Estructuras DOMOS GEODÉSICOS

DOMOS GEODÉSICOS

LAS ESTRUCTURAS AQ-0233

¡Vamos!

OLMAN HERNÁNDEZ ESCUELA ARQUITECTURA UNIVERSIDAD DE COSTA RICA

Docente

olman.hernández.ureña

ARQUITECTO | DOCTOR EN EDUCACIÓN

Introducción

Hoy te voya presentar el tema de estructuras tipo DOMO GEODÉSICO. A continuación, te mostraré algunos conceptos, términos e imágenes de proyectos que utilizan este principio. Algunas estructuras permanentes y otras desmontables. Con esta información espero visualices/imagines estructuras creativas e innovadoras.

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Índice

Tipos por uniones

Domos geodésicos

Proyecto: Montreal Biosphère

Tipologías por forma

Tipos por permanencia

Proyecto: Telus Sphere

Figuras base

Ventajas

Ejercicio DOMO BARRAS+UNIONES

Domos y naturaleza

Proyecto: Climatron

Ejercicio DOMO BARRAS DOBLES

Tipos por elemento estructural

Proyecto: Eden Proyect

Ejercicio DOMO PÁNELES

DOMOS GEODÉSICOS

• El concepto fue desarrollado y patentado por R. Buckminster Fuller a mediados del siglo XX, quien lo concibió como un sistema modular de gran eficiencia estructural y energética, con la capacidad de cubrir amplias luces sin apoyos intermedios, mediante una estructura ligera y autoportante. Su aplicación se ha extendido desde pabellones experimentales y espacios expositivos, hasta invernaderos, observatorios astronómicos y viviendas sostenibles.

• El domo geodésico es una de las estructuras espaciales más emblemáticas del siglo XX, reconocida por su eficiencia estructural, su ligereza y su expresividad geométrica. Se trata de una forma arquitectónica esférica o semiesférica generada a partir de una red de triángulos interconectados, capaces de distribuir las cargas de manera uniforme a lo largo de toda la superficie.
• El principio geométrico y estructural del domo se basa en la subdivisión de una superficie esférica en triángulos, los cuales se organizan en configuraciones hexagonales y pentagonales derivadas de los poliedros platónicos, particularmente del icosaedro. Cada barra o elemento lineal trabaja principalmente a tracción o compresión, y las uniones actúan como nodos tridimensionales que transfieren los esfuerzos de forma equilibrada.

Tipologías según su constitución formal

Los domos geodésicos pueden clasificarse según su forma general y configuración geométrica, en función de la proporción de la esfera cubierta y la disposición de los triángulos en la superficie:

DOMO FRECUENCIA 2V-3V-4V...

SEGMENTO ESFÉRICO O PARCIAL

DOMO COMPLETO

DOMO FRECUENCIA 1V

DOMO HEMISFÉRICO

Estructura básica con triángulos grandes derivados directamente del icosaedro.

Se utiliza solo una fracción de la esfera para cubrir espacios más bajos o amplios, reduciendo la altura.

Cubre la mitad de la esfera; es la forma más común por su estabilidad y uso arquitectónico.

Reproduce la totalidad de la esfera, usado en estructuras experimentales o recreativas.

Subdivide cada triángulo en varios menores, lo que genera una figura más redondeada y una malla más densa y resistente.

Figuras y formas base

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Tetraedro: base de estructuras pequeñas o modulares.

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Octaedro: proporciona simetría axial, útil en estructuras de apoyo.

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Dodecaedro: aunque de caras pentagonales, puede subdividirse en triángulos.

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Icosaedro: el más utilizado por su número de caras (20 triángulos) y su distribución casi esférica.

Título

Tetraedro

Título

Octaedro

Título

Dodecaedro

Título

Icosaedro

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Domo geodésico y estructuras naturales

La forma del domo geodésico no es una invención arbitraria, sino una reinterpretación arquitectónica de principios estructurales que la naturaleza ha perfeccionado a lo largo de millones de años. En múltiples organismos vivos —desde microorganismos marinos hasta estructuras celulares o caparazones animales— es posible reconocer la misma lógica geométrica que sustenta a los domos geodésicos: la distribución eficiente de fuerzas mediante una estructura reticulada tridimensional.

Pasa el cursor por las imágenes

Caparazones de erizos de mar o testas de diatomeas

Burbujas o células biológicas

Esqueleto radiolario microscópico

Celdas de panel de abejas

De manera análoga, el domo geodésico traslada estos principios/características naturales al ámbito de la arquitectura y la ingeniería: una red de elementos lineales o planares dispuestos según una lógica esférica, en la que cada nodo distribuye los esfuerzos hacia los demás, logrando un equilibrio global. El domo utiliza una geometría autoportante en la que cada parte contribuye a la estabilidad del conjunto.

Información

Tipologías según sistema constructivo

a. Por tipo de elemento estructural

Membranas o tensoestructuras: estructuras mixtas donde la malla sirve de soporte a una cubierta flexible (tela o polímero).

Paneles estructurales (panelización): triángulos rígidos prefabricados que trabajan como placas, comúnmente en madera contrachapada, CLT o compuestos ligeros.

Barras lineales (reticulados espaciales): madera, acero o aluminio, unidas mediante nodos metálicos o esféricos multidireccionales.

Tipologías según sistema constructivo

b. Por tipo de unión

Nodos articulados o semi-rígidos: permiten pequeños desplazamientos, útiles en estructuras desmontables o transportables.

Nodos rígidos: conectores metálicos tridimensionales que garantizan continuidad estructural.

Tipologías según sistema constructivo

c. Por condición de permanencia

Fijos: domos de carácter permanente (auditorios, planetarios, centros deportivos).

Portátiles o desmontables: sistemas livianos usados en pabellones temporales, invernaderos, o domos geodésicos de vivienda alternativa.

Ventajas

• Distribución uniforme de esfuerzos.
• Gran resistencia con materiales livianos.
• Alta relación resistencia/peso.
• Modularidad de piezas.
• Rapidez constructiva por su modularidad
• Capacidad de cubrir grandes luces sin apoyos internos.
• Eficiencia energética por su forma esférica, que minimiza la superficie expuesta y optimiza la ventilación e iluminación natural.

Climatron at the Missouri Botanical Garden (Missouri, USA)

1960 Climatron Missouri Botanical Garden Missouri, USA. Diseño: Murphy y Mackey, TC Howard, Synergetics Inc.

Eden Project Biomes (Cornwall, England)

2001 Eden project Biomes Cornwall, England Diseño: Grimshaw

Eden Project Biomes (Cornwall, England)

Montreal Biosphère (Quebec, Canada)

1967 Montreal Biosphère Quebec, Canada Diseño: Richard Buckminster Fuller

Tour Virtual

Montreal Biosphère (Quebec, Canada)

Telus Sphere at Vancouver’s Science World (British Columbia, Canada)

1986 Telus Sphere Vancouver's, Canada Diseño: Bruno Freschi

sitio web

Montreal Biosphère (Quebec, Canada)

Hasta aquí la información sobre DOMOS GEODÉSICOS , espero te motive a buscar más información para conocerlos mejor. A continuación los ejercicios que debes ejecutar con tu grupo para ser presentados y sometidos a cargas en la siguiente clase presencial.

Cada grupo debe realizar dos DOMOS:1 domo a escoger entre, DOMO de BARRAS+UNIONES o DOMO de BARRAS DOBLES. 1 domo de PÁNELES de Cartón.

Ejercicio DOMO GEODÉSICO de barras y uniones articuladas.

Este ejercicio debes realizarlo con tu grupo. Se deberá elaborar una estructura tipo domo con barras y uniones. A continuación te indicaré las medidas y cantidad de piezas que deberán elaborar.

Ejercicio DOMO GEODÉSICO de barras + uniones.

Este domo tendrá una base con diámetro de 40cm.

BARRAS: Debes usar pinchos (palillos) de bambú, delgados, de 3mm de diámetro. Usar pegamentos de secado rápido (UHU y/o SUPER GLUE) para unir las barras a los conectores. Los palillos o pinchos de bambú se adquieren en supermercados. Cantidad estimada: Se requieren 120 barras, la longitud habitual de los pinchos es de 25cm, por tanto de cada palillo se pueden hacer dos barras. Total de palillos 60 unidades

UNIONES: Puedes usar conectores eléctricos. Hay de diferentes tamaños, busca el que mejor se ajuste al diámetro de los pinchos de bambú. Al momento de realizar el ensamblaje la pieza metálica con el ojal de los conectores debe ser levemente doblada para lograr el ángulo adecuado para formar los hexágonos y pentágonos. Los conectores se adquieren en ferreterías y electrónicas. Cantidad estimada: Se requieren 2 conectores por barra, total: 240 unidades.

FIJADORES: Puedes usar tornillos con tuerca. Debes buscar el tornillo cuyo diámetro pase por el ojo de las uniones. Los tornillos se adquieren en ferreterías y tornillerías. Cantidad estimada: 46 tornillos y 46 tuercas.

Ejercicio DOMO GEODÉSICO de barras dobles sin uniones.

Este ejercicio debes realizarlo con tu grupo. Se deberá elaborar una estructura tipo domo con barras dobles sin uniones. A continuación te indicaré las medidas y cantidad de piezas que deberán elaborar.

Ejercicio DOMO GEODÉSICO de barras dobles.

Este domo tendrá una base con diámetro de 40cm.

BARRAS: Debes usar pinchos (palillos) de bambú, delgados, de 3mm de diámetro. Usar pegamentos para unir las barras en los vértices de los triángulos. Debes elaborar los triángulos, y luego unirlos como se muestra en la imagen, por tanto, quedarán dos barras unidas, dos rojas, dos verdes o dos azules, según corresponda. Como puedes ver en la imagen del domo de referencia, los triángulos forman hexágonos y pentágonos, éstas figuras no son planas, al unir los triángulos verás que el centro queda levemente elevado con relación a las aristas externas de la figura. Los palillos o pinchos de bambú se adquieren en supermercados. Cantidad estimada: Se requieren aproximadamente 240 barras, la longitud habitual de los pinchos es de 25cm, por tanto de cada palillo se pueden hacer dos barras. Total de palillos 120 unidades

CONSEJOS!

Si deseas hacer un domo con otras medidas puedes ir al siguiente enlace, ahí encontrarás el calculador 3V GEODESIC para generar las medidas.

calculador 3V GEODESIC

Ejercicio DOMO GEODÉSICO de PÁNELES.

Este ejercicio debes realizarlo con tu grupo. Se deberá elaborar una estructura tipo domo con páneles de cartón. A continuación te indicaré las medidas y cantidad de piezas que deberán elaborar.

Ejercicio DOMO GEODÉSICO de PÁNELES de cartón.

Este domo tendrá una base con diámetro de 40cm.

PÁNELES Elaboración de los paneles: Para elaborar los paneles, utiliza cartón compacto color café o gris, con un espesor aproximado de 3 mm. Este material puede conseguirse fácilmente en librerías o tiendas de artículos de papel. Cada panel debe incluir “aletas” o bordes de unión. En cada lado del panel, deja una franja adicional que servirá para doblar y unir los paneles entre sí. No cortes completamente las aletas: para facilitar el doblado o pliegue, realiza un corte superficial sobre la línea que marca el borde del triángulo. Este pequeño corte permitirá un pliegue más limpio y preciso. Para el pegado, utiliza cola blanca. Déjala reposar unos minutos antes de aplicarla, hasta que adquiera una consistencia más pastosa, lo que mejorará su adherencia.

Si deseas hacer un domo con otras medidas puedes ir al siguiente (2do) enlace, ahí encontrarás el calculador DESERT DOMES para generar las medidas.

calculador DESERT DOMES

¡Nos vemos la próxima semana!

OLMAN HERNÁNDEZ ESCUELA ARQUITECTURA UNIVERSIDAD DE COSTA RICA

Docente

olman.hernández.ureña

ARQUITECTO | DOCTOR EN EDUCACIÓN

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Así, el domo geodésico encarna una síntesis entre geometría, estructura y naturaleza, donde la forma es el resultado directo de las fuerzas que la generan. Buckminster Fuller comprendió esta relación al afirmar que “la naturaleza no diseña cosas, diseña procesos”; el domo, en ese sentido, es una manifestación arquitectónica de un proceso natural, basado en la búsqueda de eficiencia, equilibrio y economía de medios. En conclusión, la correspondencia entre las formas naturales —como los esqueletos radiolarios— y el domo geodésico revela una unidad de principios geométricos universales, donde la estabilidad, la simetría y la optimización material convergen en un mismo lenguaje estructural: el de la naturaleza traducida en arquitectura.

Recomendaciones Tipo de pegamento: Para elaborar este modelo, te recomiendo utilizar pegamento instantáneo tipo Super Glue, ya que ofrece un secado rápido. Sin embargo, debes tener en cuenta que este tipo de adhesivo puede resultar más quebradizo una vez seco. Como alternativa, puedes usar pegamento universal, como el de la marca UHU. Aunque su secado es más lento, proporciona una mayor flexibilidad en las uniones. Ambos pegamentos presentan un secado más rápido que la cola blanca, especialmente en uniones entre componentes de bambú. La cola blanca también es válida, pero requiere más tiempo de secado. Modo de aplicación: Si utilizas pegamento UHU o cola blanca, aplica una pequeña cantidad en cada extremo de las barras a unir, deja reposar unos minutos y luego realiza la unión. Puedes comenzar armando los triángulos y esperar a que el pegamento seque antes de continuar con el ensamble de pentágonos y hexágonos. Identificación de piezas: Marca cada tipo de barra con los colores de referencia utilizados en las imágenes (Rojo, Azul y Verde). Esto te facilitará el ensamblaje y la correcta organización de las piezas del modelo.