Saturday, August 19, 2017

Una Estructura de Ferrocemento en Forma de Domo




Para hacer una estructura relativamente barrata para mi tallercito, construí un domo de ferrocemento. Debido a que usamos agua lluvia como nuestra única fuente de agua, lo diseñé para que funcionara también como un recolector de lluvia. Para maximizar el espacio sobre la cabeza en un dado espacio en el piso, usé la forma de una parábola en lugar de un hemisferio. 


Para calcular la altura de la parábola a diferentes distancias del centro, se usa la ecuación

    y = ax
2 + c

donde y es la altura arriba del piso, x es el radio del círculo al nivel del piso, a es un parámetro de forma y c es la altura del eje del parábola (donde x = 0).

(Se deriva éste de la ecuación general de una parábola, y = ax
2 + bx + c, donde se fija b = 0 para hacer la parábola simétrica alrededor de 0.)

Para estimar el parámetro a, se fija el valor de x a lo que se desea como el radio del círculo en el piso (donde y = 0) y c es lo que se desea para la altura del paraboloide (donde x = 0). Entonces a = - c/x2







Con la ecuación y = ax2 + c, se calculó la altura y a intervalos de x de medio metro, se cortaron reglas a esta altura, y se clavaron verticalmente a un marco para hacer una guía en forma de parábola. Se colocó una varilla de 3/8" sobre las puntas de las reglas en tal manera que la varilla toque la cima de cada regla. Se amarró el pie de la varilla a una varilla corta empotrado en el cimiento en cada esquina. 















 



Con la primera varilla bien fijada, se giró el patrón 90 grados, se fijó una segunda varilla y se le amarró a la primera.










 




 


Se continuó alrededor del círculo fijando 4 arcos parabólicos (8 costillas) y se sujetaron en su lugar amarrando círculos horizontales de varilla a intervalos de la cima. Para no apilar demasiadas varillas en el centro, se cortaron las demás costillas un poco cortas del centro y se le amarró en su lugar entre las otras. Se amarraron los pies de las costillas provisionalmente a estacas martilladas al suelo en un círculo del mismo radio de las varillas en las esquinas.








 




Se colocaron arcos de varilla paralelos a los cimiento de cada pared, el primer arco vertical directamente sobre el cimiento y los otros inclinados ligeramente hacia afuera.







 



Se soltaron las puntas de las costillas parabólicas de las estacas provisionales en el suelo, se curvaron hacia arriba y se amarraron a los arcos para formar las "alas."







 



Con la forma del domo ya fijada y todas las varillas amarradas en forma segura, se amarraron 3 capas de malla para gallinero sobre las varillas, dos capas arriba y una por debajo. 







 


Se cuidó que las aberturas de la malla no quedara alineadas para que los agujeros fuera lo más pequeños posible.







 










Se amarraron las varillas de las paredes verticales con reforzamiento extra alrededor de la puerta y de las ventanas.















 




Se amarraron tres capas de malla para gallinero a las paredes también, dos afuera y una adentro.









 


 

Con toda la malla firmemente amarrada al marco de varilla, se comenzó el repello, primero las paredes verticales y luego el domo. Se repelló con una mezcla media dura (poca agua) de 1 parte de cemento Portland a 4 partes de arena fina. Se aplicaron 4 capas de 1 cm de grosor, 2 capas adentro y 2 capas afuera. Se cuidó que las uniones entre las amasadas en la capa interior no coincidiera con las uniones de la capa exterior. Cuando el concreto estuvo duro, se mantuvo el repello continuamente húmedo con una aspersión ligera de agua por 7 días.






















Con el repello ya terminado, se soldaron las puntas de arriba de las costillas para formar una rejilla de seguridad, dejando un tragaluz para ventilación y para dejar entrar la luz.














 


Se hicieron embudos de las cuatro esquinas para recolectar agua lluvia y dirigirla hacia abajo por un tubo de 4" a un tanque de 10.000 litros. 










 




Se hizo una cúpula de plástico acrílico sobre el tragaluz, dejando un espacio para ventilación.






 



Note "la sombra de lluvia" en el concreto mojado después de una lluvia. 






Debido a que este es un tallercito, se instalaron ventanas y una puerta de acero para seguridad. Se selló el techo con un sellador de cemento Portland y plástico acrílico. Se pintó el exterior con una pintura látex.





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