probleme; es sind Demonstrationen, dass die richtige Form das Problem fast verschwinden lässt. Er wird konventionell mit Robert Maillart, Eugène Freyssinet und Pier Luigi Nervi als einer der vier Ingenieure eingestuft, die den Beton des zwanzigsten Jahrhunderts am stärksten geprägt haben, und im Gegensatz zu den meisten anderen schuf er auch die Forschungsinstitutionen, Zeitschriften und internationalen Gremien, durch die sich das Wissen verbreitete.

Das Gegenargument ist erwähnenswert. Torrojas Methode war offen empirisch: Er baute Schalen, die er nicht berechnen konnte, und bewies sie durch das Zerbrechen von Modellen, was eine großartige ingenieurtechnische Kunstfertigkeit ist, aber an sich keine Theorie. Die analytischen Grundlagen des Schalenbaus wurden weitgehend von anderen geliefert, und als Computer die Mathematik handhabbar machten, schwand die Mystik. Seine charakteristische Form verlor auch ihr ökonomisches Argument – dünne Schalen erfordern eine aufwändige Holzschalung und enorme Facharbeit, und als die Löhne in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts stiegen, wurden sie aus dem normalen Bauwesen verdrängt, weshalb seine Gebäude wie Wunder aussehen und fast nie nachgeahmt werden. Und seine produktivsten institutionellen Jahre von 1939 bis zu seinem Tod verbrachte er im Franco-Spanien, hielt Staatsämter inne und erhielt staatliche Ehren; seine Leistung, die spanische Ingenieurskunst wieder mit Europa zu verbinden, ist real, aber sie wurde von innerhalb eines Regimes erreicht, nicht dagegen.

Vermächtnis

Torroja starb am 15. Juni 1961 im Institut im Alter von 61 Jahren, nachdem er seinen Kollegen einen Abschiedsbrief hinterlassen hatte, der darauf hindeutet, dass er wusste, dass es kommen würde. In jenem Jahr trug das Titelblatt der IASS-Zeitschrift drei Worte: Eduardo Torroja, Gründer. Er hatte mehr als 170 Papiere und Monographien geschrieben und hielt Ehrendoktortitel aus Zürich, Toulouse, Buenos Aires, Lüttich und der Katholischen Universität von Chile; der Titel Marquis de Torroja wurde posthum verliehen. Das Institut, das er leitete, ist heute das Eduardo-Torroja-Institut für Bauwissenschaften. Die Tribüne der Zarzuela lehnt sich immer noch mit fünf Zentimetern Beton über die Rennbahn.