Bóveda

Antigua bóveda de crucería, construida con lajas de piedra en "seco", sin mortero. Ruinas de San Nicolás, Visby.
Bóveda gótica, de crucería. Lienzingen (Alemania).

Una bóveda, palabra que procede del Latín volta[4]

Se suele encontrar en algunas edificaciones como plazas porticadas, claustros, catedrales y también en galerías subterráneas, en las infraestructuras del metro, minería. En la actualidad, con el advenimiento de nuevos materiales como es el hormigón armado, la forma clásica y disposición de las bóvedas con sus elementos trabajando en compresión, ha dejado de realizarse tan habitualmente en construcción, permitiendo la construcción de superficies adinteladas (bóvedas planas).

Características

La forma geométrica de la bóveda se genera mediante traslación en el espacio de arcos iguales, adecuadamente trabados, para obtener finalmente un elemento constructivo " superficial". Es decir que el arco es la generatriz de la bóveda. Las bóvedas son estructuras apropiadas para cubrir espacios arquitectónicos amplios mediante el empleo de piezas pequeñas.[5] Su geometría puede ser de simple o doble curvatura, un ejemplo de geometría simple se encuentra entre las bóvedas de cañón, y en las de curvatura más compleja las de arista (cruce de dos bóvedas de cañón). En muchos casos la bóveda posee una planta entre cuadrada o rectangular.

Suele construirse con soportes en su interior en forma de arcos formeros y que se cubren con plementería. En edificaciones modernas el término bóveda se ha extendido, y por herencia del concepto de bóveda de fábrica, se aplica a estructuras construidas con cubiertas curvadas, en las que el espesor es muy pequeño comparado con el ancho y el largo, también denominadas cáscaras o cascarones.[6] Mientras en las bóvedas de fábrica las piezas trabajan a compresión, en estas modernas estructuras el trabajo es fundamentalmente en flexión.

Fábrica

Las bóvedas tradicionales se han construido con materiales de fábrica.[8] Los materiales empleados tradicionalmente en su construcción ha sido la piedra, el ladrillo. Todos ellos son materiales que forman los elementos constructivos de una bóveda clásica, siendo muy adecuados a 'trabajar' en compresión. Estos materiales son adecuados igualmente para construir arcos. En el caso de las bóvedas de piedra, era necesario el conocimiento de los canteros en estereotomía, con el objeto de poder tallar las piedras de los lienzos de plementería, así como los diversos elementos de los nervios. En la actualidad se emplea igualmente como material constructivo de bóvedas el acero, y el hormigón armado, etcétera. Las dovelas pueden ir aparejadas "a hueso", esto es, sin trabazón, aunque lo habitual es que se unan con un material aglomerante o mortero.

Teoría de las bóvedas

Tanto en las antiguas bóvedas como en las modernas la solicitación predominante en sus elementos es de compresión. Sus tensiones se asemejan a las de un arco, o un conjunto de arcos conformando una superficie. Las fuerzas de una bóveda se van transformando en un empuje horizontal que debe ser contrarrestado con el objeto de mantener la estructura en equilibrio. El elemento estructural suele ser un contrafuerte, o estribo. En algunas ocasiones se confía en más de un elemento de contrarresto. El problema a resolver cuando se emplean bóvedas es dimensionar correctamente los muros de contención de los permanentes empujes horizontales. Empujes que surgen desde la línea de unión entre la bóveda y el muro. Ésta es la razón por la que el diseño en planta de los edificios con grandes bóvedas era necesario considerar el contrarresto, por una o varias formas, de este empuje.

Empuje resultante en un bóveda (flechas en rojo).
Contrarrestar este empuje horizontal es el objeto de la ingeniería estructural.
Distribución de empuje que debe ser contrarrestado con un estribo.  
Vista cenital de la bóveda mostrando los empujes laterales.  
A veces se suele construir una 'pila' de bóvedas que se apoyan unas contra otras  

En algunas ocasiones se emplea, por seguridad, el diseño de más de un sistema de contención. Cuando se descimbra la bóveda el empuje tiende a sacar afuera el arranque de la bóveda. Los arquitectos romanos empleaban gruesos muros de contención. En la teoría de bóvedas se muestra que un simple muro es insuficiente para soportar el empuje de las bóvedas. En la arquitectura gótica se emplearon arbotantes y botareles. Los soportes de las bóvedas contra los muros no deben ser muy robustos, el empuje lateral disminuye la carga de las bóvedas.[3]

Construcción

Desde sus inicios se ha practicado en su construcción el empleo de estructuras auxiliares de carácter provisional cuya función era la de soporte de las piezas que forma la superficie de la bóveda. Estas estructuras, denominadas cimbras, encarecían la construcción de bóvedas.[10] Este uso se extendió hasta el románico, en el que se cubren las naves con bóvedas de crucería entre fuertes arcos fajones y con nervios de sección prismática.

Los romanos empleaban cimbras solo en los arcos torales. En este esfuerzo por minimizar los costes de las cimbras nacen las bóvedas tabicadas que emplean pocas muy pocas estructuras cimbradas (o cerchas) en su construcción.[12]

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