Bóveda de cañón

Una bóveda de cañón , también conocida como bóveda de túnel , bóveda de carro o bóveda de cabeza de carreta , es un elemento arquitectónico formado por la extrusión de una única curva (o un par de curvas, en el caso de una bóveda de cañón apuntada) a lo largo de una distancia determinada. Las curvas suelen tener forma circular, lo que da una apariencia semicilíndrica al diseño total. La bóveda de cañón es la forma más simple de bóveda : efectivamente, una serie de arcos colocados uno al lado del otro (es decir, uno tras otro). Es una forma de cubierta de cañón .

Como en todas las construcciones basadas en arcos , se genera un empuje hacia afuera contra las paredes debajo de una bóveda de cañón. Hay varios mecanismos para absorber este empuje. Uno es hacer que las paredes sean extremadamente gruesas y fuertes, este es un método primitivo y a veces inaceptable. Un método más elegante es construir dos o más bóvedas paralelas entre sí; las fuerzas de sus empujes hacia afuera se anularán entre sí. Este método se utilizó con mayor frecuencia en la construcción de iglesias, donde varias naves abovedadas corrían paralelas a lo largo del edificio. Sin embargo, las paredes exteriores de la bóveda más exterior aún tendrían que ser bastante fuertes o reforzarse con contrafuertes . El tercer y más elegante mecanismo para resistir el empuje lateral era crear una intersección de dos bóvedas de cañón en ángulos rectos, formando así una bóveda de arista .

Las bóvedas de cañón se conocen en el antiguo Irán ( Elam ), la civilización india del valle del Indo y el antiguo Egipto , y se utilizaron ampliamente en la arquitectura romana . También se utilizaron para reemplazar la Cloaca Máxima con un sistema de alcantarillas subterráneas. Otros diseños de bóvedas de cañón tempranos ocurren en el norte de Europa , Turquía , Marruecos y otras regiones. En la Europa medieval , la bóveda de cañón fue un elemento importante de la construcción de piedra en monasterios , castillos , casas torre y otras estructuras. Esta forma de diseño se observa en sótanos , criptas , pasillos largos , claustros e incluso grandes salones .

Las bóvedas de cañón eran conocidas y utilizadas por las civilizaciones tempranas, incluyendo el antiguo Egipto y Mesopotamia . Sin embargo, aparentemente no era un método de construcción muy popular o común dentro de estas civilizaciones. Los persas y los romanos fueron los primeros en hacer un uso arquitectónico significativo de ellas. La técnica probablemente evolucionó por la necesidad de techar edificios con elementos de mampostería como ladrillos o bloques de piedra en áreas donde la madera y la madera eran escasas. El ejemplo más antiguo conocido de una bóveda es una bóveda de túnel encontrada bajo el zigurat sumerio en Nippur en Babilonia , atribuida a alrededor de 4000 a. C., que fue construida a partir de ladrillos cocidos amalgamados con mortero de arcilla . Las bóvedas de túnel más antiguas en Egipto se encuentran en Requagnah y Dendera , de alrededor de 3500 a. C. en la era predinástica . Estas fueron construidas con ladrillo secado al sol en tres anillos sobre pasajes que descendían a tumbas con una luz de solo dos metros. ^[1] En estos primeros casos, la bóveda de cañón se utilizó principalmente para estructuras subterráneas como desagües y alcantarillas , aunque varios edificios del gran palacio funerario del Egipto tardío - templo de Ramesseum también estaban abovedados de esta manera. ^{[2] La evidencia} arqueológica reciente descubierta en el sitio de Morgantina (en la provincia de Enna ) muestra que la bóveda de cañón sobre el suelo era conocida y utilizada en la Sicilia helenística en el siglo III a. C., lo que indica que la técnica también era conocida por los antiguos griegos .

Se ha observado el techo abovedado de una cámara funeraria temprana de Harappa en Rakhigarhi . ^[3] SR Rao informa sobre el techo abovedado de una pequeña cámara en una casa de Lothal . ^[4] También se utilizaron bóvedas de cañón en el Cementerio Tardío de Harappa, cultura H, fechada entre 1900 a. C. y 1300 a. C., que formaba el techo del horno para trabajar el metal; el descubrimiento fue realizado por Vats en 1940 durante una excavación en Harappa . ^{[5] [6] [7]}

Los antiguos romanos probablemente heredaron su conocimiento de la bóveda de cañón de los etruscos y del Oriente Próximo. Los persas y los romanos fueron los primeros en utilizar este método de construcción de forma extensiva en proyectos a gran escala y probablemente fueron los primeros en utilizar andamios para ayudarlos en la construcción de bóvedas con anchos mayores que cualquier otro visto hasta entonces. Sin embargo, los constructores romanos gradualmente comenzaron a preferir el uso de la bóveda de arista ; aunque más compleja de erigir, este tipo de bóveda no requería paredes pesadas y gruesas para su soporte (ver más abajo), y por lo tanto permitía edificios más espaciosos con mayores aberturas y mucha más luz en el interior, como las termas .

Tras la caída del imperio romano , durante varios siglos se construyeron pocos edificios lo suficientemente grandes como para requerir una bóveda. En el período románico temprano , se observó un regreso a las bóvedas de cañón de piedra para las primeras grandes catedrales; sus interiores eran bastante oscuros, debido a los gruesos y pesados ​​muros necesarios para sostener la bóveda. Una de las iglesias más grandes y famosas cerradas desde arriba por una enorme bóveda de cañón fue la iglesia de la Abadía de Cluny , construida entre los siglos XI y XII.

En los siglos XIII y XIV, con el avance del nuevo estilo gótico , las bóvedas de cañón casi se extinguieron en las construcciones de las grandes catedrales góticas; al principio se utilizaron sobre todo bóvedas de arista reforzadas con nervaduras de piedra, y más tarde se desarrollaron varios tipos de bóvedas medievales espectaculares, ornamentadas y complejas. Sin embargo, con la llegada del Renacimiento y el estilo barroco , y el renovado interés por el arte y la arquitectura de la antigüedad, las bóvedas de cañón se reintrodujeron en una escala verdaderamente grandiosa y se emplearon en la construcción de muchos edificios e iglesias famosos, como la Basílica de Sant'Andrea di Mantova de Leone Battista Alberti , San Giorgio Maggiore de Andrea Palladio y, quizás la más gloriosa de todas, la Basílica de San Pedro en Roma, donde una enorme bóveda de cañón se extiende por la nave de 27 m (89 pies) de ancho. ^[8]

En el diseño de bóveda de cañón, los vectores de presión dan como resultado una fuerza descendente sobre la corona, mientras que las partes inferiores de los arcos generan una fuerza lateral que empuja hacia afuera. ^[9] Como resultado, esta forma de diseño está sujeta a fallas a menos que los lados estén anclados o apuntalados a elementos de construcción muy pesados ​​o revestimientos de tierra sustanciales. Por ejemplo, en el castillo de Muchalls en Escocia , los muros adyacentes a las cámaras abovedadas de cañón tienen hasta 4,6 m (15 pies) de espesor, lo que agrega la resistencia de apuntalamiento necesaria para asegurar el diseño curvo.

La dificultad inherente a la iluminación adecuada de las estructuras abovedadas de cañón ha sido ampliamente reconocida. ^[10] El problema intrínseco de ingeniería es la necesidad de evitar perforaciones en las bóvedas de cañón de piedra. Tales aberturas podrían comprometer la integridad de todo el sistema de arcos. Por lo tanto, los constructores medievales románicos tuvieron que recurrir a técnicas de pequeñas ventanas, grandes contrafuertes u otras formas de arriostramiento de las paredes interiores para lograr los resultados de iluminación deseados. En muchos de los monasterios, una solución natural fueron los claustros que podían tener una construcción alta con bóvedas de cañón con un patio abierto para permitir una amplia iluminación.

Desde 1996, los ingenieros estructurales han aplicado la mecánica newtoniana para calcular las cargas de tensión numéricas de las bóvedas de cañón de piedra antiguas. ^[11] Estos análisis han utilizado normalmente un algoritmo de elementos finitos para calcular las tensiones inducidas por la gravedad a partir del peso propio de un sistema arqueado. De hecho, para los ingenieros estructurales, el análisis de la bóveda de cañón se ha convertido en una prueba de referencia de un modelo informático de ingeniería estructural "debido a los complejos estados de tensión de flexión inextensiva y de membrana" implicados.

En comparación con otras técnicas de bóveda, la bóveda de cañón es inherentemente un diseño más débil en comparación con la bóveda de arista, más compleja . La estructura de la bóveda de cañón debe descansar sobre paredes largas, lo que crea una tensión lateral menos estable, mientras que el diseño de la bóveda de arista puede dirigir las tensiones casi puramente verticales sobre los vértices. ^[12]

• Palacio de Ardeshir , Irán , provincia de Fars
• Qal'eh Dokhtar , Irán, Firuzabad, Fars
• Palacio Sarvestan , Irán, Sarvestan
• Bishapur , Irán, Kazerun , sobre todo en el Templo de Anahita
• Castillo de Beverston , Inglaterra , cripta debajo de la torre sur del ala oeste
• Catedral de Cortona , Toscana
• Castillo de Dunnottar , Escocia , Bóveda Whigs
• Villa de Adriano , Tívoli, Italia , numerosos hallazgos en este sitio de principios del siglo II d. C.
• Mausoleo de Gala Placidia , Rávena , Italia (c. 500 d.C.)
• Castillo de Muchalls , Escocia , cripta y gran salón
• Castillo de Myres , Escocia , bodegas
• Real Monasterio de Nuestra Señora de Rueda , España , claustros de este monasterio del siglo XII
• Capilla de los Scrovegni también conocida como Cappella degli Scrovegni , Padua , Véneto , Italia (1303 d.C.)
• Gruta del Vaticano , Ciudad del Vaticano

Existen numerosos ejemplos contemporáneos de diseño de bóvedas de cañón en la arquitectura victoriana y moderna , entre ellos:

• Capilla Sixtina , Ciudad del Vaticano
• Granero Real, Meknes , Marruecos (siglo XVII)
• Túneles Williamson , Liverpool , Inglaterra (principios del siglo XIX)
• Belfast , Irlanda del Norte , Ayuntamiento, salón de banquetes con techo de bóveda de cañón, 1896-1906, Donegal Square ^[13]
• Edificio del Huntington Bank , Cleveland, Ohio , diseño de 1924
• Museo de Arte Kimbell , Fort Worth, Texas , Estados Unidos , con una extensión de 174 pies de ancho.
• Melbourne , Australia , Centro comercial Forest Hill Chase , fabricado en policarbonato
• La nueva biblioteca de la Universidad de Indiana ^[14]
• Experiencia en Fremont Street , Las Vegas

Más allá del uso clásico de la bóveda de cañón en el diseño macroarquitectónico (por ejemplo, como un elemento estructural importante de la cubierta), existe una variedad de aplicaciones derivadas claramente basadas en el concepto y la forma originales de la bóveda de cañón. Estas aplicaciones surgen en los campos de la cirugía , el diseño de claraboyas , los juguetes para niños y el diseño de microestructuras (como las marquesinas de autobús). Si bien ninguna de estas aplicaciones rivaliza con la majestuosidad de los predecesores antiguos y clásicos, demuestran la omnipresencia de la bóveda de cañón como concepto arquitectónico en los tiempos contemporáneos.

En el campo de la cirugía ósea, la técnica de la incisión en forma de "bóveda de cañón" no sólo es un procedimiento quirúrgico de última generación bien definido, sino que los cirujanos ortopédicos le dan el nombre de bóveda de cañón a esta técnica . ^[15] El estudio de Wohlfahrt citado documenta los resultados de este procedimiento quirúrgico en la tibia humana en 91 operaciones de este tipo.

• Lista de bóvedas arquitectónicas
• Chandrashala
• Piedra clave
• Arquitectura románica
• Gráfico

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• Descripción del diseño de bóvedas de cañón con cargas de fuerza estáticas Archivado el 2 de mayo de 2014 en Wayback Machine.
• Glosario de arquitectura medieval