Técnicas de producción
Para las cúpulas prefabricadas pueden utilizarse varias técnicas de producción: hormigón prefabricado tradicional, hormigón reforzado con fibra de vidrio (HRFV) o poliéster reforzado con fibra de vidrio (PRFV). Aunque el coste de producción es menor con hormigón tradicional, es preferible utilizar tecnología de fabricación de HRFV o PRFV siempre que el diámetro de la cúpula supere los 20 m, para limitar el peso de cada segmento de la cúpula, o si se trata de una cúpula con dibujo. Cuando las cúpulas están cubiertas de dibujos decorativos por ambos lados, como en la mezquita de Saif Bin Darwish, la estructura externa de HRFV lleva una capa interna de PRFV instalada en la obra mediante fijaciones mecánicas.
Los moldes que se utilizan para la producción de segmentos prefabricados tradicionales suelen ser de acero. Basándose en los perfiles de curvatura del diseño, se preparan plantillas de madera para distintas orientaciones. Se doblan canales de acero en ambos sentidos y se sueldan con una separación sentre 400 y 600 mm. Las plantillas de madera se utilizan para comprobar que los canales coincidan perfectamente con la curvatura deseada. Después se sueldan pequeñas tiras de chapa de acero sobre estos canales con ángulos decrecientes. Las juntas soldadas entre las chapas de acero se liman hasta que la superficie del molde queda totalmente lisa y tenga la curvatura deseada. Para mayor control, cada elemento producido se compara con las plantillas de madera.
Sin embargo, cuando los segmentos son de HRFV o PRFV, la técnica de fabricación de los moldes es muy distinta, ya que consiste en un contramolde de madera que se utiliza para crear por vaciado el molde de PRFV. Después se fabrican los segmentos en el molde de HRFV o PRFV, o en un molde de goma si el dibujo es muy intrincado.
En los Emiratos Árabes, con la política gubernamental actual de desarrollo sostenible y el uso de las normas Estidama y LEED, hace poco que ha surgido un nuevo requisito para la producción de cúpulas: cúpulas de gran tamaño con aislamiento de doble pared que cumplan el requisito de una transmitancia térmica (valor U) de 0,26 W/m2K o menor. Para ello se incorporan capas de aislamiento dentro del segmento de la cúpula. Según el tamaño de la cúpula, se puede adaptar la tecnología de prefabricado tradicional, o la tecnología del HRFV, a este requisito adicional.
En la actualidad Gulf Precast está fabricando 36 cúpulas para el complejo del Palacio Presidencial de Abu Dabi, la mayor de ellas con aislamiento de doble pared, mientras que a las más pequeñas se les ha aplicado el aislamiento desde dentro una vez instaladas. El diámetro de algunas de estas cúpulas llega hasta los 36 m. Mientras que 29 de las cúpulas más pequeñas pueden fabricarse en hormigón tradicional, siete de ellas están hechas de HRFV para que los segmentos sean más ligeros. La mayor de las cúpulas consta de 109 piezas de HRFV ensambladas a pie de obra, sustentadas por una estructura de acero. Una vez instaladas, el exterior de las cúpulas se recubrirá con azulejos de cerámica de 8 mm. Esto quiere decir que la tolerancia de los segmentos de HRFV no puede superar los 2 mm.
Para cumplir los más estrictos requisitos de aislamiento, se vierte una capa de 20 mm de HRFV, sobre la que se colocan 100 mm de lana de roca y 50 mm de poliestireno. Seguidamente se pone en el molde un sistema de conexión hecho de tirantes de refuerzo aislados, y se vierte una segunda capa de 20 mm de HRFV encima.
Técnicas de construcción a pie de obra
Los segmentos de la cúpula se llevan a la obra y se ensamblan. En el caso de las cúpulas prefabricadas tradicionales, los segmentos suelen fijarse sobre una viga anular colada in situ, y después se unen con tiras de hormigón.
Con segmentos de HRFV de cúpulas con dibujo o de gran tamaño, el método de fijación de los segmentos es mecánico.
En el caso de cúpulas grandes con segmentos fijadas a distintos niveles, como la cúpula de 109 piezas del Palacio Presidencial de Abu Dabi, se erige una torre de andamiaje bajo la cúpula para sustentar los elementos durante el período de instalación. La dovela central superior se fija al final y sirve de clave de todos los segmentos. La torre de andamiaje ya no es necesaria.
Aunque la fabricación e instalación de cúpulas prefabricadas y de HRFV exige experiencia y conocimientos, a menudo es la mejor solución cuando es necesario observar estrictas tolerancias, como la máxima de 2 mm del Palacio Presidencial impuesta por el plan de cubrir de azulejos el exterior de las cúpulas. Durante todo el proceso de construcción son necesarios una garantía y control de calidad muy estrictos para que las piezas ensambladas cumplan este requisito. Lo mismo sucede cuando se desea un acabado de alta calidad y con intrincados dibujos.