Le persone hanno costruito cupole per secoli. Popoli antichi come i Romani applicarono le loro abilità murarie – e la loro conoscenza dell’arco – per creare cupole enormi. Ma quelle cupole avevano bisogno di muri di sostegno altrettanto grandi per evitare che l’intera struttura si schiantasse al suolo. In breve, le vecchie cupole enormi erano pesanti e destinate a crollare ad un certo punto.
Le cupole geodetiche sono diverse. Non solo incorporano la forza di una forte forma ad arco, ma sono anche composte da molti triangoli. Accoppiate le cupole con i triangoli e avrete una struttura estremamente resistente. I triangoli sono la forma più forte perché hanno angoli fissi.
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Molto di questa durata deriva dalle caratteristiche dei triangoli, che sono i supereroi delle forme. I triangoli sono la forma più forte perché hanno angoli fissi e non si distorcono molto facilmente.
Michael Busnick, proprietario di American Ingenuity, che vende case a cupola, dice che i triangoli sono la chiave per rendere forti le cupole. “(Le cupole) sono strutture tridimensionali che utilizzano triangoli stabili che si avvicinano alle sfere per creare percorsi multipli di trasporto del carico dal punto di carico al punto di supporto. Il triangolo è l’unica disposizione dei membri strutturali che è stabile all’interno di se stesso senza richiedere connessioni aggiuntive nei punti di intersezione per prevenire la deformazione della geometria.”
In altre parole, applica una pressione a un bordo di un triangolo, e quella forza è distribuita uniformemente agli altri due lati, che poi trasmettono la pressione ai triangoli adiacenti. Questa distribuzione a cascata della pressione è il modo in cui le cupole geodetiche distribuiscono efficacemente lo stress lungo l’intera struttura, proprio come il guscio di un uovo.
Il modello di questi triangoli è fondamentale per la struttura delle cupole geodetiche. Per capire perché, consideriamo prima un quadrato di base a quattro lati. Se si dispongono molti quadrati perpendicolarmente (ad angolo retto) l’uno all’altro, essi possono disporsi ordinatamente in un piano piatto.
Lo stesso non è vero per i pentagoni o gli esagoni. Provate a disporre queste forme in piano allo stesso modo del quadrato e non funzionerà. Ma inclinando queste forme verso l’interno a forma di palla o di sfera, i lati combaciano bene come tassellazioni, che sono semplicemente modelli che possono essere ripetuti per creare un’altra forma senza sovrapposizioni o spazi tra le forme. E si dà il caso che i pentagoni e gli esagoni possano essere ordinatamente divisi in triangoli, il fondamento delle cupole geodetiche, quindi sono anche estremamente forti.
Diverse tassellazioni risultano in vari disegni per edifici a cupola. Nella prossima pagina, leggerai di più su come i disegni rendono più facile – o molto più difficile – assemblare le cupole.