Arcos y cúpulas

Estas son las ruinas del Coliseo, una de las atracciones turísticas más visitadas de Europa. Los muros exteriores son probablemente la parte más espectacular de este anfiteatro. Miden 48 metros de altura y constan de cuatro pisos de altura, hechos de piedra. Antes de que el edificio se derrumbara, cada uno de los tres niveles inferiores estaba formado por 80 aberturas curvas en forma de ventana. Cada abertura está formada por una estructura de piedra que parece una U invertida.

Esta estructura - un arco - es muy fuerte y capaz de soportar grandes cargas. ¿Como funciona? Los arcos del Coliseo están hechos de piedras en forma de cuña. — más ancha en un extremo y más estrecha en el otro. Estas piedras, llamadas dovelas, encajan formando un semicírculo o un arco. Cuando se aplica una carga desde arriba, la dovela central, conocida como clave, presiona contra las dos piedras vecinas en los lados. Estas, a su vez, presionan sobre las dovelas que se encuentran debajo suyo.

De esta manera, la carga se distribuye uniformemente y se transmite a los lados de la “U” invertida — los soportes verticales. Debido a que las dovelas están juntas, las únicas fuerzas presentes en los arcos son fuerzas de contracción - de compresión. ¿Y si en lugar de un arco, hubiese un bloque de piedra recto - una viga? A diferencia de un arco, una viga está sujeta tanto a compresión como a estiramiento — fuerzas de tracción. La piedra es un material que resiste y soporta muy bien las fuerzas de compresión. Pero es mucho más débil cuando se trata de fuerzas de tracción.

Entonces, en edificios hechos de piedra, los arcos resultan ser más fuertes que las vigas. Los arcos eran comúnmente utilizados por los antiguos romanos para construir puentes, anfiteatros y acueductos. Pero incluso hoy, los arcos se utilizan a menudo para soportar ciertas estructuras, especialmente aquellas que se extienden por una larga distancia, como los puentes. Hay otro elemento estructural que funciona de manera similar al arco. Imagina que coges un arco y lo giras alrededor de su eje central.

Esto daría como resultado una forma tridimensional que se parece un poco a un tazón al revés, hueco por dentro. Es una cúpula. Similares a los arcos, las cúpulas están hechas de piezas encajadas que descansan una encima de la otra formando una semiesfera. El diseño permite que la carga se convierta en fuerzas de compresión y tracción. En una cúpula, las fuerzas se dirigen hacia abajo y alrededor del perímetro de la cúpula.

Las cúpulas han sido populares en la arquitectura, porque pueden albergar grandes espacios sin dejar de ser estables y fuertes. Aparte de eso, ¡también pueden ser muy hermosas e impresionantes! Por lo tanto, han sido especialmente comunes a lo largo de los siglos en grandes edificios con significado cultural, como templos, museos, edificios gubernamentales o universitarios. Con el tiempo, se han inventado muchos tipos diferentes de cúpulas y se ha utilizado una amplia gama de materiales y diseños para construir cúpulas. Hoy las cúpulas cubren los estadios, sirven como invernaderos y proporcionan otros tipos de recintos.

A lo largo de la historia, el arco y la cúpula han contribuido a la función y la belleza de las estructuras de todo el mundo. ¡Es posible que algunos edificios que veas en tu vida diaria tengan estos elementos arquitectónicos importantes! Echa un vistazo y verás.