CúpulaPara otros usos de este término, véase Cúpula (desambiguación).

Cúpula central de la Basílica de San Pedro, en el Vaticano, diseñada porMiguel Ángel, tiene 42,5 m de

diámetro y 132 de altura.

La cúpula (también conocida como «domo») es un elemento arquitectónico que se utiliza para cubrir un espacio de planta circular,cuadrada, poligonal o elíptica, mediante arcos de perfil semicircular, parabólico u ovoidal, rotados respecto de un punto central desimetría.

Índice

  [ocultar] 

1 Etimología 2 Características constructivas

o 2.1 Forma geométricao 2.2 Elementos de una cúpulao 2.3 Sistemas constructivoso 2.4 Cálculo estructural

3 Historiao 3.1 Imperio romanoo 3.2 Imperio bizantinoo 3.3 La cúpula en el Islamo 3.4 Egiptoo 3.5 Cúpulas ortodoxaso 3.6 Edad Media y Renacimiento en Europa occidentalo 3.7 Barroco y neoclasicismoo 3.8 Siglo XX

4 Cúpulas de mayor diámetro 5 Véase también

6 Referencias y notas 7 Bibliografía 8 Enlaces externos

Etimología[editar]

El término cúpula1 proviene del italiano cupola con raíces latinas cupella y éste del idioma griego kupellon, que significa "pequeña taza" (cupa, en latín = taza). La palabra se relaciona en consecuencia con la forma característica de esta cubierta. Nótese que en otros idiomas, como el inglés o francés, el término equivalente es "dome", derivado así mismo del latín 'doma' o del griego 'dôma'. La palabra "domo" también está recogida por el Diccionario de la Real Academia Española como sinónimo de cúpula.2

Características constructivas[editar]

Forma geométrica[editar]

La superficie de una cúpula puede adoptar distintas formas según el método constructivo y las tradiciones formales, variando en función de la forma de planta y el perfil de acuerdo a la cónica utilizada:

Semiesférica, que es la forma más simple desde el punto de vista constructivo teniendo en cuenta el replanteo.

Semi elipsoide de planta circular, utilizada en cúpulas rebajadas. Semi elipsoide de planta elíptica, adecuada a espacios rectangulares. Semi paraboloide de planta circular, permite cúpulas más estilizadas, "aliviando" la

percepción formal del edificio. Semi paraboloide de planta elíptica. Semi hiperboloide de planta circular, también más esbelta, mejora el comportamiento

estructural al reducir los empujes horizontales. Semi hiperboloide de planta elíptica.

Esquema de cúpula sobrepechinas.

Esquema de cúpula con tambor.

Construcción de un iglú.

Elementos de una cúpula[editar]

La base sobre la que se apoya la cúpula puede consistir en muros continuos o en arcos sobre pilastras. Cuando la base es cilíndrica, la cobertura del espacio resultante puede construirse mediante una cúpula simple; en otro caso, la cubierta se convierte en una cúpula de gajos (gallonada). Para resolver la transición entre la base circular o elíptica de la cúpula y la forma cuadrada o poligonal del basamento, se utilizaron frecuentemente elementos de transición como trompas o pechinas. Entre la cúpula propiamente dicha, y los elementos de transición suele interponerse un tambor cilíndrico o cimborrio, por lo general perforado con ventanas, que posibilitan la iluminación del espacio interior. La iluminación puede asimismo complementarse mediante una linterna superior, visible desde el exterior como elemento formal de coronamiento del conjunto.

Sistemas constructivos[editar]

Uno de los métodos constructivos más simples y antiguos consiste en levantar hiladas sucesivas de mampuestos, cerrándose progresivamente hacia el centro. Este sistema es antiquísimo, y permite cubrir espacios de diámetro relativamente pequeño. A veces, la colocación de los mampuestos sigue un patrón en espiral, tal como lo han aplicado tradicionalmente los esquimales para levantar sus iglúes. La construcción resultante suele denominarse falsa cúpula o aproximación de hileras al conseguirse por este medio. En este sistema cada aro o vuelta de mampuestos logra al "cerrarse" la estabilidad necesaria, y el comportamiento estático es el de una estructura adintelada, sin esfuerzos horizontales de importancia:)

Las cúpulas verdaderas están conformadas por piezas llamadas dovelas, con una "clave" superior que equilibra los esfuerzos en forma similar a lo que se requiere en un arco o una bóveda, sólo que en tres dimensiones. Para permitir un óculo cenital que dé paso a la luz exterior o -más tardíamente- una linterna con el mismo objetivo, la "clave" puede reemplazarse por un anillo superior de piezas que resistan en conjunto los esfuerzos de compresión. Este aro superior se construyó frecuentemente en aleaciones como el bronce, para asegurar la estabilidad y durabilidad.3

El problema más importante -sin embargo- de los constructores de cúpulas antes de la Revolución industrial fue hallar materiales con resistencia a la tracción para contrarrestar los esfuerzos horizontales en la base de la cúpula que, por su forma, tiende a "abrirse". La solución clásica consistió en contrarrestar tales esfuerzos mediante contrafuertes pesados de obra, después por otras cúpulas y semicúpulas, que van llevando los esfuerzos a sitios menos visibles (caso de Santa Sofía de Constantinopla) y que en el gótico fueron remplazados por arbotantes. Posteriormente se contrarrestaron los esfuerzos horizontales mediante un zuncho, generalmente de acero, en la base, funcionando a tracción, pero con interesantes variantes, como por ejemplo, en la Catedral de Puebla, (México), donde se utilizó un material tan inesperado como un trenzado de tripa de caballo, debido a que es mucho más flexible y resiste mucho mejor los esfuerzos de la cúpula cuando se produce un terremoto; de la bondad de la solución ideada por los arquitectos españoles da fe que la cúpula sigue entera tras bastantes movimientos sísmicos.4

Cálculo estructural[editar]Artículo principal: Cúpula bajo su peso propio

Desde el punto de vista estructural una cúpula delgada puede considerarse un elemento bidimensional de doble curvatura con simetría radial (respecto al cento de la esfera inscrita). Los esfuerzos predominantes son de tracción en el sentido de los paralelos y de compresión en el sentido de los meridianos. Estructuralmente sus ecuaciones de equilibrio corresponden a una lámina de revolución.

En las cúpulas de sección circular y de pared delgada se producen esfuerzos de flexión porque la circunferencia se aleja de la forma óptima de catenaria, cayendo la resultante fuera del tercio medio de la sección, pero éste alejamiento está generalmente por encima de la catenaria, lo cual permite anular ésta flexión con anillos de acero horizontales en forma de paralelos trabajando a la tracción y permitiendo así ajustar el polígono funicular de fuerzas a la forma circular requerida.

En cúpulas de gran diámetro existen problemas serios de cargas eventuales que pueden llegar a ser muy importantes y obligan a un estudio profundo de los esfuerzos de flexión o pandeo que pueden producirse. Ejemplos de éstas cargas eventuales pueden ser presión despareja por vientos veloces, dilataciones diferenciales por temperatura despareja (lado iluminado por el sol y lado de sombra), acumulaciones desparejas de nieve o hielo, asientos diferenciales de cimentaciones, etc.

Historia[editar]

Desde los albores de la civilización se construyeron falsas cúpulas con materiales variados, incluyendo las cubiertas tradicionales -todavía en uso- de las jurtas del Asia central, de los iglúes esquimales, los "trulli" del sur de Italia y los nuraghi de Cerdeña.5 Con el creciente uso de habitaciones de forma rectangular, este tipo de cubiertas quedó circunscripto a la arquitectura funeraria, por ejemplo en los "tholos". Uno de los tholos más relevantes es el Tesoro de Atreo en Micenas, cuya construcción se estima tuvo lugar en 1250   a.   C.  Es una construcción de piedra adintelada que constituye por tanto una falsa cúpula, con un diámetro

de 14,5 m. El uso de la cúpula -sin embargo- fue poco común en la antigua Grecia, y hasta el Imperio romano no se comienzan a levantar las primeras cúpulas verdaderas.

Imperio romano[editar]

Sección del Panteón de Agripa, enRoma.

En el imperio romano se emplea la cúpula mucho más frecuentemente. Los más grandes complejos termales y palacios romanos incluyeron cúpulas como cubierta. El culmen de la construcción de cúpulas en Roma aparece en la del panteón de Agripa, con una luz libre que no ha sido nunca superada con ténicas tradicionales y ha sido necesario el empleo del acero estructural o el hormigón armado para conseguirlo.

Artículo principal: Panteón de Agripa

La cúpula del Panteón es semiesférica, formada de hormigón con cascotes de tufo y escoria volcánica. Las partes externas de la cúpula se forraron con opera latericia. También se utilizaron ladrillos bipedales6 en capas horizontales, a modo de anillos.7 Fue la mayor cúpula de construida en su época, con sus 43,44 m de diámetro, coronada por un amplio óculo de 8,9 m que llena de luz el espacio interior. La estabilidad estructural se logró mediante el uso de hormigón, forrada en opera latericia,8 característica de la arquitectura romana, y diversas técnicas de aligeramiento del peso propio, sea mediante reducción progresiva del espesor de la cúpula9 o el reemplazo deltravertino por piedra pómez en las zonas superiores.

Dentro del edificio puede inscribirse una esfera perfecta, representando la celeste, junto a toda una serie de relaciones simbólicas desde los puntos de vista gnómico, geométrico y mecánico, que han servido de modelo a las sucesivas generaciones de arquitectos. La cúpula romana, y su derivada paleocristiana, se construyeron casi siempre sobre un cimborrio con forma cilíndrica o de prismas de base cuadrada, octogonal o dodecagonal.

Imperio bizantino[editar]

Cúpula de Santa Sofía, Estambul, construida entre 532 y 537.

En el imperio bizantino, heredero de la capacidad tecnológica romana, la técnica constructiva de cúpulas evolucionó hasta lograr imponer la estructura sobre un cubo, mediante el uso de elementos arquitectónicos de transición como la pechina, que derivaría en la trompa, una bóveda cónica usual en la arquitectura románica.

El principal ejemplo del período es "Hagia Sophia", la Iglesia de Santa Sofía en Constantinopla, actual Estambul, construida en el siglo VI bajo el reinado del emperador Justiniano I. La iglesia es un espacio rectangular de 77 por 71 m. La cúpula central tiene un diámetro de 31,87 m y una altura de 56,60 m. No tiene cimborrio, y se apoya en cuatro pechinas y cuarenta contrafuertes perimetrales separados porventanas. En conjunto con una serie de semicúpulas, más la combinación interior del juego de luces con los mosaicos típicos del arte bizantino, dan una sensación de ingravidez, e inmaterialidad, que -por diversos caminos- constituiría la búsqueda constante de la arquitectura sacra de los siglos siguientes.

Otro edificio notable del período es la Iglesia de San Vital en Rávena, consagrada en el año 547, que presenta una planta central con cúpula de 16 m de diámetro sobre pilastras que forman una base octogonal. Junto con San Apolinario in Clase y San Apolinar Nuevo constituyen el grupo de monumentos más importante de la antigüedad tardía en Italia, construidos todos desde que el emperador Honorio designara a Rávena como nueva capital del Imperio romano de Occidente en el año 402. Paralelamente, con laconquista de Constantinopla por los otomanos en 1453, Santa Sofía pasó a ser también un edificio modélico para las mezquitas del mundo islámico.

La cúpula en el Islam[editar]

La Cúpula de la Roca, enJerusalén, construida entre687 y 691.

La cúpula, junto a la columna y el arco constituyó el elemento arquitectónico principal del arte islámico. Hereda de Roma, a través de la evolución paleocristiana y bizantina, el significado cosmológico de bóveda celeste, completado generalmente con el motivo decorativo interior del árbol de la vida, que se representa invertido siguiendo la creencia islámica de una simetría perfecta entre tierra y paraíso.

Uno de los ejemplos más relevantes y tempranos es la Cúpula de la Roca, construida en Jerusalén por el noveno califa Abd al-Malik entre 687 y691, cubriendo la roca desde donde se cree que Mahoma ascendió al paraíso. La cúpula, con un diámetro de 21,37 m descansa sobre uncimborrio o tambor cilíndrico que sirve de transición a la base octogonal. Cada uno de los vértices del octógono están orientados según los puntos cardinales, y el extradós está cubierto por láminas de cobre pulido y dorado que, al reflejar los rayos solares, convierte a este edificio en uno de los más hermosos de Jerusalén. Desde el punto de vista constructivo, la cúpula se caracteriza por haber sido realizada en madera en lugar de piedra, constituyendo uno de los pocos ejemplos que se conservan de la tradición maderera siria. Otra circunstancia a destacar es que fue uno de los primeros ejemplos de cúpula de doble capa, sistema que

retomaría Brunelleschi en Santa María del Fiore, si bien mediantedovelas de ladrillo. Mientras que la cúpula exterior tiene un perfil de arco realzado, el intradós, profusamente decorado con motivos del árbol de la vida es perfectamente hemisférico.

El Templo de la Roca lleva al peregrino a la circunvalación de la cúpula por un recorrido octogonal, simbolizando la cuadratura del círculo, la unión de cuerpo y alma.

Egipto[editar]

Mausoleo de Az-Zahir en el Cairo.

Cúpulas ortodoxas[editar]

Cúpulas acebolladas en laCatedral de San Basilio enMoscú, edificada entre 1555 y1561.

Artículo principal: Cúpula acebollada

Según el historiador ruso Boris Rybakov,10 la típica cúpula acebollada de las iglesias ortodoxas rusas tiene un origen nativo a partir de influencias pre-mongoles, con ejemplos constructivos a partir del siglo XII,11 en tanto laarquitectura mogol y el estilo difundido en Asia por el Islam presenta sus primeros ejemplos en el siglo XV. Mientras que en las iglesias rusas primitivas, especialmente en Kiev la primera capital, las cúpulas seguían el modelo esférico del estilo bizantino, los edificios posteriores comenzaron a utilizar las cúpulas

acebolladas, una forma especialmente útil para evitar la acumulación de nieve en el clima nórdico. La influencia ortodoxa se trasmitió a la arquitectura persa y regiones más orientales, como lo demuestran las cúpulas icónicas del Taj Mahal, construido en 1630.

El ejemplo más conocido lo constituye la Catedral de San Basilio, construida entre 1555 y 1561 en Moscú por orden de Iván el Terrible en conmemoración de la conquista del Janato de Kazán. Coronada por un total de diez torres con cúpulas acebolladas, la catedral ha sido desde su creación un símbolo de Moscú como centro de síntesis entre oriente y occidente.

Edad Media y Renacimiento en Europa occidental[editar]

Cúpula semiesférica sobre linterna octogonal de trompas crónicas con trompillones lisos de la Iglesia

delMonasterio de Santa María de Mave(Palencia, Castilla y León

Durante el medioevo en Europa occidental se pierde gradualmente la capacidad de construir grandes cúpulas, fundamentalmente por las dificultades técnicas que suponía edificar andamiajes cada vez más altos y resistentes, como forma de soportar la cúpula en construcción hasta su "cierre" estático mediante la colocación de la clave. No obstante, se continuaron construyendo cúpulas de pequeñas y medianas dimensiones, especialmente en los edificios más prestigiosos tales como las capillas palatinas y las catedrales. Durante la época de lascruzadas se reconstruye la basílica del Santo Sepulcro en Jerusalén, destruida en la guerra con los musulmanes, mediante una cúpula adintelada empírica. La influencia de este centro de la cristiandad llevó a su reproducción en varias ciudades de Europa. Una de las más antiguas se conserva en el Baptisterio de Pisa,12 que data del siglo XI.