La cúpula es un elemento estructural en la arquitectura que ha cambiado su forma, funciones y materiales de vez en cuando, lo que representa el avance de los seres humanos en matemáticas y tecnología. La forma de cúpula es la mitad de una esfera hueca, colocada principalmente en el techo o en su conjunto sirve como refugio. Las estructuras en forma de domo tienen muchas ventajas, como ahorro de energía (fácil de calentar y enfriar el interior), fuertes y duraderas, resistentes a la intemperie y fáciles de mantener. Así es como evolucionaron las cúpulas:
Cúpulas tempranas e indígenas
La estructura de la cúpula actuó como refugio de los tiempos prehistóricos cuando los humanos usaron materiales locales para construirla. El material local variaba de un lugar a otro y, por lo tanto, la estructura del refugio variaba y también los métodos de construcción.
En Mezhirich, Ucrania, se encontraron 4 chozas y 139 huesos de mamut que datan de 19.280 – 11.700 a. C. Ésta es la evidencia más temprana de un refugio en forma de cúpula.
El pueblo Thule de la región ártica canadiense utilizó marcos de ballena para construir una estructura en forma de cúpula parabólica durante el 1300 d.C. Los inuit y los esquimales construyeron un iglú con nieve, que también se conocía como cabaña de nieve.
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La gente en Europa, Asia y África solía hacer un refugio en forma de cúpula con marga, ladrillos de barro o adobes. En el antiguo Cercano Oriente, las personas más pobres construían alrededor de la casa planificada con pequeñas cúpulas con voladizos de piedra o ladrillo. En este período, la cúpula no tenía ningún papel en las estructuras monumentales. En el Medio Oriente Antiguo y el Mediterráneo, la estructura de la cúpula se utilizó como graneros, tumbas Mastaba, tiendas de campaña y tesoros.
Cúpulas persas
Las cúpulas persas existieron desde los tiempos de Mesopotamia y evolucionaron hasta la edad moderna. Estas cúpulas se caracterizan por sus gradas de transición: las bóvedas, enjutas o ménsulas que sostienen la cúpula circular. Las carcasas internas de las cúpulas son semicirculares, semielípticas, puntiagudas o en forma de platillo y la carcasa exterior es semicircular, semielíptica, puntiaguda, cónica o bulbosa. La evolución de las cúpulas persas se puede subcategorizar en el período de los períodos preislámico e islámico.
Las cúpulas persas se heredaron de los edificios de cúpulas mesopotámicas que se componían de ladrillos de barro sin cocer. En el período del Imperio aqueménida, las tiendas en forma de cúpula se usaban para organizar ocasiones especiales. En el Imperio parto, las cúpulas de madera entraron en acción y se hicieron grandes cúpulas para pasillos y palacios. La cúpula bulbosa de los partos se puede encontrar en el Arco de Septimio Severo en Roma.
En el período del Imperio Sasánida, las ruinas del Palacio de Ardashir y Ghal’eh Dokhtar en la provincia de Fars, Irán (224-240) son el primer ejemplo conocido de squinches. Las cúpulas están construidas con piedra local y argamasa y cubiertas con yeso en el interior.
La tumba de Mahoma b. Musa y la Gran Mezquita de Qom son los edificios del período islámico temprano que muestra algunas características de la forma de cúpula de Sasán. El Mausoleo Samanid en Transoxiana es el primer edificio en tener una base de octágono regular que se convirtió en una práctica regular de la construcción de cúpulas.
Se introdujeron cúpulas semicirculares y de doble capa poco profundas introducidas los viernes en las mezquitas. En Dome of the Rock se podían ver cúpulas de madera de doble capa. La mezquita Jameh de Qazvin es una de las cúpulas más grandes con una luz de 15,2 metros, construida en el período de la dinastía selyúcida.
Después de repetidas invasiones mongolas, la arquitectura persa se desarrolló una vez más en los períodos Ilkhanate y Timurid. Las cúpulas en el período tenían tambores altos con estructura de cúpula de doble capa a triple capa. Los anillos de refuerzo de madera y los anillos de piedra unidos por calambres de hierro se utilizan para construir una cúpula bulbosa en el período Timurid.
Las cúpulas de perfil bulboso se desarrollaron en gran medida y los interiores se mejoraron en la dinastía Safavid. Las cúpulas se hicieron más delgadas y en el interior de las cúpulas surgieron tejas vidriadas de colores y complejos patrones vegetales. La mezquita Shah y la madraza Mādar-e Šāh, el exterior de sus cúpulas están decoradas con azulejos esmaltados de color azul claro. La cúpula de la Mezquita Shah es una doble capa discontinua de 33 metros de ancho y 52 metros de alto.
Cúpulas romanas y bizantinas
Arcos redondeados, bóvedas y estructuras de cúpula y el uso de hormigón y ladrillo son las principales características de la arquitectura romana. El uso de hormigón y ladrillos ayudó a los romanos a construir cúpulas a gran escala de alta resistencia y durabilidad. Los romanos usaban cúpulas en baños, villas, palacios y tumbas, siendo Oculi una característica común. Los tipos de cúpulas que se encuentran comúnmente son cúpulas de platillo poco profundas, cúpulas segmentarias y cúpulas acanaladas. Las cúpulas romanas evolucionaron del griego al bizantino y luego influyeron en el mundo y evolucionaron según la región.
En el Período Imperial Temprano, las cúpulas se usaban sobre baños calientes para mantener el calor del ambiente. El uso de cúpulas no fue mucho antes del siglo I d.C., pero durante el período imperial romano, la cúpula se usó en muchos edificios, ya que se usa en escala monumental. La primera gran cúpula romana se remonta a la época de Augusto (27 a. C. – 14 d. C.) que tenía una luz de 21,5 metros (71 pies).
Bajo el emperador Nerón y los Flavios en el siglo I d.C. al siglo II d.C., el uso de cúpulas en edificios aumentó enormemente. Los edificios como Domus Transitoria, Domus Aurea, o “Casa Dorada”, Santa Maria Della Rotonda, etc con cúpulas surgieron en su época.
El Panteón de Roma es el monumento romano más famoso que tiene la cúpula más grande con un tramo de 43,4 metros (142 pies) que fue completado por el emperador Adriano como parte de las Termas de Agripa. Esta es la primera vez que la cúpula tiene artesonados en el interior de la cúpula, lo que hace que la cúpula sea más decorativa y más liviana. Durante el siglo II d.C., algunas de las cúpulas más grandes del templo también se construyeron como en el Templo de Venus, el Templo de Diana y el Templo de Apolo.
Con el avance de las matemáticas y el desarrollo de la tecnología de la construcción, el Templo de Minerva Medica, utilizó nervaduras de ladrillo y anillos escalonados de hormigón pómez agregado para formar una cúpula decagonal. Durante el siglo IV d.C., bajo el Imperio Constantino, se construyeron muchos edificios y se reconstruyeron algunos baños con una gran cúpula con el uso de hormigón y madera.
Durante el siglo VI d.C., la arquitectura de la iglesia abovedada comenzó a surgir. Durante este tiempo, Santa Sofía fue construida y reconstruida varias veces debido al colapso parcial de los terremotos. Ahora la cúpula central tiene unos 750 mm de espesor, un tramo de 32 metros (105 pies) de ancho y contiene 40 nervaduras radiales, que se colocan entre 40 ventanas en la base.
A mediados del período bizantino, las cúpulas se volvieron más complicadas geométricamente, más altas en altura, más livianas, más estables y más decoradas. Algunos de los edificios más conocidos como Hosios Loukas, Mezquita Kalenderhane, Mezquita Gül, Enez Fatih y el complejo monástico Pantokrator. En tiempos posteriores, la arquitectura de la cúpula influyó en muchas regiones del mundo y continuó evolucionando. En la época posterior a la bizantina, la estructura de la cúpula comenzó a surgir en ciudades como Venecia, el sur de Italia y Sicilia.
Cúpulas renacentistas italianas
Una vez más en el Renacimiento italiano, se realizó la construcción de grandes cúpulas para estructura monumental. Arquitectos como Filippo Brunelleschi, Donato Bramante y Michelangelo comenzaron a construir grandes cúpulas con nuevos métodos de construcción y matemáticas.
La cúpula de la catedral de Florencia en 1420 fue construida por Filippo Brunelleschi y Lorenzo Ghiberti. La cúpula tiene 42 m de ancho y está construida con dos conchas. Esta cúpula todavía se mantiene como la cúpula de mampostería más grande. Las cúpulas de este período eran en su mayoría diseños de ruedas con nervaduras o radios.
La cúpula de la Basílica de San Pedro es otra cúpula importante modelada por Miguel Ángel, que comenzó a construirse en 1588. La cúpula está construida con 16 nervaduras y un diámetro interior de 42,7 m.
Domos del sur de Asia
Las cúpulas del sur de Asia florecieron con el inicio del dominio islámico en la región. Las cúpulas estaban construidas con piedra, ladrillo y argamasa, y tacos y grapas de hierro. Tumba de Balban, es la media cúpula más antigua conocida de la región construida en el siglo XIII d.C. Poco a poco, las cúpulas evolucionaron y se utilizaron principalmente mezquitas y tumbas. Alai Darwaza (1311), la tumba de Ghiyath al-Din Tughluq (1325), la tumba de Khan-i-Jahan Tilangani (1368, también la primera tumba octagonal en Delhi) son algunos de los edificios con cúpulas que se construyen.
En el Período Moderno Temprano, en el Imperio Mughal, muchos arquitectos viajaron desde el Medio Oriente y la construcción de cúpulas se volvió más grande. Las cúpulas estaban hechas de un caparazón de hormigón con refuerzo de ladrillo. Los edificios como la tumba de Humayun construidos por un arquitecto persa en 1562 y 1571 tienen cúpulas con núcleo de ladrillo y la cámara central es de planta octogonal y tiene una cúpula de 40 m de ancho. El edificio también tenía Chatri, un quiosco abovedado sobre pilares que también es una característica del techo mogol. Luego, gradualmente, se construyen edificios como el Taj Mahal en Agra, la tumba de Safdar Jang en Delhi, la tumba de Mohammed Adil Shah en Bijapur con un diámetro de 41,15 m en el período mogol. Después del período mogol, las cúpulas florecieron nuevamente a través de la arquitectura sij en el siglo XVIII,que tenía un diseño de loto acanalado en la parte superior y motivos florales en la parte inferior.
Cúpulas de época moderna
En el período moderno, con la revolución industrial y la introducción de nuevos materiales, las cúpulas se utilizan en todo el mundo en varios tipos de edificios y diferentes estilos. El tamaño de las cúpulas se hizo más ancho que el de cualquier otra cúpula construida anteriormente. Las cúpulas se utilizaron en parlamentos y capitolios, gasómetros, observatorios, bibliotecas, iglesias, etc.
Con la revolución industrial, la calidad de los materiales mejoró y el costo también disminuyó significativamente debido a las producciones en masa. Las cúpulas comenzaron a construirse con nervaduras de hierro. Una de las primeras cúpulas de hierro forjado fue la cúpula de la catedral de Kazán construida por Andrey Voronikhin. El arquitecto Henry Young Darracott Scott construyó una cúpula elíptica de 66,9 m por 56,5 m en el Royal Albert Hall de Londres. Galleria Vittorio Emanuele II en Milán y Galleria Umberto I en Nápoles son los dos lugares que tienen una gran cúpula acristalada en las intersecciones sobre las galerías comerciales cubiertas. El edificio del Capitolio de los Estados Unidos y el Palacio de Justicia del Condado de Old St. Louis son los edificios que se construirán con hierro fundido.
En el siglo XX, las cúpulas se construyeron con una delgada carcasa de hormigón. La cúpula de la Catedral de San Juan el Divino en la ciudad de Nueva York es el primer ejemplo de construcción de concha moderna en hormigón armado. Con el tiempo, las cúpulas geodésicas se utilizaron en recintos de radar, invernaderos, viviendas y estaciones meteorológicas. Eden Project en el Reino Unido, la estación Amundsen-Scott South Pole Station, el pabellón de EE. UU. En la Expo 67 en Montreal, Quebec, Canadá son algunos de los ejemplos de domos geodésicos construidos.
Con la invención del nailon, la estructura de la membrana extensible entró en la construcción de la cúpula. Los edificios como el Millennium Dome en el Reino Unido, Georgia Dome están construidos con estructuras de membranas de tracción. Con el avance de los motores, se hacen cúpulas retráctiles sobre estadios que se abren y cierran según sea necesario con sistemas motorizados, el Civic Arena de Pittsburgh, el Superdome de Nueva Orleans, el Estadio Olímpico de Montreal son algunos de los edificios que tienen techo retráctil.
Con muchos fallos y pruebas y errores, los seres humanos desarrollaron la estructura del domo, cada vez que lograron y tuvieron éxito y rompieron todos los récords anteriores. La estructura de la cúpula se modifica día a día, evolucionará con materiales e ideas contemporáneos y abordará problemas contemporáneos.
