Una cúpula monolítica (del griego mono- y -lithic, que significa "una piedra") es una estructura de capa delgada fundida en forma de una sola pieza. La forma puede ser permanente o temporal y puede o no seguir siendo parte de la estructura terminada. Las cúpulas monolíticas son una forma de arquitectura monolítica .
El iglú puede ser la forma más antigua de cúpula monolítica. Si bien está construido con bloques de nieve comprimidos , estos bloques se derriten y se vuelven a congelar para formar una estructura fuerte y homogénea. La forma de cúpula del iglú exhibe las dos principales ventajas de una estructura en forma de cúpula: gran resistencia y buen aislamiento. La resistencia se debe a la resistencia natural del arco y el aislamiento se debe a la mínima superficie de una sección esférica .
La primera estructura de cúpula monolítica moderna fue construida en Provo, Utah , por el arquitecto Lee C. Knell, e inaugurada en 1963 como pista de patinaje sobre hielo . Llamado Turtle Reams después de su conversión en 1967 en una tienda general por parte del nuevo propietario Paul Ream, el edificio permaneció en pie hasta que fue demolido en 2006 para una nueva construcción.
Turtle Reams se construyó creando primero un montículo de tierra con la forma deseada del caparazón, una sección elipsoidal de 240 pies (73 m) de largo, 160 pies (49 m) de ancho y 40 pies (12 m) de alto. Luego, el montículo se cubrió con una rejilla de barras de refuerzo , para proporcionar resistencia, y una capa de hormigón de aproximadamente 4 pulgadas (100 mm) de espesor. Una vez curado el hormigón, se excavó la tierra a través de las puertas, dejando el techo en su lugar. Luego se vertió el piso para terminar la estructura.
Hoy en día, las cúpulas monolíticas se utilizan en una variedad de proyectos residenciales, comerciales e industriales. Debido a su resistencia, durabilidad y economía, se utilizan para almacenar grandes cantidades de diversos productos en las industrias del cemento, fertilizantes, agricultura, energía y minería. Debido a su integridad estructural, se utilizan como edificios de contención en algunas centrales nucleares . Se han fabricado formas utilizando casi todos los materiales estructurales comunes, incluida la tela soportada por aire a presión.
La construcción moderna se diferencia significativamente del método original de hormigón sobre tierra. Los métodos actuales fueron desarrollados por tres hermanos de Idaho: David, Barry y Randy South. La primera cúpula construida con este método se construyó en abril de 1976 en Shelley, Idaho :
En los casos en los que la necesidad requiere una construcción económica para varias viviendas pequeñas y básicas, el domo se puede construir sin aislamiento y el encofrado de aire se puede quitar una vez finalizado y reutilizar para construir domos adicionales.
La cúpula, una vez terminada, es resistente a terremotos , tornados y huracanes (la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias de EE. UU. los califica como "protección casi absoluta" contra tornados F5 y huracanes de categoría 5). Recientemente, varias cúpulas monolíticas construidas utilizando técnicas MDI han sobrevivido a grandes desastres:
La demolición de la Tortuga de Reams también demostró la durabilidad de la estructura monolítica del domo. Una bola de demolición derribó una franja de varios metros de ancho alrededor del perímetro de la estructura, sin derrumbarla. Cuando derribaron una puerta de un lado, la cúpula finalmente se volcó y se derrumbó.
La cúpula monolítica, por varias razones, es muy eficiente energéticamente. Las secciones esféricas de la cúpula ofrecen una superficie mínima para el volumen que contienen, por lo que hay menos superficie para la transferencia de calor con el aire exterior. La construcción de una sola pieza de la cúpula monolítica también elimina muchas de las costuras a través de las cuales puede filtrarse el aire, aunque esto se mitiga hasta cierto punto en las cúpulas residenciales mediante la adición de múltiples puertas y ventanas. Al colocar la espuma aislante en el exterior de la carcasa de hormigón, el hormigón actúa como una masa térmica dentro del edificio, reduciendo las fluctuaciones de temperatura interior mucho más que el aislamiento de una casa tradicional dentro de un revestimiento de ladrillo o piedra.
Si bien la cúpula monolítica tiene numerosas ventajas de ingeniería demostradas, también existen algunas desventajas, tanto de ingeniería como sociales.
Las desventajas sociales de las cúpulas monolíticas son en gran medida compartidas por las cúpulas geodésicas , debido a su forma similar y su construcción poco ortodoxa. Estas desventajas son:
La cúpula monolítica más grande del mundo es el hogar del Faith Chapel Christian Center en Birmingham, Alabama , que tiene 72 pies (22 m) de altura y 280 pies (85 m) de diámetro. [2] En el interior hay una superficie de 74.500 pies cuadrados (6.920 m 2 ) en dos niveles. [3]
Algunas comunidades de Estados Unidos han optado por utilizar tecnología de cúpula monolítica en la construcción de nuevas escuelas. [4]
Una casa residencial, la monolítica "Cúpula de una casa" en Ariola Drive en Pensacola Beach, Florida , ha experimentado varios huracanes desde que fue construida en 2003. [5]
