Cúpula en tipos de arquitectura, estructura y construcción.

¿Qué es una cúpula en arquitectura?

El arco inspiró la forma y el desarrollo de la cúpula en arquitectura. Históricamente, la forma de la cúpula es una estructura hemisférica. La palabra «cúpula» significa hincharse hacia arriba o hacia afuera, formando un techo o techo. El término tiene su origen en una pequeña estructura antigua, como una tumba, y en cabañas tradicionales que todavía son evidentes en las comunidades rurales de todo el mundo.

La arquitectura de la cúpula ha variado culturalmente y ha evolucionado en estructura e importancia. En la antigüedad, era una estructura esencial para refugio y almacenamiento. Desde el punto de vista arquitectónico, pasó de tener un simple valor de uso para hogares y tumbas a tener un valor simbólico, religioso y estético. Adquirió significado simbólico y religioso, representando el cielo y el infinito. En la era moderna, ha adquirido importancia en el diseño de la construcción por diversas razones, incluido el almacenamiento, la protección contra incendios, la eficiencia energética, la integridad estructural y la calidad acústica.

Historia de las cúpulas

Las primeras cúpulas eran montículos sólidos, que evolucionaron hasta convertirse en pequeñas viviendas. El antiguo pueblo Thule de la región ártica canadiense construyó estructuras parabólicas en forma de cúpula alrededor del año 1300 d.C. utilizando huesos de ballena. Los inuit y los esquimales construyeron iglús o cabañas de nieve en forma de cúpula.

En toda Asia y África, la gente tradicionalmente construía refugios en forma de cúpula utilizando ladrillos de barro. En el antiguo Oriente Medio y el Mediterráneo se construyeron graneros, tumbas y tesoros en forma de cúpula. Los materiales utilizados variaron desde madera y adobe hasta pieles y paja.

Las excavaciones arqueológicas revelan antiguas estructuras de cúpulas de mayor complejidad que datan aproximadamente del año 6000 a.C. Los arqueólogos encontraron edificios que empleaban la técnica de la cúpula en Mesopotamia y excavaron casas con cúpula en Chipre. Los restos de tumbas de piedra en forma de colmena descubiertas en Oriente Medio datan de la Edad del Bronce, que duró del 3200 al 2700 a.C.

Las cúpulas helenísticas y helenísticas orientales incluyen semicúpulas absidales de piedra de la ciudad de Pérgamo y cúpulas de piedra labrada de Palestina y Siria. Estos datan del siglo I a.C.

¿Quién inventó la cúpula?

Los albañiles romanos no inventaron la cúpula; en cambio, los historiadores les atribuyen el mérito de haber dado a la cúpula su significado arquitectónico moderno. Los romanos fueron pioneros en las cúpulas altísimas que son precursoras de la construcción de cúpulas modernas. Las cúpulas romanas eran media esfera con paredes pesadas y duraderas alrededor del perímetro.

El Panteón de Roma, construido hace 2000 años, es una cúpula imponente que todavía se mantiene en pie. Se arquea sobre un espacio colosal y está abierto en la parte superior, dejando entrar la luz natural. Entre las estructuras monumentales construidas para venerar a los dioses romanos se encontraban cúpulas de mampostería de gran escala.

Los arquitectos del período bizantino fueron los primeros en utilizar una técnica arquitectónica para levantar cúpulas sobre pilares, técnica que permitía la iluminación y el acceso desde el norte, sur, este y oeste. Estos arquitectos hicieron la transición de la cúpula de una base cúbica a una cúpula hemisférica. Lograron esta hazaña con cuatro pechinas, que son masas triangulares invertidas de mampostería. La arquitectura gótica desplazó temporalmente la popularidad de la cúpula. En el Renacimiento y el Barroco europeos, la cúpula recuperó importancia arquitectónica.

En la era moderna, que comenzó a finales del siglo XVIII, el hierro y el acero han dominado la construcción pero no han desplazado a la cúpula. La popularidad de la civilización mediterránea clásica entre las élites europeas ha preservado la cúpula como una característica competitiva en el diseño arquitectónico.

Tipos de domos

La diversidad de tipos de cúpulas refleja sus orígenes multiculturales. Algunos tipos comunes son los siguientes:

• Domos interiores: Estos domos no están expuestos a los elementos, por lo que no son duraderos ni resistentes a la intemperie. Se encuentran en diversos entornos, como casinos, hoteles e iglesias. Los domos interiores generalmente se construyen con yeso reforzado con fibra de vidrio o polímero reforzado con fibra de vidrio. Estos materiales son útiles para reducir costos y facilitar el mantenimiento. Son livianos, están suspendidos del techo y pueden tener cualquier tamaño, forma, textura o color. Los arquitectos construyeron estas cúpulas para que parecieran diversos materiales, incluidos bronce u oro.
• Domos Geodésicos : En 1925, el diseño geodésico fue inventado y patentado en Alemania. El ingeniero y arquitecto estadounidense Buckminster Fuller dio a este diseño un amplio reconocimiento en las décadas de 1940 y 1950. El diseño geodésico se aparta del principio del arco y, en cambio, tiene facetas triangulares o poligonales. Dispone de muros ligeros asentados sobre el terreno como una estructura completa. Las aplicaciones de este diseño incluyen invernaderos y estadios deportivos o teatros.
• Cúpulas en forma de cebolla : Tradicionalmente, las cúpulas en forma de cebolla simbolizaban velas encendidas y tenían significados religiosos y simbólicos. Son bulbosos y se utilizan en la arquitectura ortodoxa rusa y en las iglesias católicas de Baviera, Alemania, India, Oriente Medio y Asia Central. Normalmente, la altura de estas cúpulas supera el ancho. Las cúpulas en forma de cebolla contemporáneas están construidas con hormigón reforzado con fibra de vidrio, lo que las hace duraderas.
• Cúpulas ovaladas: el término «oval» proviene de la palabra latina ovum, que significa huevo. El propósito original de esta cúpula era encerrar un espacio de forma económica. El diseño tiene arcos circulares simétricos con tangentes comunes en los puntos de curvatura. Su forma evolucionó hacia una forma doblemente simétrica con arcos circulares. Aunque tiene un mínimo de cuatro centros, puede haber varios centros. Este diseño tiene su origen en Asia Menor.
• Cúpulas compuestas: Este tipo de cúpula tiene pechinas que son soportes circulares de la estructura de la cúpula. La estructura de la cúpula hace que parezca como si estuviera suspendida en el aire como un colgante. Un marco cuadrado estabiliza la forma redonda de esta cúpula; Normalmente hay un gran espacio debajo de la cúpula. Las pechinas comenzaron a utilizarse alrededor del año 500 d. C. en la arquitectura cristiana bizantina para aumentar la altura y el peso de las cúpulas.
• Cúpulas artesonadas o lacunares: Este tipo de cúpula puede ser lisa u ornamentada. Tiene una red de huecos rectangulares u octogonales llamados cofres. Por lo general, están fabricados en fibra de vidrio o vidrieras.

Estructura de cúpula

Las cúpulas son estructuras curvas autoportantes con forma de esferas parciales. Debido a que la gente construye cúpulas sin columnas, las cúpulas obtienen apoyo de los siguientes elementos en el piso debajo de ellas:

• Fuerza Natural: La fuerza de la naturaleza del suelo se ejerce sobre la estructura de la cúpula a través del contacto de la cúpula con el suelo.
• Gravedad: La fuerza de la gravedad tira hacia abajo y estabiliza el peso de los materiales de construcción.
• Compresión: Los componentes de los materiales de construcción, como el ladrillo, se presionan entre sí, manteniendo los componentes en su lugar.
• Tensión: la presión de los componentes actúa como una fuerza hacia afuera, apoyándose entre sí,
• Empuje: Las fuerzas de la fuerza normal y la gravedad se combinan para aumentar la compresión y la tensión en la estructura curva de la cúpula.

Todos estos elementos utilizan el principio de fuerza para estabilizar y fortalecer la estructura de la cúpula.

Construcción de cúpula

Históricamente, la gente hacía cúpulas con materiales disponibles en el medio ambiente. Por ejemplo, los iglús estaban compuestos de nieve comprimida, los pueblos del Medio Oriente hacían cúpulas con barro, ladrillo o piedra, y las cúpulas romanas eran una mezcla de piedra y mortero. Las cúpulas modernas difieren considerablemente de las construidas en el pasado. La gente los construye con una variedad de materiales, como vidrio, acero, plástico y hormigón.

Las cúpulas geodésicas son geométricas y son populares por su calidad estética. La gente los utiliza para casas de verano, espacios de almacenamiento, saunas y tiendas de campaña. Por lo general, son baratos de construir y duraderos, capaces de soportar condiciones climáticas severas. Se utilizan para torres de radar en la Antártida, capaces de soportar vientos de 320 km/h durante 25 años.

Las cúpulas de hormigón también son valoradas por su durabilidad y bajo mantenimiento. Los pasos para construir cúpulas de hormigón son los siguientes:

1. Vierta una base de hormigón.
2. Inflar una forma aérea hecha a medida.
3. Rocíe espuma de poliuretano en el interior del airform.
4. Aplique barras de refuerzo de acero.
5. Aplicar hormigón proyectado al interior del domo.

Las cúpulas de hormigón añaden valor estético a diversas estructuras modernas, incluidas viviendas residenciales, edificios comerciales e industriales, así como instalaciones y monumentos públicos.

Ejemplos de domos

Las cúpulas se encuentran en todo el mundo; sin embargo, las estructuras en forma de cúpula de Roma y el Capitolio de los Estados Unidos se encuentran entre las más impresionantes.

Las cúpulas de Roma no tienen igual en estructura, técnica, variedad y antigüedad, y se remontan al menos al siglo V. Las cúpulas romanas incluyen palacios, baños públicos y tumbas. El más formidable y conocido es el Panteón, que según Miguel Ángel no era diseño del hombre sino de los ángeles. Los hechos notables sobre el Panteón son los siguientes:

• Tiene un tipo cúpula artesonada. Este tipo de cúpula tiene áreas empotradas rectangulares u octogonales hechas de fibra de vidrio o vidrieras.
• Está construido con ladrillos y hormigón.
• Consta de un pórtico con columnas de granito, una rotonda abovedada y un cuadrilátero que conecta las columnas y la rotonda.
• Mide 142 pies.
• Un óculo de 27 pies se encuentra encima de la cúpula y proporciona luz natural.
• Mármol y dorado decoran las paredes y el suelo de la rotonda.
• El techo abovedado tiene cinco anillos de veintiocho cofres rectangulares.

Charles Bulfinch, un arquitecto de Boston, diseñó la cúpula del edificio del Capitolio de los Estados Unidos y completó su construcción en 1824. Fue ampliada en la década de 1850 y dañada en un incendio. Tras las aportaciones de varios ingenieros y diseñadores, la cúpula finalmente se completó el 26 de mayo de 1865 y fue restaurada en 2016 por el Arquitecto del Capitolio (AOC). El costo final de la restauración fue de 59,5 millones de dólares. Aquí hay algunos hechos:

• La cúpula se construyó con 8,9 millones de libras de herrajes.
• La altura de la cúpula es de 287 pies.
• El material de construcción es mármol por su belleza y durabilidad e incluye tallas.
• Las estatuas y esculturas del edificio del Capitolio de los Estados Unidos, así como los pisos, las paredes y las escaleras, están hechas de mármol.
• Más de una docena de estados proporcionaron mármol para construir el edificio del Capitolio.

La cúpula tiene importantes obras de arte en el interior, incluida la Apoteosis de Washington de Constantino Brumidi, que muestra al primer presidente de los Estados Unidos ascendiendo a los cielos. Diez estados de Estados Unidos también tienen cúpulas de pan de oro en sus capitolios estatales.

Resumen de la lección

Una cúpula en arquitectura está inspirada en el arco y tiene una estructura semiesférica. Las cúpulas originalmente describían pequeñas viviendas antiguas como cabañas rurales en Asia y África. A los albañiles romanos se les atribuye el mérito de darle a la cúpula un significado arquitectónico moderno. Los arquitectos del período bizantino fueron pioneros en una técnica arquitectónica para levantar cúpulas sobre pilares. Desde el siglo XVIII, cuando comenzó la era moderna, el hierro y el acero han dominado la construcción sin desplazar a la cúpula.

La diversidad de tipos de cúpulas refleja sus orígenes multiculturales. Los tipos de cúpula incluyen cúpulas geodésicas, que tienen paredes claras colocadas en el suelo, y cúpulas bulbosas en forma de cebolla utilizadas en la arquitectura ortodoxa rusa. Las cúpulas obtienen apoyo de la gravedad, la compresión y la tensión. Las cúpulas modernas utilizan materiales como el vidrio y el hormigón, que difieren de los utilizados en el pasado. Las estructuras en forma de cúpula de Roma y el Capitolio de los Estados Unidos son ejemplos bien conocidos de cúpulas con diseños similares.

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Rodrigo Ricardo Editor y fundador